KR100902499B1

KR100902499B1 - 광대역 무선통신시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법

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Publication number: KR100902499B1
Application number: KR1020050070488A
Authority: KR
Inventors: 노정민; 장재혁; 장영빈; 조영권; 김영균; 최준영; 박동식; 임은택
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2009-06-15
Also published as: US20070060149A1; US7724721B2; KR20070016208A

Abstract

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송신기 장치에 있어서, 송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하는 제어채널 구성부와, 상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 버스트 구성부와, 상기 제어채널 구성부로부터의 버스트할당정보와 상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트를 송신하기 위한 송신부를 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 기존의 CID(Connection ID)를 사용자 식별자(UID : user ID)와 트래픽 식별자(TID : traffic ID)로 세분화하고, 맵(MAP)채널의 메시지에는 UID를 기록하고 MAC 헤더에는 TID를 기록함으로써, DL-MAP 및 UL-MAP에 포함되는 정보량과 데이터 패킷의 헤더(MAC 헤더)의 정보량을 감소시키는 효과가 있다.

맵채널, OFDMA, S-OFDMA, CID, UID, TID, MAC

Description

광대역 무선통신시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING FRAME DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 통상적인 OFDMA기반의 무선통신시스템에서 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 2는 종래기술에 따른 OFDMA기반의 무선통신시스템에서 맵 채널 구성을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 맵채널 구성을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 구성하기 위한 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 맵채널 구성을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 구성하기 위한 절차를 도시하는 도면.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 무선통신시스템에서 프레임의 오버헤드(overhead)를 감소하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 예를 들어, IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격에 채택하고 있다.

도 1은 통상적인 OFDMA기반의 무선통신시스템에서 프레임 구조를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 상기 OFDMA 규격에서는 개념적인 주파수 및 시간영역에서의 데이터 전송 단위를 각각 서브채널(Subchannel)과 심볼(Symbol)로 나타내었으며, 하나의 사용자(단말기)에게 보낼 수 있는 최소의 데이터 단위는 하나의 서브채널과 하나의 심볼로 이루어진다. 수직축은 주파수 자원 할당 단위인 서브채널의 인덱스를 나타내며, 하나의 프레임은 s번째부터 (s+L)번째까지 L+1개의 서브채널들로 구성된다. 수평축은 시간 자원 할당 단위인 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내며, 하나의 프레임은 k번째부터 (k+M)번째까지에 해당하는 M+1개의 하향링크(Downlink) OFDM 심볼들과 (k+M+1)번째부터 (k+M+N)까지에 해당하는 N개의 상향링크(Uplink) OFDM 심볼들로 구성된다. 그리고, 하향링크와 상향링크 사이에는 시간가드영역(Guard region)인 TTG(Transmit/receive Transition Gap)가 존재한다.

상기 OFDMA의 프레임에서 하향링크 구간에는 프리앰블(Preamble), FCH(Frame Control Header), DL-MAP, UL-MAP, 하향링크 버스트(DL-Burst)들이 구성되고, 상향 링크 구간에서는 상향링크 버스트(UL-Burst)들이 구성된다. 상기 프리앰블은 사용자들에게 시간 및 주파수 동기 그리고 셀 정보를 제공하기 위해 사용되고, FCH는 DL-MAP을 디코딩(Decoding)하기 위한 정보를 담고 있으며, DL-MAP은 기지국에서 전송하는 하향링크 버스트들이 어느 사용자의 데이터인지, 프레임내에서 어느 영역에 위치되는지를 알려주는 정보를 가지고 있다. 한편, 상기 UL-MAP은 사용자(단말)들이 전송하는 상향링크 버스트들에 대한 정보를 담고 있다.

상기 버스트 하나를 구성하기 위해서는 적어도 하나의 서브채널과 적어도 하나의 심볼이 필요하다. 여기서, 상기 심볼은 물리적으로 시간의 순서와 같아서, k번째 심볼의 시간 다음에는 (k+1)번째 심볼, 그리고, 마지막으로 (k+M+N)번째 심볼이 배치되지만, 서브채널은 s번째 서브채널과 s+1번째 서브채널이 물리적으로 인접해 있는 서브채널일 수도 있고 아닐 수도 있다. 그 이유는 OFDM 기술의 특성상, 신호가 무선채널을 통과하게 되면 주파수 선택적(Frequency selective)인 특성을 갖기 때문에, 서브채널을 물리적으로 인접하지 않는 서브캐리어(subcarrier)들로 구성하기 때문이다.

상기한 바와 같이, 하나의 논리적인 서브채널을 구성하기 위해서 실제 물리적인 서브캐리어를 서브채널에 매핑(Mapping)하는 것을 서브채널할당(subchannel allocation)이라고 하고, IEEE 802.16 OFDMA 규격에서는 여러 가지 서브채널 할당기법이 있다. 대표적으로, FUSC(full usage of subcarrier), PUSC(partial usage of subcarrier) 등으로 대표되는 다이버시티(Diversity) 서브채널할당 기법과 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 서브채널할당 기법이 있다. 상기 다이버시티 서브채널할당 기법은 전술한 바와 같이 논리적인 서브채널을 구성하고 있는 물리적인 서브캐리어들을 흐트러뜨림으로써 주파수 선택적 특징을 가지는 무선채널에 잘 대처할 수 있는 특징이 있다. 반대로, 상기 AMC 서브채널 할당 기법은 물리적으로 서로 인접해 있는 서브캐리어들로 서브채널을 구성한다. 상기 AMC 채널할당 기법을 사용하는 경우, 송신기는 주파수 선택적인 서브채널 중에서 채널상황이 좋은 서브채널을 알아내고, 상기 서브채널의 변조(Modulation)와 채널코딩(Channel coding) 방식을 변경함으로써 전송효율(Throughput)을 높인다.

전술한 바와 같이, IEEE 802.16의 OFDMA에서는 다양한 서브채널할당 기법을 사용해 무선채널 상황에 적응적으로 대처하도록 하고 있으며, 프레임내의 하향링크 버스트 및 상향링크 버스트를 최소 하나의 서브채널 및 하나의 심볼 단위로 할당할 수 있도록 함으로써, 프레임 구성의 자유도를 최대화하고 있다.

하지만, 자유도가 높아지는 만큼 보내야할 제어정보도 많아져서 여러 사용자의 데이터가 프레임내에 혼재해 있는 경우, DL-MAP, UL-MAP을 통해 사용자에게 알려주는 제어정보는 상당한 오버헤드로 작용하게 된다. 실예로, 대역폭(BW : Bandwidth) 10MHz, 2048-FFT(Fast Fourier Transform) 모드에서 하나의 사용자에게 프레임내의 데이터의 위치를 알려주기 위해서는 최소한 " CID(16bit) + 데이터의 시작점(14bit) + 데이터의 크기(13bit)"로 총 43비트가 필요하고, 여기에 서브채널할당 기법 및 다른 필요한 제어정보를 포함하면 실제로 전송해야 하는 제어정보는 매우 증가하게 된다. 사용자가 많아질 경우, 데이터를 얼마 전송하지도 못하는 최악의 사태가 발생할 수도 있다.

또한, 실제로 하향링크 버스트(DL-Burst)를 구성하는 데이터 패킷들은 같은 MCS(Modulation and Coding Scheme) 수준을 사용하는 여러 사용자들의 패킷들이므로, DL-MAP에서 알려주는 하향링크 버스트(DL_Burst)의 위치만으로는 사용자 자신의 데이터 위치를 정확히 알 수 없다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 자신의 데이터를 구별할수 있도록 맵채널에서 사용한 것과 동일한 CID(16bit)를 사용자 데이터(패킷)의 헤더에 포함시킨다. 이와 같이, 종래의 프레임은 동일한 정보(CID)가 맵채널 뿐만 아니라 각 데이터 패킷의 헤더에 중복 기록되어 데이터 전송 효율이 감소되는 문제점이 있다.

따라서, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 시간영역 및 주파수 영역의 무선자원을 효율적으로 사용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임의 오버헤드를 감소하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 채널 구성 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 제어 채널의 오 버헤드를 감소하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 트래픽 채널의 오버헤드를 감소하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 송신기 장치에 있어서, 송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하는 제어채널 구성부와, 상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 버스트 구성부와, 상기 제어채널 구성부로부터의 버스트할당정보와 상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트를 송신하기 위한 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신기 장치에 있어서, 수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하고, 상기 수신기의 식별자가 존재할 경우 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트의 할당 정보를 획득하는 제어채널 복원부와, 상기 획득된 할당 정보에 따라 해당 시간-주파수 영역에서 트래픽 데이터를 수신하는 수신부와, 상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 트래픽 복원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서, 송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하여 송신하는 과정과, 상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 과정과, 상기 버스트할당정보에 따라 상기 데이터 버스트를 해당 자원 영역에 매핑하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서, 수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하는 과정과, 상기 수신기의 식별자가 존재할 경우, 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트의 할당 정보를 획득하는 과정과, 상기 획득된 할당 정보에 따라 해당 시간-주파수 영역에서 트래픽 데이터를 수신하는 과정과, 상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 OFDM(OFDMA) 기반의 광대역 무선통신시스템에서 프레임의 오버헤드를 감소하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다. 이하, 설명의 편의를 위해 하향링크 위주로 살펴보지만, 상향링크 맵 정보 및 상향링크 버스트도 동일하게 구성됨은 자명하다 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 맵채널 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 맵채널은 각 버스트(Burst#k)에 대한 할당정보를 포함한다. 상기 k번째 버스트 할당정보는, 상기 k번째 버스트에 사용된 변조레벨(MCS레벨), 상기 k번째 버스트의 시작점(심볼오프셋, 서브채널오프셋), 상기 k번째 버스트의 길이(심볼개수, 서브채널개수), 그리고 상기 k번째 버스트를 수신할 사용자의 식별자(UID)를 포함한다. 그리고, 상기 k번째 버스트에 실리는 각 패킷의 헤더에는 서비스의 종류를 나타내는 트래픽 식별자(TID)가 기록된다.

상기 UID(예 : 8 비트)와 TID(예 : 8 비트)는 맥(MAC) 계층(layer)에서 생성된다. 임의의 사용자에게 데이터를 전송하는 경우, 상기 사용자의 고유 식별자인 UID는 맵채널의 메시지에 기록되고, 서비스 종류를 나타내는 TID는 사용자 패킷의 헤더(맥 헤더)에 기록된다. 사용자는 먼저 수신되는 맵채널 메시지에 자신의 UID가 존재하는지 확인하고, 자신의 UID가 존재할 경우 해당 버스트 영역에서 자신의 패킷을 수신한다. 수신된 패킷은 맥계층에서 헤더가 분석되며, 상기 헤더에 기록된 TID를 보고 서비스의 종류를 판단한다. 실제로, 하나의 프레임에 할당되는 사용자들의 수가 많지 않기 때문에, 버스트를 MCS레벨이 아닌 사용자를 기준으로 분류하여도 맵채널의 정보 양이 크게 증가하지는 않는다.

종래기술과 같이, CID를 사용했을 때, 하나의 사용자에 대하여 맵채널에 기록되는 식별자(ID)와 데이터버스트에 기록되는 식별자를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다.

맵채널에 기록되는 ID	데이터버스트에 기록되는 ID
CID(16비트)	CID(16비트)

하나의 프레임에 할당되는 사용자의 수가 N이라 할 때, 맵채널에서 CID가 차지하는 총 리소스 양을 계산하면 하기 <수학식 1>과 같다.

여기서,

은 각 사용자에게 할당된 연결(connection) 개수를 나타낸다.

버스트에 실리는 패킷의 헤더에 CID를 기록하는 경우에도 총 리소스 양은 역시 상기 수학식 1과 같이 계산된다. 이렇게 계산되는 총 리소스 양은 각 채널(맵채널, 트래픽 채널 등)에 사용되는 변조레벨에 따라 변경될 수 있다. 맵채널과 데이터 버스트에 CID를 기록할 때, 상기 CID가 차지하는 총 리소스 양을 변조레벨을 고려하여 다시 계산하면 하기 <수학식 2>와 같다.

여기서,

은 맵채널의 변조레벨을 나타내고,

는 데이터 버스트채널의 변조레벨을 나타낸다.

한편, 본 발명과 같이, UID와 TID를 사용할 경우, 하나의 사용자에 대하여 맵채널에 기록되는 식별자(ID)와 데이터버스트에 기록되는 식별자를 살펴보면 하기 <표 2>과 같다.

맵채널에 기록되는 ID	데이터버스트에 기록되는 ID
UID(8비트)	TID(8비트)

하나의 프레임에 할당되는 사용자의 수가 N이라 할 때, 맵채널에서 UID가 차지하는 총 리소스 양을 계산하면 하기 <수학식 3>과 같다.

여기서,

은 각 사용자에게 할당된 연결(connection) 개수를 나타낸다.

버스트에 실리는 패킷의 헤더에 TID를 기록하는 경우에도 총 리소스 양은 역시 상기 수학식 3과 같이 계산된다. 이렇게 계산되는 총 리소스 양은 각 채널에 사용되는 변조레벨에 따라 변경될 수 있다. 맵채널과 데이터 버스트에 각각 UID와 TID를 기록할 때, 상기 UID와 TID가 차지하는 총 리소스 양을 변조레벨을 고려하여 다시 계산하면 하기 <수학식 4>와 같다.

여기서,

은 맵채널의 변조레벨을 나타내고,

는 데이터 버스트의 변조레벨을 나타낸다.

종래기술에 따른 <수학식 2>와 본 발명에 따른 <수학식 4>를 비교해 보면, 사용자의 수와 사용자당 사용하는 연결자의 수가 같다고 가정하고, 변조 수준이 동일하다고 가정할 때, 본 발명이 필요로 하는 시간-주파수 리소스 양은 기존방식의 반으로 줄어들게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 구성하기 위한 절차를 도시하고 있다. 일반적으로, 프레임 구성은 맥계층에서 이루어지기 때문에, 설명의 편의를 위해 동작의 주체를 맥계층으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 맥계층은 401단계에서 상위계층으로부터 사용자 패킷들을 수신하고, 403단계에서 스케쥴링을 통해 이번 프레임에 할당할 사용자 패킷들을 결정한다.

이후, 상기 맥계층은 405단계에서 상기 결정된 사용자 패킷들이 실리는 데이터 버스트들의 각각에 대하여 버스트 할당정보(예 : DL-MAP_IE)를 생성한다. 상기 버스트 할당정보는 도 3에서 설명한 바와 같이, 해당 버스트에 사용되는 변조레벨, 버스트의 시작점(심볼오프셋, 서브채널오프셋), 버스트의 길이(심볼개수, 서브채널개수) 및 버스트를 수신할 사용자의 UID(8비트) 등을 포함한다. 또한, 상기 맥계층 은 407단계에서 각 사용자 패킷에 대응하여 서비스 종류를 나타내는 TID(예 : 8비트)을 생성한다.

이후, 상기 맥계층은 409단계에서 상기 생성된 버스트 할당정보들을 가지고 맵채널 메시지를 구성한다. 그리고 상기 맥계층은 411단계에서 각 사용자 패킷 앞에 해당 TID와 다른 제어정보들을 포함하는 헤더(MAC Header)를 붙여 데이터 버스트를 구성한다. 여기서, 하나의 사용자 패킷(MAC PDU)을 가지고 데이터 버스트를 구성하는 경우를 가정하였지만, 다수의 사용자 패킷들을 가지고 데이터 버스트를 구성할 수 있음은 자명하다 할 것이다.

이와 같이, 맵채널 메시지와 트래픽 채널의 버스트들이 구성되면, 상기 맥계층은 413단계에서 상기 맵채널 메시지에 따라 상기 버스트들을 정렬하고, 415단계에서 상기 맵채널 메시지와 상기 정렬된 버스트들을 물리계층(Physical Layer)으로 전달한다. 상기 물리계층으로 전달된 프레임 데이터는 무선구간에 전송 가능하도록 가공되어 안테나를 통해 송신된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 프레임을 수신하기 위한 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 수신기는 501단계에서 프레임의 미리 정해진 영역(시간-주파수 영역)에서 맵채널을 수신하고, 상기 수신된 맵채널의 정보를 복원한다. 상기 맵채널의 정보 복원은 맥계층에서 수행된다.

이후, 상기 수신기는 503단계에서 상기 맵채널의 정보중 상기 수신기가 기지국(셀)으로부터 할당받은 UID가 존재하는지 검사한다. 만일, 상기 UID가 존재하지 않으면, 상기 수신기는 다음 프레임을 수신하기 위해 상기 501단계로 되돌아간다.

만일, 상기 UID가 존재하면, 상기 수신기는 505단계로 진행하여 상기 맵채널의 정보 중 상기 수신기의 트래픽 데이터(패킷)가 실려있는 버스트에 대한 할당정보를 추출한다. 여기서, 버스트 할당 정보는 버스트에 사용된 변조레벨, 버스트의 시작점, 버스트의 길이(주파수 점유대역폭, 시간 점유대역폭) 등을 포함한다.

이후, 상기 수신기는 507단계에서 상기 버스트 할당 정보를 이용해서 트래픽 데이터(데이터 버스트)를 수신한다. 즉, 해당 시간-주파수 영역을 통해 수신되는 데이터를 상기 변조레벨(MCS레벨)로 복조(demodulation) 및 복호(decoding)함으로써 트래픽 데이터를 수신한다.

그리고 상기 수신기는 509단계에서 상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 서비스 종류를 나타내는 TID 및 기타 제어정보를 획득한다. 상기 헤더의 정보 복원은 맥계층에서 수행된다.

상기 헤더의 정보를 복원한 후, 상기 수신기는 511단계에서 상기 헤더의 정보를 이용해 수신된 트래픽 데이터를 서비스 패킷(SDU : service data unit)으로 조립하고, 상기 서비스 패킷을 해당 상위 계층(예 : IP계층)을 통해 처리한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반의 무선통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 송신기는 크게 상위계층(Upper Layer), 맥계층(MAC Layer) 그리고 물리계층으로 구분할수 있다. 상기 맥계층은 TID발생부(601), 헤더발생부(603), 버스트 구성부(605), 트래픽채널 구성부(607), 버스트정보 발생부 (609), UID발생부(611), 맵채널 구성부(613)를 포함하여 구성된다. 상기 물리계층은 다중화기(615), 부호 및 변조기(617), OFDM변조기(619), DAC(Digital to Analog Converter)(621), RF처리기(623) 및 안테나(625)를 포함하여 구성된다.

도 6을 참조하면, 먼저 상위계층으로부터 사용자 패킷들이 맥계층으로 전달되면, TID발생부(601)는 각 사용자 패킷에 대하여 서비스 종류를 나타내는 TID를 발생한다.

헤더 발생부(603)는 상기 TID발생부(601)로부터의 TID 정보와 다른 제어정보들을 가지고 헤더(MAC Header)를 구성하여 출력한다. 여기서, 상기 다른 제어정보들은, 예를 들어 암호화(Encryption) 정보, 페이로드(payload) 길이, 상위계층으로부터의 패킷이 분할되어 전송될 경우, 몇 번째 조각(fragmentation)인지를 나타내는 정보, 헤더에러체크(HEC : Header Error Check) 코드 등이 될 수 있다.

버스트 구성부(605)는 각 사용자 패킷에 상기 헤더 발생부(603)로부터의 헤더를 붙여 데이터 버스트를 구성한다.

한편, 상기 맥계층에서는 각 사용자 패킷을 시간-주파수 자원의 특정 영역에 할당하기 위해 맵채널을 구성한다. 임의의 사용자가 기지국(셀)에 접속하면, 상기 기지국은 상기 사용자에게 UID를 할당한다. UID발생부(611)는 현재 기지국에 접속된 사용자들의 UID들을 관리하며, 상기 상위계층으로부터 사용자 패킷이 전달되면, 상기 사용자에 대한 UID를 발생한다.

버스트정보 발생부(609)는 이번 프레임에 전송되는 데이터 버스트들의 각각에 대하여 버스트 정보를 생성한다. 상기 버스트 정보는, 해당 버스트에 사용되는 변조레벨, 버스트의 시작점(심볼오프셋, 서브채널오프셋), 버스트의 길이(심볼개수, 서브채널개수) 등을 포함한다.

맵채널 구성부(613)는 상기 UID발생부(611)로부터의 UID들과 상기 버스트 정보 발생부(609)로부터의 버스트 정보들을 수집하여 각 사용자에 대한 맵정보(또는 버스트 할당 정보)를 구성한다.

트래픽채널 구성부(607)는 상기 버스트 구성부(605)로부터의 데이터 버스트들을 상기 맵채널 구성부(613)로부터의 맵정보들에 따라 정렬하여 트래픽 채널을 구성하여 출력한다.

다중화기(615)는 정해진 프레임 규격에 따라 상기 맵채널 구성부(613)로부터의 맵채널 데이터를 먼저 선택하여 출력하고, 다음으로 상기 트래픽 채널 구성부(607)로부터의 트래픽 채널 데이터를 선택하여 출력한다.

부호 및 변조기(617)는 상기 다중화기(615)로부터의 채널 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 맵채널은 FCH(Frame Control Header)에 지정된 변조수준으로 부호 및 변조되고, 상기 트래픽채널의 각 데이터 버스트는 상기 맵정보에 지정된 변조수준으로 부호 및 변조된다.

OFDM변조기(619)는 상기 부호 및 변조기(617)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(621)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(623)는 상기 DAC(621)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나(625)를 통해 송신한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 기반의 이동통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 수신기는 크게 물리계층, 맥계층 그리고 상위계층으로 구분할 수 있다. 상기 물리계층은, 안테나(701), RF처리기(700), ADC(Analog to Digital Converter)(703), OFDM복조기(705), 복조 및 복호기(707), 역다중화기(709)를 포함하여 구성된다. 상기 맥계층은 맵채널복원부(711) 와 트래픽채널 복원부(713)를 포함하여 구성된다.

도 7을 참조하면, 먼저 RF처리기(700)는 안테나(701)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(703)은 상기 RF처리기(700)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(705)는 상기 ADC(703)에서 나온 샘플데이터를 FFT하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

복조 및 복호기(707)는 상기 OFDM복조기(705)의 결과인 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조 및 복호하여 출력한다. 여기서, 상기 맵채널의 변조수준은 이전 수신된 FCH(Frame Control Header)로부터 획득되며, 트래픽 데이터(데이터 버스트)의 위치(시간-주파수 영역) 및 변조수준은 이전 수신된 맵채널에서 획득된다.

역다중화기(709)는 상기 복조 및 복호기(707)로부터의 데이터가 맵채널 데이 터이면 맥계층의 맵채널 복원부(711)로 전달하고, 트래픽 데이터이면 맥계층의 트래픽채널 복원부(713)로 전달한다.

상기 맵채널 복원부(711)는 물리계층으로부터의 맵채널 데이터에 상기 수신기의 UID가 존재하는지 검사하고, 상기 UID가 존재할 경우 트래픽 데이터를 수신할 수 있는 제어정보를 추출하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 제어정보는 예를 들어, 해당 트래픽 데이터(데이터 버스트)가 매핑된 위치(시간-주파수 영역) 및 변조수준(MCS레벨 등) 등이 될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 이러한 제어정보는 물리계층의 복조 및 복호기(707)로 제공된다.

상기 트래픽 채널 복원부(713)내 헤더 복원부(715)는 상기 역다중화기(709)로부터의 트래픽 데이터(MAC PDU)에서 헤더를 분리하고, 상기 헤더를 분석해서 패킷을 재조립하는데 필요한 제어정보를 획득한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제어정보는, 서비스의 종류를 나타내는 TID 정보, 암호화(Encryption) 정보, 페이로드(payload)의 길이, 서비스 데이터 유닛(SDU : Service Data Unit)이 분할되었을 때, 몇 번째 조각(fragmentation)인지를 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.

상기 트래픽 채널 복원부(713)내 패킷 구성부(717)는 상기 역다중화기(709)로부터의 트래픽 데이터를 상기 헤더복원부(719)로부터의 제어정보에 따라 서비스 패킷(예: Service Data Unit)으로 조립하여 상위계층으로 전달한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 CID를 사용자 식별자(UID)와 트래픽 식별자(TID)로 세분화하고, 맵채널의 메시지에는 UID를 기록하고 데이터 패킷의 헤더(맥 헤더)에는 TID를 기록함으로써, DL-MAP 및 UL-MAP에 포함되는 정보량과 데이터 패킷의 헤더(MAC 헤더)의 정보량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명을 Scalable-OFDMA(이하 S-OFDMA)시스템에 적용했을 때의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

알려진 바와 같이, S-OFDMA 시스템은 복수의 FAB(Frequency Allocation Block, 이하 서브대역)들을 지원한다. 즉, 전체 주파수 대역은 복수의 서브대역들로 분할되고, 기지국과 단말기는 유연하게 서브대역을 선택해서 통신을 수행할 수 있다. 따라서 이러한 S-OFDMA 시스템은 각 서브대역마다 맵채널이 배치되어야 한다. 이런 경우, 만약 사용자가 전체 대역에 걸쳐 자원(resource)을 할당받는다면, 동일한 맵채널 정보(예 : UID)가 서브대역마다 반복될 수 있는데, 이하 본 발명은 이와 같이 반복되는 정보를 제거하여 맵채널의 정보량을 최적화하는 방안에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 이동통신시스템에서 맵채널 구성을 설명한 도면이다. 있다. 특히, 도 8은 임의의 사용자가 적어도 2개 이상의 서브대역들에 걸쳐 자원을 할당받을 경우의 맵채널 구성과 버스트 구성에 대해 설명하고 있다.

도시된 바와 같이, 하나의 사용자(수신기)에 대하여 복수의 서브대역들로 각기 다른 성격의 트래픽을 전송할 경우, 상기 사용자에 대한 맵정보를 소정의 서브대역을 통해 전송한다. 이런 경우, 여러 대역으로 흩어져 있는 버스트들에 대한 할당정보들이 특정 서브대역의 맵채널을 통해 전송되기 때문에 사용자의 UID를 한번 만 전송해도 된다. 즉, 앞서 언급한 UID의 중복 전송으로 인한 자원 낭비를 막을 수 있다.

이와 같이, 여러 대역을 할당받은 사용자의 맵채널 정보를 특정 서브대역을 통해 전송하기 위해서는, 상기 맵채널 정보가 서브대역 할당정보를 포함하여야 한다. 본 발명은 상기 서브대역 할당정보를 "FAB_INFO"로 정의하기로 한다. 상기 FAB_INFO는 전체 대역중 사용자가 사용하는 서브대역의 개수 및 그 위치들을 알려준다. FAB_INFO에 필요한 비트수는 전체대역을 구성하는 서브대역들의 개수로 정해진다. 즉, 비트맵(bit map) 방식을 이용해 서브대역의 사용여부를 사용자에게 알려준다.

예를 들어, 전체 대역이 8개의 서브대역들로 구성되었다고 가정하면, FAB_INFO의 길이(비트맵 길이)는 8비트가 된다. 이 경우 상기 FAB_INFO가 '1 0 0 0 0 0 1 1' 이면, 사용자에게 총 3개의 서브대역들(1번째, 7번째, 8번째)이 할당되었음을 나타낸다.

한편, 맵채널의 나머지 정보들은 사용자에게 할당된 버스트들의 정보(버스트 위치, 버스트 길이, 변조레벨 등)로, 그 정보량은 서브대역별로 별도로 전송하든, 본 발명과 같이 특정 서브대역을 통해 전송하든 동일하다. 즉, 본 발명은 사용자가 여러 대역의 사용하게 될 경우 사용자의 UID가 반복해서 전송되는 문제점을 해결하는데 있다.

여기서, 하나의 사용자에 대해 서브대역별로 맵채널 정보를 전송하는 경우와 본 발명에서와 같은 특정 서브대역을 통해 맵채널 정보를 전송하는 경우를, 맵채널 에서 UID가 차지하는 리소스 양을 가지고 비교하면 다음과 같다.

먼저, 임의의 사용자에게 할당된 서브대역의 개수를 N이라 하고 서브대역별로 맵채널 정보를 전송할 때, 맵채널에서 UID가 차지하는 리소스 양을 계산하면 하기 <수학식 5>와 같다.

한편, 특정 서브대역을 통해 맵채널 정보를 한번 전송할 때, 맵채널에서 UID 및 FAB_INFO가 차지하는 리소스 양을 계산하면 하기 <수학식 6>과 같다.

예를 들어, 8개의 서브대역들로 전체 대역을 구성할 때, 상기 수학식 6의 계산값은 16비트가 되고, 상기 수학식 5의 계산값은 64비트가 된다. 즉, 본 발명을 통해 48비트의 리소스 양이 절약됨을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 이동통신시스템에서 프레임을 구성하기 위한 절차를 도시하고 있다. 특히, 도 9는 전체 대역(예 : 8개의 서브대역들)을 사용하는 사용자에 대한 데이터 전송을 설명한 것으로, 상기 사용자에 대한 맵채널 정보는 첫 번째 서브대역(FAB1)을 통해 전송되는 것으로 가정하기로 한다. 일반적으로, 프레임 구성은 맥계층에서 이루어지기 때문에, 설명의 편의를 위해 동작의 주체를 맥계층으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 9를 참조하면, 맥계층은 901단계에서 상위계층으로부터 전체 대역을 사용하는 사용자에 대한 패킷들을 수신하고, 903단계에서 스케쥴링을 통해 이번 프레임에 할당할 패킷들을 결정한다. 이때, 각 서브대역에 할당될 패킷들이 결정된다.

이후, 상기 맥계층은 서브대역별로 트래픽 채널을 구성한다. 먼저, 첫 번째 서브대역(FAB1)에 대한 트래픽 채널 구성을 살펴보면, 상기 맥계층은 905단계에서 상기 사용자에 대한 맵 정보를 생성한다. 본 발명에 따라, 상기 맵 정보는, 상기 사용자에 대한 UID(8 비트), FAB_INFO(8비트), FAB 1 버스트 할당정보 내지 FAB 8의 버스트 할당정보를 포함한다. 여기서, 상기 버스트 할당정보는 앞서 설명한 바와 같이, 해당 버스트에 사용되는 변조레벨(MCS레벨), 버스트의 시작점, 버스트의 길이 등을 포함한다. 또한, 상기 맥계층은 907단계에서 각 패킷에 대응하여 서비스 종류를 나타내는 TID(예 : 8비트)을 생성한다.

이후, 상기 맥계층은 909단계에서 상기 생성된 맵 정보를 가지고 상기 사용자에 대한 맵채널 메시지(DL-MAP_IE)를 구성한다. 그리고 상기 맥계층은 911단계에서 각 패킷의 헤더에 해당 TID 및 다른 제어정보를 기록하여 데이터 버스트를 구성한다. 이때, 하나의 데이터 버스트에는 동일 사용자에게 전송되는 적어도 하나의 패킷(MAC PDU)을 할당할 수 있다.

이와 같이, 맵채널 메시지와 트래픽 채널의 버스트들이 구성되면, 상기 맥계층은 913단계에서 상기 맵채널 메시지에 따라 상기 버스트들을 정렬하여 1번째 서브대역(FAB1)을 통해 전송되는 트래픽 채널을 구성한다.

이와 같이, 상기 사용자에 대한 맵채널 정보가 1번째 서브대역에 배치되었기 때문에, 나머지 서브대역들에는 상기 사용자에 대한 맵채널 정보가 전송되지 않는다. 즉, 915단계 내지 919단계에서와 같이, 헤더에 TID가 기록된 데이터 버스트들을 상기 맵채널 메시지에 따라 정렬하여 해당 서브대역을 통해 전송되는 트래픽 채널을 구성한다.

상술한 바와 같이, 각 서브대역에 대한 트래픽 채널이 구성되면, 상기 맥계층은 921단계에서 상기 구성된 트래픽 채널들을 물리계층으로 전달한다. 상기 물리계층으로 전달된 트래픽 채널들은 무선구간에 전송 가능하도록 가공되어 안테나를 통해 송신된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 이동통신시스템에서 프레임을 수신하기 위한 절차를 도시하고 있다. 특히, 도 10은 수신기가 전체 대역(예 : 8개의 서브대역들)을 통해 데이터를 수신하는 경우를 설명한 것이다.

도 10을 참조하면, 먼저 수신기(사용자)는 1001단계에서 특정 서브대역의 미리 정해진 영역(시간-주파수 영역)에서 맵채널을 수신하고, 상기 수신된 맵채널의 정보를 복원한다. 상기 맵채널의 정보 복원은 맥계층에서 수행된다. 상기 특정 서브대역은 미리 기지국이 사용자에게 알려줄 수 있다. 만약 기지국에서 알려주지 않는다면, 수신기는 전체대역에 대해 맵채널을 수신하고, 자신의 UID가 존재하는 맵정보를 찾아 복원하면 된다.

이후, 상기 수신기는 1003단계에서 상기 맵채널의 정보에 상기 수신기가 기 지국(셀)으로부터 할당받은 UID가 존재하는지 검사한다. 만일, 상기 UID가 존재하지 않으면, 상기 수신기는 다음 프레임을 수신하기 위해 상기 1001단계로 되돌아간다.

만일, 상기 UID가 존재하면, 상기 수신기는 1005단계로 진행하여 상기 맵채널의 정보 중 상기 수신기의 트래픽 데이터(패킷)가 실려있는 서브대역들의 정보(FAB_INFO) 및 버스트 할당 정보를 추출한다. 상기 버스트 할당 정보는, 예를 들어 버스트에 사용된 변조레벨, 버스트의 시작점, 버스트의 길이 등을 포함한다.

이후, 상기 수신기는 1007단계에서 상기 서브대역들을 수신할 수 있도록 반송파(carrier)를 조정하고, 상기 버스트 할당 정보를 이용해서 트래픽 데이터를 수신한다. 즉, 해당 시간-주파수 영역을 통해 수신되는 데이터 버스트를 지정된 변조레벨로 복조 및 복호함으로써 데이터를 수신한다.

그리고 상기 수신기는 1009단계에서 상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 서비스 종류를 나타내는 TID 및 기타 제어정보를 획득한다. 상기 헤더의 정보 복원은 맥계층에서 수행된다.

상기 헤더의 정보를 복원한 후, 상기 수신기는 1011단계에서 상기 헤더의 정보를 이용해 수신된 트래픽 데이터를 서비스 패킷으로 조립하고, 상기 서비스 패킷을 해당 상위 계층(예 : IP계층)을 통해 처리한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 이동통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 송신기는 크게 상위계층, 맥계층 그리고 물리계층으로 구분할수 있다. 상기 맥계층은 TID발생부(1101), 헤더발생부(1103), 버스트 구성부(1105), 트래픽채널 구성부(1107), 버스트정보 발생부(1109), UID발생부(1111), 서브대역 할당정보(FAB_INFO) 발생부(1100), 맵채널 구성부(1113)를 포함하여 구성된다. 상기 물리계층은 다중화기(1115), 부호 및 변조기(1117), OFDM변조기(1119), DAC(Digital to Analog Converter)(1121), RF처리기(1123) 및 안테나(1125)를 포함하여 구성된다.

도 11을 참조하면, 먼저 상위계층으로부터 여러 서브대역들을 사용하는 사용자의 패킷들이 맥계층으로 전달되면, TID발생부(1101)는 각 패킷의 서비스 종류를 나타내는 TID를 발생한다.

헤더발생부(1103)는 상기 TID발생부(1101)로부터의 TID 정보와 다른 제어정보를 가지고 헤더를 구성하여 출력한다. 상기 다른 제어정보는, 예를 들어 암호화(Encryption) 정보, 페이로드(payload)의 길이, 상위계층으로부터의 패킷이 분할되어 전송될 경우, 몇 번째 조각(fragmentation)인지를 나타내는 정보, 헤더 에러체크코드 등이 될 수 있다.

버스트 구성부(1105)는 상기 상위계층으로부터의 각 패킷에 상기 헤더 발생부(1103)로부터의 헤더를 붙여 데이터 버스트들을 구성한다.

한편, 상기 맥계층에서는 각 패킷을 시간-주파수 자원의 특정 영역에 할당하 기 위해 맵채널을 구성한다. 임의의 사용자가 기지국(셀)에 접속하면, 상기 기지국은 상기 사용자에게 UID를 할당한다. UID발생부(1111)는 현재 기지국에 접속된 사용자들의 UID를 관리하며, 상기 상위계층으로부터 사용자의 패킷들이 전달되면, 상기 사용자에 대한 UID를 발생한다.

서브대역 할당정보(FAB_INFO) 발생부(1100)는 상기 사용자에게 할당된 서브대역들의 정보를 비트맵 방식으로 발생한다. 예를 들어, 전체 대역이 8개의 서브대역(FAB)들로 구성될 때, 상기 비트맵은 8비트로 구성되며, 각 비트의 값은 해당 서브대역의 할당여부를 나타낸다.

버스트 정보 발생부(1109)는 각 패킷이 할당되는 시간-주파수 자원정보 및 변조레벨(예 : MCS 레벨) 등을 포함하는 버스트 정보를 생성하여 출력한다. 맵채널 구성부(1113)는 상기 UID관리부(1111)로부터의 UID들, 상기 서브대역 할당정보 발생부(1100)로부터의 서브대역 할당정보(비트맵)들 및 상기 버스트 정보 발생부(1109)로부터의 버스트 정보들을 수집하여 각 사용자에 대한 맵정보(또는 버스트 할당정보)를 구성한다.

트래픽채널 구성부(1107)는 상기 버스트 구성부(1105)로부터의 데이터 버스트들을 상기 맵채널 구성부(1113)로부터의 맵정보들에 따라 정렬하여 트래픽 채널을 구성하여 출력한다.

다중화기(1115)는 정해진 프레임 규격에 따라 상기 맵채널 구성부(1113)로부터의 맵채널 데이터를 먼저 선택하여 출력하고, 다음으로 상기 트래픽 채널 구성부(1107)로부터의 트래픽 채널 데이터를 선택하여 출력한다.

부호 및 변조기(1117)는 상기 다중화기(1115)로부터의 채널 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 맵채널은 FCH(Frame Control Header)에 지정된 변조수준으로 부호 및 변조되고, 상기 트래픽채널의 각 데이터 버스트는 맵정보에 지정된 변조수준으로 부호 및 변조된다.

OFDM변조기(1119)는 상기 부호 및 변조기(1117)로부터의 데이터를 IFFT하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(1121)는 상기 OFDM변조기(1119)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(1123)는 상기 DAC(1121)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나(1125)를 통해 송신한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 S-OFDMA 기반의 이동통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 수신기는 크게 물리계층, 맥계층 그리고 상위계층으로 구분할수 있다. 상기 물리계층은, 안테나(1200), RF처리기(1201), ADC(Analog to Digital Converter)(1203), OFDM복조기(1205), 복조 및 복호기(1207), 역다중화기(1209)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 맥계층은 맵채널복원부(1211)와 트래픽채널 복원부(1213)를 포함하여 구성된다.

도 12를 참조하면,먼저 RF처리기(1201)는 안테나(1200)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 여기서, 상기 수신기는 S-OFDMA를 지원하는 기지국의 전체 대역을 모두 사용할 수 있는 단말기로 가정하기로 한다. 즉, 상기 수신기는 상기 기지국의 어떠한 서브대역에서도 데이터를 수신할 수 있다. ADC(1203)은 상기 RF처리기(1201)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(1205)는 상기 ADC(1203)로부터의 샘플데이터를 FFT하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

복조 및 복호기(1207)는 상기 OFDM복조기(1205)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조 및 복호하여 출력한다. 여기서, 상기 맵채널의 변조수준은 이전 수신된 FCH(Frame Control Header)로부터 획득되고, 트래픽 데이터(데이터 버스트)의 위치(시간-주파수 영역) 및 변조수준은 이전 수신된 맵채널로부터 획득된다. 여기서, 여러 대역을 사용하는 사용자에 대한 맵정보는 미리 정해진 서브대역(예 : FAB1)으로 전송되는 것으로 가정하기로 한다.

역다중화기(1209)는 상기 복조 및 복호기(1207)로부터의 데이터가 맵채널의 데이터이면 맥계층의 맵채널 복원부(1211)로 전달하고, 트래픽 데이터이면 맥계층의 트래픽채널 복원부(1213)로 전달한다.

상기 맵채널 복원부(1211)는 물리계층으로부터의 맵채널 데이터에 상기 수신기의 UID가 존재하는지 검사하고, 상기 UID가 존재할 경우 트래픽 데이터를 수신할 수 있는 제어정보를 추출하여 물리계층으로 전달한다. 도시된 바와 같이, 상기 제어정보는 예를 들어, 트래픽 데이터가 매핑된 서브대역 할당 정보(FAB_INFO), 버스트 할당 정보(MCS레벨 등) 등이 될 수 있다. 여기서, 수신기는 상기 서브대역 할당정보에 근거해서 RF처리기내 국부발진기의 발생 주파수(carrier)를 조정하고, 상기 버스트 할당 정보에 근거해서 상기 복조 및 복호기(1207)의 동작을 제어한다.

상기 트래픽 채널 복원부(1213)내 헤더 복원부(1215)는 상기 역다중화기(1209)로부터의 트래픽 데이터(데이터 버스트)에서 헤더를 분리하고, 상기 헤더를 분석해서 서비스 패킷을 재조립하는데 필요한 제어정보를 획득한다. 여기서, 상기 제어정보로는, 앞서 설명한 바와 같이, 서비스의 종류를 나타내는 TID 정보, 암호화(Encryption) 정보, 페이로드(payload)의 길이, 서비스 패킷(SDU : Service Data Unit)이 분할되었을 때, 몇 번째 조각(fragmentation)인지를 나타내는 정보 등이 될 수 있다.

상기 트래픽 채널 복원부(1213)내 패킷 구성부(1217)는 상기 역다중화기(1209)로부터의 트래픽 데이터를 상기 헤더복원부(1215)로부터의 제어정보에 따라 서비스 패킷(예: Service Data Unit)으로 조립하여 상위계층으로 전달한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 가령, 상술한 실시예는 사용자 식별자(UID)와 서비스 식별자(TID)를 각각 8비트로 가정하여 설명하고 있지만, 이러한 특정 상세들은 변형이 가능함음 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 맵채널 정보 양과 트래픽 채널의 맥헤더 오버헤드를 감소할수 있는 효과가 있다. 또한 S-OFDMA 시스템에 적용시켰을 경우, 중복 전송되는 UID양을 줄여 맵채널 정보 양을 줄이는 효과가 있다. 즉, 한정된 시간-주파수 자원을 효율적으로 사용함으로써, 데이터 전송효율(throughput)을 증가시키는 효과가 있다.

Claims

무선통신시스템에서 송신기 장치에 있어서,

송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하는 제어채널 구성부와,

상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 버스트 구성부와,

상기 제어채널 구성부로부터의 버스트할당정보와 상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트를 송신하기 위한 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제1항에 있어서,

상기 송신부는, 상기 버스트할당정보에 따라 상기 데이터 버스트를 해당 시간-주파수 영역에 매핑하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제1항에 있어서, 상기 송신부는,

상기 버스트 구성부로부터의 상기 데이터 버스트를 상기 버스트할당정보에 지정된 변조레벨로 부호 및 변조하여 출력하기 위한 부호기와,

상기 부호기로부터의 데이터를 상기 버스트할당정보에 지정된 시간-주파수 영역에 매핑하기 위한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조기와,

상기 OFDM변조기로부터의 샘플데이터를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신하는 RF처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제1항에 있어서,

상기 버스트할당정보는, 상기 수신기 식별자, 상기 데이터 버스트에 사용되는 변조레벨, 상기 데이터 버스트의 시작점, 상기 데이터 버스트의 점유대역폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제1항에 있어서,

상기 버스트할당정보는 맵(MAP)정보인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제1항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
무선통신시스템에서 수신기 장치에 있어서,

수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하고, 상기 수신기의 식별자가 존재할 경우 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트의 할당 정보를 획득하는 제어채널 복원부와,

상기 획득된 할당 정보에 따라 해당 시간-주파수 영역에서 트래픽 데이터를 수신하는 수신부와,

상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 트래픽 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제7항에 있어서, 상기 수신부는,

안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF처리기와,

상기 RF처리기로부터의 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력하는 OFDM복조기와,

상기 OFDM복조기로부터의 데이터에서 상기 시간-주파수 영역에 따른 데이터를 추출하고, 상기 추출된 데이터를 상기 할당정보에 지정된 변조레벨로 복조 및 복호하는 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제7항에 있어서, 상기 트래픽 복원부는,

상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 제어정보들을 발생하는 헤더복원기와,

상기 헤더복원기로부터의 제어정보들을 이용해 상기 수신된 트래픽 데이터를 서비스 패킷으로 조립하여 상위계층으로 전달하는 패킷 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제7항에 있어서,

상기 데이터 버스트의 할당 정보는, 상기 수신기의 식별자, 상기 데이터 버스트에 사용된 변조레벨, 상기 데이터 버스트의 시작점, 상기 데이터 버스트의 점유대역폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제7항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치에 있어서,

적어도 하나의 서브대역들이 할당된 수신기에 대하여 상기 수신기의 식별자를 포함하는 자원할당정보를 생성하는 제어채널 구성부와,

상기 수신기로 송신할 패킷들 각각에 대해 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트들을 구성하는 버스트 구성부와,

상기 제어채널 구성부로부터의 자원할당정보와 상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트들을 송신하기 위한 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제12항에 있어서,

상기 송신부는, 상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트들 각각을 상기 자원할당정보에 따라 해당 서브대역의 시간-주파수 영역에 매핑하여 송신하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제12항에 있어서, 상기 송신부는,

상기 버스트 구성부로부터의 데이터 버스트들 각각을 상기 자원할당정보에 지정된 변조레벨로 부호 및 변조하여 출력하기 위한 부호기와,

상기 부호기로부터의 데이터 버스트들 각각을 해당 서브대역의 시간-주파수 영역에 매핑하기 위한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조기와,

상기 OFDM변조기로부터의 샘플데이터를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 송신하기 위한 RF처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제12항에 있어서,

상기 자원할당정보는, 상기 수신기의 식별자, 서브대역 할당정보, 상기 데이터 버스트들에 대한 자원정보들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제15항에 있어서,

상기 서브대역 할당정보는 상기 데이터 버스트들이 매핑된 서브대역들을 비트맵 방식에 의해 지정하기 위한 정보인 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
제12항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 송신기 장치.
전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치에 있어서,

수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하고, 상기 수신기의 식별자가 존재할 경우 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트들의 자원할당정보를 획득하는 제어채널 복원부와,

상기 자원할당정보에 따라 적어도 하나의 서브대역들에서 트래픽 데이터들을 수신하는 수신부와,

상기 수신된 트래픽 데이터들의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 트래픽 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제18항에 있어서, 상기 수신부는,

안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역신호로 변환하는 RF처리기와,

상기 RF처리기로부터의 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력하는 OFDM복조기와,

상기 OFDM복조기로부터의 데이터에서 상기 자원할당정보에 따른 트래픽 데이터들을 추출하고, 상기 추출된 트래픽 데이터들을 상기 자원할당정보에 지정된 변조레벨로 복조 및 복호하는 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제18항에 있어서, 상기 트래픽 복원부는,

상기 수신된 트래픽 데이터들의 헤더를 복원하여 제어정보들을 발생하는 헤더복원부와,

상기 헤더복원부로부터의 제어정보들을 이용해 상기 수신된 트래픽 데이터들을 서비스 패킷으로 조립하여 상위계층으로 전달하는 패킷 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제18항에 있어서,

상기 자원할당정보는, 상기 수신기의 식별자, 서브대역 할당정보, 상기 데이터 버스트들에 대한 자원정보들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
제18항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 무선통신시스템에서 수신기 장치.
무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서,

송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하여 송신하는 과정과,

상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 과정과,

상기 버스트할당정보에 따라 상기 데이터 버스트를 해당 자원 영역에 매핑하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법.
제23항에 있어서, 상기 데이터 버스트 송신 과정은,

상기 데이터 버스트를 상기 버스트할당정보에 지정된 변조레벨로 부호 및 변조하는 과정과,

상기 부호 및 변조된 데이터 버스트를 상기 버스트할당정보에 지정된 시간-주파수 영역에 매핑하기 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조하는 과정과,

상기 OFDM변조된 데이터 버스트를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법.
제23항에 있어서,

상기 버스트할당정보는, 상기 수신기 식별자, 상기 데이터 버스트에 사용되는 변조레벨, 상기 데이터 버스트의 시작점, 상기 데이터 버스트의 점유대역폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법.
제23항에 있어서,

상기 버스트할당정보는 맵(MAP)정보인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법.
제23항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 송신기의 송신 방법.
무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서,

수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하는 과정과,

상기 수신기의 식별자가 존재할 경우, 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트의 할당 정보를 획득하는 과정과,

상기 획득된 할당 정보에 따라 해당 시간-주파수 영역에서 트래픽 데이터를 수신하는 과정과,

상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법.
제28항에 있어서, 상기 수신 과정은,

안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정과,

상기 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 생성하는 과정과,

상기 주파수 영역의 데이터에서 상기 시간-주파수 영역에 따른 데이터를 추출하는 과정과,

상기 추출된 데이터를 상기 할당정보에 지정된 변조레벨로 복조 및 복호하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법.
제28항에 있어서,

상기 데이터 버스트의 할당 정보는, 상기 수신기의 식별자, 상기 데이터 버스트에 사용된 변조레벨, 상기 데이터 버스트의 시작점, 상기 데이터 버스트의 점유대역폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법.
제28항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 수신기의 수신 방법.
전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 송신 방법에 있어서,

적어도 하나의 서브대역들이 할당된 수신기에 대하여 상기 수신기의 식별자를 포함하는 자원할당정보를 생성하여 송신하는 과정과,

상기 수신기로 송신할 패킷들 각각에 대해 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트들을 구성하는 과정과,

상기 자원할당정보에 따라 상기 데이터 버스트들 각각을 해당 자원 영역에 매핑하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 송신 방법.
제32항에 있어서, 상기 데이터 버스트 송신 과정은,

상기 데이터 버스트들 각각을 상기 자원할당정보에 지정된 변조레벨로 부호 및 변조하는 과정과,

상기 변조된 데이터 버스트들 각각을 해당 서브대역의 시간-주파수 영역에 매핑하기 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조하는 과정과,

상기 OFDM변조된 데이터 버스트들을 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 송신하기 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 송신 방법.
제32항에 있어서,

상기 자원할당정보는, 상기 수신기의 식별자, 서브대역 할당정보, 상기 데이터 버스트들에 대한 자원정보들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 송신 방법.
제32항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 송신 방법.
전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서,

수신된 제어채널의 정보를 복원하여 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하는 과정과,

상기 수신기의 식별자가 존재할 경우, 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트들의 자원할당정보를 획득하는 과정과,

상기 자원할당정보에 따라 적어도 하나의 서브대역들에서 트래픽 데이터들을 수신하는 과정과,

상기 수신된 트래픽 데이터들의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법.
제36항에 있어서, 상기 수신 과정은,

안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역신호로 변환하는 과정과,

상기 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 생성하는 과정과,

상기 주파수 영역의 데이터에서 상기 자원할당정보에 따른 상기 트래픽 데이터들을 추출하고, 상기 추출된 트래픽 데이터들을 상기 자원할당정보에 지정된 변조레벨로 복조 및 복호하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법.
제36항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 전체 대역이 복수의 서브대역들로 분할되는 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법.
무선통신시스템에 있어서,

송신 패킷에 대하여 수신기 식별자를 포함하는 버스트할당정보를 생성하는 제어채널 구성부, 상기 송신 패킷에 트래픽 식별자를 포함하는 헤더를 부가하여 데이터 버스트를 구성하는 버스트 구성부 및 상기 버스트할당정보와 상기 데이터 버스트를 송신하기 위한 송신부(transmitting unit)를 포함하는 송신기(transmitter)와,

수신된 제어채널의 정보를 복원하여 상기 수신기의 식별자가 존재하는지 검사하고, 상기 수신기의 식별자가 존재할 경우 상기 제어채널의 정보로부터 상기 수신기가 수신할 데이터 버스트의 할당 정보를 획득하는 제어채널 복원부를 포함하는 수신기(receiver)를 포함하는 무선통신시스템.
제39항에 있어서,

상기 송신부는, 상기 버스트할당정보에 따라 상기 데이터 버스트를 해당 시간-주파수 영역에 매핑하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제40항에 있어서, 상기 수신기는,

상기 획득된 할당 정보에 따라 해당 시간-주파수 영역에서 트래픽 데이터를 수신하는 수신부와,

상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 트래픽 식별자를 획득하는 트래픽 복원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제39항에 있어서, 상기 송신부는,

상기 버스트 구성부로부터의 상기 데이터 버스트를 상기 버스트할당정보에 지정된 변조레벨로 부호 및 변조하여 출력하기 위한 부호기와,

상기 부호기로부터의 데이터를 상기 버스트할당정보에 지정된 시간-주파수 영역에 매핑하기 위한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조기와,

상기 OFDM변조기로부터의 샘플데이터를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신하는 RF처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제41항에 있어서, 상기 수신부는,

안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF처리기와,

상기 RF처리기로부터의 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력하는 OFDM복조기와,

상기 OFDM복조기로부터의 데이터에서 상기 시간-주파수 영역에 따른 데이터를 추출하고, 상기 추출된 데이터를 상기 할당정보에 지정된 변조레벨로 복조 및 복호하는 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제39항에 있어서,

상기 버스트할당정보는 맵(MAP)정보인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제41항에 있어서, 상기 트래픽 복원부는,

상기 수신된 트래픽 데이터의 헤더를 복원하여 제어정보들을 발생하는 헤더복원기와,

상기 헤더복원기로부터의 제어정보들을 이용해 상기 수신된 트래픽 데이터를 서비스 패킷으로 조립하여 상위계층으로 전달하는 패킷 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제41항에 있어서,

상기 버스트할당정보는, 상기 수신기 식별자, 상기 데이터 버스트에 사용되는 변조레벨, 상기 데이터 버스트의 시작점, 상기 데이터 버스트의 점유대역폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
제41항에 있어서,

상기 헤더는 MAC(Medium Access Control) 헤더(Header)인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.