KR101412328B1 - 효율적인 부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법 - Google Patents

Abstract

부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 논리적 프레임(logical frame)을 준비하는 단계, 같은 OFDM 심벌상에서 국부적 맵핑(localized mapping)과 분산적 맵핑(distributed mapping)이 혼재하는 물리적 프레임(physical frame)을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 물리적 프레임을 전송하는 단계를 포함한다. 상기 국부적 맵핑은 상기 논리적 프레임에서 인접하는 복수의 부반송파를 상기 물리적 프레임상의 동일한 위치의 인접한 복수의 부반송파에 맵핑하고, 상기 분산적 맵핑은 상기 논리적 프레임의 부반송파를 상기 물리적 프레임상의 임의의 위치의 부반송파로 맵핑한다. 동일한 시간에 모든 주파수밴드에서 국부적 맵핑과 분산적 맵핑을 효율적으로 수행할 수 있다.

부반송파, 서브채널, 맵핑, PUSC, FUSC, AMC, 국부적 맵핑(localized mapping), 분산적 맵핑(distributed mapping), 할당(allocation)

Description

효율적인 부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법{Method of Data Transmission using Effective Subcarrier Mapping}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 효율적인 부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법에 관한 것이다.

무선통신 시스템은 다양한 종류의 통신을 제공하기 위해 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 음성 및/또는 데이터가 무선통신 시스템에 의해 제공되고 있다. 일반적인 무선통신 시스템은 다중 사용자에게 하나 또는 그 이상의 공유 자원을 제공한다. 예를 들어 무선통신 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 및 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(broadband wireless access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelssMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층에 기반한다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향 링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 일반적으로 기지국은 단말에게 무선자원을 할당한다. 전송할 데이터 스트림의 양, 채널 상태나 Qos(Quality of Service)에 따라서 하향링크 또는 상향링크 전송을 위해 단말에 할당되는 무선자원의 크기는 달라질 수 있다. 데이터 스트림의 양이 많으면 많은 무선자원이 할당되어야 한다. 하지만, 무선자원의 크기는 유한하므로, 무선자원은 효율적으로 할당되어야 한다.

단말에게 할당되는 무선자원은 주파수 영역 또는 시간 영역에서 분산되어 할당될 수 있다. 주파수 영역으로 분산된 무선자원을 통하여 데이터를 전송하는 것을 주파수 다이버시티(frequency diversity)라 한다. 주파수 다이버시티를 통하여 특정 주파수 대역의 페이딩(fading)을 분산시켜 데이터의 수신율을 높일 수 있다. 시간 영역으로 분산된 무선자원을 통하여 데이터를 전송하는 것을 시간 다이버시티(time diversity)라 한다. 시간 다이버시티는 시간 간격을 두고 동일한 데이터를 여러 번 전송하는 것으로, 시간에 따른 페이딩의 영향을 감소시켜 데이터의 수신율을 향상시킬 수 있다.

일반적으로 하나의 기지국은 다수의 단말에게 무선자원을 할당하고 통신 서비스를 제공한다. 이때, 각 단말은 서로 다른 채널 이득을 가질 수 있다. 즉, 단말마다 좋은 품질을 가지는 주파수 대역이 서로 다를 수 있다. 기지국은 서로 다른 채널 이득을 가지는 단말들을 효율적으로 스케줄링하여 데이터의 송신율을 높일 수 있는데, 이를 다중 사용자 다이버시티(multiuser diversity)라 한다.

무선자원의 할당방식에는 채널상태에 따라 일부의 국부적인 주파수 영역을 할당함으로써 채널 선택성 이득(Channel Selectivity Gain)을 얻기 위한 국부적 할당(localized allocation)방식(또는 로컬 할당방식)과 전대역에 걸쳐 주파수 영역을 할당함으로써 평균적인 채널상태를 제공함으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위한 분산적 할당(disributed allocation)방식이 있다.

그러나, 매 프레임의 모든 부반송파(subcarrier)들은 하나의 순열영역(permutation zone)에 속해 있으므로 국부적 맵핑방식과 분산적 맵핑방식이 동시에 사용될 수 없다. 반면, 매 프레임에는 다중 사용자 다이버시티 이득을 원하는 사용자와 주파수 다이버시티 이득을 원하는 사용자가 공존한다. 따라서 주파수 전대역에 걸쳐 전자에 대하여는 국부적 맵핑을, 후자에 대하여는 분산적 맵핑에 적용함으로써 각각의 이득을 추구할 수 있는 유연한 데이터 전송방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 부반송파 맵핑의 방법인 국부적 맵핑(localized mapping)과 분산적 맵핑(distributed mapping)을 효율적으로 다중화하여 데이터를 전송하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 논리적 프레임(logical frame)을 준비하는 단계, 같은 OFDM 심벌상에서 국부적 맵핑(localized mapping)과 분산적 맵핑(distributed mapping)이 혼재하는 물리적 프레임(physical frame)을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 물리적 프레임을 전송하는 단계를 포함한다. 상기 국부적 맵핑은 상기 논리적 프레임에서 인접하는 복수의 부반송파를 상기 물리적 프레임상의 동일한 위치의 인접한 복수의 부반송파에 맵핑하고, 상기 분산적 맵핑은 상기 논리적 프레임의 부반송파를 상기 물리적 프레임상의 임의의 위치의 부반송파로 맵핑한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 부반송파 맵핑을 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 논리적 프레임에서 적어도 하나의 로컬영역(local region)을 선택하는 단계, 상기 로컬영역내의 인접하는 다수의 로컬 부반송파와 비로컬영역(non-local region)에 속하는 다수의 분산 부반송파를 상기 논리적 프레임상에서 전체적으로 분산하는 단계, 상기 로컬영역으로부터 이탈한 로컬 부반송파를 물리적 프레임상에서 상기 논리적 프레임의 로컬영역과 동일한 위치로 맵핑하는 단계, 상 기 로컬영역내로 편입한 분산 부반송파를 상기 물리적 프레임상에서 상기 비로컬영역으로 이탈한 상기 로컬 부반송파의 위치로 맵핑하는 단계, 및 상기 물리적 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.

동일한 시간에 모든 주파수밴드에서 국부적 맵핑과 분산적 맵핑을 효율적으로 수행할 수 있다. 국부적 맵핑에 있어서 맵핑의 시작점(offset)과 크기(size)에 구애받지 않고 기존의 분산적 맵핑(또는 할당)을 위한 수열방식(permutation)을 그대로 채용할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송된다. 수신기에서 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.

도 2는 논리적 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" (이하, 참조 문헌 1)의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다.

도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰 블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다.

DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.

UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.

이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 서브채널은 주파수 자원을 나누는 기본적인 단위로서, 서브채널은 복수의 부반송파를 포함한다. 하나의 슬롯에 포함되는 서브채널의 개수와 OFDM 심벌 개수는 순열(permutation) 방식에 따라 다르다. 순열은 논리적인 서브채널을 물리적인 부반송파로 맵핑을 의미한다. 일부의 서브채널이 데이터 전송을 위해 할당되는 순열방식을 부분 서브채널 할당 방식(Partial Usage of the SubChannels; PUSC)이라 하고, 모든 서브채널이 데이터 전송을 위해 할당되는 순열방식을 전체 서브채널 할당 방식(Full Usage of the SubChannels; FUSC)이라 한다.

하향링크에서, FUSC의 슬롯은 1개의 서브채널과 1개의 OFDM 심벌로 구성되고, PUSC의 슬롯은 1개의 서브채널과 2개의 OFDM 심벌로 구성된다. 상향링크에서, PUSC의의 슬롯은 1개의 서브채널과 3개의 OFDM 심벌로 구성된다. 한편, AMC의 슬롯은 1개의 서브채널과 3개의 OFDM 심벌로 구성된다.

하나의 서브채널에 포함되는 부반송파의 개수도 순열방식(예를 들어 PUSC, FUSC, Band-AMC, Uplink PUSC, Optional PUSC 등)에 따라 다르다. FUSC에서 채널은 48 부반송파를 포함하고, PUSC에서 서브채널은 24 또는 16 부반송파를 포함한다. 세그먼트(segment)는 적어도 하나의 서브채널 집합을 말한다. 서브채널의 수는 FFT 크기와 시간-주파수 맵핑에 종속한다.

물리계층에서 데이터를 물리적인 부반송파로 맵핑하기 위해 일반적으로 2단 계를 거친다. 첫번째 단계에서, 데이터가 적어도 하나의 논리적인 서브채널 상에서 적어도 하나의 데이터 슬롯으로 맵핑된다. 두번째 단계에서, 각 논리적인 서브채널은 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 동일한 순열 방식이 사용되는 OFDM 심벌의 집합을 순열 영역(permutation zone)이라고 하고, 하나의 프레임은 적어도 하나의 순열 영역을 포함한다.

FUSC는 하향링크 전송에 사용된다. FUSC는 모든 서브채널 그룹을 포함하는 하나의 세그먼트로 구성된다. 각 서브채널은 전체 물리채널을 통해 분포되는 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 이 맵핑은 각 OFDM 심벌마다 바뀐다. 슬롯은 하나의 OFDM 심벌상에서 하나의 서브채널로 구성된다. O-FUSC는 FUSC와 파일럿이 할당되는 방식이 다르다.

PUSC는 하향링크 전송과 상향링크 전송 모두에 사용된다. 하향링크에서, 각 물리적인 채널은 2 OFDM 심벌상에서 14개의 인접하는(contiguous) 부반송파로 구성되는 클러스터(cluster)로 나누어진다. 물리채널은 6개의 논리적 그룹으로 맵핑된다. 각 그룹내에서, 파일럿은 고정된 위치로 각 클러스터에 할당된다. 상향링크에서, 부반송파들은 3 OFDM 심벌상에서 4 인접하는 물리적 부반송파로 구성된 타일(tile)로 나누어진다. 서브채널은 6 타일을 포함한다. 각 타일의 모서리에 파일럿이 할당된다. O-PUSC는 상향링크 전송에만 사용되고, 타일은 3 OFDM 심벌상에서 3 인접하는 물리적 부반송파로 구성된다. 파일럿은 타일의 중심에 할당된다.

도 3은 도 2의 논리적 프레임을 순열 영역별로 물리적 프레임에 맵핑한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역을 기점으로 시작하여 8개의 순열영역(permutation zone)을 포함한다. 프리앰블 영역의 바로 다음의 FCH와 DL-MAP을 포함하는 순열영역은 PUSC방식에 의해 부반송파로 맵핑되는 영역이다. FCH는 PUSC영역에서 채널 부호화율 1/2인 필수 채널 부호화 방식, 4회 반복 부호화 방식(repetition coding scheme), 및 QPSK 변조방식으로 전송된다. FCH는 DL_Frame_Prefix를 포함하는데, 이는 바로 이어 전송되는 DL_MAP 메시지의 길이와 DL_MAP 메시지의 반복 부호화 방식을 정의한다. 프리앰블과 FCH와 DL-MAP을 포함하는 순열영역을 제외한 나머지 8개의 순열영역은 셀(cell) 상황에 따라 서로 다른 순열방식이 적용될 수 있다.

상향링크 프레임은 PUSC방식의 순열영역, 선택적 PUSC(Optional PUSC), 및 AMC(Adaptive Modulation and Coding)방식의 순열영역을 포함한다. 상향링크 프레임은 셀 상황에 따라 각 순열영역에 적용되는 순열방식이 다를 수 있다.

기지국의 스케줄러(scheduler)는 보고받은 채널상태를 기초로 DL_MAP의 영역 변경 IE(Zone Switch IE)를 통해 각 순열영역에 적용되는 순열방식을 변경할 수 있다. 여기서, AMC는 채널 선택성 이득(Channel Selectivity Gain)을 위한 국부적 할당(localized allocation)에 해당하고, AMC를 제외한 다른 순열방식은 모두 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 위한 분산적 할당(distributed allocation)에 해당한다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다. 여기서 국부적 맵핑과 분산적 맵핑이 적용되는 슬롯구조(또는 서브 채널 구조)는 동일하다고 가정한다.

도 4를 참조하면, 먼저 논리적 프레임을 준비한다. 제1 논리적 프레임(logical frame)의 세로축은 상단부터 하단으로 인덱스 0부터 31까지 순서가 매겨진 부반송파로 구성되고, 가로축은 시간 축으로서 적어도 하나의 OFDM 심벌로 구성될 수 있다. 여기서 주파수축으로 매겨지는 인덱스는 복수의 부반송파 단위가 될 수도 있고, 자원요소 또는 자원블록이 될 수도 있다. 이하에서 편의상 부반송파 단위로 인덱스가 매겨진다고 가정하여 설명한다. 논리적 프레임상에 존재하는 자원블록은 물리적 프레임의 부반송파에 맵핑될 수 있는데, 이러한 맵핑에는 국부적 맵핑과 분산적 맵핑이 있다.

국부적 맵핑(localized mapping)은 논리적 프레임에서 인접하는 복수의 부반송파를 물리적 프레임(physical frame)상의 동일한 위치의 인접한 복수의 부반송파에 고정적(fixed)으로 맵핑하는 것을 의미하고, 분산적 맵핑(distributed mapping)은 논리적 프레임의 부반송파를 물리적 프레임상의 임의 위치의 부반송파에 분산적으로 맵핑하는 것을 의미한다. 국부적 맵핑은 국부적 할당(allocation)이라 불릴 수 있고, 분산적 맵핑은 분산적 할당이라 불릴 수도 있다.

국부적 맵핑은 채널 선택성 이득을 증가시키기 위해 사용되는 방법으로서, AMC(Adaptive Modulation and Coding)가 적용되는 경우에 사용될 수 있다. 한편, 분산적 맵핑은 주파수 다이버시티 이득을 증가시키기 위해 사용되는 방법으로서, PUSC 또는 FUSC가 적용되는 경우에 사용될 수 있다.

송신기는 논리적 프레임에서 국부적 맵핑이 적용되는 인접하는 복수의 부반 송파를 선택할 수 있다. 상기 선택된 인접하는 복수의 부반송파는 일정한 영역 또는 구간을 형성하는데, 이를 로컬영역(local region)이라 한다. 즉, 로컬영역은 송신기에 의해 선택된다. 상기 로컬영역은 국부적 맵핑 영역이라 불릴 수도 있다. 로컬영역에 포함되는 인접한 복수의 부반송파를 로컬 부반송파(local subcarrier)라 한다. 즉, 로컬 부반송파는 국부적 맵핑이 적용되는 부반송파이다. 제1 로컬영역에는 인덱스 5 내지 7에 해당하는 로컬 부반송파가 있고, 제2 로컬영역에는 인덱스 13 내지 16에 해당하는 로컬 부반송파가 있으며, 제3 로컬영역에는 인덱스 27, 28에 해당하는 로컬 부반송파가 있다. 이들 로컬 부반송파는 모두 동일한 위치의 물리적 프레임에 고정적으로 맵핑된다. 로컬 부반송파를 어떻게 선택하느냐에 따라 로컬영역의 크기(size)와 위치는 달라질 수 있다.

반면, 로컬 부반송파와 달리 로컬영역에 포함되지 않는 부반송파를 분산 부반송파라 한다. 즉, 분산 부반송파는 국부적 맵핑이 아닌 분산적 맵핑이 적용되는 부반송파이다. 분산 부반송파는 로컬영역 이외이 영역(이하 비로컬영역(non-local region)이라 한다)에 포함되며, 인덱스 0 내지 4, 8 내지 12, 17 내지 26 및 29 내지 31에 해당하는 부반송파이다.

이와 같이 논리적 프레임은 로컬영역과 비로컬영역으로 분리될 수 있다. 로컬영역과 비로컬영역은 하나 또는 복수개일 수 있다. 제2 논리적 프레임은 제1 논리적 프레임상에서 인덱스 순서대로 나열된 로컬 부반송파 및 분산 부반송파를 전체적으로 분산시킨 결과에 따른 프레임이다. 이러한 분산을 분산적 순열(discributed permutation)이라고 할 수 있다. 분산적 순열은 전대역에 걸쳐서 수행될 수도 있고, 일부대역에 걸쳐서 수행될 수도 있다. 제1 논리적 프레임에서 로컬영역에 존재하던 로컬 부반송파들은 분산에 의해 제2 논리적 프레임에서 다른 로컬영역 혹은 비로컬영역으로 흩어져 이동된다.

상기 제1 논리적 프레임에서 분산의 결과인 제2 논리적 프레임을 참조하면, 제1 로컬영역은 인덱스 9, 17, 25인 분산 부반송파로 채워진다. 또한 제2 로컬영역은 인덱스 11, 19, 4에 해당하는 분산 부반송파와 제3 로컬영역에 속했던 인덱스 27의 로컬 부반송파로 채워진다. 마지막으로 제3 로컬영역은, 인덱스 30인 분산 부반송파와 제1 로컬영역에 속했던 인덱스 7의 로컬 부반송파로 채워진다.

한편, 제3 논리적 프레임은 분산에 의해 로컬영역으로부터 임시적으로 이탈한 복수의 로컬 부반송파(도 4에서의 임시적 부반송파)를 원래 제1 논리적 프레임에서의 로컬영역으로 복귀시키는 모습을 나타내는 프레임이다. 즉, 제1 논리적 프레임에서 제1 내지 제3 로컬영역에 속한 로컬 부반송파들이 분산에 의해 로컬영역으로부터 임시적으로 이탈한 후, 다시 제3 논리적 프레임에서의 로컬영역 중 원래 자신이 속했던 로컬 부반송파의 위치로 복귀한다. 예를 들어, 제1 논리적 프레임에서 제3 로컬영역에 속해있던 인덱스 27의 로컬 부반송파는 분산에 의해 다른 로컬영역인 제2 로컬영역으로 편입되나, 인덱스 27의 로컬 부반송파는 제3 논리적 프레임에서 다시 원래 로컬영역인 제3 로컬영역에서 본래의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치로 복귀한다.

이는 구현의 문제로서, 로컬 부반송파들을 원래의 각 로컬영역로 복귀하도록 하기 위하여 로컬영역에 로컬 부반송파들을 강제로 덮어쓰는 방법을 사용할 수도 있다. 이 경우, 덮어쓰기에 의해 버려지는 분산 부반송파나 다른 로컬 부반송파들은 별도로 저장된다.

한편, 임시적으로 이탈한 로컬 부반송파들이 원래의 로컬영역으로 복귀함에 따라, 분산에 의해 제2 논리적 프레임의 로컬영역으로 편입되었던 인덱스 9, 17, 25, 11, 19, 4, 30에 해당하는 분산 부반송파들은 상기 이탈한 로컬 부반송파의 위치로 이동한다. 즉, 분산 부반송파들은 제2 논리적 프레임에서 로컬 부반송파들이 이탈했던 위치로 다시 이동한다.

여기서, 분산이 수행되기 이전의 제1 논리적 프레임과 물리적 프레임의 관계를 비교해 보면, 제1 논리적 프레임에서 로컬영역에 속한 로컬 부반송파들은 모두 결과적으로 물리적 프레임상에서 동일한 위치의 부반송파에 맵핑된다. 즉, 결과적으로 맵핑되는 위치가 고정적이다. 한편, 제1 논리적 프레임에서 비로컬영역에 속한 분산 부반송파들은 물리적 프레임상에서 임의의 부반송파의 위치에 맵핑된다. 따라서 물리적 프레임은 국부적 맵핑과 분산적 맵핑이 동일한 OFDM 심벌상에서(또는 시간축상에서) 혼재되어 생성된다. 즉, 여러가지 순열방식(PUSC, FUSC, AMC 등)이 물리적 프레임상에서 시간적으로 구분되어 제한적으로 적용되는 것이 아니고, 시간적으로 동일한 OFDM 심벌 및 같은 주파수 대역에서도 서로 다른 부반송파간에 서로 다른 순열방식이 적용될 수 있다.

송신기는 상기와 같이 혼재되어 생성된 물리적 프레임을 수신기로 전송함으로써 데이터를 전송한다.

이와 같이, 국부적 맵핑(또는 할당)시 매 전송시간단위(여기서는 OFDM 심벌 이라 가정)마다 고려해야하는 맵핑의 시작점(offset)과 크기(size)에 구애받지 않고 기존의 분산적 맵핑(또는 할당)을 위한 수열방식을 그대로 채용할 수 있는 장점이 있다. 즉, 국부적 맵핑의 크기에 따라 각 경우의 수만큼 분산적 맵핑용 수열방식을 만들 필요가 없으며, 국부적 맵핑을 위해 분산적 맵핑용 순열방식을 복잡하게 수정할 필요가 없다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 도 4와 마찬가지로 분산이 수행된 후 인덱스 9, 17, 25, 11, 19, 4, 30인 분산 부반송파들이 제3 논리적 프레임의 로컬영역으로 편입한다. 그러나, 로컬 부반송파들이 상기 로컬영역에 복귀함에 따라 상기 분산 부반송파들은 물리적 프레임상의 비로컬영역에 맵핑된다. 그런데, 분산 부반송파가 물리적 프레임에 맵핑되는 순서가 상기 분산 부반송파의 인덱스 순서(9, 17, 25, 11, 19, 4, 30)와 달리 셀의 전송성능을 최적화하기 위하여 다시 순열이 수행된다(cell specific permutation). 순열 수행의 결과, 분산 부반송파가 물리적 프레임에 맵핑되는 분산 부반송파의 인덱스 순서는 17, 30, 11, 4, 9, 19, 25가 된다.

물리적 프레임에 맵핑되는 부반송파의 인덱스를 살펴보면, 제1 로컬영역(국부적 맵핑 영역)에는 인덱스 5, 6, 7인 인접한 로컬 부반송파가, 제2 로컬영역에는 인덱스 13 내지 16의 인접한 로컬 부반송파가, 제3 로컬영역에는 인덱스 27, 28의 인접한 로컬 부반송파가 맵핑된다. 한편, 비로컬영역 중에서 원래 논리적 프레임에상에서 로컬 부반송파가 위치했던 부분에는 물리적 프레임의 상단부터 순서대로 인 덱스 17, 30, 11, 4, 9, 19, 25인 분산 부반송파가 맵핑된다.

송신기는 상기와 같은 방법에 의해 생성된 물리적 프레임을 전송함으로써 데이터를 전송한다.

종래기술의 분산적 맵핑용 순열방식에는 인접셀의 간섭을 최소화하기 위한 고려사항이 있다. 일 예로, FUSC 방식은 전 대역에 걸쳐 자원요소들이 일정한 간격으로 퍼지는 패턴으로 설정되어있는데 셀고유번호(Cell_ID)를 고려한 시작점(offset)을 이용하여 상기 패턴(pattern)을 변화(shift)시켜서 서로 최대한 겹치지 않도록 한다. 만약 국부적 맵핑으로 인하여 분산적 맵핑이 적용되는 자원요소의 크기가 달라진다면 이 일정한 패턴이 셀마다 변하므로 같은 순열방식을 사용하고 있는 인접셀의 자원요소와 겹치는 경우의 수가 증가한다.

본 발명은 최대한 상기 패턴은 유지하면서 국부적 맵핑에 대한 영향을 상쇄시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 종래기술과 같이 국부적 맵핑과 분산적 맵핑이 시간적으로 분리되어 자원 맵핑 유연성(resource mapping flexibility)가 떨어지는 단점을 보완함으로써 동일한 시간에 모든 주파수밴드에서 국부적 맵핑과 분산적 맵핑을 효율적으로 수행할 수 있도록 하였다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 분산이 수행된 후 제3 논리적 프레임의 인덱스 9, 17, 25, 11, 19, 4, 30에 해당하는 분산 부반송파들이 물리적 프레임상의 비로컬영역에 맵핑됨에 있어서, 시간축을 2개의 단위시간으로 분할하여 첫번째 단위시간은 상기 인 덱스 순서대로 분산 부반송파를 물리적 프레임에 맵핑하고, 두번째 단위시간은 상기 분산 부반송파를 다시 분산시켜 물리적 프레임에 맵핑한다. 두번째 단위시간에 분산된 분산 부반송파의 인덱스 순서는 19, 4, 30, 9, 17, 25, 11이다. 송신기는 상기와 같은 방법에 의해 생성된 물리적 프레임을 전송함으로써 데이터를 전송한다. 분산 부반송파를 주파수축상에서 뿐만 아니라 시간축상에서 분산시킴으로써 셀간 간섭제거 및 셀의 전송성능을 최적화할 수 있다.

물리적 프레임에 맵핑되는 부반송파의 인덱스를 살펴보면, 제1 로컬영역(국부적 맵핑 영역)에는 인덱스 5, 6, 7인 인접한 로컬 부반송파가, 제2 로컬영역에는 인덱스 13 내지 16의 인접한 로컬 부반송파가, 제3 로컬영역에는 인덱스 27, 28의 인접한 로컬 부반송파가 맵핑된다. 한편, 비로컬영역 중에서 원래 논리적 프레임에상에서 로컬 부반송파가 위치했던 부분에는 물리적 프레임의 상단부터 순서대로 인덱스 17, 30, 11, 4, 9, 19, 25인 분산 부반송파가 맵핑된다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있 을 것이다. 예를 들어, OFDMA 심벌 오프셋, 서브채널 오프셋, 슬롯 시간 오프셋 등은 프리앰블이나 순열구역의 시작점을 기준으로 하지 않고 다른 특정 지점을 기준으로 하여 주어질 수 있으며, 이는 각 프레임의 자원영역을 할당할 때마다 달리 설정될 수 있다. 또한 자원영역의 시작점뿐만 아니라 자원영역의 끝점을 기준으로 하여 자원영역을 할당할 수도 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 논리적 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3은 도 2의 논리적 프레임을 순열 영역별로 물리적 프레임에 맵핑한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 맵핑방식에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 블록도이다.

Claims (11)

1. 물리적 프레임(physical frame)의 하나의 OFDM(othogonal frequecy division multiplexing) 심볼에 대한 논리적 프레임(logical frame)을 결정하는 단계;

   상기 논리적 프레임에서 국부적 맵핑(localized mapping)이 적용되는 로컬 부반송파를 상기 하나의 OFDM 상에서 동일한 부반송파 위치로 매핑하는 단계; 및

   상기 논리적 프레임에서 분산적 맵핑(distributed mapping)이 적용되는 분산 부반송파를 상기 하나의 OFDM 상에서 상기 동일한 부반송파 위치를 제외한 부반송파 위치로 분산하여 매핑하는 단계를 포함하되,

   상기 국부적 매핑은 상기 논리적 프레임에서 상기 로컬 부반송파 및 상기 분산적 부반송파를 일시적으로 분산한 후 상기 분산된 로컬 부반송파를 분산 전의 위치로 매핑하고,

   상기 분산적 매핑은 상기 논리적 프레임에서 상기 로컬 부반송파 및 상기 분산적 부반송파를 일시적으로 분산한 후 상기 분산적 부반송파를 상기 분산된 로컬 부반송파를 상기 분산 전의 위치로 복원함에 따라 재매핑하는 데이터 전송방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 논리적 프레임을 결정하는 단계는,

   제1 논리적 프레임을 결정하는 단계;

   상기 제1 논리적 프레임에 기반하여 제2 논리적 프레임을 결정하는 단계; 및

   상기 제2 논리적 프레임에 기반하여 제3 논리적 프레임을 결정하는 단계를 포함하고,

   상기 제1 논리적 프레임은 순차적으로 인덱싱된 부반송파를 포함하고, 상기 순차적으로 인덱싱된 부반송파는 상기 국부적 매핑에 의한 상기 로컬 부반송파와 상기 분산적 매핑에 의한 상기 분산 부반송파로 매핑되고,

   상기 제2 논리적 프레임은 상기 로컬 부반송파 및 상기 분산 부반송파를 분산시켜 결정되고,

   상기 제3 논리적 프레임은 상기 제2 논리적 프레임에서 분산된 상기 로컬 부반송파를 상기 제1 논리적 프레임의 상기 로컬 부반송파의 위치로 복원하여 생성되는 데이터 전송방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 논리적 프레임은 프리앰블(preamble), 맵(MAP) 및 버스트(burst) 영역을 포함하고, 상기 프리앰블은 동기(syncronization)를 맞추며, 상기 맵은 상기 버스트 영역의 접속을 정의하고, 상기 버스트 영역은 하향링크 또는 상향링크 데이터를 포함하는, 데이터 전송방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 국부적 맵핑은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)가 적용되는 경우에서의 맵핑방법인, 데이터 전송방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 분산적 맵핑은 PUSC(Partial Usage of SubChannel)이 적용되는 경우에서의 맵핑방법인, 데이터 전송방법.
6. 삭제
7. 논리적 프레임에서 적어도 하나의 로컬영역(local region)을 선택하는 단계;

   상기 로컬영역내의 인접하는 다수의 로컬 부반송파와 비로컬영역(non-local region)에 속하는 다수의 분산 부반송파를 상기 논리적 프레임상에서 전체적으로 분산하는 단계;

   상기 로컬영역으로부터 이탈한 로컬 부반송파를 물리적 프레임상에서 상기 논리적 프레임의 로컬영역과 동일한 위치로 맵핑하는 단계;

   상기 로컬영역내로 편입한 분산 부반송파를 상기 물리적 프레임상에서 상기 비로컬영역으로 이탈한 상기 로컬 부반송파의 위치로 맵핑하는 단계; 및

   상기 물리적 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 분산된 로컬 부반송파는 분산되기 전의 상기 논리적 프레임상에서의 위치와 동일한 위치의 상기 물리적 프레임상에 맵핑되는, 데이터 전송방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 분산된 분산 부반송파는 상기 분산에 의해 상기 로컬영역으로 이동한 순서대로 상기 물리적 프레임상의 상기 비로컬영역에 맵핑되는, 데이터 전송방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 분산된 분산 부반송파는 상기 분산에 의해 상기 로컬영역으로 이동한 순서와 무관하게 상기 물리적 프레임상의 상기 비로컬영역에 맵핑되는, 데이터 전송방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 분산된 분산 부반송파는 셀간 간섭을 줄이기 위한 자원할당방법에 따라 상기 물리적 프레임상의 상기 비로컬영역에 맵핑되는, 데이터 전송방법.

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