KR100995050B1 - 무선 통신 시스템에서 효과적이고 효율적인 송신을 위해 무선 자원을 구성하는 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 효과적이고 효율적인 송신을 위해 무선 자원을 구성하는 방법 Download PDF

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Abstract

직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 데이터 패킷을 송신하는 방법이 개시된다. 특히, 방법은 액세스 터미널(AT)로부터 피드백 정보를 수신하는 단계, 상기 피드백 정보에 기초하여 CP(cyclic prefix) 및 데이터 부분의 가변 기간 및 CP의 수 중의 하나 이상으로 실내 환경 또는 실외 환경을 위한 데이터 패킷을 구성하는 단계, 및 구성된 데이터 패킷을 AT로 송신하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 효과적이고 효율적인 송신을 위해 무선 자원을 구성하는 방법{A METHOD OF CONFIGURING WIRELESS RESOURCE FOR EFFECTIVE AND EFFICIENT TRANSMISSION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 데이터를 송신하는 방법에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 시스템에서 효과적이고 효율적인 송신을 위해 무선 자원을 구성하는 방법에 관한 것이다.
셀룰러 통신에서, 당업자는 용어 1G, 2G 및 3G를 종종 이용한다. 이들 용어는 사용되는 셀룰러 기술 세대를 지칭한다. 1G는 제1 세대를 지칭하고, 2G는 제2 세대를 지칭하고, 3G는 제3 세대를 지칭한다.
1G는 AMPS (Advanced Mobile Phone Service) 전화 시스템으로 알려진 아날로그 전화 시스템을 지칭한다. 2G는 일반적으로 전 세계에 널리 퍼진 디지털 셀룰러 시스템을 지칭하는데 사용되며, CDMAOne, GSM (Global System for Mobile communications) 및 시분할 다중 액세스 (TDMA)를 포함한다. 2G 시스템은 1G 시스템보다 밀집된 영역에서 더 많은 사용자를 지원할 수 있다.
3G는 일반적으로 현재 전개되고 있는 디지털 셀룰러 시스템을 지칭한다. 이들 3G 통신 시스템은 약간의 중대한 차이점을 가지면서 서로 개념적으로 유사하다.
오늘날의 무선 통신 시스템에서, 사용자(또는 모바일)은 방해없는 서비스를 즐기면서 자유롭게 돌아다닐 수 있다. 이 때문에, 무선 시스템의 모든 종류의 상이한 조건 및 환경하에서 통신 시스템의 서비스의 효율 및 효과를 개선하는 방식 및 기술 개발이 중요하다. 다양한 조건 및 환경에 대처하고 통신 서비스를 향상시키기 위하여, 불필요한 신호의 전송의 감소를 포함하는 다양한 방법이 좀더 효과적이고 효율적인 송신을 촉진할 뿐만 아니라 자원을 해방시키는데 사용될 수 있다.
기술적 과제
따라서, 본 발명은, 종래 기술의 한계 및 단점에 의한 하나 이상의 문제점을 실질적으로 제거할 수 있는, 무선 통신 시스템에서 효과적이고 효율적인 송신을 위해 무선 자원을 구성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 데이터 패킷을 송신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법을 제공하는 것이다.
기술적 해결방법
본 발명의 다른 이점, 목적, 및 특징은 부분적으로는 이하의 설명에 기재되거나 부분적으로는 당업자에게 자명하거나 본 발명의 실행으로부터 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면 뿐만 아니라 상세한 설명 및 청구범위에 지적된 구조에 의해 실현되고 얻어질 수 있다.
본 발명의 목적에 따라 상기 목적 및 이점을 달성하기 위하여, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 데이터 패킷을 송신하는 방법으로서, 액세스 터미널(AT)로부터 피드백 정보를 수신하는 단계; 상기 피드백 정보에 기초하여 CP(cyclic prefix) 및 데이터 부분의 가변 기간 및 CP의 수 중의 하나 이상으로 실내 환경 또는 실외 환경을 위한 데이터 패킷을 구성하는 단계; 및 구성된 데이터 패킷을 AT로 송신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서, 직교 분할 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 무선 자원을 노드 트리에 대응하도록 구성하는 단계; 상기 노드 트리로부터 하나의 노드를 각각의 사용자에게 할당하는 단계 - 상기 각각의 사용자는 상기 할당된 노드로부터 유래하는 하나 이상의 노드와 함께 할당된 노드를 사용함 -; 및 하나 이상의 노드가 노드 트리로부터 할당되지 않으면, 상기 하나 이상의 할당되지 않은 노드를 정규 데이터 톤(regular data tone), 가드(guard) 톤 또는 파일럿 톤 중의 하나 이상에 할당하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법으로서, 상기 무선 자원을 노드 트리에 대응하도록 구성하는 단계; 각각의 무선 자원을 노드 트리의 노드에 할당하는 단계 - 상기 노드는 타일임 -; 및 하나 이상의 타일이 사용되지 않으면, 상기 하나 이상의 할당되지 않은 타일을 정규 데이터 톤, 가드 톤 또는 파일럿 톤 중의 하나 이상에 할당하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
상술한 일반적인 설명과 본 발명의 상세한 설명은 예시적인 것으로 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 제공된 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 더 긴 데이터 심볼 기간을 나타내는 예시적인 도면.
도 2는 FL 및 RL의 수퍼 프레임 구조를 나타내는 예시적인 도면.
도 3은 FL 및 RL의 수퍼 프레임 구조를 나타내는 또다른 예시적인 도면.
도 4는 자원 할당을 위한 트리 구조를 나타내는 예시적인 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 가능하면, 동일 또는 유사한 부분은 동일한 참조 번호를 사용한다.
데이터 송신에 있어서, 송신기 및/또는 수신기의 환경은 송신에 영향을 준다. 환경은 2개의 범주, 즉, 실내 환경 및 실외 환경으로 분류된다.
실내 환경에서, 지연 확산은 일반적으로 작고 송신기 및/또는 수신기는 저속으로 움직이거나 정지해 있다. 결과적으로, 이 환경(예를 들어, 실내 환경)에서는, 더 좁은 톤(tone)(또는 서브캐리어)이 사용될 수 있다는 점에서 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)의 CP(cyclic prefix)의 길이는 감소될 수 있다.
심볼당 CP가 짧아질수록, 데이터 송신을 위해 사용되는 에너지는 더 작은 CP 오버헤드 때문에 증가할 수 있다. 즉, 총 데이터 송신 시간은 더 좁은 OFDM 톤을 사용함으로써 더 증가할 수 있고, 따라서, 데이터 심볼 기간이 더 길어질 수 있다.
도 1은 더 긴 데이터 심볼 기간을 나타내는 예시적인 도면이다. 도 1을 참조하면, 이전의 OFDM은 2개의 CP를 갖고, 각각의 CP는 x개의 칩의 길이를 갖는다. 그 후에, 128개의 칩의 길이를 갖는 데이터 심볼이 존재한다. 새로운 OFDM 심볼에서, x개의 칩의 길이를 갖는 단 하나의 CP가 존재하고, 그 뒤에 256개의 칩을 갖는 데이터 심볼이 존재한다. 여기서, 이전의 OFDM 심볼(또는 상부 심볼)은 실외 환경을 위한 심볼 설계로 간주될 수 있고, 새로운 OFDM 심볼(또는 하부 심볼)은 실내 환경을 위한 심볼 설계로 간주될 수 있다.
즉, 상부 OFDM 심볼은 기간(T)에 걸쳐 2개의 CP를 필요로 하지만, 하부(새로운) OFDM 심볼은 단 하나의 CP를 필요로 한다. 이것은 x로서 CP 길이가 선택된 예이다. 데이터 칩의 길이 또는 수를 변경할 수 있는 다른 CP 길이가 사용될 수 있다. 실내 환경에 대하여, CP 길이는 작아질 수 있다.
또한, 도 1의 예는 상부(이전) OFDM 심볼의 데이터 부분에 대해 128개의 칩을 이용한다. 그러나, 다른 샘플 칩 사이즈가 사용될 수 있다 (예를 들어, 256개의 칩). 또한, 배수가 상기처럼 2일 필요는 없다. 3, 4 등의 다른 배수가 사용될 수 있다.
사용자의 이동성 때문에, 사용자는 종종 실외 환경에서 실내 환경으로 이동하거나 실내 환경에서 실외 환경으로 이동한다. 일반적으로, 셀룰러 시스템에서, OFDM 수비학(numerologies)은 실외 환경에서 성능을 최적하도록 설계된다. 다른 세트의 포맷 또는 OFDM 수비학은 실내 사용에 더 효과적이도록 설계될 수 있다.
모바일(또는 사용자)이 실내 및 실외 환경 사이에서 돌아다니기 때문에, 프레임/슬롯 구조가 그 2개의 환경에 대해 동기되도록 실내 및 실외 포맷의 OFDM 심볼 경계는 주기적으로 얼라인(align)될 수 있다. 이 방법은 모바일이 2개의 환경 사이를 이동할 때 타겟 시스템의 동기 및 획득을 위해 지연을 제거할 수 있다. 이 방법은 또한 2개의 환경 사이의 천이를 용이하게 하기 위하여 2개의 환경(예를 들어, 상이한 포맷은 시분할 멀티플렉싱 방식에서 상이한 인터레이스(interlace)에 사용된다)에 적합한 시스템을 설계하는데 유용하다.
예를 들어, 하나의 인터레이스는 실내용으로 사용되고 다른 인터레이스는 실외용으로 사용된다. 즉, 실내 환경 및 실외 환경을 위한 서브패킷이 인터레이스된다. 이것은 실내 및 실외 셀간의 경계 영역에서 도움이 된다. 또한, 인터레이스(예를 들어, 실내 및 실외의 인터레이싱)의 혼합은 실내 및 실외 사용자간의 트래픽 필수요건에 의존하여 적응할 수 있다.
본 발명의 실시예는 실내 사용에 적합한 OFDM 포맷 세트를 설명하고, 그 심볼 기간은 실외 포맷의 배수이다. 동일한 프레임/슬롯 구조가 양 환경에 사용되도록 양 포맷의 심볼 경계는 주기적으로 얼라인된다. 또한, 하나의 시스템은 단일화된 프레임/슬롯 구조를 이용하여 두 형태의 OFDM 포맷을 시간적으로 멀티플렉싱할 수 있다.
시스템 대역폭보다 크거나 동일한 샘플링 주파수에 대응하는 최소 고속 푸리에 변환(FFT) 크기는 OFDM 신호를 송신 및/또는 수신하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 1.68 MHz 기반 클록에서, 이러한 시스템 대역폭에 일반적으로 사용되는 2048 대신에, 1536의 FFT 크기가 20.16 MHz까지의 시스템 대역폭을 위한 실외 전개(또는 실외 환경)에 사용될 수 있다. 이하, 상이한 CP 및 톤 스페이싱(tone spacing)을 갖는 다른 예를 설명한다.
다음의 설명은 상이한 심볼 설계와 관련된 OFDM 심볼 설계 및 수비학에 관한 것이다. 예를 들어, 설계가 실외 환경을 위한 1.2288 MHz 및 1.68 MHz 클록(또는 칩) 레이트에 기초하여 이루어질 수 있다. 실외 환경을 위한 포맷은 종래의 설계에 기초할 수 있으며, 실외 환경을 위한 포맷은 더 좁은 톤(또는 서브캐리어) 스페이싱을 갖는 더 짧은 CP를 가질 수 있다. 따라서, CP 오버헤드가 감소할 수 있다. 다르게 말하면, 슬롯/프레임 당 CP 오버헤드가 감소함에 따라, 심볼 기간은 실외 심볼 기간의 두배가 될 수 있다. 마지막으로, 슬롯/프레임 구조는 실내 및/또는 실외 전개(또는 환경)을 위해 얼라인될 수 있다.
다음의 표는 실내 및 실외 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 다양한 예를 나타낸다. 실제 OFDM 심볼 설계 수비학은 다음의 예들에 한정되지 않고, 다른 수비학이 구현될 수 있다.
표 1은 실외 전개(또는 환경)를 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다. 여기서, 칩(또는 클록) 레이트는 1.2288 MHz에 기초한다.
FFT 크기 128 512 1024 2048
칩 레이트(MHz) 1.2288 4.9152 9.8304 19.6608
서브캐리어 스페이싱(kHz) 9.6
동작 대역폭(MHz) 1.25 >1.25&≤5 >5&≤10 >10&≤20
가드(guard) 캐리어 0 대역폭에 의존
CP(μs) 6.51,13.02,19.53,26.04
윈도우(μs) 3.26
OFDM 심볼 기간(μs) 113.93,120.44,126.95,133.46
표 2는 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 6.51μs CP 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 새로운 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 270 1080 2160 4320
칩 레이트(MHz) 1.2288 4.9152 9.8304 19.6608
서브캐리어 스페이싱(kHz) 4.55
동작 대역폭(MHz) 1.25 >1.25&≤5 >5&≤10 >10&≤20
가드(guard) 캐리어 0 대역폭에 의존
CP(μs) 4.88
윈도우(μs) 3.26
OFDM 심볼 기간(μs) 227.86
표 3는 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 13.02μs CP 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 새로운 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 288 1152 2304 4608
칩 레이트(MHz) 1.2288 4.9152 9.8304 19.6608
서브캐리어 스페이싱(kHz) 4.27
동작 대역폭(MHz) 1.25 >1.25&≤5 >5&≤10 >10&≤20
가드(guard) 캐리어 0 대역폭에 의존
CP(μs) 3.26
윈도우(μs) 3.26
OFDM 심볼 기간(μs) 240.89
표 4는 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 19.53μs CP 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 새로운 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 300 1200 2400 4800
칩 레이트(MHz) 1.2288 4.9152 9.8304 19.6608
서브캐리어 스페이싱(kHz) 4.1
동작 대역폭(MHz) 1.25 >1.25&≤5 >5&≤10 >10&≤20
가드(guard) 캐리어 0 대역폭에 의존
CP(μs) 6.51
윈도우(μs) 3.26
OFDM 심볼 기간(μs) 253.91
표 5는 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 26.04μs CP 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 새로운 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 320 1280 2560 5120
칩 레이트(MHz) 1.2288 4.9152 9.8304 19.6608
서브캐리어 스페이싱(kHz) 3.84
동작 대역폭(MHz) 1.25 >1.25&
≤5		 >5&
≤10		 >10&
≤20
가드(guard) 캐리어 0 대역폭에 의존
CP(μs) 3.26
윈도우(μs) 3.26
OFDM 심볼 기간(μs) 266.93
표 6는 실외 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다. 여기서, 칩 레이트는 1.68 MHz 클록에 기초한다.
FFT 크기 128 512 1024 2048
칩 레이트(MHz) 1.68 6.72 13.44 26.88
서브캐리어 스페이싱(kHz) 13.125
동작 대역폭(MHz) ≤1.68 >1.68&
≤6.72		 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20
유용한 톤 ≤대역폭에 의존하는 FFT의 크기
CP+윈도우(μs) 7.14
OFDM 심볼 기간(μs) 83.33
표 7은 실내 환경을 위한 새로운 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다. 여기서, 칩 레이트는 1.68 MHz 클록에 기초한다.
FFT 크기 270 1080 2160 4320
칩 레이트(MHz) 1.68 6.72 13.44 26.88
서브캐리어 스페이싱(kHz) 6.22
동작 대역폭(MHz) ≤1.68 >1.68&
≤6.72		 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20
유용한 톤 ≤대역폭에 의존하는 FFT의 크기
CP+윈도우(μs) 5.95
OFDM 심볼 기간(μs) 166.67
표 8은 실외 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다. 여기서, 칩 레이트는 1.2288 MHz 클록에 기초한다.
FFT 크기 128 256 512 1024 1536 2048
칩 레이트(MHz) 1.2288 2.4576 4.9152 9.8304 14.7456 19.6608
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 9.6
동작
대역폭(MHz)		 1.25 >1.25&
≤2.5		 >2.5&
≤5.0		 >5.0&
≤10.0		 >10.0&
≤15.0		 >15.0&
≤20.0
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 12/9.77,
20/16.28,
28/22.79,
36/29.30		 24/9.77,
40/16.28,
56/22.79,
72/29.30		 48/9.77,
80/16.28,
112/22.79,
144/29.30		 96/9.77,
160/16.2,
224/22.79,
288/29.30		 144/9.77,
244/16.2,
336/22.7,
432/29.30		 192/9.77,
320/16.28,
448/22.79,
576/29.30
OFDM 심볼 기간(
μs)		 140/113.93,
148/120.44,
156/126.95,
164/133.46		 280/113.93,
296/120.44,
312/126.95,
328/133.46		 560/113.93,
592/120.44,
624/126.95,
656/133.46		 1120/113.93,
1184/120.44,
1248/126.95,
1312/133.46		 1680/113.93,
1776/120.44,
1872/126.95,
1968/133.46		 2240/113.93,
21368/120.44,
2496/126.95,
2624/133.46
표 9은 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 9.77μs CP+W 실외 환경과 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 270 540 1080 2160 3240 4320
칩 레이트(MHz) 1.2288 2.4576 4.9152 9.8304 14.7456 19.6608
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 4.55
동작
대역폭(MHz)		 1.25 >1.25&
≤2.5		 >2.5&
≤5.0		 >5.0&
≤10.0		 >10.0&≤15.0 >15.0&≤20.0
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 10/8.14
 20/8.14 40/8.14 80/8.14 120/8.14 160/8.14
OFDM 심볼 기간(
μs)		 280/227.89 560/227.89 1120/227.89 2240/227.89 3360/227.89 4480/227.89
표 10은 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 16.28μs CP+W 실외 환경과 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 288 576 1152 2304 3456 4608
칩 레이트(MHz) 1.2288 2.4576 4.9152 9.8304 14.7456 19.6608
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 4.27
동작
대역폭(MHz)		 1.25 >1.25&
≤2.5		 >2.5&
≤5.0		 >5.0&
≤10.0		 >10.0&≤15.0 >15.0&≤20.0
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 8/6.51
 16/6.51 32/6.51 64/6.51 96/6.51 128/6.51
OFDM 심볼 기간(
μs)		 296/240.86 592/240.86 1184/240.86 2368/240.86 3552/240.86 4736/240.86
표 11은 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 22.79μs CP+W 실외 환경과 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 300 600 1200 2400 3600 4800
칩 레이트(MHz) 1.2288 2.4576 4.9152 9.8304 14.7456 19.6608
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 4.10
동작
대역폭(MHz)		 1.25 >1.25&
≤2.5		 >2.5&
≤5.0		 >5.0&
≤10.0		 >10.0&≤15.0 >15.0&≤20.0
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 12/9.77
 24/9.77 48/9.77 96/9.77 144/9.77 192/9.77
OFDM 심볼 기간(
μs)		 312/253.91 624/253.91 1248/253.91 2496/253.91 3744/253.91 4992/253.91
표 12는 1.2288 MHz 기반 클록을 갖는 29.30μs CP+W 실외 환경과 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 320 640 1280 2560 3840 5120
칩 레이트(MHz) 1.2288 2.4576 4.9152 9.8304 14.7456 19.6608
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 3.84
동작
대역폭(MHz)		 1.25 >1.25&
≤2.5		 >2.5&
≤5.0		 >5.0&
≤10.0		 >10.0&≤15.0 >15.0&≤20.0
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 8/6.51
 16/6.51 32/6.51 64/6.51 96/6.51 128/6.51
OFDM 심볼 기간(
μs)		 328/266.93 656/266.93 1312/266.93 2624/266.93 3936/266.93 5248/266.93
표 13은 실외 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다. 여기서, 칩 레이트는 1.68 MHz 클록에 기초한다.
FFT 크기 128 256 512 1024 1536
칩 레이트 (MHz) 1.68 3.36 6.72 13.44 20.16
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 13.125
동작
대역폭(MHz)		 ≤1.68 >1.68&≤6.72 >3.36&≤6.72 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20.16
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 12/7.14.
20/11.90,
28/16.67,
36/21.43		 24/7.14.
40/11.90,
56/16.67,
72/21.43		 48/7.14.
80/11.90,
112/16.67,
144/21.43		 96/7.14.
160/11.90,
224/16.67,
288/21.43		 144/7.14.
240/11.90,
336/16.67,
432/21.43
OFDM 심볼 기간(
μs)		 140/83.33,
148/88.10,
156/92.86,
164/97.62		 280/83.33,
296/88.10,
312/92.86,
328/97.62		 560/83.33,
592/88.10,
624/92.86,
656/97.62		 1120/83.33,
1184/88.10,
1248/92.86,
1312/97.62		 1680/83.33,
1776/88.10,
1872/92.86,
1968/97.62
표 14은 1.68 MHz 기반 클록을 갖는 7.14μs CP+W 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 270 540 1080 2160 3240
칩 레이트 (MHz) 1.68 3.36 6.72 13.44 20.16
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 6.22
동작
대역폭(MHz)		 ≤1.68 >1.68&≤6.72 >3.36&≤6.72 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20.16
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 10/5.95 20/5.95 40/5.95 80/5.95 120/5.95
OFDM 심볼 기간(
μs)		 280/166.67 560/166.67 1120/166.67 2240/166.67 3360/166.67
표 15는 1.68 MHz 기반 클록을 갖는 11.90μs CP+W 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 288 576 1152 2304 3456
칩 레이트 (MHz) 1.68 3.36 6.72 13.44 20.16
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 5.83
동작
대역폭(MHz)		 ≤1.68 >1.68&≤6.72 >3.36&≤6.72 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20.16
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 8/4.76 16/4.76 32/4.76 64/4.76 96/4.76
OFDM 심볼 기간(
μs)		 296/176.19 592/176.19 1184/176.19 2368/176.19 3552/176.19
표 16는 1.68 MHz 기반 클록을 갖는 16.67μs CP+W 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 300 600 1200 2400 3600
칩 레이트 (MHz) 1.68 3.36 6.72 13.44 20.16
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 5.6
동작
대역폭(MHz)		 ≤1.68 >1.68&≤6.72 >3.36&≤6.72 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20.16
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 12/7.14 24/7.14 48/7.14 96/7.14 144/7.14
OFDM 심볼 기간(
μs)		 312/185.71 624/185.71 1248/185.71 2496/185.71 3744/185.71
표 17는 1.68 MHz 기반 클록을 갖는 21.43μs CP+W 실외와 함께 사용되는 실내 환경을 위한 OFDM 심볼 설계 수비학의 일예를 나타낸다.
FFT 크기 320 640 1280 2560 3840
칩 레이트 (MHz) 1.68 3.36 6.72 13.44 20.16
서브캐리어 스페
이싱(kHz)		 5.25
동작
대역폭(MHz)		 ≤1.68 >1.68&≤6.72 >3.36&≤6.72 >6.72&
≤13.44		 >13.44&
≤20.16
가드 캐리어 대역폭에 의존
CP+윈도우(μs) 8/4.76 16/4.76 32/4.76 64/4.76 96/4.76
OFDM 심볼 기간(
μs)		 328/195.24 656/195.24 1312/195.24 2624/195.24 3936/195.24
서술된 포맷은 실내 환경을 위해 의도된 것이지만, 지연 확산이 CP 기간과 저이동도보다 작은 임의의 환경에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 수비학이 실내 및 실외 환경에 적용될 수 있다. 동작에 있어서, 수비학은 기지국(또는 네트워크)의 위치에 의해 구성될 수 있다. 특히, 기지국(BS) 또는 네트워크는 먼저 실내 또는 실외 심볼 수비학이 액세스 터미널(AT)로부터의 채널 품질 정보(CQI) 및/또는 섹터 정보(예를 들어, CQI 커버)에 기초하는 지를 판정할 수 있다.
BS 또는 네트워크가 CQI에 기초한 실내 환경에 AT가 위치하는 것으로 판정하면, BS (또는 네트워크)는 AT에 순방향 링크(FL)를 위한 실내 수비학을 사용하도록 지시한다. 즉, BS는 실내 수비학을 사용하여 데이터를 전송한다.
마찬가지로, BS가 CQI에 기초한 실내 환경에 AT가 위치하는 것으로 판정하면, BS (또는 네트워크)는 AT에 역방향 링크(RL)를 위한 실내 수비학을 사용하도록 지시한다. 즉, BS는 BS에 데이터를 전송할 때 AT에 실내 수비학을 이용하도록 지시한다.
마찬가지로, BS 또는 네트워크가 CQI에 기초한 실외 환경에 AT가 위치하는 것으로 판정하면, BS (또는 네트워크)는 AT에 순방향 링크(FL)를 위한 실외 수비학을 사용하도록 지시한다. 즉, BS는 실외 수비학을 사용하여 데이터를 전송한다.
마찬가지로, BS가 CQI에 기초한 실외 환경에 AT가 위치하는 것으로 판정하면, BS (또는 네트워크)는 AT에 역방향 링크(RL)를 위한 실외 수비학을 사용하도록 지시한다. 즉, BS는 BS에 데이터를 전송할 때 AT에 실외 수비학을 이용하도록 지시한다.
AT가 실내 또는 실외인 것을 나타내는 실내 또는 실외 수비학의 응용에서, AT를 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동시킬 수 있다. 즉, AT는 실내 환경으로부터 실외 환경으로 또는 그 반대로 이동할 수 있다. 이러한 경우, 핸드오프(또는 핸드오버)가 환경 사이에 발생할 수 있다.
서술한 바와 같이, BS(또는 네트워크)로부터 AT로 실내 또는 실외 수비학을 사용하도록 하는 지시를 전송함에 있어서, 수퍼 프레임 프리앰블이 사용될 수 있다. 수퍼 프레임은 25 물리적 프레임 및 프리앰블로 구성된다. 각각의 물리적 프레임은 8개의 OFDM 심볼(예를 들어, 8×113.93μs (6.51μs CP)=911.44 μs))로 구성된다. 또한, 프리앰블은 8개의 OFDM 심볼을 포함한다. 또한, 제1 RL 물리적 프레임은 FL 및 RL 전송을 얼라인(align)하도록 연장된다. 도 2는 FL 및 RL의 수퍼 프레임 구조를 나타내는 예시적인 도면이다. 도 3은 FL 및 RL의 수퍼 프레임 구조를 나타내는 또다른 예시적인 도면이다.
실내 및 실외 동작 구현을 위해, 약간의 물리적 프레임이 실내 동작에 할당될 수 있다. 이 정보는 수퍼 프레임 프리앰블에 포함될 수 있다. 실내 환경을 위해 할당된 물리적 프레임은 감소된 CP 기간 및/또는 상이한 수비학을 갖는다.
또한, 2개의 수퍼 프레임 구조, 즉, 실내 환경을 위한 수퍼 프레임 구조 및 실외 환경을 위한 수퍼 프레임 구조가 있다. 여기서, 수퍼 프레임은 서로 얼라인될 수 있다. 양 프레임 구조는 신뢰성있는 획득을 위해 공통 수퍼 프레임 프리앰블을 공유할 수 있지만, 감소된 CP 기간 및/또는 상이한 수비학을 갖는 상이한 물리적 프레임을 가질 수 있다.
OFDM 시스템에서, 시간 및 주파수 자원 중의 일부가 서로에게 할당될 수 있다. 시간 및 주파수 자원의 일부를 할당하고 효율적인 자원 할당을 용이하게 하기 위하여, 모든 자원은 복수의 블록(타일(tile))으로 분할될 수 있다. 즉, 복수의 블록(타일)은 서로에게 할당될 수 있다.
일반적으로, 블록 또는 타일은 16개의 서브캐리어 및 8개의 심볼(예를 들어, OFDM 심볼)로 구성된다. 블록 (또는 타일)은 서브타일로 세분될 수 있다.
표 18 내지 21은 타일당 고정된 32개의 톤(또는 서브캐리어)을 갖는 타일 설계의 예를 나타낸다. 타일당 고정된 수의 톤을 가짐으로써, 타일당 통일된 수의 톤(예를 들어, 128 톤/타일)이 상이한 서브캐리어 스페이싱 및 CP+W(윈도우 시간)에 관계없이 부여될 수 있다. 즉, 모든 경우에 대하여 동일한 자원 분할 방식이 이용될 수 있다.
표 18은 타일당 고정된 32개의 톤을 갖는 4.55 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
8.14 1.25 4.55 270 4 1080 4 32 128 8.4375 0 14
1.25 내지 2.5 4.55 540 4 2160 4 32 128 16.875 0 28
2.5 내지 5 4.55 1080 4 4320 4 32 128 33.75 1 24
5 내지 10 4.55 2160 4 8640 4 32 128 67.5 3 16
10 내지 15 4.55 3240 4 12960 4 32 128 101.25 5 8
15 내지 20 4.55 4320 4 17280 4 32 128 135 7 0
표 19는 타일당 고정된 32개의 톤을 갖는 4.27 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
6.51 1.25 4.27 288 4 1152 4 32 128 9 1 0
1.25 내지 2.5 4.27 576 4 2304 4 32 128 18 2 0
2.5 내지 5 4.27 1152 4 4608 4 32 128 36 4 0
5 내지 10 4.27 2304 4 9216 4 32 128 72 8 0
10 내지 15 4.27 3456 4 13824 4 32 128 108 12 0
15 내지 20 4.27 4608 4 18432 4 32 128 144 16 0
표 20는 타일당 고정된 32개의 톤을 갖는 4.1 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여 톤의 #
9.77 1.25 4.1 300 4 1200 4 32 128 9.375 1 12
1.25 내지 2.5 4.1 600 4 2400 4 32 128 18.75 2 24
2.5 내지 5 4.1 1200 4 4800 4 32 128 37.5 5 16
5 내지 10 4.1 2400 4 9600 4 32 128 75 11 0
10 내지 15 4.1 3600 4 14400 4 32 128 112.5 16 16
15 내지 20 4.1 4800 4 19200 4 32 128 150 22 0
표 21는 타일당 고정된 32개의 톤을 갖는 3.84 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여 톤의 #
6.51 1.25 3.84 320 4 1280 4 32 128 10 2 0
1.25 내지 2.5 3.84 640 4 2560 4 32 128 20 4 0
2.5 내지 5 3.84 1280 4 5120 4 32 128 40 8 0
5 내지 10 3.84 2560 4 10240 4 32 128 80 16 0
10 내지 15 3.84 3840 4 15360 4 32 128 120 24 0
15 내지 20 3.84 5120 4 20480 4 32 128 160 32 0
또한, 각 시간은 도 4에 도시된 바와 같이 이진 트리 노드로서 사용자에게 할당될 수 있다. 도 4는 자원 할당을 위한 트리 구조를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4를 참조하면, 노드((8,0) 내지 (8,7))는 1.25 MHz의 대역폭을 갖는 표 18에 대하여 타일을 나타낸다. 노드는 다양한 방식으로 할당될 수 있다. 예를 들어, 하나의 노드가 하나의 사용자에게 할당될 수 있고, 임의의 수의 노드가 각각의 사용자에게 할당될 수 있고, 노드 정크(즉, (4,1) 또는 (2,1) 또는 (1,0))가 하나의 사용자에게 할당될 수 있다. 여기서, (4,1)는 2개의 연속된 타일((8,2) 및 (8,3))을 의미하고, (2,1)은 4개의 연속된 타일((8,4) 내지 (8,7))을 의미하고, (1,0)은 하나의 사용자에게 1.25 MHz의 8개의 파일이 할당된 것을 의미한다.
또한, 임의의 타입의 트리 구조는 주어진 시간 및 주파수 자원에서 모든 수의 타일을 만족시키는데 사용될 수 있다. 즉, 다른 타입의 트리 구조는 또한 동일한 목적을 달성하기 위하여 사용될 수 있다. 서술한 바와 같이, 도 4는 트리 구조(예를 들어, 이진 노드 트리)의 일예를 나타낸다.
상기의 이진 트리 구조 (또는 임의의 다른 트리 구조)가 자원 할당에 사용되면, 여분의 (또는 잔여의) 타일 및/또는 여분의 (또는 잔여의) 톤이 있다. 이것은 표 18 내지 21의 마직막 2개의 칼럼("여분의 타일의 #" 및 "잔여의 톤의 #")에 도시되어 있다.
이들 여분의 (또는 잔여의) 타일 및/또는 톤은 정규 데이터 톤(regular data tone), 가드 톤 또는 파일럿 톤으로서 사용될 수 있다. 특히, 여분의 (또는 잔여의) 톤은 타일 사이에 삽입된 파일럿 신호로서 사용될 수 있다.
표 18 내지 21에 도시된 타일 설계에 기초하여, 추가의 타일 설계가 구현될 수 있다. 이들 타일 설계는 타일 크기를 제어하거나 조절하는 방식으로 여분의 (또는 잔여의) 타일을 감소시키도록 하는데 중점을 두고 있다.
표 22 내지 25는 타일당 상이한 수의 톤을 갖는 타일 설계의 예를 나타낸다. 타일당 상이한 수의 톤을 가짐으로써, 좀더 효율적인 자원 할당과 함께 여분의 (또는 잔여의) 타일의 수가 감소될 수 있다.
표 22는 타일당 고정된 33개의 톤을 갖는 4.55 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 일예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
8.14 1.25 4.55 270 4 1080 4 33 132 8.182 0 6
1.25 내지 2.5 4.55 540 4 2160 4 33 132 16.36 0 12
2.5 내지 5 4.55 1080 4 4320 4 33 132 32.73 0 24
5 내지 10 4.55 2160 4 8640 4 33 132 65.45 1 15
10 내지 15 4.55 3240 4 12960 4 33 132 98.18 2 6
15 내지 20 4.55 4320 4 17280 4 33 132 130.9 2 30
표 23는 타일당 고정된 36개의 톤을 갖는 4.27 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
6.51 1.25 4.27 288 4 1152 4 36 144 8 0 0
1.25 내지 2.5 4.27 576 4 2304 4 36 144 16 0 0
2.5 내지 5 4.27 1152 4 4608 4 36 144 32 0 0
5 내지 10 4.27 2304 4 9216 4 36 144 64 0 0
10 내지 15 4.27 3456 4 13824 4 36 144 96 0 0
15 내지 20 4.27 4608 4 18432 4 36 144 128 0 0
표 24는 타일당 고정된 37개의 톤을 갖는 4.1 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
9.77 1.25 4.1 300 4 1200 4 37 148 8.108 0 4
1.25 내지 2.5 4.1 600 4 2400 4 37 148 16.22 0 8
2.5 내지 5 4.1 1200 4 4800 4 37 148 32.43 0 16
5 내지 10 4.1 2400 4 9600 4 37 148 64.86 0 32
10 내지 15 4.1 3600 4 14400 4 37 148 97.3 1 11
15 내지 20 4.1 4800 4 19200 4 37 148 129.7 1 27
표 25는 타일당 고정된 40개의 톤을 갖는 3.84 kHz의 서브캐리어 스페이싱을 위한 타일 설계의 예를 나타낸다.
실내CP+W[μs] BW[MHz] 서브캐리어 스페이싱[kHz] 톤의 # 심볼의 # Tot tones 타일 X[심볼] 타일Y[톤] 타일 톤[X*Y] 타일의 # 2n의 항에서의 여분의 타일의 # 잔여의 톤의 #
6.51 1.25 3.84 320 4 1280 4 40 160 8 0 0
1.25 내지 2.5 3.84 640 4 2560 4 40 160 16 0 0
2.5 내지 5 3.84 1280 4 5120 4 40 160 32 0 0
5 내지 10 3.84 2560 4 10240 4 40 160 64 0 0
10 내지 15 3.84 3840 4 15360 4 40 160 96 0 0
15 내지 20 3.84 5120 4 20480 4 40 160 128 0 0
표에 도시된 바와 같이, 대역폭 및/또는 톤 스페이싱에 의존하여, 여분의 (또는 잔여의) 타일이 발생할 수 있다. 작은 수의 여분의 또는 잔여의 타일(예를 들어, 1 또는 2 타일)이 예를 들어 가드 타일로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 2개의 타일은 5 MHz 대역폭에서 가드 톤에 사용될 수 있다. 또는, 여분의 또는 잔여의 타일은 데이터 톤 및/또는 파일럿 톤에 사용될 수 있다. 이들 여분의 또는 잔여의 톤은 또한 정규 데이터 톤, 가드 톤, 타일 사이에 삽입될 수 있는 파일럿 톤과 동일한 방법으로 사용될 수 있다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경과 수정이 가능하다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 동등물 내에서 제공되는 본 발명의 변경 및 수정을 커버한다.

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  21. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 시스템에서 데이터 패킷을 송신하는 방법에 있어서,
    제1 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷 또는 제2 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷을 통신 환경에 따라 구성하는 단계; 및
    프레임상에서 상기 구성된 데이터 패킷을 액세스 터미널(AT)로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 프레임에서 상기 제1 OFDM 포맷과 상기 제2 OFDM 포맷의 심볼 경계가 서로 정렬(align)되고,
    상기 제1 OFDM 포맷에 포함된 CP(Cyclic Prefix)의 개수는 상기 제2 OFDM 포맷에 포함된 CP의 개수의 배수이고,
    상기 제1 OFDM 포맷에 포함된 데이터 심볼 구간은 상기 제2 OFDM 포맷에 포함된 데이터 심볼 구간보다 작고,
    상기 제1 OFDM 포맷 및 제2 OFDM 포맷에 포함된 CP의 길이는 상기 AT가 속한 환경에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷 송신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    채널 품질 정보 및 섹터 정보 중의 하나 이상을 포함하는 피드백 정보를 상기 AT로부터 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 OFDM 포맷 및 제2 OFDM 포맷에 포함된 상기 CP의 길이는 상기 피드백 정보에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷 송신 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 프레임이 실내 환경 또는 실외 환경용인지 여부 및 역방향 링크에서 상기 제1 OFDM 포맷 또는 상기 제2 OFDM 포맷의 사용을 지시하는 지시정보를 상기 AT에게 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 지시정보는 상기 프레임의 프리엠블에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷 송신 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷과 상기 제2 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷은 시간적으로 멀티플렉스된 포맷을 나타내는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷 송신 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 구성된 데이터 패킷은 1.2288 MHz, 1.68 MHz 또는 이들의 배수를 칩 레이트로 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 송신 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷은 상기 제2 OFDM 포맷에 따른 데이터 패킷보다 더 좁은 톤 스페이싱 및 더 짧은 CP를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 송신 방법.
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