KR101243302B1

KR101243302B1 - 무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법 및 프레임 정보 전송방법

Info

Publication number: KR101243302B1
Application number: KR1020080130646A
Authority: KR
Inventors: 김기석; 김영일
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: US20100157896A1; KR20100071805A

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법 및 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프레임 생성 방법은 무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법으로서, 하나의 프레임을 복수의 부 프레임으로 나누는 단계, 각 부프레임을 미리 정의한 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당하는 단계, 그리고 상기 각 부 프레임의 모드 할당 정보를 상기 프레임 정보에 할당하는 단계를 포함한다.

OFDM, TDD, 프레임, 서브프레임, IEEE 802.16m

Description

무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법 및 프레임 정보 전송 방법{METHOD FOR GENERATING FRAME AND TRANSMITTING FRAME INFORMATION}

본 발명은 무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법 및 프레임 정보 전송 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-011-03, 과제명: 멀티홉 WiBro 용 relay/mesh 통신 시스템 개발].

무선 통신 시스템에서 기지국은 이동국으로 방송 정보 제공한다. 일반적으로 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함) 방식의 시스템에서 시간 분할 다중화(Time Division Duplexing, TDD)를 이용하는 경우에, 프레임(frame)은 하향 링크(downlink) 구간과 상향 링크(uplink) 구간으로 나뉜다. 프레임 구성 정보와 관련하여 기지국은 하향 링크 구간 및 상향 링크 구간의 OFDM 심볼(symbol) 수를 시스템 파라미터를 통하여 이동국에 제공함으로써, 이동국이 프레임 구성을 파악할 수 있다.

그런데 한 프레임을 복수의 부 프레임(subframe)으로 분할하는 경우에는, 각 각의 부 프레임의 기능 할당과 할당 심볼수에 대한 정보가 시스템 파라미터를 통하여 제공되어야 한다. 그러나 이와 같이 모든 부 프레임의 기능과 할당 심볼수에 대한 정보를 제공하는 경우에는 프레임 정보를 제공하기 위하여 요구되는 정보 비트수가 과도하게 많아진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDM 기반 무선 통신 시스템의 방송 정보인 프레임의 할당 정보를 제공함에 있어, 서브 프레임의 단위의 기능을 미리 정의하여 제공함으로써 할당 정보 비트수를 최소화하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 프레임 생성 방법은 무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법으로서, 하나의 프레임을 복수의 부 프레임으로 나누는 단계, 각 부프레임을 미리 정의한 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당하는 단계, 그리고 상기 각 부 프레임의 모드 할당 정보를 상기 프레임 정보에 할당하는 단계를 포함한다.

상기 모드 할당 정보는 N 비트를 가지며, 각 모드는 상기 N 비트에 의해 표현되는 복수의 데이터 중 어느 하나에 대응하고, 상기 N은 자연수일 수 있다.

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 중계 링크 구간을 지원하며, 다른 일부 모드는 접근 링크 구간을 지원할 수 있다.

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 상향 링크 구간을 지원하며, 다른 일부 모드는 하향 링크 구간을 지원할 수 있다.

상기 복수의 모드는 적어도 하나 이상의 통신 규격을 따를 수 있다.

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 각각 복수의 통신 규격 중 어느 하나의 통신 규격, 복수의 통신 링크 구간 중 어느 하나의 통신 링크 구간, 그리고 상향링크 구간 및 하향링크 구간 중 어느 하나의 구간의 조합을 지원하며, 상기 복수의 통신 링크 구간은 중계 링크 구간 및 접근 링크 구간을 포함할 수 있다.

상기 모드 할당 정보를 상기 프레임의 방송 채널에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 정보 전송 방법은 무선 통신 시스템의 프레임 정보를 전송하는 방법으로서, 한 프레임을 복수의 부 프레임으로 구성되는 프레임으로 나누는 단계, 각 부프레임을 미리 정의한 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당하는 단계, 상기 각 부 프레임의 모드 할당 정보를 프레임 정보에 할당하는 단계, 그리고 상기 프레임 정보를 방송하는 단계를 포함한다.

상기 복수의 모드는 중 일부 모드는 각각 접근 상향 링크, 접근 하향 링크, 중계 상향 링크 구간 및 중계 하향 링크 중 어느 하나를 지원할 수 있다.

본 발명에 따르면 프레임 정보를 제공하는 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 부 프레임으로 구성되는 프레임 할당 정보 크기를 최소화할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은, 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있 고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 방송 정보의 프레임 생성 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이며, 도 2는 802.16m 시스템에서 8개의 부 프레임으로 구성되는 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 1을 참고하면, 무선 통신 시스템의 통신망은 기본적으로 제1 이동국(Mobile Station, MS) (111)과 기지국(Base Station, BS)(120)을 포함하며, 필요에 따라 중계국(Relay Station, RS)(130) 및 제2 이동국(112)을 포함 할 수 있다.

경우에 따라서는 다중 홉(multi hop)을 위한 다중 중계국을 지원할 수 있지만, 본 특허에서는 도 1과 같이 하나의 중계국(130)을 포함하는 2-홉 시스템(2-hop system)을 예로 든다.

제1 및 제2 이동국(111, 112)은 무선 채널의 종단점으로 무선 통신 시스템, 예를 들면 휴대 인터넷 시스템의 무선 접속 규격에 따른 송수신 기능과 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 처리 기능을 이용하여 기지국(120)에 접속하고 고속 패킷 데이터를 송수신한다.

제1 이동국(111)은 기지국(120) 범위 내에 있으며 기지국(120)과 직접 통신한다. 제2 이동국(112)은 중계국을 경유하여 기지국(120)과 통신하게 된다.

기지국(120)은 이동국(110)으로부터 무선 신호를 수신하여 제어국(도시하지 않음)으로 전달하거나 제어국으로부터 수신되는 데이터들을 무선 신호로 변환하여 제1 이동국(111)으로 전달하며, 제1 이동국(111)와 초기 접속, 섹터간 핸드 오버 제어 기능 및 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 제어 기능을 수행한다

중계국(130)은 필요에 따라 기지국의 영역 확장등의 목적으로 도입되며, 중계국(130)과 기지국(120)은 직접 통신을 수행하며, 중계국 영역의 제2 이동국(112)은 중계국(130)을 경유하여 기지국(120)과 간접적으로 통신한다.

도 2를 참고하면, 무선 통신 시스템의 한 프레임(210)은 복수의 부프레임(subframe)(220)으로 이루어진다.

한 프레임(210)은 5ms의 길이를 가질 수 있다. 또한 복수의 프레임(예를 들면, 4개의 프레임)이 하나의 슈퍼 프레임(superframe)을 형성할 수 있다.

각 부 프레임(220)은 복수의 심볼, 예를 들면 OFDM 심볼(symbol)(230)을 포함하며, 한 부프레임(220)에 포함되는 심볼의 개수는 예를 들면 6개일 수 있다.본 발명의 한 실시예에 따르면, 기지국(120)은 각 부프레임의 모드를 미리 정해진 복수의 모드 중 하나로 할당하고, 각 부프레임의 모드 할당 정보를 이동국(110)으로 제공한다. 기지국(120)은 각 부프레임의 모드 할당 정보를 포함하는 프레임 정보를 이동국(110)으로 전송할 수 있으며, 이러한 프레임 정보는 프레임 또는 슈퍼프레임의 방송 채널에 할당될 수 있다. 이 경우, 각 부프레임에 미리 정해진 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당되므로, 각 부프레임의 할당 정보는 복수의 모드 중 하나의 모드를 선택할 수 있는 비트 수로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 미리 정해진 복수의 모드가 8-가지인 경우, 기지국(120)은 표 1처럼 각 부프레임의 할당 정 보를 3비트로 설정하여, 각 부프레임의 모드 할당 정보를 제공할 수 있다.

표 1

필드(field)	길이(비트)
typedef frame_info {
1st-subframe :	3
2nd-subframe :	3
3rd-subframe :	3
4th-subframe :	3
5th-subframe :	3
6th-subframe :	3
7th-subframe :	3
8th-subframe :	3
}

그러면, 각 부프레임이 할당될 수 있는 복수의 모드에 대하여 표 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 현재의 통신 규격뿐만 아니라 이전의 통신 규격을 지원할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템이 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.16m 통신 규격을 따르는 경우, 이 무선 통신 시스템은 IEEE 802.16e 및/또는 IEEE 802.16j 통신 규격을 지원할 수도 있다. 이 경우, 각 부프레임은 IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 모드, IEEE 802. 16e 및/또는 IEEE 802. 16j 시스템을 지원하는 모드 중 어느 하나의 모드로 할당될 수 있다.

도 1을 참고로 하여 설명한 것처럼, 무선 통신 시스템이 중계국(130)을 포함하는 경우, 무선 통신 시스템의 통신 링크 구간으로 이동국(110)과 기지국(120) 간의 상호 통신 및 이동국(110)과 중계국(130) 간의 상호 통신을 위한 접근 링크(access link) 구간, 그리고 기지국(120)과 중계국(130) 간의 상호 통신을 위한 중계 링크(relay link) 구간이 존재할 수 있다. 이 경우, 각 부프레임은 접근 링 크 구간을 지원하는 모드 및 중계 링크 구간을 지원하는 모드 중 어느 하나의 모드로 할당될 수 있다.

또한, 무선 통신 시스템이, 상향 링크(uplink) 구간 및 하향 링크(downlink) 구간이 존재할 수 있다. 이 경우, 각 부프레임은 상향 링크 구간을 지원하는 모드 및 하향 링크 구간을 지원하는 모드 중 어느 하나의 모드로 할당될 수 있다.

위에서 설명한 3가지 경우가 모두 적용되는 경우, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 각 부 프레임의 모드 정보는 802.16m 통신 규격의 접근 하향 링크를 지원, 802.16m 통신 규격의 접근 상향 링크를 지원, 802.16m 통신 규격의 중계 하향 링크를 지원, 802.16m 통신 규격의 중계 상향 링크를 지원, 802.16e 통신 규격의 접근 하향 링크를 지원, 802.16e 통신 규격의 접근 상향 링크를 지원, 802.16j 통신 규격의 중계 하향 링크를 지원 및 802.16j 통신 규격의 중계 상향 링크를 지원 중 어느 하나가 될 수 있다. 이 경우, 표 2와 같이 8개의 모드에 대한 데이터를 각각 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7로 할당하고, 기지국(120)은 각 부프레임의 모드 할당 정보를 0 내지 7 사이의 데이터 중 해당 부프레임이 할당된 모드의 데이터로 설정할 수 있다.

표 2

데이터	모드
0	802.16m 접근 하향 링크
1	802.16m 접근 상향 링크
2	802.16m 중계 하향 링크
3	802.16m 중계 상향 링크
4	802.16e 접근 하향 링크
5	802.16e 접근 상향 링크
6	802.16j 중계 하향 링크
7	802.16j 중계 상향 링크

한편, 표 2와 같은 예시 이외에 다음 표 3과 같은 부가 모드를 지원하는 경우에는 각 부 프레임의 모드 할당 정보는 4 비트의 정보가 될 수도 있다.

표 3

데이터	모드
8	공백(blank)
9	802.16e 및 802.16m 혼합 접근 상향 링크
10	다중 홉(multi-hop)
11	애드 혹(ad-hoc)

표 3에 따르면 무선 통신 시스템의 부 프레임의 모드 할당 정보로, 802.16me 단말기와 802.16e 단말기의 혼합 접근 상향 링크를 지원, 다중 홉(multi-hop) 기능을 지원, 애드 혹(ad-hoc) 기능을 지원 및 추가되는 다양한 기능을 수용하기 위한, 모드 할당과, 또한 펨토 셀(femto cell)등을 지원하기 위한 공백(blank) 모드 등이 추가될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.

도 2는 802.16m 시스템에서 8개의 부 프레임으로 구성되는 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

Claims

무선 통신 시스템의 프레임 생성 방법으로서,

하나의 프레임을 복수의 부 프레임으로 나누는 단계,

각 부프레임을 미리 정의한 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당하는 단계, 그리고

상기 각 부 프레임의 모드 할당 정보를 프레임 정보에 할당하는 단계

를 포함하고,

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 각각 복수의 통신 규격 중 어느 하나의 통신 규격, 복수의 통신 링크 구간 중 어느 하나의 통신 링크 구간, 그리고 상향링크 구간 및 하향링크 구간 중 어느 하나의 구간의 조합을 지원하며,

상기 복수의 통신 링크 구간은 중계 링크 구간 및 접근 링크 구간을 포함하는 프레임 생성 방법.
제1항에서,

상기 모드 할당 정보는 N 비트를 가지며,

각 모드는 상기 N 비트에 의해 표현되는 복수의 데이터 중 어느 하나에 대응하고, 상기 N은 자연수인

프레임 생성 방법.
제1항에서,

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 중계 링크 구간을 지원하며, 다른 일부 모드는 접근 링크 구간을 지원하는 프레임 생성 방법.
제1항에서,

상기 복수의 모드 중 일부 모드는 상향 링크 구간을 지원하며, 다른 일부 모드는 하향 링크 구간을 지원하는 프레임 생성 방법.
제1항에서,

상기 복수의 모드는 적어도 하나 이상의 통신 규격을 따르는 프레임 생성 방법.
삭제
제1항에서,

상기 모드 할당 정보를 상기 프레임의 방송 채널에 할당하는 단계를 더 포함하는 프레임 생성 방법.
무선 통신 시스템의 프레임 정보를 전송하는 방법으로서,

한 프레임을 복수의 부 프레임으로 구성되는 프레임으로 나누는 단계,

각 부프레임을 미리 정의한 복수의 모드 중 하나의 모드로 할당하는 단계,

상기 각 부 프레임의 모드 할당 정보를 프레임 정보에 할당하는 단계, 그리고

상기 프레임 정보를 방송하는 단계

를 포함하고,

상기 복수의 모드는 중 일부 모드는 각각 접근 상향 링크, 접근 하향 링크, 중계 상향 링크 구간 및 중계 하향 링크 중 어느 하나를 지원하는 프레임 정보 전송 방법.
삭제