KR101507175B1 - 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 자원을 예비 (reservation) 하는 방법은 전체 물리적 자원 유닛들이 제공되는 단계, 및 상기 전체 물리적 자원 유닛들 중에서 물리적 자원유닛들이 주파수 영역에서 연속하는 단위인 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역을 예비하는 단계를 포함하되, 각각의 상기 물리적 자원유닛들은 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파 (subcarrier)들을 포함하는 단계를 포함한다. 정해진 크기 이상의 연속하는 무선자원을 필요로 하는 채널을 할당할 수 있으므로, 다양한 크기의 사용자 데이터 또는 제어신호를 효율적으로 전송할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법{Method of reserving resource in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 사용자 데이터 또는 제어신호의 전송을 위해 자원을 예비하는 방법에 관한 것이다.
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. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelssMAN-SC' 외에'WirelssMAN-OFDM'과 'WirelssMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1(이하, IEEE 802.16e)이 2005년에 완료되었다.
현재, IEEE 802.16e를 기반으로 새로운 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m에 대 한 표준화가 진행되고 있다. IEEE 802.16e 시스템은 하향링크(downlink; DL)와 상향링크(uplink; UP)가 시간적으로 구분되는 TDD(Time Division Duplex) 방식을 사용하는 반면, IEEE 802.16m 시스템에서는 TDD 방식뿐만 아니라 하향링크와 상향링크가 주파수적으로 구분되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식도 도입될 예정이다. 뿐만 아니라, IEEE 802.16m 시스템의 프레임을 설계함에 있어서, 전송률 향상을 위하여 대역폭의 확장, CP(cyclic prefix) 크기의 축소, 프레임을 다수의 서브프레임으로 구분한 서브프레임 단위의 전송, 다중셀에서의 자원맵핑 등이 고려되고 있다.
다중셀에서의 자원맵핑은 물리적 자원유닛(physical resource unit; PRU)을 주파수 영역에서 연속적 자원유닛(contiguous resource unit; CRU) 및 분산적 자원유닛(distributed resource unit; DRU)으로 맵핑하고, CRU 및 DRU를 하나 이상의 주파수 구획(frequency partition)으로 구분하여 셀(또는 섹터) 특정 자원으로 할당하는 방식이다. 전체 PRU들에서 연속하는 4개의 PRU 단위를 서브밴드(subband)라 하며, 서브밴드 단위로 CRU들을 구성하게 된다. 즉, CRU 및 DRU로 나누는 파티셔닝(subband partitioning)을 실행한 후, 주파수에서 물리적으로 연속되는 무선자원의 기본 크기는 1 서브밴드가 된다. 사용자 데이터 또는 제어신호는 다양한 크기를 가질 수 있으며, 경우에 따라 1개의 서브밴드 혹은 4개의 PRU 이상의 주파수 영역에서 물리적으로 연속하는 무선자원이 사용자 데이터 또는 제어신호로 사용될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 1개의 서브밴드 혹은 4개의 PRU 이상의 주파수 영역에서 물리적으로 연속하는 무선자원이 필요한 채널을 위하여 무선자원을 할당 할 수 있는 방법이 제시되고 있지 않다. 또한, 4개의 PRU 이하의 주파수 영역에서 물리적으로 연속하는 PRU들을 사용할 경우에도, 전체 주파수 영역에서 임의로 특정 영역을 사용할 수 없고 서브밴드로 할당된 자원 내에서만 제약적으로 사용 가능하다.
주파수 영역에서 정해진 크기 이상의 물리적으로 연속하는 무선자원이 필요한 사용자 데이터 또는 제어신호를 전송할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주파수 영역에서 정해진 크기 이상의 물리적으로 연속하는 무선자원을 필요로 하는 사용자 데이터 또는 제어신호를 효율적으로 전송하기 위한 자원을 예비하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 자원을 예비 (reservation) 하는 방법은 전체 물리적 자원 유닛들이 제공되는 단계, 및 상기 전체 물리적 자원 유닛들 중에서 물리적 자원유닛들이 주파수 영역에서 연속하는 단위인 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역을 예비하는 단계를 포함하되, 각각의 상기 물리적 자원유닛들은 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파 (subcarrier)들을 포함하는 단계를 포함한다.
정해진 크기 이상의 연속하는 무선자원을 필요로 하는 채널을 할당할 수 있으므로, 다양한 크기의 사용자 데이터 또는 제어신호를 효율적으로 전송할 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16e (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화이다.
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 전송을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 전송을 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.
도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들을 구현하여, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 송수신되는 사용자 데이터 및/또는 제어신호를 처리한다.
메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서 와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 송신 및/또는 수신한다.
도 3은 프레임 구조의 일예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 슈퍼프레임(Superframe, SU)은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임의 가장 앞서 배치될 수 있으며, 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이 셀 내의 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어정보를 전송하기 위하여 사용되는 채널이다.
하나의 프레임은 다수의 서브프레임(Subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 서브프레임은 6 또는 7개의 OFDMA 심볼로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 프레임에는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 시간영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향 링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.
서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition)을 포함한다. 주파수 구획은 적어도 하나의 물리적 자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)으로 구성된다. 주파수 구획은 연속적(Contiguous/localized) PRU 및/또는 분산적(Distributed/non-contiguous) PRU를 포함할 수 있다. 주파수 구획은 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR) 또는 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Services, MBS)와 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.
PRU는 복수개의 물리적으로 연속적인 OFDMA 심볼과 복수개의 물리적으로 연속적인 부반송파를 포함하는 자원할당을 위한 기본적인 물리적 유닛으로 정의된다. PRU에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDMA 심볼로 정의될 수 있다. 논리적 자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)은 분산적(distributed) 자원할당 및 연속적(contigious) 자원할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수개의 OFDMA 심볼과 복수개의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.
분산 자원유닛(Distributed Resource Unit, DRU)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DRU는 하나의 주파수 구획 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. DRU에서 분산된 각 부반송파 그룹을 형성하는 최소의 물리적으로 연속된 부반송파 단위는 하나 이상의 부반송파가 될 수 있다.
연속 자원유닛(Contiguous Resource Unit or Localized Resource Unit, CRU)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. CRU 및 DRU는 주파수 영역에서 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 지원될 수 있다.
도 4는 물리적 자원유닛의 맵핑의 일예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 시스템의 대역폭에서 사용되는 전체 부반송파는 PRU들을 구성한다. 하나의 PRU는 주파수 영역에서 18 부반송파를 포함하고 시간 영역에서 6 OFDMA 심볼 또는 7 OFDMA 심볼로 구성될 수 있다. PRU에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 서브프레임의 유형에 의존한다. 서브프레임의 유형에는 6 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-1 및 7 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-2가 있으나, 이에 제한되지 않으며 5 OFDMA 심볼, 9 OFDMA 심볼 등 다양한 수의 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형이 정의될 수 있다.
PRU들은 미리 정해진 PRU 파티셔닝(PRU partitioning) 방법에 따라서 서브밴드(subband) 및 미니밴드(miniband)로 나누어진다(S110). 서브밴드는 주파수 영역에서 연속하는 PRU의 단위 또는 CRU를 형성하는 최소단위를 의미한다. 서브밴드의 주파수 영역의 크기는 4 PRU가 될 수 있다. 미니밴드는 분산되는 PRU의 단위 또는 DRU를 형성하는 단위를 의미한다. 미니밴드의 주파수 영역의 크기는 1 PRU 또는 PRU의 정수배가 될 수 있다. 전체 PRU에서 서브밴드의 크기인 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당될 수 있다. 서브밴드에 속하는 PRU를 PRUSB라 하고 미니밴드에 속하는 PRU를 PRUMB라 한다. 전체 PRU의 수는 PRUSB의 수와 PRUMB의 수의 합과 같다. 서브밴드의 PRUSB 및 미니밴드의 PRUMB는 재배열된다(reordered). 서브밴드의 PRUSB는 0에서 (PRUSB의 수-1)까지 넘버링되고, 미니밴드의 PRUMB는 0에서 (PRUMB의 수-1)까지 넘버링된다.
미니밴드의 PRUMB는 각 주파수 구획에서 주파수 다이버시티 (frequency diversity)를 보장할 수 있도록 주파수 영역에서 뒤섞기 위해서 미니밴드 퍼뮤테이션(miniband permutation)된다(S120). 즉, 넘버링된 PRUMB는 미리 정해진 미니밴드 퍼뮤테이션(또는 맵핑 규칙)에 따라 섞여서 PPRUMB (permuted-PRUMB)이 된다.
이후, PRUSB 및 PRUMB는 하나 이상의 주파수 구획으로 할당된다. 주파수 구획별로 CRU/DRU의 할당, 섹터 특정 퍼뮤테이션, 부반송파 퍼뮤테이션 등의 셀 특정 자원맵핑 과정이 수행된다.
이와 같이, PRU들의 분할 과정에서 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당되므로, 주파수 영역에서 물리적으로 연속되는 CRU들의 기본 크기는 4 CRU가 된다. 즉, 주파수 영역에서 물리적으로 연속적인 주파수 밴드는 4 PRU 단위 로만 보장될 수 있다. 4 PRU보다 작은 크기의 무선자원을 이용하는 사용자 데이터 또는 제어신호에 대해서는 주파수 영역에서 연속하는 4 PRU의 일부 PRU가 할당될 수 있다. 그러나 4 PRU보다 큰 크기의 무선자원을 이용하는 사용자 데이터 또는 제어신호에 대해서는 주파수 영역에서 4 PRU 이상의 연속하는 PRU들이 할당될 수 없다. 즉, 4 PRU 이상의 연속하는 PRU들을 필요로 하는 채널이 지원되지 않는다. 다양한 크기의 데이터(이하, 데이터는 사용자 데이터 및 제어신호를 포함)에 대한 무선자원 할당에 제한이 있다. 또한, 4 PRU 이하의 연속하는 PRU가 필요한 무선자원을 이용하는 사용자 데이터 또는 제어신호에 대해서도, 그에 대한 주파수 영역에서의 할당이 subband가 할당된 영역으로만 제약되어야 하는 제한이 있다.
이제, 주파수 영역에서 1 서브밴드 혹은 4 PRU 이상의 주파수 영역에서 물리적으로 연속하는 PRU들을 필요로 하는 채널을 지원할 수 있는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명은 상향링크 전송 및 하향링크 전송에 제한되지 않으며, 사용자 데이터 및 제어신호의 종류에 제한되지 않는다. 예를 들어, 주파수 영역에서 1 서브밴드 혹은 4 PRU 이상의 주파수 영역에서 물리적으로 연속하는 PRU들을 필요로 하는 채널에는 제어신호의 전송을 위한 레인징 채널(ranging channel), 사운딩 채널(sounding channel), 브로드캐스트 채널(broadcast channel), 프리앰블(preamble), 미드앰블(midamble), 페이징 채널(paging channel) 등 다양한 채널이 있을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물리적 자원유닛의 맵핑을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 전체 PRU들에서 특정 데이터의 전송을 위한 무선자원이 예 비된다(S210). 전체 PRU들이 제공된다. 전체 PRU들 중에서 PRU들이 주파수 영역에서 연속하는 단위인 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역이 예비된다. 각각의 PRU들은 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파 (subcarrier)들을 포함한다. 전체 PRU들이 서브밴드의 주파수 대역의 크기(4 PRU)로 서브밴드 및 미니밴드로 분할되면 서브밴드의 주파수 대역 크기 이상의 주파수 영역에서 물리적으로 연속된 CRU들을 할당하지 못한다. 따라서, 서브밴드의 주파수 대역 크기 이상의 CRU들이 필요한 경우 PRU 분할과정 이전에 특정 PRU들을 특정 데이터의 전송을 위한 CRU들로 예비한다. 특정 데이터의 전송을 위하여 예비되는 PRU들을 예비영역(reserved region) 또는 예비된 무선자원(reserved resource)이라 한다. 전체 PRU들에는 인덱스가 부여되고, 예비영역은 전체 PRU들의 인덱스로 지시될 수 있다. 예를 들어, 전체 PRU 인덱스 0 내지 23에서 예비영역은 PRU 인덱스 8 내지 15로 지시될 수 있다. 또는 별도의 예비영역의 인덱스가 마련될 수 있다. 예비영역의 PRU들은 서브밴드 분할 (subband partitioning) 및 미니밴드 퍼뮤테이션(miniband permutation)이 되지 않는다.
예비영역의 최소 단위는 PRU의 배수가 되는데, 예비영역의 최소 단위는 다음과 같이 정해질 수 있다.
(1) 예비영역의 최소 단위는 미니밴드의 크기 또는 미니밴드 크기의 정수배로 정해질 수 있다. 미니밴드는 1 또는 2 PRU의 크기를 가질 수 있다. 미니밴드의 크기가 2 PRU라고 하면 예비영역의 최소 단위는 2 PRU가 될 수 있다. 연속하는 2 PRU 또는 4 PRU는 서브밴드에서 선택될 수 있으므로 예비영역을 활용하는 효과가 크지 않다. 따라서 예비영역의 최소 단위는 미니밴드 크기의 3배인 6 PRU로 정해지는 것이 효과적이다.
(2) 예비영역의 최소 단위는 서브밴드의 크기 또는 서브밴드 크기의 정수배로 정해질 수 있다. 서브밴드는 4 PRU의 크기를 가질 수 있다. 4 PRU를 예비영역의 최소 단위로 정할 수 있으나, 연속하는 4 PRU는 예비영역을 활용하지 않고 서브밴드에서 선택될 수 있다. 따라서 예비영역의 최소 단위는 서브밴드 크기의 2배인 8 PRU로 정해지는 것이 효과적이다.
(3) 예비영역의 최소 단위는 연속하는 PRU들을 필요로 하는 특정 채널의 주파수 영역의 크기 또는 그 배수로 정해질 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널로 필요한 주파수 영역의 크기가 6 PRU이라고 하면, 예비영역의 최소 단위는 6 PRU로 정해질 수 있다.
(4) 예비영역의 최소 단위는 연속하는 PRU를 필요로 하는 특정 채널의 주파수 영역의 크기보다 크면서 서브밴드의 가장 작은 배수로 정해질 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널로 필요한 주파수 영역의 크기가 6 PRU이라고 하면, 예비영역의 최소 단위는 6 PRU보다 크고 서브밴드의 가장 작은 배수인 8 PRU로 정해질 수 있다.
예비된 무선자원을 제외한 나머지 PRU들이 서브밴드 및 미니밴드로 나누어진다 (subband partitioning) (S220). 나머지 PRU는 서브밴드의 크기인 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당될 수 있다. 예를 들어, 나머지 PRU들에서 4 PRU의 단위의 홀수 번째 PRU 그룹은 PRUSB로 할당되고 짝수 번째 PRU 그룹은 PRUMB로 할당될 수 있다. 서브밴드에 속하는 PRU를 PRUSB라 하고 미니밴드에 속하는 PRU를 PRUMB라 하며 예비된 PRU를 PRURES라 한다. 전체 PRU의 수는 PRUSB의 수, PRUMB의 수 및 PRURES의 수의 합과 같다. 서브밴드의 PRUSB 및 미니밴드의 PRUMB는 재배열되고, PRUSB는 0에서 (PRUSB의 수-1)까지 넘버링되고, PRUMB는 0에서 (PRUMB의 수-1)까지 넘버링된다.
미니밴드의 PRUMB는 미리 정해진 미니밴드 퍼뮤테이션(또는 맵핑 규칙)에 따라 PPRUMB가 된다(S230).
이와 같이, 전체 PRU들이 서브밴드 및 미니밴드로 분할 (subband partitioning) 되기 이전에 특정 데이터의 전송을 위한 예비영역이 마련되어 주파수 영역에서 4 PRU 이상의 물리적으로 연속하는 PRU들을 필요로 하는 채널이 지원될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물리적 자원유닛의 맵핑을 나타낸다. 도 5와 비교하여 나머지 PRU들의 재배열 과정이 더 포함된다.
도 6을 참조하면, 전체 PRU들에서 특정 데이터의 전송을 위한 무선자원이 예비되고(S310), 예비된 무선자원을 제외한 나머지 PRU들이 재배열된다(S320). 시스템 대역폭에서 사용 가능한 전체 PRU들를 제1 유용 PRU들이라 할 때, 예비된 무선자원을 제외한 나머지 PRU들을 미리 정해진 재배열 규칙(또는 맵핑 규칙 또는 넘버링 규칙)에 따라 제2 유용 PRU들을 구성한다. 여기서는 나머지 PRU들을 순차적으로 모아서 제2 유용 PRU들을 구성하는 것으로 나타내었으나, 제2 유용 PRU들을 구성하는 재배열 규칙에는 제한이 없다. 제2 유용 PRU들의 인덱스는 새로이 부여될 수 있다.
제2 유용 PRU들은 서브밴드 및 미니밴드로 나누어진다 (subband partitioning) (S330). 제2 유용 PRU들은 서브밴드 크기인 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당될 수 있다. 제2 유용 PRU의 수는 PRUSB의 수 및 PRUMB의 수의 합과 같고, 제1 유용 PRU의 수는 제2 유용 PRU의 수 및 PRURES의 수의 합과 같다.
미니밴드의 PRUMB는 미리 정해진 미니밴드 퍼뮤테이션(또는 맵핑 규칙)에 따라 PPRUMB가 된다(S340).
이상, 전체 PRU들에서 하나의 예비영역을 예비하는 것으로 설명하였으나, 이는 제한이 아니며 전체 PRU들에서 복수의 예비영역을 예비할 수도 있다. 복수의 예비영역은 주파수 영역에서 연속되거나 연속되지 않을 수 있다. 따라서, 주파수 영역에서 연속하는 4 PRU 이상의 무선자원을 통하여 사용자 데이터 또는 제어신호가 하나 이상 전송될 수 있다. 예비영역을 통하여 데이터를 송수신하기 위해서는 예비영역의 위치를 기지국이 단말에게 알려주거나 예비영역의 위치가 미리 정해져 있어야 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 기지국은 단말에게 예비영역(reserved region) 정보를 전 송한다(S410). 예비영역 정보는 브로드캐스트 메시지(broadcast message)를 통하여 전송될 수 있다. 예비영역 정보는 예비영역의 위치 및 크기를 지시할 수 있다. 예비영역은 시스템 주파수 대역에서 임의로 정해질 수 있으며, 예비영역의 위치 및 크기는 부반송파의 인덱스를 이용하여 지시될 수 있다. 그러나, 부반송파의 인덱스를 이용하여 예비영역의 위치 및 크기를 지시하는 경우, 예비영역을 지시하기 위한 시그널링 오버헤드(signal overhead)가 증가할 수 있다.
예비영역 정보에 의한 오버헤드를 줄이기 위하여, 복수의 예비영역이 주파수 영역(frequency domain)에서 미리 구분되어 있을 수 있으며, 예비영역 정보는 미리 구분된 예비영역을 지시할 수 있다. 즉, 예비영역 정보는 미리 구분된 예비영역의 인덱스를 포함할 수 있다. 예비영역을 미리 구분하여 예비영역의 인덱스만이 전송될 수 있으므로 예비영역을 지시하기 위한 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. 예비영역의 인덱스는 주파수 영역에서 순차적으로 할당될 수도 있고 예비영역의 할당순서를 고려한 방식으로 할당될 수도 있다. 예비영역의 인덱스가 주파수 영역에서 순차적으로 할당될 경우, 예비영역의 위치에 대한 시그널링을 별도로 하지 않을 수 있으며, 주파수 영역에서 몇 개의 예비영역이 할당되는지를 시그널링할 수 있다.
단말은 예비영역 정보를 수신하여 사용되는 예비영역의 위치 또는 개수를 알 수 있으며, 예비영역을 통하여 기지국으로부터 데이터를 수신하거나 기지국으로 데이터를 송신할 수 있다(S420). 전체 PRU들이 제공되고, 단말은 예비영역 정보에 따라 전체 PRU들 중에서 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역을 예비할 수 있다. 데이터는 사용자 데이터 및 제어신호를 포함한다. 예를 들어, 단말 은 예비영역을 통하여 레인징 신호를 전송할 수 있다. 예비영역에는 주파수 영역에서 서브밴드의 크기 이상의 연속하는 PRU들을 필요로 하는 다양한 채널이 할당될 수 있다. 예를 들어, 예비영역에는 레인징 채널, 사운딩 채널, 브로드캐스트 채널, 프리앰블, 미드앰블, 페이징 채널 등이 할당될 수 있다. 예비영역을 통하여 레인징 신호, 사운딩 신호, 시스템 정보, 동기신호, 페이징 신호 등 다양한 제어신호 또는 사용자 데이터가 전송될 수 있다.
이제, 예비영역 정보에 의한 오버헤드를 줄이기 위하여 미리 구분되는 예비영역을 할당하고 인덱스를 부여하는 방법에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 하나 이상의 예비영역은 전체 PRU에서 예비영역의 최소 단위로 미리 정의될 수 있다. 예비영역은 전체 PRU들의 일부 또는 전체를 대상으로 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 예비영역의 최소 단위는 8 PRU가 될 수 있고, 전체 PRU들 중 일부 또는 전부가 8 PRU 단위로 구분될 수 있다. 구분된 예비영역에는 인덱스가 부여된다. 예비영역의 인덱스는 예비영역의 위치를 알려주기 위한 파라미터(parameter)로 해석될 수 있다. 또는 예비영역의 인덱스는 기지국이 미리 정의된 예비영역을 순차적으로 사용하기 위한 위치 및 순서를 지시하기 위한 파라미터로 해석될 수 있다.
도시한 바와 같이, 예비영역의 인덱스는 시스템 대역의 어느 한쪽에서 순차적으로 부여될 수 있다. 예비영역의 인덱스는 PRU 인덱스의 순서와 같은 순서 또는 반대 순서로 부여될 수 있다. PRU 인덱스의 순서는 주파수 영역에서 내림차순 또는 오름차순으로 부여될 수 있으며, 예비영역의 인덱스의 순서는 이에 제한되지 않는다. 예비영역의 인덱스가 예비영역의 위치만을 알려주는 경우, 기지국은 사용되는 예비영역의 인덱스 각각을 전송한다. 예를 들어, 예비영역 #1, #2 및 #3을 사용하는 경우, 기지국은 예비영역의 인덱스 #1, #2 및 #3을 전송한다. 예비영역의 인덱스가 순차적으로 사용되는 예비영역의 위치 및 순서를 지시하는 경우, 기지국은 사용되는 예비영역의 개수를 전송할 수 있다. 예를 들어, 예비영역 #1, #2 및 #3을 사용하는 경우, 기지국은 3개의 예비영역을 사용함을 알려줄 수 있으며, 단말은 예비영역 #1부터 순차적으로 예비영역 #3까지 사용됨을 알 수 있다.
이하에서는 예비영역의 인덱스가 미리 정의된 예비영역이 순차적으로 사용되는 위치 및 순서를 지시하는 경우를 가정하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 예비영역의 인덱스는 시스템 대역폭의 어느 한쪽 끝에서부터 시작하여 시스템 대역폭의 다른 쪽으로 번갈아 가면서 부여될 수 있다. 예비영역의 인덱스는 PRU 인덱스의 순서와 같은 순서 또는 반대 순서로 부여될 수 있다.
예비영역의 인덱스가 시스템 대역폭의 양쪽 끝에서부터 부여되고 예비영역 인덱스에 따라 순차적으로 예비영역이 사용되면, 사용되는 예비영역을 제외한 나머지 무선자원은 시스템 대역폭의 가운데 부분이 된다. 시스템 대역폭의 가운데 부분은 작은 시스템 대역폭을 이용하는 경우와 유사한 형태로 이용될 수 있다. 예를 들어, 20MHz의 시스템 대역폭의 양쪽 끝에서 5MHz씩 예비영역으로 사용되면, 나머지 10MHz의 대역폭은 10MHz의 시스템의 대역폭에서의 자원유닛 맵핑 방식과 동일하게 사용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 예비영역의 인덱스는 시스템 대역폭의 가운데 부분부터 부여될 수 있다. 예비영역의 인덱스는 시스템 대역폭의 가운데 부분을 중심으로 끝 쪽을 향하여 양쪽으로 번갈아 가면서 부여될 수 있다. 예비영역의 인덱스는 PRU 인덱스의 순서와 같은 순서 또는 반대 순서로 부여될 수 있다.
예비영역의 인덱스가 시스템 대역폭의 어느 한쪽에서 순차적으로 부여되거나 양쪽 끝에서 번갈아 가면서 부여되는 경우에는 나머지 무선자원의 주파수 영역이 매우 좁아질 수 있다. 따라서, 나머지 무선자원으로 DRU를 구성할 경우에는 주파수 다이버시티(diversity) 이득이 감소될 수 있다. 예비영역의 인덱스가 시스템 대역폭의 가운데 부분부터 부여될 경우에는 나머지 무선자원이 시스템 대역폭의 양쪽에 위치하므로 주파수 다이버시티 이득을 충분히 얻을 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 예비영역 내에 DC 부반송파가 포함되지 않도록 전체 PRU들에서 예비영역이 정의될 수 있다. 예비영역의 인덱스는 DC 부반송파에 인접한 가운데 부분의 예비영역부터 시스템 대역폭의 양끝 쪽을 향하여 부여될 수 있다. 예비영역 #1은 DC 부반송파에 한쪽에서 인접하고, 예비영역 #2는 DC 부반송파의 다른 쪽에서 인접한다. 이후의 예비영역의 인덱스는 예비영역 #1 및 #2를 중심으로 시스템 대역폭의 양끝 쪽을 향하여 번갈아 가면서 부여되거나, PRU 인덱스의 증가에 따라 순차적으로 부여될 수 있다.
예비영역이 DC 부반송파를 포함하게 되면, 이를 이용하는 채널에서 DC 부반송파를 고려한 무선자원 할당 문제가 야기될 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널이 연속하는 물리적 시간/주파수 자원 내에서 데이터와 서로 다른 부반송파 간격(subcarrier spacing)을 사용할 경우, DC 부반송파가 레인징 채널의 무선자원 내에 위치하게 되면 레인징 채널의 부반송파를 펑처링(puncturing)하여야 하는 등의 문제가 고려되어야 한다. 이러한 문제가 발생하지 않도록 예비영역 내에 DC 부반송파가 포함되지 않도록 예비영역이 정의될 수 있다. 예비영역의 인덱스가 DC 부반송파에 인접한 가운데 부분의 예비영역부터 부여되면 나머지 무선자원이 시스템 대역폭의 양쪽에 위치하여 주파수 다이버시티 이득을 충분히 얻을 수 있다.
이상, 도 8 내지 11에서 8 PRU 단위의 예비영역이 서로 겹치지 않는 것을 가정하여 설명하였으나, 예비영역의 최소 단위는 상술한 바와 같이 다양하게 정해질 수 있으며, 예비영역은 인접한 다른 예비영역과 서로 겹쳐질 수 있다. 예비영역을 할당할 수 있는 영역에서 예비영역을 유연하게 할당할 수 있도록 예비영역의 최소 단위의 약수의 크기로 인접한 예비영역들이 서로 겹쳐질 수 있다. 예를 들어, 예비영역의 최소 단위가 8 PRU일 때, 인접한 예비영역의 2 PRU, 4PRU가 서로 겹쳐질 수 있다.
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 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 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.
도 3은 프레임 구조의 일예를 나타낸다.
도 4는 물리적 자원유닛의 맵핑의 일예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물리적 자원유닛의 맵핑을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물리적 자원유닛의 맵핑을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예비영역을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국(BS; base station)에 의한 자원을 예비 (reservation) 하는 방법에 있어서,
    복수의 물리적 자원 유닛(PRU; physical resource unit)들을 제공하는 단계;
    상기 복수의 PRU들 중에서 주파수 영역에서 연속하는 PRU들의 단위인 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역을 예비하는 단계; 및
    상기 예비영역을 제외한 나머지 PRU들을 상기 주파수 영역에서 연속하는 PRU들의 단위인 서브밴드 및 상기 주파수 영역에서 분산되는 PRU들의 단위인 미니밴드로 나누는 단계를 포함하되,
    상기 각 PRU는 상기 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파 (subcarrier)들을 포함하며,
    상기 예비영역은 상기 복수의 PRU들에서 미리 구분되어 상기 예비영역의 사용을 위한 위치 및 순서에 따라 인덱스가 부여되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 미니밴드에 포함되는 PRU들을 미리 정해진 맵핑 규칙에 따라 섞는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역을 제외한 나머지 PRU들을 미리 정해진 규칙에 따라 재배열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역의 크기는 상기 서브밴드의 크기의 배수인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역의 인덱스를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역은 제어 채널을 위한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역에 포함되는 PRU들은 파티셔닝(partitioning) 및 퍼뮤테이션(permutation)되지 않는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 예비영역의 정보는 브로드캐스팅(broadcasting)되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  11. 제1 항에서 있어서, 상기 각 PRU는 시간 영역에서 연속하는 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 방법.
  12. 무선통신 시스템에서 장치에 있어서,
    무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    복수의 물리적 자원 유닛(PRU; physical resource unit)들을 제공하고;
    상기 복수의 PRU들 중에서 주파수 영역에서 연속하는 PRU들의 단위인 서브밴드의 주파수 대역의 크기와 같거나 큰 예비영역을 예비하고; 및
    상기 예비영역을 제외한 나머지 PRU들을 상기 주파수 영역에서 연속하는 PRU들의 단위인 서브밴드 및 상기 주파수 영역에서 분산되는 PRU들의 단위인 미니밴드로 나누도록 구성되며,
    상기 각 PRU는 상기 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파 (subcarrier)들을 포함하며,
    상기 예비영역은 상기 복수의 PRU들에서 미리 구분되어 상기 예비영역의 사용을 위한 위치 및 순서에 따라 인덱스가 부여되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 자원을 예비하는 장치.
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