WO2012020917A1 - Method and device for transmitting/receiving data in wireless communication system supporting relay node - Google Patents

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WO2012020917A1
WO2012020917A1 PCT/KR2011/004798 KR2011004798W WO2012020917A1 WO 2012020917 A1 WO2012020917 A1 WO 2012020917A1 KR 2011004798 W KR2011004798 W KR 2011004798W WO 2012020917 A1 WO2012020917 A1 WO 2012020917A1
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data
terminal
repeater
base station
transmission
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PCT/KR2011/004798
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French (fr)
Korean (ko)
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김동인
최완
유종열
김병훈
서한별
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엘지전자 주식회사
성균관대학교산학협력단
한국과학기술원
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0076Distributed coding, e.g. network coding, involving channel coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/155Ground-based stations
    • H04B7/15528Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H04B7/15542Selecting at relay station its transmit and receive resources
    • HELECTRICITY
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    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
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    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097Relays

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving data in a wireless communication system supporting a repeater.
  • FIG. 1 illustrates a relay node (RN) 120 and a user equipment (UE) 131 and 132 existing in an area of one base station (eNodeB; eNB) 110 in a wireless communication system 100.
  • the repeater 120 may transfer data received from the base station 110 to the terminal 132 in the repeater area, and may transmit data received from the terminal 132 in the repeater area to the base station 110.
  • the repeater 120 may support extending the high data rate range, improving the communication quality at the cell edge, and providing communication within an area of the building or beyond the base station service area.
  • a terminal (hereinafter referred to as a macro-UE or M—UE) that receives a service directly from a base station, such as a terminal 131, and a service through a relay 120 such as a terminal 132. It shows that there is a receiving terminal (hereinafter referred to as a relay-UE or an R-UE).
  • the wireless link between the base station 110 and the repeater 120 is called a backhaul link.
  • the link from the base station 110 to the repeater 120 is called a backhaul downlink, and the link from the repeater 120 to the base station 110 is called a backhaul uplink.
  • the radio link between the repeater 120 and the terminal 132 is called an access link.
  • the link from the repeater 120 to the terminal 132 is called an access downlink, and the link from the terminal 132 to the repeater 120 is called an access uplink.
  • the terminal 132 may recognize the repeater 120 as a general base station.
  • the terminal 132 does not recognize the existence of the repeater 120.
  • the present invention when data is transmitted through a user-relay in transmitting data from a base station to a terminal, it is a technical problem to provide a method for more efficiently utilizing radio resources and making data transmission successful. do. Specifically, the present invention is to provide a method for configuring the data to be transmitted through the user-relay and the base station to transmit data directly to the terminal in the base station transmits the data to the terminal. Another object of the present invention is to provide a method for determining a resource, a transmission rate, etc. to be used for delivering data to a user equipment, and a method for performing retransmission due to data decoding failure at the user equipment.
  • a method for transmitting data in a base station the first codeword by bit concatenation (concatenation) the first data for the terminal to the data for the repeater Generating a; Generating a second codeword by encoding second data for the terminal; And transmitting the first codeword to the repeater and transmitting the second codeword to the terminal.
  • a method for transmitting data in a repeater generated by encoding the first data for the terminal bit concatenation (concatenation) in the base station to the data for the repeater together Receiving a first codeword from the base station; Extracting the first data from the first codeword; And transmitting the extracted first data to the terminal.
  • a base station for transmitting data a transmission module for transmitting a signal to one or more of the repeater and the terminal; Receiving modules receiving a signal from at least one of the repeater and the terminal; And the operation of the base station connected to the reception modules and the transmission modules. It may include a processor for controlling. Wherein the processor is further configured to bit concatenate first data for the terminal to data for the repeater to encode the first data to generate a first codeword; Generate a second codeword by encoding second data for the terminal; The transmission code may be configured to transmit the first codeword to the repeater and the second codeword to the terminal.
  • a repeater for transmitting data the first receiving module for receiving a signal from the base station; First transmission modules for transmitting a signal to the base station; Second receiving modules receiving a signal from a terminal; Second transmission modules for transmitting a signal to the terminal; And a processor connected to the first and second reception modules and the first and second transmission modules and controlling the operation of the repeater.
  • the processor the first codeword generated by bit-concatenation (concatenation) at the base station with the first data for the terminal to the data for the repeater to receive from the base station through the first receiving mode and ; Extract the first data from the first codeword; The extracted first data may be configured to be transmitted to the terminal through the second transmission mode.
  • a second codeword generated by encoding base 2 data for the terminal by the base station may be transmitted from the base station to the terminal.
  • the first data for the terminal may be delivered to the terminal by the repeater.
  • At least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station.
  • the hourly data rate for the phase repeater is And hourly data for the terminal T (2) is the time required for the transfer of the first data in the repeater, ci is the rate occupied by the first data in the first codeword, and P 2 is Respectively, transmit power for the first and second codewords, ⁇ is a signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the repeater, is a signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the terminal, ⁇ , Pi and P 2 can be determined.
  • the repeater may be a first terminal, and the terminal may be a second terminal.
  • the first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique.
  • the first data and the second data may correspond to portions in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder in the base station.
  • a method for more efficiently utilizing radio resources and successfully delivering data when data is transmitted through a user-relay in transmitting data from a base station to a user equipment, there is provided a method for more efficiently utilizing radio resources and successfully delivering data. Can be.
  • a method for configuring data to be transmitted through the user-relay and the base station to transmit data directly to the terminal may be provided.
  • a method of determining a resource, a transmission rate, etc. to be used by a user-relay to deliver data to the terminal and a method of performing retransmission due to data decoding failure at the terminal side.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station, a repeater, and a terminal.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system.
  • 3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG. 7 is a diagram for conceptually describing a multi-user environment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of operation of information transmission through a user-relay in a multi-user environment.
  • FIG. 9 illustrates data encoded in a bit connection based partial signal transmission scheme.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a partial interference transmission (SIC) partial signal transmission operation.
  • SIC partial interference transmission
  • 11 is a flowchart illustrating a data transmission / retransmission operation through a repeater in a partial signal transmission method.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a step of cooperative communication through a user-relay.
  • 13 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station apparatus, a repeater apparatus, and a terminal apparatus according to the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order can be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • embodiments of the present invention will be described based on a relationship between data transmission and reception between a base station and a terminal.
  • the base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with the terminal. Certain operations described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), and an access point (AP).
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • RN relay node
  • RS relay station
  • the term 'terminal' may be replaced with terms such as UE Jser Equiment, Mole le Station (MS), Mole le Subscriber Station (MSS), and Subscriber Station (SS).
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802 system, the 3GPP system, the 3GPP LTE and the LTE-Advanced (LTE-A) system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • 0rthogonal frequency (0FDMA) Division Multiple Access
  • SCD Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRA lni versa 1 Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile Communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • 0FDMA may be implemented by a wireless technology such as IEEE 802.il (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRAC Evolved UTRA).
  • UTRA is part of the UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System (3GPP) 3rd Generation Partnershi Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of the Evolved UMTS (E-UMTS) using E—UTRA.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN—OFDMA Advanced system).
  • 2 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system.
  • One radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots in the time domain.
  • the transmission time of one subframe is defined as a transmission time interval ( ⁇ ).
  • transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of 0FDM symbols in the time domain. Since the 3GPP LTE system uses the 0FDMA scheme in the downlink, the 0FDM symbol represents one symbol length (period).
  • a resource block (RB) is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the structure of such a radio frame is merely exemplary. Therefore, the number of subframes included in one radio frame, the number of slots included in one subframe, or the number of 0FDM symbols included in one slot may be changed in various ways.
  • 3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain and one resource block (RB) is shown to include 12 subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto.
  • one slot includes 7 OFDM symbols in the case of a general cyclic prefix (CP), but one slot may include 6 OFDM symbols in the case of an extended CP.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number of N DLs of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as that of the downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated.
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical HARQ index.
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PDCH physical downlink control channel
  • PHICH Physical Hybrid Automatic Repeat reQuest Indicator Channel
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • the DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a DL shared channel (DL-SCH), resource allocation information of an uplink shared channel (UL—SCH), paging information of a paging channel (PCH), system information on a DL-SCH, and a PDSCH.
  • DL-SCH DL shared channel
  • UL—SCH uplink shared channel
  • PCH paging information of a paging channel
  • system information on a DL-SCH and a PDSCH.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • PDCCH is one or more It is transmitted as an aggregate of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the number of CCEs used for PDCCH transmission is called a CCE aggregation level.
  • the CCE combination level is a CCE unit for searching for a PDCCH.
  • the size of the CCE combination level is defined by the number of adjacent CCEs. For example, the CCE combination level may be 1, 2, 4 or 8.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the CRC is masked with an identifier called Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH. If the PDCCH is for a specific terminal, the cell-RNTKC-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC. Or, if the PDCCH is for a paging message, a paging indicator identifier (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the system information identifier and system information RNTKSI-RNTI may be masked to the CRC.
  • random access -RNTKRA-RNTI may be masked to the CRC.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated.
  • PUCCH Physical Uplink Control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. It is said that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary.
  • MIMO Multiple Antenna
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the theoretical channel is proportional to the number of antennas unlike the case where only a plurality of antennas are used in a transmitter or a receiver.
  • the transmission capacity is increased. Therefore, the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved.
  • the transmission rate can theoretically increase as the rate of increase 1 ⁇ 2 ⁇ ) is multiplied by the maximum transmission rate?.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, improvement of transmission reliability and improvement of transmission rate Research is being actively conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology.
  • the communication method in a multi-antenna system will be described in more detail using mathematical modeling. It is assumed that there are ⁇ transmit antennas and ⁇ receive antennas in the system.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information S ⁇ S V S N T ⁇ Transmission power may be different ⁇
  • the transmission information whose transmission power is adjusted is as follows.
  • s may be expressed as follows using a diagonal matrix ⁇ of transmit power. [Equation 4]
  • the weight matrix W is applied to the information vector s of which the transmission power is adjusted.
  • a means a weight between the / th transmit antenna and the / th information.
  • w is also called a precoding matrix.
  • the received signal is y1 ⁇ 2? If there are two receiving antennas, the received signal of each antenna> ⁇ ⁇ ''' ' « may be expressed as a vector as follows.
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes.
  • the channel from the transmitting antenna to the receiving antenna / will be marked hi j S—. Note that in the order of the index, the receiving antenna index is first, and the index of the transmitting antenna is later.
  • FIG. 6 (b) shows a channel from V r transmit antennas to a receive antenna /.
  • the channels may be bundled and displayed in the form of a vector and a matrix.
  • a channel arriving from a total of ⁇ transmitting antennas to a receiving antenna / may be represented as follows.
  • the real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix ⁇ .
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the white noise «1, « 2 , '" ,” ⁇ added to each of the R reception antennas can be expressed as
  • the received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmitting and receiving antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receiving antennas, and the number of columns is equal to the number ⁇ of transmitting antennas. That is, the channel matrix ⁇ is a matrix VypXA ⁇ .
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns independent of each other. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the tank (ra «:( H)) of the channel matrix H is limited as follows.
  • rank is that when an eigenvalue decomposition of a matrix
  • rank can be defined as the number of nonzero eigenvalues.
  • another definition of rank can be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition. Therefore, the physical meaning of rank in the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel. Multi-user -MIM0 behavior
  • MU-MIM0 Multiple user-MIM0 refers to an operation in which a base station having multiple antennas serves a plurality of users (terminals) at the same time.
  • the signal for one terminal may act as interference for the other terminal, and thus the overall system performance may be degraded. Therefore, in order for data transmission and reception according to the MU-MIM0 operation to be performed correctly, it is required to remove the interference between users.
  • the base station may perform signal processing according to an interference cancellation technique for a signal to be transmitted to multiple users.
  • each independent information block to be transmitted to each terminal Can be encoded as a codeword.
  • the encoded codewords may be transmitted according to the interference cancellation scheme. For example, for a codeword transmitted from one base station to a plurality of terminals, the base station may transmit in a manner of eliminating interference in advance. By pre-subtraction of the signal transmitted to one terminal (U) to the other terminal (U 2 ), the terminal (U 2 ) can receive the signal from the base station as if there is no interference.
  • a separate interference cancellation operation may not be performed, such as zero forcing-dirty paper coding (ZF-DPC), zero forcing (ZF), or the like.
  • Equation 13 Next, in the case of ZF beamforming, interference cancellation may be performed through a pseudo-inverse for the synthesis channel H for multiple users, as shown in Equation 14 below.
  • Equation 14 H H (HH H X "in Equation 14 denotes a Hermit matrix for the matrix X, and X- 1 represents an inverse matrix for the matrix X.
  • the matrix F of Equation 14 Each column becomes a beamforming vector for each terminal, that is, wf, and in this case, the effective channel for each terminal can be expressed by Equation 15 below. ]
  • the channel in each terminal is in the form of an identity matrix, and as a result, it is possible to receive a signal from which interference has been removed in advance.
  • Repeaters may be considered, for example, to extend high data rate coverage, improve group mobility, ad hoc network deployment, improve cell boundary yield and / or provide network coverage in new areas.
  • the repeater 120 plays a role of forwarding transmission and reception between the base station 110 and the terminal 132, and two types of links having different attributes in each carrier frequency band (backhaul link). And access links) apply.
  • Base station 110 may include a donor cell.
  • the intensifier 120 may be wirelessly connected to the radio-access network via the donor cell 110.
  • the backhaul link between the base station 110 and the repeater 120 uses a downlink frequency band or a downlink subframe resource
  • the backhaul link is expressed as a backhaul downlink
  • the frequency band is a resource allocated in the frequency division duplex (FDD) mode
  • the subframe is a resource allocated in the time division duplex (TDD) mode.
  • the access link between the repeater 120 and the terminal 132 uses a downlink frequency band or a downlink subframe resource
  • it is expressed as an access downlink and uses an uplink frequency band or an uplink subframe resource.
  • Figure 1 shows the configuration of the backhaul uplink / downlink and access uplink / downlink of the FDD mode repeater.
  • the base station requires a function of uplink reception and downlink transmission
  • the terminal requires a function of uplink transmission and downlink reception.
  • the repeater requires all the functions of backhaul uplink transmission to the base station, access uplink reception from the terminal, backhaul downlink reception from the base station, and access downlink transmission to the terminal.
  • the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is called an 'in-band', and a frequency band in which the backhaul link and the access link are different.
  • the case of operating at is called out-band.
  • terminals operating according to an existing LTE system eg, Release-8 (hereinafter referred to as legacy terminals) must be able to access the donor cell.
  • the repeater may be classified as a transparent repeater or a non-transparent repeater.
  • a transparent means a case in which a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a repeater
  • a non-transient refers to a case in which a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a repeater.
  • the repeater may be divided into a repeater configured as part of a donor cell or a repeater controlling a cell by itself.
  • a repeater configured as part of the donor cell may have a repeater identifier (ID), but does not have a repeater's own identity. If at least a part of RRM (Radio Resource Management) is controlled by the base station to which the donor cell belongs, the repeater is configured as part of the donor cell (even though the remaining parts of the RRM are located in the repeater). do.
  • RRM Radio Resource Management
  • the repeater is configured as part of the donor cell (even though the remaining parts of the RRM are located in the repeater). do.
  • such a repeater may support the legacy terminal.
  • smart repeaters, decode-and-forward relays, and various types and types of L2 repeaters are two such repeaters.
  • the repeater controls one or several sals, and each cell controlled by the repeater is provided with a unique physical layer cell identity, and may use the same RRM mechanism. From a terminal point of view, there is no difference between accessing a cell controlled by a repeater and accessing a cell controlled by a general base station.
  • the cell controlled by this repeater may support the legacy terminal.
  • self-backhauling repeaters, L3 (third layer) repeaters, type-1 repeaters and type-la repeaters are such repeaters.
  • the type-1 repeater is an in-band repeater that controls a plurality of cells, each of which appears to be a separate cell that is distinct from the donor cell from the terminal's point of view.
  • the plurality of cells have their own physical cell IDs (as defined in LTE Release-8), and the repeater may transmit its own synchronization channel and reference signal.
  • the terminal may receive the scheduling information and HARQ feedback directly from the repeater and transmit its control channel (scheduling request (SR), CQI, ACK / NACK, etc.) to the repeater.
  • the type-1 repeater appears to be a legacy base station (base stations operating in accordance with the LTE Release-8 system). That is, backward compatibility.
  • the type-1 repeater may be seen as a base station different from the legacy base station, and may provide a performance improvement.
  • the type-la repeater has the same features as the type-1 repeater described above in addition to operating out-band.
  • the operation of the type-la repeater may be configured to minimize or eliminate the impact on L1 (Layer 1 layer) operation.
  • the type-2 repeater is an in-band repeater and does not have a separate physical cell ID and thus does not form a new cell.
  • the Type 2 repeater is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal does not recognize the presence of the Type-2 repeater.
  • Type-2 repeaters may transmit PDSCH, but do not transmit at least CRS and PDCCH.
  • the following HARQ operation may be applied as a control method for data reception failure.
  • a new packet is transmitted, and when the NACK signal is received, the previously transmitted packet can be retransmitted.
  • a packet to which encoding according to a Forward Error Correction (FEC) function is applied may be retransmitted. Therefore, as a result of receiving and decoding one packet, the data receiving side transmits an ACK signal when decoding is successful, and transmits an NACK when decoding fails, and stores the received packet in a buffer.
  • FEC Forward Error Correction
  • the HARQ scheme can be classified into a synchronous HARQ scheme and an asynchronous HARQ scheme according to the timing of retransmission.
  • the synchronous HARQ scheme when initial transmission fails, subsequent retransmissions are performed at a time point determined by the system. For example, when retransmission is performed every fourth time unit (for example, a subframe) after the initial transmission failure, it is not necessary to inform the receiving side of the information on the time of retransmission. Therefore, when the NACK signal is received at the data transmission side, the packet is retransmitted every fourth time until the ACK signal is received.
  • the asynchronous HARQ scheme information on a time point for retransmission is separately scheduled. Therefore, the retransmission timing of the packet acknowledging the NACK signal may be changed by various requirements such as channel state.
  • the MCS level of the retransmitted packet, the number of resource blocks used, and the like are determined as determined at initial transmission. For example, if the transmitting side transmits data by using eight resource blocks during initial transmission, the retransmission is performed using eight resource blocks in the same way.
  • the red-eye method is a method in which a packet modulation method, the number of resource blocks used, and the like vary according to channel conditions.
  • the transmitting end converts the data packet into sub-packets having a predetermined size, and initial transmission and retransmission may be performed in units of sub packets.
  • the receiving end may attempt to decode the data packet by combining several subpackets.
  • the generated subpackets can be distinguished by the length of the subpackets and the start positions of the subpackets. This distinguishable sub-packet is called a redundancy version (RV).
  • RV redundancy version
  • the receiving end may attempt to decode the entire codeword by receiving and combining different RVs.
  • the HARQ operation may be performed by receiving only the difference between the entire codeword packet to be received and the subpacket already received, and attempting decoding.
  • the HARQ operation of the incremental redundancy (IR) scheme is performed. It can be called an operation. Partial Signaling Through Repeaters in a Multi-User Environment
  • FIG. 7 is a diagram for conceptually describing a multi-user environment.
  • the base station has multiple antennas and can support MU-MIM0 transmission, and it is assumed that terminals U 2 (... ) Have a single antenna.
  • this assumption is merely illustrative for clarity of explanation, and the principles of the present invention described below may be equally applied to the terminal (s) with multiple antennas.
  • a plurality of terminals (, U 2 ,...) May simultaneously receive signals from the base station BS.
  • the channel to is called lu and the channel all to U 2 can be called h 2 .
  • the channel state is good because it is located close to the base station, whereas U 2 is located at the cell edge relative to the base station.
  • a base station may transmit a signal at a higher power, but a problem of causing interference may occur.
  • various repeaters as described above may be used. Can be introduced. However, when a new repeater is installed in the network, a separate resource must be used.
  • Such a repeater may be referred to as a user-relay, and the user-relay may correspond to a type-2 repeater as described above. That is, the user-repeater is transparent to the terminal receiving the data.
  • Fig. 7 (b) functions as this user-relay and shows that 1) 2 receives data from the base station via I.
  • data transmission is performed through cooperation between terminals in a multi-user environment, thereby improving overall transmission capacity and increasing resource efficiency.
  • the terminal has a better channel environment with the base station (!! Can function as a user-relay, and can assist data transfer to another terminal J 2 with poor channel environment).
  • the terminal passes the data to be delivered in the same time, it is possible to receive data transmitted from the base station to U 2 from the base station.
  • the data it receives, following receiving their data from the base station to U 2 to u 2 can give From the standpoint of u 2 , data about itself may be obtained through data received directly from the base station and data received through ⁇ .
  • Such a data transmission method may be referred to as a partial signal transmission method.
  • a scheme for encoding information bits to be delivered to each user at the base station needs to be determined.
  • various embodiments of the present invention for the information bit encoding scheme in the base station and the information transfer operation through the user-relay will be described in detail.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of operation of information transmission through a user-relay in a multi-user environment.
  • the remaining terminals of the multi-user environment except for this and # 2 are not shown.
  • the scope of the present invention is not limited thereto, and even when MU-MIM0 transmission is performed for two or more terminals, and any one terminal functions as a user-relay for another terminal (s).
  • the principles of the present invention can be equally applied.
  • UE denotes a terminal functioning as a user-repeater
  • U 2 denotes a terminal serving as a destination of information transmission
  • U 2 may also be referred to as a destination user. Referring to FIG.
  • the base station encodes data for each terminal (S810), transmits encoded data to each terminal (and U 2 ) (S820), and restores the data received at Ui (S830). , the transmission data for the U 2 among the restored data to and U 2 (S840), the U 2 by using the signal received in step S820 and S840 to restore the data for their own (S850).
  • S810 transmits encoded data to each terminal (and U 2 )
  • restores the data received at Ui S830
  • the transmission data for the U 2 among the restored data to and U 2 (S840) the U 2 by using the signal received in step S820 and S840 to restore the data for their own (S850).
  • Step S810 is a data encoding step.
  • the base station (BS) can encode the data for the terminal ( ⁇ ), which functions as a user-relay, and the data for the destination user (U 2 ) to receive the information therethrough. Specifically, as shown in FIG. Data encoding for may be performed.
  • FIG. 9 (a) shows data encoded with respect to FIG. 9 (b) shows data encoded with respect to U 2 .
  • 3 ⁇ 4 is further divided into two bits: the information bits received by U 2 via channel (h 2 ) directly from the base station (BS) and the information bits carried by channel (h 12 ) from the user-relay.
  • 2 may be configured as an information bit of a portion of (ie, 3 ⁇ 4, 2 overlaps with a portion of), or 3 ⁇ 4.
  • 2 may be configured as a separate information bit that is distinct from ⁇ (i.e. and 3 ⁇ 4 , 2 do not overlap).
  • S 2 and r may correspond to systemic bits, and 3 ⁇ 4 and 2 may correspond to parity bits.
  • S 2 j and 3 ⁇ 4, 2 may correspond to partitioning the output () from the same channel coder into the first part and the second part (ie, 3 ⁇ 4).
  • One of the partial fractions of S 2> 1 and the other corresponds to 2 ).
  • the information bit, 2 for U 2 may be concatenated with the information bit Si for ⁇ and encoded as one codeword.
  • Such an encoding method may be referred to as a bit concatenation method, and the partial signal transmission method proposed by the present invention may be referred to as a bit connection based partial signal transmission method.
  • one codeword encoded by concatenating ⁇ , 3 ⁇ 4, and 2 may be expressed as 3 ⁇ 4.
  • Bits for ⁇ and 3 ⁇ 4 , 2 in full codeword 3 ⁇ 4 It can be the percentage that each of (1 eu «) and « (wherein, o ⁇ a ⁇ i). If the transmission power per bit is set to be the same, and may correspond to the transmission power ratio.
  • the information bit ⁇ for U 2 may be encoded into one independent codeword 3 ⁇ 4.
  • step S820 the base station may transmit the codewords 3 ⁇ 4 and X 2 encoded in step S810 to each terminal (and U 2 ).
  • Step S820 may also be expressed as a step in which the base station broadcasts data to each terminal in a first transmission phase.
  • the interference for each terminal may be removed in advance by applying an interference cancellation scheme such as the ZF-DPC or the ZF scheme as described above. .
  • the transmit power allocated to the codeword transmitted to Ui is called and the transmit power allocated to the codeword X 2 transmitted to U 2 is P 2 , the sum of ⁇ and P 2 is the maximum transmit power P BS of the base station. Can't go over
  • the signals received at each of the terminals 3 ⁇ 4 and U 2 in the first transmission step may be expressed by Equation 16 below.
  • Equation 16 signals received at ⁇ and U 2 in the first transmission step, respectively.
  • F and P 2 denote transmit powers allocated to codewords and respectively.
  • Xl (Si, S 2 , 2 ) denotes a codeword encoded by concatenating Sl , S 2 , 2 , and (, denotes the encoded codeword, ⁇ and h 2 represent between ⁇ and U 2 from the base station, respectively.
  • ⁇ And w 2 denote beamforming vectors to Yi and U 2 , respectively.
  • the beamforming vector may be determined as described exemplarily in the ZF-DPC or ZF technique, which is the aforementioned pre-interference cancellation technique.
  • n 2 denote Additive White Gaussian Noise (AWGN) at ⁇ and U 2 , respectively.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • step S820 the transmission from the base station and the transmission from the base station to U 2 may be performed at the same time, or may be performed at different times.
  • the above-described first transmission step is a term for expressing the order in which the operations are performed in the overall operation in which information transmission to the destination is performed through the user-relay.
  • Step S830 is a step in which each of these and 1) 2 recovers (or decodes) data from the signal received in the first transmission step.
  • May decode codeword 3 ⁇ 4 from the signal received in the first transmission step, and U 2 may decode codeword 3 ⁇ 4 from the signal y 2 (1) received in the first transmission step.
  • Equation 17 the amount of information that can obtain information about itself in the first transmission step in ⁇ and U 2 can be expressed by Equation 17 below.
  • Equation 17 Ji and ⁇ are each
  • N 0 means a variance of r and n 2 which are GN with respect to U1 and U2 described in Equation 16 above.
  • step S840 information forwarding is performed in a second transmission phase.
  • a user-relay it can extract information (i.e., 3 ⁇ 4. 2 ) for another terminal U 2 corresponding to the ratio of a from the amount of information recovered from the base station in the first transmission step.
  • the data S 2 and 2 for the extracted U 2 are transmitted in the second transmission. You can pass from step 2 to u 2 .
  • Ui may transmit the extracted data (.2) to 11 ⁇ 2 by performing modulation on XR. Since 3 ⁇ 4 contains the data 3 ⁇ 4, 2 of U 2 as it is, it can be expressed as X R (S 2 , 2 ).
  • the modulation scheme applied to 3 ⁇ 4 , 2 may be indicated from the base station. For example, a modulation scheme to be applied to data (3 ⁇ 4 , 2 ) to be transmitted to another terminal 1 1 2 may be predetermined by pre-signal exchange between the base station and the user-relay ().
  • 3 ⁇ 4 , 2 ) may include information indicating a modulation scheme to be applied by 1.
  • the user-relay (! ⁇ ) May use the maximum transmit power ⁇ 3 ⁇ 4 to maximize the efficiency of the transmission to the destination user (U 2 ).
  • the signal received by U 2 is represented by the following equation (18). Can be.
  • Equation 18 y 2 (2) represents a signal that U 2 receives in the second transmission step.
  • represents the transmit power allocated to x R.
  • x R (s 2 , 2 ) represents a signal in which data (s 2 , 2 ) transferred from to U 2 is modulated by x R by ⁇ .
  • h 12 means the channel between this and U 2 .
  • n 12 means AWGN on h 12 .
  • Equation 19 The amount of information U 2 obtains from the received signal as shown in Equation 18 can be expressed as Equation 19 below.
  • R 2 (2) means the amount of information that U 2 obtains in the second transmission step.
  • G 2 means lh 12 l 2 / N 0 .
  • the second transmission step may be variably determined according to the amount of information to be transmitted.
  • the time required for the user-repeater (!) to transmit information can be expressed as Equation 20 below.
  • Equation 20 t (1) means time spent during the first transmission step, and t (2) means time spent during the second transmission step.
  • t (1) means time spent during the first transmission step, and t (2) means time spent during the second transmission step.
  • And destination user u 2 is delivered from the user-relay u during the second transmission phase.
  • the time required for the second transmission step may be determined relative to the time required for the first transmission step, depending on the ratio of the amount of information logf 1 + C ⁇ / 12 7 capable of acquiring data.
  • the amount of information obtained may vary according to the state of the channel and / or h 12 ), and accordingly, the time required for the second transmission step may be variably determined.
  • the size of the frequency resource used for information transmission may be variably determined. That is, the size of the frequency resource to be used in the second transmission step may be variably determined according to a principle similar to the variable transmission time described above.
  • the frequency resource used in may be set to five RBs.
  • the amount of information obtained may vary according to the state of the channel (and / or h 12 ), and accordingly, the size of the frequency resource used in the second transmission step may be variably determined.
  • the data that Ui will pass to U 2 S 2 . 2 corresponds to information bits generated and encoded by the base station (BS), and Ui does not perform any processing other than the above-described modulation and transmission for 3 ⁇ 4, 2 . That is, the user-repeater (i is only forwarded to the AS line, U 2 having received the data (3 ⁇ 4, 2) to other terminal (U 2) at the base station.
  • Step S850 is a step in which U 2 recovers (or decodes) data for itself using the signal received in the first transmission step and the signal received in the second transmission step.
  • the user-relay (! ⁇ ) Receives data only in the first transmission step, while the destination user U 2 receives data in both the first transmission step and the second transmission step.
  • the destination user U 2 receives the first data.
  • P 1 P 2 and ⁇ may be determined according to the amount of information required. It may be in the repeater (data transmitted to the U determine the rate of data to be delivered to the destination user (U2) also, - that is, the transmit power ⁇ and ⁇ 2 and the user at the base station to the transmission efficiency, and U 2 to increase. From the viewpoint of the destination user ⁇ 2 , the data received in the first transmission step is S 2,! , And the data received from the user-relay ( ⁇ ) in the second transmission step is S 2 , 2. As described above, , 2 may be configured as part of the information bits of ⁇ (ie
  • 3 ⁇ 4, 2 duplicate part of ⁇ ).
  • the decoding success rate may be increased compared to receiving data directly from the base station only when the channel condition is not good, and more robust data restoration may be performed.
  • 3 ⁇ 4, 2 may be configured as a separate information bit distinguished from? ⁇ (That is, S2J and 2 do not overlap).
  • U 2 can receive an appropriate amount of data through the direct channel from the base station and the channel from the user-relay, so that the amount of received information can be improved.
  • data (or a part of data) for a terminal U 2 having a relatively poor channel state may be a terminal having a good channel state (! It is possible to improve the transmission efficiency by transmitting it through the terminal. While satisfying, the extra channel capacity can be used to carry data for the other terminal (U 2 ). In this case, since the data for the other terminal (u 2 ) is transmitted in one codeword in connection with the data for the terminal having a good channel state, the data can be restored in the absence of interference during information restoration. , by taking into account a variable transmission time in the data transfer process, when the channel between the terminals good enough, the time is shorter, the transmission efficiency used in the information transmission is higher.
  • MS (u 2) is the channel condition is not good is their Receiving data for a through a direct channel from a base station and a channel from a user-relay may lead to an improvement in the amount of received information and / or an improvement in the decoding success rate.
  • the present invention is applicable in a multi-user environment using multiple antennas.
  • QoS quality of service
  • the base station transmits the retransmission data packet part to the destination user together with the data of the user-relay, so that the user instead of the base station at the time of data retransmission
  • the repeater may deliver the retransmitted data packet directly to the destination user.
  • the user-relay means a repeater in which one terminal helps another terminal rather than a fixed repeater, and such cooperative communication through the user-relay may be referred to as cooperative communication between terminals.
  • Such a user-relay may correspond to the type-2 repeater described above.
  • hh 2 which is a channel from a source node (ie, a base station) to each terminal, may be determined by channel state information feedback reported from each terminal.
  • the channel h 12 between the repeater (1!) And the destination node (U 2 ) can be determined by the average characteristics of the channel rather than reflecting the actual channel environment.
  • a HARQ scheme retransmission operation may be applied.
  • various embodiments of the present disclosure will be described with respect to a resource allocation scheme and a HARQ operation scheme capable of obtaining a maximum data rate when the open-loop data transfer is performed through a user-relay.
  • the bit connection-based partial signal transmission scheme proposed by the present invention may be applied as a partial signal transmission scheme through a repeater, or other general partial signal transmission schemes may be applied.
  • the general partial signal transmission method refers to a method of transmitting data that can be directly transmitted in consideration of channel conditions from a source node to a destination node, and additionally transmitting data from a repeater to a destination node.
  • the data to be transmitted from the repeater to the destination node is provided by the source node, which may be transmitted directly to the repeater, or the repeater may overhear the data transmitted from the source node to the destination node. Overhearing means that the relay overhears the data that the source node sends to the destination node.
  • a partial signal transmission method of a successive interference cancellation (SIC) method among the partial signal transmission methods will be described as an example.
  • SIC successive interference cancellation
  • a signal may be transmitted from a source node to a destination node in the following order.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an SIC scheme partial signal transfer operation.
  • the base layer (b) corresponds to a portion directly transmitted from the source node to the destination node
  • the overlap layer (SC) passes through the repeater to the destination node.
  • the ratio of the signal power magnitudes of the base layer (b) and the overlap layer (sc) may be determined using the channel information between the source node and the repeater and the channel information between the source node and the destination node. Can be.
  • the overlap layer (sc) portion may be detected by first detecting and erasing the portion of the base layer (b) from the signal received from the source node.
  • the repeater may deliver the overlap layer (SC) portion to the destination node.
  • the destination node detects the portion of the base layer (b) by receiving and detecting the portion of the overlap layer (SC) transmitted from the repeater and erasing the detected portion of the overlap layer (SC) from the signal (b + sc) received from the source node. can do.
  • Equation 22 The total data rate R tot obtained in the SIC partial signal transfer operation is expressed by Equation 22 below.
  • R b is a transmission rate for the base layer (b)
  • R s is a transmission for the overlapping layer (sc)
  • 3 ⁇ 4 is a transmission rate between the relay and the destination node.
  • Represents a Signal to Noise Ratio (SNR) for each channel.
  • Ysd is the SNR for the channel between source node (S) and destination node (D)
  • SNR for the channel between source node (S) and repeater (R)
  • ⁇ rd is the repeater (R) and destination node.
  • D SNR for the channel in between.
  • the time taken to transmit the layer sc is determined according to the ratio of R s and R 2 .
  • Rate control may be performed at the source node to reduce the amount of information, transmission time, etc. and increase the overall transmission rate ( ⁇ ) from the relay to the destination node.
  • the rate control may be performed based on channel information between the source node and the repeater, channel information between the source node and the destination node, and channel information between the repeater and the destination node.
  • the SIC partial signal transmission method is required to transfer information from the repeater to the destination by specifying a rate capacity between the repeater and the destination node when the source node knows all information about the entire channel. By determining the time it takes to increase the overall rate. That is, the SIC partial signal transmission method can increase the overall data rate through precise data rate control in a closed-loop environment.
  • the destination node is not aware of the existence of the user-relay, and no feedback on the channel state is reported. That is, the repeater transmits data to the destination node in an open-loop manner without information about the channel between the relay and the destination node.
  • the source node cannot measure the rate capacity between the user-relay and the destination node, it may be difficult for the source node to determine the rate in advance and assign it to the repeater.
  • the present invention proposes a method for obtaining maximum transmission in performing cooperative communication through a user-relay in an open-loop environment. Specifically, considering the probability of outage according to the average characteristics of the channel in the open-loop environment between the user-relay and the destination node, the optimal resource for the source node to be used for data transfer from the repeater to the destination node ( Time resources and / or frequency resources) Proactively assigned, the repeater can perform the transmission / retransmission procedure. Alternatively, the source node may designate a resource to be used for data transmission / retransmission from the repeater to the destination node, and may inform the relay before the transmission / retransmission is performed.
  • the partial signal transmission method through the user-relay may be a bit connection-based partial signal transmission method proposed in the present invention, the above-described SIC partial signal transmission method or other general partial signal transmission method.
  • the SIC partial signal transmission scheme in an open-loop environment will be described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the same principles proposed by the present invention can be applied to various partial signal transmission schemes. Can be.
  • the destination node may correct an error by attempting decoding by combining accumulated data subpackets according to an incremental redundancy (IR) scheme.
  • IR incremental redundancy
  • a source node controls a transmission rate based on a probability of a communication outage, and time-varying for each transmission step. Therefore, the (time-variant) channel characteristics will be described in the room to determine the best resource to the full rate to the maximum, while meeting the constraints (a ou t ge constraint) of the communication disruption.
  • the source node allocates scheduling information for data transmission from the repeater to the destination node based on the probability of communication loss, and also schedules information for HARQ retransmission when data transmission from the repeater to the destination node fails. Can be assigned.
  • the scheduling information may include a location and / or amount of time and / or frequency resources, a modulation and coding scheme applied to transmission / retransmission, and the like.
  • the repeater If the retransmission scheduling information of the repeater is specified by the source node, if the destination node fails to decode the data and sends a NACK to the source node, the repeater overhears the NACK and the source node.
  • the data subpacket may be retransmitted to the destination node according to the retransmission scheduling information designated by.
  • the data to be sent from the relay to the destination node For the part, even if a NACK is received, retransmission is not performed.
  • the destination node succeeds in decoding the data and transmits an acknowledgment (ACK) to the source node, if the repeater overhears the ACK, the repeater does not use the resource for retransmission specified by the source node.
  • ACK acknowledgment
  • the manner in which the source node designates a resource to be used for transmission / retransmission of the repeater may be applied when the repeater is a type-2 repeater (for example, the user-relay described above).
  • 11 is a flowchart illustrating a data transmission / retransmission operation through a repeater in the partial signal transmission method.
  • the source node S may transmit data to the relay R and the destination node D.
  • the data transmitted to the repeater in step S1110 may include data to be delivered to the destination node.
  • the data transmitted to the repeater may be data in which the data for the repeater (S and data (, 2 ) for the destination node) are encoded in the bit connection scheme.
  • the data transmitted to the repeater may be data coded by overlapping the base layer and the overlap layer (b + sc), for example, transmitted to the destination node in step S1110.
  • the data may correspond to data ( ⁇ ;!) for the destination node according to the bit-connection based partial signaling scheme, and data in which the base layer and the overlapping layer (b + sc) are overlapped according to the SIC based partial signaling scheme. It may also correspond to.
  • the repeater may overhear the data transmitted from the source node to the destination node.
  • a circle indicated by a dotted line in step S1110 indicates that the repeater can overhear data transmitted from the source node to the destination node.
  • the source node may broadcast data to the relay and destination nodes.
  • the source node may separately transmit data to the relay and the destination node.
  • step S1120 the repeater goes from the data received in step S1110 to the destination node. It is possible to detect the data to be delivered,. For example, according to the bit connection based partial signaling scheme, the repeater may detect data ( , 2 ) for the destination node. or,
  • the repeater may detect an overlap layer (sc) portion.
  • the destination node may store the data received in operation S1110 in a buffer.
  • the repeater may deliver data to the destination node.
  • the data transmitted by the repeater to the destination node may correspond to data for the destination node (3 ⁇ 4 , 2 ) according to the bit connection based partial signaling scheme, and according to the SIC based partial signaling scheme, the overlapping layer ( sc).
  • scheduling information for determining a transmission resource, a transmission rate, a modulation scheme, and the like used by the repeater to transmit data to the destination node may be previously designated by the source node.
  • scheduling information may be transmitted to the repeater by the source node prior to the transfer operation of the repeater. A detailed method of determining scheduling information to be applied to data transmission of the relay by the source node will be described in detail later.
  • the destination node may attempt data decoding based on the data received from the source node in step S1110 and the data received from the repeater in step S1140. For example, according to the bit connection-based partial signal transmission scheme, the destination node performs joint decoding by concatenating the data (S 2 ) received from the source and the data (3 ⁇ 4 , 2 ) received from the repeater to perform data decoding on the self. Or, according to the SIC-based partial signal transmission scheme, the destination node receives the base layer received from the source and the overlap layer received from the relay in the overlap coded data (b + sc). The base layer (b) can be detected by erasing (sc).
  • step S1160 when the destination node fails to decode as a result of decoding in step S1150, NACK information may be generated and transmitted to the source node.
  • the repeater is a type-2 repeater such as a user-relay
  • the destination node cannot recognize the repeater, and thus the destination node cannot transmit the NACK information to the repeater.
  • the repeater may overhear the NACK information transmitted from the destination node to the source node.
  • step A circle indicated by a dotted line in SI 160 indicates that the repeater may overhear NACK information transmitted from the destination node to the source node.
  • the relay node may retransmit the data to the destination node according to the HARQ scheme.
  • the retransmitted data may be an RV transmitted in an IR manner with respect to the data transmitted in step S1140.
  • scheduling information for determining a transmission resource, a transmission rate, a modulation scheme, and the like used by the repeater to retransmit data to the destination node may be previously designated by the source node.
  • scheduling information may be transmitted to the repeater by the source node prior to the retransmission operation of the repeater. A detailed method of determining scheduling information to be applied to data retransmission of the repeater by the source node will be described in detail later.
  • steps S1160 and S1170 may not be performed and the process may proceed directly to step S1180.
  • steps S1160 and S1170 may be performed again.
  • step S1180 when the destination node succeeds in decoding the data, the ACK information may be generated and transmitted to the source node.
  • the repeater is a type 1 2 repeater such as a user-relay
  • the destination node cannot recognize the repeater, and thus the destination node cannot transmit the ACK information to the repeater.
  • the repeater may overhear the ACK information transmitted from the destination node to the source node.
  • the circle indicated by the dotted line in step S1180 indicates that the repeater can overhear the ACK information transmitted from the destination node to the source node.
  • the relay When the relay receives (or overhears) the ACK, resources allocated from the source node for HARQ retransmission are not used. Meanwhile, when the source node receives the ACK, the source node may transmit new data to the destination node.
  • step S1110 ACK / NACK information may also be transmitted for data received by the repeater and the destination node, but this is omitted for clarity.
  • the data transmission of step S1110 is received without error, or even if the data transmission of step S1110 is finally received without error through an operation such as HARQ retransmission.
  • 12 is a diagram for explaining a step of cooperative communication through a user-relay. 12 (a) shows a broadcasting phase in which a source node transmits signals to a relay and a destination node. 12 (b) shows a forwarding phase in which a relay delivers a signal to a destination node. FIG.
  • HARQ operation phase HARQ operation phase
  • ReTx HARQ retransmission
  • the scheduling information to be used for transmission / retransmission from the repeater determined by the source node to the destination node may be predetermined and known to the repeater.
  • the SIC-based partial signal transmission scheme will be described as an example.
  • the present invention is not limited thereto, and according to a similar principle with respect to other partial signal transmission schemes, a transmission resource and a transmission rate to be used by the repeater in the source node may be determined.
  • the source node may generate data X to be transmitted by overlapping coding the base layer () and the overlap layer (x sc ) as shown in Equation 23 below.
  • Equation 23 "means a ratio of a base layer (x b ) and an overlapping layer (x sc ), and « is assigned to the overlapping layer ( Xsc ) in the base layer ( Xb ), respectively.
  • ⁇ d is the SNR for the channel between source node (S) and destination node (D), is the SNR for the channel between source node (S) and repeater (R), and ⁇ ra? Is the SNR for the channel between the repeater R and the destination node D.
  • R b is the transmission rate for the base layer (b)
  • R s is the transmission for the overlapping layer (sc)
  • R 2 is the transmission rate between the relay and the destination node.
  • the repeater decodes the signal received from the source node (or overheared), extracts data to be delivered to the destination node (eg, an overlap layer (x sc )), and Can be passed to the destination node.
  • the resources (time resource and / or frequency resource) that the repeater will use to transmit data to the destination node may be pre-allocated by the source node.
  • the time resource (T 2 ) that the repeater will use for transmission to the destination node is predetermined by the source node, and since the source node does not know the channel state accurately, it can obtain the average channel information between the repeater and the destination node.
  • the optimal resource can be determined based on the probability of outage.
  • Equation 24 shows a probability of occurrence of communication outage in the delivery step of FIG.
  • Equation 24 R 2 and R s in Equation 24 are as defined in Equation 23. remind According to Equation 24, based on R s , the amount of information per unit time that the repeater should send.
  • the probability of occurrence of communication loss (P out (2) ) according to T 2, which is a time resource that the repeater uses for transmission to the destination node, can be defined.
  • 2 is a reference value for the probability of a communication failure (outage) for determining whether a communication failure occurs in the delivery step of FIG. 12 (b), and SNR RD means average SNR information between the relay and the destination node.
  • a transmission rate ⁇ 2 at which the repeater transmits a signal to a destination node in the transmitting step of FIG. 12 (b) may be determined as in Equation 26 below.
  • the destination node transmits a NACK, and the repeater overhears it.
  • the repeater will perform retransmission.
  • the resources used by the repeater to retransmit the data to the destination node may also be predetermined by the source node.
  • Equation 27 shows a probability of occurrence of communication outage during HARQ retransmission during the HARQ operation step of FIG.
  • Equation 27 is the amount of information per unit time to be transmitted by the repeater in T 3 , which is a time resource that the repeater will use for HARQ retransmission to the destination node, based on the occurrence of communication loss in the delivery step of FIG. Based on s , the probability of occurrence of communication failure (P ou 3)) can be defined. 3 is serving as a reference value for the disruptions (outage) hwakreul for determining the presence or absence in the communication disruption HAR Q retransmission step of Fig. 12 (c). By arranging Equation 27 with respect to T 3 , Equation 28 can be derived.
  • Equation 29 Equation 29
  • the repeater is transferred in the transmission phase of FIG. 12 (b).
  • An IR HARQ operation of transmitting only extra data from data transmitted to the destination node and performing decoding based on the total accumulated data at the destination node may be applied.
  • the source node may determine the optimal time resource (ie, T 2 and ⁇ 3 ) to be used for transmission and retransmission from the relay to the destination node.
  • determining the optimal values for ⁇ 2 and ⁇ 3 may be selecting a value maximizing the overall data rate R tot . This may be expressed as Equation 30 below.
  • Equation 30 [Equation 30] + ut (2) (1 ⁇ d "(3))
  • Equation 30 As can be seen from Equation 30 above, as T 2 and ⁇ 3 increase, communication outage decreases, but damage occurs in the entire transmission. Therefore, by estimating the optimal ⁇ 2 and ⁇ 3 by Equation 30 above, it is possible to allocate an optimized time resource that maximizes the average rate that can be obtained.
  • the destination from the source node through the repeater in a partial signaling manner.
  • scheduling information for the transmission from the repeater to the destination node may be determined in advance at the source node and inform the repeater. Accordingly, even in an open-loop environment in which accurate information about a channel between a repeater and a destination node is not given, it is possible to allocate an optimal time resource using a stochastic characteristic.
  • the time resource is allocated to the repeater by way of example, but the same principle described in the present invention may be applied to the case in which the frequency resource is allocated according to the probability of communication loss.
  • the source node cannot schedule channel information between the relay node and the destination node in that the source node schedules resources and transmission rates to be used for transmission / retransmission from the relay to the destination node based on the probability of the communication failure. Can be effectively overcome.
  • 13 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station apparatus, a repeater apparatus, and a terminal apparatus according to the present invention.
  • the base station apparatus 1310 may include reception modules 1311, transmission modules 1312, a processor 1313, a memory 1314, and a plurality of antennas 1315.
  • the plurality of antennas 1315 denote a base station apparatus that supports MIM0 transmission and reception.
  • the receivers 1311 may receive various signals, data, and information on uplink from one or more of the terminal and the repeater.
  • the transmission modules 1312 may transmit various signals, data, and information on downlinks to one or more of the terminal and the repeater.
  • the processor 1313 may control the overall operation of the base station apparatus 1310.
  • the base station apparatus 1310 according to an embodiment of the present invention may be configured to transmit data in a partial signal transmission scheme.
  • the processor 1313 of the base station apparatus may be configured to bit concatenate one data for the terminal to the data for the repeater and encode the same to generate a first codeword.
  • the processor 1313 may be configured to encode second data for the terminal to generate a second codeword.
  • the processor 1313 may be configured to transmit a first codeword to the repeater and a second codeword to the terminal through transmission modes.
  • the first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique.
  • the terminal may restore the data transmitted to the terminal using the first data and the second data.
  • the first data and the second data may correspond to portions in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
  • the first data for the terminal may be delivered to the terminal by the repeater.
  • one or more of time resources and frequency resources used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station.
  • the base station determines that the transmission efficiency is improved.
  • And P 2 can be determined.
  • the base station apparatus 1310 may be configured to predetermine scheduling information on transmission / retransmission of the repeater in transmitting data to the terminal through the repeater according to a partial signal transmission scheme.
  • the processor 1313 of the base station apparatus may be configured to transmit a signal including the first data to be transmitted to the terminal by the repeater to the repeater through the transmission modules.
  • the processor 1313 may be configured to transmit a signal including the second data to the terminal through a transmission mode.
  • the processor 1313 may transmit the hybrid automatic retransmission request (HARQ) acknowledgment information for the first data transmitted to the terminal through the relay through the receiving modules. It may be configured to receive from the terminal.
  • HARQ hybrid automatic retransmission request
  • the first data may be retransmitted from the repeater, not the base station, to the terminal.
  • the first data from the repeater to the terminal.
  • Scheduling information for transmission of data and scheduling information for retransmission of the first data may be previously designated by the base station.
  • the scheduling information for transmitting / retransmitting the first data by the repeater may be determined based on the communication outage of the channel between the repeater and the terminal.
  • the scheduling information may include one or more of time resource, frequency resource, and transmission rate used for transmission or retransmission of the first data.
  • the transmission rate of the repeater may be determined as shown in Equations 26 and 29, and the time resource for transmission / retransmission of the repeater may be predetermined by the base station such that the total transmission rate is maximized as shown in Equation 30. .
  • the HARQ acknowledgment information transmitted by the terminal with respect to transmission or retransmission of the first data may be overheared by the repeater, and thus, HARQ retransmission operation may be performed.
  • the retransmission by the repeater may be performed in an incremental redundancy (IR) scheme.
  • the terminal may restore the data for itself by using the first data transmitted through the repeater and the second data directly received from the base station.
  • the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
  • the processor 1313 of the base station apparatus 1310 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 1310, information to be transmitted to the outside, and the like.
  • the memory 1314 stores the processed information and the like for a predetermined time. Can be stored and replaced by components such as buffers (not shown).
  • a repeater device 1320 may include reception modules 1321, transmission modules 1322, a processor 1323, a memory 1324, and a plurality of antennas 1325. have.
  • the plurality of antennas 1325 means a repeater device that supports MIM0 transmission and reception.
  • Receive modules 1321 may include first and second receivers, and the first receive modules may receive various signals, data, and information on downlink from the base station, and the second receive module. To receive various signals, data and information on the uplink from the terminal. Can be received.
  • the transmission modules 1322 may include first transmission modules and second transmission modules, and the first transmission modules may transmit various signals, data, and information on the uplink to the base station, and the second transmission modules may be connected to the terminal. It can transmit various signals, data and information on the downlink.
  • the processor 1323 may control the overall operation of the repeater device 1320.
  • the repeater device 1320 may be configured to deliver data to the terminal according to a partial signal transmission scheme.
  • the processor 1323 of the repeater device from the base station through a first reception mode, generates a first codeword generated by bit concatenation of the first data for the terminal with the data for the repeater. Can be configured to receive.
  • the processor 1323 may be configured to extract the first data from the first codeword.
  • the processor 1323 may be configured to transmit the extracted first data to the terminal through a second transmission mode.
  • At least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station.
  • a second codeword generated by encoding second data for the terminal by the base station may be transmitted from the base station to the terminal.
  • the first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique.
  • the terminal may restore the data transmitted to itself by using the first data and the second data.
  • the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
  • the transmission efficiency And P 2 can be determined by the base station so that this is improved.
  • the repeater device 1320 is configured to perform data transmission / retransmission to a terminal by using a resource scheduled by a base station when data is transmitted to the terminal through the partial signal transmission scheme. Can be.
  • the processor 23 of the repeater apparatus may be configured to receive a signal from the base station via the first receiving modules, the signal comprising first data to be delivered to the terminal by the repeater.
  • the processor 1323 may be configured to transmit the first data to the terminal through the second transmission mode.
  • the processor 1323 may be configured to receive, from the terminal, hybrid automatic retransmission request (HARQ) acknowledgment information for the first data through the second receiving modules.
  • HARQ hybrid automatic retransmission request
  • the processor 1323 may be configured to retransmit the first data to the terminal through the second transmission mode.
  • the scheduling information for transmission of the first data and the scheduling information for retransmission of the first data from the repeater to the terminal may be previously designated by the base station.
  • the scheduling information for transmitting / retransmitting the first data by the repeater may be determined by the base station based on the probability of communication outage of the channel between the repeater and the terminal.
  • the scheduling information may include one or more of time resources, frequency resources, and transmissions used for transmission or retransmission of the first data.
  • the transmission rate of the repeater may be determined as shown in Equations 26 and 29, and the time resource for the transmission / retransmission of the repeater may be predetermined by the base station so that the total transmission rate is maximized as shown in Equation 30. .
  • the HARQ acknowledgment information transmitted by the terminal with respect to transmission or retransmission of the first data may be overheared by the repeater, and thus, HARQ retransmission operation may be performed.
  • the retransmission by the repeater may be performed in an incremental redundancy (IR) scheme.
  • the terminal may restore the data for itself by using the first data transmitted through the repeater and the second data directly received from the base station.
  • the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
  • the processor 1323 of the repeater device 1320 performs a function of processing information received by the repeater device 1320, information to be transmitted to the outside, and the memory 1324 stores the calculated information and the like for a predetermined time. Can be stored and replaced with components such as buffers (not shown).
  • Specific configurations of the base station apparatus and the repeater apparatus as described above may be configured such that the matters described in the above-described various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time. Omit.
  • the base station apparatus 1310 corresponds to the source node S in the above-described examples of the present invention
  • the repeater apparatus 1320 corresponds to the repeater R
  • the terminal apparatus. 1330 may correspond to the destination node (D).
  • the description of the base station apparatus 1310 of FIG. 13 may be applied to a relay that controls a cell by itself.
  • the description of the repeater device 1320 of FIG. 13 may be applied to a terminal device (ie, a user-relay device) that assists another terminal 1330 in a cooperative communication environment.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more ASICs (App 1 i Cat Ion Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs ( Programmable Logic Devices (FPMS), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs App 1 i Cat Ion Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices (FPMS), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs)
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures or functions for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Abstract

The present invention relates to a method and a device for transmitting/receiving data in a wireless communication system supporting a relay node in a wireless communication system. The method for transmitting data from a base station according to one embodiment of the present invention comprises: a step for generating a first code word by bit concatenating and encoding a first data regarding a user equipment to data regarding relay node; a step for generating a second code word by encoding a second data regarding the user equipment; and a step for transmitting the first code word to the relay node and the second code word to the user equipment.

Description

【명세서】  【Specification】
【발명의 명칭】  [Name of invention]
중계기 지원 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치  Method and apparatus for transmitting / receiving data in repeater supporting wireless communication system
【기술분야】  Technical Field
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 중계기를 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다. 【배경기술】  The following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving data in a wireless communication system supporting a repeater. Background Art
도 1은 무선 통신 시스템 (100)에서 하나의 기지국 (eNodeB; eNB, 110) 영역 내에 존재하는 중계기 (Relay Node; RN, 120) 및 단말 (User Equipment; UE, 131및 132)들을 도시한다. 중계기 (120)는 기지국 (110)으로부터 수신한 데이터를 중계기 영역 내의 단말 (132)에게 전달하고, 중계기 영역 내의 단말 (132)로부터 수신한 데이터를 기지국 (110)에게 전달할 수 있다. 또한, 중계기 (120)는 고속 데이터 레이트 영역을 확장하고, 샐 경계 (edge)에서의 통신 품질을 높이고, 건물 내부 또는 기지국 서비스 영역을 초과하는 영역에 통신을 제공하는 것을 지원할 수 있다. 도 1에서는 단말 (131)과 같이 기지국으로부터 직접 서비스를 받는 단말 (이하, 매크로 -단말 (Macro-UE)또는 M— UE라 함)과, 단말 (132)과 같이 중계기 (120)를 통하여 서비스를 받는 단말 (이하, 중계기 -단말 (Relay-UE)또는 R-UE라 함)이 존재하는 것을 도시한다.  FIG. 1 illustrates a relay node (RN) 120 and a user equipment (UE) 131 and 132 existing in an area of one base station (eNodeB; eNB) 110 in a wireless communication system 100. The repeater 120 may transfer data received from the base station 110 to the terminal 132 in the repeater area, and may transmit data received from the terminal 132 in the repeater area to the base station 110. In addition, the repeater 120 may support extending the high data rate range, improving the communication quality at the cell edge, and providing communication within an area of the building or beyond the base station service area. In FIG. 1, a terminal (hereinafter referred to as a macro-UE or M—UE) that receives a service directly from a base station, such as a terminal 131, and a service through a relay 120 such as a terminal 132. It shows that there is a receiving terminal (hereinafter referred to as a relay-UE or an R-UE).
기지국 (110)과 중계기 (120) 사이의 무선 링크를 백홀 링크 (Backhaul Link)라 칭한다. 기지국 (110)으로부터 중계기 (120)로의 링크를 백홀 하향링크라고 칭하고, 중계기 (120)로부터 기지국 (110)으로의 링크를 백홀 상향링크라고 칭한다. 또한, 중계기 (120)와 단말 (132) 사이의 무선 링크를 액세스 링크 (Access Link)라 칭한다. 중계기 (120)로부터 단말 (132)로의 링크를 액세스 하향링크라고 칭하고, 단말 (132)로부터 중계기 (120)로의 링크를 액세스 상향링크라고 칭한다.  The wireless link between the base station 110 and the repeater 120 is called a backhaul link. The link from the base station 110 to the repeater 120 is called a backhaul downlink, and the link from the repeater 120 to the base station 110 is called a backhaul uplink. Also, the radio link between the repeater 120 and the terminal 132 is called an access link. The link from the repeater 120 to the terminal 132 is called an access downlink, and the link from the terminal 132 to the repeater 120 is called an access uplink.
증계기 (120)가 스스로 셀을 제어하는 방식으로 동작하는 경우, 단말 (132)은 중계기 (120)를 일반적인 기지국으로 인식할 수 있다. 한편, 다른 단말 (UE)이 중계기 (120)로서 기능하는 경우에 (이러한 중계기를 사용자—중계기 (UE-relay)라 칭한다), 단말 (132)은 중계기 (120)의 존재를 인식하지 못한다.  When the repeater 120 operates in a manner of controlling a cell by itself, the terminal 132 may recognize the repeater 120 as a general base station. On the other hand, when another terminal (UE) functions as a repeater 120 (these repeaters are called user-relays), the terminal 132 does not recognize the existence of the repeater 120.
【발명의 상세한 설명】  [Detailed Description of the Invention]
【기술적 과제】 본 발명에서는 기지국으로부터 어떤 단말에게 데이터를 전송함에 있어서 사용자—중계기를 통하여 데이터가 전달되는 경우에, 보다 효율적으로 무선 자원을 활용하고 데이터 전달이 성공적으로 이루어질 수 있도록 하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 구체적으로, 본 발명은, 기지국이 단말에게 데이터를 전송함에 있어서 사용자-중계기를 통하여 전달될 데이터와 기지국이 단말에게 직접 전송할 데이터를 구성하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 본 발명은, 사용자-중계기가 단말에게 데이터를 전달하는 데에 사용될 자원 및 전송률 등을 결정하는 방안, 및 단말 측에서의 데이터 디코딩 실패에 따른 재전송이 수행되는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. [Technical problem] In the present invention, when data is transmitted through a user-relay in transmitting data from a base station to a terminal, it is a technical problem to provide a method for more efficiently utilizing radio resources and making data transmission successful. do. Specifically, the present invention is to provide a method for configuring the data to be transmitted through the user-relay and the base station to transmit data directly to the terminal in the base station transmits the data to the terminal. Another object of the present invention is to provide a method for determining a resource, a transmission rate, etc. to be used for delivering data to a user equipment, and a method for performing retransmission due to data decoding failure at the user equipment.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.  Technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
【기술적 해결방법】  Technical Solution
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 데이터를 전송하는 방법은, 중계기에 대한 데이터에 단말에 대한 제 1 데이터를 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 제 1 코드워드를 생성하는 단계; 상기 단말에 대한 제 2 데이터를 인코딩하여 제 2 코드워드를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 코드워드를 상기 증계기에게 전송하고 상기 제 2 코드워드를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함할수 있다.  In order to solve the above technical problem, a method for transmitting data in a base station according to an embodiment of the present invention, the first codeword by bit concatenation (concatenation) the first data for the terminal to the data for the repeater Generating a; Generating a second codeword by encoding second data for the terminal; And transmitting the first codeword to the repeater and transmitting the second codeword to the terminal.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기에서 데이터를 전송하는 방법은, 상기 중계기에 대한 데이터에 단말에 대한 제 1 데이터를 기지국에서 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 생성된 제 1 코드워드를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계 ; 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 제 1 데이터를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.  In order to solve the above technical problem, a method for transmitting data in a repeater according to another embodiment of the present invention, generated by encoding the first data for the terminal bit concatenation (concatenation) in the base station to the data for the repeater together Receiving a first codeword from the base station; Extracting the first data from the first codeword; And transmitting the extracted first data to the terminal.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터를 전송하는 기지국은, 중계기 및 단말 중 하나 이상에게 신호를 전송하는 전송 모들; 상기 중계기 및 상기 단말 중 하나 이상으로부터 신호를 수신하는 수신 모들; 및 상기 수신 모들 및 상기 전송 모들과 접속되고 상기 기지국의 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는, 상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 제 1 데이터를 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 제 1 코드워드를 생성하고; 상기 단말에 대한 제 2 데이터를 인코딩하여 제 2 코드워드를 생성하고; 상기 전송 모들을 통하여, 상기 제 1 코드워드를 상기 중계기에게 전송하고 상기 제 2 코드워드를 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다. In order to solve the above technical problem, a base station for transmitting data according to another embodiment of the present invention, a transmission module for transmitting a signal to one or more of the repeater and the terminal; Receiving modules receiving a signal from at least one of the repeater and the terminal; And the operation of the base station connected to the reception modules and the transmission modules. It may include a processor for controlling. Wherein the processor is further configured to bit concatenate first data for the terminal to data for the repeater to encode the first data to generate a first codeword; Generate a second codeword by encoding second data for the terminal; The transmission code may be configured to transmit the first codeword to the repeater and the second codeword to the terminal.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터를 전송하는 중계기는, 기지국으로부터 신호를 수신하는 제 1수신 모들; 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제 1전송 모들; 단말로부터 신호를 수신하는 제 2수신 모들; 상기 단말에게 신호를 전송하는 제 2 전송 모들; 및 상기 제 1 및 제 2 수신 모들 및 상기 제 1 및 제 2 전송 모들과 접속되고 상기 중계기의 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서 ,상기 프로세서는,상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 제 1 데이터를 기지국에서 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 생성된 제 1 코드워드를 상기 제 1 수신 모들을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터를 추출하고; 상기 추출된 제 1 데이터를 상기 제 2 전송 모들올 통하여 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다.  In order to solve the above technical problem, a repeater for transmitting data according to another embodiment of the present invention, the first receiving module for receiving a signal from the base station; First transmission modules for transmitting a signal to the base station; Second receiving modules receiving a signal from a terminal; Second transmission modules for transmitting a signal to the terminal; And a processor connected to the first and second reception modules and the first and second transmission modules and controlling the operation of the repeater. Here, the processor, the first codeword generated by bit-concatenation (concatenation) at the base station with the first data for the terminal to the data for the repeater to receive from the base station through the first receiving mode and ; Extract the first data from the first codeword; The extracted first data may be configured to be transmitted to the terminal through the second transmission mode.
상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.  In the embodiments according to the present invention, the following matters may be commonly applied.
상기 단말에 대한 계 2 데이터가 상기 기지국에 의해 인코딩되어 생성된 제 2 코드워드가 상기 기지국으로부터 상기 단말에게 전송될 수 있다. 또한, 상기 단말에 대한 제 1 데이터는 상기 중계기에 의해서 상기 단말에게 전달될 수 있다.  A second codeword generated by encoding base 2 data for the terminal by the base station may be transmitted from the base station to the terminal. In addition, the first data for the terminal may be delivered to the terminal by the repeater.
상기 중계기가 상기 단말에게 상기 제 1 데이터를 전달하기 위하여 사용되는 시간 자원 및 주파수 자원 중 하나 이상은 상기 기지국에 의해서 가변적으로 결정될 수 있다. 상 중계기에 대한 시간당 데이터 전송률 은 이고, 상기 단말에 대한 시간당 데이터 상기 전송 단계에서 소요되는 시간이고, t(2)는 상기 중계기에서 상기 제 1 데이터의 전달에 소요되는 시간이고, ci 는 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터가 차지하는 비율이고, 및 P2 는 각각 상기 제 1 및 제 2 코드워드에 대한 전송 전력이고, ^ 는 상기 기지국으로부터 상기 중계기로의 채널에 대한 신호대간섭비이고, 는 상기 기지국으로부터 상기 단말로의 채널에 대한 신호대간섭비이며, 상기 기지국에 의해서 ^, Pi 및 P2가 결정될 수 있다. At least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station. The hourly data rate for the phase repeater is And hourly data for the terminal T (2) is the time required for the transfer of the first data in the repeater, ci is the rate occupied by the first data in the first codeword, and P 2 is Respectively, transmit power for the first and second codewords, ^ is a signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the repeater, is a signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the terminal, ^, Pi and P 2 can be determined.
상기 중계기는 제 1 단말이고, 상기 단말은 제 2 단말일 수 있다.  The repeater may be a first terminal, and the terminal may be a second terminal.
상기 제 1 및 제 2 코드워드는 사전 간섭 제거 기법에 의하여 생성될 수 있다. 상기 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당할 수 있다.  The first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique. The first data and the second data may correspond to portions in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder in the base station.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.  The foregoing general description and the following detailed description of the invention are exemplary and intended for further explanation of the invention as described in the claims.
【유리한 효과】  Advantageous Effects
본 발명에 따르면, 본 발명에서는 기지국으로부터 어떤 단말에게 데이터를 전송함에 있어서 사용자-중계기를 통하여 데이터가 전달되는 경우에, 보다 효율적으로 무선 자원을 활용하고 데이터 전달이 성공적으로 이루어질 수 있도록 하는 방안이 제공될 수 있다. 또한, 기지국이 단말에게 데이터를 전송함에 있어서 사용자-중계기를 통하여 전달될 데이터와 기지국이 단말에게 직접 전송할 데이터를 구성하는 방안이 제공될 수 있다. 또한, 사용자—중계기가 단말에게 데이터를 전달하는 데에 사용될 자원 및 전송률 등을 결정하는 방안, 및 단말 측에서의 데이터 디코딩 실패에 따른 재전송이 수행되는 방안이 제공될 수 있다.  According to the present invention, when data is transmitted through a user-relay in transmitting data from a base station to a user equipment, there is provided a method for more efficiently utilizing radio resources and successfully delivering data. Can be. In addition, when the base station transmits data to the terminal, a method for configuring data to be transmitted through the user-relay and the base station to transmit data directly to the terminal may be provided. In addition, there may be provided a method of determining a resource, a transmission rate, etc. to be used by a user-relay to deliver data to the terminal, and a method of performing retransmission due to data decoding failure at the terminal side.
본 발명에서 얻을 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. 【도면의 간단한 설명】 Effects obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be. [Brief Description of Drawings]
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings appended hereto are for the purpose of providing an understanding of the present invention and for illustrating various embodiments of the present invention and for describing the principles of the present invention together with the description of the specification.
도 1 은 기지국, 중계기 및 단말을 포함하는 무선 통신 시스템을 도시하는 도면이다.  1 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station, a repeater, and a terminal.
도 2 는 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.  2 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system.
도 3 은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이다.  3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.  4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.  5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
도 6은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.  6 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
도 7은 다중 사용자 환경을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.  7 is a diagram for conceptually describing a multi-user environment.
도 8 은 다중 사용자 환경에서 사용자-중계기를 통한 정보 전달의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.  8 is a diagram illustrating a flow of operation of information transmission through a user-relay in a multi-user environment.
도 9는 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에서 인코딩된 데이터를 나타낸다. 도 10 은 연속간섭소거 (SIC) 방식 부분 신호 전달 동작을 설명하기 위한 도면이다.  9 illustrates data encoded in a bit connection based partial signal transmission scheme. FIG. 10 is a diagram for describing a partial interference transmission (SIC) partial signal transmission operation.
도 11 은 부분 신호 전달 방식에서 중계기를 통한 데이터 전송 /재전송 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.  11 is a flowchart illustrating a data transmission / retransmission operation through a repeater in a partial signal transmission method.
도 12는 사용자-중계기를 통한 협력 통신의 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 13 은 본 발명에 따른 기지국 장치, 중계기 장치 및 단말 장치를 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다.  12 is a diagram for explaining a step of cooperative communication through a user-relay. 13 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station apparatus, a repeater apparatus, and a terminal apparatus according to the present invention.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】  [Best form for implementation of the invention]
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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. 본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신올 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다. The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated. Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. In addition, some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention. Of the operations described in the embodiments of the present invention The order can be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. In the present specification, embodiments of the present invention will be described based on a relationship between data transmission and reception between a base station and a terminal. Here, the base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with the terminal. Certain operations described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (net work nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Station)'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말 (Terminal )'은 UE Jser Equi ment) , MS(Mobi le Station), MSS(Mobi le Subscriber Station) , SS( Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.  That is, it is apparent that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network work nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station. A 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), and an access point (AP). The repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS). In addition, the term 'terminal' may be replaced with terms such as UE Jser Equiment, Mole le Station (MS), Mole le Subscriber Station (MSS), and Subscriber Station (SS).
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.  Specific terms used in the following description are provided to help the understanding of the present invention, and the use of the specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention.
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 .  In some instances, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form centering on the core functions of the structures and devices in order to avoid obscuring the concepts of the present invention. In addition, the same components will be described with the same reference numerals throughout the present specification.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802시스템, 3GPP시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.  Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802 system, the 3GPP system, the 3GPP LTE and the LTE-Advanced (LTE-A) system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
이하의 기술은 CDMA (Code Division Mult iple Access) , FDMA(Frequency Division Mult iple Access) , TDMA(Time Division Mult iple Access) , 0FDMA(0rthogonal Frequency Division Multiple Access) , SC-FDMA( Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA lni versa 1 Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service) /EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 0FDMA는 IEEE 802.il (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRAC Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System)의 일부이다ᅳ 3GPP(3rd Generation Partnershi Project ) LTE( long term evolution)는 E— UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격 (WirelessMAN—OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m규격 (WirelessMAN—OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 도 2는 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 무선 프레임은 10 개의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 2 개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임올 전송하는 시간은 전송시간간격 (Transmission Time Interval; ΤΠ)으로 정의된다. 예를 들어 , 하나의 서브프레임은 1ms의 길이를 가질 수 있고, 하나의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가질 수 있다ᅳ 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수개의 0FDM 심볼들을 포함할 수 있다. 3GPP LTE시스템은 하향링크에서 0FDMA방식올 이용하므로, 상기 0FDM심볼은 하나의 심볼 길이 (period)를 나타낸다. 하나의 심볼은 상향링크에서 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 길이로 칭하여질 수 있다. 자원블록 (Resource Block; RB)은 자원 할당 단위로서, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속하는 부반송파를 포함한다. 위와 같은 무선 프레임의 구조는 단지 예시적인 것이다. 따라서, 하나의 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수, 하나의 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 개수는 다양한 방식으로 변경될 수도 있다. 도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록 (RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended— CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소 (resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12X7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다ᅳ 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다. The following descriptions include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), and 0rthogonal frequency (0FDMA). Division Multiple Access (SCD), Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA), and the like can be used in various wireless access systems. CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRA lni versa 1 Terrestrial Radio Access) or CDMA2000. TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile Communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). 0FDMA may be implemented by a wireless technology such as IEEE 802.il (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRAC Evolved UTRA). UTRA is part of the UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System (3GPP) 3rd Generation Partnershi Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of the Evolved UMTS (E-UMTS) using E—UTRA. Adopt SC-FDMA on the link. LTE-A (Advanced) is the evolution of 3GPP LTE. WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN—OFDMA Advanced system). For clarity, the following description focuses on 3GPP LTE and 3GPP LTE-A systems, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto. 2 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system. One radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots in the time domain. The transmission time of one subframe is defined as a transmission time interval (ΤΠ). For example, one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms. One slot may include a plurality of 0FDM symbols in the time domain. Since the 3GPP LTE system uses the 0FDMA scheme in the downlink, the 0FDM symbol represents one symbol length (period). One symbol may be referred to as an SC-FDMA symbol or a symbol length in uplink. A resource block (RB) is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot. The structure of such a radio frame is merely exemplary. Therefore, the number of subframes included in one radio frame, the number of slots included in one subframe, or the number of 0FDM symbols included in one slot may be changed in various ways. 3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot. One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain and one resource block (RB) is shown to include 12 subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto. For example, one slot includes 7 OFDM symbols in the case of a general cyclic prefix (CP), but one slot may include 6 OFDM symbols in the case of an extended CP. Each element on the resource grid is called a resource element. One resource block includes 12 × 7 resource elements. The number of N DLs of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth. The structure of the uplink slot may be the same as that of the downlink slot.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널 (Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널 (Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리 HARQ지入 1자채널 (Physical Hybrid Automatic Repeat reQuest Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보 (Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케즐링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널 (DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널 (UL— SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널 (PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답 (Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소 (Control Channel Element; CCE)의 조합 (aggregat ion)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. PDCCH 전송을 위해 사용되는 CCE의 수를 CCE 조합 레벨 (aggregation level)이라 한다. 또한, CCE 조합 레벨은 PDCCH를 검색하기 위한 CCE 단위이다. CCE 조합 레벨의 크기는 인접하는 CCE들의 수로 정의된다. 예를 들어, CCE조합 레벨은 1, 2, 4또는 8 일 수 있다. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe. Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated. The remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated. Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical HARQ index. Physical Hybrid Automatic Repeat reQuest Indicator Channel (PHICH). The PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe. The PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission. Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI). The DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group. The PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a DL shared channel (DL-SCH), resource allocation information of an uplink shared channel (UL—SCH), paging information of a paging channel (PCH), system information on a DL-SCH, and a PDSCH. Resource allocation of upper layer control messages, such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in a certain terminal group, transmit power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like. A plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region. The terminal may monitor the plurality of PDCCHs. PDCCH is one or more It is transmitted as an aggregate of consecutive control channel elements (CCEs). CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel. The CCE corresponds to a plurality of resource element groups. The format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs. The number of CCEs used for PDCCH transmission is called a CCE aggregation level. In addition, the CCE combination level is a CCE unit for searching for a PDCCH. The size of the CCE combination level is defined by the number of adjacent CCEs. For example, the CCE combination level may be 1, 2, 4 or 8.
기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사 (Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자 (Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTKC-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자 (Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보 (보다 구체적으로, 시스템 정보 블록 (SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTKSI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 웅답인 임의접속웅답을 나타내기 위해, 임의접속 -RNTKRA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.  The base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information. The CRC is masked with an identifier called Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH. If the PDCCH is for a specific terminal, the cell-RNTKC-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC. Or, if the PDCCH is for a paging message, a paging indicator identifier (P-RNTI) may be masked to the CRC. If the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB)), the system information identifier and system information RNTKSI-RNTI may be masked to the CRC. In order to indicate a random access response that is a response to transmission of the random access preamble of the UE, random access -RNTKRA-RNTI may be masked to the CRC.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널 (Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍 (RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수ᅳ호핑 (frequency— hopped)된다고 한다. 다중안테나 (MIMO) 시스템의 모델링 5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe. The uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain. A physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region. In the data area, a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated. In order to maintain a single carrier characteristic, one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH. PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. It is said that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary. Modeling of Multiple Antenna (MIMO) Systems
도 6은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이디-.  6 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
도 6(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 ^개로, 수신 안테나의 수를 Λ ^개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트 ?。)에 레이트 증가율 ½·)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.  As shown in FIG. 6 (a), if the number of transmitting antennas is increased to ^ and the number of receiving antennas is increased to Λ ^, the theoretical channel is proportional to the number of antennas unlike the case where only a plurality of antennas are used in a transmitter or a receiver. The transmission capacity is increased. Therefore, the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved. As the channel transmission capacity increases, the transmission rate can theoretically increase as the rate of increase ½ ·) is multiplied by the maximum transmission rate?.
【수학식 1】  [Equation 1]
/,=min(Vr,^) /, = min (V r , ^)
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다.또한, 몇몇 기술들은 이미 3세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.  For example, in a MIM0 communication system using four transmit antennas and four receive antennas, a transmission rate four times higher than a single antenna system can be theoretically obtained. Since the theoretical capacity increase of multi-antenna systems was proved in the mid-90s, various technologies have been actively studied to lead to the actual data rate improvement. Several technologies have already been studied, such as 3G mobile communication and next generation WLAN. It is reflected in various wireless communication standards.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.  The research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, improvement of transmission reliability and improvement of transmission rate Research is being actively conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 ^개의 송신 안테나와 ^개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다 .  The communication method in a multi-antenna system will be described in more detail using mathematical modeling. It is assumed that there are ^ transmit antennas and ^ receive antennas in the system.
송신 신호를 살펴보면, ^개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 ^개이다ᅳ 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.  Looking at the transmission signal, if there are ^ transmission antennas, the maximum information that can be transmitted is ^. The transmission information may be expressed as follows.
【수학식 2】  [Equation 2]
_ I τ  _ I τ
S = ^j , 52 , · · · , SNT J 각각의 전송 정보 S^SV SNT^ 전송 전력이 다를 수 있다ᅳ 각각의 전송 라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 S = ^ j , 5 2 , · · ·, S NT J Each transmission information S ^ S V S N T ^ Transmission power may be different ᅳ Each transmission In this case, the transmission information whose transmission power is adjusted is as follows.
V VV V
\S\, ^*2S2,…, SN.r J \ S \ , ^ * 2 S 2 ,… , S N. r J
또한, s는 전송 전력의 대각행렬 ^를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다. 【수학식 4】  In addition, s may be expressed as follows using a diagonal matrix ^ of transmit power. [Equation 4]
전송전력이 조정된 정보 백터 s에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 The weight matrix W is applied to the information vector s of which the transmission power is adjusted.
^개의 송신신호 ,^2"'"^^가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬Consider the case where ^ transmission signals, ^ 2 , "' , " ^^ are constructed. Weighting matrix
W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다. xi'X2OxNr는 백터 X를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다. 【수학식 5】 W plays a role of properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation. x i ' X 2 O x N r can be expressed as follows using the vector X. [Equation 5]
여기에서, a는 /번째 송신 안테나와 /번째 정보간의 가중치를 의미한다. w는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.  Here, a means a weight between the / th transmit antenna and the / th information. w is also called a precoding matrix.
수신신호는 y½? 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 >^ ^'''' «은 백터로 다음과 같이 표현될 수 있다. The received signal is y½? If there are two receiving antennas, the received signal of each antenna> ^ ^ '''' « may be expressed as a vector as follows.
【수학식 6】 다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 로부터 수신 안테나 /를 거치는 채널을 hij S— 표시하기로 한다. ;/에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다. [Equation 6] In the case of modeling a channel in a multi-antenna wireless communication system, channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes. The channel from the transmitting antenna to the receiving antenna / will be marked hi j S—. Note that in the order of the index, the receiving antenna index is first, and the index of the transmitting antenna is later.
한편, 도 6(b)은 Vr개의 송신 안테나에서 수신 안테나 /로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 백터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 6(b)에서, 총 Ντ 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 /로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 6 (b) shows a channel from V r transmit antennas to a receive antenna /. The channels may be bundled and displayed in the form of a vector and a matrix. In FIG. 6 (b), a channel arriving from a total of τ transmitting antennas to a receiving antenna / may be represented as follows.
【수학식 7】  [Equation 7]
따라서, r개의 송신 안테나로부터 ^개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다. Accordingly, all channels arriving from r transmit antennas to ^ receive antennas may be expressed as follows.
【수학식  Formula
H = H =
실제 채널에는 채널 행렬 Η를 거친 후에 백색잡음 (AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 «1,«2'","^은 다음과 같이 표현될 수 있다ᅳ The real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix Η. The white noise «1,« 2 , '" ," ^ added to each of the R reception antennas can be expressed as
【수 【Number
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.  The received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
【수학식 10] [Equation 10]
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다.채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 과 같고,열의 수는 송신 안테나의 수 ^와 같다. 즉, 채널 행렬 Η는 행렬이 VypXA^된다.  On the other hand, the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmitting and receiving antennas. The number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receiving antennas, and the number of columns is equal to the number ^ of transmitting antennas. That is, the channel matrix Η is a matrix VypXA ^.
행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 ( i ndependent ) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 탱크 (ra« :(H))는 다음과 같이 제한된다.  The rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns independent of each other. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns. The tank (ra «:( H)) of the channel matrix H is limited as follows.
【수학식 11】  [Equation 11]
rank H)≤ min(Vr, NR ) rank H) ≤ min (V r , N R )
랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해 (Eigenvalue decomposition)하였을 때, Another definition of rank is that when an eigenvalue decomposition of a matrix
0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해 (singular value decomposition)하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 다중 사용자 -MIM0동작 Can be defined as the number of nonzero eigenvalues. Similarly, another definition of rank can be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition. Therefore, the physical meaning of rank in the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel. Multi-user -MIM0 behavior
다중 사용자 -MIM0 (Multiple User-MIMO; MU-MIM0)는 다중 안테나를 구비한 기지국이 동시에 다수의 사용자 (단말)를 서비스하는 동작을 의미한다. 동시에 다수의 사용자가 하나의 기지국에 의해서 서빙 받는 경우에, 하나의 단말에 대한 신호는 다른 단말에 대한 간섭으로서 작용할 수 있어서, 전체적인 시스템 성능이 저하될 수 있다. 따라서, MU-MIM0 동작에 따른 데이터 송수신이 올바르게 수행되기 위해서는 사용자간의 간섭을 제거하는 것이 요구된다. 이를 위해서, 기지국에서 다중 사용자에게 전송될 신호에 간섭 제거 기법에 따른 신호처리를 수행할 수 있다.  Multiple user-MIM0 (MU-MIM0) refers to an operation in which a base station having multiple antennas serves a plurality of users (terminals) at the same time. When multiple users are served by one base station at the same time, the signal for one terminal may act as interference for the other terminal, and thus the overall system performance may be degraded. Therefore, in order for data transmission and reception according to the MU-MIM0 operation to be performed correctly, it is required to remove the interference between users. To this end, the base station may perform signal processing according to an interference cancellation technique for a signal to be transmitted to multiple users.
기지국에서는 각각의 단말에게 전송될 정보 블록을 각각의 독립적인 코드워드 (codeword)로 인코딩할 수 있다. 인코딩된 코드워드들은 간섭 제거 기법에 따라서 전송될 수 있다. 예를 들어, 하나의 기지국에서 복수개의 단말에게 전송하는 코드워드에 대해서, 기지국은 간섭을 미리 제거하는 방식으로 전송할 수 있다. 하나의 단말 (U 에게 전송하는 신호를 다른 단말 (U2)에게 전송하는 신호에서 미리ᅳ제거 (pre-subtraction)함으로써, 단말 (U2)은 간섭이 존재하지 않는 것처럼 기지국으로부터의 신호를 수신할 수 있어서 별도의 간섭 제거 동작을 수행하지 않을 수 있다. 이러한 간섭 제거 기법으로서, ZF-DPC (Zero Forcing - Dirty Paper Coding), ZF (Zero Forcing) 등이 적용될 수 있다. In the base station, each independent information block to be transmitted to each terminal Can be encoded as a codeword. The encoded codewords may be transmitted according to the interference cancellation scheme. For example, for a codeword transmitted from one base station to a plurality of terminals, the base station may transmit in a manner of eliminating interference in advance. By pre-subtraction of the signal transmitted to one terminal (U) to the other terminal (U 2 ), the terminal (U 2 ) can receive the signal from the base station as if there is no interference. A separate interference cancellation operation may not be performed, such as zero forcing-dirty paper coding (ZF-DPC), zero forcing (ZF), or the like.
ZF-DPC 에 대하여 먼저 설명한다. 하나의 기지국에 의해서 동시에 서빙 받는 2 개의 단말 Ji및 U2)를 가정하면 , 의 채널 (hi)과 U2의 채널 (h2)의 합성 채널 Η=[1 h2] 라고 할 수 있다. 이러한 합성 채널 H 에 대해서 LQ 분해 (decomposition)을 수행하면, 다음의 수학식 12 와 같이 하삼각행렬 (lower triangular matrix) L 과 직교행렬 (orthogonal matrix) Q 로 분해될 수 있다. The ZF-DPC will be described first. Assuming two terminals Ji and U 2 ) simultaneously served by one base station, it can be said that the combined channel Η = [1 h 2 ] of channel (hi) and channel (h2) of U 2 . When LQ decomposition is performed on the synthesized channel H, it can be decomposed into a lower triangular matrix L and an orthogonal matrix Q as shown in Equation 12 below.
【수학식 12] [Equation 12]
상기 수학식 12 에서 빔포밍 (beamforming) 백터로서 행렬 Q 의 열 (column)을 사용하여 MIM0 전송이 수행되면, 단말이 수신하는 신호에서는 하삼각행렬 L 만 남게 된다. 만약 기지국이 각각의 단말에 대한 채널 환경을 모두 알고 있는 경우에는, 첫 번째 행 (row)의 간섭 없이 인코딩된 성분을 두 번째 행 (row)의 간섭 성분을 피해서 전송하는 방식으로 인코딩을 수행할 수 있게 된다. 여기서, 각각의 단말에 대한 범포밍 백터 Wi (즉, 에 대한 빔포밍 백터는 Wl 이고, U2 에 대한 빔포밍 백터는 W2)가 = 라 하면, 실효 채널 (effective channel)은 다음의 수학식 13 과 같이 나타낼 수 있다. 따라서, 하나의 단말로의 신호가 다른 단말로의 신호로부터의 간섭이 미리 제거되어 전송될 수 있으므로, 해당 단말은 간섭을 제거하는 별도의 동작 없이 기지국으로부터의 신호를 올바르게 수신할 수 있게 된다. When MIM0 transmission is performed using a column of the matrix Q as a beamforming vector in Equation 12, only the lower triangular matrix L remains in the signal received by the terminal. If the base station knows all of the channel environment for each terminal, encoding can be performed by transmitting the encoded components without interference of the first row without interference of the first row. Will be. Here, when the bumping vector Wi (ie, the beamforming vector for U is Wl and the beamforming vector for U 2 is W2) == for each terminal, the effective channel is represented by the following equation (13). It can be expressed as Accordingly, since the signal to one terminal may be transmitted after the interference from the signal to the other terminal is removed in advance, the corresponding terminal may correctly receive the signal from the base station without a separate operation of removing the interference.
【수학식 13】 다음으로, ZF 빔포밍의 경우에는 다중 사용자에 대한 합성 채널 H 에 대해서 다음의 수학식 14 에서와 같이 의사-역변환 (Dseuclo- inverse)를 통해서 간섭 제거가 이루어질 수 있다. [Equation 13] Next, in the case of ZF beamforming, interference cancellation may be performed through a pseudo-inverse for the synthesis channel H for multiple users, as shown in Equation 14 below.
【수학식 14】  [Equation 14]
F = HH(H HH 상기 수학식 14 에서 X" 는 행렬 X 에 대한 에르미트 (hermit) 행렬을 의미하고, X— 1 은 행렬 X 에 대한 역행렬을 의미한다. 상기 수학식 14 의 행렬 F 의 각각의 열 (column)이 각각의 단말에 대한 빔포밍 백터가 된다. 즉, w f, 가 된다. 이러한 경우 각각의 단말에 대한 실효채널은 다음의 수학식 15 와 같이 나타낼 수 있다. 【수학식 15] F = H H (HH H X "in Equation 14 denotes a Hermit matrix for the matrix X, and X- 1 represents an inverse matrix for the matrix X. The matrix F of Equation 14 Each column becomes a beamforming vector for each terminal, that is, wf, and in this case, the effective channel for each terminal can be expressed by Equation 15 below. ]
1 One
i = k i = k
0 i≠k 이러한 ZF 기법을 사용하는 경우에 각각의 단말에서의 채널은 단위 (identity) 행렬의 형태가 되므로 결과적으로 간섭이 미리 제거된 신호를 수신할 수 있게 된다. 중계기  0 i ≠ k In this case, the channel in each terminal is in the form of an identity matrix, and as a result, it is possible to receive a signal from which interference has been removed in advance. Repeater
중계기는, 예를 들어, 고속 데이터 레이트 커버리지의 확대,그룹 이동성의 향상, 임시 네트워크 배치, 셀 경계 수율의 향상 및 /또는 새로운 영역에 네트워크 커버리지를 제공하기 위하여 고려될 수 있다.  Repeaters may be considered, for example, to extend high data rate coverage, improve group mobility, ad hoc network deployment, improve cell boundary yield and / or provide network coverage in new areas.
도 1을 다시 참조하면, 중계기 (120)는 기지국 (110)과 단말 (132) 사이의 송수신을 전달 (forwarding)하는 역할을 하며, 각각의 반송파 주파수 대역에 속성이 상이한 두 종류의 링크 (백홀 링크 및 액세스 링크)가 적용된다. 기지국 (110)은 도너 셀 (donor cell)을 포함할 수 있다. 증계기 (120)는 도너 셀 (110)을 통하여 무선-액세스 네트워크와 무선으로 접속될 수 있다  Referring back to FIG. 1, the repeater 120 plays a role of forwarding transmission and reception between the base station 110 and the terminal 132, and two types of links having different attributes in each carrier frequency band (backhaul link). And access links) apply. Base station 110 may include a donor cell. The intensifier 120 may be wirelessly connected to the radio-access network via the donor cell 110.
기지국 (110)과 중계기 (120) 간의 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 상향링크로 표현할 수 있다. 여기서, 주파수 대역은 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이고, 서브프레임은 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이다. 유사하게, 중계기 (120)와 단말 (132) 간의 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원올 이용하는 경우에는 액세스 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 상향링크로 표현할 수 있다. 도 1은 FDD 모드 중계기의 백홀 상향링크 /하향링크 및 액세스 상향링크 /하향링크의 설정을 도시하고 있다. When the backhaul link between the base station 110 and the repeater 120 uses a downlink frequency band or a downlink subframe resource, the backhaul link is expressed as a backhaul downlink, When using an uplink frequency band or an uplink subframe resource, it may be expressed as a backhaul uplink. Here, the frequency band is a resource allocated in the frequency division duplex (FDD) mode, and the subframe is a resource allocated in the time division duplex (TDD) mode. Similarly, when the access link between the repeater 120 and the terminal 132 uses a downlink frequency band or a downlink subframe resource, it is expressed as an access downlink and uses an uplink frequency band or an uplink subframe resource. Can be expressed as an access uplink. Figure 1 shows the configuration of the backhaul uplink / downlink and access uplink / downlink of the FDD mode repeater.
기지국에는 상향링크 수신 및 하향링크 전송의 기능이 요구되고, 단말에게는 상향링크 전송 및 하향링크 수신의 기능이 요구된다. 한편, 중계기에는 기지국으로의 백홀 상향링크 전송, 단말로부터의 액세스 상향링크 수신, 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신 및 단말로의 액세스 하향링크 전송의 기능이 모두 요구된다.  The base station requires a function of uplink reception and downlink transmission, and the terminal requires a function of uplink transmission and downlink reception. On the other hand, the repeater requires all the functions of backhaul uplink transmission to the base station, access uplink reception from the terminal, backhaul downlink reception from the base station, and access downlink transmission to the terminal.
한편, 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, 릴리즈 -8)에 따라 동작하는 단말 (이하, 레거시 (legacy) 단말이라 함)이 도너 샐에 접속할 수 있어야 한다.  On the other hand, with respect to the use of the repeater's band (or spectrum), the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is called an 'in-band', and a frequency band in which the backhaul link and the access link are different. The case of operating at is called out-band. In both in-band and out-band cases, terminals operating according to an existing LTE system (eg, Release-8) (hereinafter referred to as legacy terminals) must be able to access the donor cell.
단말에서 중계기를 인식하는지 여부에 따라 중계기는 트랜스패런트 (transparent) 중계기 또는 넌-트랜스패런트 (non—transparent) 중계기로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 증계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.  Depending on whether the terminal recognizes the repeater, the repeater may be classified as a transparent repeater or a non-transparent repeater. A transparent means a case in which a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a repeater, and a non-transient refers to a case in which a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a repeater.
중계기의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 중계기 또는 스스로 샐을 제어하는 중계기로 구분될 수 있다.  With regard to the control of the repeater, it may be divided into a repeater configured as part of a donor cell or a repeater controlling a cell by itself.
도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기는 중계기 식별자 (ID)를 가질 수는 있지만, 중계기 자신의 샐 아이덴터티 (identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM의 나머지 부분들은 중계기에 위치하더라도), 도너 샐의 일부로서 구성되는 중계기라 한다. 바람직하게는, 이러한 중계기는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터 (Smart repeaters), 디코드—앤—포워드 중계기 (decode-and— forward relays), L2(제 2계층) 중계기들의 다양한 종류들 및 타입— 2 중계기가 이러한 중계기에 해당한다. A repeater configured as part of the donor cell may have a repeater identifier (ID), but does not have a repeater's own identity. If at least a part of RRM (Radio Resource Management) is controlled by the base station to which the donor cell belongs, the repeater is configured as part of the donor cell (even though the remaining parts of the RRM are located in the repeater). do. Preferably, such a repeater may support the legacy terminal. For example, smart repeaters, decode-and-forward relays, and various types and types of L2 repeaters are two such repeaters.
스스로 샐을 제어하는 중계기의 경우에, 중계기는 하나 또는 여러개의 샐들을 제어하고, 중계기에 의해 제어되는 샐들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며 , 동일한 RRM메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 증계기에 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, 샐프-백홀링 (Self-backhauling) 중계기, L3(제 3계층)중계기, 타입 -1중계기 및 타입 -la중계기가 이러한 중계기에 해당한다. 타입 -1 중계기는 인 -밴드 중계기로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 샐로 보인다. 또한, 복수개의 샐들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈 -8에서 정의함)를 가지고, 중계기는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등올 전송할 수 있다. 단일-샐 동작의 경우에, 단말은 중계기로부터 직접 스케즐링 정보 및 HARQ피드백을 수신하고 중계기로 자신의 제어 채널 (스케줄링 요청 (SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말 (LTE 릴리즈 -8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입 -1 중계기는 레거시 기지국 (LTE 릴리즈 -8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성 (backward compat ibil ity)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입 -1중계기는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.  In the case of a repeater controlling the cell by itself, the repeater controls one or several sals, and each cell controlled by the repeater is provided with a unique physical layer cell identity, and may use the same RRM mechanism. From a terminal point of view, there is no difference between accessing a cell controlled by a repeater and accessing a cell controlled by a general base station. Preferably, the cell controlled by this repeater may support the legacy terminal. For example, self-backhauling repeaters, L3 (third layer) repeaters, type-1 repeaters and type-la repeaters are such repeaters. The type-1 repeater is an in-band repeater that controls a plurality of cells, each of which appears to be a separate cell that is distinct from the donor cell from the terminal's point of view. In addition, the plurality of cells have their own physical cell IDs (as defined in LTE Release-8), and the repeater may transmit its own synchronization channel and reference signal. In the case of single-sal operation, the terminal may receive the scheduling information and HARQ feedback directly from the repeater and transmit its control channel (scheduling request (SR), CQI, ACK / NACK, etc.) to the repeater. In addition, to the legacy terminals (terminals operating in accordance with the LTE Release-8 system), the type-1 repeater appears to be a legacy base station (base stations operating in accordance with the LTE Release-8 system). That is, backward compatibility. Meanwhile, for terminals operating according to the LTE-A system, the type-1 repeater may be seen as a base station different from the legacy base station, and may provide a performance improvement.
타입 -la 중계기는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입 -1 중계기와 동일한 특징들을 가진다. 타입 -la중계기의 동작은 L1 (계 1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.  The type-la repeater has the same features as the type-1 repeater described above in addition to operating out-band. The operation of the type-la repeater may be configured to minimize or eliminate the impact on L1 (Layer 1 layer) operation.
타입 -2중계기는 인 -밴드 중계기로서, 별도의 물리 샐 ID를 가지지 않으며 , 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입ᅳ 2 중계기는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입 -2 중계기의 존재를 인지하지 못한다. 타입 -2 중계기는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS및 PDCCH는 전송하지 않는다. 하이브리드 자동 재전송 요구 (HARQ) 동작 The type-2 repeater is an in-band repeater and does not have a separate physical cell ID and thus does not form a new cell. The Type 2 repeater is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal does not recognize the presence of the Type-2 repeater. Type-2 repeaters may transmit PDSCH, but do not transmit at least CRS and PDCCH. Hybrid Automatic Retransmission Request (HARQ) Behavior
데이터의 수신 실패에 대한 제어 방법으로는 다음과 같은 HARQ 동작이 적용될 수 있다. 데이터 송신측에서 하나의 패킷을 전송한 후, 데이터 수신측으로부터 ACK 신호를 수신하면 새로운 패킷을 전송하고, NACK 신호를 수신하면 기전송된 패킷을 재전송할 수 있다. 이때, 순방향오류 정정 (FEC; Forward Error Correction) 기능에 따른 인코딩이 적용된 패킷이 재전송될 수 있다. 따라서, 데이터 수신측에서는 하나의 패킷을 수신하여 디코딩 한 결과, 디코딩에 성공한 경우에는 ACK 신호를 전송하고, 디코딩에 실패한 경우에는 NACK 을 전송하고 버퍼에 수신된 패킷을 저장한다. 그리고, 상기 NACK 신호에 따른 재전송 패킷이 수신되면, 상기 버퍼에 수신된 패킷과 결합하여 디코딩을 수행함으로써, 패킷의 수신 성공율을 높일 수 있게 된다.  The following HARQ operation may be applied as a control method for data reception failure. After transmitting one packet at the data transmission side, when the ACK signal is received from the data receiving side, a new packet is transmitted, and when the NACK signal is received, the previously transmitted packet can be retransmitted. In this case, a packet to which encoding according to a Forward Error Correction (FEC) function is applied may be retransmitted. Therefore, as a result of receiving and decoding one packet, the data receiving side transmits an ACK signal when decoding is successful, and transmits an NACK when decoding fails, and stores the received packet in a buffer. When the retransmission packet according to the NACK signal is received, decoding is performed in combination with the packet received in the buffer, thereby increasing the reception success rate of the packet.
HARQ 방식은, 재전송하는 타이밍에 따라, 동기식 (synchronous) HARQ 방식과 비동기식 (asynchronous) HARQ방식으로 구분할 수 있다. 동기식 HARQ방식에 있어서 , 초기 전송이 실패했을 경우 이후의 재전송은 시스템에 의해 정해진 시점에 수행된다. 예를 들어, 초기 전송 실패 후에 매 4 번째 시간 단위 (예를 들어, 서브프레임)에 재전송이 수행되도록 정해진 경우에는, 추가로 재전송 시점에 대한 정보를 수신측에 알릴 필요가 없다. 따라서, 데이터 송신 측에서 NACK신호를 수신한 경우, ACK 신호를 받기까지 매 4 번째 시간 단위에 패킷을 재전송한다. 한편, 비동기식 HARQ 방식에 따르면, 재전송 시점에 관한 정보가 별도로 스케줄링 된다. 따라서, NACK신호에 상웅하는 패킷의 재전송 시점은 채널 상태 등 여러가지 요건에 의해 변경될 수 있다.  The HARQ scheme can be classified into a synchronous HARQ scheme and an asynchronous HARQ scheme according to the timing of retransmission. In the synchronous HARQ scheme, when initial transmission fails, subsequent retransmissions are performed at a time point determined by the system. For example, when retransmission is performed every fourth time unit (for example, a subframe) after the initial transmission failure, it is not necessary to inform the receiving side of the information on the time of retransmission. Therefore, when the NACK signal is received at the data transmission side, the packet is retransmitted every fourth time until the ACK signal is received. On the other hand, according to the asynchronous HARQ scheme, information on a time point for retransmission is separately scheduled. Therefore, the retransmission timing of the packet acknowledging the NACK signal may be changed by various requirements such as channel state.
또한, 재전송시에 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는지의 여부에 따라 적응적 (adaptive) HARQ 방식과 비-적웅적 (non-adaptive) HARQ 방식으로 구분할 수 있다. 비-적웅적 HARQ방식은 재전송되는 패킷의 MCS레벨,사용되는 자원 블록의 수 등이 초기 전송시에 정해진 대로 이루어진다. 예를 들어, 송신 측에서 초기 전송 시 8 개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송하면, 이후 재전송 시에도 동일하게 8 개의 자원 블록을 이용하여 재전송한다. 한편, 적웅적 방식은 패킷의 변조 방식, 사용되는 자원 블록의 수 등이 채널 상태에 따라 가변하는 방식이다. 예를 들어, 초기에 8 개를 이용하여 전송이 수행된 경우에도, 이후에 채널 상태에 따라서는 8 개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송 할 수 있다. 전술한 바와 같은 HARQ를 통한 데이터 패¾ 전송 동작에 있어서, 송신단에서는 데이터 패¾을 소정의 크기의 서브 패킷 (sub-packet)으로 변환하여, 서브 패킷 단위로 초기 전송 및 재전송이 수행될 수 있다. 수신단에서는 여러 개의 서브 패킷을 결합하여 데이터 패킷의 디코딩을 시도할 수 있다. In addition, it may be classified into an adaptive HARQ scheme and a non-adaptive HARQ scheme according to whether the channel state is reflected about the amount of resources used for retransmission. In the non-target HARQ scheme, the MCS level of the retransmitted packet, the number of resource blocks used, and the like are determined as determined at initial transmission. For example, if the transmitting side transmits data by using eight resource blocks during initial transmission, the retransmission is performed using eight resource blocks in the same way. On the other hand, the red-eye method is a method in which a packet modulation method, the number of resource blocks used, and the like vary according to channel conditions. For example, even when the transmission is initially performed using eight, it may be retransmitted later using a larger or smaller number of resource blocks depending on the channel state. In the above-described data packet transmission operation through HARQ, the transmitting end converts the data packet into sub-packets having a predetermined size, and initial transmission and retransmission may be performed in units of sub packets. The receiving end may attempt to decode the data packet by combining several subpackets.
HARQ 방식에 의한 초기 전송과 재전송에 사용되는 여러 개의 서브 패킷은 하나의 코드워드 패킷으로부터 생성된다. 이때 생성된 여러 개의 서브 패킷들은 서브 패킷의 길이와 서브 패킷의 시작 위치로 그 구별이 가능하다. 이처럼 구별이 가능한 서브 패¾을 리던던시 버전 (redundancy version; RV)이라고 한다. 수신단에서는 상이한 RV 들을 수신하고 결합함으로써 전체 코드워드의 디코딩을 시도할 수 있다. 예를 들어, 수신해야 할 전체 코드워드 패킷과 이미 수신된 서브 패킷의 차이만큼만 수신하여 디코딩을 시도하는 방식으로 HARQ 동작이 수행될 수 있는데, 이러한 방식을 증분 리던던시 (Incremental Redundancy; IR) 방식의 HARQ 동작이라고 할 수 있다. 다중 사용자 환경에서 중계기를 통한 부분 신호 전달  Several subpackets used for initial transmission and retransmission by the HARQ scheme are generated from one codeword packet. In this case, the generated subpackets can be distinguished by the length of the subpackets and the start positions of the subpackets. This distinguishable sub-packet is called a redundancy version (RV). The receiving end may attempt to decode the entire codeword by receiving and combining different RVs. For example, the HARQ operation may be performed by receiving only the difference between the entire codeword packet to be received and the subpacket already received, and attempting decoding. The HARQ operation of the incremental redundancy (IR) scheme is performed. It can be called an operation. Partial Signaling Through Repeaters in a Multi-User Environment
도 7 은 다중 사용자 환경을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 7 의 예시에 있어서 기지국은 다중 안테나를 구비하고 MU-MIM0 전송을 지원할 수 있는 것을 가정하고, 단말들 U2( .·.)은 단일 안테나를 구비하는 것을 가정한다. 그러나, 이러한 가정은 설명의 명료성을 위한 예시적인 것일 뿐, 다증 안테나를 구비한 단말 (들)에 대해서도 이하에서 설명하는 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수 있다. 7 is a diagram for conceptually describing a multi-user environment. In the example of FIG. 7, it is assumed that the base station has multiple antennas and can support MU-MIM0 transmission, and it is assumed that terminals U 2 (... ) Have a single antenna. However, this assumption is merely illustrative for clarity of explanation, and the principles of the present invention described below may be equally applied to the terminal (s) with multiple antennas.
도 7(a) 을 참조하면 기지국 (BS)로부터 복수의 단말 ( , U2, ...)이 동시에 신호를 수신할 수 있다. 으로의 채널을 lu이라 하고 , U2로의 채널올 h2라고 할 수 있다. ^은 예를 들어 기지국과 가까운 곳에 위치하여서 채널 상태가 좋은 반면, U2는 에 비하여 상대적으로 샐 외곽 (cell edge)에 위치하여 채널 상태가 좋지 않은 것을 가정한다. 채널 상태가 좋지 않은 단말에 대한 데이터 전송을 보장하기 위해서 기지국이 보다 높은 전력으로 신호를 전송할 수 있지만, 간섭 유발의 문제 등이 발생할 수 있다ᅳ 이러한 문제를 해결하기 위해서, 전술한 바와 같은 다양한 중계기를 도입할 수 있다. 그러나, 네트워크에 새로운 중계기를 설치하는 경우에 별도의 자원이 사용되어야 하므로, 여러 단말들 중에서 채널 상태가 좋은 단말이 중계기의 기능을 하도록 하는 방안이 고려될 수 있다. 이러한 중계기를 사용자-중계기 (UE-relay)라고 칭할 수 있고, 사용자-중계기는 전술한 바와 같은 타입 -2 중계기에 해당할 수 있다. 즉, 사용자-중계기는 데이터를 전달 받는 단말에 대해서 트랜스패런트하다. Referring to FIG. 7A, a plurality of terminals (, U 2 ,...) May simultaneously receive signals from the base station BS. The channel to is called lu and the channel all to U 2 can be called h 2 . For example, it is assumed that the channel state is good because it is located close to the base station, whereas U 2 is located at the cell edge relative to the base station. In order to guarantee data transmission to a terminal having a poor channel condition, a base station may transmit a signal at a higher power, but a problem of causing interference may occur. To solve such a problem, various repeaters as described above may be used. Can be introduced. However, when a new repeater is installed in the network, a separate resource must be used. Consideration may be given to making the function of a repeater. Such a repeater may be referred to as a user-relay, and the user-relay may correspond to a type-2 repeater as described above. That is, the user-repeater is transparent to the terminal receiving the data.
도 7(b)는 이 사용자 -중계기로서 기능하고, 1)2 가 I 을 통해서 기지국으로부터의 데이터를 전달 받는 것을 나타낸다. 이와 같이 다중 사용자 환경에서 단말들 간의 협력 (cooperation)을 통해서 데이터 전송이 수행되도록 함으로써, 전체적인 전송 용량의 향상 및 자원 이용의 효율성을 높일 수 있다. 예를 들어, 다른 단말에 비하여 기지국과의 채널 환경이 좋은 단말 ( ;!이 사용자—중계기로서 기능할 수 있고, 채널 환경이 좋지 않은 다른 단말 J2)로의 데이터 전달에 도움을 줄 수 있다. 구체적으로, 은 기지국으로부터 자신의 데이터를 수신하는 동시에, 기지국으로부터 U2로 전송되는 데이터를 기지국으로부터 수신할 수 있다.이은 자신이 수신한 데이터 중에서 U2로 전달되어야 하는 데이터를 u2 에게 전달하여 줄 수 있다. u2 의 입장에서는 기지국으로부터 직접 수신한 데이터와 ^ 을 통하여 전달 받은 데이터를 통하여 자신에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 이와 같은 데이터 전송 방식을 부분 신호 전달 방식이라고 칭할 수 있다. 전술한 바와 같은 다증 사용자 환경에서 사용자-중계기를 이용한 정보 전달이 수행되도록 하기 위해서는, 기지국에서 각각의 사용자에게 전달될 정보 비트를 인코딩하는 방안이 결정될 필요가 있다. 이하에서는, 기지국에서의 정보 비트 인코딩 방안 및 사용자-중계기를 통한 정보 전달 동작에 대한 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. Fig. 7 (b) functions as this user-relay and shows that 1) 2 receives data from the base station via I. As described above, data transmission is performed through cooperation between terminals in a multi-user environment, thereby improving overall transmission capacity and increasing resource efficiency. For example, compared to other terminals, the terminal has a better channel environment with the base station (!! Can function as a user-relay, and can assist data transfer to another terminal J 2 with poor channel environment). Specifically, by passing the data to be delivered in the same time, it is possible to receive data transmitted from the base station to U 2 from the base station. The data it receives, following receiving their data from the base station to U 2 to u 2 Can give From the standpoint of u 2 , data about itself may be obtained through data received directly from the base station and data received through ^. Such a data transmission method may be referred to as a partial signal transmission method. In order for information delivery using a user-relay to be performed in a multi-user environment as described above, a scheme for encoding information bits to be delivered to each user at the base station needs to be determined. Hereinafter, various embodiments of the present invention for the information bit encoding scheme in the base station and the information transfer operation through the user-relay will be described in detail.
도 8 은 다중 사용자 환경에서 사용자-중계기를 통한 정보 전달의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 8 에서는 설명의 명료성을 위해서 이 및 ϋ2을 제외한 다중 사용자 환경의 나머지 단말들은 도시하지 않았다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 2 개 이상의 단말에 대해서 MU-MIM0 전송이 수행되고, 그 증 어떤 하나의 단말이 다른 단말 (들)에 대해서 사용자-중계기로서의 기능을 하는 경우에도 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수 있다. 도 8 에서는 은 사용자-중계기의 기능을 하는 단말을 나타내고, U2 는 정보 전송의 목적지 (destination)가 되는 단말을 나타내며, U2 를 목적지 사용자라고도 칭할 수 있다. 도 8 을 참조하면 기지국이 각각의 단말에 대한 데이터를 인코딩하고 (S810), 각각의 단말 ( 및 U2)에게 인코딩된 데이터를 전송하고 (S820), Ui 에서 수신된 데이터를 복원하고 (S830), 복원된 데이터 중에서 U2 에 대한 데이터를 U2 에게 전송하고 (S840), U2 에서는 단계 S820 및 S840 에서 수신된 신호를 이용해서 자신에 대한 데이터를 복원할 수 있다 (S850). 각각의 단계에서의 구체적인 동작에 대하여 이하에서 설명한다. 8 is a diagram illustrating a flow of operation of information transmission through a user-relay in a multi-user environment. In FIG. 8, for the sake of clarity, the remaining terminals of the multi-user environment except for this and # 2 are not shown. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and even when MU-MIM0 transmission is performed for two or more terminals, and any one terminal functions as a user-relay for another terminal (s). The principles of the present invention can be equally applied. In FIG. 8, UE denotes a terminal functioning as a user-repeater, U 2 denotes a terminal serving as a destination of information transmission, and U 2 may also be referred to as a destination user. Referring to FIG. 8, the base station encodes data for each terminal (S810), transmits encoded data to each terminal (and U 2 ) (S820), and restores the data received at Ui (S830). , the transmission data for the U 2 among the restored data to and U 2 (S840), the U 2 by using the signal received in step S820 and S840 to restore the data for their own (S850). The specific operation in each step will be described below.
단계 S810 는 데이터 인코딩 (data encoding) 단계이다. 기지국 (BS)에서는 사용자ᅳ중계기로서 기능하는 단말 (^에 대한 데이터와, 이을 통해 정보를 전달받을 목적지 사용자 (U2)에 대한 데이터를 인코딩할 수 있다. 구체적으로, 도 9 와 같이 각각의 단말에 대한 데이터 인코딩이 수행될 수 있다. Step S810 is a data encoding step. The base station (BS) can encode the data for the terminal (^), which functions as a user-relay, and the data for the destination user (U 2 ) to receive the information therethrough. Specifically, as shown in FIG. Data encoding for may be performed.
도 9(a) 는 에 대하여 인코딩된 데이터를 나타내고, 도 9(b)는 U2 에 대하여 인코딩된 데이터를 나타낸다. 에 대한 정보 비트는 ^라고 나타내고, U2에 대한 정보 비트를 ¾라고 나타낸다. ¾는 다시 기지국 (BS)으로부터 직접 채널 (h2)을 통해 U2가 수신되는 정보 비트 과 사용자ᅳ중계기 이으로부터의 채널 (h12)을 통해 전달되는 정보 비트 ,2로 나뉜다. 여기서, 예를 들어, ,2는 의 일부의 정보 비트로서 구성될 수도 있고 (즉, ¾,2는 의 일부와 중복됨), 또는 ¾.2는 ^와 구별되는 별도의 정보 비트로서 구성될 수도 있다 (즉, 와 ¾,2가 중복되지 않음). 예를 들어, S2,r 시스테머틱 비트 (systematic bit)에 해당할 수 있고, ¾,2는 패리티 비트 (parity bit)에 해당할 수 있다. 또는, 예를 들어, S2j 및 ¾,2는 동일한 채널 코더 (channel coder)로부터의 출력 ( )을 제 1 부분 및 제 2 부분으로 분할 (partition)한 것에 각각 해당할 수 있다 (즉, ¾의 분할된 부분 증 하나는 S2>1이고, 다른 하나는 ,2에 해당함). FIG. 9 (a) shows data encoded with respect to FIG. 9 (b) shows data encoded with respect to U 2 . The information bit for denotes ^ and the information bit for U 2 denotes ¾. ¾ is further divided into two bits: the information bits received by U 2 via channel (h 2 ) directly from the base station (BS) and the information bits carried by channel (h 12 ) from the user-relay. Here, for example, 2 may be configured as an information bit of a portion of (ie, ¾, 2 overlaps with a portion of), or ¾. 2 may be configured as a separate information bit that is distinct from ^ (i.e. and ¾ , 2 do not overlap). For example, S 2 and r may correspond to systemic bits, and ¾ and 2 may correspond to parity bits. Or, for example, S 2 j and ¾, 2 may correspond to partitioning the output () from the same channel coder into the first part and the second part (ie, ¾). One of the partial fractions of S 2> 1 and the other corresponds to 2 ).
도 9(a) 에서 나타내는 바와 같이, U2에 대한 정보 비트 ,2는 ^에 대한 정보 비트 Si과 연결 (concatenation)되어 하나의 코드워드 (codeword)로서 인코딩될 수 있다. 이러한 인코딩 방식을 비트 연결 (bit concatenation) 방식이라고 칭할 수 있으며, 본 발명에서 제안하는 부분 신호 전달 방식을 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식이라고 칭할 수 있다. As shown in FIG. 9 (a), the information bit, 2 for U 2 may be concatenated with the information bit Si for ^ and encoded as one codeword. Such an encoding method may be referred to as a bit concatenation method, and the partial signal transmission method proposed by the present invention may be referred to as a bit connection based partial signal transmission method.
도 9(a) 에서 나타내는 바와 같이, ^ 과 ¾,2 가 연결되어 인코딩된 하나의 코드워드를 ¾ 으로 표현할 수 있다. 전체 코드워드 ¾에서 ^과 ¾,2에 대한 비트 비율을 각각 (1ᅳ «)와 «라고 할 수 있다 (여기서, o≤ a <i). 만약 비트당 전송 전력이 동일하게 설정되는 경우라면,으 )와 는 전송 전력 비율에 해당할 수 있다. As shown in FIG. 9 (a), one codeword encoded by concatenating ^, ¾, and 2 may be expressed as ¾. Bits for ^ and ¾ , 2 in full codeword ¾ It can be the percentage that each of (1 eu «) and« (wherein, o≤ a <i). If the transmission power per bit is set to be the same, and may correspond to the transmission power ratio.
도 9(b)에서 나타내는 바와 같이, U2에 대한 정보 비트 ^는 독립적인 하나의 코드워드 ¾로 인코딩될 수 있다. As shown in FIG. 9 (b), the information bit ^ for U 2 may be encoded into one independent codeword ¾.
단계 S820은 에서 기지국은 상기 단계 S810에서 인코딩된 코드워드 ¾및 X2를 각각의 단말 ( 및 U2)에게 전송할 수 있다. 단계 S820 은 제 1 전송 단계 (transmission phase)에서 기지국이 각각의 단말로 데이터를 브로드캐스팅하는 단계로도 표현할 수 있다. 기지국이 코드워드 ¾ 및 ¾ 를 각각 단말 및 U2에게 전송함에 있어서, 전술한 바와 같은 ZF-DPC 또는 ZF 기법 등과 같은 간섭 제거 기법을 적용하여, 각각의 단말에 대한 간섭을사전에 제거할 수 있다. In step S820, the base station may transmit the codewords ¾ and X 2 encoded in step S810 to each terminal (and U 2 ). Step S820 may also be expressed as a step in which the base station broadcasts data to each terminal in a first transmission phase. When the base station transmits codewords ¾ and ¾ to the terminal and U 2 , respectively, the interference for each terminal may be removed in advance by applying an interference cancellation scheme such as the ZF-DPC or the ZF scheme as described above. .
Ui 에게 전송되는 코드워드 에 할당되는 전송 전력을 이라 하고, U2 에게 전송되는 코드워드 X2 에 할당되는 전송 전력을 P2 라고 하면, ^ 과 P2 의 합은 기지국의 최대 전송 전력 PBS를 넘지 못한다. If the transmit power allocated to the codeword transmitted to Ui is called and the transmit power allocated to the codeword X 2 transmitted to U 2 is P 2 , the sum of ^ and P 2 is the maximum transmit power P BS of the base station. Can't go over
제 1 전송 단계에서 각각의 단말 ¾ 및 U2에서 수신된 신호는 다음의 수학식 16 과 같이 표현될 수 있다. The signals received at each of the terminals ¾ and U 2 in the first transmission step may be expressed by Equation 16 below.
【수학식 16]  [Equation 16]
= ^h2w2x2(s2 l) + nx, 상기 수학식 16 에서 yi (1) 및 y2 (1) 는 각각 제 1 전송 단계에서 ^과 U2 에서 수신하는 신호를 나타낸다. F 및 P2 는 각각 코드워드 및 에 할당되는 전송 전력을 나타낸다. Xl(Si, S2,2)는 Sl, S2,2이 연결되어 인코딩된 코드워드를 나타내고, ( , 는 이 인코딩된 코드워드를 나타낸다. ^과 h2는 각각 기지국으로부터 ¬과 U2사이의 채널을 의미한다. ^과 w2는 각각 이과 U2로의 빔포밍 백터를 의미한다. 빔포밍 백터는 전술한 사전 간섭 제거 기법인 ZF-DPC 또는 ZF 기법에서 예시적으로 설명한 바와 같이 결정될 수 있다. 과 n2는 각각 ^과 U2에서의 부가 백색 가우스 잡음 (Additive White Gaussian Noise; AWGN)을 의미한다ᅳ = ^ h 2 w 2 x 2 (s 2 l ) + n x , where yi (1) and y 2 (1) in Equation 16 represent signals received at ^ and U 2 in the first transmission step, respectively. F and P 2 denote transmit powers allocated to codewords and respectively. Xl (Si, S 2 , 2 ) denotes a codeword encoded by concatenating Sl , S 2 , 2 , and (, denotes the encoded codeword, ^ and h 2 represent between ¬ and U 2 from the base station, respectively. ^ And w 2 denote beamforming vectors to Yi and U 2 , respectively. The beamforming vector may be determined as described exemplarily in the ZF-DPC or ZF technique, which is the aforementioned pre-interference cancellation technique. And n 2 denote Additive White Gaussian Noise (AWGN) at ^ and U 2 , respectively.
단계 S820에 있어서, 기지국으로부터 으로의 전송과 기지국으로부터 U2로의 전송은 동시에 수행될 수도 있고, 상이한 시점에서 수행될 수도 있다. 또한, 전술한 제 1 전송 단계이라는 의미는 사용자-중계기를 통하여 목적지로의 정보 전달이 수행되는 전체적인 동작에 있어서 동작이 수행되는 순서를 표현하기 위한 용어이다. In step S820, the transmission from the base station and the transmission from the base station to U 2 may be performed at the same time, or may be performed at different times. In addition, the above-described first transmission step is a term for expressing the order in which the operations are performed in the overall operation in which information transmission to the destination is performed through the user-relay.
단계 S830 은 이 및 1)2 각각이 제 1 전송 단계에서 수신한 신호로부터 데이터를 복원 (또는 디코딩)하는 단계이다. ^는 제 1전송 단계에서 수신된 신호 로부터 코드워드 ¾을 디코딩할 수 있고, U2는 제 1전송 단계에서 수신된 신호 y2 (1)로부터 코드워드 ¾ 을 디코딩할 수 있다. Step S830 is a step in which each of these and 1) 2 recovers (or decodes) data from the signal received in the first transmission step. ^ May decode codeword ¾ from the signal received in the first transmission step, and U 2 may decode codeword ¾ from the signal y 2 (1) received in the first transmission step.
^의 경우, 복원된 정보량 중에으^ 의 비율에 해당하는 정보만이 자신의 정보이고, ^의 비율에 해당하는 정보는 다른 단말 (U2)에 대한 정보이다. 따라서, ^과 U2각각에서 제 1 전송 단계에서 자신에 대한 정보를 획득할 수 있는 정보량은 다음의 수학식 17 과 같이 나타낼 수 있다. In the case of ^, only the information corresponding to the ratio of ^ among the restored information amount is own information, and the information corresponding to the ratio of ^ is information about the other terminal U 2 . Accordingly, the amount of information that can obtain information about itself in the first transmission step in ^ and U 2 can be expressed by Equation 17 below.
【수학식 17】  [Equation 17]
상기 수학식 17 에서 지 및 ^ 는 각각 |hlWll2/N0 및 Ih2w2|2/N0을 의미한다. 여기서, N0는 상기 수학식 16 에서 설명한 U1 및 U2 에 대한 GN 인 r 및 n2의 분산 (variance)을 의미한다. In Equation 17, Ji and ^ are each | h lWl l 2 / N 0 and Ih 2 w 2 | 2 / N 0 . Here, N 0 means a variance of r and n 2 which are GN with respect to U1 and U2 described in Equation 16 above.
단계 S840 에서는 제 2 전송 단계 (transmission phase)에서 정보 전달 (forwarding)이 수행되는 단계이다.  In step S840, information forwarding is performed in a second transmission phase.
사용자-중계기로서의 이 는 제 1 전송 단계에서 기지국으로부터 수신된 정보를 복원한 정보량 중에서 a 의 비율에 해당하는 다른 단말 (U2)에 대한 정보 (즉, ¾.2)를 추출할 수 있다. 이와 같이 추출된 U2 에 대한 데이터 (S2,2)는 제 2 전송 단계에서 으로부터 u2 에게 전달할 수 있다. As a user-relay, it can extract information (i.e., ¾. 2 ) for another terminal U 2 corresponding to the ratio of a from the amount of information recovered from the base station in the first transmission step. The data S 2 and 2 for the extracted U 2 are transmitted in the second transmission. You can pass from step 2 to u 2 .
여기서, Ui 은 추출된 데이터 ( .2)를 XR로 변조 (modulation)를 수행하여 1½ 에게 전송할 수 있다. ¾ 은 U2에 대한 데이터 ¾,2를 그대로 포함하므로, XR(S2,2)라고 표현할 수 있다. ¾,2에 적용되는 변조 기법은 기지국으로부터 지시될 수 있다. 예를 들어, 기지국과 사용자-중계기 ( ) 간의 사전 신호 교환에 의해서, 다른 단말 (112)로 전달될 데이터 (¾,2)에 대해서 이 적용할 변조 기법이 미리 정해질 수 있다.또는, 기지국이 사용자-중계기 (U 에 대한 데이터 (^;!와 다른 단말 (U2)에게 전달될 데이터 ( ,2)를 연결하여 인코딩하여 생성되는 코드워드 ¾ 에, 다른 단말 (U2)로 전달될 데이터 (¾,2)에 대해서 1 이 적용할 변조 기법을 지시하는 정보가 포함될 수도 있다. Here, Ui may transmit the extracted data (.2) to 1½ by performing modulation on XR. Since ¾ contains the data ¾, 2 of U 2 as it is, it can be expressed as X R (S 2 , 2 ). The modulation scheme applied to ¾ , 2 may be indicated from the base station. For example, a modulation scheme to be applied to data (¾ , 2 ) to be transmitted to another terminal 1 1 2 may be predetermined by pre-signal exchange between the base station and the user-relay (). The data to be transmitted to the other terminal (U 2 ) in the codeword ¾ generated by concatenating and encoding the data (^ ;! for U) and the data ( , 2 ) to be transmitted to the other terminal (U2). ¾ , 2 ) may include information indicating a modulation scheme to be applied by 1.
또한, 사용자-중계기 (!^는 목적지 사용자 (U2) 로의 전송의 효율을 최대화하기 위해서 최대 전송 전력 ί¾을 사용할 수 있다. 이러한 경우, U2 가 수신하는 신호는 다음의 수학식 18 과 같이 나타낼 수 있다. In addition, the user-relay (! ^) May use the maximum transmit power ί¾ to maximize the efficiency of the transmission to the destination user (U 2 ). In this case, the signal received by U 2 is represented by the following equation (18). Can be.
【수학식 18】 [Equation 18]
상기 수학식 18 에서 y2 (2) 는 제 2 전송 단계에서 U2 가 수신하는 신호를 나타낸다. Ρυι은 xR에 할당되는 전송 전력을 나타낸다. xR(s2,2)는 으로부터 U2로 전달되는 데이터 (s2,2)가 ^에 의해 xR로 변조된 신호를 나타낸다. h12는이으로부터 U2사이의 채널을 의미한다. n12는 h12 상의 AWGN을 의미한다. In Equation 18, y 2 (2) represents a signal that U 2 receives in the second transmission step. Ρυι represents the transmit power allocated to x R. x R (s 2 , 2 ) represents a signal in which data (s 2 , 2 ) transferred from to U 2 is modulated by x R by ^. h 12 means the channel between this and U 2 . n 12 means AWGN on h 12 .
상기 수학식 18 과 같이 수신된 신호로부터 U2 가 획득하는 정보량은 다음의 수학식 19 와 같이 나타낼 수 있다. The amount of information U 2 obtains from the received signal as shown in Equation 18 can be expressed as Equation 19 below.
【수학식 19] [19]
상기 수학식 19 에서 R2 (2)는 제 2 전송 단계에서 U2 가 획득하는 정보량을 의미한다. 또한, 지2 는 lh12l2/N0를 의미한다. In Equation 19, R 2 (2) means the amount of information that U 2 obtains in the second transmission step. In addition, G 2 means lh 12 l 2 / N 0 .
사용자-중계기 (U )로부터 목적지 사용자 (u2) 데이터 (s2.2)를 전달함에 있어서, 정보 전송의 효율을 높이기 위해서 전달할 정보량에 따라서 제 2 전송 단계가 가변적으로 결정될 수 있다. 가변적 전송 단계를 고려하는 경우에, 사용자-중계기 ( ;!가 정보를 전달하는 데에 소요되는 시간은 다음의 수학식 20 과 같이 나타낼 수 있다. From the repeater as in (U) a destination user (u 2) data (s 2 2.) Passes, - the user In order to increase the efficiency of information transmission, the second transmission step may be variably determined according to the amount of information to be transmitted. In the case of considering the variable transmission step, the time required for the user-repeater (!!) to transmit information can be expressed as Equation 20 below.
【수학식 20】  [Equation 20]
상기 수학식 20 에서 t(1)은 제 1 전송 단계 동안 소요되는 시간을 의미하고, t(2)은 제 2 전송 단계 동안 소요되는 시간을 의미한다. 여기서, 사용자-중계기 (U 에서 기지국으로부터 제 1 전송 사용자 (U2)에 대한 데이터를 획득할 수 있는 정보량 In Equation 20, t (1) means time spent during the first transmission step, and t (2) means time spent during the second transmission step. Here, the amount of information that can obtain data for the first transmitting user (U 2 ) from the base station in the user-relay (U)
과, 목적지 사용자 (u2)가 사용자-중계기 (u )로부터 제 2 전송 단계 동안 전달되는 And destination user u 2 is delivered from the user-relay u during the second transmission phase.
데이터를 획득할 수 있는 정보량 logf 1 + 씨 γ / 127 의 비율에 따라서, 제 1 전송 단계에 소요되는 시간에 상대적으로 제 2 전송 단계에 소요되는 시간이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전송 단계 동안 소요된 시간이 4 서브프레임이고, (제 1 전송 단계에서 사용자-중계기 에서 획득하는 목적지 사용자 (U2)에 대한 데이터의 정보량 )/(제 2 전송 단계에서 목적지 사용자 (U2)가 획득하는 데이터의 정보량 )=1/2 라면, 제 2 전송 단계에는 2 서브프레임이 소요되도록 설정될 수 있다. 여기서, 채널 및 /또는 h12)의 상태에 따라 획득되는 정보량이 달라질 수 있으며, 이에 따라 제 2 전송 단계에서 소요되는 시간이 가변적으로 결정될 수 있다. The time required for the second transmission step may be determined relative to the time required for the first transmission step, depending on the ratio of the amount of information logf 1 + C γ / 12 7 capable of acquiring data. For example, the time spent during the first transmission step is 4 subframes, and (the amount of information of data for the destination user U 2 obtained at the user-relay in the first transmission step) / (the destination in the second transmission step) If the information amount of data acquired by the user U 2 ) = 1/2, the second transmission step may be set to require 2 subframes. Herein, the amount of information obtained may vary according to the state of the channel and / or h 12 ), and accordingly, the time required for the second transmission step may be variably determined.
또는, 제 1 전송 단계와 제 2 전송 단계에 소요되는 시간이 고정적으로 정해져 있는 경우에는, 정보 전달에 사용되는 주파수 자원의 크기를 가변적으로 결정할 수도 있다. 즉, 전술한 가변적 전송 시간과 유사한 원리에 따라 제 2 전송 단계에서 사용될 주파수 자원의 크기가 가변적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전송 단계에서 사용된 전체 주파수 자원의 크기 (즉, 및 ¾,2 를 모두 전송하는 데에 사용된 주파수 자원의 크기)가 10 개의 자원블록 (RB)이고, (제 1 전송 단계에서 사용자-중계기 Λ)에서 획득하는 목적지 사용자 (U2)에 대한 데이터의 정보량 )/(제 2 전송 단계에서 목적지 사용자 (U2)가 획득하는 데이터의 정보량 )=1/2 이라면, 제 2 전송 단계에서 사용되는 주파수 자원은 5 개의 RB 로 설정될 수 있다. 여기서, 채널 ( 및 /또는 h12)의 상태에 따라 획득되는 정보량이 달라질 수 있으며, 이에 따라 제 2 전송 단계에서 사용되는 주파수 자원의 크기가 가변적으로 결정될 수 있다. Alternatively, when the time required for the first transmission step and the second transmission step is fixed, the size of the frequency resource used for information transmission may be variably determined. That is, the size of the frequency resource to be used in the second transmission step may be variably determined according to a principle similar to the variable transmission time described above. For example, the size of the total frequency resources used in the first transmission step (i.e., and the size of the frequency resources used to transmit both ¾, 2 ) is 10 resource blocks (RBs), and (the first transmission In stage User-repeater Λ) if the destination user (U 2) information amount of data) / (the second transfer destination user (information volume of data to be U 2) is obtained in step) = 1/2 for obtaining from a second transmission step The frequency resource used in may be set to five RBs. Here, the amount of information obtained may vary according to the state of the channel (and / or h 12 ), and accordingly, the size of the frequency resource used in the second transmission step may be variably determined.
여기서, Ui 이 U2 에게 전달할 데이터 S2.2는 기지국 (BS)에서 생성 및 인코딩된 정보 비트에 해당하고, Ui 이 ¾,2에 대해서 전술한 변조 및 전송 이외의 별도의 처리를 수행하지는 않는다. 즉, 사용자-중계기 ( ᅵ는 다른 단말 (U2)에 대한 데이터 (¾,2)를 기지국에서 수신한 그대로 U2 에게 전달하여 줄 뿐이다. Here, the data that Ui will pass to U 2 S 2 . 2 corresponds to information bits generated and encoded by the base station (BS), and Ui does not perform any processing other than the above-described modulation and transmission for ¾, 2 . That is, the user-repeater (i is only forwarded to the AS line, U 2 having received the data (¾, 2) to other terminal (U 2) at the base station.
단계 S850 은 U2 가 제 1 전송 단계에서 수신한 신호 및 제 2 전송 단계에서 수신한 신호를 이용하여 자신에 대한 데이터를 복원 (또는 디코딩)하는 단계이다. 사용자-중계기 (!^가 제 1 전송 단계에서만 데이터를 수신하는 반면, 목적지 사용자 (U2)는 제 1 전송 단계 및 제 2 전송 단계 모두에서 데이터를 수신한다. 목적지 사용자 (U2)는 제 1 전송 단계에서 수신된 신호 (y2 (1))와 제 2 전송 단계에서 수신된 신호 (y2 (2))를 연결 (concatenation)하여, 조인트-디코딩 (joint -decoding) 방식으로 최종적으로 자신에 대한 데이터를 복원할 수 있다. Step S850 is a step in which U 2 recovers (or decodes) data for itself using the signal received in the first transmission step and the signal received in the second transmission step. The user-relay (! ^) Receives data only in the first transmission step, while the destination user U 2 receives data in both the first transmission step and the second transmission step. The destination user U 2 receives the first data. By concatenating the signal (y 2 (1) ) received in the transmission step and the signal (y 2 (2) ) received in the second transmission step, it is finally connected to itself in a joint-decoding manner. Data can be restored.
이에 따라, 최종적으로 각각의 단말 (U1 및 U2)에서 시간 당 데이터 전송 효율은 다음의 수학식 21 과 같이 나타낼 수 있다.  Accordingly, the data transmission efficiency per time in each terminal (U1 and U2) finally can be expressed by the following equation (21).
【수학식 21】 [Equation 21]
(l- )log(l + ^ri) (l-) log (l + ^ ri )
til)+ti2) t il) + t i2)
(i) 2)  (i) 2)
(2)  (2)
C2( yRP2) = 2 C 2 ( y RP 2 ) = 2
t{]) +t(2) R2 t ()) + t (2) R2
t (1)  t (1)
log(l + P2/2) + a-log(l + ^i)} 상기 수학식 21에서 및 C2는 각각 및 U2에 대한 전송 효율을 의미한다. P1 P2 및 ^는 요구되는 정보량에 따라 결정될 수 있다. 즉, 기지국에서 전송효율이 향상되도록, 및 U2 으로의 전송 전력 ^및 Ρ2 과 사용자-중계기 (U 에게 전송되는 데이터 중에서 목적지 사용자 (U2)에게 전달될 데이터의 비율을 결정할 수 있다. 또한, 목적지 사용자 (υ2)의 입장에서는, 제 1 전송 단계에서 수신하는 데이터는 S2,! 이고, 제 2 전송 단계에서 사용자-중계기 ( ^으로부터 전달받은 데이터는 S2,2 이다. 전술한 바와 같이, ,2는 ^의 일부의 정보 비트로서 구성될 수도 있다 (즉, log (l + P 2/2 ) + a-log (l + ^ i)} in the expression (21), and C 2 denotes the transmission efficiency for each, and U 2. P 1 P 2 and ^ may be determined according to the amount of information required. It may be in the repeater (data transmitted to the U determine the rate of data to be delivered to the destination user (U2) also, - that is, the transmit power ^ and Ρ 2 and the user at the base station to the transmission efficiency, and U 2 to increase. From the viewpoint of the destination user υ 2 , the data received in the first transmission step is S 2,! , And the data received from the user-relay (^) in the second transmission step is S 2 , 2. As described above, , 2 may be configured as part of the information bits of ^ (ie
¾,2는 ^의 일부와 중복됨). 이 경우, U2 는 중복되는 정보를 이용하여 데이터 디코딩을 수행하므로, 채널 상태가 좋지 않은 경우에 기지국으로부터만 직접 데이터를 수신하는 것에 비하여 디코딩 성공률이 증가될 수 있고, 보다 강건한 데이터 복원이 수행될 수 있다. 또는, ¾,2는 ?^와 구별되는 별도의 정보 비트로서 구성될 수도 있다 (즉, S2J와 ,2가 중복되지 않음). 이 경우, U2 는 적절한 양의 데이터를 기지국으로부터의 직접 채널과 사용자—중계기로부터의 채널을 통해서 나누어 받음으로써, 수신 정보량이 향상될 수 있다. ¾, 2 duplicate part of ^). In this case, since U 2 performs data decoding using overlapping information, the decoding success rate may be increased compared to receiving data directly from the base station only when the channel condition is not good, and more robust data restoration may be performed. Can be. Alternatively, ¾, 2 may be configured as a separate information bit distinguished from? ^ (That is, S2J and 2 do not overlap). In this case, U 2 can receive an appropriate amount of data through the direct channel from the base station and the channel from the user-relay, so that the amount of received information can be improved.
전술한 바와 같은 다중 사용자 환경에서 사용자—중계기를 통한 부분 신호 전달 방식에 있어서, 채널 상태가 상대적으로 좋지 않은 단말 (U2)에 대한 데이터 (또는 데이터의 일부)를 채널 상태가 좋은 단말 ( ;!을 통해 전달함으로써 전송효율을 향상시킬 수 있다. 채널 상태가 좋은 단말 (U 은 자신에게 할당된 정보량을 충족시키면서도, 여분의 채널 용량을 다른 단말 (U2)에 대한 데이터를 전달하는데 사용할 수 있다. 이 때 다른 단말 (u2)을 위한 데이터가 채널 상태가 좋은 단말 ( 에 대한 데이터와 연결되어 하나의 코드워드로 전송되기 때문에, 정보 복원 시에 간섭이 없는 상태에서 복원을 할 수 있게 된다. 또한, 데이터 전달 과정에서 가변적 전송 시간을 고려하기 때문에, 단말들 간의 채널이 충분히 좋은 경우, 정보 전달에 사용되는 시간은 짧아지고 전송 효율은 더 높아지게 된다. 채널 상태가 좋지 않은 단말 (u2)은 자신에 대한 데이터를 기지국으로부터의 직접 채널과 사용자—중계기로부터의 채널을 통해 수신함으로써 수신 정보량의 향상 및 /또는 디코딩 성공률의 향상을 가져올 수 있다. In the multi-user environment as described above, in a partial signal transmission method through a user-relay, data (or a part of data) for a terminal U 2 having a relatively poor channel state may be a terminal having a good channel state (! It is possible to improve the transmission efficiency by transmitting it through the terminal. While satisfying, the extra channel capacity can be used to carry data for the other terminal (U 2 ). In this case, since the data for the other terminal (u 2 ) is transmitted in one codeword in connection with the data for the terminal having a good channel state, the data can be restored in the absence of interference during information restoration. , by taking into account a variable transmission time in the data transfer process, when the channel between the terminals good enough, the time is shorter, the transmission efficiency used in the information transmission is higher. MS (u 2) is the channel condition is not good is their Receiving data for a through a direct channel from a base station and a channel from a user-relay may lead to an improvement in the amount of received information and / or an improvement in the decoding success rate.
또한, 본 발명은 다중 안테나를 사용한 다중 사용자 환경에서 적용 가능하다. 또한, 별도의 중계기를 사용하지 않고 모든 사용자들이 경우에 따라 중계기 역할을 할 수 있도록 함으로써, 채널 상태가 좋지 않은 셀 외곽 사용자들의 서비스품질 (Quality of Service; QoS)를 보장해 줄 수 있다. 또한 본 발명에서 설명하는 부분 신호 전달 방식을 이용함으로써, HARQ 방식의 데이터 재전송에 있어서도, 기지국은 목적지 사용자로의 재전송 데이터 패킷 부분을 사용자-중계기의 데이터와 함께 전달함으로써, 데이터 재전송 시에 기지국 대신 사용자-중계기가 직접 재전송 데이터 패킷을 목적지 사용자에게 전달하여 줄 수도 있다. 사용자-중계기를 통한 HARQ 동작  In addition, the present invention is applicable in a multi-user environment using multiple antennas. In addition, by allowing all users to act as relays in some cases without using a separate repeater, it is possible to ensure the quality of service (QoS) of users outside the cell in a poor channel state. In addition, by using the partial signal transmission method described in the present invention, even in HARQ data retransmission, the base station transmits the retransmission data packet part to the destination user together with the data of the user-relay, so that the user instead of the base station at the time of data retransmission The repeater may deliver the retransmitted data packet directly to the destination user. HARQ operation via user-relay
사용자-중계기란 고정된 중계기가 아닌 하나의 단말이 다른 단말을 도와주는 방식의 중계기를 의미하고, 이러한 사용자-중계기를 통한 협력 통신을 단말간 협력 통신이라고 할 수 있다. 이러한사용자-중계기는 전술한 타입 -2 중계기에 해당할 수 있다.  The user-relay means a repeater in which one terminal helps another terminal rather than a fixed repeater, and such cooperative communication through the user-relay may be referred to as cooperative communication between terminals. Such a user-relay may correspond to the type-2 repeater described above.
이와 같은 사용자-중계기가 사용되는 경우에, 목적지 노드 (또는 목적지 사용자)가 중계기의 존재를 인식하지 못한다. 따라서, 중계기와 목적지 노드 사이에서 사전에 정보 교환이 이루어지지 않고, 목적지 노드로부터 중계기로 채널 상태에 대한 피드백도 보고되지 않게 된다. 즉, 중계기와 목적지 노드 간의 채널에 대한 정보가 없이 중계기가 목적지 노드로 데이터를 전송하게 된다. 즉, 중계기로부터 목적지 노드로의 데이터 전송은 개—루프 (open— loop) 방식으로 수행되어야 한다. 사용자—중계기를 통한 부분 신호 전달 방식이 적용되는 경우에 , 소스 노드 (즉, 기지국)로부터 각각의 단말로의 채널인 h h2는 각각의 단말로부터 보고되는 채널상태정보 피드백 등에 의하여 결정될 수 있지만, 사용자—중계기 (1!)와 목적지 노드 (U2) 간의 채널인 h12 는 실제 채널 환경을 반영하기 보다는 채널의 평균적인 특성에 의해서 결정될 수 있다. When such a user-relay is used, the destination node (or destination user) does not recognize the presence of the repeater. Therefore, no information is exchanged in advance between the relay and the destination node, and no feedback on the channel status is reported from the destination node to the relay. That is, without the information on the channel between the repeater and the destination node, the repeater transmits data to the destination node. That is, data transfer from the repeater to the destination node must be performed in an open-loop fashion. User—When partial signal transmission through a repeater is applied, hh 2, which is a channel from a source node (ie, a base station) to each terminal, may be determined by channel state information feedback reported from each terminal. The channel h 12 between the repeater (1!) And the destination node (U 2 ) can be determined by the average characteristics of the channel rather than reflecting the actual channel environment.
이와 같이 개 -루프 방식으로 사용자-중계기를 통한 부분 신호 전달이 수행되는 경우에 통신 두절 (outage)이 발생할 확률이 존재하게 되고, 이러한 오류를 정정하기 위해서 HARQ 방식의 재전송 동작을 적용할 수 있다. 이하에서는 사용자—중계기를 통한 개 -루프 방식의 데이터 전달이 수행되는 경우에 최대의 전송률을 얻을 수 있는 자원 할당 방안 및 HARQ 동작 방안에 대한 본 발명의 다양한 실시예에 대해서 설명한다.  As described above, when partial signal transmission is performed through the user-relay in the open-loop manner, there is a probability that communication outage occurs, and in order to correct such an error, a HARQ scheme retransmission operation may be applied. Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described with respect to a resource allocation scheme and a HARQ operation scheme capable of obtaining a maximum data rate when the open-loop data transfer is performed through a user-relay.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예들에 있어서 중계기를 통한 부분 신호 전달 방식으로서 본 발명에서 제안하는 비트 연결 기반의 부분 신호 전달 방식이 적용될 수 있고, 또는 그 외의 일반적인 부분 신호 전달 방식이 적용될 수도 있다. 일반적인 부분 신호 전달 방식은, 소스 노드에서 목적지 노드로 채널 상태를 고려하여 직접 전송이 가능한 정도의 데이터를 전송하고, 중계기에서 목적지 노드로 추가적으로 데이터를 전송하는 방식을 일컫는다. 중계기에서 목적지 노드로 전송될 데이터는 소스 노드에 의해서 제공되는데, 소스 노드가 직접 중계기에게 전송하여 줄 수도 있고, 또는 중계기가 소스 노드로부터 목적지 노드로 전송되는 데이터를 오버히어링 (overhearing)할 수도 있다. 오버히어링은 소스 노드가 목적지 노드로 전송하는 데이터를 중계기가 엿듣는 것올 의미한다.  In the embodiments of the present invention described below, the bit connection-based partial signal transmission scheme proposed by the present invention may be applied as a partial signal transmission scheme through a repeater, or other general partial signal transmission schemes may be applied. . The general partial signal transmission method refers to a method of transmitting data that can be directly transmitted in consideration of channel conditions from a source node to a destination node, and additionally transmitting data from a repeater to a destination node. The data to be transmitted from the repeater to the destination node is provided by the source node, which may be transmitted directly to the repeater, or the repeater may overhear the data transmitted from the source node to the destination node. Overhearing means that the relay overhears the data that the source node sends to the destination node.
부분 신호 전달 방식 중에서 순차 간섭 소거 (successive interference cancellation; SIC) 방식의 부분 신호 전달 방식을 예를 들어 설명한다. SIC 부분 신호 전달 방식에 따르면, 다음과 같은 순서로 소스 노드에서 목적지 노드로 신호가 전송될 수 있다.  A partial signal transmission method of a successive interference cancellation (SIC) method among the partial signal transmission methods will be described as an example. According to the SIC partial signal transmission scheme, a signal may be transmitted from a source node to a destination node in the following order.
도 10 은 SIC 방식 부분 신호 전달 동작을 설명하기 위한 도면이다.  10 is a diagram for explaining an SIC scheme partial signal transfer operation.
먼저, 소스 노드 (S)에서 기본 레이어 (basic layer) 및 중첩 레이어 (superposed layer)를 중첩 코딩 (superposit ion coding)하여 중계기 (R) 및 목적지 노드 (D)로 동시에 전송한다. 여기서 기본 레이어 (b)는 소스 노드에서 목적지 노드로 직접 전송되는 부분에 해당하고, 중첩 레이어 (SC)는 중계기를 거쳐서 목적지 노드로 전달되는 부분에 해당한다. 소스 노드에서 중첩 코딩을 수행할 때에, 소스 노드와 중계기 사이의 채널 정보 및 소스 노드와 목적지 노드 사이의 채널 정보를 이용하여 기본 레이어 (b) 와 중첩 레이어 (sc)의 신호 전력 크기의 비율이 결정될 수 있다. First, at the source node S, a basic layer and a superposed layer are superimposed and superimposed on the relay node R and the destination node D at the same time. Here, the base layer (b) corresponds to a portion directly transmitted from the source node to the destination node, and the overlap layer (SC) passes through the repeater to the destination node. Corresponds to the delivered part. When performing overlapping coding at the source node, the ratio of the signal power magnitudes of the base layer (b) and the overlap layer (sc) may be determined using the channel information between the source node and the repeater and the channel information between the source node and the destination node. Can be.
중계기에서는 소스 노드로부터 수신한 신호에서 기본 레이어 (b) 부분을 먼저 검출하고 소거함으로써 중첩 레이어 (sc) 부분을 검출할 수 있다. 중계기는 중첩 레이어 (SC) 부분을 목적지 노드로 전달할 수 있다.  In the repeater, the overlap layer (sc) portion may be detected by first detecting and erasing the portion of the base layer (b) from the signal received from the source node. The repeater may deliver the overlap layer (SC) portion to the destination node.
목적지 노드에서는 중계기로부터 전달된 중첩 레이어 (SC) 부분을 수신 및 검출하고, 검출된 중첩 레이어 (SC) 부분을 소스 노드로부터 수신한 신호 (b+sc)에서 소거함으로써 기본 레이어 (b) 부분을 검출할 수 있다.  The destination node detects the portion of the base layer (b) by receiving and detecting the portion of the overlap layer (SC) transmitted from the repeater and erasing the detected portion of the overlap layer (SC) from the signal (b + sc) received from the source node. can do.
이러한 SIC 방식 부분 신호 전달 동작에서 얻을 수 있는 전체 전송률 (Rtot)은 다음의 수학식 22 와 같다. The total data rate R tot obtained in the SIC partial signal transfer operation is expressed by Equation 22 below.
【수학식 22]  [Equation 22]
sr sr
=log(l +우 J R2 =log(l + rrd)= log (l + right JR 2 = log (l + r rd )
상기 수학식 22 에서, Rb 는 기본 레이어 (b)에 대한 전송률이고, Rs 는 중첩 레이어 (sc)에 대한 전송를이고, ¾ 는 중계기와 목적지 노드 사이의 전송률이다. In Equation 22, R b is a transmission rate for the base layer (b), R s is a transmission for the overlapping layer (sc), and ¾ is a transmission rate between the relay and the destination node.
^는 각 채널에 대한 SNR(Signal to Noise Ratio)를 나타낸다. Ysd 는 소스 노드 (S)와 목적지 노드 (D) 사이의 채널에 대한 SNR 이고, 는 소스 노드 (S)와 중계기 (R) 사이의 채널에 대한 SNR 이고, ^rd 는 중계기 (R)와 목적지 노드 (D) 사이의 채널에 대한 SNR 이다. "는 기본 레이어 (b)와 중첩 레이어 (sc)의 비율을 의미하며,으")는 기본 레이어 (b)에 "는 중첩 레이어 (sc)에 각각 할당된다.. 상기 수학식 22 에서, 기본 레이어 (b)는 중계기 및 목적지 노드 모두에서 검출되기 때문에, 기본 레이어 (b)에 대한 전송률인 Rb 는 중계기에 대한 전송률 및 목적지 노드에 대한 전송률 중 최소값으로 결정된다. 또한, 중계기에서 목적지 노드로 중첩 레이어 (sc)를 전송하는 데에 소요되는 시간은, Rs 와 R2 의 비율에 따라서 결정된다. ^ Represents a Signal to Noise Ratio (SNR) for each channel. Ysd is the SNR for the channel between source node (S) and destination node (D), is the SNR for the channel between source node (S) and repeater (R), and ^ rd is the repeater (R) and destination node. ( D ) SNR for the channel in between. "Means the ratio of the base layer (b) and the overlapping layer (sc),""is assigned to the base layer (b),""is assigned to the overlapping layer (sc), respectively. In Equation 22, the base layer Since (b) is detected at both the repeater and the destination node, R b , the transmission rate for the base layer (b), is determined as the minimum of the transmission rate for the repeater and the transmission rate for the destination node, and overlaps from the repeater to the destination node. The time taken to transmit the layer sc is determined according to the ratio of R s and R 2 .
중계기에서 목적지 노드로 전달되는 정보의 양, 전송 시간 등을 줄이고 전체 전송률 ( ^)을 높이기 위해서 소스 노드에서 전송률 제어 (rate control)을 수행할 수 있다. 여기서, 전송률 제어는 소스 노드와 중계기 간의 채널 정보, 소스 노드와 목적지 노드 간의 채널 정보, 및 중계기와 목적지 노드 간의 채널 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, SIC부분 신호 전달 방식은 소스 노드에서 전체 채널에 대한 정보를 모두 알고 있는 경우에, 중계기와 목적지 노드 사이의 전송률 용량 (rate capacity)를 지정하여 중계기로부터 목적지로의 정보 전달에 소요되는 시간을 결정함으로써 전체 전송률을 증가시킬 수 있다. 즉, SIC 부분 신호 전달 방식은 폐 -루프 (closed-loop) 환경에서 정밀한 전송률 제어를 통해서 전체 전송률을 높일 수 있는 방식이다.  Rate control may be performed at the source node to reduce the amount of information, transmission time, etc. and increase the overall transmission rate (^) from the relay to the destination node. The rate control may be performed based on channel information between the source node and the repeater, channel information between the source node and the destination node, and channel information between the repeater and the destination node. As described above, the SIC partial signal transmission method is required to transfer information from the repeater to the destination by specifying a rate capacity between the repeater and the destination node when the source node knows all information about the entire channel. By determining the time it takes to increase the overall rate. That is, the SIC partial signal transmission method can increase the overall data rate through precise data rate control in a closed-loop environment.
그러나, 전술한 바와 같이 사용자-중계기를 통한 협력 통신 환경에서는, 목적지 노드가 사용자-중계기의 존재를 인식하지 못하며, 채널 상태에 대한 피드백도 보고되지 않게 된다. 즉, 중계기와 목적지 노드 간의 채널에 대한 정보가 없이 개 -루프 방식으로 증계기가 목적지 노드로 데이터를 전송하게 된다. 이러한 경우에, 소스 노드에서는 사용자-중계기와 목적지 노드 사이의 전송률 용량을 측정할 수 없으므로, 소스 노드가 전송률을 사전에 결정하여 중계기에게 지정하여 주기 어려울 수 있다.  However, in the cooperative communication environment through the user-relay as described above, the destination node is not aware of the existence of the user-relay, and no feedback on the channel state is reported. That is, the repeater transmits data to the destination node in an open-loop manner without information about the channel between the relay and the destination node. In this case, since the source node cannot measure the rate capacity between the user-relay and the destination node, it may be difficult for the source node to determine the rate in advance and assign it to the repeater.
본 발명에서는 개 -루프 환경에서 사용자-중계기를 통한 협력 통신을 수행함에 있어서 최대의 전송를을 얻을 수 있는 방안에 대하여 제안한다. 구체적으로, 사용자-중계기와 목적지 노드 사이의 개—루프 환경에서 채널의 평균적 특성에 따른 통신두절 (outage) 확률을 고려하여, 소스 노드가 중계기로부터 목적지 노드로의 데이터 전달에 이용될 최적의 자원 (시간 자원 및 /또는 주파수 자원)을 사전에 (proactive) 할당하여, 중계기에서 전송 /재전송 절차를 수행하도록 할 수 있다. 또는, 소스 노드가, 증계기로부터 목적지 노드로의 데이터 전송 /재전송에 이용될 자원을 지정하여, 전송 /재전송이 수행되기 전에 중계기에게 알려줄 수도 있다. The present invention proposes a method for obtaining maximum transmission in performing cooperative communication through a user-relay in an open-loop environment. Specifically, considering the probability of outage according to the average characteristics of the channel in the open-loop environment between the user-relay and the destination node, the optimal resource for the source node to be used for data transfer from the repeater to the destination node ( Time resources and / or frequency resources) Proactively assigned, the repeater can perform the transmission / retransmission procedure. Alternatively, the source node may designate a resource to be used for data transmission / retransmission from the repeater to the destination node, and may inform the relay before the transmission / retransmission is performed.
이러한 사용자-중계기를 통한 부분 신호 전달 방식은 본 발명에서 제안하는 비트 연결 기반의 부분 신호 전달 방식, 전술한 SIC 부분 신호 전달 방식 또는 그 외의 일반적인 부분 신호 전달 방식 등이 사용될 수 있다. 이하의 설명에서는 본 발명의 명확한 이해를 위하여 개 -루프 환경에서 SIC 부분 신호 전달 방식을 예를 들어 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 다양한 부분 신호 전달 방식에 대해서 본 발명에서 제안하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.  The partial signal transmission method through the user-relay may be a bit connection-based partial signal transmission method proposed in the present invention, the above-described SIC partial signal transmission method or other general partial signal transmission method. In the following description, for the sake of clarity, the SIC partial signal transmission scheme in an open-loop environment will be described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the same principles proposed by the present invention can be applied to various partial signal transmission schemes. Can be.
또한, 개ᅳ루프 환경에서의 부분 신호 전달 방식에 있어서 증계기와 목적지 노드 간에 통신두절 (outage)이 발생할 가능성이 존재하기 때문에, 오류 정정을 위해서 HARQ 방식의 전송 /재전송을 지원하는 것을 고려할 수 있다. 이러한 HARQ 동작에 있어서 목적지 노드는 증분 리던던시 (IR) 방식에 따라서 누적된 데이터 서브 패킷들을 결합하여 디코딩을 시도함으로써 오류를 정정할 수 있다.  In addition, since there is a possibility that communication outage occurs between the relay and the destination node in the partial signal transmission method in the open loop environment, it may be considered to support HARQ transmission / retransmission for error correction. . In this HARQ operation, the destination node may correct an error by attempting decoding by combining accumulated data subpackets according to an incremental redundancy (IR) scheme.
이하에서는, 사용자-중계기와 목적지 노드 사이의 개 -루프 환경에서 HARQ 방식으로 데이터를 전송 /재전송함에 있어서, 소스 노드가 통신두절 (outage) 확률에 기반하여 전송률을 제어하고, 각각의 전송 단계 별로 시변 (time-variant) 채널 특성에 따라서 통신두절의 제약 (outage constraint)을 충족하면서 전체 전송률을 최대로 하는 최적의 자원을 지정하는 방안에 대하여 설명한다. 특히, 소스 노드가, 중계기로부터 목적지 노드로의 데이터 전달을 위한 스케줄링 정보를 통신두절 (outage) 확률에 기반하여 할당하고, 중계기로부터 목적지 노드로의 데이터 전송이 실패한 경우의 HARQ 재전송을 위한 스케줄링 정보도 할당할 수 있다. 여기서 스케줄링 정보에는 시간 및 /또는 주파수 자원의 위치 및 /또는 양, 전송 /재전송에 적용될 변조및코딩기법 (Modulation and Coding Scheme) 등이 포함될 수 있다. Hereinafter, in transmitting / retransmitting data in an open-loop environment between a user relay and a destination node in a HARQ scheme, a source node controls a transmission rate based on a probability of a communication outage, and time-varying for each transmission step. Therefore, the (time-variant) channel characteristics will be described in the room to determine the best resource to the full rate to the maximum, while meeting the constraints (a ou t ge constraint) of the communication disruption. In particular, the source node allocates scheduling information for data transmission from the repeater to the destination node based on the probability of communication loss, and also schedules information for HARQ retransmission when data transmission from the repeater to the destination node fails. Can be assigned. In this case, the scheduling information may include a location and / or amount of time and / or frequency resources, a modulation and coding scheme applied to transmission / retransmission, and the like.
중계기의 재전송 스케줄링 정보가 소스 노드에 의해서 지정되는 경우에, 만약 목적지 노드에서 데이터 디코딩에 실패하여 부정확인웅답 (NACK)을 소스 노드로 전송하는 경우, 중계기가 NACK 을 오버히어링 (overhearing)하고 소스 노드에 의해 지정 받은 재전송 스케줄링 정보에 따라 데이터 서브 패킷을 목적지 노드로 재전송할 수 있다. 소스 노드에서는 중계기로부터 목적지 노드로 전송될 데이터 부분에 대해서는 NACK 을 수신하더라도 재전송을 수행하지는 않는다. 만약 목적지 노드에서 데이터 디코딩에 성공하여 긍정확인응답 (ACK)을 소스 노드로 전송하는 경우에, 중계기가 ACK 을 오버히어링하면 중계기는 소스 노드에 의해서 지정 받은 재전송을 위한 자원을 사용하지 않는다. 소스 노드에서 ACK 을 수신하면, 새로운 데이터의 전송을 수행할 수 있다. If the retransmission scheduling information of the repeater is specified by the source node, if the destination node fails to decode the data and sends a NACK to the source node, the repeater overhears the NACK and the source node. The data subpacket may be retransmitted to the destination node according to the retransmission scheduling information designated by. At the source node, the data to be sent from the relay to the destination node For the part, even if a NACK is received, retransmission is not performed. If the destination node succeeds in decoding the data and transmits an acknowledgment (ACK) to the source node, if the repeater overhears the ACK, the repeater does not use the resource for retransmission specified by the source node. When the ACK is received at the source node, new data can be transmitted.
이와 같이 소스 노드가 중계기의 전송 /재전송에 사용될 자원을 지정하는 방식은,중계기가 타입 -2중계기 (예를 들어, 전술한 사용자—중계기)인 경우에 적용될 수 있다.  The manner in which the source node designates a resource to be used for transmission / retransmission of the repeater may be applied when the repeater is a type-2 repeater (for example, the user-relay described above).
도 11 은 부분 신호 전달 방식에서 증계기를 통한 데이터 전송 /재전송 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.  11 is a flowchart illustrating a data transmission / retransmission operation through a repeater in the partial signal transmission method.
단계 S1110 에서 소스 노드 (S)는 중계기 (R) 및 목적지 노드 (D)로 데이터를 전송할 수 있다.  In operation S1110, the source node S may transmit data to the relay R and the destination node D. FIG.
단계 S1110 에서 중계기에게 전송되는 데이터 중의 일부는 목적지 노드에게 전달될 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 중계기에게 전송되는 데이터는 중계기에 대한 데이터 (S 및 목적지 노드에 대한 데이터 ( ,2) 가 비트 연결 방식으로 인코딩된 데이터일 수 있다. 또는, 전술한 SIC 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 중계기에게 전송되는 데이터는 기본 레이어 및 중첩 레이어 (b+sc)가 중첩 코딩된 데이터일 수도 있다. 예를 들어, 단계 S1110 에서 목적지 노드에게 전송되는 데이터는, 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면 목적지 노드에 대한 데이터 ( ^;!에 해당할 수 있고, SIC 기반부분 신호 전달 방식에 따르면 기본 레이어 및 중첩 레이어 (b+sc)가 중첩 코딩된 데이터에 해당할 수도 있다. Some of the data transmitted to the repeater in step S1110 may include data to be delivered to the destination node. For example, according to the above-described bit connection based partial signal transmission scheme, the data transmitted to the repeater may be data in which the data for the repeater (S and data (, 2 ) for the destination node) are encoded in the bit connection scheme. Alternatively, according to the above-described SIC-based partial signal transmission scheme, the data transmitted to the repeater may be data coded by overlapping the base layer and the overlap layer (b + sc), for example, transmitted to the destination node in step S1110. The data may correspond to data (^ ;!) for the destination node according to the bit-connection based partial signaling scheme, and data in which the base layer and the overlapping layer (b + sc) are overlapped according to the SIC based partial signaling scheme. It may also correspond to.
또한, 단계 S1110 에서 중계기와 목적지 노드로 동일한 데이터가 전송되는 경우에, 중계기는 소스 노드로부터 목적지 노드로 전송되는 데이터를 오버히어링할 수도 있다. 단계 S1110 에서 점선으로 표시된 원은 중계기가 소스 노드로부터 목적지 노드로 전송되는 데이터를 오버히어링할 수 있음을 나타내는 것이다. 또는, 소스 노드가 중계기 및 목적지 노드에게 데이터를 브로드캐스팅할 수도 있다. 또는, 단계 S1110 에서 소스 노드가 중계기 및 목적지 노드에게 각각 별도로 데이터를 전송할 수도 있다.  In addition, when the same data is transmitted to the repeater and the destination node in step S1110, the repeater may overhear the data transmitted from the source node to the destination node. A circle indicated by a dotted line in step S1110 indicates that the repeater can overhear data transmitted from the source node to the destination node. Alternatively, the source node may broadcast data to the relay and destination nodes. Alternatively, in step S1110, the source node may separately transmit data to the relay and the destination node.
단계 S1120 에서 증계기는 단계 S1110 에서 수신된 데이터로부터 목적지 노드로 전달될 데이터를 검출할 수 있다 ·. 예를 들어, 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 중계기는 목적지 노드애 대한 데이터 ( ,2)를 검출할 수 있다. 또는,In step S1120 the repeater goes from the data received in step S1110 to the destination node. It is possible to detect the data to be delivered,. For example, according to the bit connection based partial signaling scheme, the repeater may detect data ( , 2 ) for the destination node. or,
SIC 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 중계기는 중첩 레이어 (sc) 부분을 검출할 수 있다. According to the SIC-based partial signal transmission scheme, the repeater may detect an overlap layer (sc) portion.
단계 S1130 에서 목적지 노드는 단계 S1110 에서 수신된 데이터를 버퍼에 저장할 수 있다.  In operation S1130, the destination node may store the data received in operation S1110 in a buffer.
단계 S1140에서 중계기는 목적지 노드로 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들어, 중계기가 목적지 노드로 전달하는 데이터는, 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면 목적지 노드에 대한 데이터 (¾,2)에 해당할 수 있고, SIC 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면 중첩 레이어 (sc)에 해당할 수도 있다. In step S1140, the repeater may deliver data to the destination node. For example, the data transmitted by the repeater to the destination node may correspond to data for the destination node (¾ , 2 ) according to the bit connection based partial signaling scheme, and according to the SIC based partial signaling scheme, the overlapping layer ( sc).
또한, 단계 S1140 에서 중계기가 목적지 노드로 데이터를 전송하는 데에 사용되는 전송 자원, 전송률 및 변조 기법 등을 결정하는 스케줄링 정보는, 소스 노드에 의해서 사전에 지정될 수 있다. 또는 중계기의 전달 동작에 앞서 소스 노드에 의해서 스케줄링 정보가 중계기에게 전송될 수도 있다. 소스 노드가 중계기의 데이터 전달에 적용될 스케줄링 정보를 결정하는 구체적인 방안은 후술하여 구체적으로 설명한다 .  In addition, in step S1140, scheduling information for determining a transmission resource, a transmission rate, a modulation scheme, and the like used by the repeater to transmit data to the destination node may be previously designated by the source node. Alternatively, scheduling information may be transmitted to the repeater by the source node prior to the transfer operation of the repeater. A detailed method of determining scheduling information to be applied to data transmission of the relay by the source node will be described in detail later.
단계 S1150 에서 목적지 노드는, 단계 S1110 에서 소스 노드로부터 수신한 데이터 및 단계 S1140 에서 중계기로부터 수신한 데이터에 기초하여 데이터 디코딩을 시도할 수 있다. 예를 들어, 비트 연결 기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 목적지 노드는 소스로부터 수신한 데이터 (S2 ) 및 중계기로부터 전달 받은 데이터 (¾,2)를 연결하여 조인트 디코딩을 수행함으로써 자신에 대한 데이터가 오류 없이 수신된 것인지 검출할 수 있다.또는, SIC기반 부분 신호 전달 방식에 따르면, 목적지 노드는 소스로부터 수신한 기본 레이어 및 중첩 레이어가 중첩 코딩된 데이터 (b+sc)에서 중계기로부터 수신한 중첩 레이어 (sc)를 소거하여 기본 레이어 (b)를 검출할 수 있다. In operation S1150, the destination node may attempt data decoding based on the data received from the source node in step S1110 and the data received from the repeater in step S1140. For example, according to the bit connection-based partial signal transmission scheme, the destination node performs joint decoding by concatenating the data (S 2 ) received from the source and the data (¾ , 2 ) received from the repeater to perform data decoding on the self. Or, according to the SIC-based partial signal transmission scheme, the destination node receives the base layer received from the source and the overlap layer received from the relay in the overlap coded data (b + sc). The base layer (b) can be detected by erasing (sc).
단계 S1160 에서는, 목적지 노드가 단계 S1150의 디코딩 결과, 디코딩에 실패하는 경우에 NACK 정보를 생성하여 소스 노드로 전송할 수 있다. 중계기가 사용자-중계기와 같이 타입 -2 중계기인 경우에, 목적지 노드가 중계기를 인식할 수 없으므로, 목적지 노드는 NACK정보를 중계기로 전송할 수 없다. 이 경우, 중계기는 목적지 노드로부터 소스 노드로 전송되는 NACK 정보를 오버히어링할 수 있다. 단계 SI 160 에서 점선으로 표시된 원은 중계기가 목적지 노드로부터 소스 노드로 전송되는 NACK 정보를 오버히어링할 수 있음을 나타내는 것이다. In step S1160, when the destination node fails to decode as a result of decoding in step S1150, NACK information may be generated and transmitted to the source node. When the repeater is a type-2 repeater such as a user-relay, the destination node cannot recognize the repeater, and thus the destination node cannot transmit the NACK information to the repeater. In this case, the repeater may overhear the NACK information transmitted from the destination node to the source node. step A circle indicated by a dotted line in SI 160 indicates that the repeater may overhear NACK information transmitted from the destination node to the source node.
단계 S1170 에서 중계기 노드는 목적지 노드로 데이터를 HARQ 방식에 따라 재전송할 수 있다. 여기서 재전송되는 데이터는 단계 S1140 에서 전송되는 데이터에 대해서 IR 방식으로 전송되는 RV 일 수 있다.  In step S1170, the relay node may retransmit the data to the destination node according to the HARQ scheme. In this case, the retransmitted data may be an RV transmitted in an IR manner with respect to the data transmitted in step S1140.
또한, 단계 S1170 에서 중계기가 목적지 노드로 데이터를 재전송하는 데에 사용되는 전송 자원, 전송률 및 변조 기법 등을 결정하는 스케줄링 정보는, 소스 노드에 의해서 사전에 지정될 수 있다. 또는 중계기의 재전송 동작에 앞서 소스 노드에 의해서 스케줄링 정보가 중계기에게 전송될 수도 있다. 소스 노드가 중계기의 데이터 재전송에 적용될 스케줄링 정보를 결정하는 구체적인 방안은 후술하여 구체적으로 설명한다.  In addition, in step S1170, scheduling information for determining a transmission resource, a transmission rate, a modulation scheme, and the like used by the repeater to retransmit data to the destination node may be previously designated by the source node. Alternatively, scheduling information may be transmitted to the repeater by the source node prior to the retransmission operation of the repeater. A detailed method of determining scheduling information to be applied to data retransmission of the repeater by the source node will be described in detail later.
만약 S1150 에서 목적지 노드의 데이터 디코딩에 성공하는 경우에, 단계 S1160 및 S1170 은 수행되지 않고, 바로 단계 S1180 으로 진행할 수도 있다.  If data decoding of the destination node succeeds in S1150, steps S1160 and S1170 may not be performed and the process may proceed directly to step S1180.
또는, 단계 S1170 에서 목적지 노드가 수신한 데이터를 이용해도 디코딩에 실패하는 경우에는 단계 S1160 및 S1170 이 다시 수행될 수 있다.  Alternatively, when decoding fails even when the destination node uses data received in step S1170, steps S1160 and S1170 may be performed again.
단계 S1180에서는,목적지 노드가 데이터 디코딩에 성공하는 경우에 ACK정보를 생성하여 소스 노드로 전송할 수 있다. 중계기가 사용자-중계기와 같이 타입一 2 중계기인 경우에, 목적지 노드가 중계기를 인식할 수 없으므로, 목적지 노드는 ACK 정보를 중계기로 전송할 수 없다. 이 경우, 중계기는 목적지 노드로부터 소스 노드로 전송되는 ACK 정보를 오버히어링할 수 있다. 단계 S1180 에서 점선으로 표시된 원은 중계기가 목적지 노드로부터 소스 노드로 전송되는 ACK 정보를 오버히어링할 수 있음을 나타내는 것이다ᅳ  In step S1180, when the destination node succeeds in decoding the data, the ACK information may be generated and transmitted to the source node. When the repeater is a type 1 2 repeater such as a user-relay, the destination node cannot recognize the repeater, and thus the destination node cannot transmit the ACK information to the repeater. In this case, the repeater may overhear the ACK information transmitted from the destination node to the source node. The circle indicated by the dotted line in step S1180 indicates that the repeater can overhear the ACK information transmitted from the destination node to the source node.
중계기가 ACK 을 수신 (또는 오버히어링)하는 경우, HARQ 재전송을 위하여 소스 노드로부터 할당 받은 자원은 사용하지 않는다. 한편, 소스 노드가 ACK 을 수신하게 되면 소스 노드는 새로운 데이터를 목적지 노드로 전송할 수 있다.  When the relay receives (or overhears) the ACK, resources allocated from the source node for HARQ retransmission are not used. Meanwhile, when the source node receives the ACK, the source node may transmit new data to the destination node.
한편, 단계 S1110 에서 중계기 및 목적지 노드가 수신하는 데이터에 대해서도 ACK/NACK 정보가 전송될 수 있지만, 설명의 명확성을 위해서 이를 생략하였다. 본 발명에서는 단계 S1110 의 데이터 전송이 오류 없이 수신되었거나, 단계 S1110의 데이터 전송에 오류가 있더라도 HARQ 재전송 등의 동작을 통해서 최종적으로 오류 없이 수신된 것을 가정한다. 도 12 는 사용자-중계기를 통한 협력 통신의 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 12(a)는 소스 노드가 중계기 및 목적지 노드로 신호를 전송하는 브로드캐스팅 단계 (broadcasting phase)를 나타낸다. 도 12(b)는 중계기가 목적지 노드로 신호를 전달하는 전달 단계 (forwarding phase)를 나타낸다ᅳ 도 12(c)는 목적지 노드에서 수신한 신호의 디코딩 결과 (ACK/NACK)를 전송 및 NACK 인 경우에 시작되는 HARQ 재전송 (ReTx)이 수행되는 HARQ 동작 단계 (HARQ operation phase)를 나타낸다. Meanwhile, in step S1110, ACK / NACK information may also be transmitted for data received by the repeater and the destination node, but this is omitted for clarity. In the present invention, it is assumed that the data transmission of step S1110 is received without error, or even if the data transmission of step S1110 is finally received without error through an operation such as HARQ retransmission. 12 is a diagram for explaining a step of cooperative communication through a user-relay. 12 (a) shows a broadcasting phase in which a source node transmits signals to a relay and a destination node. 12 (b) shows a forwarding phase in which a relay delivers a signal to a destination node. FIG. 12 (c) shows a case in which a decoding result (ACK / NACK) of a signal received at a destination node is transmitted and NACK. Indicates HARQ operation phase (HARQ operation phase) is performed HARQ retransmission (ReTx) is started.
이하에서는 중계기와 목적지 노드 간의 채널의 통신두절 (outage) 확률을 고려하여 소스 노드가 중계기로부터 목적지 노드로의 전송 /재전송에 사용될 최적의 자원, 전송률, MCS등을 결정하는 방안에 대하여 구체적으로 설명한다. 소스 노드에 의해서 결정된 중계기로부터 목적지 노드로의 전송 /재전송에 사용될 스케줄링 정보는, 사전에 미리 결정되어 중계기에게 알려질 수 있다.  Hereinafter, a method of determining an optimal resource, transmission rate, MCS, etc. to be used for transmission / retransmission from the repeater to the destination node in consideration of the probability of communication outage between the repeater and the destination node will be described in detail. . The scheduling information to be used for transmission / retransmission from the repeater determined by the source node to the destination node may be predetermined and known to the repeater.
또한, 이하의 예시에서는 SIC 기반 부분 신호 전달 방식을 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 다른 부분 신호 전달 방식에 대해서도 유사한 원리에 따라 소스 노드에서 중계기가 사용할 전송 자원, 전송률 등을 결정할 수 있다.  In the following example, the SIC-based partial signal transmission scheme will be described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and according to a similar principle with respect to other partial signal transmission schemes, a transmission resource and a transmission rate to be used by the repeater in the source node may be determined.
먼저 도 12(a) 브로드캐스팅 단계에서 소스 노드는 기본 레이어 ( ) 및 중첩 레이어 (xsc)를 다음의 수학식 23 과 같이 중첩 코딩하여 전송될 데이터 X 를 생성할 수 있다. First, in the broadcasting step of FIG. 12A, the source node may generate data X to be transmitted by overlapping coding the base layer () and the overlap layer (x sc ) as shown in Equation 23 below.
【수학식 23】  [Equation 23]
1 1 1 1
X二 (l-a)xh + axsc where a = <a≤\ X 二 (la) x h + ax sc where a = <a≤ \
¾ = min logO + (1 - c)7sd I log(l +¾ = min log O + (1-c) 7 sd I log (l +
Rs =\ g{\ + aYsr) ?2 =log(l + ^) 상기 수학식 23 에서 " 는 기본 레이어 (xb)와 중첩 레이어 (xsc)의 비율을 의미하며,으 는 기본 레이어 (Xb)에 «는 중첩 레이어 (Xsc)에 각각 할당된다. R s = \ g (\ + a Ysr )? 2 = log (l + ^) In Equation 23, "means a ratio of a base layer (x b ) and an overlapping layer (x sc ), and« is assigned to the overlapping layer ( Xsc ) in the base layer ( Xb ), respectively.
^ d 는 소스 노드 (S)와 목적지 노드 (D)사이의 채널에 대한 SNR이고, 는 소스 노드 (S)와 중계기 (R) 사이의 채널에 대한 SNR 이고, ^ra? 는 중계기 (R)와 목적지 노드 (D) 사이의 채널에 대한 SNR 이다. Rb는 기본 레이어 (b)에 대한 전송률이고, Rs 는 중첩 레이어 (sc)에 대한 전송를이고, R2 는 중계기와 목적지 노드 사이의 전송률이다. ^ d is the SNR for the channel between source node (S) and destination node (D), is the SNR for the channel between source node (S) and repeater (R), and ^ ra? Is the SNR for the channel between the repeater R and the destination node D. R b is the transmission rate for the base layer (b), R s is the transmission for the overlapping layer (sc), and R 2 is the transmission rate between the relay and the destination node.
도 12(b)의 전달 단계에서 중계기는 소스 노드로부터 수신한 (또는 오버히어링한) 신호를 디코딩하여, 목적지 노드로 전달될 데이터 (예를 들어, 중첩 레이어 (xsc))를 추출하고, 이를 목적지 노드로 전달할 수 있다. In the delivery step of FIG. 12 (b), the repeater decodes the signal received from the source node (or overheared), extracts data to be delivered to the destination node (eg, an overlap layer (x sc )), and Can be passed to the destination node.
여기서, 중계기와 목적지 노드 사이의 채널은 개 -루프 환경임을 가정하였으므로, 중계기가 목적지 노드로 데이터를 전송하는 데에 사용할 자원 (시간 자원 및 /또는 주파수 자원)은 소스 노드에 의해서 사전에 할당될 수 있다. 예를 들어, 중계기가 목적지 노드로의 전송에 사용할 시간 자원 (T2)은 소스 노드에 의하여 사전에 결정되며, 소스 노드는 채널 상태를 정확하게 알지 못하므로, 중계기와 목적지 노드 간의 평균적인 채널 정보를 이용하여 통신두절 (outage) 확률에 기반하여 최적의 자원을 결정할 수 있다. Here, since the channel between the repeater and the destination node is an open-loop environment, the resources (time resource and / or frequency resource) that the repeater will use to transmit data to the destination node may be pre-allocated by the source node. have. For example, the time resource (T 2 ) that the repeater will use for transmission to the destination node is predetermined by the source node, and since the source node does not know the channel state accurately, it can obtain the average channel information between the repeater and the destination node. The optimal resource can be determined based on the probability of outage.
다음의 수학식 24 는 도 12(b)의 전달 단계에서의 통신두절 (outage) 발생 확률을 나타낸다.  Equation 24 below shows a probability of occurrence of communication outage in the delivery step of FIG.
【수학식 24】 t(2) i R2 <Rs/T2]≤S [Formula 24] t (2) i R 2 <R s / T 2 ] ≤S
상기 수학식 24 에서 R2 및 Rs는 상기 수학식 23 에서 정의된 바와 같다. 상기 수학식 24 에 따르면, 중계기가 보내야 할 단위시간당 정보의 양인 Rs를 기준으로 하여. 중계기가 목적지 노드로의 전송에 사용할 시간 자원인 T2에 따른 통신두절 발생확률 (Pout(2))을 정의할 수 있다. 2 는 도 12(b)의 전달 단계에서 통신두절 발생 여부를 결정하는 통신두절 (outage) 확률에 대한 기준이 되는 값이고, SNRRD는 중계기와 목적지 노드 사이의 평균적인 SNR 정보를 의미한다. 상기 수학식 24 를 ¾에 대해 정리하면 다음의 수학식 25 를 유도할 수 있다. R 2 and R s in Equation 24 are as defined in Equation 23. remind According to Equation 24, based on R s , the amount of information per unit time that the repeater should send. The probability of occurrence of communication loss (P out (2) ) according to T 2, which is a time resource that the repeater uses for transmission to the destination node, can be defined. 2 is a reference value for the probability of a communication failure (outage) for determining whether a communication failure occurs in the delivery step of FIG. 12 (b), and SNR RD means average SNR information between the relay and the destination node. By arranging Equation 24 with respect to ¾, the following Equation 25 can be derived.
【수학식 25]  [Equation 25]
2 log2[l-SNR^ln(l-¾)] 2 log 2 [l-SNR ^ ln (l-¾)]
상기 수학식 25 에 기초하여 도 12(b)의 전달 단계에서 중계기가 목적지 노드로 신호를 전송하는 전송률 ^2 은 다음의 수학식 26 과 같이 결정될 수 있다.  Based on Equation 25, a transmission rate ^ 2 at which the repeater transmits a signal to a destination node in the transmitting step of FIG. 12 (b) may be determined as in Equation 26 below.
【수학식 26] [Equation 26]
도 12(c)의 HARQ 동작 단계에서 나타내는 바와 같이, 위와 같이 결정된 T2의 시간 자원 동안 중계기가 목적지 노드로 보낸 신호에 에러가 발생하여 목적지 노드가 NACK 을 전송하고, 중계기가 이를 오버히어링하게 되면, 중계기는 재전송을 수행하게 된다. 이 때, 중계기가 목적지 노드로 데이터를 재전송하는 데에 사용되는 자원 역시 소스 노드에 의해서 사전에 결정될 수 있다. As shown in the HARQ operation step of FIG. 12 (c), if an error occurs in a signal transmitted from the repeater to the destination node during the time resources of T 2 determined as described above, the destination node transmits a NACK, and the repeater overhears it. The repeater will perform retransmission. At this time, the resources used by the repeater to retransmit the data to the destination node may also be predetermined by the source node.
도 12(b)의 전달 단계와 도 12(c)의 HARQ 동작 단계에서의 중계기와 목적지 노드 사이의 채널 조건이 동일하다고 가정할 수 있다. 달리 표현하자면, 중계기와 목적지 노드 사이의 채널은 준 -정적 (quasi-static) 채널인 것으로 가정한다. 이러한 가정에 따라 중계기의 재전송에 사용되는 시간 자원 (T3)은 다음의 수학식 27 및 28 과 같이 결정될 수 있다. 다음의 수학식 27 은 도 12(c)의 HARQ 동작 단계 중 HARQ 재전송 시의 통신두절 (outage) 발생 확률을 나타낸다. It may be assumed that channel conditions between the relay node and the destination node in the transmitting step of FIG. 12 (b) and the HARQ operation step of FIG. 12 (c) are the same. In other words, it is assumed that the channel between the relay and the destination node is a quasi-static channel. According to this assumption, the time resource T 3 used for retransmission of the repeater may be determined as in Equations 27 and 28 below. Equation 27 shows a probability of occurrence of communication outage during HARQ retransmission during the HARQ operation step of FIG.
【수학식 27】 out (3) I(T2 +T,) [Equation 27] out (3) I (T 2 + T,)
<Rs/(T2 +T3)]≤S3 <R s / (T 2 + T 3 )] ≤S 3
2  2
수학식 27 에 따르면, 도 12(b)의 전달 단계에서의 통신두절 발생 확를을 기반으로, 중계기가 목적지 노드로의 HARQ 재전송에 사용할 시간 자원인 T3에서 중계기가 보내야 할 단위시간당 정보의 양인 Rs를 기준으로, 통신두절 발생확률 (Pou 3))을 정의할 수 있다. 3 는 도 12(c)HARQ 재전송 단계에서 통신두절 발생 여부를 결정하는 통신두절 (outage) 확를에 대한 기준이 되는 값이다. 상기 수학식 27 을 T3에 대해 정리하면 다음의 수학식 28 를 유도할 수 있다. According to Equation 27, R is the amount of information per unit time to be transmitted by the repeater in T 3 , which is a time resource that the repeater will use for HARQ retransmission to the destination node, based on the occurrence of communication loss in the delivery step of FIG. Based on s , the probability of occurrence of communication failure (P ou 3)) can be defined. 3 is serving as a reference value for the disruptions (outage) hwakreul for determining the presence or absence in the communication disruption HAR Q retransmission step of Fig. 12 (c). By arranging Equation 27 with respect to T 3 , Equation 28 can be derived.
【수학식 28】 ' [Equation 28] '
상기 수학식 28 에 기초하여 도 12(c)의 HARQ 재전송 단계에서 중계기가 목적지 노드로 신호를 전송하는 전송를 은 다음의 수학식 29 와 같이 결정될 수 있다. 【수학식 29] Based on Equation 28, in the HARQ retransmission step of FIG. 12 (c), a repeater transmits a signal to a destination node. May be determined as in Equation 29 below. [Equation 29]
^Δ^/(Γ23)< log2 [1 - S R^ ln(l - δ2δ )] 도 12(c)의 HARQ 동작 단계에서는, 도 12(b)의 전달 단계에서 중계기가 목적지 노드로 전송한 데이터에서 여분의 데이터만을 전송하고, 목적지 노드에서 총 누적한 데이터를 기반으로 디코딩을 수행하는 IR 방식의 HARQ 동작이 적용될 수 있다. ^ Δ ^ / (Γ 2 + Γ 3 ) <log 2 [1-SR ^ ln (l-δ 2 δ)] In the HARQ operation phase of FIG. 12 (c), the repeater is transferred in the transmission phase of FIG. 12 (b). An IR HARQ operation of transmitting only extra data from data transmitted to the destination node and performing decoding based on the total accumulated data at the destination node may be applied.
위와 같이 소스 노드가 중계기에서 목적지 노드로의 전송 및 재전송에 사용될 시간 자원 (즉, T2 및 Τ3)을 최적의 값으로 결정할 수 있다. 여기서, Τ2및 Τ3에 대한 최적의 값을 결정하는 것은 전체 전송률 (Rtot)을 최대로 하는 값을 선택하는 것일 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음의 수학식 30 과 같다. As described above, the source node may determine the optimal time resource (ie, T 2 and Τ 3 ) to be used for transmission and retransmission from the relay to the destination node. Here, determining the optimal values for Τ 2 and Τ 3 may be selecting a value maximizing the overall data rate R tot . This may be expressed as Equation 30 below.
【수학식 30] + ut(2) (1一 d"(3) ) 상기 수학식 30 에서 알 수 있는 바와 같이, T2와 Τ3가 증가할수록 통신두절 (outage) 확를은 감소하지만, 전체 전송를에서 손해가 발생한다. 따라서, 최적의 τ2와 Τ3를 상기 수학식 30에 의해서 추정함으로써, 평균적으로 얻을 수 있는 전송률을 최대로 하는 최적화된 시간 자원의 할당이 가능해진다. [Equation 30] + ut (2) (1 一 d "(3)) As can be seen from Equation 30 above, as T 2 and Τ 3 increase, communication outage decreases, but damage occurs in the entire transmission. Therefore, by estimating the optimal τ 2 and Τ 3 by Equation 30 above, it is possible to allocate an optimized time resource that maximizes the average rate that can be obtained.
전술한 바와 같이, 중계기와 목적지 노드 사이의 채널의 정확한 정보를 추정하기 어려운 경우 (즉, 사용자-중계기와 같이 타입 -2 중계기가 이용되는 경우), 부분 신호 전달 방식으로 소스 노드로부터 중계기를 통해 목적지 노드로 데이터를 전달할 때에, 중계기로부터 목적지 노드로의 전송에 대한 스케줄링 정보를 소스 노드에서 사전에 결정하고 중계기에게 알려줄 수 있다. 이에 따라, 중계기와 목적지 노드 사이의 채널에 대한 정확한 정보가 주어지지 않는 개 -루프 환경에서도, 확률적인 특성을 이용하여 최적의 시간 자원을 할당하는 것이 가능하다. 전술한 예시에서는 중계기에게 시간 자원을 할당해 주는 것을 예시적으로 설명하였지만, 통신두절 확률에 따라 주파수 자원을 할당하여 주는 경우에도 본 발명에서 설명한 동일한 원리가 적용될 수 있음은 자명하다. 이와 같이 소스 노드가 중계기로부터 목적지 노드로의 전송 /재전송에 사용될 자원, 전송률 등을 통신두절 (outage) 발생확를에 기초하여 스케줄링한다는 점에서, 중계기와 목적지 노드 간의 채널 정보를 얻을 수 없는 경우의 한계를 효과적으로 극복할 수 있다. 도 13 은 본 발명에 따른 기지국 장치, 중계기 장치 및 단말 장치를 포함하는 무선 통신 시스템올 도시한 도면이다.  As described above, if it is difficult to estimate the exact information of the channel between the repeater and the destination node (i.e. when a type-2 repeater is used, such as a user-repeater), the destination from the source node through the repeater in a partial signaling manner. When delivering data to the node, scheduling information for the transmission from the repeater to the destination node may be determined in advance at the source node and inform the repeater. Accordingly, even in an open-loop environment in which accurate information about a channel between a repeater and a destination node is not given, it is possible to allocate an optimal time resource using a stochastic characteristic. In the above example, the time resource is allocated to the repeater by way of example, but the same principle described in the present invention may be applied to the case in which the frequency resource is allocated according to the probability of communication loss. As described above, the source node cannot schedule channel information between the relay node and the destination node in that the source node schedules resources and transmission rates to be used for transmission / retransmission from the relay to the destination node based on the probability of the communication failure. Can be effectively overcome. 13 is a diagram illustrating a wireless communication system including a base station apparatus, a repeater apparatus, and a terminal apparatus according to the present invention.
도 13를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치 (1310)는, 수신모들 (1311), 전송모들 (1312), 프로세서 (1313), 메모리 (1314) 및 복수개의 안테나 (1315)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나 (1315)는 MIM0송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모들 (1311)은 단말 및 중계기 중 하나 이상으로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모들 (1312)은 단말 및 중계기 중 하나 이상으로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서 (1313)는 기지국 장치 (1310) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치 (1310)는 부분 신호 전달 방식으로 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치의 프로세서 (1313)는, 상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 게 1 데이터를 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 제 1 코드워드를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1313)는, 상기 단말에 대한 제 2 데이터를 인코딩하여 제 2 코드워드를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1313)는, 전송 모들을 통하여, 제 1 코드워드를 상기 중계기에게 전송하고 제 2 코드워드를 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 13, the base station apparatus 1310 according to the present invention may include reception modules 1311, transmission modules 1312, a processor 1313, a memory 1314, and a plurality of antennas 1315. have. The plurality of antennas 1315 denote a base station apparatus that supports MIM0 transmission and reception. The receivers 1311 may receive various signals, data, and information on uplink from one or more of the terminal and the repeater. The transmission modules 1312 may transmit various signals, data, and information on downlinks to one or more of the terminal and the repeater. The processor 1313 may control the overall operation of the base station apparatus 1310. The base station apparatus 1310 according to an embodiment of the present invention may be configured to transmit data in a partial signal transmission scheme. The processor 1313 of the base station apparatus may be configured to bit concatenate one data for the terminal to the data for the repeater and encode the same to generate a first codeword. In addition, the processor 1313 may be configured to encode second data for the terminal to generate a second codeword. In addition, the processor 1313 may be configured to transmit a first codeword to the repeater and a second codeword to the terminal through transmission modes.
여기서, 제 1및 제 2코드워드는 사전 간섭 제거 기법에 의하여 생성될 수 있다. 단말에서는 제 1 데이터 및 제 2 데이터를 이용하여 자신에게 전송된 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제 1데이터 및 제 2데이터는,상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당할 수 있다. 또한, 상기 단말에 대한 제 1 데이터는 상기 중계기에 의해서 상기 단말에게 전달될 수 있다. 이 경우, 상기 중계기가 상기 단말에게 상기 제 1 데이터를 전달하기 위하여 사용되는 시간 자원 및 주파수 자원 중 하나 이상은 상기 기지국에 의해서 가변적으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 수학식 20 에서와 같이 상기 중계기에 대한 시간당 데이터 전송률 )및 상기 단말에 대한 시간당 데이터 전송률 ^2(«,/^ 2)이 결정되는 경우에, 전송 효율이 향상되도록 상기 기지국에 의해서 ", 및 P2가 결정될 수 있다. Here, the first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique. The terminal may restore the data transmitted to the terminal using the first data and the second data. For example, the first data and the second data may correspond to portions in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder. In addition, the first data for the terminal may be delivered to the terminal by the repeater. In this case, one or more of time resources and frequency resources used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station. In addition, when the data rate per hour for the repeater and the data rate per hour ^ 2 («, / ^ 2 ) for the terminal are determined as shown in Equation 20, the base station determines that the transmission efficiency is improved. , And P 2 can be determined.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 장치 (1310)는 부분 신호 전달 방식에 따라 데이터를 중계기를 통해서 단말에게 전송함에 있어서 중계기의 전송 /재전송에 대한 스케즐링 정보를 미리 지정하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치의 프로세서 (1313)는, 중계기에 의해서 단말로 전달될 제 1 데이터를 포함하는 신호를 상기 전송 모들을 통하여 상기 중계기에게 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1313)는, 전송 모들을 통하여 제 2 데이터를 포함하는 신호를 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1313)는, 상기 중계기를 통하여 상기 단말에게 전달된 상기 제 1 데이터에 대한 하이브리드자동재전송요구 (HARQ) 확인웅답정보를 상기 수신 모들을 통하여 상기 단말로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 HARQ 확인응답정보가 부정확인응답 (NACK)인 경우에, 상기 기지국이 아닌 상기 중계기로부터 상기 단말로 상기 제 1데이터가 재전송될 수 있다ᅳ 또한,상기 중계기로부터 상기 단말로의 상기 제 1 데이터의 전송을 위한 스케줄링 정보 및 상기 제 1 데이터의 재전송을 위한 스케줄링 정보는 상기 기지국에 의해서 미리 지정될 수 있다. The base station apparatus 1310 according to another embodiment of the present invention may be configured to predetermine scheduling information on transmission / retransmission of the repeater in transmitting data to the terminal through the repeater according to a partial signal transmission scheme. The processor 1313 of the base station apparatus may be configured to transmit a signal including the first data to be transmitted to the terminal by the repeater to the repeater through the transmission modules. In addition, the processor 1313 may be configured to transmit a signal including the second data to the terminal through a transmission mode. In addition, the processor 1313 may transmit the hybrid automatic retransmission request (HARQ) acknowledgment information for the first data transmitted to the terminal through the relay through the receiving modules. It may be configured to receive from the terminal. Here, when the HARQ acknowledgment information is a negative acknowledgment (NACK), the first data may be retransmitted from the repeater, not the base station, to the terminal. In addition, the first data from the repeater to the terminal. Scheduling information for transmission of data and scheduling information for retransmission of the first data may be previously designated by the base station.
여기서, 중계기가 제 1 데이터를 전송 /재전송하기 위한 스케줄링 정보는, 중계기와 단말 사이의 채널의 통신두절 (outage) 확를에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 스케줄링 정보는 상기 제 1 데이터의 전송 또는 재전송에 이용되는 시간 자원, 주파수 자원 및 전송률 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 수학식 26 및 29 와 같이 중계기의 전송률이 결정될 수 있고, 수학식 30 과 같이 전체 전송률이 최대가 되도록 중계기의 전송 /재전송을 위한 시간 자원이 기지국에 의해서 미리 지정될 수 있다.  Here, the scheduling information for transmitting / retransmitting the first data by the repeater may be determined based on the communication outage of the channel between the repeater and the terminal. The scheduling information may include one or more of time resource, frequency resource, and transmission rate used for transmission or retransmission of the first data. For example, the transmission rate of the repeater may be determined as shown in Equations 26 and 29, and the time resource for transmission / retransmission of the repeater may be predetermined by the base station such that the total transmission rate is maximized as shown in Equation 30. .
또한, 제 1 데이터의 전송 또는 재전송에 대해서 단말이 전송하는 HARQ 확인웅답정보는 중계기에서 오버히어링 (overhearing)될 수 있고, 이에 따라 HARQ 재전송 동작이 수행될 수 있다. 또한, 상기 중계기에 의한 재전송은 증분 리던던시 (IR) 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 단말은 중계기를 통해서 전달된 제 1 데이터 및 기지국으로부터 직접 수신한 제 2 데이터를 이용하여 자신에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당할 수 있다ᅳ  In addition, the HARQ acknowledgment information transmitted by the terminal with respect to transmission or retransmission of the first data may be overheared by the repeater, and thus, HARQ retransmission operation may be performed. In addition, the retransmission by the repeater may be performed in an incremental redundancy (IR) scheme. In addition, the terminal may restore the data for itself by using the first data transmitted through the repeater and the second data directly received from the base station. For example, the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
기지국 장치 (1310)의 프로세서 (1313)는 그 외에도 기지국 장치 (1310)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리 (1314)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼 (미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.  In addition, the processor 1313 of the base station apparatus 1310 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 1310, information to be transmitted to the outside, and the like. The memory 1314 stores the processed information and the like for a predetermined time. Can be stored and replaced by components such as buffers (not shown).
도 13를 참조하여 본 발명에 따른 중계기 장치 (1320)는, 수신모들 (1321), 전송모들 (1322), 프로세서 (1323), 메모리 (1324) 및 복수개의 안테나 (1325)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나 (1325)는 MIM0송수신을 지원하는 중계기 장치를 의미한다. 수신모들 (1321)은 제 1 수신모들 및 제 2 수신모들을 포함할 수 있으며, 제 1 수신 모들은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있고, 제 2 수신 모들은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모들 (1322)은 제 1 전송 모들 및 제 2 전송 모들을 포함할 수 있으며, 제 1전송 모들은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있고, 제 2 전송 모들은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서 (1323)는 중계기 장치 (1320) 전반의 동작을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 13, a repeater device 1320 according to the present invention may include reception modules 1321, transmission modules 1322, a processor 1323, a memory 1324, and a plurality of antennas 1325. have. The plurality of antennas 1325 means a repeater device that supports MIM0 transmission and reception. Receive modules 1321 may include first and second receivers, and the first receive modules may receive various signals, data, and information on downlink from the base station, and the second receive module. To receive various signals, data and information on the uplink from the terminal. Can be received. The transmission modules 1322 may include first transmission modules and second transmission modules, and the first transmission modules may transmit various signals, data, and information on the uplink to the base station, and the second transmission modules may be connected to the terminal. It can transmit various signals, data and information on the downlink. The processor 1323 may control the overall operation of the repeater device 1320.
본 발명의 일 실시예에 따른 중계기 장치 (1320)는 부분 신호 전달 방식에 따라 단말에게 데이터를 전달하도록 구성될 수 있다. 중계기 장치의 프로세서 (1323)는, 상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 제 1 데이터를 기지국에서 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 생성된 제 1 코드워드를 제 1 수신 모들을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1323)는, 제 1 코드워드에서 제 1 데이터를 추출하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1323)는, 추출된 제 1 데이터를 제 2 전송 모들을 통하여 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다.  The repeater device 1320 according to an embodiment of the present invention may be configured to deliver data to the terminal according to a partial signal transmission scheme. The processor 1323 of the repeater device, from the base station through a first reception mode, generates a first codeword generated by bit concatenation of the first data for the terminal with the data for the repeater. Can be configured to receive. In addition, the processor 1323 may be configured to extract the first data from the first codeword. In addition, the processor 1323 may be configured to transmit the extracted first data to the terminal through a second transmission mode.
여기서, 상기 중계기가 상기 단말에게 상기 제 1 데이터를 전달하기 위하여 사용되는 시간 자원 및 주파수 자원 중 하나 이상은 상기 기지국에 의해서 가변적으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 단말에 대한 제 2 데이터가 상기 기지국에 의해 인코딩되어 생성된 제 2 코드워드가 상기 기지국으로부터 상기 단말에게 전송될 수 있다. 제 1 및 제 2 코드워드는 사전 간섭 제거 기법에 의하여 생성될 수 있다. 또한, 단말에서는 제 1 데이터 및 제 2 데이터를 이용하여 자신에게 전송된 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당할 수 있다. 또한, 상기 기지국으로부터 상기 중계기에 대한 시간당 데이터 전송률 Ci("5^) 및 상기 기지국으로부터 상기 단말에 대한 시간당 데이터 전송률 ^(" C2)이 상기 수학식 20 과 같이 결정되는 경우에, 전송 효율이 향상되도록 상기 기지국에 의해서 및 P2가 결정될 수 있다. Here, at least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal may be variably determined by the base station. In addition, a second codeword generated by encoding second data for the terminal by the base station may be transmitted from the base station to the terminal. The first and second codewords may be generated by a prior interference cancellation technique. In addition, the terminal may restore the data transmitted to itself by using the first data and the second data. For example, the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder. Further, when the data rate C i (" 5 ^) per hour from the base station to the repeater and the data rate ^ (" C 2 ) per hour from the base station to the terminal are determined as in Equation 20 above, the transmission efficiency And P 2 can be determined by the base station so that this is improved.
본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기 장치 (1320)는 부분 신호 전달 방식에 따라 자신을 통해서 단말로 데이터가 전달될 때에, 기지국에 의해서 스케줄링된 자원을 이용하여 단말에게 데이터 전송 /재전송을 수행하도록 구성될 수 있다. 중계기 장치의 프로세서 ( 23)는, 중계기에 의해서 단말로 전달될 제 1 데이터를 포함하는 신호를 상기 제 1 수신 모들을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1323)는, 상기 제 2 전송 모들을 통하여 상기 제 1 데이터를 상기 단말에게 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1323)는, 상기 제 2수신 모들을 통하여 상기 제 1 데이터에 대한 하이브리드자동재전송요구 (HARQ) 확인응답정보를 상기 단말로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (1323)는,상기 HARQ확인응답정보가 부정확인웅답 (NACK)인 경우에, 상기 제 2 전송 모들을 통하여 상기 단말로 상기 제 1 데이터를 재전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 중계기로부터 상기 단말로의 상기 제 1 데이터의 전송을 위한 스케줄링 정보 및 상기 제 1 데이터의 재전송을 위한 스케줄링 정보는 상기 기지국에 의해서 미리 지정될 수 있다. The repeater device 1320 according to another embodiment of the present invention is configured to perform data transmission / retransmission to a terminal by using a resource scheduled by a base station when data is transmitted to the terminal through the partial signal transmission scheme. Can be. The processor 23 of the repeater apparatus may be configured to receive a signal from the base station via the first receiving modules, the signal comprising first data to be delivered to the terminal by the repeater. In addition, the processor 1323 may be configured to transmit the first data to the terminal through the second transmission mode. In addition, the processor 1323 may be configured to receive, from the terminal, hybrid automatic retransmission request (HARQ) acknowledgment information for the first data through the second receiving modules. In addition, when the HARQ acknowledgment information is a NACK, the processor 1323 may be configured to retransmit the first data to the terminal through the second transmission mode. Here, the scheduling information for transmission of the first data and the scheduling information for retransmission of the first data from the repeater to the terminal may be previously designated by the base station.
여기서, 중계기가 제 1 데이터를 전송 /재전송하기 위한 스케줄링 정보는, 중계기와 단말 사이의 채널의 통신두절 (outage) 확률에 기초하여 상기 기지국에서 결정될 수 있다. 상기 스케줄링 정보는 상기 제 1 데이터의 전송 또는 재전송에 이용되는 시간 자원, 주파수 자원 및 전송를 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 수학식 26 및 29 와 같이 중계기의 전송률이 결정될 수 있고, 수학식 30과 같이 전체 전송률이 최대가 되도록 중계기의 전송 /재전송을 위한 시간 자원이 기지국에 의해서 미리 지정될 수 있다.  Here, the scheduling information for transmitting / retransmitting the first data by the repeater may be determined by the base station based on the probability of communication outage of the channel between the repeater and the terminal. The scheduling information may include one or more of time resources, frequency resources, and transmissions used for transmission or retransmission of the first data. For example, the transmission rate of the repeater may be determined as shown in Equations 26 and 29, and the time resource for the transmission / retransmission of the repeater may be predetermined by the base station so that the total transmission rate is maximized as shown in Equation 30. .
또한, 제 1 데이터의 전송 또는 재전송에 대해서 단말이 전송하는 HARQ 확인웅답정보는 중계기에서 오버히어링 (overhearing)될 수 있고, 이에 따라 HARQ 재전송 동작이 수행될 수 있다. 또한, 상기 중계기에 의한 재전송은 증분 리던던시 (IR) 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 단말은 중계기를 통해서 전달된 제 1 데이터 및 기지국으로부터 직접 수신한 제 2 데이터를 이용하여 자신에 대한 데이터를 복원할 수 있다. 예를 들어, 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당할 수 있다.  In addition, the HARQ acknowledgment information transmitted by the terminal with respect to transmission or retransmission of the first data may be overheared by the repeater, and thus, HARQ retransmission operation may be performed. In addition, the retransmission by the repeater may be performed in an incremental redundancy (IR) scheme. In addition, the terminal may restore the data for itself by using the first data transmitted through the repeater and the second data directly received from the base station. For example, the first data and the second data may correspond to portions of information in which information to be transmitted for the terminal is partitioned by the channel coded output by one channel coder.
중계기 장치 (1320)의 프로세서 (1323)는 그 외에도 중계기 장치 (1320)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리 (1324)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼 (미도시 ) 등의 구성요소로 대체될 수 있다. 위와 같은 기지국 장치 및 중계기 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구성될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다. In addition, the processor 1323 of the repeater device 1320 performs a function of processing information received by the repeater device 1320, information to be transmitted to the outside, and the memory 1324 stores the calculated information and the like for a predetermined time. Can be stored and replaced with components such as buffers (not shown). Specific configurations of the base station apparatus and the repeater apparatus as described above may be configured such that the matters described in the above-described various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time. Omit.
또한, 도 13에 대한 예시적인 설명에서 기지국 장치 (1310)는 전술한 본 발명의 예시들에서의 소스 노드 (S)에 해당하고, 중계기 장치 (1320)는 중계기 (R)에 해당하고, 단말 장치 (1330)는 목적지 노드 (D)에 해당할 수 있다.  In addition, in the exemplary description of FIG. 13, the base station apparatus 1310 corresponds to the source node S in the above-described examples of the present invention, the repeater apparatus 1320 corresponds to the repeater R, and the terminal apparatus. 1330 may correspond to the destination node (D).
또한, 도 13 의 기지국 장치 (1310)에 대한 설명은 스스로 셀을 제어하는 중계기에 대해서 적용될 수도 있다. 또한, 도 13 의 중계기 장치 (1320)에 대한 설명은 협력 통신 환경에서 다른 단말 (1330)을 도와주는 단말 장치 (즉, 사용자-중계기 장치)에 대해서 적용될 수 있다.  In addition, the description of the base station apparatus 1310 of FIG. 13 may be applied to a relay that controls a cell by itself. In addition, the description of the repeater device 1320 of FIG. 13 may be applied to a terminal device (ie, a user-relay device) that assists another terminal 1330 in a cooperative communication environment.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어 , 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.  Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs (App 1 i cat ion Specific Integrated Circuits) , DSPs(Digital Signal Processors) , DSPDs(Digital Signal Processing Devices) , PLDs( Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트를러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.  In the case of a hardware implementation, a method according to embodiments of the present invention may include one or more ASICs (App 1 i Cat Ion Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs ( Programmable Logic Devices (FPMS), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받올 수 있다.  In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures or functions for performing the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. The detailed description of the preferred embodiments of the invention disclosed as described above is provided to enable those skilled in the art to implement and practice the invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each of the configurations described in the above-described embodiments in combination with each other. Thus The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.  The invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the invention. Accordingly, the above detailed description should not be interpreted as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the claims may be incorporated into claims that do not have an explicit citation relationship in the claims, or may be incorporated into new claims by amendment after filing.
【산업상 이용가능성】  Industrial Applicability
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.  Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Claims

【청구의 범위】 [Range of request]
【청구항 1】  [Claim 1]
기지국에서 데이터를 전송하는 방법으로서,  As a method for transmitting data at the base station,
중계기에 대한 데이터에 단말에 대한 제 1 데이터를 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 제 1 코드워드를 생성하는 단계;  Generating a first codeword by bit concatenating the first data for the terminal to the data for the repeater;
상기 단말에 대한 제 2데이터를 인코딩하여 제 2코드워드를 생성하는 단계 ; 및 상기 제 1 코드워드를 상기 증계기에게 전송하고 상기 제 2 코드워드를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.  Generating a second codeword by encoding second data for the terminal; And transmitting the first codeword to the repeater and transmitting the second codeword to the terminal.
【청구항 2】  [Claim 2]
제 1 항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 단말에 대한 제 1 데이터는 상기 중계기에 의해서 상기 단말에게 전달되는, 데이터 전송 방법.  The first data for the terminal is transmitted to the terminal by the repeater.
【청구항 3】  [Claim 3]
제 2 항에 있어서,  The method of claim 2,
상기 중계기가 상기 단말에게 상기 제 1 데이터를 전달하기 위하여 사용되는 시간 자원 및 주파수 자원 중 하나 이상은 상기 기지국에 의해서 가변적으로 결정되는, 데이터 전송 방법.  At least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal is variably determined by the base station.
【청구항 4】  [Claim 4]
제 2 항에 있어서, 상기 중계기에 대한 시간당 데이터 전송률 I 시/ 은 이고 , 단말에 대한 시간당 데이터 전송률 ^2(α,^,Ρ2) 은 이며' 3. The method according to claim 2, wherein the data rate per hour for the repeater is The data rate per hour for the terminal ^ 2 (α, ^, Ρ 2 ) is And '
t(1)은 상기 전송 단계에서 소요되는 시간이고, t (1) is the time taken in the transmission step,
t(2)는 상기 중계기에서 상기 제 1 데이터의 전달에 소요되는 시간이고, ^ 는 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터가 차지하는 비율이고, t (2) is the time required for the transfer of the first data in the repeater, ^ Is a ratio occupied by the first data in the first codeword,
Pi 및 P2 는 각각 상기 제 1 및 제 2 코드워드에 대한 전송 전력이고, Pi and P 2 are the transmit powers for the first and second codewords, respectively,
^1 는 상기 기지국으로부터 상기 중계기로의 채널에 대한 신호대간섭비이고, ^ 1 is the signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the repeater,
^2 는 상기 기지국으로부터 상기 단말로의 채널에 대한 신호대간섭비이며, 상기 기지국에 의해서 ^, Px 및 P2가 결정되는, 데이터 전송 방법 . ^ 2 is the signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the terminal, where ^, P x and P 2 are determined by the base station.
【청구항 5]  [Claim 5]
제 1 항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 중계기는 제 1 단말이고, 상기 단말은 제 2 단말인, 데이터 전송 방법.  The repeater is a first terminal, and the terminal is a second terminal.
【청구항 6] [Claim 6]
제 1 항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 제 1 및 제 2 코드워드는 사전 간섭 제거 기법에 의하여 생성되는, 데이터 전송 방법ᅳ  The first and second codewords are generated by a prior interference cancellation scheme.
【청구항 7】  [Claim 7]
제 1 항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당하는, 데이터 전송 방법.  The first data and the second data correspond to each of a part of the information to be transmitted for the terminal partitioned the channel-coded output by one channel coder in the base station.
【청구항 8]  [Claim 8]
중계기에서 데이터를 전송하는 방법으로서,  As a method of transmitting data from a repeater,
상기 중계기에 대한 데이터에 단말에 대한 제 1 데이터를 기지국에서 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 생성된 제 1 코드워드를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;  Receiving from the base station a first codeword generated by bit concatenation at the base station with the first data for the terminal to the data for the repeater;
상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터를 추출하는 단계; 및  Extracting the first data from the first codeword; And
상기 추출된 제 1 데이터를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법 .  Transmitting the extracted first data to the terminal.
【청구항 9】  [Claim 9]
제 8 항에 있어서,  The method of claim 8,
상기 중계기가 상기 단말에게 상기 제 1 데이터를 전달하기 위하여 사용되는 시간 자원 및 주파수 자원 중 하나 이상은 상기 기지국에 의해서 가변적으로 결정되는, 데이터 전송 방법. At least one of a time resource and a frequency resource used by the repeater to transmit the first data to the terminal is variably changed by the base station. The method of data transmission determined.
【청구항 10]  [Claim 10]
제 8항에 있어서,  The method of claim 8,
상기 단말에 대한 제 2 데이터가 상기 기지국에 의해 인코딩되어 생성된 제 2 코드워드가 상기 기지국으로부터 상기 단말에게 전송되는, 데이터 전송 방법.  And a second codeword generated by encoding the second data for the terminal by the base station is transmitted from the base station to the terminal.
【청구항 111  [Claim 111]
제 10항에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 중계기에 대한 시간당 데이터 전송를 은 씨) The method of claim 10 wherein said data per tone transmissions to the repeater from the base station)
(l- )log(l + ^)  (l-) log (l + ^)
I "| ' 이고 I "| '
상기 기지국 말에 대한 시간당 데이터 전송를 Hourly data transmission for the end of the base station
t(1)은 상기 전송 단계에서 소요되는 시간이고, t (1) is the time taken in the transmission step,
t(2)는 상기 중계기에서 상기 제 1 데이터의 전달에 소요되는 시간이고, t (2) is the time required for the transmission of the first data in the repeater,
oc 는 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터가 차지하는 비율이고,  oc is a ratio occupied by the first data in the first codeword,
^ 및 P2 는 각각 상기 제 1 및 제 2코드워드에 대한 전송 전력이고, ^ And P 2 are transmit powers for the first and second codewords, respectively,
^1 는 상기 기지국으로부터 상기 중계기로의 채널에 대한 신호대간섭비이고, ^ 1 is the signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the repeater,
^2 는 상기 기지국으로부터 상기 단말로의 채널에 대한 신호대간섭비이며, 상기 기지국에 의해서 ", Pi 및 P2가 결정되는, 데이터 전송 방법 . ^ 2 is the signal-to-interference ratio for the channel from the base station to the terminal, where ", Pi and P 2 are determined by the base station."
【청구항 12】  [Claim 12]
제 10 항에 있어서,  The method of claim 10,
상기 제 1 및 제 2코드워드는 사전 간섭 제거 기법에 의하여 생성되는, 데이터 전송 방법 .  Wherein the first and second codewords are generated by a prior interference cancellation technique.
【청구항 13】  [Claim 13]
제 8항에 있어서,  The method of claim 8,
상기 증계기는 제 1 단말이고, 상기 단말은 제 2 단말인, 데이터 전송 방법. And the repeater is a first terminal, and the terminal is a second terminal.
【청구항 14】 [Claim 14]
제 1 항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 제 1 데이터 및 제 2 데이터는, 상기 단말을 위해 전송될 정보가 상기 기지국에서 하나의 채널 코더에 의해 채널 코딩된 출력을 분할 (partition)한 부분의 각각에 해당하는, 데이터 전송 방법.  The first data and the second data correspond to each of a part of the information to be transmitted for the terminal partitioned the channel-coded output by one channel coder in the base station.
【청구항 15]  [Claim 15]
데이터를 전송하는 기지국으로서,  As a base station for transmitting data,
중계기 및 단말 증 하나 이상에게 신호를 전송하는 전송 모들;  A transmission module for transmitting a signal to at least one relay and a terminal proof;
상기 중계기 및 상기 단말 중 하나 이상으로부터 신호를 수신하는 수신 모들; 및  Receiving modules receiving a signal from at least one of the repeater and the terminal; And
상기 수신 모듈 및 상기 전송 모들과 접속되고 상기 기지국의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고,  A processor connected to the receiving module and the transmission modules and controlling the operation of the base station;
상기 프로세서는,  The processor is,
상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 제 1 데이터를 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 제 1 코드워드를 생성하고;  Generating a first codeword by bit concatenating the first data for the terminal to the data for the repeater;
상기 단말에 대한 제 2 데이터를 인코딩하여 제 2 코드워드를 생성하고;  Generate a second codeword by encoding second data for the terminal;
상기 전송 모들을 통하여, 상기 제 1 코드워드를 상기 중계기에게 전송하고 상기 제 2 코드워드를 상기 단말에게 전송하도록 구성되는, 데이터 전송 기지국. 【청구항 16]  And transmit the first codeword to the repeater and the second codeword to the terminal through the transmission modes. [Claim 16]
데이터를 전송하는 중계기로서,  As a repeater for transmitting data,
기지국으로부터 신호를 수신하는 제 1 수신 모들;  First receiving modules receiving a signal from a base station;
상기 기지국으로 신호를 전송하는 제 1 전송 모들;  First transmission modules for transmitting a signal to the base station;
단말로부터 신호를 수신하는 제 2 수신 모들;  Second receiving modules for receiving a signal from the terminal;
상기 단말에게 신호를 전송하는 제 2 전송 모들; 및  Second transmission modules for transmitting a signal to the terminal; And
상기 제 1 및 제 2 수신 모들 및 상기 제 1 및 제 2 전송 모들과 접속되고 상기 중계기의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고,  A processor connected to the first and second reception modules and the first and second transmission modules and controlling the operation of the repeater;
상기 프로세서는,  The processor is,
상기 중계기에 대한 데이터에 상기 단말에 대한 제 1 데이터를 기지국에서 비트 연결 (concatenation)하여 함께 인코딩하여 생성된 제 1 코드워드를 상기 제 1 수신 모들을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 제 1 코드워드에서 상기 제 1 데이터를 주출하고; Receiving, from the base station, a first codeword generated by bit-concatenation at the base station with the data for the terminal and encoding the first data for the terminal together with the first receiving modules; Extract the first data from the first codeword;
상기 추출된 제 1 데이터를 상기 제 2 진송 모들을 통하여 상기 단말에게 전송하도록 구성되는, 중계기.  And transmit the extracted first data to the terminal through the second transmission modes.
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