KR100965655B1 - 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템의 기지국에서, 각각이 적용되는 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨이 상이한 다수의 다운링크 신호들을 생성하고, 다운링크 신호들중 제1MCS 레벨이 적용된 다운링크 신호를 최우선 송신하고, 이후 제1MCS 레벨과 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨이 적용된 다운링크 신호의 순서로 다운링크 신호들을 송신하여 셀간 간섭으로 인한 수신 성능 저하를 최소화시킨다.

MCS 레벨, MAP 메시지, 주파수 영역 기반 다운링크 버스트 할당, ICI

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면;

도 2는 일반적인 통신 시스템의 DL 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면;

도 3은 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 동일한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면;

도 4는 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 주파수 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면;

도 5는 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면;

도 6은 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면;

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 DL 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면;

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 기지국에서 DL 프레임 신호를 송신하는 과정을 도시한 순서도;

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 MS에서 DL 프레임 신호를 수신하는 과정을 도시한 순서도;

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 DL 프레임 구조의 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.

본 발명은 통신 시스템의 신호 송수신 방법에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 다운링크(DL: DownLink, 이하 'DL'이라 칭하기로 한다) 신호를 송수신하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 셀룰라(cellular) 구조를 가지는 통신 시스템(이하 '셀룰라 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)은 한정된 자원, 즉 주파수(frequency) 자원과, 코드(code) 자원과, 타임 슬럿(time slot) 자원 등을 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 다수의 셀들이 분할하여 사용함으로 인해 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)이 발생하게 된다. 그런데, 상기 셀룰라 통신 시스템에서 상기 주파수 자원을 상기 다수의 셀들이 분할하여 사용하게 되 면 상기 ICI로 인해 성능 저하가 발생하게 되지만, 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량을 증가시키기 위해 상기 주파수 자원을 재사용하는 경우가 발생하게 된다. 여기서, 상기 주파수 자원을 재사용하는 비율을 '주파수 재사용 계수(frequency reuse factor)'이라고 칭하기로 하며, 상기 주파수 재사용 계수는 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수에 의해 정의된다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 일반적인 셀룰라 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 먼저 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 3개의 셀들, 즉, 제1셀(110)과, 제2셀(120) 및 제3셀(130) 각각은 3-섹터(sector) 구조를 가진다고 가정하기로 한다. 상기 제1셀(110)은 제1섹터(111)와, 제2섹터(113)와, 제3섹터(115)의 3-섹터 구조를 가지며, 상기 제2셀(120)은 제1섹터(121)와, 제2섹터(123)와, 제3섹터(125)의 3-섹터 구조를 가지며, 상기 제3셀(130)은 제1섹터(131)와, 제2섹터(133)와, 제3섹터(135)의 3-섹터 구조를 가진다. 또한, 상기 셀룰라 통신 시스템이 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 경우를 가정하였으므로, 상기 제1셀(110) 내지 제3셀(130)의 모든 섹터들은 동일한 주파수 자원, 즉 동일한 FA(Frequency Allocation) F1을 사용하게 된다.

이렇게, 각 셀 및 섹터에서 동일한 FA F1을 사용하기 때문에 셀 경계 지역에서의 채널 상태는 열악해져서, 일 예로 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier-to- Interference-and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)가 굉장히 작아져서 해당 셀에서 지원 가능한 가장 강인한(robust, 이하 'robust'라 칭하기로 한다) 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 적용하여 신호를 송신하더라도 수신 에러가 발생할 확률이 높다.

도 1에서는 일반적인 주파수 재사용 계수 1을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 일반적인 통신 시스템의 DL 프레임(frame) 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 일반적인 통신 시스템의 DL 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저 상기 DL 프레임은 프리앰블(preamble) 영역(210)과, 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(220)과, 맵(MAP, 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 영역(230)과, DL 버스트(burst) 영역들, 즉 DL 버스트 #1 내지 DL 버스트 #8의 DL 버스트 영역들을 포함한다.

먼저, 상기 프리앰블 영역(210)을 통해서는 송신 장치, 일 예로 기지국(BS: Base Station)과 수신 장치, 일 예로 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)간의 동기 획득과, 기지국 구분을 위해 사용되는 프리앰블 신호가 송신된다. 상기 FCH 영역(220)을 통해서는 FCH가 송신되며, 상기 FCH는 상기 MAP 영역(230)에 적용된 변조 방식 및 상기 MAP 영역(230)의 길이에 대한 정보를 포함한다. 여기서, 상기 FCH 영역(220)의 크기는 고정적인 크기, 일 예로 24비트 크기를 가지며, 상기 FCH 영역(220)에는 또한 미리 설정되어 있는 고정적인 MCS 레벨, 일 예로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 1/16 레벨이 적용된다.

상기 MAP 영역(230)을 통해서는 MAP 메시지가 송신되며, 상기 MAP 메시지는 DL 버스트 영역들 및 업링크(UL: UpLink, 이하 'UL'이라 칭하기로 한다) 버스트 영역들(도시하지 않음)에 대한 위치 정보와, 변조 방식 정보와, 상기 DL 버스트 영역들 및 UL 버스트 영역들의 할당 정보, 즉 상기 UL 버스트 영역들 및 UL 버스트 영역들이 특정한 MS에게 전용으로 할당되었는지 혹은 불특정 다수의 MS들에 공통으로 할당되었는지에 대한 정보를 포함한다. 상기 DL 버스트 영역들은 특정 MS에게 전용으로 할당될 수도 있고, 불특정 다수의 MS들에게 공통으로 할당될 수도 있다.

그런데, 상기 MAP 영역(230)을 통해서 송신되는 MAP 메시지는 상기 기지국과 MS간의 통신을 위한 필수적인 정보이므로, 상기 기지국은 상기 MAP 영역(230)을 통해 송신하는 신호, 즉 MAP 메시지에는 상기 기지국에서 지원 가능한 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK 1/12 레벨을 적용한다. 이렇게, 상기 MAP 영역(230)을 통해 송신하는 신호에 상기 기지국에서 지원 가능한 가장 robust한 MCS 레벨을 적용함으로써 상기 기지국내 모든 MS들이 상기 MAP 메시지를 에러없이 수신하도록 하는 것이다.

한편, 상기 DL 버스트 영역들을 통해 송신되는 신호에는 상기 DL 버스트 영역들 각각이 타겟으로 하는 MS들의 채널 상태에 상응하는 MCS 레벨이 적용된다. 즉, 상기 기지국은 상기 DL 버스트 영역들 각각이 타겟으로 하는 MS들이 피드백한 채널 상태, 즉 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭 하기로 한다)에 상응하게 상기 DL 버스트 영역들 각각에 적용할 MCS 레벨들을 결정한다.

또한, 도 1에서 설명한 바와 같이 주파수 재사용 계수 1을 사용할 경우 인접 기지국으로부터의 ICI가 발생하며, 상기 ICI 발생으로 인해 상기 MAP 영역(230)을 통해 송신하는 신호에 상기 기지국에서 지원 가능한 가장 robust한 MCS 레벨을 적용하여도 상기 MAP 메시지가 정상적으로 수신되지 못할 가능성이 발생한다. 특히, 상기 MAP 메시지를 정상적으로 수신하지 못하는 지역이 발생할 경우 그 지역은 해당 기지국내의 서비스 음영 지역이 되는 것이며, 상기 서비스 음영 지역에서는 서비스 제공 자체가 불가능하고, 이는 통신 시스템 전체의 서비스 안정성을 저하시키게 된다.

따라서, 상기 통신 시스템에서는 상기 ICI를 제거하기 위해 별도의 간섭 제거 방식들, 일 예로 연속 간섭 제거(SIC: Successive Interference Cancellation, 이하 'SIC'라 칭하기로 한다) 방식과 같은 간섭 제거 방식들을 사용한다. 그런데, 일반적으로 상기 간섭 제거 방식들은 셀 경계 영역에서의 MS의 수신 성능을 향상시키는 것을 가능하게 하지만, 제한된 처리 용량을 가지는 MS의 복잡도를 증가시킨다. 따라서, MS의 복잡도 증가를 방지하면서도 수신 성능을 향상시키는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 발명은 통신 시스템에서 DL 신호를 송수신하는 방법을 제공한다.

그리고 본 발명은 통신 시스템에서 MS의 수신 성능 향상을 위한 DL 신호 송수신 방법을 제공한다.

더불어 본 발명은 통신 시스템에서 MS의 복잡도 감소를 위한 DL 신호 송수신 방법을 제공한다.

아울러 본 발명은 통신 시스템에서 채널 상태에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 DL 신호를 송수신하는 방법을 제공한다.

삭제

본 발명의 방법은; 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법에 있어서, 각각에 적용된 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨이 상이한 다수의 다운링크 신호들이 포함된 다운링크 프레임 신호를 수신하는 과정과, 상기 다운링크 프레임 신호로부터 채널 상태를 검출하는 과정과, 상기 채널 상태에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 다운링크 프레임 신호에서 상기 다운링크 신호들을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 다른 방법은; 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법에 있어서, 프리앰블 신호와, 프레임 제어 헤더와, 맵(MAP) 메시지와, 다수의 다운링크 버스트들을 포함하는 다운링크 프레임 신호를 수신하는 과정과, 상기 프리앰블 신호로부터 채널 상태를 검출하는 과정과, 상기 채널 상태에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 프레임 제어 헤더와, MAP 메시지를 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것 을 유의하여야 한다.

본 발명은 통신 시스템에서 수신 장치, 일 예로 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)의 수신 성능을 향상시키면서도 복잡도를 감소시키는 다운링크(DL: DownLink, 이하 'DL'이라 칭하기로 한다) 신호 송수신 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 채널 상태에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 DL 신호를 송수신하는 방법을 제안한다. 여기서, 상기 통신 시스템은 일 예로 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor) 1을 사용하는 통신 시스템이라고, 즉 상기 통신 시스템이 포함하는 모든 송신 장치, 일 예로 모든 기지국(BS: Base Station)들이 동일한 주파수 자원을 사용하는 통신 시스템이라고 가정하기로 한다.

먼저, 종래 기술 부분에서도 설명한 바와 같이 상기 통신 시스템에서 주파수 재사용 계수 1을 사용할 경우 인접 기지국으로부터의 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)이 발생하게 되고, 상기 ICI는 서비스 음영 지역을 발생시키는 등 상기 통신 시스템 전체의 서비스 안정성을 저하시키게 된다. 따라서, 상기 통신 시스템에서는 상기 ICI를 제거하기 위해 별도의 간섭 제거 방식들, 일 예로 연속 간섭 제거(SIC: Successive Interference Cancellation, 이하 'SIC'라 칭하기로 한다) 방식과 같은 간섭 제거 방식들을 사용한다. 그런데, 일반적으로 상기 간섭 제거 방식들은 셀 경계 영역에서의 MS의 수신 성능을 향상시키는 것을 가능하게 하지만, 제한된 처리 용량을 가지는 MS의 복잡도를 증가시킨다. 따라서, 본 발명에서는 상기 MS의 수신 성능을 향상시키면서도 상기 MS의 간섭 제거 방식으로 인한 복잡도 증가를 최소화시키는 DL 신호 송수신 방법을 제안한다.

먼저, 상기 MS가 간섭 제거 방식을 사용할 경우에는 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하기 위해서 간섭 신호를 올바르게 추정하여 검출하고, 상기 검출한 간섭 신호를 송신 신호 형태로 다시 변조한 후 상기 수신 신호에서 제거하는 일련의 신호 처리 과정이 필요로 된다. 따라서, 상기 간섭 제거 방식의 효율성을 증가시키기 위해서는 수신 신호에서 간섭 신호를 정확하게 검출해내는 것이 중요하다.

그런데, 상기 간섭 신호의 검출 성능은 간섭 신호와 수신하기를 원하는 신호(desired signal)의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨에 크게 영향을 받는다. 이하, 설명의 편의상 상기 수신하기를 원하는 신호를 '원신호'라 칭하기로 한다. 즉, 간섭 신호의 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)는 항상 원 신호의 CINR과 동일하거나 혹은 그 미만이기 때문에, 간섭 신호에 적용된 MCS 레벨이 원 신호에 적용된 MCS 레벨을 초과할 경우 간섭 신호의 검출 성능이 열화되고, 이와는 반대로 간섭 신호에 적용된 MCS레벨이 원 신호에 적용된 MCS 레벨 이하일 경우 간섭 신호의 검출 성능이 향상된다. 여기서, 상기 간섭 신호의 검출 성능 열화는 결과적으로 간섭 제거 방식 성능 열화를 초래하므로, 이하 설명의 편의상 상기 간섭 신호의 검출 성능 열화를 상기 간섭 제거 방식 성능 열화라 칭하기로 한다. 그러면 여기서 도 3을 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 맵(MAP, 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 영역의 크기가 동일할 경우 MCS 레벨에 따른 간섭 제거 방식 성능 열화에 대해서 설명하기로 한다.

도 3은 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 동일한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면이다.

도 3에는 상기 통신 시스템이 포함하는 다수의 기지국들중, 2개의 기지국들, 즉 기지국#1과 기지국#2의 2개의 기지국들의 DL 프레임 구조가 도시되어 있으며, 상기 기지국#1과 기지국#2의 DL 프레임은 MAP 영역의 크기가 동일하다. 또한, 상기 기지국#1과 기지국#2의 DL 프레임이 포함하는 다수의 영역들, 즉 프리앰블(preamble) 영역들(310,360)과, 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역들(320,370)과, MAP 영역들(330,380)과, DL 버스트(burst) 영역들(340-1 ~ 340-8, 390-1 ~ 390-9)을 통해 송신되는 신호들의 특성은 종래 기술 부분의 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 기지국 #1의 DL 프레임중 높은 MCS레벨이 적용되는 버스트가 기지국 #2의 DL 프레임중 낮은 MCS 레벨이 적용되는 버스트와 동일한 주파수 영역을 사용하게 되어 음영 처리한 바와 같은 간섭 제거 방식 성능이 열화되는 영역이 발생하게 된다. 즉, 기지국 #2의 DL 버스트 #1(390-1)와, DL 버스트 #4(390-4)와, DL 버스트 #5(390-5)와, DL 버스트 #8(390-8)와, DL 버스트 #9(390-9)에 간섭 제거 방식 성능이 열화되는 영역이 발생하게 되고, 이 DL 버스트들을 수신하는 MS의 수신 성능은 상기 간섭 제거 방식 성능 열화로 인해 열화된다.

이와는 반대로, 상기 기지국 #2의 DL 프레임중 높은 MCS레벨이 적용되는 버스트가 기지국 #1의 DL 프레임중 낮은 MCS 레벨이 적용되는 버스트와 동일한 주파수 영역을 사용하게 되어 음영 처리한 바와 같은 간섭 제거 방식 성능이 열화되는 영역이 발생하게 된다. 즉, 기지국 #1의 DL 버스트 #1(340-1)와, DL 버스트 #2(340-2)와, DL 버스트 #4(340-4)와, DL 버스트 #6(340-6)와, DL 버스트 #7(340-7)와, DL 버스트 #8(340-8)에 간섭 제거 방식 성능이 열화되는 영역이 발생하게 되고, 이 DL 버스트들을 수신하는 MS의 수신 성능은 상기 간섭 제거 방식 성능 열화로 인해 열화된다.

다음으로 도 4를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 주파수 영역(frequency domain)을 기준으로 할당할 경우의 MCS 레벨에 따른 간섭 제거 방식 성능 열화에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 주파수 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면이다.

도 4에는 상기 통신 시스템이 포함하는 다수의 기지국들중, 2개의 기지국들, 즉 기지국#1과 기지국#2의 2개의 기지국들의 DL 프레임 구조가 도시되어 있다. 또한, 상기 기지국#1과 기지국#2의 DL 프레임이 포함하는 다수의 영역들, 즉 프리앰블 영역들(410,460)과, FCH 영역들(420,470)과, MAP 영역들(430,480)과, DL 버스트 영역들(440-1 ~ 440-8, 490-1 ~ 490-9)을 통해 송신되는 신호들의 특성은 종래 기술 부분의 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 상기 MAP 영역(430)을 통해 송신되는 신호, 즉 MAP 메시지는 상기 기지국#1과 상기 기지국 #1이 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이고, 상기 MAP 영역(480)을 통해 송신되는 MAP 메시지는 상기 기지국#2과 상기 기지국#2가 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이다. 따라서, 상기 기지국 #1은 상기 MAP 영역(430)을 통해 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #1이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 강인한(robust, 이하 'robust'라 칭하기로 한다)한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 1/12 레벨을 적용하고, 상기 기지국 #2 역시 상기 MAP 영역(480)을 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #2이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK, 1/12 레벨을 적용한다. 그런데, 도 4에 도시한 바와 같이 MAP 영역은 해당 기지국에서 할당한 DL 버스트들의 개수 등과 같은 다양한 파라미터들에 따라 그 위치와 크기가 상이하게 된다.

이렇게, MAP 영역의 위치와 크기가 상이할 때, 즉 도 4에 도시한 바와 같이 기지국 #1의 MAP 영역(430)과 기지국 #2의 MAP 영역(480)과 같이 그 위치와 크기가 상이할 때 주파수 영역을 기준으로 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 DL 프레임에 할당할 경우에는 상기 기지국 #1의 DL 버스트 #1(440-1) 및 DL 버스트 #2(440-2)에 높은 MCS 레벨이 적용됨으로 인해 기지국 #2의 MAP 영역(480)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하게 된다. 상기 기지국 #2의 MAP 영역(480)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생함으로 인해 결과적으로 서비스 음영 지역이 발생할 확률이 높아지게 되는 것이다.

다음으로 도 5를 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역(time domain)을 기준으로 할당할 경우의 MCS 레벨에 따른 간섭 제거 방식 성능 열화에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면이다.

도 5에는 상기 통신 시스템이 포함하는 다수의 기지국들중, 2개의 기지국들, 즉 기지국#1과 기지국#2의 2개의 기지국들의 DL 프레임 구조가 도시되어 있다. 또한, 상기 기지국#1과 기지국#2의 DL 프레임이 포함하는 다수의 영역들, 즉 프리앰블 영역들(510,560)과, FCH 영역들(520,570)과, MAP 영역들(530,580)과, DL 버스트 영역들(540-1 ~ 540-7, 590-1 ~ 590-9)을 통해 송신되는 신호들의 특성은 종래 기술 부분의 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 상기 MAP 영역(530)을 통해 송신되는 신호, 즉 MAP 메시지는 상기 기지국#1과 상기 기지국 #1이 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이고, 상기 MAP 영역(580)을 통해 송신되는 MAP 메시지는 상기 기지국#2과 상기 기지국#2가 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이다. 따라서, 상기 기지국 #1은 상기 MAP 영역(530)을 통해 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #1이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK, 1/12 레벨을 적용하고, 상기 기지국 #2 역시 상기 MAP 영역(580)을 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #2이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK, 1/12 레벨을 적용한다. 그런데, 도 5에 도시한 바와 같이 MAP 영역은 해당 기지국에서 할당한 DL 버스트들의 개수 등과 같은 다양한 파라미터들에 따라 그 위치와 크기가 상이하게 된다.

이렇게, MAP 영역의 위치와 크기가 상이할 때, 즉 도 5에 도시한 바와 같이 기지국 #1의 MAP 영역(530)과 기지국 #2의 MAP 영역(580)과 같이 그 위치와 크기가 상이할 때 시간 영역을 기준으로 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 DL 프레임에 할당할 경우에는 도 4에서 설명한 바와 같이 주파수 영역을 기준으로 높은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 DL 프레임에 할당할 경우에 비해 작기는 하지만, 상기 기지국 #1의 DL 버스트 #1(540-1) 및 DL 버스트 #4(540-4)에 높은 MCS 레벨이 적용됨으로 인해 기지국 #2의 MAP 영역(580)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하게 된다. 상기 기지국 #2의 MAP 영역(580)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생함으로 인해 결과적으로 서비스 음영 지역이 발생할 확률이 높아지게 되는 것이다.

다음으로 도 6을 참조하여 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역을 기준으로 할당할 경우 의 MCS 레벨에 따른 간섭 제거 방식 성능 열화에 대해서 설명하기로 한다.

도 6은 일반적인 통신 시스템에서 MAP 영역의 크기가 상이하고, 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트를 시간 영역을 기준으로 할당한 DL 프레임 구조에서 간섭 제거 방식 성능 열화를 도시한 도면이다.

도 6에는 상기 통신 시스템이 포함하는 다수의 기지국들중, 2개의 기지국들, 즉 기지국#1과 기지국#2의 2개의 기지국들의 DL 프레임 구조가 도시되어 있다. 또한, 상기 기지국#1과 기지국#2의 DL 프레임이 포함하는 다수의 영역들, 즉 프리앰블 영역들(610,660)과, FCH 영역들(620,670)과, MAP 영역들(630,680)과, DL 버스트 영역들(640-1 ~ 640-6, 690-1 ~ 690-9)을 통해 송신되는 신호들의 특성은 종래 기술 부분의 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 상기 MAP 영역(630)을 통해 송신되는 신호, 즉 MAP 메시지는 상기 기지국#1과 상기 기지국 #1이 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이고, 상기 MAP 영역(680)을 통해 송신되는 MAP 메시지는 상기 기지국#2과 상기 기지국#2가 서비스를 제공하는 MS들간의 통신을 위해 필수적인 정보이다. 따라서, 상기 기지국 #1은 상기 MAP 영역(630)을 통해 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #1이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK, 1/12 레벨을 적용하고, 상기 기지국 #2 역시 상기 MAP 영역(680)을 송신되는 MAP 메시지에 상기 기지국 #2이 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 robust한 MCS 레벨, 일 예로 QPSK, 1/12 레벨을 적용한다. 그런데, 도 6에 도시한 바와 같이 MAP 영역은 해당 기지국에서 할당한 DL 버스트들의 개수 등과 같은 다양한 파라미터들에 따라 그 위치와 크기가 상이하게 된다.

이렇게, MAP 영역의 위치와 크기가 상이할 때, 즉 도 6에 도시한 바와 같이 기지국 #1의 MAP 영역(630)과 기지국 #2의 MAP 영역(680)과 같이 그 위치와 크기가 상이할 때 시간 영역을 기준으로 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 DL 프레임에 할당할 경우에는, 상기 기지국 #1의 DL 버스트 #3(640-3) 및 DL 버스트 #6(640-6)에 높은 MCS 레벨이 적용됨으로 인해 기지국 #2의 MAP 영역(680)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하게 된다. 상기 기지국 #2의 MAP 영역(680)에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생함으로 인해 결과적으로 서비스 음영 지역이 발생할 확률이 높아지게 되는 것이다.

도 3 내지 도 6에서 설명한 바와 같이 간섭 신호에 원신호에 적용되는 MCS 레벨을 초과하는 MCS 레벨이 적용될 경우 간섭 제거 방식 성능이 열화함을 알 수 있다. 따라서, 간섭 신호에 적용되는 MCS 레벨을 원신호에 적용되는 MCS 레벨 이하로 설정할 경우 간섭 신호 검출 성능이 향상됨을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에서는 간섭 신호에 적용되는 MCS 레벨이 원신호에 적용되는 MCS 레벨 이하가 되도록 DL 신호를 송신하도록 하며 이를 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 DL 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 7을 설명하기에 앞서, 도 7에 도시한 DL 프레임 구조의 프리앰블 영역(710)과, FCH 영역(720과, MAP 영역(730)과, DL 버스트 영역(740-1 ~ 740-8)을 통해 송신되는 신호들의 특성은 종래 기술 부분의 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 7에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에서 제안하는 DL 프레임 구조의 일 예는 주파수 영역을 기준으로 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 DL 프레임에 할당하는 구조이다. 즉, 상기 통신 시스템은 주파수 재사용 계수 1인 통신 시스템이므로 상기 통신 시스템이 포함하는 모든 기지국들은 동일한 주파수 자원을 사용한다. 따라서, 상기 통신 시스템이 포함하는 모든 기지국들은 DL 프레임 구조에서 순차적으로 프리앰블 영역(710)과, FCH 영역(720)과, MAP 영역(730)을 배치하고, 상기 MAP 영역(730)에 상기 모든 기지국들이 지원 가능한 가장 robust한 MCS 레벨을 적용하므로 상기 MAP 영역(730) 이후에 배치되는 DL 버스트 영역들은 주파수 영역을 기준으로 낮은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트부터 배치시킴으로써 상기 MAP(730) 영역에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하지 않도록 제어하는 것이다. 즉, 상기 MAP 영역(730)에 적용되는 MCS 레벨과 가장 근접한, 즉 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨이 적용되는 DL 버스트 영역들을 주파수 영역을 기준으로 배치시켜 DL 프레임을 생성함으로써 상기 MAP(730) 영역에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하지 않도록 제어하는 것이다.

다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 기지국에서 DL 프레임 신호를 송신하는 과정을 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 기지국에서 DL 프레임 신호를 송신하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 811단계에서 프리앰블 신호를 생성한 후 813단계로 진행한다. 상기 813단계에서 상기 기지국은 해당 DL 프레임 구간에서 송신할 데이터를 상기 기지국이 서비스를 제공하고 있는 MS들로부터 피드백받은 채널 상태와 우선도(priority) 등을 고려하여 미리 설정되어 있는 스케쥴링(scheduling) 방식에 상응하게 스케쥴링하고 815단계로 진행한다. 여기서, 상기 채널 상태는 일 예로 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)등을 통해 알 수 있다. 또한, 상기 스케쥴링 방식은 최대 캐리어대 간섭비(Max C/I(Carrier to Interference ratio), 이하 'Max C/I'라 칭하기로 한다) 방식과, 최대 최소 공평성(MF: Maxmin Fairness, 이하 'MF'라 칭하기로 한다) 방식과, 비례 공평성(PF: Proportional Fairness, 이하 'PF'라 칭하기로 한다) 방식들과 같은 다양한 스케쥴링 방식 들중 어느 한 스케쥴링 방식이 될 수 있다.

상기 815단계에서 상기 기지국은 상기 스케쥴링 결과에 상응하게 DL 버스트들을 생성하고 817단계로 진행한다. 상기 817단계에서 상기 기지국은 상기 생성한 DL 버스트들을 그 적용되는 MCS 레벨에 상응하게 주파수 영역을 기준으로 DL 프레임에 할당하고 819단계로 진행한다. 상기 819단계에서 상기 기지국은 상기 할당한 DL 버스트들에 상응하게 MAP 메시지를 생성하고 821단계로 진행한다. 상기 821단계에서 상기 기지국은 상기 MAP 메시지에 상응하게 FCH를 생성하고 823단계로 진행한다.

상기 823단계에서 상기 기지국은 상기 생성한 프리앰블 신호와, FCH와, MAP 메시지 및 DL 버스트들을 상기 통신 시스템의 DL 버스트 프레임 구조에 상응하게 DL 프레임으로 생성하고 825단계로 진행한다. 상기 825단계에서 상기 기지국은 상기 생성한 DL 프레임 신호를 MS들로 송신하고 종료한다.

다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 MS에서 DL 프레임 신호를 수신하는 과정을 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 MS에서 DL 프레임 신호를 수신하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 먼저 911단계에서 상기 MS는 기지국에서 송신하는 DL 프레임 신호를 수신하고 913단계로 진행한다. 상기 913단계에서 상기 MS는 상기 수신한 DL 프레임 신호에서 프리앰블 신호를 검출하고, 상기 검출한 프리앰블 신호의 CINR을 측정하고 915단계로 진행한다. 여기서, 상기 프리앰블 신호의 CINR을 측정하는 이유는 상기 MS 자신의 채널 상태를 측정하기 위함이다. 상기 915단계에서 상기 MS는 상기 측정한 CINR이 미리 설정한 임계 CINR을 초과하는지 검사한다. 여기서, 상기 임계 CINR은 상기 MS가 상기 DL 프레임 신호에 포함되어 있는 FCH 및 MAP 메시지를 검출하기 위해 필요로하는 최소한의 CINR을 나타낸다. 즉, 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR을 초과할 경우에는 비교적 채널 상태가 양호하므로 상기 MS는 복잡도 감소를 위해 간섭 제거 방식을 사용하지 않고 FCH 및 MAP 메시지를 검출하고, 이와는 반대로 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR 이하일 경우에는 비교적 채널 상태가 열악하므로 상기 MS는 간섭 제거 방식을 사용하여 FCH 및 MAP 메시지를 검출한다.

상기 915단계에서 검사 결과 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR을 초과할 경우 상기 MS는 917단계로 진행한다. 상기 917단계에서 상기 MS는 미리 설정되어 있는 간섭 제거 방식, 일 예로 SIC 방식과 같은 간섭 제거 방식을 사용하여 FCH 및 MAP 메시지를 검출하고 921단계로 진행한다. 한편, 상기 915단계에서 검사 결과 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR 이하일 경우 상기 MS는 919단계로 진행한다. 상기 919단계에서 상기 MS는 간섭 제거 방식을 사용하지 않고 FCH 및 MAP 메시지를 검출하고 921단계로 진행한다. 상기 921단계에서 상기 MS는 상기 검출한 MAP 메시지에 상응하게 상기 MS 자신에게 할당된 DL 버스트가 존재할 경우 그 DL 버스트를 검출하고 종료한다.

다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 DL 프레임 구조의 또 다른 일 예를 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 DL 프레임 구조의 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 도 7에서 설명한 DL 프레임 구조에서는 동일 시간 영역에 주파수 영역이 다른 여러 개의 DL 버스트 영역들이 할당되는 반면에, 도 10에 도시한 DL 프레임 구조에서는 주파수 영역을 우선으로 DL 버스트 영역들을 할당함으로써 동일 시간 영역에 1개의 DL 버스트 영역이 할당된다. 도 10에 도시되어 있는 DL 프레임 구조 역시 도 7에서 설명한 DL 프레임 구조와 마찬가지로 MAP 영역(1030)에 가까운 DL 버스트 영역에 더 낮은 MCS 레벨을 가지는 DL 버스트 영역이 할당되도록 제어함으로써 인접셀의 MAP 영역에 간섭 제거 방식 성능 열화 영역이 발생하지 않도록 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 통신 시스템의 기지국에서 ICI를 고려하여 DL 신호를 송수신함으로써 MS의 수신 성능 열화를 방지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 통신 시스템의 MS에서 MS 자신의 채널 상태에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 수신된 DL 신호를 처리함으로써 복잡도 증가를 최소화하면서도 수신 성능을 향상시키는 것을 가능하게 한다.

Claims (23)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법에 있어서,

   각각에 적용된 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨이 상이한 다수의 다운링크 신호들이 포함된 다운링크 프레임 신호를 수신하는 과정과,

   상기 수신된 다운링크 프레임 신호로부터 채널 상태를 검출하는 과정과,

   상기 검출된 채널 상태에 따라 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 다운링크 프레임 신호로부터 상기 다운링크 신호들을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 다운링크 프레임 신호가,

   기지국에서 상기 다운링크 신호들중 제1MCS 레벨이 적용된 다운링크 신호가 최우선 송신되고, 이후 상기 제1MCS 레벨과 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨이 적용된 다운링크 신호의 순서대로 상기 다운링크 신호들이 송신되도록 제어하여 생성된 신호임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 다운링크 프레임 신호가,

   기지국에서 상기 다운링크 신호들에 적용된 MCS 레벨이 제1MCS 레벨인 경우부터 상기 제1MCS 레벨과 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨의 순서로 주파수 영역을 기반으로 배치되도록 상기 다운링크 신호들이 송신되도록 제어하여 생성된 신호임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 채널 상태를 검출하는 과정이,

   캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier-to-Interference-and Noise Ratio)를 측정하는 과정임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 다운링크 프레임 신호에서 상기 다운링크 신호들을 검출하는 과정이,

   상기 측정한 CINR이 임계 CINR을 초과하지 않을 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않고 상기 다운링크 신호들을 검출하고, 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR을 초과할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하여 상기 다운링크 신호들을 검출하는 과정임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
10. 제5항에 있어서, 상기 통신 시스템이,

    주파수 재사용 계수가 1인 통신 시스템임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
11. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1MCS 레벨이,

    상기 기지국에서 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 낮은 MCS 레벨임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법에 있어서,

    프리앰블 신호와, 프레임 제어 헤더와, 맵(MAP) 메시지와, 다수의 다운링크 버스트들을 포함하는 다운링크 프레임 신호를 수신하는 과정과,

    상기 프리앰블 신호로부터 채널 상태를 검출하는 과정과,

    상기 검출된 채널 상태에 따라 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 프레임 제어 헤더와, MAP 메시지를 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 다수의 다운링크 버스트들이,

    기지국에서 상기 다운링크 버스트들 중 제1MCS 레벨이 적용된 다운링크 버스트가 최우선 송신되고, 이후 상기 제1MCS 레벨과 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨이 적용된 다운링크 버스트의 순서대로 상기 다운링크 버스트들이 송신되도록 제어되어 상기 다운링크 프레임에 포함됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 다수의 다운링크 버스트들이,

    기지국에서 상기 다운링크 신호들이 그 적용된 MCS 레벨이 제1MCS 레벨인 경우부터 상기 제1MCS 레벨과 가장 레벨 차이가 작은 MCS 레벨의 순서대로 주파수 영역을 기반으로 배치되도록 상기 다운링크 신호들이 송신되도록 제어되어 상기 다운링크 프레임에 포함됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 채널 상태를 검출하는 과정이,

    캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier-to-Interference-and Noise Ratio)를 측정하는 과정임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 결정하여 상기 프레임 제어 헤더와, MAP 메시지를 검출하는 과정이,

    상기 측정한 CINR이 임계 CINR을 초과하지 않을 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않고 상기 프레임 제어 헤더와, MAP 메시지를 검출하고, 상기 측정한 CINR이 상기 임계 CINR을 초과할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하여 상기 프레임 제어 헤더와, MAP 메시지를 검출하는 과정임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 통신 시스템이,

    주파수 재사용 계수가 1인 통신 시스템임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.
23. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제1MCS 레벨이,

    기지국에서 지원 가능한 MCS 레벨들중 가장 낮은 MCS 레벨임을 특징으로 하는 통신 시스템의 이동 단말기에서 다운링크 프레임 신호를 수신하는 방법.

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