KR101435806B1 - 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법 및멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법 - Google Patents

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멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법 및 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법은 하향링크 서브 프레임의 MAP에 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 추가하고, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 과정을 포함한다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 하향링크 프레임에 추가된 새로운 MBS 존을 통해 새로운 다중화 방법 및 변조 방법을 적용할 수 있고, 확산부호 기법을 적용하는 경우 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며, 계층변조를 도입한 경우 주파수 효율성을 향상시키고 차등 QoS를 만족시킬 수 있고, 멀티캐스트 방송 서비스 존 간의 경계 구간에서 간섭으로 인한 손실을 줄여 커버리지를 늘릴 수도 있으며 용량이 증가하는 효과가 있다.
Figure R1020070114785
MBS, 복수 기지국, 주파수 효율성, 커버리지

Description

멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법 및 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법 {Method for generating frames of MBS and receiving the MBS}
본 발명은 멀티캐스트 방송 서비스에 관한 것으로, 특히, 이종, 고용량 및 비대칭 서비스 지원을 가능하게 하고 디지털 멀티미디어 또는 디지털 데이터 정보를 전송하는데 유용한 프레임 생성 방법 및 이를 수신하는 방법에 관한 것이다.
광대역 무선접속 시스템에서 기지국(Base Station; BS)과 단말(Mobile Station; MS)간의 데이터 전송은 서비스 플로우(Service Flow)를 통해서 이루어진다. 서비스 플로우는 기지국과 단말 사이의 해당 서비스 플로우를 식별하는 SF ID(Service Flow identifier), 서비스 플로우 트래픽(traffic)을 전달하는 연결을 식별하기 위한 CID(connection identifier), 및 서비스 플로우의 보안(security)을 보장하기 위한 보안 정보 및 서비스 품질에 관련한 QoS 파라미터들로 이루어진다.
일반적으로 서비스 플로우는 기지국과 단말 간에 일대일 연결이 형성되나, 멀티캐스트 방송 서비스(Multicast Broadcasting Service; 이하 'MBS')는 하나의 소스로부터 다수의 수신자에게 데이터를 전송하는 점대다(point-to-multipoint) 서비스를 특징으로 하기 때문에, 기지국은 하나의 서비스 플로우를 통해 여러 단말에 게 동일한 데이터를 전달한다. 즉, 기지국과 단말의 MBS 서비스 플로우 생성 시에 기지국은 MBS 데이터 수신을 요청하는 여러 단말에게 동일한 CID를 부여함으로써, 동일한 MBS 데이터를 여러 단말이 동시에 수신할 수 있도록 한다. 이렇게 여러 단말에게 하나의 CID를 부여하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지를 멀티캐스트 방송 서비스 존(zone)이라고 한다.
MBS는 하나의 소스로부터 다수의 수신자에게 데이터를 전송하는 점대다(point-to-multipoint) 서비스로써, 무선자원의 효율적인 사용을 위해 공통의 무선채널을 통하여 동일한 데이터를 다수의 수신자에게 전송한다.
도 1에 도시된 바와 같이, MBS 서비스를 위한 구성 요소는 MBS 콘텐츠 서버, MBS 분배 서버, 기지국과 이동 단말(MS)로 이루어진다. MBS 콘텐츠 서버는 기지국들(BS)에 MBS 데이터를 제공하며, MBS 콘텐츠에 대한 이동 단말(MS)의 인증 및 암호화 키 분배를 수행한다. MBS 분배 서버는 복수의 기지국들(BS)에 전달하는 MBS 데이터의 스케줄링을 담당한다. 기지국(BS)은 백본망을 통해 전달받은 MBS 데이터를 무선 인터페이스를 통해 이동 단말(MS)에 제공하며 이동 단말(MS)은 기지국(BS)으로부터 MBS 데이터를 수신한다.
IEEE 802.16e 광대역 무선접속 시스템의 MBS는 지원 방식에 있어서 두 가지로 나뉜다. 하나는 단일 기지국 MBS(Single-BS MBS)이고, 다른 하나는 다중 기지국 MBS(Multi-BS MBS)이다. 단일 기지국 MBS는 기지국 간에 MBS 데이터를 전달하고자 하는 관련 파라미터, 예를 들어, 보안키, 연결 식별자 등을 동일하게 사용할 필요는 없으나 기지국 내에서 특정 MBS 데이터를 수신하고자 하는 단말기들에게 동일한 MBS 관련 파라미터를 할당하여 점대다 방식으로 데이터 전송을 한다.
멀티캐스트 방송 서비스 존은 여러 기지국으로 이루어질 수 있으며, 하나의 멀티캐스트 방송 서비스 존에서 여러 기지국은 하나의 서비스 CID를 통해 여러 셀에서 동일한 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 특성 때문에 일반적으로 MBS는 하나의 소스로부터 다수의 기지국을 거쳐 다수의 수신자에게 공통적인 데이터를 전달한다.
복수 기지국 MBS는 멀티캐스트 방송 서비스 존으로 구성된 기지국들 간에 특정 MBS 서비스에 대하여 MBS 관련 파라미터를 동일하게 사용하여 MBS 데이터를 단말기들에게 전송한다. 또한, 멀티캐스트 방송 서비스 존을 이동 단말이 인식할 수 있도록 MBS Zone ID를 이동 단말에 전송한다. 이동 단말은 기지국으로부터 수신하는 MBS Zone ID를 통해 현재 보유중인 MBS 파라미터가 유효한 지 즉각 확인할 수 있으며, 이동 단말이 동일 MBS Zone ID 내의 다른 기지국으로 이동하는 경우, MBS 데이터를 수신하기 위한 별도의 재설정 절차가 필요 없다. 또한, 동일한 멀티캐스트 방송 서비스 존 내의 기지국들은 동기화를 통해 동일 MBS 데이터, 예를 들어, 동일하게 채널 코딩 및 변조 방식이 적용된 데이터를 동일한 시간에 동일한 무선자원을 사용하여 전송하므로 이동 단말은 매크로 다이버시티(macro diversity) 효과를 통해 이동 단말들의 MBS 데이터 수신효율을 효과적으로 증가시킨다.
이동 단말은 초기에 도 2의 하향링크 맵(DL MAP)으로부터 MBS 존 및 각 존에 관련이 있는 MBS MAP의 위치 등을 식별한다. 그리고 나서, MBS MAP에 대한동기를 잃지 않는 조건에서 DL MAP에 관계없이 MBS 존을 읽을 수 있다. MBS 존에 해당하는 부분 중 MBS MAP에는 MBS 영역에 대한 정보가 포함된다. MBS MAP은 관련된 MBS 존의 첫번째 OFDMA 심볼의 첫 번째 부채널(sub-channel)에 위치한다. MBS 영역에는 실제 멀티미디어/데이터가 변조되어 배치된다. 이때 변조와 코딩방식 및 뉴머러지(numerology)는 데이터 채널에서 사용된 구조를 그대로 사용한다.
도 2의 하향링크 프레임(DL frame) 구조는 MBS 서비스가 유니캐스트(unicast) 서비스와 함께 MBS 존을 구성하여 MBS 서비스가 혼합된 구조이다. 또한, 독립된 MBS 서비스를 위하여 오직 특정 대역을 하향링크 프레임(DL frame)의 전 구간을 이용하는 구조도 가능하다. MBS 존에서는 단일주파수망(Single Frequency Network)을 이용하여 복수 기지국 MBS 모드가 가능하다.
도 3과 같이, 종래의 부반송파 할당(sub-carrier allocation) 구조에서는 활성 부반송파(sub-carrier)를 그룹으로 분리해서 그룹별로 각기 다른 수신단으로 송신한다. 하나의 수신단에 전송되는 반송파 그룹을 부채널(sub-channel)이라고 부른다. 이와 같이, 하나의 채널을 부채널 단위로 다중 접속이 가능하게 함으로써 주파수 다이버시티 이득, 전력의 집중에 따른 이득을 얻을 수 있고, 순방향 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
그러나 종래 MBS 서비스는 멀티캐스트 방송 서비스 존 내의 지원 가능한 커버리지 내의 모든 이동 단말에 동일한 일정 수준 이상의 QoS를 보장하는 변조 및 코딩 기법을 적용해야 하므로 강인한 변조 및 코딩 기법을 적용해야 한다.
따라서, 종래 MBS 서비스는 멀티캐스트 방송 서비스 존 중심과 가장자리(edge)에 동일한 QoS를 제공하여야 하므로 주파수 효율성이 떨어지고, 멀티캐스 트 방송 서비스 존 가장자리에서는 인접 멀티캐스트 방송 서비스 존으로부터 오는 간섭으로 인해 이동 단말의 성능이 저하될 수 있어 커버리지 측면에서도 불리한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 주파수 효율성을 향상시키고 차등 QoS를 만족시킬 수 있고, 멀티캐스트 방송 서비스 존 간의 경계 구간에서 간섭으로 인한 손실을 줄여 커버리지를 증가시킬 수 있는 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기의 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법을 통해 제공되는 MBS 서비스를 수신하여, 주파수 효율성을 향상시키고 차등 QoS를 만족시킬 수 있고, 멀티캐스트 방송 서비스 존 간의 경계 구간에서 간섭으로 인한 손실을 줄일 수 있는 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법은 하향링크 서브 프레임의 MAP에 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 추가하고, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 과정에서 상기 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보를 상기 새로운 MBS MAP에 포함시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS 영역은 이웃한 멀티캐스트 방송 서비스 존 사이를 구분하기 위한 코드분할 다중화 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 새로운 MBS 영역은 이종의 MBS 서비스들에 대해 서로 다른 확산 부호를 적용하는 코드분할 다중화 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 새로운 MBS 영역은, 멀티캐스트 방송 서비스 존 중심과 가장자리 사이에 차등 QoS를 제공하기 위한 계층 변조 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법은 상기 하향링크 서브 프레임에 레가시 MBS 존이 포함되는 경우, 상기 레가시 MBS 존의 MBS MAP에 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 추가하고, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 MBS 정보를 추가하는 과정에서, 상기 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더 또는 MAP 중 어느 하나에 레가시 MBS 존의 스킵 여부를 나타내는 스킵 정보를 추가할 수 있다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 과정에서, 상기 새로운 MBS 영역을 상기 레가시 MBS 영역의 하향링크 버스트 영역으로 할당할 수 있다.
상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법은 단말에서 상기 하향링크 서브 프레임의 MAP으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출하고, 상기 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에서 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정에서, 상기 새로운 MBS MAP으로부터 상기 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보를 독출하고, 상기 독출된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보에 따라 해당하는 역다중화 방법 및 복조 방법을 상기 새로운 MBS 영역에 적용하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS 영역은 코드분할 다중화 방법 또는 계층 변조 방법 중 적어도 하나가 적용된 데이터일 수 있다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정에서 상기 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말의 경우, 상기 단말을 아이들 상태로 설정하여 상기 새로운 MBS 존을 스킵하게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정에서, 상기 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더 또는 MAP 중 어느 하나에 레가시 MBS 존의 스킵 정보가 포함된 경우, 상기 단말을 아이들 상태로 설정하여 상기 레가시 MBS 존을 스킵하게 할 수 있다.
또한, 상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법은 상기 하향링크 서브 프레임의 MAP을 독출한 결과 레가시 MBS 존이 포함된 경우, 상기 레가시 MBS 존의 MBS MAP으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출하고, 상기 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에서 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신 과정에서, 상기 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말의 경우, 상기 단말을 아이들 상태로 설정하여 상기 새로운 MBS 존을 스킵하게 할 수 있다.
또한, 상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법은 상기 하향링크 서브 프레임의 MAP을 독출한 결과 레가시 MBS 존이 포함된 경우, 상기 레가시 MBS 존의 MBS MAP으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부를 나타내는 MBS 정보를 독출하고, 상기 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, 상기 레가시 MBS 존의 종료 위치에서 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 하향링크 프레임에 추가된 새로운 MBS 존을 통해 새로운 다중화 방법 및 변조 방법을 적용할 수 있고, 확산부호 기법을 적용하는 경우 프로그램 다중화 및 확산부호를 적용한 영역으로의 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며, 계층변조를 도입한 경우 주파수 효율성을 향상시키고 차등 QoS를 만족시킬 수 있고, 서로 다른 변조 및 채널코딩을 사용하는 멀티캐스트 방송 서비스 존 간의 경계 구간에서 간섭으로 인한 손실을 줄여 커버리지를 늘릴 수도 있으며 용량이 증가하는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에서는 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing) 방법을 적용하여 하향링크 프레임 구조 내에 새로운 MBS 존을 형성한다. 이때, 기존 MBS 서비스, 예를 들어, IEEE 802.16e에서의 MBS 서비스와의 레가시(legacy)를 고려한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 기존 단말과의 호환성을 고려하면서 새로운 MBS 서비스, 예를 들어, IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스를 제공할 수 있다.
추가로 차등 QoS나 커버리지의 향상을 제공하기 위해, 유력한 변조 기법인 계층변조(layered modulation or hierarchical modulation)를 적용하거나 코드분할다중화 기법을 적용하는 경우에 대해서 설명한다.
도 4는 기존 IEEE 802.16e에서의 MBS와의 레가시를 고려하면서 새롭게 IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스를 적용할 수 있는 프레임 구조를 도시한 것이다. 도 4에서 레가시 MBS 존은 IEEE 802.16e를 예로 들어 설명하고, 새롭게 추가된 MBS 존은 IEEE 802.16m을 예로 들어 설명한다.
MBS 존은 MBS MAP과 MBS 데이터를 포함하는 MBS 영역(MBS Region)으로 구성 되는데, 이하에서는, 기존 단말을 위한 MBS MAP과 MBS 영역(MBS Region [Legacy])으로 구성되는 레가시 MBS 존과 새로운 단말을 위한 MBS MAP과 MBS 영역(New MBS Region)으로 구성되는 새로운 MBS 존으로 구분하여 설명한다.
도 4에서와 같이, 레가시 MBS 영역과 새로운 MBS 영역을 연속적으로 적용할 수 있다. 또는 도 4와 달리, 레가시 MBS 영역과 새로운 MBS 영역을 연속하지 않는 임의의 두 영역으로 할당할 수도 있다.
기존 레가시 MBS 서비스를 지원받는 단말은 레가시 MBS 영역을 통해 MBS데이터를 수신하고, 새로운 MBS 영역으로 더 향상된 서비스를 지원받는 단말은 새로운 MBS 영역을 통해 MBS 데이터를 수신한다. 이때, 매 프레임에 전송되는 제어 정보(예를 들어, 프리엠블(preamble), 프레임 제어 헤더(FCH), DL-MAP 등)를 통해 레가시 MBS를 디스에이블(disable)시킬 수 있다. 이 경우, MBS는 IEEE 802.16m 전용으로 동작한다. 즉, 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더, MAP 등에 레가시 MBS 존의 스킵 여부를 나타내는 스킵 정보를 추가할 수 있다. 이에 따라, 단말은 기지국으로부터 수신된 하향링크 프레임에 상기 스킵 정보가 포함된 것을 확인하면, 아이들 상태로 설정되어 레가시 MBS 존을 스킵하도록 구성될 수 있다.
동일 기지국에 대해 IEEE 802.16e와 IEEE 802.16m 단말이 공존하는 경우에 기존 IEEE 802.16e의 DL MAP에서 IEEE 802.16e에서의 MBS를 위한 MBS MAP의 정보를 알려줄 수 있다. 마찬가지로, 기존 IEEE 802.16e의 DL MAP에서 IEEE 802.16m의 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 알려주도록 하향링크 프레임을 구성할 수도 있다.
IEEE 802.16e와 IEEE 802.16m에서의 MBS 영역이 동시에 존재하는 경우에 IEEE 802.16e에서의 MBS MAP에서 IEEE 802.16m에서의 MBS MAP에 대한 정보 즉, 영역 및 슬롯(slot) 구성 등을 알려주며 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 알려주는 비트가 추가될 수 있다. 도 4에서 새로운 MBS 영역은 레가시에서 정의된 MBS 영역에서 특정 하향링크 버스트(DL Burst) 영역으로 할당될 수도 있다.
IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스는 기존 IEEE 802.16e의 뉴머러지를 그대로 사용할 수 있다. 즉, 레가시 MBS를 지원하여야 하는 영역에서는 새로운 MBS 존에 대한 효용성이 반감되므로, 기존 MBS 존 내에서 확산(spreading)을 적용할 수 있다.
이때, 확산을 적용하는 하나의 방법으로 단순히 특정 스트림에 대해서만 확산할 수 있다. 즉, MBS 데이터가 프로그램별로 다중화되는 경우, 다중화된 프로그램들 중 IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스를 위해 강화(enhancement)될 필요가 있는 부분만 확산을 할 수 있다.
확산을 적용하는 다른 하나의 방법으로 전체 스트림에 대해 확산을 하면서 레가시 MBS에 대한 영향을 최소화할 수 있다. 즉, IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스를 위해 특정 스트림에 할당된 서브 캐리어들에는 최대 전력(full power)을 사용하게 하고, 나머지 레가시 MBS를 위한 확산 심볼에 대해서는 일부의 전력(fractional power)만 사용하게 할 수 있다.
또한 IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스는 기존의 뉴머러지와 다른 것을 사용할 수 있다. 즉, IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스의 요구 조건인 주파수 효율(spectral efficiency)이나 커버리지의 증가를 위해 계층 변조의 도입하거나, CP(Cyclic Prefix) 길이 또는 퍼뮤테이션(permutation) 구조를 변경할 수 있다. 또한, 새로운 채널 환경에 대한 요구 조건을 만족시켜야 하는 경우에 다양한 CP에 대응하는 OFDMA 심볼 수, 변조 및 퍼뮤테이션 방법 등을 정의하는 다양한 파라미터 적용이 요구될 수 있다. 이때, 다음과 같은 과정을 정의하여 IEEE 802.16m에서의 새로운 MBS를 지원할 수 있다.
동일한 샘플링 레이트(sampling rate)에서 심볼 길이, CP 길이, 새로운 퍼뮤테이션 방식, 다중화 방식, 시퀀스(sequence) 정보 등 새로운 MBS 영역 정보를 단말이 획득하게 하기 위해서, 이를 위한 기본 MBS 파라미터 정보 전달이 요구된다. 이 경우 DL-MAP 또는 새로운 MBS-MAP을 통해 새로운 파라미터 정보 전달이 필요하다. 이를 위해, 룩업 테이블(look-up table) 등으로 다양한 파라미터 셋을 미리 설정하고, 관련 정보를 몇 개의 비트로 표현할 수 있다.
상기 새로운 파라미터를 DL MAP에서나 혹은 새로운 MBS MAP에 추가하여 IEEE 802.16m에서의 MBS 서비스를 받고자 하는 단말에 MBS 서비스를 원활하게 제공할 수 있다.
또한 새로운 MBS MAP에서는 새로운 MBS 영역에 적용이 된 코드분할다중화에 대한 정보 및 차등 QoS를 위한 변조 방법 등에 대한 정보를 알려주도록 프레임을 설계할 수도 있다.
단말은 하향링크 프레임의 DL-MAP 또는 기존 MBS MAP으로부터 새로운 MBS 존에 대한 정보 즉, 새로운 MBS-MAP 정보를 획득할 수 있다. 단말은 이를 기반으로 새로운 MBS 영역의 할당을 인지하게 된다.
유니캐스트와 MBS가 동시에 지원되거나 레가시 파라미터와 새로운 MBS 파라미터 적용이 혼재되는 경우, 다시 말해서 특정 프레임 길이가 레가시 파라미터와 동일한 경우, 새로운 MBS 영역 할당시에 CP 또는 심볼 길이의 차이로 인해 실제 MBS 영역 중 일부 시간 구간을 아이들(idle) 상태로 설정할 수 있다. 이때의 아이들 영역은 MBS 영역의 전 또는 후에 배치할 수 있고, 상기 아이들 영역을 분할하여 MBS 영역의 전과 후에 배치할 수도 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법의 흐름도이다.
도 5a는 DL-MAP에서 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 알려주는 경우를 도시한 것이다. 먼저, 하향링크 서브 프레임의 MAP에 새로운 MBS 존에 대한 MBS 정보를 추가한다(S510). 여기서, MBS 정보는 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치 등을 나타낸다.
다음, MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS MAP을 추가한다(S520). 상술한 바와 같이, 새로운 MBS MAP은 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법, 변조 방법 등에 대한 정보를 단말에 제공한다.
마지막으로, 새로운 MBS MAP과 연속하는 위치 또는 새로운 MBS MAP에서 지정하는 특정 위치에 MBS 데이터를 포함하는 새로운 MBS 영역을 추가한다(S530). 여기서, 추가되는 MBS 영역은 이웃한 멀티캐스트 방송 서비스 존 사이를 구분하기 위한 코드분할 다중화 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 또는 추가되는 MBS 영역은 이종의 MBS 서비스들에 대해 서로 다른 확산 부호를 적용하는 코드분할 다중화 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 또는 추가되는 MBS 영역은 멀티캐스트 방송 서비스 존 중심과 가장자리 사이에 차등 QoS를 제공하기 위한 계층 변조 방법이 적용된 데이터를 포함할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법의 흐름도이다.
도 5b는 레가시 MBS MAP에서 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 알려주는 경우를 도시한 것이다. 먼저, 하향링크 서브 프레임에 레가시 MBS 존이 포함되는 경우, 레가시 MBS 존의 MBS MAP에 새로운 MBS 존에 대한 MBS 정보를 추가한다(S515). 여기서, MBS 정보는 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치 등을 나타낸다.
다음, MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS MAP을 추가한다(S520).
마지막으로, 새로운 MBS MAP과 연속하는 위치 또는 새로운 MBS MAP에서 지정하는 특정 위치에 MBS 데이터를 포함하는 새로운 MBS 영역을 추가한다(S530).
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법의 흐름도이다.
도 6a는 단말의 입장에서 DL-MAP으로부터 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 독출하는 경우를 도시한 것이다. 먼저, 단말에서 하향링크 서브 프레임의 MAP으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출한다(S610). 이때, 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말은 아이들 상태로 설정되어 새로운 MBS 존을 스킵하도록 구성될 수 있다.
다음, 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에서 새로운 MBS MAP을 독출한다(S620).
마지막으로, 새로운 MBS MAP과 연속하는 위치 또는 새로운 MBS MAP에서 지정하는 특정 위치에 MBS 데이터를 포함하는 새로운 MBS 영역을 수신한다(S630). 구체적으로, 이 과정(S630)은 새로운 MBS MAP으로부터 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보를 독출하고, 독출된 정보에 따라 해당하는 역다중화 방법 및 복조 방법을 새로운 MBS 영역에 적용하는 과정을 포함할 수 있다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법의 흐름도이다.
도 6b는 단말의 입장에서 레가시 MBS MAP으로부터 새로운 MBS MAP에 대한 정보를 독출하는 경우를 도시한 것이다. 먼저, 하향링크 서브 프레임의 MAP을 독출한 결과 레가시 MBS 존이 포함된 경우, 단말에서 레가시 MBS 존의 MBS MAP으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출한다(S615). 이때, 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말은 아이들 상태로 설정되어 새로운 MBS 존을 스킵하도록 구성될 수 있다.
다음, 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에서 새로운 MBS MAP을 독출한다(S620).
마지막으로, 새로운 MBS MAP과 연속하는 위치 또는 새로운 MBS MAP에서 지정하는 특정 위치에 MBS 데이터를 포함하는 새로운 MBS 영역을 수신한다(S630). 한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 상기 새로운 MBS MAP 독출 과정(S620) 및 새 로운 MBS 영역 수신 과정(S630)은 레가시 MBS 존의 종료 위치에서 새로운 MBS MAP 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 과정으로 대체될 수 있다. 즉, 새로운 MBS를 지원하는 단말은 레가시 MBS 존 바로 다음에 새로운 MBS 존이 위치하는 것을 미리 인지하고, 레가시 MBS 존을 수신하거나 스킵한 후, 곧바로 새로운 MBS 존을 수신하도록 구성될 수 있다.
새로운 MBS 영역에 적용될 수 있는 계층 변조는 상이한 변조를 가진 2개의 신호가 송신 신호를 생성하기 위해 함께 더해지는 변조 방식이다. 이들 2개의 신호는 확장 계층 신호와 베이스 계층 신호라고 한다. 수신기는 이러한 수신 신호로부터 확장 계층 데이터와 베이스 계층 레이어를 복구하기 위해 수신된 신호를 처리한다. 확장 계층을 통한 통신은 베이스 계층과 비교해 수신기에서 더 높은 신호 품질을 요구할 수도 있다. 따라서, 확장 계층은 채널 품질의 변화에 더 민감할 수도 있다. 수신기는 베이스 레벨에서의 통신 기능을 보증하고, 베이스 계층 상의 데이터를 복조할 수 있다. 또한, 확장 계층을 지원하는데 충분한 채널 조건에서, 더 높은 품질의 서비스를 제공하기 위해 또는 부가적인 데이터 대역폭을 제공하기 위해 수신기는 확장 계층 상의 변조된 부가 데이터를 복조할 수 있다.
계층변조의 일 예로서 QPSK/16QAM의 경우는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다.
도 7a에서 2개의 배치(constellation)를 고려한다. 도 7a의 좌측의 배치(710)는 기존 QPSK 배치로서 모든 단말이 수신할 수 있도록 즉 에러에 강인한 심볼로 배치를 정의한다. 도 7a의 하단의 배치(720)는 수신 상태가 좋은 단말이 수신 가능하도록 심볼간 거리가 가깝게 배치를 정의한다.
도 7a의 두 배치를 결합하면 도 7b처럼 QPSK/16QAM 계층 변조가 된다. 도 7b에서 검은색 점이 실제 전송되는 배치이다.
QPSK/16QAM 계층 변조를 차등 QoS를 제공하는 MBS 서비스에 적용하는 경우, 먼저 모든 단말이 서비스를 받을 수 있도록 하는 기본 데이터는 독립적으로 도 7a의 좌측 QPSK 배치(710)와 같이 생성한다. 그리고 채널 상태가 좋은 단말이 수신 가능하도록 고화질의 데이터는 독립적으로 도 7a의 하단 배치(720)와 같이 생성한다. 마지막으로 상기 두 배치를 최종 결합하여 도 7b와 같이 배치한다.
새로운 MBS 영역에 적용될 수 있는 확산부호를 이용한 코드분할다중화 방법은 MBS 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 방법이다. 또한 다양한 QoS를 제공하기 위해 계층 변조와 같은 새로운 변조 방식으로 확장하는 경우에도 적용 가능한 방법이다.
도 8은 확산부호를 이용한 MBS 서비스 지원 방법의 대략적인 흐름을 도시한 것이다.
채널 코딩 및 변조 블록(810)에서 MBS 데이터가 코딩 및 변조되면, 확산 블록(820)에서 서로 다른 MBS 서비스나 이웃한 멀티캐스트 방송 서비스 존 사이를 구분하기 위해 상기 MBS 데이터에 코드 분할 다중화 방법을 적용한다. 이후, 전력 제어, 위상 조절 및 부반송파 매핑 블록(830)에서 다중화된 MBS 데이터의 송신 전력, 위상 등을 결정하고, 상기 MBS 데이터를 각각의 부반송파에 실어주는 부반송파 매핑 과정을 수행한다. 최종적으로, 다중화된 데이터는 IFFT 블록(840)에서 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Tramsform)되고, 수신단으로 전송된다.
도 8의 경우처럼 시간 또는 주파수 각각의 영역에 대해서 특정 자원(resource) 영역을 설정 또는 할당받아 그 영역에서 확산부호(예를 들어, 직교, 준직교(quasi-orthogonal) 또는 랜덤(random) 등 일반적인 확산부호를 포함한다)를 이용하여 이종의 MBS 서비스 지원에 활용할 수 있다.
확산 부호에 의해 확산 가능한 영역은 도 9a의 경우처럼 시간 축 또는 주파수 축 중 어느 하나의 축으로 확산하거나, 도 9b의 경우처럼 2차원인 시간-주파수 영역으로 확산하는 코드 영역을 고려할 수 있다.
확산부호를 적용할 때, 확산부호 집합을 분할 또는 그룹화하고, 상관 특성이나 시퀀스의 개수 등의 규칙으로 구분할 수 있다. 이때, 이동 단말의 기하학적(geometry) 분포에 따라 상이한 확산부호 그룹을 할당하여 서비스를 지원할 수 있다.
또한, 확산부호는 향상된 변조 방법, 예를 들어, 계층 변조 방법을 이용하는 경우에도 적용이 가능하다. 도 8에서 채널 코딩 및 변조 블록(810)은 MBS 데이터에 계층 변조를 적용할 수 있다.
기존 IEEE 802.16e에서 사용하는 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 변조 방법의 경우 차등 QoS를 가지는 콘텐츠 제공이 어렵다. 그러나, 채널 상태가 좋은 이동 단말이 더 많은 콘텐츠를 제공받는 것이 바람직하다. 차별화된 MBS 서비스를 위해 계층변조를 도입하는 경우에도 확산부호를 이용한 서비스 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 주파수 효율성 측면에서도 유리하다.
필요에 따라, 확산부호에 실리는 변조방식을 확산부호에 따라 상이하게 하고, 하나의 확산부호 그룹에 동일한 변조방식을 적용하여 전체 확산부호 집합 내에서는 다양한 서비스를 지원하도록 확장할 수 있다.
간단한 예로, 도 10a 및 도 10b와 같은 경우를 고려할 수 있다.
도 10a 및 도 10b에서는 몇 개의 프로그램을 동시에 다중화하는 방법을 보여준다.
도 10a에서 c1, c2, ... , cN은 확산부호들이다. 확산부호를 기존 IEEE 802.16e의 퍼뮤테이션에 적용할 경우, 실제 부반송파를 부채널에 할당하는 과정은 도 10a에서 부호확산을 통해 각각의 부반송파에 대응하는 프로그램(1010, 1020, 1090)을 다중화하고, 다중화된 프로그램들(1011, 1021, 1091)을 도 10b와 같이 최종 부채널로 할당하면 된다. 또한 상술한 다중화 방법은 각각의 프로그램의 특성에 따라 QoS를 가능하게 하는 계층변조 방식을 사용한 경우에도 상술한 다중화 방법을 그대로 적용할 수 있다.
상술한 설명에서 예로서 나타낸 파라미터 등은 본 실시형태를 구현하기 위한 사항뿐만 아니라 이를 용이하게 구현하기 위한 그 밖의 구체적인 사항을 포함하여 나타내었으나, 이러한 사항은 상술한 설명과 다른 방식으로 구현할 수 있다. 또한, 상술한 설명에서 MBS를 수신하는 주체로서 MS를 설명하였으나, 이는 가입자국(Subscriber Station: SS), 사용자 기기(User Equipment: UE), 단말 등의 임의의 용어를 통해서 지칭될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시 적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은 멀티캐스트 방송 서비스에서 이종, 고용량 및 비대칭 서비스 지원을 가능하게 하고 디지털 멀티미디어 또는 디지털 데이터 정보를 전송하는데 유용한 프레임 생성 방법 및 이를 수신하는 방법에 관한 것으로, 단말, 기지국, MBS 콘텐츠 서버, MBS 분배 서버 등 MBS 서비스를 구성하는 모든 요소에 적용될 수 있다.
도 1은 MBS 서비스를 위한 일반적인 구성 요소를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 MBS 존을 포함하는 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 종래의 부반송파 할당 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법의 흐름도이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법의 흐름도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법의 흐름도이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법의 흐름도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 적용될 수 있는 계층변조의 일 예로서 QPSK/16QAM의 경우를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 적용될 수 있는 확산부호를 이용한 MBS 서비스 지원 방법의 대략적인 흐름을 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 확산 부호에 의해 확산 가능한 영역의 예를 도시한 것이다.
도 10a 및 도 10b에서는 도 8에 따라 프로그램들을 동시에 다중화하는 과정의 예를 도시한 것이다.

Claims (16)

  1. MBS(Multicast Broadcasting Service) 존(Zone)을 포함하는 하향링크 서브 프레임을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 하향링크 서브 프레임의 맵(MAP)에 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 추가하는 단계; 및
    상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 단계를 포함하고,
    상기 새로운 MBS 영역은,
    이웃한 멀티캐스트 방송 서비스 존 사이를 구분하기 위한 코드분할 다중화 방법, 이종의 MBS 서비스들에 대해 서로 다른 확산 부호를 적용하는 코드분할 다중화 방법, 멀티캐스트 방송 서비스 존 중심과 가장자리 사이에 차등 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위한 계층 변조 방법 중 적어도 하나가 적용된 데이터를 포함하는,
    멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 단계는,
    상기 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보를 상기 새로운 MBS 맵에 포함시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. MBS(Multicast Broadcasting Service) 존(Zone)을 포함하는 하향링크 서브 프레임을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 하향링크 서브 프레임에 레가시(Legacy) MBS 존이 포함되는 경우, 상기 레가시 MBS 존의 MBS 맵(MAP)에 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 추가하는 단계; 및
    상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 단계를 포함하고,
    상기 하향링크 서브 프레임은, 상기 레가시 MBS 존의 스킵(skip) 여부를 나타내는 스킵 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스킵 정보는,
    상기 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더 또는 맵 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역을 추가하는 단계는,
    상기 새로운 MBS 영역을 상기 레가시 MBS 영역의 하향링크 버스트(burst) 영역으로 할당하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스를 위한 프레임 생성 방법.
  9. 하향링크 서브 프레임에 포함된 MBS(Multicast Broadcasting Service) 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    단말에서 상기 하향링크 서브 프레임의 맵(MAP)으로부터 새로운 MBS 존 (Zone)의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출하는 단계; 및
    상기 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치에서 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 새로운 MBS영역은,
    이웃한 멀티캐스트 방송 서비스 존 사이를 구분하기 위한 코드분할 다중화 방법, 이종의 MBS 서비스들에 대해 서로 다른 확산 부호를 적용하는 코드분할 다중화 방법, 멀티캐스트 방송 서비스 존 중심과 가장자리 사이에 차등 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위한 계층 변조 방법 중 적어도 하나가 적용된 데이터를 포함하는,
    멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 새로운 MBS 맵으로부터 상기 새로운 MBS 영역에 적용된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보를 독출하는 단계; 및
    상기 독출된 다중화 방법 및 변조 방법에 대한 정보에 따라 해당하는 역다중화 방법 및 복조 방법을 상기 새로운 MBS 영역에 적용하는 단계를 포함하는,
    멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말의 경우, 상기 단말을 아이들(Idle) 상태로 설정하여 상기 새로운 MBS 존을 스킵(skip)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더 또는 맵 중 어느 하나에 레가시(Legacy) MBS 존의 스킵(skip) 정보가 포함된 경우, 상기 단말을 아이들(Idle) 상태로 설정하여 상기 레가시 MBS 존을 스킵하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법.
  14. 하향링크 서브 프레임에 포함된 MBS(Multicast Broadcasting Service) 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 하향링크 서브 프레임의 맵(MAP) 을 독출한 결과 레가시(Legacy) MBS 존 (Zone)이 포함된 경우, 상기 레가시 MBS 존의 MBS 맵으로부터 새로운 MBS 존의 추가 여부 및 위치를 나타내는 MBS 정보를 독출하는 단계; 및
    상기 독출 결과 새로운 MBS 존이 추가된 경우, 상기 MBS 정보에 포함된 새로운 MBS 존의 위치 및 상기 레가시 MBS 존의 종료 위치 중 어느 하나에서 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 새로운 MBS 존을 지원하지 않는 단말의 경우, 상기 단말을 아이들(Idle) 상태로 설정하여 상기 새로운 MBS 존을 스킵(skip)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티캐스트 방송 서비스 수신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 새로운 MBS 맵 및 새로운 MBS 영역의 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 하향링크 서브 프레임의 프리엠블, 프레임 제어 헤더 또는 맵 중 어느 하나에 레가시 MBS 존의 스킵 정보가 포함된 경우, 상기 단말을 아이들 상태로 설정하여 상기 레가시 MBS 존을 스킵하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
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