KR101452489B1

KR101452489B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법

Info

Publication number: KR101452489B1
Application number: KR1020080021793A
Authority: KR
Inventors: 천진영; 임빈철; 곽진삼; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2014-10-21
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: KR20090039581A; WO2009051455A3; US8531999B2; WO2009051455A2; US20100195546A1

Abstract

무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법은 멀티캐스트 메시지를 위한 공용 MAP(Common MAP)이 할당되는 하향링크 서브프레임을 수신하는 단계 및 상기 공용 MAP에 따라 상기 멀티캐스트 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. FDD(frequency division duplex) 및/또는 H-FDD(half-duplex FDD) 방식을 효율적으로 구현하는 프레임 구조를 제공하고, 상기 프레임 구조를 이용하여 데이터 전송의 효율을 높일 수 있다.

FDD, H-FDD, 프레임, MBS, 브로드캐스트 메시지

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법{METHOD OF RECEIVING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 FDD/H-FDD 방식을 지원하는 데이터 수신 방법에 관한 것이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(broadband wireless access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelessMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층(physical layer)에 기반을 둔다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelssMAN-SC'외에 'WirelessMAN-OFDM'과 'WirelessMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1 이 2005년에 완료되었다.

기지국과 단말과의 통신 채널은 크게 기지국에서 단말로 향하는 하향링크(DL, downlink) 채널과 단말에서 기지국으로 향하는 상향링크(UL, uplink) 채널 로 구성된다.

종래 IEEE 802.16 표준 기반의 시스템 프로파일(profile)은 TDD(time division duplex) 방식만을 지원한다. TDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 동일한 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어지는 것을 말한다. TDD 방식은 상향링크 채널의 특성과 하향링크 채널의 특성이 거의 상보적(reciprocal)이기 때문에 주파수 선택적 스케줄링이 간편한 장점이 있다.

그런데, IEEE 802.16 표준에 FDD(frequency division duplex) 및/또는 H-FDD(half-duplex FDD) 방식이 도입되려고 하고 있다. FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어지는 것을 말한다. H-FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서, 동시에 이루어질 수 없는 것을 말한다. 즉, H-FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 시간에 이루어진다. 따라서 H-FDD 방식을 사용하는 경우, 기지국은 단말이 하향링크를 통해 데이터를 수신하는 구간에서 상향링크 대역폭을 할당하면 안 된다.

FDD/H-FDD 방식을 적용하기 위해서는 브로드캐스트 메시지의 구성 방법, 자원 할당 방법, MAP 메시지의 구성 방법 등 TDD 방식과 차이가 있다. 따라서, FDD/H-FDD 방식을 효율적으로 구현하기 위한 프레임 구조가 필요하다. 또한, 상기 프레임 구조를 이용하여 효율적으로 데이터를 수신 및/또는 전송할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 FDD/H-FDD 방식에 기반한 무선 통신 시스템에서 효율적인 데이터 수신 방법을 제공함에 있다.

일 양태에서, 무선 통신 시스템의 데이터 수신 방법을 제공한다. 상기 데이터 수신 방법은 멀티캐스트 메시지를 위한 공용 MAP(Common MAP)이 할당되는 하향링크 서브프레임을 수신하는 단계 및 상기 공용 MAP에 따라 상기 멀티캐스트 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

다른 양태에서, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임이 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 시간에 할당되는 H-FDD를 지원하는 적어도 하나의 단말들에 대한 무선자원 할당 방법을 제공한다. 상기 무선 자원 할당 방법은 할당되는 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임에 따라 복수의 단말들을 그룹별로 스케줄링하는 단계 및 각 단말에게 그룹 스위칭 메시지를 통해 지정된 그룹을 알려주는 단계를 포함한다.

FDD/H-FDD 방식을 효율적으로 구현하는 프레임 구조를 제공하고, 상기 프레임 구조를 이용하여 데이터 전송의 효율을 높일 수 있다. 또한 H-FDD 방식에서 무선자원을 효율적으로 할당할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(10; Mobile Station, MS) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

무선 통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다.

이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서 브채널(subchannel)로 정의된다. 서브채널의 수는 FFT 크기와 시간-주파수 맵핑에 종속한다. 서브채널은 복수의 부반송파를 포함하고, 서브채널 당 부반송파의 수는 순열(permutation) 방식에 따라 따르다. 순열은 논리적인 서브채널을 물리적인 부반송파로 맵핑을 의미한다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 물리계층(physical layer) 또는 MAC(Medium Access Control) 데이터의 전송 및 수신을 담당한다. 이하의 데이터 송신 및 수신 방법은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 송신 및/또는 수신한다.

도 3은 FDD 또는 H-FDD 방식을 적용하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 기지국과 단말 간에 레인징(ranging)이 이루어진다(S110). 이는 기지국과 단말 간의 정확한 타이밍 오프셋을 얻고, 초기 전송 파워를 조정하는 초기 레인징(initial ranging) 과정이다.

단말은 기지국으로 SBC-REQ(SS-Basic Capability Request) 메시지를 전송한다(S120). SBC-REQ 메시지는 단말과 기지국 간의 효율적인 통신을 위해 단말이 지원할 수있는 능력(capability)에 대한 정보를 포함한다. SBC-REQ 메시지는 대역폭 할당 정보(bandwidth allocation support), 물리 파라미터(physical parameters supported) 등을 포함한다. 대역폭 할당 정보는 기지국이 대역폭 할당을 위해 알아야할 단말의 특성을 지시한다.

다음 표는 대역폭 할당 정보의 일 예를 나타낸다.

비트	내용
#0 #1 #2~7	Reserved; shall be set to zero Bit #1 = 0: H-FDD Bit #1 = 1: FDD Reserved; shall be set to zero

비트#1의 값이 '0'인 경우, 단말이 H-FDD를 지원함을 의미하고, 비트#1의 값이 '1'인 경우, 단말이 FDD를 지원함을 의미한다.

기지국은 단말로 SBC-RSP(SS-Basic Capability Response) 메시지를 전송한다(S130). SBC-RSP 메시지는 SBC-REQ 메시지에 대한 응답으로서, 단말과 기지국 간의 통신에 적용될 능력(capability)을 나타낸다. SBC-REQ 메시지와 SBC-RSP 메시지를 통하여 단말과 기지국 간의 능력 협상(capability negotiation)이 이루어진다. 단말이 SBC-REQ 메시지를 통해 단말이 지원가능하다고 하는 기능에 대하여, 기지국은 SBC-RSP 메시지를 통해 응답한다. SBC-REQ 메시지와 SBC-RSP 메시지를 통해 협상된 기능이 단말과 기지국 간의 통신에 적용된다. 예를 들어, SBC-REQ/SBC-RSP를 통해 H-FDD가 협상되면, 단말과 기지국은 H-FDD 방식을 통해 통신한다. 또는, SBC-REQ/SBC-RSP를 통해 FDD가 협상되면, 단말과 기지국은 FDD 방식을 통해 통신한다.

도 4는 FDD/H-FDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 프레임(Frame)은 프리앰블(Preamble, 'P'로 표시), 하향링크 서브프레임(DL subframe), 상향링크 서브프레임(UL subframe)으로 구성된다. 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임은 서로 다른 주파수 대역을 사용한다. 도 4에서는 2개의 하향링크 서브프레임, 2개의 상향링크 서브프레임을 도시하였으나, 이는 서브프레임의 개수를 제한하는 것이 아니다.

프레임의 길이는 제한이 없으며, 5 ms(milliseconds), 2.5 ms 또는 1.25 ms일 수 있다. 프레임내에서 프리앰블의 위치나 개수는 다양할 수 있다. 프레임의 맨 앞에 하나만 올 수도 있고, 두 번째 하향링크 서브프레임 앞에 하나 더 존재할 수 있다. 또는 복수의 프레임마다 하나씩 존재할 수도 있다. 하향링크 서브프레임은 MAP, 하향링크 버스트(DL burst)로 구성되고, 상향링크 서브프레임은 상향링크 버스트(UL burst)로 구성된다. MAP은 DL-MAP, UL-MAP으로 구성된다. MAP의 유형에는 제한이 없고, 압축(compressed) MAP 또는 서브(Sub) MAP, HARQ(hybrid automatic repeat request) MAP 등일 수도 있다. 하향링크 버스트는 기지국이 단말에게 보내는 데이터가 전송되는 영역이고, 상향링크 버스트는 단말이 기지국에 보내는 데이터가 전송되는 영역이다.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. 프리앰블과 MAP 사이에 FCH(Frame Control header)가 배치될 수 있다. FCH는 하향링크 프레임 프리픽스(DL frame prefix)가 전송되는 영역이다. 하향링크 프레임 프리픽스는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다.

DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널에의 접속(access)을 정의한다. 이는 DL-MAP 메시지는 하향링크 채널에 대한 지시 및/또는 제어정보를 정의함을 의미한다.

UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널에의 접속을 정의한다. 이는 UL-MAP 메시지는 상향링크 채널에 대한 지시 및/또는 제어정보를 정의함을 의미한다.

이하, 하나의 프레임내에 포함되는 2개의 하향링크 서브프레임을 순서대로 영역 1(Region 1), 영역 2(Region 2)라 한다.

영역 1은 MAP1, 제1 하향링크 버스트(DL1)로 구성되고, 영역 1과 같은 시간 동안, 제2 상향링크 버스트(UL2)가 온다. 영역 2는 MAP2, 제2 하향링크 버스트(DL2)로 구성되고, 영역 2와 같은 시간 동안, 제1 상향링크 버스트(UL1)가 온다. 영역 2는 프레임의 시간 영역에서 지정된 위치에 올 수도 있다. 예를 들어, 프레임의 사이즈를 5 ms라고 하면, MAP2는 항상 2.5 ms에서 시작할 수 있다.

FDD 방식의 경우, 단말은 하향링크 서브프레임 수신과 동시에 상향링크 서브프레임을 전송할 수 있다. 그런데, H-FDD 방식은 단말이 하향링크 서브프레임을 수신하는 동안, 상향링크 서브프레임을 전송할 수 없기 때문에, 단말에게 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 할당하는 방법이 필요하다. 상기 할당 방법으로, 단말 그룹핑(grouping) 또는 기지국이 하향링크 서브프레임마다 할당하는 방법을 사용할 수 있다.

이제, H-FDD 방식을 사용하는 단말에게 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 할당하는 방법 중 단말 그룹핑에 대해 기술한다.

단말 그룹핑은 셀 내 H-FDD 방식을 사용하는 단말들을 각 그룹별로 묶어서 무선자원을 할당하는 것을 말한다. 이때, 단말은 자신이 속한 그룹에서 동작하는데, 단말은 속한 그룹에 따라 프레임내에서 사용할 수 있는 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 다르다. 단말 그룹핑은 기지국이 임의로 지정해서 단말들에게 알려줄 수 있으며, 단말이 지정해서 기지국에게 요청함으로써 이루어질 수도 있다. 그룹핑 기준은 각 단말이 필요로 하는 무선자원의 양, MBS(multicast and broadcast service) 이용 여부, MBS의 종류 등을 사용할 수 있다.

예를 들어, 단말을 2개의 그룹으로 분리하는 단말 그룹핑 방법에 대해 설명한다. 다만, 이는 그룹의 개수를 제한하는 것이 아니다. 프레임이 2개의 하향링크 서브프레임을 포함하고, 단말을 2개의 그룹, 즉 그룹 1(group 1)과 그룹 2(group 2)로 분리하는 경우를 고려하자. 그룹 1에 속하는 단말은 하향링크 서브프레임으로 MAP1, 제1 하향링크 버스트로 구성된 영역 1을 사용하고, 상향링크 서브프레임으로 제1 상향링크 버스트를 사용한다. 그룹 2에 속하는 단말은 하향링크 서브프레임으로 MAP2, 제2 하향링크 버스트로 구성된 영역 2를 사용하고, 상향링크 서브프레임으로 제2 상향링크 버스트를 사용한다. 따라서, 그룹 1에 속한 단말이 영역 1을 통해 하향링크 데이터를 수신하는 동안, 그룹 2에 속한 단말은 다른 주파수 대역에 있는 제2 상향링크 버스트를 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 반대로, 그룹 2에 속한 단말이 영역 2를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 동안, 그룹 1에 속한 단말은 다른 주파수 대역에 있는 제1 상향링크 버스트를 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

단말이 속한 그룹은 기지국이 지정하거나, 기지국과 단말 사이에 사전 규약을 통해 지정할 수 있다. 기지국은 그룹 스위칭(group switching) 메시지와 같은 메시지를 통해 단말에게 단말이 속한 그룹을 알려주거나, 변경할 수 있다. 또는, 기지국은 할당된 무선자원을 통해 묵시적으로(implicitly) 단말에게 단말이 속한 그룹을 알려주거나, 변경하도록 할 수 있다. 기지국은 단말이 속한 그룹이 사용하는 하향링크 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 전송한다.

도 5는 H-FDD 방식에서 단말 그룹핑을 통해 그룹 1에 속한 단말의 동작의 일 예를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 단말이 전원을 키거나(Power-on), 핸드오버(handover; HO)를 한 경우, 단말은 수신한 메시지로부터 프리앰블을 찾고(detection), MAP1을 읽어서 제1 하향링크 버스트에 단말이 받을 하향링크 데이터가 있는지 확인한다. 그룹 2로의 그룹 스위칭 메시지가 없거나, 하향링크 데이터가 있거나, 상향링크 할당이 있다면, 단말은 그룹 1에 속한 것이다. 이후부터 단말은 그룹 1에 할당된 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임을 사용해 기지국과 통신한다.

도 6은 H-FDD 방식에서 단말 그룹핑을 통해 그룹 2에 속한 단말의 동작의 일 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 단말이 전원을 키거나(Power-on), 핸드오버(handover; HO)를 한 경우, 단말은 수신한 메시지로부터 프리앰블을 찾고(detection), MAP1을 읽어서 제1 하향링크 버스트에 단말이 받을 하향링크 데이터가 있는지 확인한다. 하향링크 데이터 또는 상향링크 할당이 없다면, 단말은 MAP2를 읽어서 제2 하향링크 버스트에 단말이 받을 하향링크 데이터가 있는지 확인한다. 하향링크 데이터가 있다면, 단말은 그룹 2에 속한 것이다. 또는 그룹 2로의 그룹 스위칭 메시지를 수신하면, 이후부터 단말은 그룹 2에 할당된 하향링크 및 상향링크를 사용해 기지국과 통신한다.

MBS는 기지국이 복수의 단말에게 브로드캐스트 메시지 또는 멀티캐스트 메시지를 전송하는 서비스이다. 단말 그룹핑으로 분리된 단말은 상향링크 전송을 수행하는 동안, 다른 그룹의 하향링크 데이터를 읽을 수 없다. 그런데, 기지국이 다른 그룹으로 MBS 메시지를 전송하다면, MBS를 이용하는 단말이 MBS 메시지를 수신할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 기지국이 단말에게 전송할 MBS 메시지가 있는 경우, 기지국은 영역 1, 영역 2 각각에 MBS 메시지를 반복해서 전송해야 한다.

MBS 메시지를 반복해서 전송해야 하는 오버헤드를 피하기 위해, 기지국은 MBS를 이용하는 단말들을 동일한 그룹으로 스케줄링할 수 있다. 예를 들어, MBS를 이용하는 단말들이 모두 그룹 1에 속한 경우, 기지국은 영역 1에만 MBS 메시지를 전송하면 된다. 또는, 단말이 이용하는 MBS의 종류에 따라 단말들을 그룹으로 묶을 수 있다. 예를 들어, 한 종류의 MBS를 이용하는 단말들은 그룹 1로 스케줄링하고, 다른 종류의 MBS를 이용하는 단말들은 그룹 2로 스케줄링할 수 있다.

고정된 그룹에서 동작하던 단말은 기지국과의 효율적인 통신을 위해 자신이 속한 그룹을 바꿔야 하는 경우가 생길 수 있다. 예를 들어, MBS를 이용하는 단말들을 그룹 1로 분리한 경우, 그룹 2에 속한 단말이 MBS를 이용하려면 그룹 1로 자신이 속한 그룹을 바꿔야 한다. 이와 같이, 기지국이 단말을 한 그룹에서 다른 그룹으로 이동할 것을 결정하거나 단말이 그룹을 바꿔야 하는 경우, 기지국은 단말에게 그룹 스위칭(group switching) 메시지를 전송할 수 있다.

다음 표는 그룹 스위칭 메시지의 일 예를 나타낸다. 여기서, 그룹 스위칭 메시지로는 HARQ 및 Sub-MAP 포인터를 이용하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

Syntax	Size (bit)	Notes
HARQ_and_Sub-MAP_Pointer_IE(){
Extended DIUC		HARQ_P = 0x07
MAP Version	2	0b00: HARQ MAPv1 0b01: Submap 0b10: Submap with CID mask included 0b11: group switch in H-FDD
If(MAP Version ==0b11){
Num of CID	variable	The number of CID for group switching
For(i=0; i<Num of CID; i++){
CID	16	If CID is included, the user shall move to other group.
}
}
}

HARQ 및 Sub-MAP 포인터 메시지는 확장된 DIUC(Extended DIUC), 맵 버전(MAP Version) 등을 포함할 수 있다. 확장된 DIUC(downlink interval usage code)의 값은 HARQ 및 Sub-MAP 포인터 메시지임을 지시하는 값이다. 맵 버전은 HARQ 맵 버전을 지시한다.

맵 버전의 값이 '0b11'인 경우, 그룹 스위칭 메시지로 사용할 수 있다. 그룹 스위칭 메시지는 그룹 스위치를 위한 CID(connection identifier)의 개수 및 각 CID를 포함할 수 있다. 또한 각 CID 대신 RCID(Reduced CID)를 포함할 수도 있다. 단말은 CID 또는 RCID가 있으면 자신이 속한 그룹을 바꾼다. 예를 들어, 그룹 1에 있던 단말은 그룹 2으로 이동하고, 그룹 2에 있던 단말은 그룹 1로 이동한다.

다음 표는 그룹 스위칭 메시지의 다른 예를 나타낸다. 이는 그룹 스위칭(H-FDD Switch Pointer) 메시지로 DL-MAP 확장(DL-MAP Extended) 메시지를 이용한 것이다.

Syntax	Size (bit)	Notes
H-FDD_Switch_Pointer_IE(){
Extended DIUC		0x05, 0x06, 0x09-10 or 0x0D-0E
Num of CID	variable	The number of CID for group switching
For(i=0; i<Num of CID; i++){
CID	16	If CID is included, the user shall move to other group.
}
}

그룹 스위칭 메시지를 수신한 단말은 그룹 스위칭 메시지의 지시대로 그룹 스위칭을 한다. 단말은 바로 후속하는 프레임 또는 2번째 후속하는 프레임부터 다른 그룹으로 이동할 수 있다. 이후부터 단말은 새로 속한 그룹에서 기지국과 통신한다.

이제, H-FDD 방식을 사용하는 단말에게 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임을 할당하는 방법 중 기지국이 하향링크 서브프레임마다 할당하는 방법에 대해 기술한다.

도 7은 H-FDD 방식을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 기지국은 하향링크 서브프레임마다 단말이 사용할 영역을 스케줄링한다. H-FDD 방식이므로, 기지국은 단말이 하향링크 수신과 상향링크 전송이 동시에 이루어지지 않도록 스케줄링해야 한다. 즉, 기지국은 단말에게 같은 시간에 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 할당하지 않도록 한다. 단말은 하향링크 서브프레임을 연속해서 할당받을 수도 있다. 기지국은 하향링크 서브프레임마다 스케줄링하기 때문에, 단말 그룹핑과 같이 셀 내 H-FDD 방식을 사용하는 단말들을 그룹으로 분리할 필요가 없다.

기지국은 단말에게 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임을 연속적으로 할당하거나, 또는 불연속적으로 할당할 수 있다. 기지국은 단말에게 서브프레임의 할당을 하나의 MAP을 통해 알려줄 수 있고, 또는 각 서브프레임마다 알려줄 수 있다.

도 8은 H-FDD 방식에서 단말의 동작의 일 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 기지국은 스케줄링에 따라 하향링크를 통해 MAP 메시지를 전송한다. 단말은 DL-MAP 메시지에서 지시한 하향링크 데이터 영역을 통해 하향링크 데이터를 읽는다. 단말은 UL-MAP 메시지에서 상향링크 데이터 전송을 위한 상향링크 무선자원을 할당한 경우에만, 할당받은 상향링크 영역을 통해 상향링크 데이터를 전송한다. 그 외에 단말은 항상 하향링크를 주시한다.

단말이 전송하는 상향링크 데이터에는 하항링크 채널 정보 또는 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-acknoldgement) 등이 있다.

단말이 전송할 상향링크 데이터가 없는 경우, 기지국은 단말에게 하향링크 서브프레임을 연속해서 할당할 수 있다. 따라서, 기지국은 단말에게 할당할 하향링크 데이터 영역이 큰 경우, 연속된 하향링크 서브프레임에 걸쳐 하향링크 데이터 영역을 할당할 수 있다. 마찬가지로, 상향링크 서브프레임이 연속해서 할당되고, 기지국이 단말에게 할당할 상향링크 데이터 영역이 큰 경우, 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐 상향링크 데이터 영역을 할당할 수 있다.

이하, H-FDD 방식에서 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임을 할당하는 방법을 설명한다.

도 9는 연속된 하향링크 서브프레임에 걸쳐 데이터 영역을 할당하는 것을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 기지국이 제1 단말(MS1)에게 연속적인 하향링크 서브프레임을 할당한다. 기지국이 단말에게 할당할 하향링크 데이터 영역이 큰 경우, 복수의 연속된 하향링크 서브프레임에 걸쳐 하향링크 데이터 영역을 할당할 수 있다. 예를 들어, MAP1은 연속한 2개의 서브프레임의 제1 하향링크 버스트(DL1), 제2 하향링크 버스트(DL2)에 제1 단말(MS1)의 하향링크 데이터 영역을 할당할 수 있다. 또 MAP1은 제1 단말(MS1)이 할당된 영역을 제외한 제2 단말(MS2)의 하향링크 버스트를 할당할 수 있다. MAP2는 2개의 연속된 서브프레임에 걸쳐 제3 단말(MS3)의 하향링크 버스트가 할당된 것을 나타낸다.

여기서는, 하향링크 서브프레임에서 DL-MAP을 통한 하향링크 버스트의 할당에 대해 기술하고 있으나, 당업자라면 UL-MAP을 통해 상향링크 버스트에 용이하게 적용할 수 있을 것이다.

도 10은 하향링크 데이터 영역 할당 방법의 일 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 영역 1(Region 1)의 MAP1을 통해 전송되는 DL-MAP 메시지는 영역 1로부터 영역 2에 걸쳐 할당된 하향링크 데이터 영역을 알려준다. 하향링크 데이터 영역은 OFDMA 심벌 오프셋(OFDMA symbol offset), 서브채널 오프셋(subchannel offset), OFDMA 심벌 개수(No. OFDMA symobs), 서브채널 개수(No. subchannels)로 표현된다. OFDMA 심벌 오프셋은 하향링크 데이터 영역이 시작되는 OFDMA 심벌의 오프셋이다. 서브채널 오프셋은 하향링크 데이터를 전송하는 서브채널의 가장 낮은 인덱스이다. OFDMA 심벌 개수는 하향링크 데이터 전송에 사용되는 OFDMA 심벌의 개수이다. 서브채널 개수는 하향링크 데이터 전송에 사용되는 서브채널의 개수이다. OFDMA 심벌 개수는 MAP2을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다.

예를 들어, 도 10의 실시예에서 하향링크 데이터 영역은, 영역 1에서 OFDMA 심벌 인덱스 11부터 14까지 할당되고, 영역 2에서 OFDMA 심벌 인덱스 18부터 20까지 할당된다. OFDMA 심벌 인덱스 15부터 17까지는 영역 2의 MAP2이 할당되는 영역이다. 이 경우, OFDMA 심벌 오프셋은 11이다. 그리고 OFDMA 심벌 개수는 MAP2 영역을 포함하여 오프셋 9로 표현할 수도 있고, MAP2 영역을 제외하고 오프셋 6으로 표현할 수도 있다. 다만, 이는 제한이 아니며, 당업자라면 다양한 방법으로 하향링크 데이터 영역을 표현할 수 있다. 단말은 MAP2 영역을 알고 있기 때문에 MAP2 영역을 제외하고, 자신에게 할당된 하향링크 데이터 영역을 읽을 수 있다.

또한 이는 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 상향링크 데이터 영역을 할당하는 경우에도 적용될 수 있다. 영역 1의 MAP1을 통해 전송되는 UL-MAP 메시지는 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐 할당된 상향링크 데이터 영역을 알려준다. UL-MAP 메시지 역시 OFDMA 심벌 오프셋(OFDMA symbol offset), 서브채널 오프셋(subchannel offset), OFDMA 심벌 개수(No. OFDMA symobs), 서브채널 개수(No. subchannels)를 이용하여 상향링크 데이터 영역을 표현한다.

도 11은 하향링크 데이터 영역 할당 방법의 다른 예를 나타낸다.

도 11을 참조하면, MAP1은 단말에게 영역 1에 포함된 하향링크 데이터 영역 및 영역 2에 포함된 하향링크 데이터 영역을 분리해서 할당한다. MAP1이 영역 1에 포함된 하향링크 데이터 영역, 영역 2에 포함된 하향링크 데이터 영역을 각각 알려줌으로써, 단말이 MAP2 영역을 빼고 읽어야 하는 오버헤드를 피할 수 있다. 또한 이는 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 상향링크 데이터 영역을 할당하는 경우에도 적용될 수 있다.

도 12는 하향링크 데이터 영역 할당 방법의 또 다른 예를 나타낸다.

하향링크 데이터 영역은 연속된 복수의 하향링크 서브프레임에 걸쳐 할당될 수 있다. 이 경우 연속으로 할당된 영역의 사이에 있는 프리앰블, MAP1 또는 MAP2 등의 영역은 도 10 또는 도 11에서 설명한 MAP2 영역과 같이 할당에서 제외된다. 즉, 단말은 할당된 하향링크 데이터 영역이 아닌 영역을 제외하고 읽거나, MAP에서 하향링크 서브프레임마다 하향링크 데이터 영역을 알려줄 수 있다. 또한 이는 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 상향링크 데이터 영역을 할당하는 경우에도 적용될 수 있다.

도 13은 하향링크 데이터 영역 할당 방법의 또 다른 예를 나타낸다.

기지국이 단말에게 하향링크 서브프레임을 연속으로 할당하지 않은 경우에도, 단말에게 1 하향링크 서브프레임을 초과하는 하향링크 데이터 영역을 할당할 수 있다. 단말은 자신에게 할당되지 않은 영역 2을 제외하고, 자신에게 할당된 하향링크 데이터 영역을 읽을 수 있다. 또한 이는 연속된 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 상향링크 데이터 영역을 할당하는 경우에도 적용될 수 있다.

이상, H-FDD 방식을 사용하는 단말에게 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임을 할당하는 방법을 설명하였다. 그런데, H-FDD 방식은 단말이 상향링크 서브프레임을 전송하는 동안, 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지를 수신할 수 없기 때문에, 단말에게 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지를 전송하는 방법이 필요하다.

브로드캐스트/멀티캐스트 메시지는 기지국이 셀 내 모든 단말에게 전송하는 하향링크 메시지이다. 멀티캐스트 메시지는 기지국이 셀 내 다수의 단말들에게 전송하는 하향링크 메시지이다. 브로드캐스트 메시지는 시스템 정보나 물리채널의 특성 등을 포함하여, 기지국과 통신하기 위한 일반적인 정보를 단말에게 제공한다. 브로드캐스트 메시지로는 DCD(downlink channel descriptor) 메시지, UCD(uplink channel descriptor) 메시지, MOB_NBR-ADV(Neighbor advertisement message) 메시지 등이 있다.

도 14는 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지의 전송을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 14를 참조하면, 하나의 프레임은 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 메시지 전송을 위한 하향링크 서브프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 브로드캐스트 메시지 전송을 위한 하향링크 서브프레임을 영역 0(Region 0)이라 한다. 영역 0은 브로드캐스트 MAP(B_MAP), 브로드캐스트 하향링크 버스트(B_DL)로 구성된다.

브로드캐스트 MAP은 브로드캐스트 MAP 메시지가 전송되는 영역이다. 브로드캐스트 MAP 메시지는 브로드캐스트 메시지가 전송되는 채널에의 접속을 정의한다. 브로드캐스트 하향링크 버스트는 브로드캐스트 메시지가 전송되는 영역이다.

FDD 방식의 경우, 단말은 상향링크 채널의 전송을 수행하는 동안 하향링크 채널의 수신이 가능하기 때문에, 영역 0과 같은 시간 동안 상향링크 서브프레임이 할당될 수 있다. 그런데, H-FDD 방식을 사용하는 경우, 단말은 상향링크 채널의 전송을 수행하는 동안 하향링크 채널의 수신을 할 수 없다. 따라서, 영역 0과 같은 시간 동안 단말은 H-FDD 방식의 상향링크 서브프레임을 할당받을 수 없다. 영역 0은 항상 올 수도 있고, 브로드캐스트 메시지가 있을 경우에만 올 수도 있다. 영역 0의 위치는 제한이 없고, 영역 1의 앞, 영역 2의 뒤 또는 영역 1과 영역 2의 사이 등 어디에도 올 수 있다.

도 15는 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지의 전송을 위한 프레임 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 15를 참조하면, 하향링크 서브프레임은 공용 MAP(Common MAP)을 포함할 수 있다. 여기서는 공용 MAP은 다수의 단말들에 대한 하향링크 메시지인 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지에 대한 자원 할당을 정의한다. 공용 MAP 메시지는 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되는 채널에의 접속을 정의한다. 공용 MAP은 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 포함되는 하향링크 버스트에 대한 자원 할당을 정의할 수 있고, 또는 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 포함되는 하향링크 버스트를 위한 MAP에 대한 자원 할당을 정의할 수도 있다. 셀 내 단말들은 공용 MAP에 따라 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지를 읽을 수 있다.

공용 MAP은 프리앰블 및 MAP1 사이에 위치할 수 있다. 다만, 이는 제한이 아니고, 공용 MAP은 제1 하향링크 버스트 및 MAP2 사이에 위치할 수도 있다.

공용 MAP을 포함하는 프레임은 주기적으로 전송되거나, 비주기적으로 전송될 수 있다.

먼저 공용 MAP을 포함하는 프레임이 주기적으로 전송되는 경우를 설명한다. 즉, 공용 MAP을 포함하는 하향링크 서브프레임은 매 N 서브프레임마다 한 번씩 전송될 수 있다(N≥1). 그런데 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지는 전송될 수도 있고, 전송되지 않을 수도 있다. 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되지 않을 경우, 공용 MAP을 디코딩할 필요가 없다. 이를 위해, 공용 MAP은 지시 비트(indication bit)을 포함할 수 있다. 지시 비트는 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지의 전송 여부를 알려준다. 예를 들어, 지시 비트가 '0b1'이면, 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되는 것이고, 지시 비트가 '0b0'이면, 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되지 않는 것이다. 이 경우, 지시 비트가 '0b1'인 경우에만 공용 MAP 전체를 디코딩하고, 지시 비트가 '0b0'인 경우에는 지시 비트 이후의 공용 MAP을 디코딩하지 않을 수 있다.

다음, 공용 MAP을 포함하는 프레임이 비주기적으로 전송되는 경우를 설명한다. 일 실시예에서, 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되는 경우에만 공용 MAP을 포함하는 프레임을 전송한다. 따라서 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되는 경우 프리앰블 뒤에는 공용 MAP이 오고, 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지가 전송되지 않는 경우 프리앰블 뒤에 바로 MAP1이 올 수 있다. 다른 실시예에서, FCH를 통해 후속하는 프레임이 공용 MAP을 포함하는지 여부를 지시할 수 있다. 즉, 공용 MAP이 전송되는 서브프레임 이전의 서브프레임에 포함되는 FCH에 공용 MAP의 전송을 알리는 정보를 싣는다. 다음 표는 FCH의 일 예를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
DL_Frame_Prefix_Format(){	-
C-MAP_Indication	1	0b0: No Common MAP 0b1: Common MAP
Coding_Indication	3	-
DL-MAP_Length	8	-
Reserved	4
}

FCH는 DL-MAP의 코딩 방식(Coding_indication), DL-MAP 메시지의 길이(DL-MAP_Length) 및 공용 MAP 지시(C-MAP_Indication)를 포함할 수 있다. 공용 MAP 지시는 후속하는 FDD 프레임이 공용 MAP을 포함하는지 여부를 지시한다. MAP 종류의 값이 '0b0'인 경우 후속하는 FDD 프레임은 공용 MAP을 포함하지 않고, '0b1'인 경우, 공용 MAP을 포함한다. 공용 MAP 지시는 지정되지 않은(reserved) 4 비트 필드에 지정될 수도 있다.

또 다른 실시예에서, DL-MAP을 통해 후속하는 프레임이 공용 MAP을 포함하는지 여부를 지시할 수 있다. 즉, 공용 MAP이 전송되는 서브프레임 이전의 서브프레임에 포함되는 DL-MAP에 공용 MAP의 전송을 알리는 정보를 싣는다.

공용 MAP은 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지의 전송을 위한 자원 할당을 정의하는 전용 MAP이다. 따라서, 공용 MAP은 H-FDD 방식 뿐만 아니라 FDD 또는 TDD 방식에도 적용이 가능하다.

도 16은 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지의 전송을 위한 슈퍼프레임(superframe) 구조의 일 예를 나타낸 것이다.

도 16을 참조하면, 슈퍼프레임은 공용 MAP 및 N개의 프레임을 포함한다. 공용 MAP은 슈퍼프레임의 맨 앞에 위치할 수 있다.

슈퍼프레임은 도 15에서 설명한 공용 MAP을 포함한 프레임이 주기적으로 전송되는 경우와 유사하다. 셀 내 모든 단말은 공용 MAP을 이용해 브로드캐스트 메시지를 읽을 수 있다. 만일, 브로드 캐스트 메시지가 전송되지 않을 경우, 공용 MAP 메시지 전부를 디코딩할 필요가 없다. 이를 위해, 슈퍼프레임의 공용 MAP 메시지는 지시 비트(indication bit)을 포함할 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 4는 FDD/H-FDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 7은 H-FDD 방식을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 8은 H-FDD 방식에서 단말의 동작의 일 예를 나타낸다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,

상기 단말이 F-FDD(full-frequency division duplex)와 H-FDD(half-frequency division duplex) 중 어느 것을 지원하는지를 나타내는 제1 메시지를 기지국으로 전송하고,

상기 기지국으로부터 상기 제1 메시지의 응답으로 제2 메시지를 수신하되, 상기 제2 메시지는 상기 F-FDD 또는 상기 H-FDD를 지시하고,

상기 제2 메시지가 상기 H-FDD를 지시하는 경우, 상기 기지국으로부터 제1 그룹 및 제2 그룹 중 하나의 그룹을 지시하는 그룹 스위칭 지시자를 수신하고; 및

상기 단말의 현재 그룹이 상기 그룹 스위칭 지시자가 지시하는 그룹과 일치하지 않으면 상기 그룹 스위칭 지시자가 지시하는 그룹으로 변경하되,

하향링크 프레임은 하향링크 대역에서 제1 하향링크 서브프레임 및 제2 하향링크 서브프레임의 순서로 구성되고, 상향링크 프레임은 상향링크 대역에서 제2 상향링크 서브프레임 및 제1 상향링크 서브프레임의 순서로 구성되며,

상기 변경한 그룹이 상기 제1 그룹인 경우 상기 단말은 상기 제1 하향링크 서브프레임에서 신호를 수신하고 상기 제1 상향링크 서브프레임에서 신호를 전송하고,

상기 변경한 그룹이 상기 제2 그룹인 경우 상기 단말은 상기 제2 하향링크 서브프레임에서 신호를 수신하고 상기 제2 상향링크 서브프레임에서 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말은 신호 전송과 신호 수신이 서로 다른 주파수 대역 및 서로 다른 시간에 수행되는 H-FDD(half-frequency division duplex)로 동작하는 단말인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 하향링크 대역 및 상기 상향링크 대역은 서로 다른 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 하향링크 서브프레임은 프리앰블, 제어 정보가 전송되는 제1 MAP 영역 및 제1 데이터 영역을 포함하고, 상기 제2 하향링크 서브프레임은 제어 정보가 전송되는 제2 MAP 영역 및 제2 데이터 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 그룹 스위칭 지시자는 상기 제1 MAP 영역 또는 상기 제2 MAP 영역에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서, 상기 F-FDD는

신호 전송과 신호 수신이 서로 다른 주파수 대역에서 동일 시간에 수행될 수 있는 방법이고,

상기 H-FDD는

신호 전송과 신호 수신이 서로 다른 주파수 대역 및 서로 다른 시간에 수행되는 방법인 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
무선 통신 시스템에서 통신하는 단말은

무선 신호를 송수신하는 RF(radio frequency)부; 및

상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,

상기 프로세서는 상기 단말이 F-FDD(full-frequency division duplex)와 H-FDD(half-frequency division duplex) 중 어느 것을 지원하는지를 나타내는 제1 메시지를 기지국으로 전송하고,

상기 기지국으로부터 상기 제1 메시지의 응답으로 제2 메시지를 수신하되, 상기 제2 메시지는 상기 F-FDD 또는 상기 H-FDD를 지시하고,

상기 제2 메시지가 상기 H-FDD를 지시하는 경우, 상기 기지국으로부터 제1 그룹 및 제2 그룹 중 하나의 그룹을 지시하는 그룹 스위칭 지시자를 수신하고; 및

상기 단말의 현재 그룹이 상기 그룹 스위칭 지시자가 지시하는 그룹과 일치하지 않으면 상기 그룹 스위칭 지시자가 지시하는 그룹으로 변경하되,

하향링크 프레임은 하향링크 대역에서 제1 하향링크 서브프레임 및 제2 하향링크 서브프레임의 순서로 구성되고, 상향링크 프레임은 상향링크 대역에서 제2 상향링크 서브프레임 및 제1 상향링크 서브프레임의 순서로 구성되며,

상기 변경한 그룹이 상기 제1 그룹인 경우 상기 단말은 상기 제1 하향링크 서브프레임에서 신호를 수신하고 상기 제1 상향링크 서브프레임에서 신호를 전송하고,

상기 변경한 그룹이 상기 제2 그룹인 경우 상기 단말은 상기 제2 하향링크 서브프레임에서 신호를 수신하고 상기 제2 상향링크 서브프레임에서 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.