KR101192929B1 - 통신 시스템 - Google Patents

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유에펭 조우
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

다중 액세스 통신 시스템에서 사용하기 위한 시그널링 방법으로서, 상기 시스템은 제1 통신 장치 및 복수의 제2 통신 장치를 포함하며, 상기 제2 통신 장치들은 공유 통신 프레임의 해당 부분을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 제1 통신 장치와 통신하도록 동작가능하며, 상기 시그널링 방법은, 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 제2 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 제2 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하는 단계; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 상기 제2 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하는 단계; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 제2 통신 장치에 대하여, 그 제2 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 상기 제1 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하는 단계를 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조는, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 상기 제2 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성된다.

Description

통신 시스템{COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은, 통신 시스템, 예를 들어, OFDMA 기반의 통신 시스템 및 이러한 시스템에서 사용하기 위한 시그널링 방법에 관한 것이다.
이전에 고려되던 통신 시스템들에서는, 다수의 통신 파라미터들이 지정될 수 있도록 고도의 유동성과 제어성이 시스템 사양에 구비되었다. 이러한 유동성을 제공하기 위하여, 다수의 제어가능한 파라미터들이 지정될 수 있도록 대량의 제어 정보가 요구된다. 이는, 특히, 통신 프레임에서 리소스들을 분할함으로써 동시에 다수의 장치들과의 통신이 수행되는 다중 액세스 시스템에서 널리 사용되며, 여기서, 각각의 장치가 자신만의 이러한 제어 정보를 요구한다. 이러한 다중 액세스 시스템에 있어서, 제어 파라미터로서는, 예를 들어, 장치들의 식별자들, 통신 프레임 내에 할당된 해당 리소스, 채용된 변조 및 코딩 구조, 및 어드레싱 정보를 포함한다.
도 1은 이전에 고려되던 통신 시스템(1)의 개략도이다. 통신 시스템(1)은 기지국(BS)(2), 중계국(RS)(4), 및 복수의 이동국(MS)(6)을 포함한다. 기지국(2)은 인터넷과 같은 네트워크(8)를 통한 통신을 위해 접속된다.
통신 시스템(1)은 무선 통신 시스템이며, 특히, 기지국(2), 중계국(4) 및 이동국(6) 사이의 통신 수단으로서 무선 송신을 채용한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(2)은 이동국(6)과 직접 통신하도록, 또는 중계국(4)을 통해 그 밖의 이동국(6)들과 간접 통신하도록 동작가능하다. 도 1은 개략적인 것으로서, 예를 들어, 기지국(2)은 둘 이상의 중계국(4)을 통해 이동국(6)과 간접 통신하도록 동작가능함을 이해할 것이다. 이러한 중계국을 채용한 통신 시스템들을 일반적으로 멀티홉 시스템이라 한다.
현재, 패킷 기반의 무선 통신 시스템 및 그 밖의 통신 시스템에서 멀티홉 기법을 사용하는데 대하여 큰 관심이 있으며, 이러한 기법들은 커버리지 영역의 확장 및 시스템 용량(스루풋)의 증대를 가능하게 할 것으로 기대된다.
멀티홉 통신 시스템에서, 하나 이상의 중간 장치를 통해서 소스 장치로부터 목적지 장치로의 통신 경로(c)를 따른 통신 방향으로 통신 신호가 송신된다. 도 2는 기지국(BS)(3G 통신 시스템에서는 "노드-B"(NB)로 알려져 있음), 중계 노드(RN)(또는, 중계국(RS)으로 알려져 있음), 및 사용자 장비(UE)(이동국(MS)으로 알려져 있음)을 포함하는 단일셀 2홉 무선 통신 시스템을 도시한다. 다운링크(DL) 상에서 중계 노드를 통해 기지국으로부터 목적지 사용자 장비로 신호들이 송신되는 경우, 기지국은 소스 스테이션(S)(Source Station)을 구성하며, 사용자 장비는 목적지 스테이션(D)(Destination Station)을 구성한다. 업링크(UL) 상에서 중계 노드를 통해 사용자 장비로부터 기지국으로 통신 신호들이 송신되는 경우, 사용자 장비는 소스 스테이션을 구성하며, 기지국은 목적지 스테이션을 구성한다. 중계 노드는 중간 장치(I)의 일례이며, 소스 장치로부터 데이터를 수신하도록 동작가능한 수신기, 및 이 데이터 및 그 파생물을 목적지 장치에 송신하도록 동작가능한 송신기를 포함한다.
데드 스폿(dead spot)에서 커버리지를 제공 또는 개선하기 위한 중계기로서 간단한 아날로그 중계기(analogue repeater) 또는 디지털 중계기(digital repeater)가 사용되었다. 이들은 소스 송신과 중계기 송신 사이의 간섭을 방지하기 위하여 소스 스테이션으로부터 상이한 송신 주파수 대역에서 동작할 수 있거나, 또는 소스 스테이션으로부터 송신이 없을 때에 동시에 동작할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 중계국에 대한 다수의 응용예를 도시한다. 고정형 인프라구조에 있어서, 중계국에 의해 제공되는 커버리지는, 다른 물체의 쉐도우 영역에 있거나, 기지국의 통상적인 범위 내에 있더라도 기지국으로부터 충분한 세기의 신호를 수신할 수 없는 이동국의 통신 네트워크의 액세스를 허용하기 위하여 "인-필(in-fill)"될 수 있다. 이동국이 기지국의 통상의 데이터 송신 범위 외부에 있는 경우, 중계국이 액세스를 허용하는 "범위 확장" 또한 도시되어 있다. 도 3b의 상부에 도시된 인-필의 일례는, 지면 레벨에 있거나, 그 상하에 있을 수 있는 빌딩 내부에 커버리지의 침투를 허용하기 위한 유목형 중계국(nomadic relay station)의 배치를 나타낸다.
그 밖의 응용예로서는, 예를 들어, 이벤트 또는 비상/재해 시에 액세스를 제공하는, 임시적인 커버를 위해 유효하게 되는 유목형 중계국이 있다. 도 3b의 하부에 도시된 최종 응용예는 자동차에 위치된 중계기를 이용하여 네트워크에의 액세스를 제공한다.
중계기는 이하 후술하는 바와 같이 통신 시스템의 이득을 개선시키기 위하여 진보된 송신 기법과 연계하여 사용될 수도 있다.
무선 통신이 공간을 진행함에 따라서 무선 통신의 산란 또는 흡수로 인한 전파 손실 또는 "경로 손실"의 발생은 신호의 세기를 감소시키는 것으로 알려져 있다. 송신기와 수신기 사이의 경로 손실에 영향을 미치는 인자로서는, 송신기 안테나 높이, 수신기 안테나 높이, 캐리어 주파수, 클러터 종류(도심형, 부도심형, 전원형), 높이, 밀도, 분리, 지역 종류(언덕, 평지)와 같은 형태적 세부사항을 포함한다. 송신기와 수신기 사이의 경로손실 L(dB)는 이하와 같이 모델링될 수 있다:
L = b + 10nlogd (A)
여기서, d(미터)는 송신기-수신기 간격이며, b(dB) 및 n은 경로손실 파라미터이며, 절대 경로 손실은 ｌ= 10(L/10)이다.
간접 링크를 통한 절대 경로 손실의 합(SI(소스 장치 - 중간 장치) + ID(중간 장치 - 목적지 장치))은 직접 링크(SD(소스 장치 - 목적지 장치))를 통한 경로 손실보다 작을 수 있다. 즉, 다음과 같이 될 수 있다:
L(SI) + L(ID) ＜ L(SD) (B)
단일 송신 링크를 2개의 더 짧은 송신 세그먼트로 분할하는 것은, 경로 손실과 거리와의 비선형 관계를 이용하는 것이다. 식 (A)를 이용한 간단한 경로 손실의 이론적 분석으로부터, 소스 장치로부터 목적지 장치에 직접 보내지는 것보다 중간 장치(예컨대, 중계 노드)를 통해 소스 장치로부터 목적지 장치에 신호가 보내지는 경우, 전체 경로손실의 감소(따라서, 신호 세기 및 그에 따른 데이터 처리량의 개선 및 이득)가 달성될 수 있음을 이해할 수 있다. 적절하게 구현된다면, 멀티홉(2-홉, 3-홉, 등) 통신 시스템이 무선 송신을 용이하게 하는 송신기의 송신 전력의 감소를 고려하여, 전자기 방출에 대한 노출을 감소시킬 뿐만 아니라 간섭 레벨의 감소를 가져올 수 있다. 대안으로, 전체 경로손실의 감소는 신호를 전달하는데 필요한 전체 방사 송신 전력을 증가시키지 않고서, 수신기에서의 수신 신호 품질을 향상시키도록 이용될 수 있다.
멀티홉 시스템은 다중 반송파 송신에서 사용하기에 적합하다. FDM(주파수 분할 다중화), OFDM(직교 주파수 분할 다중화), 또는 DMT(이산 멀티톤) 등의 다중 반송파 송신 시스템에 있어서, 단일 데이터 스트림이 N개의 병렬 서브캐리어 상에서 변조되며, 각각의 서브캐리어 신호는 자신만의 주파수 범위를 갖는다. 이는 전체 대역폭(즉, 주어진 시간 간격에서 보내져야 할 데이터량)이 복수의 서브캐리어들에 걸쳐 나누어지도록 하여, 각각의 데이터 심볼의 주기를 증가시킨다. 각각의 서브캐리어는 더 낮은 정보율을 가지므로, 다중 반송파 시스템은 단일 반송파 시스템에 비하여 채널에서 야기되는 변형에 대한 내성이 강하므로 장점이 있다. 이는 각각의 서브캐리어의 송신율과 대역폭이 채널의 코히어런스 대역폭보다 작은 것을 보장함으로써 이루어질 수 있다. 그 결과, 단일 서브캐리어에서의 채널 변형은 주파수 독립형이며, 따라서, 간단한 위상 및 진폭 수정 인자에 의해 수정될 수 있다. 따라서, 시스템 대역폭이 채널의 코히어런스 대역폭을 초과하는 경우, 다중 반송파 수신기 내의 채널 변형 수정 엔티티는 단일 반송파 수신기 내의 대응하는 부분보다 복잡성이 상당히 낮을 수 있다.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM)는 FDM에 기반한 변조 기법이다. OFDM 시스템은 서브캐리어의 스펙트럼이 상호 독립하다는 사실로 인해 간섭없이 중첩할 수 있도록 수학적 의미에서 직교한 복수의 서브캐리어 주파수를 이용한다. OFDM 시스템의 직교성은 보호대역 주파수의 필요성을 제거함으로써, 시스템의 스펙트럼 효율성을 증대시킨다. OFDM은 많은 무선 시스템들에서 제안 및 채택되었다. 현재, 이는 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 접속에서, 일부의 무선 LAN 응용예에서(IEEE 802.11a/g 표준에 기초한 WiFi 장치 등), 및 (IEEE 802.16 표준에 기초한) WiMAX 등의 무선 MAN 응용예에서 사용된다. OFDM은 종종 코딩된 OFDM 또는 COFDM을 생성하기 위하여 채널 코딩, 에러 정정 기법과 연계하여 사용된다. COFDM은 채널 변형의 변동이 주파수 영역의 서브캐리어들과 시간 영역의 심볼들 쌍방의 사이에서 발견될 수 있는 다중경로 환경의 OFDM 기반 시스템의 성능을 개선시키기 위해, 오늘날 디지털 원격통신 시스템에서 널리 사용된다. 이러한 시스템은 특정 종류의 컴퓨터 네트워킹 기술 뿐만 아니라, DVB 및 DAB 등의 비디오 및 오디오 브로드캐스팅에서 사용되는 것이 발견되었다.
OFDM 시스템에 있어서, IDFT/IFFT(Inverse Discrete or Fast Fourier Transform algorithm)를 이용하여 N개의 변조된 병렬 데이터 소스 신호들의 블록이 N개의 직교 병렬 서브캐리어들에 맵핑되어, 송신기 측의 시간 영역에서 "OFDM 심볼"로서 알려진 신호를 형성한다. 따라서, "OFDM 심볼"은 모두 N개의 서브캐리어 신호의 복합 신호이다. OFDM 심볼은 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112010073698053-pat00001
여기서, △f는 서브캐리어 간격(Hz)이며, Ts = 1/△f는 심볼 시간 간격(초)이며, cn은 변조된 소스 신호이다. 각각의 소스 신호가 변조되는 수학식 1에서의 서브캐리어 벡터 c ∈ Cn, c = (c0, c1, ..., cN -1)는 유한 성상도(constellation)로부터의 N개의 성상도 심볼들의 벡터이다. 수신기에서, 수신된 시간 영역 신호는 DFT(Discrete Fourier Transform) 또는 FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘을 적용함으로써 주파수 영역으로 다시 변환된다.
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM의 다중 액세스 변형예이다. 따라서, OFDMA는 하나 이상의 이동국(6)이 중계국(4) 또는 기지국(2)과 통신할 수 있도록 하기 위하여, 도 1의 통신 시스템(1)과 같은 시스템들에서 특히 유용하다. 이는, 예를 들어, 서브캐리어의 부분집합을 개별 사용자에 지정함으로써 작용한다. 이는 몇몇 사용자들로부터의 동시 송신이 더 양호한 스펙트럼 효율성을 갖도록 한다. 그러나, 업링크 및 다운링크 방향에서 간섭이 없는 양방향 통신을 허용하는 문제는 여전히 남아 있다.
2개의 시스템 또는 네트워크 노드(기지국, 중계국, 또는 이동국)들 사이에 양방향 통신을 가능하게 하기 위하여, 2개의 통신 링크(순방향 또는 다운링크, 및 역방향 또는 업링크)를 듀플렉싱하여, 동일한 리소스 매체 상에서 장치가 동시에 송수신할 수 없는 물리적 제한을 극복하는 2개의 공지된 상이한 접근법이 존재한다. 첫번째로, FDD(frequency division duplexing)에서는, 송신 매체를 2개의 별개의 대역으로, 하나는 순방향 링크, 다른 하나는 역방향 링크 통신으로 세분함으로써 2개의 링크를 동시에, 그러나, 상이한 주파수 대역 상에서 동작시키는 것을 포함한다. 두번째로, TDD(time division duplexing)는 동일한 주파수 대역 상에서 2개의 링크를 동작시키지만, 임의의 한 시점에서 순방향 또는 역방향 링크만이 매체를 활용하도록 매체로의 액세스를 시간적으로 세분하는 것을 포함한다. 쌍방의 접근법(TDD 및 FDD)이 상대적인 장점은 있으며, 단일 홉 유선 및 무선 통신 시스템들에서 모두 잘 사용되는 기법들이다. 예를 들어, IEEE 802.16 표준은 FDD 및 TDD 모드 양측을 모두 포함한다.
일례로서, 도 4는 IEEE 802.16 표준 (WiMAX)의 OFDMA 물리 계층 모드에서 사용되는 단일 홉 TDD 프레임 구조를 도시한다. 본 발명의 설명에 있어서, 프레임은 소정의 주파수 대역폭과 소정의 시간 주기를 갖는 통신 리소스의 단위로서 간주된다.
각각의 프레임은 DL 서브프레임 및 UL 서브프레임으로 분할되며, 그 각각은 이산 송신 간격을 갖는다. 이들은 각각 TTG 및 RTG(Transmit/Receive and Receive/Transmit Transition Guard) 간격으로 구분된다. 각각의 DL 서브프레임은 프리엠블, FCH(Frame Control Header), DL-MAP, 및 UL-MAP으로 이어진다.
FCH는 버스트 프로파일과 DL-MAP의 길이를 지정하기 위하여 DLFP(DL Frame Prefix)를 포함한다. DLFP는 각 프레임의 시작에서 송신되는 데이터 구조이며, 현재의 프레임에 관한 정보를 포함하며, FCH로 맵핑된다.
동시 DL 할당분들이 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및 유니캐스트될 수 있으며, 이들은 또한 서비스중인 BS가 아닌 또 다른 BS에 대한 할당분을 포함한다. 동시 UL는 데이터 할당분일 수 있으며, 범위설정(Ranging) 또는 대역폭 요청일 수 있다.
IEEE 802.16e-2005와 같은 현재의 OFDMA 기반의 무선 통신 시스템에 있어서, 물리 계층의 제어 시그널링으로 인한 오버헤드는 다수의 사용자들이 프레임마다 스케줄링되는 경우에 특히 번거롭다. 이 바람직하지 못한 오버헤드는 주로 MAP의 구조에 기인하며, 여기서, MS에 프레임 내의 그 MS의 리소스를 통지하기 위해 다수의 비트가 요구된다. 이 오버헤드는 특히 다수의 사용자가 VoIP(Voice over IP) 응용예과 같은 작은 대역폭 요구사항을 갖는 경우 심각한 용량 저감을 유발할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 사용자에게는 DL 및 UL MAP과 DL 및 UL MAP_IEs(정보 구성요소)을 사용하여 프레임 내에 작은 리소스가 할당되어야 한다.
도 5는 IEEE 802.16e-2005 표준에서 이전에 고려되던 TDD 프레임 구조를 도시하며, 여기서, 7명의 사용자들에게 하나의 리소스가 할당되었으며, 그 각각은 다운링크 및 업링크 서브프레임 내에 있다(하나의 사용자가 하나의 버스트를 점유하는 것으로 가정).
TDD 프레임 구조에 있어서, 제1 심볼은 주로 동기화를 목적으로 사용되는 프리엠블과 송신기 식별에 의해 점유된다. 프리엠블 다음의 제2 심볼 및 제3 심볼은 FCH이다. FCH는 공지된 포맷을 이용하여 송신되어, 다음의 MAP 메시지, 즉, MAP 메시지 길이, 코딩 구조, 및 능동 서브채널을 디코딩하기 위한 충분한 정보를 제공한다. FCH 다음에는 DL-MAP가 오며, 이 뒤에 UL-MAP가 올 수 있다. 이러한 MAP 메시지들은 다른 제어 정보뿐만 아니라 프레임 내의 관리 및 트랜스포트 접속을 위하여 할당된 리소스(슬롯)에 대한 정보를 제공한다. 이러한 MAP들은 프레임 내에서 버스트를 정의하는 DL-MAP_IE 및 UL-MAP_IE를 포함한다(즉, 하나의 MAP_IE는 통상 프레임 내의 하나의 버스트에 관련될 것이다). 서브채널 오프셋 및 심볼 오프셋과 같은 이들 MAP_IE 내의 정보는, MS가 자신의 리소스를 서브프레임 내에 위치시키는데 사용하기 때문에 중요하다. CID(Connection Identifier), 변조 및 코딩 구조, 및 서브채널의 수와 같은 그 밖의 정보 또한, 버스트 내에서 데이터의 성공적인 복조 및 디코딩을 허용하기 때문에 중요하다.
VoIP와 같이 많은 사용자들이 작은 대역폭을 요구하는 경우를 고려하면, 이러한 시그널링 메카니즘은 비효율적이며, 달성가능한 시스템 용량에 대하여 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 이는, 버스트를 정의하는데 필요한 비트의 수에 대한 버스트에서 운반되는 비트의 수의 비율은 상대적으로 작기 때문이다. 또한, 전체 셀 커버리지를 제공하기 위하여, 브로드캐스트 MAP는 통상 한번 이상의 반복을 필요로 한다. 이는 보통 모든 사용자들이 소망하는 제어 정보를 성공적으로 복조 및 디코딩할 수 있음을 보장한다. 대부분의 경우, 셀 커버리지의 소망의 퍼센티지와 우세한 전파 환경에 따라서 DL 및 UP MAP이 4 또는 6회 반복될 것이다. 따라서, 반복되는 브로드캐스트 데이터는 프레임 내에서 오버헤드를 크게 증대시키고, 그 결과, 시스템 용량을 감소시키게 된다.
이전에 고려되던 WiMAX 기반의 시스템에 있어서, 모든 사용자들이 브로드캐스트 제어 정보를 수신할 수 있음을 보장해야 하는데 기인한 큰 오버헤드의 영향을 감소시키기 위한 메카니즘이 존재한다. 예를 들어, 제어 정보는 다수의 Sub-MAP으로 분리될 수 있고, 변조 및 코딩 구조가 각각의 Sub-MAP에 대해 변화될 수 있다. 그러나, DL에서의 2D 할당분에 기초하는 미디어 액세스의 기본적인 구성은, 구체적으로, 낮은 데이터율의 응용예의 경우에 대하여, 특히, 서비스 흐름 속성이 결정론적인(deterministic) 리소스 지정 패턴을 가져오는 때에는, 여전히 비효율적인 메카니즘을 산출한다. 그러한 일례로서는 VoIP가 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 다중 액세스 통신 시스템에서 사용하기 위한 시그널링 방법으로서, 상기 시스템은 제1 통신 장치 및 복수의 제2 통신 장치를 포함하며, 상기 제2 통신 장치들은 공유 통신 프레임의 해당 부분을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 제1 통신 장치와 통신하도록 동작가능하며, 상기 시그널링 방법은, 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 제2 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 제2 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하는 단계; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 상기 제2 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하는 단계; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 제2 통신 장치에 대하여, 그 제2 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 상기 제1 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하는 단계를 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조는, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 상기 제2 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성되는 시그널링 방법이 제공된다.
이에 의해, 유사한 통신 요구사항을 갖는 장치들의 그룹에 대하여 특정의 제어 구조를 채용하여, 하나의 공유 통신 프레임에서 지원되는 이러한 장치의 수를 증가시킬 수 있다. 이러한 제어 구조는, 예를 들어, 기존 시스템에서의 파라미터들의 용장성(redundant) 또는 과도 지정성(over-specified)을 이용하여, 그 대신에 감소된 파라미터의 세트를 채용함으로써 제어 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 이러한 제어 구조는 예를 들어 기존 시스템에서의 파라미터들의 과도하게 복잡한 표현들을 이용하여, 그 대신에 더 간단한 형태로 파라미터들을 표현함으로써 제어 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
이러한 방법은 기존의 제어 구조 또는 향후의 제어 구조를 사용하여 실행될 수 있으며, 이는 다른 시스템들과의 하위버전(backwards) 및 상위버전(forwards)의 호환성 면에서 유리할 수 있다.
본 시스템은 무선 시스템, 예를 들어, 무선 기반의 통신 시스템일 수 있다. 일례로서, OFDMA 기반의 통신 시스템이 있다.
바람직하게는, 제2 통신 장치 중 적어도 소정 수가 이러한 그룹을 형성할 필요가 있다. 예를 들어, 이러한 제1 제어 구조는 그룹 크기가 특정 수를 초과하는 경우 또는 특정 범위 내에 있는 경우, 지원되는 제2 통신 장치들의 수가 증가되는 측면에서 큰 이점을 제공할 수 있다.
서비스 레벨 요구사항은 QoS(quality-of-service) 요구사항, 및/또는 VoIP 등의 특정 종류의 서비스의 사양을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 중 다수가 동일한 경우, 또는 서로 유사한 경우, 이러한 서비스 레벨 요구사항은, 대응할 수 있다. 이러한 서비스 레벨 요구사항은, 예를 들어, 이들 모두 또는 거의 모두가 소정의 범위 또는 경계 내에 있는 경우 서로 유사할 수 있다. 관련된 제2 통신 장치가 다수의 동일한 서비스 레벨 요구사항을 갖는 경우 이러한 그룹이 존재하는 것으로 판정될 수 있다.
제1 제어 구조는, 상기 또는 각각의 제어 구조보다 그 제어 정보에서 더 적은 통신 제어 파라미터들을 지정할 수 있다. 제1 제어 구조의 사용, 또는 이러한 그룹이 존재한다는 판단은, 다수의 통신 제어 파라미터들이 소정의 값을 갖는다는 것을 나타내며, 따라서, 제1 제어 구조의 제어 정보는 이러한 통신 제어 파라미터의 값들을 포함하지 않을 수 있다. 제1 제어 구조의 제어 정보는 상기 또는 각각의 또 다른 제어 구조의 제어 정보에 비하여 감소된 포맷으로 형식화될(formulated) 수 있다. 제1 제어 구조의 제어 정보는 그 그룹의 모든 제2 통신 장치에 의한 사용을 위해 조합된 제어 정보를 포함할 수 있다. 역으로, 상기 또는 각각의 또 다른 제어 구조의 제어 정보는 하나의 제2 통신 장치에 의한 사용을 위해 개별 제어 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모든 가능성은 이러한 통신 시스템의 제어 오버헤드가 감소되도록 할 수 있으며(즉, 제2 통신 장치마다 보내질 제어 정보의 량이 실질적으로 감소될 수 있음), 이에 의해, 더 많은 수의 제2 통신 장치들이 프레임마다 지원될 수 있도록 한다.
제1 제어 구조의 제어 정보는 유리하게도 비트맵 형식으로 배치될 수 있으며, 이 방법은, 제1 제어 구조의 일부로서, 상기 비트맵에서의 제어 정보 중 그 해당 부분의 위치를 그룹의 제2 통신 장치들에 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 비트맵 형식의 제어 정보의 배치는, 제어 정보의 특히 효율적인 배치일 수 있으며, 예를 들어, 기존의 WiMAX 시스템의 IE에 채용된 포맷(즉, 2-D 할당 요소)을 사용하여, 동일 정보가 다른 형식으로 배치된 경우보다 더 많은 정보가 특정 수의 제어 비트로 운반될 수 있도록 한다.
제어 구역을 갖도록 공유 통신 프레임이 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 방법은, 바람직하게는, 제1 제어 구조의 제어 정보 및 상기 또는 각각의 또 다른 제어 구조의 제어 정보의 송신을 위하여 제어 구역을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 제1 제어 구조의 제어 정보는, 다른 제어 구조에서와 같이 프레임의 동일한 또는 "예상되는" 위치에 있도록 배치되므로, 다른 시스템들과 하위버전 및/또는 상위버전과의 호환성을 허용하는 것이 바람직하다. 제1 제어 구조 하에서의 데이터는 또한 동일한 이유로 다른 제어 구조 하에서의 데이터에서와 같이 프레임 내의 동일한 위치("데이터 구역")에 배치될 수 있다.
공유 통신 프레임은 데이터 구역을 갖도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 방법은, 바람직하게는, 제1 제어 구조의 일부로서, 데이터 구역의 영역 내의 리소스들을 그룹의 제2 통신 장치들에 할당하는 단계, 및 제1 제어 구조의 제어 정보에 그룹의 각각의 제2 통신 장치에 대해 할당된 리소스들을 식별하는 정보를 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 제어 구조의 일부로서, 본 방법은, 그룹의 서비스 레벨 요청들에 기초하여 공유 통신 프레임의 다수의 최소 리소스 할당 단위를 선택하여, 조합된 리소스 할당 단위를 형성하는 단계, 및 공유 통신 프레임의 리소스들을 조합된 리소스 할당 단위로 그룹의 제2 통신 장치들에 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 조합된 리소스 할당 단위보다 작은 할당 단위들은 필요치 않을 수 있으며, 이러한 경우, 이러한 방식으로 제어 정보를 절약할 수 있다.
바람직하게는, 시그널링 방법은 제2 통신 장치 중 적어도 하나에 대하여 제1 제어 구조와 호환가능한지 여부를 판정하는 단계; 및 제1 제어 구조와 호환가능하지 않은 것으로 판정된 임의의 제2 통신 장치에 대해서는, 그 제2 통신 장치를 그룹의 일부가 될 수 없는 것으로 지정하고, 그 제2 통신 장치에 대해 상기 또 다른 제어 구조를 채용하는 단계를 포함한다.
본 시스템은 OFDM 또는 OFDMA 시스템이며, 공유 통신 프레임은 OFDM 또는 OFDMA 시분할 듀플렉스(TDD) 프레임 또는 그 다운링크 또는 업링크 서브프레임일 수 있다. 상기 또는 각각의 제1 통신 장치는 기지국 또는 중계국일 수 있다. 상기 또는 각각의 제2 통신 장치는 이동국 또는 중계국일 수 있다.
본 발명의 제2 양태의 일 실시예에 따르면, 다중 액세스 통신 시스템으로서, 제1 통신 장치; 공유 통신 프레임의 해당 부분들을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 제1 통신 장치와 통신하도록 동작가능한 복수의 제2 통신 장치; 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 제2 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 제2 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하도록 동작가능한 평가 수단; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 상기 제2 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하도록 동작가능한 제1 제어 수단; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 제2 통신 장치에 대하여, 그 제2 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 상기 제1 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하도록 동작가능한 제2 제어 수단을 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 상기 또 다른 제어 구조는, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 상기 제2 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성되는 다중 액세스 통신 시스템이 제공된다.
본 발명의 제3 양태의 일 실시예에 따르면, 다중 액세스 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 장치로서, 상기 시스템은, 공유 통신 프레임의 해당 부분들을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 통신 장치와 통신하도록 동작가능한 복수의 또 다른 통신 장치를 더 포함하며, 상기 통신 장치는, 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 또 다른 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 또 다른 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하도록 동작가능한 평가 수단; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 또 다른 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하도록 동작가능한 제1 제어 수단; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 또 다른 통신 장치에 대하여, 그 또 다른 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 채널에서의 송신을 위하여 상기 제2 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하도록 동작가능한 제2 제어 수단을 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조는, 상기 또 다른 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 또 다른 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 또 다른 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성되는 통신 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 양태의 일 실시예에 따르면, 다중 액세스 통신 시스템의 컴퓨팅 장치 상에서 실행되는 경우, 시그널링 방법을 실행하도록 동작가능한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 시스템은 제1 통신 장치 및 복수의 제2 통신 장치를 포함하며, 상기 제2 통신 장치들은 공유 통신 프레임의 해당 부분들을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 제1 통신 장치와 통신하도록 동작가능하며, 상기 방법은, 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 제2 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 제2 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하는 단계; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 상기 제2 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하는 단계; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 제2 통신 장치에 대하여, 그 제2 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 상기 제1 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하는 단계를 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조는, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 상기 제2 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성되는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명의 제5 양태의 일 실시예에 따르면, 다중 액세스 통신 시스템의 제1 통신 장치의 컴퓨팅 장치 상에서 실행되는 경우, 시그널링 방법을 실행하도록 동작가능한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 시스템은 공유 통신 프레임의 해당 부분들을 이용하여, 또한 이러한 통신에 대하여 활용가능한 서비스 레벨을 각각 이용하여, 상기 제1 통신 장치와 통신하도록 동작가능한 복수의 제2 통신 장치를 더 포함하며, 상기 방법은, 대응하는 서비스 레벨 요구사항을 갖는 상기 제2 통신 장치들의 그룹이 존재하는지를 판정하기 위하여, 상기 제2 통신 장치들로부터의 서비스 레벨 요청들을 평가하는 단계; 상기 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 그룹의 상기 제2 통신 장치들에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 제1 제어 구조를 채용하는 단계; 및 상기 그룹의 일부가 아닌 임의의 제2 통신 장치에 대하여, 그 제2 통신 장치에 대해서는 통신 제어 정보의 상기 공유 통신 프레임에서의 송신을 위하여 상기 제1 제어 구조와는 상이한 또 다른 제어 구조를 채용하는 단계를 포함하며, 상기 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조는, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 제1 제어 구조를 사용하는 것이, 상기 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 상기 또 다른 제어 구조를 사용하는 것보다 상기 공유 통신 프레임에서 더 많은 상기 제2 통신 장치들에 대해 통신이 지원될 수 있도록 구성되는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
방법 양태들은 시스템, 장치, 및 컴퓨터 프로그램 양태에 대하여 동등하게 적용되며, 또한 그 역으로도 마찬가지이다.
이하의 첨부 도면들을 일례로서 참조한다.
도 1은 종래에 고려되던 통신 시스템의 개략도이다.
도 2는 단일셀 2홉 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 3은 중계국의 응용예를 도시한다.
도 4는 IEEE 802.16 표준의 OFDMA 물리 계층 모드에서 사용되는 단일홉 TDD 프레임 구조를 도시한다.
도 5는 IEEE 802.16e-2005 표준에서 사용되는 TDD OFDMA 프레임 구조를 도시한다.
도 6a는 본 발명을 채용하는 통신 시스템(20)의 개략도이다.
도 6b는 본 발명을 채용하는 시그널링 방법(30)의 흐름도이다.
도 6c는 본 발명을 채용하는 통신 시스템(40)의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용을 위한 시그널링 방법(50)의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용을 위한 시그널링 방법(60)의 흐름도이다.
도 9는 Bitmap_Region_IE에 대한 가능한 구조의 세부사항을 제공하는 표이다.
도 10은 (옵션 A의) Bitmap_Allocation_IE에 대한 가능한 구조의 세부사항을 제공하는 표이다.
도 11은 (옵션 B의) Bitmap_Allocation_IE에 대한 가능한 구조의 세부사항을 제공하는 표이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 OFDMA 프레임의 개략도이다.
도 13은 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법(70)의 흐름도이다.
도 14 및 도 15는 각각 리오더링(reordering)을 사용하지 않는 경우와 리오더링을 사용하는 경우, 비트맵 시그널링 절차에 사용되는 비트맵들의 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제안된 시그널링 메카니즘으로 WiMAX 802.16e (IEEE 802.16e-2005) 표준에서 사용되는 시그널링 메카니즘에 대하여 시그널링 오버헤드를 비교한 표이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 통신 시스템
22: 제1 통신 장치
24: 제2 통신 장치
도 6a는 본 발명을 구체화한 통신 시스템(20)의 개략도이다. 통신 시스템(20)은 제1 통신 장치(22)와 복수의 제2 통신 장치(24)를 포함한다. 통신 시스템은 임의의 수의 제2 통신 장치(24)를 가질 수 있다.
통신 시스템(20)은 다중 액세스 시스템이며, 제2 통신 장치들(24)은 공유 통신 프레임의 해당 부분을 이용하여 제1 통신 장치(22)와 통신하도록 동작가능하다. 이러한 공유 통신 프레임은 제2 통신 장치들(24) 각각의 통신을 위한 제어 정보 및 데이터를 전달하기 위해 채용될 수 있다. 각각의 제2 통신 장치(24)는 일련의 활용가능한 서비스 중 통신 서비스를 이용하거나, 활용가능한 서비스 레벨을 이용하여 이러한 통신을 수행할 수 있다.
제1 통신 장치(22)는 도 1의 기지국(2)과 같은 기지국 또는 도 1의 중계국(4)과 같은 중계국일 수 있다. 마찬가지로, 제2 통신 장치들(24)은 도 1의 이동국(6)과 같은 이동국 또는 도 1의 중계국(4)과 같은 중계국일 수 있다.
통신 시스템(20)은 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법을 실행하도록 구성된다. 도 6b는 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법(30)의 흐름도이다.
시그널링 방법(30)은 스텝 S2, S4, S6 및 S8을 포함한다. 스텝 S2에서, 제2 통신 장치들(24)의 서비스 레벨 요청이 평가된다. 스텝 S4에서, 해당 서비스 레벨 요청을 갖는 제2 통신 장치들(24)의 그룹이 존재하는지 여부를 판정한다. 예를 들어, 각각 동일한 서비스 레벨 요구사항 또는 매우 유사한 서비스 레벨 요구사항을 갖는 5개(또는 임의의 다른 소정의 수)의 제2 통신 장치들(24)이 있는 경우에, 이러한 그룹이 존재할 수 있다. 이러한 그룹이 존재하지 않는 것으로 판정되면, 방법(300)은 종료된다. 그러나, 이러한 그룹이 존재하는 것으로 판정되면, 제2 통신 장치들의 그룹에 대하여 제1 제어 구조가 사용되며, 상기 또는 각각의 다른 제2 통신 장치에 대하여 또 다른 제어 구조가 사용된다.
도 6c는 본 발명을 구체화하는 통신 시스템(40)의 개략도이다. 통신 시스템(40)은 기지국(제1 통신 장치)(42) 및 복수의 이동국(제2 통신 장치)(44)를 포함한다. 통신 시스템(40)은 임의의 수의 이동국(44)을 포함할 수 있다. 기지국(42)(또는 각각의 이동국(44))은 대안으로 중계국일 수 있다.
통신 시스템(40)은 OFDMA 기반의 시스템, 예를 들어, WiMAX 시스템이며, 이동국(44)은 도 4 및 도 5에 도시된 프레임과 마찬가지로 OFDMA TDD 프레임의 해당 부분을 이용하여 기지국(42)과 통신하도록 동작가능하다. 각각의 이동국(44)은 활용가능한 서비스 레벨, 예를 들어, 특정한 QoS 요구사항을 갖는 VoIP 서비스를 이용하여 이러한 통신을 수행할 수 있다.
통신 시스템(40)은 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법을 수행하도록 구성된다. 이러한 시그널링 방법의 일례를 본 발명의 일 실시예에 대한 바람직한 시스템 종류로서 WiMAX OFDMA 시스템을 이용하여 이하에서 설명한다. 물론, 본 발명은 패킷 스위치 접속에 기초하는 다중 액세스 통신 시스템과 같은 다른 종류의 시스템에도 유사하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 시그널링 방법은 2개의 주요 단계를 갖는다. 제1 단계는 서비스 셋업 절차, 즉, MAC(Media Access Control) 층(data-link 층) 절차를 포함한다. 제1 단계에서, 유사한 QoS 요구사항을 갖는 사용자(이동국(44))들이 함께 그룹화되고, 이어서, 그 그룹은 OFDMA 프레임 내의 리소스에 지정되어, 데이터 전송을 위한 리소스 할당분이 통지되고, 수신하게 된다. WiMAX 시스템의 경우, 이 리소스는 영역(region) 형태의 프레임 중 다수의 슬롯이다. 이 지정은 전체 세션에서 변하지 않을 수 있으며, 이는 일련의 연속된 OFDMA 프레임을 포함한다. 이 제1 단계는, VoIP 서비스의 페이로드 패킷들이 대략 동일한 크기이므로, VoIP와 같은 서비스 클래스(서비스 레벨/서비스 대역/서비스 흐름)에 대하여 특히 유용하다. VoIP 페이로드 패킷들은 또한 FTP(File Transfer Protocol) 및 비디오 스트리밍 서비스와 같은 OFDMA 프레임을 이용하여 제공될 수 있는 그 밖의 서비스들에 비하여 크기가 상대적으로 작다. VoIP 페이로드 패킷들은 또한 주기적으로 발생되기 때문에, 그 결과의 할당 패턴은 어느 정도 결정적일 것이다. VoIP 등의 이러한 서비스 클래스의 속성들은 시그널링 오버헤드를 감소시키는 이점이 있어서 본 발명의 실시예들에서 활용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 활용될 수 있는 그 밖의 서비스 클래스들로서는, 작은 페이로드 패킷들을 갖는 임대 라인 서비스 및 일정 속도 서비스와 같은 채널화 서비스를 포함한다.
본 시그널링 방법의 제2 단계는 지정된 영역 내의 물리 계층 리소스 할당에 관한 것(물리 계층 절차)으로서, 여기서, 이동국(44)은 이에 할당된 리소스들을 통지하는 시그널링 정보를 수신한다.
이하, 본 시그널링 방법을 도 7 내지 도 15를 참조하여 좀 더 자세하게 설명한다. 그 전에 일례로서, 본 시그널링 방법은 본 발명의 실시예들에 대한 바람직한 시스템의 종류로서 WiMAX OFDMA 시스템을 이용하여 계속 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법(50)의 흐름도이다. 시그널링 방법(50)은 상기 언급된 제1 단계에 해당하는 (MAC 계층) 서비스 셋업 절차이며, 스텝 S12, S14, S16 및 S18을 갖는다.
스텝 S12에서, BS(기지국(42))는 MS(이동국(44))로부터 QoS(Quality of Service) 요구사항을 취득하고, 이 경우에는, VoIP 등의 특정 요청 서비스에 대한 QoS 요구사항을 찾는다. 이어서, 스텝 S14에서, BS는 요청 서비스들(따라서, 유효하게는 MS)을 유사한 요구사항으로, 예컨대, 유사한 또는 심지어는 부분적으로 동일한 QoS 요구사항으로 잠재적으로 그룹화할 수 있다. 이어서, 스텝 S16에서, BS는 그룹의 요구사항 또는 활용가능한 리소스에 기초하여 어떠한 리소스 할당 형태(제어 구조)를 사용할 것인지를 판정할 수 있다. 그룹이 VoIP 요구사항 또는 다른 유사한 속성을 갖는 경우, 명백한 바와 같이 오버헤드를 크게 감소시킬 것이므로 비트맵 시그널링이 사용될 수 있다. 따라서, 스텝 S18에서, BS는 선택된 할당 메카니즘을 MS에 통지하고, MS에 대하여 충분한 정보를 제공하여, 지정된 영역 내에서 물리적 리소스 할당분을 결정하는 제어 시그널링을 복구시킨다.
스텝 S18에 관하여, MS에 제공될 수 있는 정보로서는, 예를 들어, 이러한 각각의 영역에 대한 ID("영역 ID")의 형태로 OFDMA 프레임의 어느 영역(들)에 리소스들이 할당될 것인지, 각각의 식별된 영역에 대하여 비트맵에서의 각각의 MS에 대한 비트 수/위치(비트맵 시그널링이 사용되는 경우), 인덱싱 시스템이 주파수 우선 방식으로 증가하는지 또는 시간 우선 방식으로 증가하는지를 포함하여, 상기 또는 각각의 영역 내에서의 리소스 블록들의 맵핑, 및 최소 할당 단위별로 그 영역 또는 각각의 영역 내의 리소스 블록의 크기를 포함한다. 이러한 최소 할당 단위는 WiMAX OFDMA 프레임의 경우 슬롯으로 알려져 있다. MS의 그룹의 QoS 요구사항에 기초하면, 리소스 블록(결합된 할당 단위)보다 작은 단위 크기가 요구되지 않는 경우일 수 있으므로, 그 서비스 레벨에 대한 최소 할당 단위로서 리소스 블록(각각은 소정 수의 슬롯을 포함함)을 채용할 수 있다. 그러한 경우, 슬롯 단위로 리소스들을 할당할 필요는 없다. VoIP 등의 이러한 서비스 클래스의 속성을 활용함으로써, 본 발명의 실시예에 의해 또 다른 제어 정보 오버헤드의 절감이 달성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 사용하기 위한 시그널링 방법(60)의 흐름도이다. 시그널링 방법(60)은 상기 언급된 제2 단계에 해당하는 (물리 계층) 리소스 할당 절차이며, 스텝 S22, S24, S26, S28, S30, S32 및 S34를 갖는다.
시그널링 방법(50)의 경우와 같이, 시그널링 방법(60)은 기지국(42)에 의한 OFDMA 프레임의 임의의 정보의 제공, 및 방법(50)의 스텝 S14에서 식별된 그룹의 이동국들(MS)(44)에 의한 정보의 해석을 포함한다. 간단화를 위하여, 이하에 OFDMA 프레임의 정보를 해석하는 그룹의 이동국들(44) 중 하나의 관점에서 방법(60)을 설명할 것이다.
스텝 S22에서, MS는 자신의 서비스 흐름이 지정된 통신 프레임의 영역(들)의 물리적 위치, 및 그 영역 내에서 사용되는 송신 파라미터들을 결정한다. 예를 들어, 이는 프레임의 기준점(인덱스 위치)에 대한 통신 프레임 내의 영역(들)의 시간 및 주파수 오프셋을 판정하는 것, 및 영역(들)에 할당된 그룹의 MS들의 리오더링이 필요한지 여부를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
MS들은, 예를 들어, 방법(50)의 스텝 S18에서 제공되는 비트 위치에 의해 할당된 영역(들)에서 리소스들이 지정될 초기 순서를 지정받는다. 그러나, 특정 MS가 특정 OFDMA 서브캐리어의 또는 서브캐리어의 세트에서 리소스들을 할당받아 그 MS에 대한 신호 품질을 향상시키는 것을 보장하기 위해 이러한 리오더링이 필요할 수 있다.
본 예에 있어서, 그룹의 MS들은, OFDMA 프레임의 브로드캐스트 MAP 메시지 내에 포함된 Bitmap_Region_IE라고 하는 영역별 메시지에 의해 그룹의 서비스 흐름이 지정된 통신 프레임의 영역(들)의 물리적 위치를 판정하기 위한 정보를 제공받는다. 도 9는 이러한 Bitmap_Region_IE에 대하여 가능한 구조의 세부사항을 제공하는 표이다.
도 9에서 볼 수 있듯이, 본 예의 각각의 Bitmap_Region_IE는 이하의 (필드) 섹션들: Type, Length, Region_ID, Reordering, Bitmap_size, Time_offset, Frequency_offset, Time_duration, 및 No. of Subchannels을 포함한다.
Type 섹션은 MS가 MAP IE의 종류(이 경우, Bitmap_Region_IE)를 판정할 수 있도록 한다. Length 섹션은 어디에서 IE가 종료하며 그 다음이 시작하는지를 MS가 알 수 있도록 한다.
Region_ID 섹션은 3비트로 이루어지며, 지정 영역이 가능한 8개의 영역 중 하나가 될 수 있도록 한다. 물론, 더 많은 비트가 채용되어 더 큰 수의 가능한 영역들이 사용될 수 있도록 한다. 본 섹션을 방법(50)의 스텝 S18에서 제공된 영역 ID(Region ID)와 비교함으로써, MS는 자신의 할당된 영역에 대하여 Bitmap_Region_IE를 위치시켰는지 여부를 판정할 수 있다.
Reordering 섹션은 단일 비트로 이루어지며, 리오더링이 필요한지 여부를 간단히 나타낸다.
Bitmap_size 섹션은 3비트로 이루어지며, 비트맵 시그널링에 사용되는 비트맵의 크기를 나타낸다. 3비트 값은 후술하는 도 10 및 도 11에서 알 수 있듯이, 그 영역에 대한 Bitmap_Allocation_IE의 정보를 해석하기 위한 파라미터로서 사용된다.
Time_offset 섹션, Frequency_offset 섹션, Time_duration 섹션, 및 No. of Subchannels 섹션은, 도 9에 도시된 바와 같이 상이한 비트 수로 이루어지며, Bitmap_Region_IE가 해당하는 영역의 위치와 크기를 식별하는데 사용된다. 예를 들어, OFDMA 프레임을 직사각 그리드에 세로축을 주파수(즉, 서브캐리어 또는 서브채널들로 나누어짐), 가로축을 시간(즉, 심볼 길이로 나누어짐)으로 하여 시각화하면, Time-offset 섹션 및 Frequency_offset 섹션은 프레임의 직사각형 영역의 한쪽 코너를 지정할 수 있으며, Time-duration 섹션 및 No. of Subchannels 섹션은 그 영역의 수직 및 수평 치수를 지정할 수 있다.
그룹의 MS에 할당되는 총 리소스 량은 통신 프레임의 다수의 영역들에 걸쳐 퍼져있을 수 있으므로, MS에는 이러한 다수의 영역이 지정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 할당된 영역(들)에 해당하는 영역 ID(들)는 방법(50)의 스텝 S18에서 MS에 제공될 수 있다. 다수의 영역들이 사용되는 경우라면, MS들은 브로드캐스트 MAP 메시지의 Bitmap_Region_IE들 전부를 디코딩하여, 도 7의 방법(50)에서 이들에 할당되었던 것과 동일한 Region ID들을 갖는 것들을 검색하고, 그 할당된 영역들의 물리적 위치를 결정해야 할 수 있다. 도 9를 참조하여 전술한 바와 같이, 이러한 IE(Information Element)는 영역 내에서 사용자 할당의 리오더링이 필요한지 여부를 또한 식별한다.
스텝 S24에서, MS는 전술한 리오더링이 필요한지 여부를 판정한다. 이는 도 9에서 볼 수 있듯이 Bitmap_Region_IE 내의 정보를 조사함으로써 달성될 수 있다. 리오더링이 필요한지 여부에 따라서, 방법(60)은 도 8에 도시된 바와 같이 2개의 경로 중 하나를 취한다. 이들 2개의 경로들은 다수의 공통 방법 스텝들을 갖는다.
스텝 S26에서, 그룹의 MS들은 자신의 할당된 영역(들) 내에 포함된 버스트들을 기술하는 시그널링 정보를 디코딩하여, 즉, 이들이 영역(들)의 어떠한 리소스들을 할당받는지를 탐색한다. 이 단계는, 예를 들어, Bitmap_Allocation_IE라고 하는 메시지의 디코딩을 포함한다.
도 10 및 도 11은 이러한 Bitmap_Allocation_IE에 대한 2가지 가능한 구조의 세부사항을 제공하는 표로서, 이들 구조들은 옵션 A(도 10) 및 옵션 B(도 11)라 한다. 도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이, 이들 Bitmap_Allocation_IE들은 다수의 상이한 섹션들을 가지며, 그 중 몇몇은 옵션 A와 옵션 B 간에 공통이다.
먼저, 옵션 A와 옵션 B의 Bitmap_Allocation_IE들 간의 공통 섹션들에 초점을 맞추어 보면, 양측 모두 Allocation_bitmap 섹션, Resource_Allocation_bitmap 섹션, 및 Reorder_bitmap 섹션을 가지며, 각각은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 가변 비트수로 이루어진다. Allocation_bitmap 섹션은 효과적으로 비트 스트링(비트맵의 일종)이며, MS는 이 할당된 비트 위치를 이용하여 스트링 내의 그 위치를 검사하여, 도 14 및 도 15를 참조하여 이하에서 알 수 있는 바와 같이, 그 영역의 리소스들을 할당받았는지 여부를 알 수 있다. 옵션 A에 있어서, No. of Blocks 섹션은 관계된 버스트 내의 블록 수를 지정한다. 이는 필수적인 것은 아니지만, Resource_Allocation_bitmap의 2bit 누산을 통해 계산할 필요없이 MS에 대하여 각각의 버스트의 경계를 제공한다. Resource_Allocation_bitmap 섹션은 효과적으로는 또 다른 비트 스트링이며, MS는, 또한 도 14 및 도 15를 참조하여 이하에서 알 수 있듯이, 그 스트링 부분을 검사하여 (그 영역 내에 리소스들이 할당된 것으로 가정하면) 그 할당된 리소스들을 영역 내에 위치시키기 위해, Allocation_bitmap 섹션과 조합하여, 그 지정된 비트 위치를 이용할 수 있다. Reorder_bitmap 또한 비트 스트링이며, MS는 (리오더링이 필요한 것으로 가정하면) 그 스트링 부분을 검사하여 (그 영역 내에 리소스들이 할당된 것으로 가정하면) 리소스가 할당된 영역에 대해 그 영역 내에서 MS들이 어떠한 순서인지를 판정하기 위해, Allocation_bitmap 섹션과 조합하여 그 지정된 비트 위치를 이용할 수 있다. 이는 도 15를 참조하여 후술할 것이다.
옵션 A와 옵션 B의 주요 차이점은, 옵션 A에서는, MCS(Modulation and Coding Scheme) 섹션이 Bitmap_Allocation_IE에 제공되어 상이한 변조 및 코딩 구조가 버스트 별로 지정될 수 있도록 하는 반면, 옵션 B에서는, MCS_bitmap 섹션이 Bitmap_Allocation_IE에 제공되어, 상이한 변조 및 코딩 구조가 그 영역을 이용하여 MS 별로 지정될 수 있도록 한다는 점이다. 옵션 A는 또한 영역 내의 버스트 수를 지정하는 No_of_Bursts 섹션, 및 각각의 버스트가 상이한 레벨에서 부스팅될 수 있도록 하는 Boosting 섹션을 제공한다. 이는 도 10과 도 11의 비교를 통해 이해될 수 있다.
사실상 MS들은 각각 하나 이상의 버스트를 할당받기 때문에, 옵션 A와 옵션 B는 MS가 어느 버스트 및 변조 코딩 구조를 이용할 것인지를 알게 된다는 점에서, 서로 대략 동일하다.
따라서, 본 예에서는, 영역별로 Bitmap_Allocation_IE가 제공되며, 각각은 브로드캐스트 MAP 메시지 내에 포함될 수 있으며, 예를 들어, 그 대응하는 Bitmap_Region_IE와 연관되어 있다. 이제 이해될 것처럼, 이러한 Bitmap_Allocation_IE는 비트맵 시그널링을 이용하여 영역 내의 각각의 버스트에 대한 리소스 할당을 기술한다. 본 실시예에 있어서, 하나의 영역 내의 모든 버스트들을 기술하기 위하여 하나의 Bitmap_Allocation_IE가 사용되며, 여기서, 각각의 버스트는 특정 변조 및 코딩 구조를 지정받을 수 있지만, 이는 물론 필수적인 것은 아니다. 본 실시예에 있어서, (옵션 A의) Bitmap_Allocation_IE들은 또한 각각의 버스트 내의 블록들의 수에 대한 정보를 제공한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 OFDMA 프레임의 개략도이다.
도 12의 OFDMA 프레임은 다운링크 서브프레임과 업링크 서브프레임으로 분할되어 도시되어 있으며, 다운링크 서브프레임은 프리엠블 다음에 Frame Control Header(FCH), DL-MAP, 및 UL-MAP을 갖는 것으로 도시되어 있다. DL-MAP은 다운링크 서브프레임에서의 리소스의 할당을 위한 것이며, UL-MAP는 업링크 서브프레임에서 리소스의 할당을 위한 것이다.
도 12에 도시된 바와 같이, DL-MAP 및 UL-MAP에는 연관된 IE 쌍들이 제공되며, 각각의 쌍은 Bitmap_Region_IE 및 Bitmap_Allocation_IE를 포함하며, 관계된 서브프레임의 데이터 구역 내의 특정 영역에 대응한다.
도 12에 있어서, DL-MAP에 이러한 2개의 쌍이 개략적으로 도시되어 있으며, 화살표로 표시된 바와 같이, DL 데이터 구역에 해당 영역들에 관련된다. 이러한 2개의 쌍들은 UL-MAP에도 도시되어 있으며, UL 데이터 구역의 해당 영역들에 관련된다. Bitmap_Allocation_IE들은 소망하는 통신 속성에 따라서 옵션 A 또는 옵션 B의 IE일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, (제1 제어 구조를 구성하는) Bitmap_Region_IE 및 Bitmap_Allocation_IE 쌍은 도 5에 도시된 바와 같이 DL 및 UL MAP에서 (또 다른 제어 구조를 구성하는) DL 및 UL MAP_IE들과 함께 공존할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예의 제1 제어 구조(즉, 방법 50 및 60)는 기존의 또 다른 제어 구조와 함께 OFDMA 프레임에 공존할 수 있다. 이는 특히 상위버전 및 하위버전의 호환성 면에서 바람직하다. 이와 같이, 이러한 제1 및 또 다른 제어 구조를 이용하도록 구성된 BS는, 이러한 제1 제어 구조 및 또 다른 제어 구조를 이용하도록 구성된 MS와의 통신도, 제1 및 또 다른 제어 구조 중 하나만을 이용하도록 구성된 MS와의 통신도 지원할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 제1 및 또 다른 제어 구조를 이용하도록 구성된 MS는, 제1 및 또 다른 제어 구조 중 하나만을 이용하도록 구성된 BS, 또는 제1 및 또 다른 제어 구조 둘 모두를 이용하도록 구성된 BS와 통신할 수 있다.
도 8을 참조하면, 스텝 S28에서, Bitmap_Allocation_IE 내에 제공되는 Allocation_bitmap을 이용하여, MS는 영역 내의 임의의 버스트 내에서 리소스들을 할당받았는지 여부를 판정할 수 있다. 이는 방법(70)의 서비스 셋업 절차에서 MS에 제공되는 비트 위치를 이용하여 달성된다. 그 위치에 '0'이 존재한다면, 그 MS에 대한 할당분은 없지만, '1'이 존재한다면, 그 MS에는 Bitmap_Allocation_IE로 기재된 버스트 내에 일부 리소스들이 할당되며, 여기서, 사용자는 그 비트맵의 비트가 '1'로 설정됨을 발견하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, 리오더링이 필요한 경우, 스텝 S28에 이어서, 스텝 S30이 수행된다. 스텝 S30에서, MS에 의해 Reorder_bitmap의 적절한 필드(부분)가 사용되어, 영역 내에서 이에 할당된 리소스의 시작 위치를 판정한다. Reorder_bitmap의 사용을 도 15를 참조하여 더 자세하게 후술한다. 리오더링이 필요치 않다면, 스텝 S30이 수행되지 않는다.
이어서, 스텝 S32에서, MS는 Resource_Allocation_bitmap을 디코딩함으로써 영역 내에 할당된 리소스 량(블록 수) 및 그 할당분의 시작점을 판정할 수 있다.
스텝 S34에서, MS는 각종 IE들로부터 유도된 정보를 이용하여 영역의 자신의 부분 내의 데이터를 디코딩할 수 있다.
전술한 바와 같이, 옵션 A와 옵션 B와의 주요한 차이점은 변조 및 코딩 구조가 어떻게 지정되는가 있다. 옵션 A에서는, 버스트 별로 변조 및 코딩 구조가 지정되는 반면, 옵션 B에서는, 접속 별로 변조 및 코딩 구조가 지정된다. 그러므로, 옵션 B에 대하여는, 스텝 S32 전에 방법(60)에 추가의 스텝(도 8에 도시되지 않음)이 포함되며, 이 추가의 스텝을 스텝 S31이라 하며, 여기서, MS는 MCS_bitmap 섹션에 문의하여 그 할당분에 적용되는 변조 및 코딩 구조를 판정한다. 옵션 A에 대하여는, 버스트 별로 변조 및 코딩 구조가 지정되며, 이 정보는 스텝 S26에서 옵션 A에 대하여 선택된다.
옵션 A 및 옵션 B에 대하여 선택된 Bitmap_Allocation_IE의 예로서, 신호 오버헤드와 링크 선정 효율성 사이에 트레이드-오프(trade-off)가 있다. 예를 들어, 옵션 B에서는, MCS 레벨에 대하여 사용자마다 2비트만이 지정되며, 이는 오버헤드를 상당히 감소시킬 것이다. 그러나, 옵션 A에서는, MCS에 4비트가 지정되고, 부스팅에 3개 비트가 지정되어, 이러한 엔티티들이 광범위한 링크 조건에서 더욱 더 강인성을 제공할 것이다. 이러한 링크 구성 엔티티들은 특정의 구현예를 고려한 것이므로, 본 명세서에 개시된 특정한 구성은 일례로서 제공된 것으로서, 본 발명에 필수적인 것으로 고려되어서는 아니된다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위하여, 이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 구현예를 설명한다.
도 13은 본 발명을 구체화하는 시그널링 방법(70)의 흐름도이다. 도 13에서 도시된 바와 같이, 시그널링 방법(70)은 효과적으로 방법 50과 방법 60을 조합하여 포함한다. 방법 60은 대안으로서 옵션 A 및 옵션 B를 포함하는 방법 70에 도시된다. 따라서, 옵션 B에 있어서, 방법 스텝 S31이 스텝 S32 앞에 명시적으로 도시되어 있으며, 옵션 A가 사용되어야 하는지 옵션 B가 사용되어야 하는지를 판정하기 위하여 스텝 S28 뒤에 스텝 S29가 도시되어 있다.
본 구현예에서는 VoIP 응용예을 지원하기 위하여 7명의 사용자들(MS)이 리소스들을 할당하도록 BS에 요구하는 것을 고려한다. 사용되는 시그널링 방법은 서비스 셋업 절차(방법 50) 및 리소스 할당 절차(방법 60)의 2가지 단계를 포함한다. 옵션 A와 옵션 B 둘 모두에 대하여 2가지 단계의 동작들을 후술한다.
스텝 S12 및 S14를 통해, BS는 VoIP 요구사항을 갖는 MS들을 그룹화한다(이 경우, 14개의 MS들이 있고, 그 중 7개가 고려되는 프레임에서 활성이다). 이어서, BS는 스텝 S16에서 그룹 요구사항과 활용가능한 리소스에 기초하여 어느 리소스 할당 형태를 사용할지를 판정할 수 있다. 이 경우, 그룹은 VoIP 요구사항을 가지며, 이는 오버헤드를 상당히 감소시키는 비트맵 시그널링 메카니즘을 사용할 수 있음을 의미한다. 따라서, 스텝 S18에서, BS는 선택된 할당 메카니즘을 MS에 통지하고, 물리적 리소스 할당분을 판정하는 제어 시그널링을 복구시키기 위해 MS들에 대한 충분한 정보를 제공한다. MS들에 제공되는 정보는 Region_ID, 비트맵 내의 비트 위치, 리소스 할당에 대한 주파수 우선/시간 우선, 및 영역 내의 리소스 블록들의 크기를 포함할 것이다. 리소스 블록의 크기는 서비스의 QoS 요구사항으로부터 판정될 수 있다. 리소스 블록은 설정된 OFDM 심볼 수, 즉, 설정된 슬롯 수만큼의 설정된 서브캐리어 수가 될 수 있다.
스텝 S22에서, MS는 Region_ID를 이용하여, 해당 Bitmap_Region_IE를 인식하고, 이로부터 리소스 할당에 사용되는 영역의 물리적 위치와 사용되는 송신 파라미터들(예컨대, 시간 및 주파수 오프셋, 및 리오더링이 필요한 지의 여부)을 판정할 수 있다. 이전과 같이, VoIP에 대한 비트맵 영역의 물리적 위치는 Bitmap_Region_IE 내에 포함될 것이다. 할당분은 다수의 영역에 걸쳐 확산될 수 있지만, 본 경우, 하나의 영역만이 사용된다. 이러한 IE는 또한 사용자 할당분의 리오더링이 영역 내에서 필요한지 여부를 식별한다. 리오더링이 없다면, 사용자들의 할당분은, 본 예에 있어서, 스텝 S18에 기초하여 시간 우선 또는 주파수 우선 방식 중 하나로 순차적으로 발생한다.
이어서, 스텝 S26에서, MS는 리소스 할당분을 기술하는 시그널링 정보를 디코딩한다. 이 단계는 그 영역에 대한 Bitmap_Allocation_IE의 디코딩을 포함하며, 이는 비트맵 시그널링을 이용하여 리소스 할당분을 기술한다.
스텝 S28에서, Bitmap_Allocation_IE 내의 Allocation_bitmap을 이용하면, 각각의 MS는 영역 내에 리소스들이 할당되었는지의 여부를 판정할 수 있다. 이는 스텝 S18 중에 MS에 제공되는 비트 위치를 이용함으로써 달성된다.
MS는 스텝 S22 및 S24로부터 리오더링이 필요한지 여부를 판정하고, 스텝 S26에서 디코딩된 Reorder_bitmap을 이용함으로써, MS는 스텝 S30에서 영역 내의 리소스의 시작 위치(블록 번호)를 판정할 수 있다. 리오더링이 필요치 않다면, 스텝 S30은 물론 생략된다.
스텝 S29에서 옵션 B가 선택되면, MS는 스텝 S31에서 MCS 비트맵을 디코딩해야 하며, 이는 블록 내의 데이터를 복조하여 디코딩하기 위하여 충분한 정보를 제공한다. 옵션 A가 사용되면, 스텝 S31이 생략되고, 전술한 바와 같이 버스트 별로 MCS 정보가 지정된다.
이어서, 스텝 S32에서, 각각의 MS는 영역 내에 할당된 리소스 량(블록 수)을 판정할 수 있다. 이는 본 예에 있어서 Resource_Allocation 비트맵을 디코딩함으로써 달성된다. 마지막으로, 스텝 S34에서, MS는 이전 동작에서 제공된 정보를 이용하여 해당 버스트 내에서 데이터를 디코딩할 수 있다.
본 구현예를 더 잘 이해하기 위하여, 도 14 및 도 15는 리오더링이 사용되지 않는 경우(도 14) 및 리오더링이 사용되는 경우(도 15)의 비트맵 시그널링 절차에 사용되는 비트맵의 예들이다. 둘 모두의 경우에서, 7명의 사용자들은 고려되는 프레임 내에 VoIP 데이터를 가지지만, 14개의 활성 MS(사용자), 즉, 사용자 0 내지 사용자 13이 존재하는 것으로 가정한다. 이는 사용자에게 스케줄링 간격(프레임 또는 일련의 프레임들)마다 리소스가 할당되지 않는다는 점에서, 통상의 VoIP이다.
먼저, 도 14를 참조하면, MS들이 높은 이동도의 요구사항에 대한 매체를 갖는 경우 이들을 리오더링할 필요가 없음을 이해해야 한다. 리오더링은, 주로 시간 우선(time-first) 할당이 채용되는 경우, 특정 서브채널(서브캐리어의 그룹) 상에 MS의 할당분을 위치시키는데 사용되는 경향이 있는 반면, MS가 높은 이동도의 요구사항에 대한 매체를 갖는 경우, 주파수와 시간 쌍방의 다이버시티를 달성하기 위하여 (리오더링을 적용시키지 않음으로써) 할당분을 확산시키는 것이 더 나을 수 있다.
도 14에서, 최상위 비트맵은 할당 비트맵이며, 이는 14 비트이고, 각각은 사용자 0 내지 사용자 13에 대한 것이다. 데이터를 갖는 7개의 MS들이 사용자 1, 2, 5, 6, 8, 11, 및 13으로 도시되며, 그 해당하는 비트 위치는 "0"에 반대되는 "1"을 갖는다.
서비스 셋업 절차 중에 MS가 자신의 비트 위치를 수신하는 경우, 이 영역 내에서 할당분이 지정되었는지 여부를 판정하기 위하여 이 값을 사용할 수 있다. MS에 리소스가 할당되었다면, 도 14에서 최하위 비트맵으로 도시된 리소스 할당 비트맵을 디코딩함으로써, 할당된 블록 수를 판정할 수 있다. 도 14로부터 할당분을 갖는 7명의 사용자들은 리소스 할당 비트맵에서 각각 순서대로 2비트가 제공된다. 사용자 1은, 예를 들어, 하나의 할당된 블록을 나타내는 비트 "00"를 갖는 반면, 사용자 5는 4개의 할당된 블록을 나타내는 비트 "11"을 갖는다.
옵션 B Bitmap_Allocation_IE가 사용되는 경우라면, MS들은 또한 도 14에서 중간 비트맵으로 도시된 MCS 비트맵을 디코딩해야 하며, 이는 데이터의 블록들을 복조하고 디코딩하기에 충분한 정보를 MS에 제공한다. 도 14로부터 할당분을 갖는 7명의 사용자들에게는 MCS 비트맵에서 각각의 순서대로 2비트가 제공됨을 알 수 있다. 예를 들어, 사용자 2는 QPSK 3/4임을 나타내는 비트 "01"을 갖는 반면, 사용자 11은 16-QAM 1/2을 나타내는 비트 "10"을 갖는다.
마지막으로, 서비스 셋업 절차 중에 제공되는 정보를 이용하여(방법 50), MS는 영역 내에서 주파수 우선 맵핑이 사용되는지, 시간 우선 맵핑이 사용되는지 여부를 판정할 수 있다. 쌍방의 가능한 맵핑이 도 14의 하부 2개의 부분으로서 도시되어 있으며, 영역의 각각의 블록에 사용자 번호가 도시되어 있다.
이제 도 15로 돌아가서, MS들이 낮은 이동도 요구사항을 갖는다면, 주파수 선택적 스케줄링이 바람직할 수 있음을 이해해야 하며, 이 경우, 사용자의 리오더링이 바람직하다. 주파수 선택적 스케줄링은 레가시 IEEE 802.16-2004 및 IEEE 802.16e-2005 무선 통신 시스템에서의 AMC 모드와 유사하다.
도 15는 비교를 용이하게 하기 위하여 도 14에서 사용되는 바와 같이 하나의 영역 내에서 7명의 사용자들이 스케줄링되는 동일한 예를 도시한다. 따라서, 도 15의 할당 비트맵, (옵션 B에 대해) MCS 비트맵, 및 리소스 할당 비트맵은 도 14와 동일하다.
이 경우, 특정 MS에 리소스가 할당된다면, 리오더링 비트맵을 디코딩함으로써, 그 할당분에 대하여 영역 내에서 시작 위치를 판정할 수 있다. 도 15에서 알 수 있듯이, 사용자들은 자신의 사용자 번호 순서로 리오더링 비트맵에서 각각 5비트를 갖는다. 예를 들어, 사용자 8은 할당분이 블록 4에서 시작함을 나타내는 비트 "00100"을 갖는다. 리오더링의 결과는 도 15 하부의 시간 우선 맵핑으로부터 알 수 있다. 이 경우, 의도는 MS가 어느 서브캐리어에 지정되는지를 제어하는 것이므로, 주파수 우선 맵핑을 사용하는 것은 바람직하지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
리오더링 비트맵으로부터 각각의 MS는 그에 할당되는 블록 수를 판정할 수 있으므로, 리오더링 비트맵을 사용하는 것은, 리소스 할당 비트맵이 중복될 수 있다. 예를 들어, 사용자 13은 그 할당분이 블록 6에서 시작하며, 다음 사용자의 할당분은 블록 10에서 시작함을 판정할 수 있다. 따라서, 사용자 13은 4개의 블록이 할당된 것으로 판정할 수 있다. 리소스 할당 비트맵을 생략함으로써, 시그널링 오버헤드가 좀 더 감소될 수 있음을 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 시그널링 방법의 장점을 이해하기 위하여, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제안된 시그널링 메카니즘에 대한 시그널링 오버헤드와 WiMAX 802.16e(IEEE 802.16e-2005) 표준에서 사용된 시그널링 메카니즘에 대한 시그널링 오버헤드를 비교하기 위한 표이다. 오버헤드는 바람직한 접근법으로서 리소스를 필요로 하고 옵션 B를 이용하는 32명의 사용자들에 대하여 계산되었다.
도 16으로부터, WiMAX 802.16e 시그널링 메카니즘에서는 2040개의 DL 시그널링 비트가 필요한 반면, 본 발명을 구체화하는 예시의 시그널링 메카니즘에 대해서는 리오더링 없으면 384개의 DL 시그널링 비트만을 필요로 하며, 리오더링이 있으면 640개의 DL 시그널링 비트가 필요함을 알 수 있다. 리오더링의 경우 Resource Allocation Bitmap을 생략함으로써, 시그널링 오버헤드가 576 비트로 더 감소될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 요약하면, 본 발명의 실시예의 장점은, 기존 프로토콜과 공존할 수 있는 무선 통신 시스템 내에서의 시그널링을 위한 프로토콜을 정의하고; 특정 종류의 서비스 흐름(즉, 주기적/결정적 할당)의 속성을 활용함으로써 물리 계층 내의 제어 시그널링 오버헤드를 최소화하며; VoIP와 같은 일정한 또는 거의 일정한 비트율 응용예에 매우 적합하여 결과적으로, 기존 시그널링 메카니즘을 이용하는 것과는 달리 VoIP 용량의 상당한 증대를 가능하게 하며; 필요한 변경의 수가 최소이며, 시그널링 메카니즘을 모르는 레가시 장치들이 알고 있는 메카니즘과 동일한 시스템에서 공존할 수 있으므로, 기존 레가시 설계(즉, 레가시 설계에서 공존가능함)에 대한 영향을 최소화하며; VoIP 이외의 서비스 종류에 대하여도 사용 가능하여, 서비스의 결정적 속성을 활용할 여지가 있고, OFDM/OFDMA 시스템과는 다른 시스템에서도 상기 장점을 달성할 수 있다는 것이다.
상기 양상들 중 임의의 것에 있어서, 하드웨어에서 또는 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 소프트웨어 모듈로서 각종 특징들이 구현될 수 있다. 일 양상의 특징들은 다른 양상 중 임의의 것에 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 본 명세서에 기재된 방법들 중 임의의 것을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램을 제공하며, 본 명세서에서 기재된 방법들 중 임의의 것을 실행하기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 본 발명을 구체화하는 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있으며, 또는, 예를 들어, 인터넷 웹사이트로부터 제공되는 다운로드가능한 데이터 신호 등의 신호의 형태일 수 있으며, 또는 그 밖의 임의의 형태일 수 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 무선 네트워크에서의 송신 방법으로서,
    기지국이, 하나 이상의 단말을 포함하는 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터와 해당 파라미터에 기초해 할당된 데이터를 포함하는 무선 프레임을 생성하는 단계 - 상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 무선 프레임에서 상기 그룹에 포함되는 단말에 데이터가 할당되어 있는지의 여부를, 해당 단말마다에 알리는 정보인 제1 할당 정보를 포함함 - ; 및
    상기 기지국이, 상기 무선 프레임을 상기 그룹 내의 각각의 단말에 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 할당 정보는, 상기 그룹에 포함되는 단말마다에 1 비트를 할당하는 비트 맵 데이터인, 송신 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 제1 할당 정보와 관련해, 상기 무선 프레임에서 데이터가 할당되어 있다고 나타난 단말에 대하여, 해당 단말에 할당된 리소스 양을 해당 단말마다에 알리는 정보인 제2 할당 정보를 포함하는, 송신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 할당 정보는, 상기 무선 프레임에서 데이터가 할당되어 있는 단말마다에 적어도 1 비트를 할당하는 비트 맵 데이터인, 송신 방법.
  6. 무선 네트워크에서의 수신 방법으로서,
    단말이, 상기 단말을 포함하는 하나 이상의 단말의 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터와 해당 파라미터에 기초해 할당된 데이터를 포함하는 무선 프레임을 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 무선 프레임에서 상기 그룹에 포함되는 단말에 데이터가 할당되어 있는지의 여부를, 해당 단말마다에 알리는 정보인 제1 할당 정보를 포함하는, 수신 방법.
  7. 삭제
  8. 하나 이상의 단말을 포함하는 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터와 해당 파라미터에 기초해 할당된 데이터를 포함하는 무선 프레임을 생성하고 - 상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 무선 프레임에서 상기 그룹에 포함되는 단말에 데이터가 할당되어 있는지의 여부를, 해당 단말마다에 알리는 정보인 제1 할당 정보를 포함함 -, 상기 무선 프레임을 상기 그룹 내의 각각의 단말에 송신하는, 기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 할당 정보는, 상기 그룹에 포함되는 단말마다에 1 비트를 할당하는 비트 맵 데이터인, 기지국.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 제1 할당 정보와 관련해, 상기 무선 프레임에서 데이터가 할당되어 있다고 나타난 단말에 대하여, 해당 단말에 할당된 리소스 양을 해당 단말마다에 알리는 정보인 제2 할당 정보를 포함하는, 기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 할당 정보는, 상기 무선 프레임에서 데이터가 할당되어 있는 단말마다에 적어도 1 비트를 할당하는 비트 맵 데이터인, 기지국.
  12. 단말로서,
    상기 단말을 포함하는 하나 이상의 단말의 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터와 해당 파라미터에 기초해 할당된 데이터를 포함하는 무선 프레임을 기지국으로부터 수신하고,
    상기 그룹에 대한 리소스 할당에 관련되는 파라미터는, 상기 무선 프레임에서 상기 그룹에 포함되는 단말에 데이터가 할당되어 있는지의 여부를, 해당 단말마다에 알리는 정보인 제1 할당 정보를 포함하는, 단말.
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