KR101406945B1 - 광대역 무선통신 시스템에서 계층적 프레임 구조 지원 장치및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 계층적 프레임 구조 지원 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 기지국은, 단말의 전파 지연 시간을 측정하는 측정부와, 상기 전파 지연 시간에 따라 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하고, 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조 중 하나를 선택하는 선택부와, 다수의 프레임 구조들 각각에 대응되어, 해당 프레임 구조에 따르는 프레임을 구성 및 해석하는 다수의 처리부들을 포함하여, 단말의 전파 지연 시간에 따라 서로 다른 프레임 구조를 적용함으로써, 송수신단 간 응답 시간을 감소시켜 사용자 만족도가 증가하게 된다.
응답 지연 시간(Response Delay Time), 전파 지연(Propagation Delay), 시간 분할 복신(TDD : Time Division Duplex), 계층적 프레임 구조(Hierarchical Frame Structure)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 계층적 프레임 구조 지원 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING HIERARCHICAL FRAME STRUCTURE IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 광대역 무선통신 시스템에서 응답 시간 지연 예를 도시하는 도면,
도 2는 일반적인 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구조 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 통신 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구간 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서 통신 수행 시, 송신과 수신 구분 방식은 크게 시간 분할 복신(TDD : Time Division Duplex) 방식과 주파수 분할 복신(FDD : Frequency Division Duplex) 방식으로 나누어진다. 상기 시간 분할 복신은 시간 구간을 분할하여 일정 시간에는 송신을 하고, 나머지 시간에는 수신을 하는 방식이다. 그리고, 상기 주파수 분할 복신은 송신 및 수신을 동시에 수행하되, 주파수 대역을 구분하여 수행하는 방식이다. 또한, 상기 시간 분할 복신 및 주파수 분할 복신을 동시에 적용한 복합 복신(HD : Hybrid Duplex) 방식이 있다. 상기 복합 복신 방식은 셀을 내부 영역과 외부 영역으로 나누어, 상기 내부 영역은 시간 분할 방식, 상기 외부 영역은 주파수 분할 방식을 적용하여, 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 방식이다.
여기서, 상기 시간 분할 방식의 문제점은 프레임 길이에 따라 응답 시간 지연이 발생한다는 점이다. 상기 시간 분할 방식을 적용한 시스템에서 발생하는 응답 시간 지연의 예는 도 1에 도시된 바와 같다. 상기 도 1에서 'T'는 1프레임 시간을 의미하며, 상기 도 1의 (a), (b), (c)는, 전파 지연 시간이 0.5프레임 시간이라고 가정할 경우, 평균적인 시간 지연, 최단 시간 지연, 최장 시간 지연을 각각 도시하 고 있다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 응답 시간 지연은 상기 (b)와 같이 최소 1프레임 시간에서 상기 (c)와 같이 최대 2프레임 시간 발생하며, 상기 (a)와 같이 평균적으로 1.5프레임 시간 발생한다.
직관적으로, 상기 응답 지연 시간을 감소시키기 위해 프레임 시간 길이를 줄이는 방법이 사용될 수 있다. 하지만, 상기 프레임은 도 2에 도시된 바와 같이 송신수신 천이시간(Transmit to receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭함) 구간 및 수신송신 천이시간(Receive to transmit Transition Gap, 이하 'RTG'라 칭함) 구간을 포함한다. 상기 TTG 구간 및 상기 RTG 구간의 길이는 전파 지연 시간을 고려하여 결정되기 때문에, 프레임의 길이와 무관하게 고정된 값을 갖는다. 다시 말해, 상기 TTG 구간 및 상기 RTG 구간의 길이는 셀 최 외곽에 위치한 단말과 기지국 간 전파 지연 시간을 고려하여 산출되는 고정된 값이다. 즉, 상기 TTG 구간 및 상기 RTG 구간의 길이는 감소하지 않으므로, 상기 프레임 길이를 감소시킨다면 프레임 효율이 감소하게 된다.
상술한 바와 같이, 시간 분할 복신 방식을 적용한 시스템에서 응답 시간 지연을 감소시키기 위해 프레임 길이를 감소시키는 경우, 상기 TTG 구간 및 상기 RTG 구간으로 인해 프레임 효율이 감소하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 프레임 효율의 감소를 최소화하며 상기 응답 시간 지연을 감소시키기 위한 대안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 효율 저하없이 송수신단 간 응답 시간 지연을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 전파 지연 시간에 따라 프레임 구조를 선택적으로 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말의 전파 지연 시간을 측정하는 측정부와, 상기 전파 지연 시간에 따라 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하고, 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조 중 하나를 선택하는 선택부와, 다수의 프레임 구조들 각각에 대응되어, 해당 프레임 구조에 따르는 프레임을 구성 및 해석하는 다수의 처리부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 통보되는 프레임 구조 선택 결과를 확인하는 제어부와, 선택된 프레임 구조에 대응되는 대역의 신호를 송수신하는 송수신기와, 상기 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 구성 및 해석하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치의 통신 방법은, 단말의 전파 지연 시간을 측정하는 과정과, 상기 전파 지연 시간에 따라 상기 단말에게 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하는 과정과, 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조 중 상기 단말을 위한 하나의 프레임 구조를 선택하는 과정과, 상기 단 말을 포함하는 다수의 단말들에 대해서, 상기 다수의 단말들 각각을 위해 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 방법은, 기지국으로부터 통보되는 프레임 구조 선택 결과를 확인하는 과정과, 상기 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 효율 저하없이 송수신단 간 응답 시간 지연을 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 구조 예를 도시하고 있다. 상기 도 3의 (a)는 하나의 셀에서 기지국과의 거리에 따른 영역 구분 예를 도시하고 있으며, 상기 도 3의 (b)는 상기 (a)와 같이 구분된 셀에서 사용되는 프레임 구조의 예를 도시하고 있다.
상기 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 셀은 셀 중심과의 거리에 따라 TDD1 영역, TDD2 영역, TDD3 영역, FDD 영역으로 나뉘어진다. 먼저, 상기 셀은 소정 거리를 기준으로 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역을 포함하는 시간 분할 복신(TDD : Time Division Duplex) 영역과 상기 FDD 영역을 포함하는 주파수 분할 복신(FDD : Frequency Division Duplex) 영역으로 구분된다. 그리고, 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역은 동심원 형태이며, 상기 TDD3 영역은 상기 TDD2 영역 및 상기 TDD1 영역을 포함하고, 상기 TDD2 영역은 상기 TDD1 영역을 포함한다. 상기 FDD 영역에 위치한 단말은 주파수 분할 복신 방식으로 통신을 하게 되고, 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역에 위치한 단말은 시간 분할 복신 방식으로 통신을 하게 된다. 이때, 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역에서 사용되는 프레임 구조는 상기 도 3의 (b)와 같다.
상기 도 3의 (b)를 참조하면, 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역을 위한 주파수 대역이 별도로 할당되어 있으며, 주파수 축에서 인접한 영역들 사이에는 보호 대역(Guard Band)가 존재한다. 이때, 각 영역에서 사용되는 프레임 길이는 상기 TDD1 영역, 상기 TDD2 영역, 상기 TDD3 영역 순으로 길어진다. 즉, 상 기 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 TDD1 영역에서 사용되는 프레임은 1개의 OFDM 심벌, 상기 TDD2 영역에서 사용되는 프레임은 2개의 OFDM 심벌, 상기 TDD3 영역에서 사용되는 프레임은 5개의 OFDM 심벌을 포함한다. 상술한 구체적인 OFDM 심벌의 개수는 일 예이며 시스템 설정에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 각 영역에서 사용되는 프레임은 대응되는 송신수신 천이시간(Transmit to receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭함) 구간 및 수신송신 천이시간(Receive to transmit Transition Gap, 이하 'RTG'라 칭함)을 포함한다. 상기 각 영역에서의 TTG 구간 및 RTG 구간 길이는 해당 영역에서 기지국과 가장 멀리 떨어진 단말의 전파 지연 시간을 고려하여 결정된다. 즉, 기지국과의 거리가 가까울수록 전파 지연 시간이 짧아지므로 상기 TTG 구간 및 상기 RTG 구간 길이가 짧아지고, 이로 인해 프레임 길이를 감소시켜도 프레임 효율이 저하되지 않는다.
즉, 기지국은 상기 TDD1 영역에 위치한 단말에게 TDD1 프레임, TDD2 프레임, TDD3 프레임 중 하나를 선택적으로 지원할 수 있고, 상기 TDD2 영역에 위치한 단말에게 TDD2 프레임, TDD3 프레임 중 하나를 선택적으로 지원할 수 있고, 상기 TDD3 영역에 위치한 단말에게 TDD3 프레임을 지원할 수 있다. 이때, 다수의 프레임을 지원할 수 있는 단말에 대해서, 상기 기지국은 자원이 허락하는 한 가장 짧은 프레임 길이를 갖는 프레임 구조로 해당 단말과 통신을 수행한다. 예를 들어, 상기 TDD1 영역에 할당된 자원으로 상기 TDD1 영역에 위치한 단말들을 모두 지원할 수 있는 경우, 상기 기지국은 상기 TDD1 영역에 위치한 단말들 모두에게 상기 TDD1 프레임 구조에 따라 통신을 수행한다. 하지만, 상기 TDD1 영역에 할당된 자원으로 상기 TDD1 영역에 위치한 단말들을 모두 지원할 수 없는 경우, 상기 기지국은 각 단말의 서비스 특성을 고려하여 일부 단말은 상기 TDD2 프레임 구조 또는 상기 TDD3 프레임 구조에 따라 통신을 수행한다. 예를 들어, 서비스 특성에 따라 적용 가능한 프레임 구조의 예는 하기 <표 1>과 같다.

적용 가능 프레임 구조
서비스 특성
서비스 예시

TDD1
Real-time service
with strict delay constraints
Interactive games

TDD1, TDD2
Real-time service
with smooth delay constraints		 Streaming service
Voice call
Video phone
E-commerce

TDD1, TDD2, TDD3
Non real-time service
(no delay constraints)
Short message
E-mail
이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 셀 영역을 구분하고, 영역에 따른 프레임 구조를 적용하여 통신을 수행하는 기지국과 단말의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 4는 상기 도 3에 도시된 바와 같은 셀 구조를 가정한 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 전파 지연 측정부(402), 프레임 선택부(404), 통신 제어부(406), 다수의 변복조기들(408-1 내지 408-3), 제1프레임 처리부(410-1), 제2프레임 처리부(410-2), 제3프레임 처리부(410-3), 다수의 OFDM 변복조기들(412-1 내지 412-3) 및 다수의 RF(Radio Frequency) 처리기들(414-1 내지 414-3)을 포함하여 구성된다.
상기 전파 지연 측정부(402)는 단말의 전파 지연 시간을 측정한다. 상기 전파 지연 시간은 기지국이 신호를 송신하고 단말이 상기 신호를 수신하기까지의 소요 시간으로, 다양한 기법에 의해 측정될 수 있다.
상기 프레임 선택부(404)는 상기 전파 지연 시간 및 서비스 특성을 참조하여 해당 단말에게 적용할 프레임 구조를 선택한다. 다시 말해, 상기 프레임 선택부(404)는 상기 전파 지연 시간을 이용하여 지원 가능한 프레임 구조의 목록을 확인한 후, 서비스 특성에 적합한 프레임 구조를 선택한다. 예를 들어, 상기 지원 가능한 프레임 구조의 목록은 하기 <표 2>와 같은 매핑 테이블을 통해 확인될 수 있다.

지원 가능한 프레임 구조
전파 지연 시간 범위

TDD1, TDD2, TDD3
τk < τ1

TDD2, TDD3
τk < τ2

TDD3
τk < τ3
상기 <표 2>에서, 상기 τk는 단말k의 전파 지연 시간, 상기 τ1, 상기τ2, 상기 τ3은 각 임계값이며, 'τ1 < τ2 < τ3'인 관계를 갖는다.
상기 지원 가능한 프레임 구조 중, 상기 프레임 선택부(404)는 자원의 여유가 있는 경우 가장 짧은 프레임 길이를 갖는 프레임 구조를 선택한다. 하지만, 자원의 여유가 없는 경우, 상기 프레임 선택부(404)는 서비스 특성에 따라 상대적으로 긴 프레임 길이를 갖는 프레임 구조를 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3과 같이 셀이 구분된 경우, 상기 TDD1 영역에 위치한 임의의 단말의 서비스 특성이 상기 <표 1>의 'Non real-time service'인 경우, 상기 프레임 선택부(404)는 상기 임의의 단말에 대해 TDD3 프레임 구조를 선택할 수 있다.
상기 통신 제어부(406)는 상기 프레임 선택부(404)의 선택에 따라 각 단말의 송신 데이터를 선택된 프레임 구조에 대응되는 처리 경로로 출력한다. 그리고, 상기 통신 제어부(406)는 상기 프레임 선택부(404)의 선택에 따라 각 단말의 수신 데이터를 선택된 프레임 구조에 대응되는 처리 경로를 통해 확인한다. 상기 다수의 변복조기들(408-1 내지 408-3)은 각 프레임 구조에 대응되는 처리 경로에서 송신 데이터를 복소 심벌로 변환하고, 수신된 복소 심벌을 데이터로 변환한다.
상기 제1프레임 처리부(410-1)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD1 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제1프레임 처리부(410-1)는 1개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 1개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다. 상기 제2프레임 처리부(410-2)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD2 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제2프레임 처리부(410-2)는 2개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 2개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다. 상기 제3프레임 처리부(410-3)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD3 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제3프레임 처리부(410-3)는 5개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 5개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다.
상기 다수의 OFDM 변복조기들(412-1 내지 412-3)는 각 프레임 구조에 대응되는 처리 경로에서 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호들을 OFDM 심벌로 변환하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 OFDM 심벌을 부반송파별 신호들로 변환한다. 여기서, 상기 다수의 OFDM 변복조기들(412-1 내지 412-3) 각각은 각 영역의 주파수 대역 분할 상태에 따라 서로 다른 크기의 IFFT 입력 및 FFT 출력을 가질 수 있다. 상기 다수의 RF 처리기들(414-1 내지 414-3)은 각 프레임 구조에 대응되는 처리 경로에서 기저대역 신호를 해당 RF대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신된 해당 RF대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 5는 상기 도 3에 도시된 바와 같은 셀 구조를 가정한 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF 처리부(502), 다수의 OFDM 변복조기들(504-1 내지 504-3), 제1프레임 처리부(506-1), 제2프레임 처리부(506-2), 제3프레임 처리부(506-3), 변복조기(508) 및 통신 제어부(510)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 처리부(502)는 안테나를 통해 수신된 RF대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 여기서, 상기 RF대역 신호는 단말이 사용하는 프레임 구조에 따라 달라지며, 상기 RF 처리부(502)는 상기 통신 제어부(510)의 제어에 따라 해당 RF대역의 신호를 수신한다. 상기 다수의 OFDM 변복조기들(504-1 내지 504-3)은 각 프레임 구조에 대응되는 처리 경로에서 IFFT 연산을 통해 부반송파별 신호들을 OFDM 심벌로 변환하고, FFT 연산을 통해 OFDM 심벌을 부반송파별 신호들로 변환한다. 여기서, 상기 다수의 OFDM 변복조기들(506-1 내지 506-3) 각각은 각 영역의 주파수 대역 분할 상태에 따라 서로 다른 크기의 IFFT 입력 및 FFT 출력을 가질 수 있다.
상기 제1프레임 처리부(506-1)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD1 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제1프레임 처리부(506-1)는 1개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 1개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다. 상기 제2프레임 처리부(506-2)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD2 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제2프레임 처리부(506-2)는 2개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 2개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다. 상기 제3프레임 처리부(506-3)는 상기 도 3의 (b)에 도시된 TDD3 프레임 구조와 같은 송신 프레임을 구성하고, 수신 프레임을 해석한다. 즉, 상기 제3프레임 처리부(506-3)는 5개의 OFDM 심벌, TTG 구간, 5개의 OFDM 심벌, RTG 구간으로 구성된 프레임을 구성 및 해석한다.
상기 변복조기(508)는 송신 데이터를 변조하여 복소 심벌로 변환하고, 수신 신호를 복조하여 데이터로 변환한다. 상기 통신 제어부(510)는 기지국에서 선택된 프레임 구조에 따라 상기 RF 처리부(502)의 수신 대역을 제어하고, 수신 신호의 처리 경로를 제어한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 통신 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 기지국은 601단계에서 단말이 새로이 접속하는지 확인한다.
상기 단말이 새로이 접속하면, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 상기 단말의 전파 지연 시간을 측정한다. 상기 전파 지연 시간은 기지국이 신호를 송신하고 단말이 상기 신호를 수신하기까지의 소요 시간으로, 다양한 기법에 의해 측정될 수 있다.
상기 전파 지연 시간을 측정한 후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 전파 지연 시간을 참조하여 지원 가능한 프레임 구조를 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <표 2>와 같은 매핑 테이블을 참조하여, 상기 지원 가능한 프레임 구조의 목록을 확인한다.
이어, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 단말의 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 프레임 구조 중 사용할 프레임 구조를 선택한다. 이때, 자원의 여유가 있는 경우, 상기 기지국은 지원 가능한 프레임 구조 중 가장 짧은 프레임 길이를 갖는 프레임 구조를 선택할 수 있다.
상기 프레임 구조를 선택한 후, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 상기 선택된 프레임 구조에 따라 상기 단말과 통신을 수행한다. 동시에, 상기 기지국은 기 접속 중인 다른 단말들과도 해당 프레임 구조에 따라 통신을 수행한다. 셀 내에 단말들이 골고루 분포한 경우, 상기 기지국은 서로 다른 형태의 프레임들을 동시에 이용하여 단말들과 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 단말은 701단계에서 초기 접속 절차를 수행한다.
이후, 상기 단말은 703단계로 진행하여 기지국으로부터 프레임 구조 선택 결과가 통보되는지 확인한다.
상기 프레임 구조 선택 결과가 통보되면, 상기 단말은 705단계로 진행하여 선택된 프레임 구조에 따라 통신을 수행한다. 다시 말해, 상기 단말은 선택된 프레임 구조에 대응되는 대역에서, 상기 선택된 프레임 구조에 대응되는 프레임 길이, TTG 구간 길이, RTG 구간 길이를 갖는 프레임을 해석 및 생성하며 통신을 수행한다.
상술한 바와 같이, 단말의 전파 지연 시간에 따라 서로 다른 구조의 프레임을 사용하여 통신을 수행하는 경우, 사용자 만족도에 대한 모의 실험 결과는 다음과 같다.
상기 모의 실험에서 사용자 만족도는 하기 <표 3>과 같이 수치화되었다.


서비스 종류
TDD1 프레임 선택시
만족도
TDD3 프레임 선택시
만족도
TDD3 프레임 선택시
만족도

Interactive Game
3
1
-3

Streaming Service
3
3
-3

E-mail
1
1
1

E-commerce
3
3
-3

Voice Call
3
3
-3
그리고, 셀 내에서 상기 <표 3>에 나타난 각 서비스 종류의 분포 비율은 하기 <표 4>와 같이 설정하였다.

서비스 종류
비율(%)

Interactive Game
20

Streaming Service
5

E-mail
5

E-commerce
20

Voice Call
50
상기 <표 4>와 같은 비율로 각 서비스를 사용하는 단말들이 골고루 분포한 셀을 가정하고, 동일한 조건에서 본 발명과 같이 다수의 프레임 구조을 지원하는 방식과 종래와 같이 하나의 프레임 구조를 지원하는 방식으로 통신을 수행한 결과는 하기 <표 5>와 같다.

본 발명의 방식
종래 방식

만족도 총합
69
-131
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 전파 지연 시간에 따라 서로 다른 프레임 구조를 적용함으로써, 송수신단 간 응답 시간을 감소시켜 사용자 만족도가 증가하게 된다.

Claims (14)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말의 전파 지연 시간을 측정하는 측정부와,
    상기 전파 지연 시간에 따라 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하고, 상기 적어도 하나의 프레임 구조 각각의 자원 할당 가능 여부를 확인하고, 자원 할당이 가능한 프레임 구조 중 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임 구조를 선택하되, 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임에서 자원 할당이 가능하지 아니하면 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조 중 하나를 선택하는 선택부와,
    다수의 프레임 구조들 각각에 대응되어, 해당 프레임 구조에 따르는 프레임을 구성 및 해석하는 다수의 처리부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 처리부들 각각은,
    서로 다른 프레임 시간, 서로 다른 송신수신 천이시간(TTG : Transmit to receive Transition Gap), 서로 다른 수신송신 천이시간(RTG : Receive to transmit Transition Gap), 서로 다른 주파수 대역을 갖는 프레임을 구성 및 해석하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 선택부는,
    다수의 프레임 구조들 중, 상기 송신수신 천이시간 및 수신송신 천이시간이 상기 전파 지연 시간보다 크면 지원 가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 삭제
  5. 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 통보되는 프레임 구조 선택 결과를 확인하는 제어부와,
    선택된 프레임 구조에 대응되는 대역의 신호를 송수신하는 송수신기와,
    상기 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 구성 및 해석하는 처리부를 포함하며,
    상기 선택된 프레임 구조는, 전파 지연 시간에 따라 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하고, 상기 적어도 하나의 프레임 구조 각각의 자원 할당 가능 여부를 확인하고, 자원 할당이 가능한 프레임 구조 중 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임 구조를 선택하되, 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임에서 자원 할당이 가능하지 아니하면 서비스 특성을 고려하여 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 선택된 프레임 구조는,
    서로 다른 프레임 시간, 서로 다른 송신수신 천이시간(TTG : Transmit to receive Transition Gap), 서로 다른 수신송신 천이시간(RTG : Receive to transmit Transition Gap), 서로 다른 주파수 대역으로 구분되는 다수의 프레임 구조들 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 선택된 프레임 구조에 대응되는 프레임 시간, 송신수신 천이시간, 수신송신 천이시간을 갖는 프레임을 해석 및 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치의 통신 방법에 있어서,
    단말의 전파 지연 시간을 측정하는 과정과,
    상기 전파 지연 시간에 따라 상기 단말에게 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 프레임 구조 각각의 자원 할당 가능 여부를 확인하는 과정과,
    자원 할당이 가능한 프레임 구조 중 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임 구조를 선택하되, 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임에서 자원 할당이 가능하지 아니하면 서비스 특성을 고려하여 상기 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조 중 상기 단말을 위한 하나를 선택하는 과정과,
    상기 단말을 포함하는 다수의 단말들에 대해서, 상기 다수의 단말들 각각을 위해 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 과정은,
    서로 다른 프레임 시간, 서로 다른 송신수신 천이시간(TTG : Transmit to receive Transition Gap), 서로 다른 수신송신 천이시간(RTG : Receive to transmit Transition Gap), 서로 다른 주파수 대역으로 구분되는 다수의 프레임 구조를 동시에 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하는 과정은,
    다수의 프레임 구조들 중, 상기 송신수신 천이시간 및 수신송신 천이시간이 상기 전파 지연 시간보다 크면 지원 가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 삭제
  12. 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 통보되는 프레임 구조 선택 결과를 확인하는 과정과,
    상기 선택된 프레임 구조에 따르는 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하며,
    상기 선택된 프레임 구조는, 전파 지연 시간에 따라 지원 가능한 적어도 하나의 프레임 구조를 확인하고, 상기 적어도 하나의 프레임 구조 각각의 자원 할당 가능 여부를 확인하고, 자원 할당이 가능한 프레임 구조 중 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임 구조를 선택하되, 가장 짧은 프레임 시간을 갖는 프레임에서 자원 할당이 가능하지 아니하면 서비스 특성을 고려하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 선택된 프레임 구조는,
    서로 다른 프레임 시간, 서로 다른 송신수신 천이시간(TTG : Transmit to receive Transition Gap), 서로 다른 수신송신 천이시간(RTG : Receive to transmit Transition Gap), 서로 다른 주파수 대역으로 구분되는 다수의 프레임 구조들 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 과정은,
    상기 선택된 프레임 구조에 대응되는 프레임 시간, 송신수신 천이시간, 수신송신 천이시간을 갖는 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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