KR101089022B1

KR101089022B1 - Ｏｆｄｍａ 방식의 통신 시스템 및 통신 방법

Info

Publication number: KR101089022B1
Application number: KR1020097005812A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 다니가와; 야스히로 나카무라; 노부아키 다카마츠
Original assignee: 교세라 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2011-12-01
Also published as: EP2083578B1; EP2083578A4; US20090303949A1; US8675574B2; WO2008035719A1; KR20090055007A; EP2083578A1

Abstract

통신 리소스의 감소를 억제하여, 기지국의 처리 부담을 감소시킬 수 있는 OFDMA 방식의 통신 시스템을 얻는다.

기지국(10)으로부터 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말(20)에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임을 생성하는 다운 링크 프레임 생성부(14)와, 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말(20)로부터 기지국(10)에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 업 링크 프레임 생성부(24)와, 상기 복수의 단말 중 하나에 대하여 상기 단말이 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널을 할당하는 채널 할당부를 구비하고 있고, 할당된 상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보를 상기 다운 링크 프레임에서만 상기 단말에 통지한다.

Description

ＯＦＤＭＡ 방식의 통신 시스템 및 통신 방법{OFDMA COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 OFDMA 방식의 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.

디지털 휴대 전화 시스템이나 PHS 시스템 등의 무선 액세스 방식으로서, TDMA(Time Division Multiple Access: 시분할 다원 접속)과 TDD(Time Division Duplex: 시분할 쌍방향 전송)을 조합시킨 TDMA/TDD 방식이 채용되어 있다. 최근에는, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 직교 주파수 분할)의 기술에 의한 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access: 직교 주파수 분할 다중 접속)을 이용한 OFDMA 방식이 제안되어 있다.

OFDM은 데이터를 변조하는 반송파를, 서로 직교한 복수의 「서브캐리어」(세분화된 반송파)로 분할하고, 데이터 신호를 각각의 서브캐리어로 분산시켜 송신하는 방식이다.

이하, OFDM 방식의 개요에 대하여 설명한다.

도 8은 송신측에 사용되는 OFDM 변조 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. OFDM 변조 장치에는 송신 데이터가 입력된다. 이 송신 데이터는, 직렬/병렬 변환부(201)에 공급되어, 저속인 복수의 전송 심벌로 이루어지는 데이터로 변환된다. 즉, 전송 정보를 분할하여, 복수의 저속 디지털 신호를 생성한다. 이 병렬 데이터는 역고속 푸리에 변환(IFFT)부(202)에 공급된다.

병렬 데이터는 OFDM을 구성하는 각 서브캐리어에 할당되고, 주파수 영역에서 매핑된다. 여기서, 각 서브캐리어에 대하여 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 등의 변조가 실시된다. 매핑 데이터는, IFFT 연산을 실시함으로써, 주파수 영역의 송신 데이터로부터 시간 영역의 송신 데이터로 변환된다. 이것에 의해, 서로 직교하는 관계에 있는 복수의 서브캐리어가 각각 독립적으로 변조된 멀티캐리어 변조 신호가 생성된다. IFFT부(202)의 출력은 가드 인터벌 부가부(203)에 공급된다.

가드 인터벌 부가부(203)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전송 데이터의 유효 심벌의 뒷부분을 가드 인터벌로 하여, 전송 심벌마다 유효 심벌 기간의 앞 부분에 카피를 부가한다. 이 가드 인터벌 부가부에서 수득된 베이스밴드 신호는 직교 변조부(204)에 공급된다.

직교 변조부(204)는 가드 인터벌 부가부(203)로부터 공급되는 베이스밴드 OFDM 신호에 대하여, OFDM 변조 장치의 국부 발진기(205)로부터 공급되는 캐리어 신호를 이용하여, 직교 변조를 실시하고, 중간 주파수(IF) 신호 또는 무선 주파수(RF) 신호로 주파수 변환한다. 즉, 직교 변조부는 베이스밴드 신호를 소망의 전송 주파수 대역으로 주파수 변환한 후에 전송로로 출력한다.

도 10은 수신 측에 사용되는 OFDM 복조 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. OFDM 복조 장치에는, 도 8의 OFDM 변조 장치에 의해 생성된 OFDM 신호가 소정의 전송로을 통해 입력된다.

이 OFDM 복조 장치에 입력된 OFDM 수신 신호는 직교 복조부(211)에 공급된다. 직교 복조부(211)는, OFDM 수신 신호에 대하여, OFDM 복조 장치의 국부 발진기(212)로부터 공급되는 캐리어 신호를 이용하여 직교 복조를 실시하고, RF 신호 또는 IF 신호로부터 베이스밴드 신호로 주파수 변환하여, 베이스밴드 OFDM 신호를 얻는다. 이 OFDM 신호는 가드 인터벌 제거부(213)에 공급된다.

가드 인터벌 제거부(213)는 OFDM 변조 장치의 가드 인터벌 부가부(203)에서 부가된 신호를, 도시하지 않은 심벌 타이밍 동기부로부터 공급되는 타이밍신호에 따라 제거한다. 이 가드 인터벌 제거부(203)에서 수득된 신호는 고속 퓨리에 변환(FFT)부(214)에 공급된다.

FFT부(214)는 입력되는 시간 영역의 수신 데이터를 FFT함으로써 주파수 영역의 수신 데이터로 변환한다. 또한 주파수 영역에서 디매핑되고, 각 서브캐리어마다 병렬 데이터가 생성된다. 여기서, 각 서브캐리어에 실시된 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 등의 변조에 대한 복조가 이루어진 것으로 된다. FFT부(214)에서 수득된 병렬 데이터는, 병렬/직렬 변환부(215)에 공급되어, 수신 데이터로서 출력된다.

이상과 같이 OFDM은 반송파를 복수의 서브캐리어로 분할하는 방식이다. 그리고, OFDMA는 상기 OFDM에서의 서브캐리어 중에서 복수의 서브캐리어를 모아 그룹화하고, 각 그룹을 각 사용자에게 하나 또는 복수 할당하여 다중 통신을 행하는 방식이다. 상기 각 그룹은 각각 서브채널이라 불린다. 즉, 각 사용자는 할당된 하 나 또는 복수의 서브채널을 이용하여 통신을 행하는 것이다. 또한, 서브채널은 통신을 행하는 데이터량이나 전파 환경 등에 따라 적응적으로 증감하여 할당된다.

다음에 OFDMA 방식을 채용한 통신 시스템에서의 채널의 구성예를 들어 설명한다.

특허 문헌 1에는, 다운 링크(down link)의 통신을 광대역 채널에 의해 행하고, 업 링크(up link)의 통신을 협대역 채널에 의해 행하는, 대역폭이 서로 다른 비대칭의 채널에 의한 통신 방법이 도시되어 있다.

도 11은 특허 문헌 1에서의 단말 장치와 기지국 사이의 전송 제어의 구성이다. 액세스 방식으로서 OFDMA 방식이 적용되고, 업 링크와 다운 링크에서, 1프레임 내의 서로 다른 타임 슬롯이 시분할로 사용된다.

1프레임 내의 전반의 소정수의 슬롯 T1, T2, …, Tn(n은 임의의 정수)은 업 링크 기간 Tu의 슬롯으로 되고, 단말 장치로부터 기지국에의 업 링크의 전송에 사용되는 슬롯으로 하고 있다. 1프레임 내의 후반의 소정수의 슬롯 R1, R2, …, Rn(n은 임의의 정수)은 다운 링크 기간 Td의 슬롯으로 되고, 기지국으로부터 단말 장치에의 다운 링크의 전송에 사용되는 슬롯으로 하고 있다. 이와 같이, 업 링크 기간과 다운 링크 기간이 서로 다른(업다운 각각의 시간이 서로 다르고, 업다운을 구성하는 슬롯이 서로 다른) 프레임을 상하 비대칭의 프레임이라 한다.

도 12는 상기 프레임 구성의 데이터가 무선 전송되는 채널 구성예이다.

이 예에서는, 사용 가능 주파수대 B0의 하측과 상측에는, 각 광대역 채널 CH1~CH4의 대역폭보다 좁은 가드 밴드부 B1 및 B2가 존재하고, 이 B1, B2에, 광대 역 채널 CH1~CH4보다 대역폭이 좁은 협대역 채널 CH5, CH6을 배치하고 있다.

이 가드 밴드부에 배치된 협대역 채널 CH5, CH6은 업 링크(up link)에서의 저속 액세스 전용 통신 채널로서 사용하고, 도 11에 나타내는 프레임 구성 전반의 업 링크 기간 Tu만이 무선 전송에 사용된다.

특허 문헌 2에는, 다운 링크(down link)용 및 업 링크(up link)용 각각의 송신 대기 셀의 상황에 근거하여, 각 통신 상대에 사용되는 타임 슬롯의 할당을 행하도록 하여, 기지국과 이동국 사이에서 통신이 행해지는 통신 방법이 나타내어져 있고, 비대칭인 각 채널의 송수신량 및 QoS에 따라 사용자 채널을 할당하는 OFDMA/TDD 방식을 채용한 통신 장치가 나타내어져 있다.

도 13은 특허 문헌 2의 통신 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다. 기지국(BTS)과 이동국(MS) 사이에서, OFDMA 방식을 채용한 통신이 행해진다.

도 14는 특허 문헌 2의 무선 통신 장치에 사용되는 프레임 포맷을 나타내는 모식도이다. 단위 프레임(1프레임)은, 도면에 나타내는 바와 같이, 액세스 채널(Ach), 업 링크의 제어 채널(Cch), 다운 링크의 제어 채널(Cch), 다운 링크의 사용자 채널(Uch) 및 업 링크의 사용자 채널(Uch)을 포함하는 구성으로 되어있다.

다운 링크의 사용자 채널 및 업 링크의 사용자 채널의 각각이 포함하는 타임 슬롯 수는 고정되어 있지 않고, 사용자 채널의 할당 결과에 근거하여, 경계선의 위치가 결정된다.

특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 제2000-115834호

특허 문헌 2: 일본 공개 특허 공보 제2000-236343호

(발명이 해결하고자 하는 과제)

상술한 바와 같이, 종래의 OFDMA 방식을 채용한 통신 시스템에서는, 각 단말이 기지국과의 통신에 대하여 어떤 서브채널을 할당할지를 나타내는 정보를 MAP 정보라 하고, 미리 기지국으로부터 각 단말로 통지된다. 또한, 종래의 OFDMA 방식에서는, 다운 링크(down link)와 업 링크(up link)의 채널 구성이 비대칭인 프레임 구성으로 되어있다. 그 때문에, 상기 통신 시스템에서는, 복수의 단말 각각에 대한 MAP 정보를, 다운 링크 프레임용의 MAP 정보와 업 링크 프레임용의 MAP 정보로 나눠 각각 송신해야 한다.

그러나 다운 링크 프레임과 업 링크 프레임의 MAP 정보를 각각 송신해야 하기 때문에, MAP 정보의 정보량이 많고, 이 정보량만큼의 통신 리소스가 감소하여 버린다. 또한, MAP 정보를 결정하기 위한 기지국의 처리 부하가 크다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 통신 리소스의 감소를 억제하여, 기지국의 처리 부담을 감소시킬 수 있는 OFDMA 방식의 통신 시스템 및 통신 방법을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 통신 시스템은 기지국과 복수의 단말과의 사이에서 하나 또는 복수의 서브채널을 이용하여 통신을 행하는 OFDMA 방식의 통신 시스템에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임을 생성하는 다운 링크 프레임 생성부와, 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 업 링크 프레임 생성부와, 상기 복수의 단말 중 하나에 대하여 당해 단말이 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널을 할당하는 채널 할당부를 구비하고, 상기 채널 할당부는 할당한 상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보를 상기 다운 링크 프레임에서만 당해 단말에 통지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보는 서브채널에 부여된 번호에 대응하여 비트열로서 주어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 기지국과 복수의 단말 사이에서 하나 또는 복수의 서브채널을 이용하여 통신을 행하는 OFDMA 방식의 통신 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임과, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 스텝과, 상기 복수의 단말 중 하나에 대하여 당해 단말이 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널을 할당하는 스텝을 포함하고, 상기 할당한 상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보를 상기 다운 링크 프레임에서만 당해 단말에 통지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보는 상기 서브채널에 부여된 번호에 대응하여 비트열로서 주어지는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 따르면, OFDMA 방식의 통신 시스템 및 통신 방법에 있어서, 통신 리소스의 감소를 억제할 수 있다. 또한, 기지국의 처리 부담을 감소시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에 있어서, 기지국 및 단말의 송신 기능을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에 사용되는 OFDMA의 프레임 구성을 나타내는 설명도이다.

도 3은 도 2의 프레임에서의 MAP 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 4는 서브채널의 포맷을 나타내는 설명도이다.

도 5는 다운 링크의 물리층(PHY)의 포맷을 나타내는 설명도이다.

도 6은 업 링크의 물리층(PHY)의 포맷을 나타내는 설명도이다.

도 7은 송신한 MAP 정보에 대응하는 프레임을 나타내는 설명도이다.

도 8은 송신 측에 사용되는 OFDM 변조 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9는 가드 인터벌을 나타내는 설명도이다.

도 10은 수신 측에 사용되는 OFDM 변조 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11은 특허 문헌 1의 단말 장치와 기지국 사이의 전송 제어의 구성도이다.

도 12는 도 11의 프레임 구성의 데이터가 무선 전송되는 채널 구성예이다.

도 13은 특허 문헌 2의 통신 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.

도 14는 특허 문헌 2의 무선 통신 장치에 사용되는 프레임 포맷을 나타내는 모식도이다.

(부호의 설명)

10 : 기지국 11, 21 : QoS 제어부

12, 22 : 스케줄러 13, 23 : 대역 할당부

14 : 다운 링크 프레임 생성부 15, 25 : 변조부

16, 26 : 송신부 17, 27 : 통신 관리부

20 : 단말 24 : 업 링크 프레임 생성부

S1~S4 : 타임 슬롯 C1~C4 : 컨트롤 서브채널

T1~T108 : 트래픽 서브채널

이하, 본 발명에 따른 통신 시스템의 실시예에 대하여, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 통신 시스템은, 기지국(CS: cell station)과 복수의 단말(PS: personal station)과의 사이에서, 각 주파수대마다 복수의 서브채널로 구성된 프레임에 의해 통신을 행하는 OFDMA 방식의 통신 시스템이다. 도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에 있어서, 기지국 및 단말의 송신 기능을 나타내는 블록도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 기지국(10)에서의 송신 기능으로는, 상위층으로 부터 전송된 데이터를 통신의 우선도에 따라 QoS의 클래스 구분을 행하는 QoS 제어부(11), 클래스 구분된 우선도에 따라 통신의 스케줄링을 행하는 스케줄러(12), 후술하는 서브채널을 슬롯마다 할당하는 대역 할당부(13), 단말(20)에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임을 생성하는 다운 링크 프레임 생성부(14), 다운 링크 프레임의 신호를 변조하는 변조부(15), 무선 신호를 단말에 대하여 송신하는 송신부(16), 대역 할당부(13)나 변조부(15)를 제어하여 통신을 관리하는 통신 관리부(17)를 갖고 있다. 다운 링크 프레임 생성부(14)는 QoS 제어부(11), 스케줄러(12)를 통해 상위층으로부터 전송되고, 대역 할당부(13)를 통해 각 서브채널에 할당된 물리 프레임을 4개 연속하여 다운 링크 프레임을 생성한다.

또한, 단말(20)에서의 송신 기능으로는, 상위층으로부터 전송된 데이터를 통신의 우선도에 따라 QoS의 클래스 구분을 행하는 QoS 제어부(21), 클래스 구분된 우선도에 따라 통신의 스케줄링을 행하는 스케줄러(22), 후술하는 서브채널을 슬롯마다 할당하는 대역 할당부(23), 기지국(10)에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 업 링크 프레임 생성부(24), 업 링크 프레임의 신호를 변조하는 변조부(25), 무선 신호를 기지국에 대하여 송신하는 송신부(26), 대역 할당부(23)나 변조부(25)를 제어하여 통신을 관리하는 통신 관리부(27)를 갖고 있다. 업 링크 프레임 생성부(24)는 QoS 제어부(21), 스케줄러(22)를 통해 상위층으로부터 전송되고, 대역 할당부(23)를 통해 각 서브채널에 할당된 물리 프레임을 4개 연속하여 업 링크 프레임을 생성한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 방법에 사용되는 OFDMA의 프레임 구성 을 나타내는 설명도이다.

상기 프레임은 기지국으로부터 단말로의 통신을 행하는 다운 링크 기간의 타임 슬롯과, 단말로부터 기지국에의 통신을 행하는 업 링크 기간의 타임 슬롯이 인접하도록 배치되어 있다.

또한, 상기 프레임에서의 복수의 서브채널의 할당을 나타내는 프레임 구성은, 다운 링크(기지국으로부터 단말로의 링크: 포워드 링크) 기간의 프레임인 다운 링크 프레임과, 업 링크(단말로부터 기지국으로의 링크: 리버스 링크) 기간의 프레임인 다운 링크 프레임이 연속하고, 또한 대칭인 구성으로 되어있다. 여기서 말하는 대칭이란, 다운 링크와 업 링크에서, 각각의 기간이 같고, 또한 슬롯수가 같은 것을 가리킨다.

도 2의 프레임 구성은, 예컨대, 종래로부터 널리 보급되고 있는 PHS 시스템과 마찬가지로 타임 슬롯이 4개(S1~S4)인 경우의 구성이며, 세로축이 주파수축, 가로축이 시간축을 나타낸다. 이 구성에 의해, 종래의 PHS 시스템에 내장하여 사용할 수 있다.

도 2에서, 다운 링크 기간 및 업 링크 기간은, 모두 주파수축에 대하여, 28개의 주파수대로 분할되어 있다. 최초의 주파수대에 할당되는 서브채널은 컨트롤 서브채널이라 불리고, 제어 채널(CCH)로 사용하고 있다.

또, 상기의 최초의 주파수대는 가장 높은 주파수대 또는 가장 낮은 주파수대의 어느 쪽이라도 좋다.

도 2의 예는 PHS 시스템의 예이며, 컨트롤 서브채널 C1~C4에는 4개의 기지국 이 할당되어 있다.

그리고, 나머지의 27개의 주파수대(그룹)는, 타임 슬롯마다 시간축 방향으로 4개로 분할되고, 전부 108개의 서브채널로 구성되어 있다. 이들은 데이터를 송수신하는 트래픽 서브채널 T1~T108이다. 즉, 더욱이 본 실시예의 통신 시스템에서의 OFDMA 방식에서는, 종래의 OFDMA 방식에서의 서브채널이 시간축 방향으로 분할되어 있기 때문에 서브채널수(엑스트라 서브채널수)가 108개로 많다.

또한, 이 트래픽 서브채널은, 앵커 서브채널과 엑스트라 서브채널이라 불리는 서브채널로 구성되어 있다.

앵커 서브채널이란, 어떤 서브채널을 어떤 단말이 사용하는가를 각 단말에 통지하기 위해 사용하거나, 재송 제어로 데이터를 정확하게 주고받을 수 있었는지를 기지국과 단말에서 협의(negotiation)하는데 사용하기 위한 서브채널이며, 각 단말에 하나가 통신 개시 시에 할당된다.

엑스트라 서브채널이란, 실제로 사용하는 데이터를 송신하는 서브채널이며, 하나의 단말에 대하여, 임의의 수를 할당할 수 있다. 이 경우, 할당된 엑스트라 서브채널이 많을수록, 대역이 넓어지므로 고속 통신이 가능해진다.

다음에 상기 트래픽 서브채널의 할당에 대하여 설명한다. 도 3은 서브채널의 할당의 일례를 나타내는 설명도이다. 이 도 3에 나타내는 예에서는, 각 트래픽 서브채널의 할당을 다양한 모양으로 나타내고 있다.

도 3에 나타내는 예에서는, 컨트롤 서브채널에서의 4개의 기지국 중 C3의 기지국의 제어 채널을 나타내고 있다. 또, C3, T2 등의 기호는 도 2에 대응하고 있 다.

사용자 1의 단말에 대한 앵커 서브채널로서, T5가 할당되어 있다. 그리고, 사용자 1의 단말에 대한 엑스트라 서브채널로서, T2, T4, T6, T7, T8, T9, T10, T15, T17, T24, …, T105가 할당되어 있다. 이들 서브채널은 다운 링크와 업 링크에서 공통이다.

또한, 사용자 2의 단말에 대한 앵커 서브채널로서, T23이 할당되어 있다. 그리고, 사용자 2의 단말에 대한 엑스트라 서브채널로서, T13, T14, T18, T20, …이 할당되어 있다. 사용자 2에서, 서브채널의 할당은 사용자 1과 마찬가지로 다운 링크와 업 링크에서 공통이다.

또한, T1, T3, T11, T12, T19, T21, …, T107은 다른 기지국과 다른 단말의 사이에서 사용되고 있고, T16, T22, …, T106, T108은 사용하지 않는 서브채널이다.

이와 같이, 도 3에 나타낸 본 실시예의 통신 시스템에 있어서의 프레임 구성은, 다운 링크 기간의 프레임인 다운 링크 프레임과 업 링크 기간의 프레임인 업 링크 프레임이 연속하고, 또한 대칭인 구성으로 되어있다.

다음에 서브채널의 포맷에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 하나의 주파수대는, 다운 링크가 4개인 서브채널과 업 링크가 4개인 서브채널로 구성되어 있고, 전체의 시간축 상의 길이는, 예컨대, 5㎳이다.

각 서브채널은 PR(PRiamble), PS(Pilot Symbol), 그 밖의 필드에 의해 구성 되고, 시간축 상의 길이는, 예컨대, 625㎲이다.

PR은 프리앰블이며, 프레임 송신의 개시를 인식시켜, 동기를 취하는 타이밍을 부여하기 위한 신호이다.

PS는 파일럿 심벌이며, 반송파의 절대 위상을 정확하게 식별하기 위해 위상의 기준을 얻기 위한 기지의 신호 파형이나, 기지의 데이터이다.

서브채널 패이로드는 서브채널 패이로드이며, 물리층(PHY)의 데이터를 수용하는 부분이다.

다음에 다운 링크의 물리층(PHY)의 포맷을 도 5를 이용하여 설명한다.

앵커 서브채널의 서브채널 패이로드의 구성은, MAP, ACKCH, PHY 패이로드 등의 각 필드로 구성되어 있다. 그리고, 각 엑스트라 서브채널의 서브채널 패이로드에 수용된 PHY 패이로드가 이것에 연결된다. 최후의 엑스트라 서브채널의 끝부분은 CRC 필드가 마련되어 있다.

상기 MAP 필드에 수용된 비트 배열은 단말에 송신하는 MAP 정보(당해 단말에 대하여, 사용 가능 또는 사용 불가능인 서브채널이 나타내어진 정보)이며, 1프레임에 포함되는 트래픽 서브채널에 번호를 붙여, 이것에 대응한 비트열로서 나타내고 있다.

예컨대, 제 n 번째의 트래픽 서브채널에 대응하는 비트가 "1"이면, 이 제 n 번째의 트래픽 서브채널은 당해 단말에 할당되어 사용 가능한 것을 통지한다. 또한, 제 n 번째의 트래픽 서브채널에 대응하는 비트가 "0"이면, 이 제 n 번째의 트래픽 서브채널은 당해 단말에서는 사용 불가능인 것을 통지한다.

예컨대, 도 3의 프레임 구성의 예에서의 MAP 정보는 다음과 같이 된다.

사용자 1의 단말에 대하여 송신되는 MAP 정보의 비트 배열은 「01010111110000101 … 1000」으로 된다.

또한, 사용자 2의 단말에 대하여 송신되는 MAP 정보의 비트 배열은 「00000000000011000101 …」로 된다.

이와 같이 하는 것에 의해, 복수의 단말 각각에 대한 MAP 정보를, 다운 링크 프레임용 MAP 정보와 업 링크 프레임용 MAP 정보로 나눠 송신할 필요가 없어져, 통신 리소스의 감소를 억제할 수 있다. 또한, 사용 가능한 서브채널에 대한 정보를 서브채널 번호에 대응한 위치의 비트열에서 송신하는 것에 의해 불필요한 정보를 보낼 필요가 없어져, 최소한의 데이터량으로 통지할 수 있다.

다음에 업 링크의 물리층(PHY)의 포맷을 도 6을 이용하여 설명한다.

앵커 서브채널의 서브채널 패이로드의 구성은, RMAP, ACKCH, PC, PHY 패이로드 등의 각 필드로 구성되어 있다. 그리고, 각 엑스트라 서브채널의 서브채널 패이로드에 수용된 PHY 패이로드가 이것에 연결된다. 최후의 엑스트라 서브채널의 끝 부분은 CRC 필드가 마련되어 있다.

RMAP는 기지국으로부터 지시된 서브채널을 사용할 수 있는지 여부를 단말이 판단하여 기지국에 회신하는 것이다. 예컨대, 단말 가까이에 다른 단말이나 다른 기지국 등이 존재하고, 이들로부터의 간섭파에 의한 방해 레벨이 커서, 이것에 해당하는 서브채널에서의 정상인 통신을 행할 수 없는 경우 등은 해당하는 서브채널은 사용할 수 없다고 하여 기지국으로 회신된다. 즉, 사용할 수 없는 서브채널에 해당하는 RMAP의 비트를 "0"으로 한다.

예컨대, 기지국으로부터 어느 단말로 다운 링크에 의해 송신된 MAP 정보(MAP의 비트 배열)가 「10110 …」일 때, 제 3 번째의 서브채널을 단말 측을 사용할 수 없다고 판단한 경우에는, 제 3 번째의 비트를 "0"으로 한다. 따라서, 이 경우는「10010 …」이라는 배열의 RMAP를 업 링크로써 기지국 측에 회신한다.

다음에 송신한 MAP 정보에 대응하는 프레임에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다.

기지국은 (1)의 다운 링크 기간에서의 앵커 서브채널에 포함되는 MAP 필드이고, 단말에 대하여 통신권을 통지한다((1)의 타이밍에서 지시한다).

다음에 통지된 MAP 정보에는, 사용하는 엑스트라 서브채널이 지시되어 있고, 이 사용을 지시된 엑스트라 서브채널을 이용하여 (2) 또는 (3)의 프레임(의 타이밍)에서 통신을 행한다.

다음에 (2) 또는 (3)의 프레임의 어느 쪽에서 통신을 행할지는, 기지국과 단말의 접속의 초기 단계에서 결정되고, 복조의 처리 속도가 느린 단말 등의 조건에 의해, 통신 가능인 프레임이 (2) 또는 (3)으로 결정된다. 또, 한번 결정되면, (2) 또는 (3)의 프레임의 어느 쪽에서 통신을 행할지는 통신 종료 시까지 변하지 않는다.

이와 같이, 본 실시예의 통신 시스템에 있어서의 OFDMA 방식에서는, 서브채널수(엑스트라 서브채널수)가 108로 많기 때문에 각 사용자에 할당할 수 있는 서브채널의 수도 당연히 많다. 따라서 MAP 정보도 필연적으로 커져, 가령 다운 링크에 더하여, 업 링크에서도 MAP 정보의 교환을 기지국과 단말 사이에서 행하고자 하면 통신 리소스를 많이 사용하여 본래의 데이터를 통신하기 위한 패이로드가 줄어들게 된다.

그러나 본 실시예의 통신 시스템에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 다운 링크 기간의 프레임인 다운 링크 프레임과 업 링크 기간의 프레임인 업 링크 프레임이 연속하고, 또한 대칭인 구성으로 되어있으므로, 업 링크의 서브채널 할당을 다운 링크와 공통으로 해 두면, MAP 정보를, 예컨대, 다운 링크만으로 기지국으로부터 단말로 통지함으로써, 업 링크에서의 MAP 정보의 통지는 불필요하게 되고, 본래의 데이터를 통신하는 패이로드부를 대부분 확보할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템은 기지국(10)으로부터 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말(20)에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임을 생성하는 다운 링크 프레임 생성부(14)와, 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말(20)로부터 기지국(10)에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 업 링크 프레임 생성부(24)를 구비하고, 다운 링크 프레임과 업 링크 프레임은 연속하고, 또한 대칭인 구성이다.

이에 따라, 통신 리소스의 감소를 억제할 수 있으므로, 기지국(10)의 처리 부담을 감소시킬 수 있다. 또한, 종래의 PHS 시스템과의 호환성을 유지할 수도 있다.

본 출원은, 2006년 9월 22일 출원된 일본 특허 출원 제2006-257969호, 2006 년 11월 28일 출원된 일본 특허 출원 제2006-320777호에 근거하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 포함시켜 둔다.

Claims

기지국과 복수의 단말 사이에서 하나 또는 복수의 서브채널을 이용하여 통신을 행하는 OFDMA 방식의 통신 시스템에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임을 생성하는 다운 링크 프레임 생성부와,

상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 업 링크 프레임 생성부와,

상기 복수의 단말 중 하나에 대하여 상기 단말이 사용 가능한 다운 링크 프레임과 업 링크 프레임에서 공통인 하나 또는 복수의 서브채널을 할당하는 채널 할당부

를 구비하고,

상기 채널 할당부는 할당한 상기 사용 가능한 다운 링크 프레임과 업 링크 프레임에서 공통인 하나 또는 복수의 서브채널의 정보를 매 상기 다운 링크 프레임에서만 상기 단말에 통지하는

것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보는, 상기 서브채널에 부여된 번호에 대응하여 비트열로서 주어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
기지국과 복수의 단말 사이에서 하나 또는 복수의 서브채널을 이용하여 통신을 행하는 OFDMA 방식의 통신 방법에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 다운 링크 기간인 다운 링크 프레임과, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 대하여 통신을 행하는 업 링크 기간인 업 링크 프레임을 생성하는 스텝과,

상기 복수의 단말 중 하나에 대하여 상기 단말이 사용 가능한 다운링크 프레임과 업 링크 프레임에서 공통인 하나 또는 복수의 서브채널을 할당하는 스텝

을 포함하고,

상기 할당한 상기 사용 가능한 다운링크 프레임과 업 링크 프레임에서 공통인 하나 또는 복수의 서브채널의 정보를 매 상기 다운 링크 프레임에서만 상기 단말에 통지하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 사용 가능한 하나 또는 복수의 서브채널의 정보는 상기 서브채널에 부여된 번호에 대응하여 비트열로서 주어지는 것을 특징으로 하는 통신 방법.