KR100527001B1

KR100527001B1 - Ｏｆｄｍ 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법

Info

Publication number: KR100527001B1
Application number: KR10-2003-0024664A
Authority: KR
Inventors: 예충일; 이유로; 권동승; 임선배; 황승구
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2005-11-08
Also published as: KR20040090736A

Abstract

본 발명은 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법에 관한 것이다. 일반적으로 OFDMA (=OFDM/FDMA) 방식은 주파수 영역과 타임 영역에서 이차원적 자원 할당이 가능하므로 시간 영역에서만 자원 할당이 가능한 OFDM/TDMA 방식에 비하여 세밀한 자원 할당이 가능하므로 적은 양의 데이터를 전송하는 데 적합하다. 그러나 OFDMA 방식은 동일 시간에 주파수 영역을 나누어 사용하는 가입자들이 전송하는 상??링크 신호들이 동일한 시각에 기지국에 도달되도록 하기 위하여 별도의 전파 자원과 복잡한 제어가 요구된다. 따라서 본 발명은 세밀한 입상(granularity)이 요구되는 상향링크 버스터(burst)를 구성하는 OFDM 심볼의 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)를 세밀한 입상이 요구되지 않는 상향 또는 하향링크 버스터를 구성하는 OFDM 심볼의 사이클릭 프리픽스보다 크게 하여 복잡한 타이밍 제어, 및 이러한 제어를 위한 별도의 자원 할당 및 절차 없이 효과적인 자원 사용하도록 한다.

즉, 본 발명은 세밀한 입상이 요구되는 상향링크 버스터를 구성하는 OFDM 심볼의 사이클릭 프리픽스를 크게 설정하고, 기지국은 자신이 지정한 경계부터 샘플링한 후 상향링크 버스터의 앞에 삽입된 프리앰블을 이용하여 채널 추정 및 보정을 하면 다중경로 전파 및 왕복 지연(round trip delay)에 의한 타이밍 오류가 모두 정정되므로 별도의 상향링크 타이밍 제어가 없더라도 기지국은 성능 저하 없이 복조할 수 있다.

Description

ＯＦＤＭ 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법{ Method FOR RESOURCE USING THROUGH VARIABLE CYCLIC PREFIX BEING APPLIED TO SUB-CARRIER ASSIGNMENT IN OFDM SYSTEM}

본 발명은 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법에 관한 것이다.

OFDM 심벌은 여러 개의 부반송파로 구성되며, 각 부반송파는 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 등으로 변조된다. 1개의 OFDM 심벌이 운반하는 데이터 양은 아래 수학식 1과 같다.

여기서, S는 OFDM 심벌이 운반하는 비트 수, Nu는 유용한 부반송파 수, m은 BPSK의 경우에 1, QPSK의 경우에 2, 16QAM의 경우에 4, 64QAM의 경우에 6을 각각 나타낸다.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식은 주파수 영역과 시간 영역에서 이차원적 자원 할당이 가능하므로 시간 영역에서만 자원 할당이 가능한 OFDM/TDMA 방식에 비하여 세밀한 자원 할당이 가능하다.

이러한 OFDMA 방식에서는 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 사용하므로 제어, 시그널링(signaling) 등의 작은 데이터 양으로 구성된 정보를 전송할 경우에 자원의 낭비를 막을 수 있다.

OFDMA 방식은 적은 양의 데이터를 전송하는데 적합하지만, 동일 시간 영역을 사용하지만 서로 다른 주파수 영역을 사용하는 가입자들이 전송하는 상향링크 신호들이 동일한 시각에 기지국에 도달되도록 하기 위하여 별도의 자원과 복잡한 제어가 요구된다는 문제점이 있다.

본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 다수의 사용자가 부반송파를 나누어 사용하고, 정보량에 따라 사이클릭 프리픽스의 길이를 달리하여 복잡한 타이밍 제어 없이 세밀한 입상 효과를 얻어 자원 낭비를 방지할 수 있는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 세밀한 입상이 요구되는 상향링크 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 사용되는 사이클릭 프리픽스의 길이를 세밀한 입상이 요구되지 않는 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 사용되는 사이클릭 프리픽스의 길이보다 길게 하여 특별한 자원 할당, 절차 및 상향링크 타이밍 제어 없이 상향링크의 일부를 OFDMA 방식으로 하고, 나머지 상향링크를 OFDM/TDMA 방식으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법은, 상향링크에서 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들을 다수의 사용자가 나누어 사용하는 OFDM 시스템에서의 자원 사용 방법에 있어서, a) 제어 및 시그널 정보를 전송하는 상향 링크 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 삽입되는 사이클릭 프리픽스 길이를, 트래픽 정보를 전송하는 하향 또는 상향 링크 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 삽입하는 사이클릭 프리픽스보다 최대 왕복 지연만큼 길도록 설정하여 전송 버스트를 구성하는 단계; 및 b) 상기 a) 단계에서 상기 전송 버스트가 기지국으로 전송되면, 상기 기지국은 자신이 설정한 슬롯 경계를 기준으로 일정 시간 경과한 후에 샘플링하여 데이터를 복조하는 단계를 포함한다.

삭제

상기 a) 단계에서 사이클릭 프리픽스의 길이를 설정하는 단계는, 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하는 단계는, 주파수 다이버시티(Frequency Diversity)를 고려하여 할당된 부반송파들을 정해진 수만큼의 부채널로 그룹짓고, 상기 부채널의 그룹에 할당된 부반송파들은 일련의 숫자로 구분하는 것이 바람직하다.

상기 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하는 단계는, 상기 기지국이 사용하는 부반송파 주파수와 사용자가 사용하는 부반송파 주파수의 차이를 사용자별 보상하기 위해 상기 부채널마다 4개의 파일럿을 배치하고, 상기 파일럿을 제외한 나머지 부반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.

상기 b) 단계에서 샘플링하는 단계는,

상기 기지국에 가장 늦게 도착하는 전송 버스트가 슬롯 경계로부터 t1만큼 떨어지고, 상기 사이클릭 프리픽스의 길이가 t2(t1<t2)일 경우에, 상기 기지국은 자신이 설정한 슬롯 경계에서 t3(t1<t3<t2)만큼 떨어진 위치에서 샘플링을 시작하여 상향 링크에서의 심볼 타이밍을 복구하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 OFDM/TDMA/TDD 방식의 프레임 구조를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, OFDM/TDMA/TDD의 프레임 구조는 크게 하향링크(downlink) 부분과 상향링크(uplink) 부분으로 나누어지고, 하향링크 부분은 하나의 버스트(burst), 상향 링크 부분은 여러 개의 버스트들로 구성된다. 이때 상향 링크 부분의 각 버스트들 사이에는 타임 갭(time gap)이 존재한다.

하향링크의 버스트는 프레임 시작 검출, AGC(Automatic Gain Control)를 위한 짧은 프리엠블(short preamble), AFC(Automatic Frequency Control)를 위한 긴 프리엠블(long preamble), 데이터 전송을 위한 다수의 슬롯(slot)들로 구성된다.

상향링크의 버스트는 버스트 시작 검출을 위한 짧은 프리엠블, 데이터 전송을 위한 단일 슬롯으로 구성된다. 링크 관리(link management), 랜덤 액세스(random access)는 정보량이 적어 짧은 프리엠블과 미니 슬롯(mini slot)으로 구성된다.

이때, 슬롯은 여러 개의 OFDM 심벌로 구성되며, 미니 슬롯은 1개의 OFDM 심벌로 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같은 프레임 구조를 갖는 시스템에서의 단말은 하향 버스트의 앞 부분에 삽입된 짧은 프리엠블을 이용하여 프레임의 시작점을 알 수 있고, 이 프레임 시작점을 기준으로 단말은 자신에게 할당된 슬롯의 시작점을 알 수 있다.

그러나 단말들은 셀 내에 산재하므로 기지국과 셀 내의 각 단말 사이의 전파 경로는 서로 다르다. 따라서 각 단말이 인식하는 프레임 시작 위치와 슬롯 위치는 전파 지연 시간의 차이에 따라 달라진다.

OFDMA 방식의 경우에, OFDM 심벌을 구성하는 부반송파를 나누어서 몇 개의 부채널로 만들고, 이들 부채널들을 다수의 사용자들에게 할당하여 사용자들은 동일한 시간 영역을 사용하지만 서로 다른 주파수 영역을 사용하게 된다.

따라서 동일 슬롯을 다수의 사용자가 동시에 사용하더라도 각 사용자가 사용하는 부반송파가 서로 다르므로 가입자 구분이 가능하다.

그러나 OFDAM 방식에서 다수의 사용자가 같은 슬롯을 이용하여 기지국에 정보를 전송하려면 다수의 사용자가 송출한 전송 버스트들이 기지국에 도달하는 시각이 일치하도록 하는 기술이 요구된다.

도 2는 OFDMA 방식에서 각기 다른 시간 지연(delay)을 가지고 기지국에 도착하는 부반송파를 나누어 사용하는 상향 링크 버스트를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사용자들은 다른 부채널을 사용하여 동일 시간 구간에서 전송 버스트를 송출하면, 상이한 전파 지연으로 인하여 각 부채널이 기지국에 도착하는 시각이 각기 다르다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예의 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법에서 길이가 긴 사이클릭 프리픽스를 사용하는 버스트의 프리앰블 삽입과 OFDM 심볼 타이밍 복구에 관한 프레임 구성을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 왕복 지연(round trip delay)을 고려하여 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스 길이를 충분히 크게 설정할 경우에, 기지국은 타이밍 제어 없이 일정 위치부터 샘플링하고, 프리앰블을 이용하여 채널추정 및 보정을 할 경우에도 성능 저하 없이 복조가 가능하다.

도 3에서 왕복 지연과 다중경로 지연(multipath delay)을 모두 고려하여 가장 늦게 도착하는 사용자의 전송 버스트가 기지국이 설정한 슬롯 경계로부터 t1만큼 떨어져 있다고 가정한다.

OFDM 심벌에서 사이클릭 프리픽스의 크기를 t2로 하고, t2의 크기를 t1보다 크게 한 후에 OFDM 심벌 타이밍 회복(timing recovery) 과정 없이 기지국은 자신이 지정한 슬롯 경계에서 t3(t1<t2<t3)만큼 떨어진 위치에서 샘플링을 시작한다.

기지국은 단말이 전송 버스트에 삽입한 프리엠블을 이용하여 채널 추정 및 정정을 하면 동일 슬롯을 동시에 사용하는 가입자 신호가 같은 시각에 기지국에 도달하도록 하는 타이밍제어 없이 가입자 신호를 복조할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기지국은 자신이 지정한 슬롯 경게에서 t3만큼 떨어진 곳에서 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈만큼 샘플링하여 채널을 추정한다.

이후 Ts 구간마다 FFT 사이즈만큼 샘플링하여 채널을 보상하면 동일 슬롯을 사용하여 버스트를 전송하는 가입자를 구분할 수 있다.

기지국은 세밀한 입상(granularity)이 요구되는 경우에만 사이클릭 프리픽스의 길이를 크게 사용하고, 세밀한 입상이 요구되지 않는 데이터 전송의 경우에 지연 확산(delay spread)만 고려하면 되므로 사이클릭 프리픽스의 길이를 작게 사용한다.

그 후, 기지국 자신이 지정한 경계로부터 일정 지연에서부터 샘플링하여 복조를 수행함으로써 데이터 복구를 가능토록 한다.

통신시 입상 측면에서 정보는 제어 및 시그널링 관련 정보, 사용자 트래픽 정보로 크게 분류된다.

제어 관련 정보는 아주 세밀한 입상이 요구되는 정보, 시그널링 관련 정보는 중간 정도의 세밀한 입상이 요구되는 정보, 사용자 트래픽 정보는 입상이 요구되지 않는 정보이다.

위에서, 데이터는 일반적으로 시그널링 정보와 트래픽 정보를 합친 것이고, 제어 관련 정보는 빈번하게 발생하지만 시그널링 정보는 빈번하게 발생하지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 상향 링크의 제어관련 정보와 시그널링 정보를 전송할 때에 한하여 OFDM 심벌을 구성하는 사이클릭 프리픽스의 길이를 다중경로, 왕복지연 등을 고려하여 충분히 크게 함으로써 타이밍 제어를 위한 별도의 자원 할당과 제어 없이 부반송파를 사용자가 나누어 가지는 것이 가능하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 실시예의 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법을 각 부채널에 배치되는 부반송파 그룹들을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

ASK/NASK, 랜덤 액세스, 시그널링 등을 위한 정보량은 매우 작아 전체 부반송파를 이용하여 전송할 경우에, 자원 활용의 효율성을 기대할 수 없으므로, 이를 보완하여 세밀한 입상을 얻기 위해 OFDMA 방식을 사용하면 상향 링크의 버스트가 기지국에 도달하는 시각을 일치시켜야 한다.

아래 표 1은 OFDM 파라미터에 대한 일례를 보여주고 있다.

OFDM 파라미터(Parameter)	값(value)
Sampling period	16 MHz
FFT period	32 usec
Cyclic prefix period	4 usec
Symbol period	36 usec
Number of used subcarriers	290
FFT size	512
Subcarrier spacing	31.25kHz
Occupied bandwidth	9.0625MHz

도 1에 도시된 바와 같은 프레임 구조는 HIPERLAN Type 2, IEEE 802.16a OFDM mode 등 표준화 규격에서 채택된 일반적인 형태이다. 이러한 프레임의 하향링크에는 그 하향 슬롯 앞에 프레임 동기(frame sync) 획득, AGC를 목적으로 짧음 프리엠블(short preamble), 단말이 AFC를 운영할 수 있도록 하는 긴 프리엠블(long preamble)을 삽입된다.

하향 링크의 전송 버스트를 구성하는 처음 슬롯은 셀(cell) 공통 정보, 프레임 구성, 앞의 프레임에서 신청한 랜덤 액세스 결과, 앞 프레임의 상향 링크의 전송 버스트에 대한 ACK/NACK 정보를 전송한다.

하향 링크의 전송 버스트에서 처음 슬롯을 제외한 나머지 슬롯들은 지정된 사용자를 위한 데이터를 운반한다. 상향 링크의 전송 버스트는 전송 버스트 시작점을 알리기 위한 짧은 프리엠블과 하나의 슬롯으로 구성되는데 각 슬롯은 특정 사용자의 데이터 정보를 운반한다.

하향 링크와 상향 링크에서 사용된 짧은 프리엠블은 다른 종류를 사용하여 프레임 시작점과 상향 링크의 버스트 시작점을 구분하도록 한다. 각 슬롯은 다수 개의 OFDM 심벌로 구성된다. 프레임의 마지막은 링크 제어(link control), 랜덤 액세스(random access)를 위한 작은 상향 버스트들로 구성된다.

데이터 통신에서는 한 프레임 내에서 동일 사용자에게 하향 슬롯과 상향 슬롯을 동시에 할당하는 경우가 자주 발생하지 않으므로 ARQ 등을 위해 하향 슬롯에 대한 ACK/NACK를 위한 링크 관리(link management)용 상향링크 미니 버스트(uplink mini burst)를 두어야 한다.

상향 링크 미니 버스트는 버스트 시작 구분을 위한 짧은 프리엠블과 미니 슬롯으로 구성되고, 미니 슬롯은 한 개의 OFDM 심볼로 구성된다.

미니 슬롯은 링크 제어 및 랜덤 액세스를 위한 정보의 양이 작아 자원 낭비를 방지하기 위해 구성되는 것이다.

OFDM 심볼 길이를 36sec, 프레임의 길이를 10msec, 11개의 OFDM 심볼이 하나의 슬롯을 구성한다고 하면 버스트 간의 보호 시간를 고려하여 23개의 슬롯을 하나의 프레임에 둘 수 있다. 또한 작은 슬롯 4개를 하나의 슬롯 안에 둘 수 있다.

만일 하나의 프레임에 10개의 랜덤 액세스용 미니 슬롯과 20개의 링크 제어용 미니 슬롯을 두게 되면 모두 8 개의 슬롯이 필요하다. 이 경우에, 프레임에서 상당한 수의 슬롯이 사용자 트래픽 정보 전송 용도가 아닌 제어 정보 전송 용도로 사용되므로 프레임 효율이 저하된다. 상향링크에서 사용자들이 부반송파를 나누어 사용할 경우 이 문제를 해결할 수 있다.

일례로, 290개의 부반송파를 29개씩 묶어서 10개의 부채널을 만들고, 1~290의 숫자로 부반송파를 구분하면 각 부채널에 배치되는 부반송파는 아래 표 2와 같다.

그룹	각 그룹에 할당된 부반송파의 위치
1	1,11,21,31,41,51,61,71,81,91,101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,201,211,221,231,241,251,261,271,281
2	2,12, 22,32,42,52,62,72,82,92,102,112,122,132,142,152,162,172,182,192,202,212,222,232,242,252,262,272,282
3	3,13, 23,33,43,53,63,73,83,93,103,113,123,133,143,153,163,173,183,193,203,213,223,233,243,253,263,273,283
4	4,14, 24,34,44,54,64,74,84,94,104,114,124,134,144,154,164,174,184,194,204,214,224,234,244,254,264,274,284
5	5,15, 25,35,45,55,65,75,85,95,105,115,125,135,145,155,165,175,185,195,205,215,225,235,245,255,265,275,285
6	6,16, 26,36,46,56,66,76,86,96,106,116,126,136,146,156,166,176,186,196,206,216,226,236,246,256,266,276,287
7	7,17, 27,37,47,57,67,77,87,97,107,117,127,137,147,157,167,177,187,197,207,217,227,237,247,257,267,277,284
8	8,18, 28,38,48,58,68,78,88,98,108,118,128,138,148,158,168,178,188,198,208,218,228,238,248,258,268,278,284
9	9,19, 29,39,49,59,69,79,89,99,109,119,129,139,149,159,169,179,189,199,209,219,229,239,249,259,269,279,284
10	10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,260,270,280,290

표 2와 같이 부반송파를 할당하게 되면, 사이즈가 작은 정보들을 다수의 사용자가 나누어서 동시에 사용할 때 주파수 다이버시티를 얻을 수 있다.

각 사용자는 별도의 VCO를 사용하므로 기지국이 사용하는 반송파 주파수와 사용자가 사용하는 반송파 주파수의 차이는 사용자별 다르다.

따라서, 사용자별 주파수 차이를 보상하기 위해, 즉 보정되지 않는 주파수 옵셋(offset)에 의한 각도 회전을 보상하기 위해 부 채널마다 4개의 파일럿(pilot)을 배치하는데, 파일럿의 위치는 아래 표 3과 같다.

그룹	각 그룹에 할당된 부반송파중 파일럿에 할당된 부반송파
1	61,131, 201, 271
2	62, 132, 202, 272
3	63, 133, 203, 273
4	64,134, 204, 274
5	65, 135, 205, 275
6	66, 136, 206, 276
7	67, 137, 207, 277
8	68, 138, 208, 278
9	69, 139, 209, 279
10	70, 140, 210, 280

파일럿을 제외한 나머지 부반송파를 이용하여 데이터를 전송한다.

그룹	그룹별 할당된 부반송파 중 데이터에 할당된 부반송파
1	1,11,21,31,41,51,71,81,91,101,111,121 ,141,151,161,171,181,191 ,211,221,231,241,251,261 ,281
2	2,12, 22,32,42,52,72,82,92,102,112,122 ,142,152,162,172,182,192 ,212,222,232,242,252,262 ,282
3	3,13, 23,33,43,53 ,73,83,93,103,113,123 ,143,153,163,173,183,193 ,213,223,233,243,253,263 ,283
4	4,14, 24,34,44,54 ,74,84,94,104,114,124 ,144,154,164,174,184,194 ,214,224,234,244,254,264 ,284
5	5,15, 25,35,45,55 ,75,85,95,105,115,125 ,145,155,165,175,185,195 ,215,225,235,245,255,265 ,285
6	6,16, 26,36,46,56 ,76,86,96,106,116,126 ,146,156,166,176,186,196 ,216,226,236,246,256,266 ,287
7	7,17, 27,37,47,57 ,77,87,97,107,117,127 ,147,157,167,177,187,197 ,217,227,237,247,257,267 ,284
8	8,18, 28,38,48,58 ,78,88,98,108,118,128 ,148,158,168,178,188,198 ,218,228,238,248,258,268 ,284
9	9,19, 29,39,49,59 ,79,89,99,109,119,129 ,149,159,169,179,189,199 ,219,229,239,249,259,269 ,284
10	10,20,30,40,50,60 ,80,90,100,110,120,130 ,150,160,170,180,190,200 ,220,230,240,250,260,270 ,290

각 사용자는 처음 OFDM 심볼 기간 동안은 부채널에 할당된 모든 부반송파를 파일럿으로 사용한다.

링크 관리와 랜덤 액세스에서 사이클릭 프리픽스의 길이를 16usec로 할 경우 OFDM 심볼 길이는 48usec가 된다. 링크 관리용 정보 및 랜덤액세스용 정보의 크기가 100 bit라고 하면 각 그룹에 데이터 용도로 할당된 부반송파의 수가 25개 이므로 QPSK를 사용할 경우에 2개의 OFDM 심볼 길이 동안 상향 링크 미니 버스트를 정의하면 된다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예의 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법에서 링크 관리, 랜덤 액세스를 위해 사용하는 OFDMA, 그 외의 경우에 사용하는 OFDM/TDMA을 사용하는 프레임 구성을 도시한 것으로서, OFDMA 방식의 경우에 길이가 긴 사이클릭 프리픽스를 사용한다.

도 4에 도시된 바와 같이 burst를 구성할 경우에 30개의 상향링크 미니 버스터를 구성할 경우 프레임에서 적은 시간 구간을 차지한다.

제어 관련 정보에 대하여 OFDM 심벌의 cyclic prefix의 길이를 크게 하여 세밀한 입상(fine granularity)를 부여할 경우에 프레임 효율이 크게 개선되고 상향 burst가 동일한 시각에 기지국에 도달되도록 하기 위해 사용되는 복잡한 타이밍 제어 없이 구성이 가능하다. 그리고, 랜덤 액세스에 대하여 세밀한 입상을 부가하여 자원을 효과적으로 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 상향링크에서 제어 및 시그널 정보를 전송할 때에 한하여 OFDM 심볼을 구성하는 사이클릭 프리픽스의 길이를 다중 경로, 왕복 지연(multipath, round trip delay) 등을 고려하여 충분히 크게 함으로써 기지국이 타이밍 제어를 위한 별도의 자원 할당과 제어 없이 부반송파를 사용자가 나누어 가지는 것이 가능하게 한다.

즉, 세밀한 입상이 요구되는 정보에 대하여 사이클릭 프리픽스의 길이를 길게 하고, 기지국은 자신이 지정한 경계로부터 일정 지연 후 샘플링하여 복조함으로써 데이터 복구가 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 프레임 내에 OFDM/TDMA 방식과 OFDMA 방식이 혼재한 형태로서 간단한 하드웨어 형태를 이용해 자원 사용 효율을 크게 개선할 수 있다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법은 단말이 세밀한 입상이 요구되는 정보에 대해 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스를 세밀한 입상이 요구되지 않는 정보보다 길게 하여 기존에 비해 프레임 효율을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법은 기지국이 단말로부터 전송되는 전송 버스트들을 자신이 설정한 슬롯 경계에서 일정 시간 경과한 후부터 샘플링 및 데이터 복조를 수행함으로써 복잡한 타이밍 제어 없이 제어, 랜덤 액세스에 대하여 세밀한 입상을 부가하여 자원 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예의 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법에서 링크 관리, 랜덤 액세스를 위해 사용하는 OFDMA, 그 외의 경우에 사용하는 OFDM/TDMA을 사용하는 프레임 구성을 도시한 것이다.

Claims

상향링크에서 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들을 다수의 사용자가 나누어 사용하는 OFDM 시스템에서의 자원 사용 방법에 있어서,

a) 제어 및 시그널 정보를 전송하는 상향 링크 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 삽입되는 사이클릭 프리픽스 길이를, 트래픽 정보를 전송하는 하향 또는 상향 링크 버스트를 구성하는 OFDM 심볼에 삽입하는 사이클릭 프리픽스보다 최대 왕복 지연만큼 길도록 설정하여 전송 버스트를 구성하는 단계; 및

b) 상기 a) 단계에서 상기 전송 버스트가 기지국으로 전송되면, 상기 기지국은 자신이 설정한 슬롯 경계를 기준으로 일정 시간 경과한 후에 샘플링하여 데이터를 복조하는 단계

를 포함하는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 a) 단계에서 사이클릭 프리픽스의 길이를 설정하는 단계는,

부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하는 단계는,

주파수 다이버시티(Frequency Diversity)를 고려하여 할당된 부반송파들을 정해진 수만큼의 부채널로 그룹짓고, 상기 부채널의 그룹에 할당된 부반송파들은 일련의 숫자로 구분하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 부반송파를 다수의 사용자가 나누어 동시에 사용하는 단계는,

상기 기지국이 사용하는 부반송파 주파수와 사용자가 사용하는 부반송파 주파수의 차이를 사용자별 보상하기 위해 상기 부채널마다 4개의 파일럿을 배치하고, 상기 파일럿을 제외한 나머지 부반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 b) 단계에서 샘플링하는 단계는,

상기 기지국에 가장 늦게 도착하는 전송 버스트가 슬롯 경계로부터 t1만큼 떨어지고, 상기 사이클릭 프리픽스의 길이가 t2(t1<t2)일 경우에,

상기 기지국은 자신이 설정한 슬롯 경계에서 t3(t1<t3<t2)만큼 떨어진 위치에서 샘플링을 시작하여 상향 링크에서의 심볼 타이밍을 복구하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템에서 가변적인 사이클릭 프리픽스를 적용한 부반송파 할당을 통한 자원 사용 방법.