KR101608784B1 - 무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국이 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터에 자원을 할당하는 방법으로서, 하향링크 주파수 대역을 복수의 주파수 구획(Frequency Partition)들로 분할하는 단계, 상기 MBS 데이터에 상기 복수의 주파수 구획들 중 특정 주파수 구획의 하나 이상의 서브밴드(Subband)들을 할당하는 단계, 및 상기 MBS 데이터를 송신하기 위하여 필요한 서브밴드의 개수(KSB ,E- MBS)가 상기 특정 주파수 구획의 서브밴드의 개수보다 큰 경우, 상기 MBS 데이터에 나머지 주파수 구획들에 포함된 하나 이상의 서브밴드들을 하나의 서브밴드 단위로 할당하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR ALLOCATING RESOUCE FOR MULTICAST AND/OR BROADCAST SERVICE DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND AN APPRATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 에 관한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 예시한다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 복수의 기지국(110) 및 복수의 단말(120)을 포함한다. 무선 통신 시스템(100)은 동종 네트워크(homogeneous network) 또는 이종 네트워크(heterogeneous network)를 포함할 수 있다. 여기에서, 이종 네트워크는 매크로 셀, 펨토 셀, 피코 셀, 중계기 등과 같이 서로 다른 네트워크 엔터티가 상호 공존하는 네트워크를 지칭한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정국이며, 각 기지국(110a, 110b 및 110c)은 특정한 지리적 영역(102a, 102b 및 102c)에 서비스를 제공한다. 시스템 성능을 개선하기 위해, 상기 특정 영역은 복수의 더 작은 영역들(104a, 104b 및 104c)로 분할될 수 있다. 각각의 더 작은 영역은 셀, 섹터 또는 세그멘트라고 지칭될 수 있다. IEEE 802.16 시스템의 경우, 셀 식별자(Cell Identity; Cell_ID 또는 IDCell)는 전체 시스템을 기준으로 부여된다. 반면, 섹터 또는 세그멘트 식별자는 각각의 기지국이 서비스를 제공하는 특정 영역을 기준으로 부여되며 0 내지 2의 값을 갖는다. 단말(120)은 일반적으로 무선 통신 시스템에 분포되며 고정되거나 이동할 수 있다. 각 단말은 임의의 순간에 상향링크(Uplink; UL) 및 하향링크(Downlink; DL)를 통해 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있다. 기지국과 단말은 FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), MC-FDMA(Multi Carrier-FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 이들의 조합을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 명세서에서 상향링크는 단말로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭하고, 하향링크는 기지국으로부터 단말로의 통신 링크를 지칭한다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 무선 통신 시스템에서 기지국이 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터에 자원을 할당하는 방법으로서, 하향링크 주파수 대역을 복수의 주파수 구획(Frequency Partition)들로 분할하는 단계; 상기 MBS 데이터에 상기 복수의 주파수 구획들 중 특정 주파수 구획의 하나 이상의 서브밴드(Subband)들을 할당하는 단계; 및 상기 MBS 데이터를 송신하기 위하여 필요한 서브밴드의 개수(KSB ,E- MBS)가 상기 특정 주파수 구획의 서브밴드의 개수보다 큰 경우, 상기 MBS 데이터에 나머지 주파수 구획들에 포함된 하나 이상의 서브밴드들을 하나의 서브밴드 단위로 할당하는 단계를 포함한다. 상기 특정 주파수 구획은 최하위(lowest) 인덱스를 가지는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 특정 주파수 구획의 상기 하나 이상의 서브밴드(Subband)들을 할당하는 단계는 상기 특정 주파수 구획의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드부터 서브밴드의 인덱스 순으로, 상기 MBS 데이터에 상기 하나 이상의 서브밴드들을 할당하는 단계를 포함하며, 상기 나머지 주파수 구획들에 포함된 상기 하나 이상의 서브밴드들을 하나의 서브밴드 단위로 할당하는 단계는 상기 나머지 주파수 구획들의 인덱스 순으로 상기 나머지 주파수 구획들에 포함된 최하위 인덱스를 가지는 각각의 서브밴드부터, 상기 하나 이상의 서브밴드들을 할당하는 단계를 포함한다.
또한 상기 KSB ,E- MBS는 AAI-E-MBS_CFG에 포함된 E-MBS_SUBBAND_INDICATOR에 의하여 단말로 전송되며, 상기 각각의 주파수 구획들에서 상기 할당된 MBS 데이터를 위한 서브밴드들의 부반송파 퍼뮤테이션(Subcarrier Permutation)을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템에서 기지국으로서 하향링크 주파수 대역을 복수의 주파수 구획(Frequency Partition)들로 분할하고, 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터에 상기 복수의 주파수 구획들 중 특정 주파수 구획의 하나 이상의 서브밴드(Subband)들을 할당하는 프로세서; 상기 할당된 하나 이상의 서브밴드들을 이용하여 상기 MBS 데이터를 송신하는 송신 모듈을 포함하며, 상기 프로세서는 상기 MBS 데이터를 송신하기 위하여 필요한 서브밴드의 개수(KSB ,E- MBS)가 상기 특정 주파수 구획의 서브밴드의 개수보다 큰 경우, 상기 MBS 데이터에 나머지 주파수 구획들에 포함된 하나 이상의 서브밴드들을 하나의 서브밴드 단위로 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 무선 통신 시스템에서 단말이 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터를 수신하는 방법으로서, 상기 MBS 데이터를 송신하기 위하여 요구되는 서브밴드의 개수에 관한 정보(KSB ,E- MBS)를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 MBS 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 복수의 주파수 구획들 중 특정 주파수 구획에 포함된 하나 이상의 서브밴드(Subband)들로부터 상기 MBS 데이터를 읽으며, 상기 KSB ,E- MBS가 상기 특정 주파수 구획의 서브밴드의 개수보다 큰 경우, 나머지 주파수 구획들에 포함된 하나 이상의 서브밴드들에서, 하나의 서브밴드 단위로 상기 MBS 데이터를 읽는 것을 특징으로 한다. 상기 상기 특정 주파수 구획은 최하위(lowest) 인덱스를 가지는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 MBS 데이터를 검출하는 단계는 상기 특정 주파수 구획의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드(Subband)부터 검색하는 단계를 포함하며, 상기 검출되지 않은 MBS 데이터를 추가 검출하는 단계는 나머지 주파수 구획들의 인덱스 순으로, 상기 나머지 주파수 구획들 각각에 포함된 최하위 인덱스 서브밴드를 하나의 서브밴드 단위로 검색하는 단계를 포함한다. 상기 MBS 데이터는 상기 특정 주파수 구획의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드(Subband)부터 읽혀지며, 상기 나머지 주파수 구획들의 인덱스 순으로, 상기 나머지 주파수 구획들에 포함된 최하위 인덱스를 가지는 각각의 서브밴드를 하나의 서브밴드 단위로 읽혀지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템에서 단말로서 기지국으로부터 복수의 주파수 구획(Frequency Partition)들을 통해 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터를 수신하고, 상기 MBS 데이터를 수신하기 위하여 요구되는 서브밴드의 개수에 관한 정보(KSB ,E- MBS)를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 복수의 주파수 구획들 중 특정 주파수 구획에 포함된 하나 이상의 서브밴드(Subband)들로부터 상기 MBS 데이터를 읽는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 KSB ,E- MBS가 상기 특정 주파수 구획의 서브밴드의 개수보다 큰 경우, 나머지 주파수 구획들에 포함된 하나 이상의 서브밴드들에서, 하나의 서브밴드 단위로 상기 MBS 데이터를 읽는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원을 효율적으로 할당할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템을 예시한다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 주파수상의 채널 변화를 예시한다.
도 3은 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다.
도 4는 IEEE 802.16m 시스템의 무선 프레임 구조를 예시한다.
도 5는 IEEE 802.16m 시스템에서 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 IEEE 802.16m 시스템에서 서브프레임의 물리적 구조의 예를 나타낸다.
도 7은 IEEE 8002.16m 시스템에서의 전송 체인(transmission chain)에 관한 블록도를 예시한다.
도 8은 자원 유닛을 맵핑하는 과정을 예시한다.
도 9는 부채널화(subchannelization) 과정을 예시한다.
도 10은 일반적인 주파수 구획(frequency partitioning) 방법을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0의 서브밴드들을 할당하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터를 위한 자원으로서 복수의 주파수 구획에 포함된 서브밴드를 할당하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0의 미니밴드들을 할당하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0의 서브밴드 및 미니밴드에 걸친 주파수 자원들을 할당하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에 ACK/NACK 채널을 위한 자원 영역을 할당하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명에 일 실시예에 따른 송신기 및 수신기의 블록 구성도를 예시한다.
첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적 특징이 복수의 직교 부반송파를 사용하는 시스템에 적용된 예들이다. 편의상, 본 발명은 IEEE 802.16 시스템을 이용하여 설명되지만, 이는 예시로서 본 발명은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템을 포함한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
도 3은 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부일 수 있고 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부일 수 있고 수신기는 단말의 일부일 수 있다.
도 3을 참조하면, OFDMA 송신기는 직/병렬 변환기(Serial to Parallel converter, 202), 부반송파 맵핑(sub-carrier mapping) 모듈(206), M-포인트(point) IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(208), 순한전치(Cyclic prefix; CP) 부가 모듈(210), 병/직렬 변환기(Parallel to Serial converter, 212) 및 RF(Radio Frequency)/DAC(Digital to Analog Converter) 모듈(214)을 포함한다.
OFDMA 송신기에서 신호 처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 비트 스트림(bit stream)이 데이터 심볼 시퀀스(데이터 symbol sequence)로 변조된다. 비트 스트림은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호 처리를 하여 얻어질 수 있다. 비트 스트림은 부호어(codeword)로 지칭되기도 하며 MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록은 전송 블록으로 지칭되기도 한다. 변조 방식은 이로 제한되는 것은 아니지만 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), n-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 포함할 수 있다. 그 후, 직렬의 데이터 심볼 시퀀스는 N개씩 병렬로 변환된다(202). N개의 데이터 심볼은 전체 M개의 부반송파 중에서 할당받은 N개의 부반송파에 맵핑(mapping)되고 남은 M-N개의 반송파는 0으로 패딩된다(206). 주파수 영역에 맵핑된 데이터 심볼은 M-포인트 IDFT 처리를 통해 시간 영역 시퀀스로 변환된다(208). 그 후, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)과 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference; ICI)을 줄이기 위해서, 상기 시간 영역 시퀀스에 순환전치를 더하여 OFDMA 심볼을 생성한다(210). 생성된 OFDMA 심볼은 병렬에서 직렬로 변환된다(212). 그 후, OFDMA 심볼은 디지털-대-아날로그 변환, 주파수 상향변환 등의 과정을 거쳐 수신기로 전송된다(214). 다른 사용자는 남은 M-N개의 부반송파 중에서 가용한 부반송파를 할당받는다. 반면, OFDMA 수신기는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(216), 직/병렬 변환기(218), 순환전치 제거(Remove CP) 모듈(220), M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈(224), 부반송파 디맵핑(demapping)/등화(equalization) 모듈(226), 병/직렬 변환기(228) 및 검출(detection) 모듈(230)을 포함한다. OFDMA 수신기의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다.
한편, SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여 부반송파 맵핑 모듈(206) 이전에 N-포인트 DFT 모듈(204)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IDFT 처리 이전에 DFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 영역에 확산시켜 송신 신호의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파 디맵핑 모듈(226) 이후에 N-포인트 IDFT 모듈(228)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
도 3에서 예시한 모듈은 설명을 위한 것으로서, 송신기 및/또는 수신기는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있고, 일부 모듈/기능은 생략되거나 서로 다른 모듈로 분리될 수 있으며, 둘 이상의 모듈이 하나의 모듈로 통합될 수 있다.
도 4는 IEEE 802.16m 시스템의 무선 프레임 구조를 예시한다. 무선 프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex), H-FDD(Half Frequency Division Duplex), TDD(Time Division Duplex) 등에 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 슈퍼프레임(SU0-SU3)을 포함한다. 슈퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 네 개의 5ms 프레임(F0-F3)을 포함하고 슈퍼프레임 헤더(Supuer Frame Header; SFH)로 시작한다. 슈퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나른다. 슈퍼프레임 헤더는 첫 번째 서브프레임 내에 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 P-SFH(primary-SFH) 및 S-SFH(secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송된다. S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 브로드캐스트 채널을 포함할 수 있다.
프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함한다. 서브프레임은 하향링크 또는 상향링크 전송에 할당된다. 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다.
OFDM 심볼은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 채널 측정을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 성분을 위한 널 부반송파로 나뉠 수 있다. OFDM 심볼을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 신호 전송에 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이고, BW 및 Nused와 함께 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심볼 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.
표 1은 OFDMA 파라미터의 예를 나타낸다.
Figure 112010000369171-pat00001
서브프레임은 주파수 영역에서 복수의 물리 자원 유닛(Physical Resource Unit; PRU)을 포함한다. PRU는 자원 할당을 위한 기본 단위로서, 시간 영역에서 복수의 연속된 OFDM 심볼, 주파수 영역에서 복수의 연속된 부반송파로 구성된다. 일 예로, PRU 내 OFDM 심볼의 수는 서브프레임에 포함하는 OFDM 심볼의 수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDM 심볼의 수는 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 한편, PRU 내 부반송파의 수는 18일 수 있다. 이 경우, PRU는 6 OFDM 심볼×18 부반송파로 구성될 수 있다. PRU는 자원 할당 방식에 따라 분산 자원 유닛 (Distributed Resource Unit; DRU) 또는 연속 자원 유닛(Contiguous Resource Unit; CRU)으로 지칭될 수 있다.
상술한 구조는 예시에 불과하다. 따라서, 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수, OFDMA 심볼의 파라미터 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 IEEE 802.16m 시스템에서 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타낸다. 본 실시예는 IEEE 802.16m 전용 모드(only mode)를 가정한다.
도 5를 참조하면, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 프레임은 하향링크 서브프레임(D) 또는 상향링크 서브프레임(U) 중 하나만을 포함한다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임(D)과 상향링크 서브프레임(U)으로 구분된다. 하향링크에서 상향링크로 변경되는 동안에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크에서 하향링크로 변경되는 동안에는 RTG(Receive/transmit Transition Gap)로 지칭되는 휴지 시간이 존재한다. IEEE 802.16m 시스템에서 하향링크 동기 채널은 주동기 채널 및 부동기 채널을 포함하고, 각각 PA-프리앰블(Primary Advanced Preamble)과 SA-프리앰블(Secondary Advanced Preamble)로 구성된다. PA-프리앰블은 시간/주파수 동기 및 부분 셀 식별자, 시스템 정보 등과 같은 정보를 획득하는데 사용된다. SA-프리앰블은 최종 물리 셀 식별자를 획득하는데 사용되며, RSSI(Received Signal Strength Indication) 측정 등의 용도로도 사용될 수 있다.
도 6은 IEEE 802.16m 시스템에서 서브프레임의 물리적 구조의 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition; FP)으로 나뉠 수 있다. 도 6은 서브프레임이 2개의 주파수 구획으로 나뉘는 것을 예시하고 있으나, 주파수 구획의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 주파수 구획은 FFR(Fractional Frequency Reuse)과 같은 목적을 위하여 사용될 수 있다.
각 주파수 구획은 하나 이상의 PRU를 포함한다. 각 주파수 구획에는 분산적 자원 할당(distributed resource allocation) 및/또는 연속적 자원 할당(contiguous resource allocation)이 적용될 수 있다. 논리 자원 유닛(Logical Resource Unit; LRU)은 분산적 자원 할당 및 연속적 자원 할당을 위한 기본 논리 단위이다. LDRU(Logical Distributed Resource Unit)는 주파수 대역 내에 분산된 복수의 부반송파(Sc)를 포함한다. LDRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. LDRU는 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)로도 지칭된다. LCRU(Logical Contiguous Resource Unit)는 연속된 부반송파(Sc)를 포함한다. LCRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. LCRU는 연속 LRU(Contiguous LRU; CLRU)로도 지칭된다.
도 7은 IEEE 8002.16m 시스템에서의 전송 체인(transmission chain)에 관한 블록도를 예시한다.
도 7을 참조하면, 매체 접속 제어(Medium Access Control; MAC) 블록(702)은 상위 계층 데이터로부터 MAC 데이터를 구성한다. MAC 데이터의 크기는 TTI(Transmission Time Interval) 단위로 스케줄링 된다. MAC 데이터는 전송블록(transport block)으로 지칭되기도 하며 이후의 과정에서 코드워드(codeword)에 대응한다. FEC(Forward Error Correction) 블록(704)은 MAC 데이터에 채널 코딩을 수행한다. 채널 코딩은 TC(Turbo Coding), CTC(Convolutional Turbo Coding), LDPC(Low Density Parity Check) 등을 이용하여 수행될 수 있지만, 본 발명이 이로 제한되지는 않는다. 부호화된 데이터는 코드워드 또는 부호화된 패킷 데이터로 지칭될 수 있다. Mod(Modulation) 블록(706)은 부호화된 데이터를 변조한다. 데이터 변조는 n-PSK(Phase Shift Keying), n-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등의 변조 기법을 이용하여 수행될 수 있지만(n: 정수), 본 발명이 이로 제한되지는 아니다. LRU 할당 블록(708)은 변조된 심볼을 LRU 크기의 세그멘트로 나눈 뒤, 각각의 세그멘트를 LRU에 할당한다. 맵핑 블록(710)은 LRU를 데이터 버스트(데이터 burst)에 맵핑한다. 데이터 버스트는 물리적 주파수 영역에서 PRU에 할당된다. 따라서, 맵핑 블록(710)은 LRU와 PRU 사이의 맵핑 관계에 따라 변조된 데이터를 부반송파에 맵핑하는 기능을 수행한다. IFFT/CP 블록(710)은 주파수 영역 신호를 역푸리에 변환하여 시간 영역 신호로 변환하고, 시간 영역 신호에 순환전치를 부가하여 OFDMA 심볼을 생성한다.
도 8은 자원 유닛을 맵핑하는 과정을 예시한다.
도 8을 참조하면, 물리 주파수 자원에 대해 외부 퍼뮤테이션(Outer Permutation)이 수행될 수 있다. 외부 퍼뮤테이션은 적어도 하나 이상의 PRU 단위로 적용된다. 외부 퍼뮤테이션은 N1 또는 N2개의 PRU 단위로 수행될 수 있으며(N1>N2), N1과 N2는 대역폭에 따라 변화할 수 있다. 다만, 효율적인 외부 퍼뮤테이션을 위하여 N1이 N2의 정수 배가 되어야 할 필요가 있다. 외부 퍼뮤테이션은 서브밴드 분할, 미니밴드 퍼뮤테이션과 같이 PRU를 서브밴드(서브밴드; SB) PRU(이하, PRUSB)와 미니밴드(미니밴드; MB) PRU(이하, PRUMB)로 구분하고, 미니밴드 PRU에 대해 PRU 단위의 퍼뮤테이션을 수행하는 과정을 의미할 수 있다. PRUSB는 서브밴드로 할당될 PRU이며, PRUMB는 미니밴드로 할당될 PRU이다. 상기 과정에서, N1은 서브밴드에 포함된 PRU의 개수를 나타내고, N2는 미니밴드에 포함된 PRU의 개수를 나타낸다.
다음으로, 재배열된 PRU를 주파수 구획들로 분산시킨다. 각각의 주파수 구획은 LCRU(Logical CRU) 및 LDRU(Logical DRU)로 나누어진다. 섹터 특정 퍼뮤테이션(Sector Specific Permutation)이 지원될 수 있고, 자원의 직접적인 맵핑이 연속적 자원에 대하여 지원될 수 있다. 분산/연속 자원의 크기는 섹터 당 유연하게 설정될 수 있다.
다음으로, 연속적 그룹 및 분산적 그룹들은 LRU로 맵핑된다. 분산적 자원 할당에 대하여 정의된 내부 퍼뮤테이션(Inner Permutation) (또는 부반송파 퍼뮤테이션)은 전체 분산적 자원 내에 부반송파를 퍼지게 한다. 연속적 자원 할당에 대한 내부 퍼뮤테이션은 없다. PRU는 각 주파수 구획 내에서 연속적 자원 유닛으로 직접 맵핑된다.
한편, 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse; FFR) 기법이 사용될 수 있다. FFR 기법은 전체 주파수 대역을 복수의 주파수 구획(Frequency Partition; FP)으로 분할하고, 각각의 셀에게 주파수 구획을 할당하는 기법이다. FFR 기법을 통해 인접한 셀 간에는 서로 다른 주파수 구획이 할당될 수 있고, 멀리 떨어진 셀 간에는 동일한 주파수 구획이 할당될 수 있다. 따라서, 셀 간 간섭이 줄어들 수 있고, 셀 가장자리 단말의 성능을 높일 수 있다.
또한 전 주파수 대역을 복수의 주파수 구획을 분할하는 경우, 셀 간 공통으로 사용하는 주파수 재사용 인자(Frequency Reuse Factor)가 1 인 영역이 있는 경우와 없는 경우로 나누어 수행 할 수 있다. 주파수 재사용 인자가 1 인 영역은 모든 셀이 공통으로 사용하는 주파수 영역을 의미한다.
전 주파수 대역을 4개의 주파수 구획으로 분할할 때 각 주파수 구획의 주파수 재사용 인자는 각각 1, 1/3, 1/3, 1/3이 된다. 이 경우 주파수 재사용 인자가 1인 주파수 구획은 첫 번째 인덱스의 주파수 구획(FP0)이 되고, 주파수 재사용 인자가 1/3인 주파수 구획들은 각각 FP1, FP2 및 FP3로 된다.
한편, 전 주파수 대역을 3개의 주파수 구획으로 분할할 때, 각 주파수 구획의 주파수 재사용 인자는 각각 1/3이 되며, 주파수 구획들은 각각 FP1, FP2 및 FP3로 된다. 즉, 주파수 재사용 인자가 1인 영역이 없이 3개의 주파수 구획으로 분할된다.
도 9는 부채널화(subchannelization) 과정을 예시한다. 부채널화를 위하여 고려해야 할 사항들이 있다. 예를 들어, DRU 및 CRU의 성능, 자원 할당을 위한 시그널링 오버헤드, CQI(Channel Quality Indicator) 피드백 오버헤드, 분산적 자원 및 연속적 자원 간의 비율의 유연성, 대역폭(BW)에 따른 스케일링(scaling)의 용이성, 자원 할당 순서 설계의 용이성, FFR 설정의 용이성 등이 부채널화를 위하여 고려해야 할 사항이다. 설명의 편의를 위하여, 전체 주파수 대역이 10MHz이고, 전체 PRU 개수는 48개이며, N1=4이고, N1의 그래뉼래러티를 가지는 서브밴드의 개수(NN1)는 6이며, N2=1이고, N2의 그래뉼래러티를 가지는 미니밴드의 개수(NN2)는 24인 경우를 예시한다.
도 9를 참조하면, 물리 영역에서의 PRU는 N1 그래뉼랠러티의 외부 퍼뮤테이션을 통하여 논리 영역인 서브밴드 PRU 또는 미니밴드 PRU들로 구분되고, 미니밴드 PRU에 대해 N2 그래뉼랠러티로 퍼뮤테이션이 수행된다(S900).
서브밴드 PRU 또는 미니밴드 PRU는 각 주파수 구획으로 분산되고, 각 주파수 구획 내에서 연속 자원(L)과 분산 자원(D)을 구분하는 퍼뮤테이션이 수행된다(S910). 서브밴드 PRU 또는 미니밴드 PRU를 각 주파수 구획으로 분산하는 과정은 단계 S900의 외부 퍼뮤테이션 과정에 포함되어 수행되거나, 독립하여 수행될 수 있다. 독립하여 수행되는 경우, SFH를 통하여 브로드캐스트 되는 주파수 구획 정보에 기초하여 수행되거나 별도의 분산 규칙에 기초하여 수행될 수 있다. 분산 자원에 대해 다이버시티 이득을 얻기 위해 추가적으로 내부 퍼뮤테이션(inner permutation)이 수행된다(S920).
E-MBS(Enhanced - Multicast Broadcast Service) 데이터가 유니캐스트(Unicast) 데이터와 다중화되어 전송하는 환경을 고려할 때, 다중화 방식에 따라 E-MBS 데이터를 위한 자원 할당 방법이 달라 질 수 있으며, 자원 할당 방법과 맞물려 채널 추정 방식도 달라 지게 된다. 채널 추정 방식에 따라 E-MBS 채널 추정을 위한 파일럿 할당 방법도 달라져야 한다. 이 경우 고려할 수 있는 다중화 방법은 TDM(Time-Division Multiplexing), FDM(Frequency-Division Multiplexing) 형태의 두 가지의 일반적인 방법을 고려 할 수 있다. 여기에 추가하여, TDM과 FDM이 동시에 지원되는 하이브리드 형태로도 동작할 수 있다.
TDM 방식을 사용하는 경우는 기본 자원 할당 단위인 하나 이상의 서브프레임 전체에 E-MBS 데이터를 할당하기 때문에, 전 주파수 영역의 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정 정보를 획득 할 수 있다. 이는 채널 추정 성능을 향상 시키는데 도움을 준다.
이와 다르게 FDM 방식으로 다중화하는 경우, 퍼뮤테이션 방식에 따라 E-MBS 채널 추정 단위가 달라 질 수 있다. 즉, 분산적(distributed) 퍼뮤테이션이 수행되는 경우에는 하나의 기본 자원 유닛(예를 들어, 18개의 부반송파 x 6개의 심볼) 단위로 E-MBS 채널 추정이 이루어 져야 한다. 하지만, 국지적(localized) 퍼뮤테이션이 수행되는 경우에는 인접하는 여러 개의 기본 자원 유닛 예를 들어, 3, 4 또는 5 개의 복수의 기본 자원 유닛 내에서 E-MBS 채널을 추정하는 것이 가능해 진다. 일반적으로 하나의 기본 자원 유닛 내에서 채널 추정을 했을 경우의 성능은 인접하는 복수의 기본 자원 유닛 내에서 채널 추정을 했을 때 보다 채널 추정 성능이 떨어진다.
이하에서는 멀티플렉싱 방법에 따른 방송 데이터를 위한 자원 할당 방법에 관하여 설명한다.
<다중화 방식이 FDM인 경우 E-MBS 데이터를 위한 자원 할당 방법>
도 10은 일반적인 주파수 구획(frequency partitioning) 분할 방법을 도시하는 도면이다. 특히 도 10은 시스템 대역폭(BW)이 5 MHz, SAC(Subband Allocation Count)가 3, FPCT(Frequency Partition Count)가 2, FPS(Frequency Partition Size)가 12, 및 FPSC(Frequency Partition Subband Count)가 1인 경우를 도시한다. 여기서 SAC는 전체 주파수 구획에 포함되는 서브밴드의 개수를 의미한다. 또한 FPCT는 주파수 구획의 개수를 의미하고, FPS는 각 주파수 구획에 포함된 PRU의 개수를 의미한다. FPSC는 FP0를 제외한 주파수 구획에서 포함된 서브밴드의 개수를 의미한다. 이러한 주파수 구획 설정 정보는 FPC(Frequency Partition Configuration) 필드를 포함하는 방송 채널을 통하여 단말로 송신된다.
도 10을 참조하면, 단계 1에서 SAC, FPCT, FPS를 이용하여 전체 주파수 대역을 서브밴드와 미니밴드를 구분한다. 다음으로 단계 2에서 미니밴드에 대하여 미니밴드 퍼뮤테이션을 수행한다. 마지막으로 단계 3에서 FPSC를 이용하여 주파수 구획 FP0와 FP1을 설정한다.
도 10의 단계 3에서 볼 수 있듯이, 각 주파수 구획에 할당된 PRU는 서브밴드만으로 혹은 미니밴드만으로 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 서브밴드와 미니밴드의 조합으로 구성됨을 알 수 있다.
E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당하는 첫 번째 방안으로서 도 10의 단계 3이 완료가 된 이후, E-MBS 데이터에 임의의 주파수 구획의 하나 이상의 서브밴드를 할당하도록 한다. 서브밴드를 E-MBS 데이터에 할당하는 이유는 상술한 바와 같이 주파수 영역에서 연속된 자원에 할당 시 채널 추정 효과가 증가하기 때문이다.
또한 상기 임의의 주파수 구획은 미리 정해진(pre-reserved) 주파수 구획이거나 기지국에 의하여 단말로 시그널링 될 수 있다. 다만, 상술한 주파수 구획 분할 과정 결과, 모든 셀에 공통적으로 존재하게 되는 FP0의 서브밴드들을 방송 데이터에 할당하는 것이 바람직하며, 이하에서는 방송 데이터에 우선적으로 FP0의 서브밴드들이 할당되는 것으로 가정한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0에 포함된 서브밴드들을 할당하는 방법을 예시하는 도면이다. 특히 도 11은 FP0의 상위 2개의 서브밴드들을 E-MBS 데이터에 할당하고, 나머지 영역(서브밴드 및 미니밴드)은 유니캐스트 데이터에 할당되는 것을 예시하였지만, 미니밴드 영역은 유니캐스트 데이터의 제어 채널(ACK/NACK 채널)에 할당되는 것으로 설정할 수도 있고, 미니밴드 영역을 사용하지 않는 것으로 설정할 수도 있다. 또한 FP0에 포함된 미니밴드를 다른 주파수 구획으로 넘겨주는 방안 또한 고려할 수 있다.
도 11을 참조하면, 서브밴드만 E-MBS 데이터에 할당되기 때문에 채널 추정 단위를 4 PRU 단위로 수행할 수 있다. 이러한 자원 할당 방법을 지원하기 위한 제어 정보는 E-MBS 데이터에 할당된 서브밴드의 시작 위치와 개수에 관한 정보를 포함하고, 자원 할당이 되는 경우 단말에 필수적으로 시그널링 하여야 한다. 또한 제어 정보는 슈퍼 프레임 헤더 또는 방송 채널을 통하여 단말로 송신되는 것이 바람직하다.
나아가, 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여, E-MBS 데이터에 FP0의 서브밴드들을 할당하는 경우 최하위 인덱스(lowest index)의 서브밴드부터 또는 최상위 인덱스(highest index)부터 할당하는 것으로 설정할 수 있다. 다만, 최상위 인덱스부터 할당하는 경우, 각 셀마다 FP0에 포함된 서브밴드의 총 개수의 차이가 있을 수 있기 때문에 최하위 인덱스의 서브밴드부터 할당하는 것이 바람직하다. 이 경우, 기지국은 단말로 서브밴드의 개수만을 시그널링할 수 있다.
한편, CRU에 대하여는 일반적으로 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하지 않는다. 그러나 본 발명에서는 추가적인 다이버시티 이득을 얻기 위하여 도 11과 같이 E-MBS 데이터가 할당된 서브밴드들에 대하여 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하는 것이 바람직하다. 다만, 부반송파 퍼뮤테이션은 셀 ID를 인자로 하기 때문에, E-MBS 데이터가 할당된 서브밴드들에 대하여 부반송파 퍼뮤테이션 시 방송 데이터를 송신하고 있는 모든 셀이 공통 ID(예를 들어, E-MBS 존 ID)를 가지도록 혹은 셀 ID 파라미터를 0으로 설정(turn-off)할 수 있다.
도 11에서 E-MBS 데이터에 할당되지 않은 주파수 영역에 대해서는 일반적인 퍼뮤테이션 과정이 수행되며, 이 경우 서브밴드 영역에 관해서는 퍼뮤테이션이 수행되지 않는다.
이상에서는 하나의 주파수 구획에 포함된 서브밴드들을 E-MBS 데이터에 할당하는 방법에 관하여 설명하였다. 그러나 E-MBS 데이터를 송신하기 위하여 요구되는 서브밴드의 개수가 하나의 주파수 구획에 포함된 서브밴드의 개수보다 많을 경우에는, 복수의 주파수 구획에 포함된 서브밴드들도 E-MBS 데이터를 위한 자원으로 할당할 수 있다.
즉, FP0의 서브밴드를 모두 사용한 다음 인접 주파수 구획의 서브밴드를 추가적으로 사용하도록 설정할 수도 있다. 추가적으로 자원을 사용해야 할 경우, 각 주파수 구획에 대하여 최대한 동일한 개수의 서브밴드를 사용하는 방법도 있고, 주파수 구획의 인덱스에 따라서 순차적으로 사용하는 방법도 가능하다. 이하에서는 각 주파수 구획에 대하여 최대한 동일한 개수의 서브밴드를 사용하는 방법에 관하여 보다 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라, 복수의 주파수 구획이 존재하는 경우 E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당하는 방법을 설명하는 도면이다. 단, 도 12에서 서브밴드는 PRU 단위가 아닌 4개의 PRU 단위로 표현되었으며, 미니밴드는 1개의 PRU 단위로 표현되었음을 유의해야한다.
도 12의 (a)를 참조하면, E-MBS 데이터를 위하여 필요한 서브밴드의 개수를 KSB,E-MBS라 하고, FP0에 포함된 서브밴드의 개수를 KSB , FP0라 하는 경우, E-MBS 데이터는 우선 FP0에 포함된 최하위 인덱스의 서브밴드부터 할당된다. 만약, KSB ,E- MBS > KSB,FP0 인 경우, 즉 E-MBS 데이터를 위한 자원이 FP0에 포함된 서브밴드만으로도 부족한 경우에는, 나머지 , KSB ,E- MBS - KSB , FP0 개의 자원들은 낮은 인덱스를 갖는 서브밴드부터 나머지 FP 마다 하나씩 할당된다. 예를 들어, FPCT가 3인 경우, FP0의 서브밴드가 E-MBS 데이터를 위하여 모두 할당된 경우, E-MBS 데이터를 위한 나머지 자원들은 FP1의 최하위 서브밴드에 할당하고, FP2의 최하위 서브밴드에 할당한다.
계속하여, 도 12의 (b) 및 (c)와 같이, FP1의 다음 서브밴드에 할당하고, FP2의 다음 서브밴드에 할당한다. 이와 같은 과정을 KSB ,E- MBS = KSB , FP0를 만족할 때까지 수행하여 E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당한다. FP1과 FP2 중 FP1이 우선하는 것처럼 기술하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, FP2가 우선하는 것으로 설정할 수도 있음은 자명한 사실이다.
상술한 바와 같이 E-MBS 데이터에 할당된 자원 영역에 대하여 부반송파 퍼뮤테이션을 적용하여 다이버시티 이득 획득을 꾀할 수도 있다. 한편, E-MBS 데이터를 송신하기 위하여 필요한 서브밴드의 개수인 KSB ,E- MBS는 AAI-E-MBS_CFG(Advanced Air Interface - E-MBS Configuration) 메시지에 포함된 E-MBS_SUBBAND_INDICATOR 필드에 의하여 단말로 시그널링 될 수 있다. 또한 AAI-E-MBS_CFG는 어떠한 서브프레임이 E-MBS 데이터를 송신하는 것인지 단말로 지시하는 E-MBS_SUBFRAME_INDICATOR를 더 포함할 수 있다.
E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당하는 두 번째 방안으로서, E-MBS 데이터에 서브밴드가 아닌 미니밴드 CRU를 할당하는 방안을 고려할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0의 미니밴드 CRU를 할당하는 방법을 예시하는 도면이다. 특히 도 13은 FP0의 서브밴드 CRU와 미니밴드 DRU를 유니캐스트 데이터에 할당하고. 미니밴드 CRU를 E-MBS 데이터에 할당하는 것을 예시한다.
도 13을 참조하면, 상술한 바와 달리 E-MBS 데이터에 최하위 인덱스의 미니밴드 CRU부터 할당할 수 있으며, 최상위 인덱스의 미니밴드 CRU부터 역방향으로 할당할 수도 있다.
한편, E-MBS 데이터에 할당된 자원 영역에 대하여 유니캐스트 데이터의 경우와 달리 종래의 부반송파 퍼뮤테이션을 적용할 수 있으며, 추가적으로 부반송파 퍼뮤테이션 수행 전에 미니밴드 퍼뮤테이션을 적용하여, 다이버시티 이득을 더욱 확보할 수 있다. 미니밴드 CRU를 E-MBS 데이터에 할당하는 경우, 모든 주파수 구획에 존재하는 미니밴드 CRU의 개수를 알려주는 정보를 시그널링 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 FP0의 미니밴드 영역만을 E-MBS 데이터에 할당 할 때 발생할 수 있는 자원 부족 문제를 해결할 수 있다.
E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당하는 세 번째 방안으로서, E-MBS 데이터에 할당되는 주파수 영역을 서브밴드 CRU 또는 미니밴드 CRU 중 하나로 한정하지 않고, 도 14와 같이 E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터에 FP0의 서브밴드 및 미니밴드 CRU에 걸친 주파수 자원을 할당하는 방법을 예시하는 도면이다. 이 경우, 특정 주파수 구획에 포함된 최하위 인덱스의 LRU 또는 CRU부터 E-MBS 데이터를 위한 자원으로 할당할 수도 있다. 이를 위해 E-MBS 데이터에 할당되는 LRU (혹은 CRU)의 개수를 시그널링 할 수 있다.
E-MBS 데이터를 위한 자원을 할당하는 네 번째 방안으로는, E-MBS 데이터에 할당되는 전체 주파수 대역 또는 임의의 주파수 구획을 모두 DRU로 부채널화하고, 최하위 인덱스의 LRU 혹은 최상위 인덱스의 LRU부터 일정 개수를 E-MBS 데이터를 위해 할당할 수 있다.
한편, MBSFN(Multimedia Broadcast multicast Service Single Frequency Network)의 지원을 위해서 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에서는 CRU/DRU 구분 과정을 생략할 수 있다.
<TDM인 경우 E-MBS 데이터를 위한 자원 할당 방법>
다음으로 E-MBS 데이터와 유니캐스트 데이터가 TDM으로 다중화되는 경우에 관하여 설명한다.
외부 퍼뮤테이션 단계인 도 10의 단계 1에서 모든 PRU를 PRUSB혹은 PRUMB로 만드는 방법이 가능하다. 이 경우, E-MBS를 위한 특정 서브프레임의 PRUSB 혹은 PRUMB가 0이 될 수 있다. 또한 단계 1까지 진행된 다음, PRUSB, PRUMB를 다시 DRU방식으로 전체 자원에 대해 내부 퍼뮤테이션을 수행하는 것도 가능하다.
주파수 구획이 하나 이상이며 TDM으로 다중화하는 경우, E-MBS 데이터에 주파수 재사용 인자가 1인 주파수 구획의 자원을 할당한다. 이 경우, 모든 주파수 구획이 동일한 길이의 CP를 사용하는 것이 바람직하다. 서로 다른 길이의 CP를 사용하는 경우에는 전 주파수 구획을 통하여 E-MBS 데이터를 전송해야 하기 때문이다.
이 경우, E-MBS 데이터와 유니캐스트 데이터를 TDM으로 다중화할 경우, E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에서 유니캐스트 제어 정보, 특히 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 채널(region)을 할당하는 방법이 문제될 수 있다. 이하에서는 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에서 유니캐스트 데이터에 대한 ACK/NACK 채널을 할당하는 방법에 대하여 제안한다.
본 발명에 다른 ACK/NACK 채널을 할당하는 방법은 가장 작은 인덱스의 LRU부터 또는 가장 큰 인덱스의 LRU부터 역으로 연속된 임의의 개수의 LRU를 ACK/NACK 채널을 위한 자원으로 할당한다. 즉, E-MBS 데이터와 유니캐스트 데이터를 TDM으로 다중화하나, E-MBS 데이터와 ACK/NACK 채널은 FDM으로 다중화하는 하이브리드 형태라 볼 수 있다.
다만, E-MBS 서브프레임이 Non-MBSFN(multicast broadcast single frequency network)으로 적용될 시에는 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임이 셀 ID를 인자로 하는 함수를 이용하여 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하여 ACK/NACK 채널의 다이버시티 이득이 충분히 보장이 될 수 있다.
그러나, E-MBS 서브프레임이 MBSFN으로 적용될 시에는 모든 셀이 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에 대하여 공통 ID(예를 들어, E-MBS 존 ID)를 가지도록 하거나 혹은 셀 ID 파라미터를 0으로 설정(turn-off)하여 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하기 때문에, 하나의 셀에 특정된 ACK/NCAK 채널이 다른 셀에서도 수신되는 오류가 발생할 수 있다. 따라서, ACK/NACK 채널이 할당되는 자원 영역은 CDM (Code-division multiplexing) 을 적용하여 셀 간 간섭 문제를 해결하는 것이 바람직하다.
또한, ACK/NACK 채널에 미리 정해진 자원 영역을 할당하고, E-MBS 데이터와 달리 공통 셀 ID가 아닌 개별적인 셀 ID를 이용하여 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하도록 설정할 수도 있다. 여기서 미리 정해진 영역은 주파수 전 대역 또는 특정 주파수 구획 내에서 일정하게 분포되어 있는 x개의 PRU들을 유니캐스트 데이터의 ACK/NACK 채널을 위한 자원 영역으로 미리 설정하고, 나머지 PRU들은 E-MBS 데이터를 위한 자원 영역으로 설정하여 구현할 수 있다. 이 경우, ACK/NACK 채널에 할당되는 PRU는 셀들 간에 공통적으로 적용할 수 있다.
x개의 PRU들은 시작 PRU 인덱스가 그 서브프레임 혹은 특정 주파수 구획의 0번째 PRU가 되도록 설정할 수 있다. 혹은 마지막 PRU 인덱스가 그 서브프레임 혹은 특정 주파수 구획의 마지막 PRU가 되도록 설정할 수도 있다. x의 값은 다이버시티 이득 및 주파수 효율을 고려하여 2~4 중 하나의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
Non-MBSFN 서브프레임과의 부채널화의 유사성을 최대한 보장하기 위하여 MBSFN 서브프레임의 부채널화는 다음과 같이 실행할 수 있다. MBSFN 서브프레임에서 서브밴드 구획과 미니밴드 퍼뮤테이션은 Non-MBSFN 서브프레임과 동일하게 수행한다. 즉, DSAC(Downlink Subband Allocation Count)를 통해 시그널링되는 KSB을 동일하게 적용하여 서브밴드 구획과 미니밴드 퍼뮤테이션을 수행한다. 또는 서브밴드 구획 과정은 생략하고, 전체 주파수 대역에 대해 미니밴드 퍼뮤테이션을 수행할 수도 있다. 이를 보다 상세히 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 E-MBS 데이터가 송신되는 서브프레임에서 ACK/NACK 채널을 위한 자원 영역을 할당하는 방법을 도시하는 도면이다. 특히 전체 PRU 개수가 N_PRU이고, E-MBS 데이터를 위한 자원 영역에 x개의 PRU가 할당된다고 가정하자. 여기서 x는 PRU, 미니밴드 또는 서브밴드의 개수로 시그널링 될 수 있다.
도 15를 참조하면, 전체 주파수 대역의 첫 번째 서브밴드 인덱스부터 x개만큼의 PRU를 E-MBS 데이터를 위해 할당한다. 나머지, N_PRU-x개의 PRU를 유니캐스트 데이터에 대한 ACK/NACK 채널을 위해 할당한다. x개만큼의 PRU에 대해서 미니밴드 퍼뮤테이션과 부반송파 퍼뮤테이션을 수행해서 E-MBS를 위해 사용한다. 이 때, x개만큼의 PRU는 E-MBS 존 ID를 사용해서 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하는 것이 바람직하다.
나머지 N_PRU-x개의 PRU는 부반송파 퍼뮤테이션을 수행할 수도 있다. 이 때, N_PRU-x개의 PRU는 개별적인 셀 ID를 이용해서 부반송파 퍼뮤테이션을 수행하는 것이 바람직하다. x 혹은 N_PRU-x는 셀 공통인 값일 수 있으며, 미리 설정된 값으로 고정되거나 시그널링되는 값일 수 있다.
또한 유니캐스트 데이터의 ACK/NACK 채널을 위한 자원 영역이 주파수 대역의 앞에 위치하고, E-MBS 데이터를 위한 자원 영역이 뒤에 위치할 수도 있다. 상술한 부채널화 과정은 전 주파수 대역이 아닌 특정 주파수 구획에 대해서만 수행하는 것으로 설정할 수도 있다.
유니캐스트 데이터의 ACK/NACK 채널을 위한 자원 영역에 관한 정보는 슈퍼프레임 헤더, Non-user specific A-MAP, Extended non-user specific A-MAP 또는 Assignment A-MAP를 통하여 시그널링 하며, x 비트만큼의 비트맵(bitmap)으로 필드를 구성하는 것이 바람직하다. 한편, 미리 설정된 영역에 사용되는 PRU의 개수인 x의 값만을 시그널링하는 방법도 가능하며, 미리 설정된 영역에 사용되는 PRU들 간의 간격 정보들도 함께 시그널링하는 것도 가능하다.
도 16는 본 발명에 일 실시예에 따른 송신기 및 수신기의 블럭도를 예시한다. 하향링크에서, 송신기(1610)는 기지국의 일부이고 수신기(1650)는 단말의 일부이다. 상향링크에서, 송신기(1610)는 단말의 일부이고 수신기(1650)는 기지국의 일부이다.
송신기(1610)에서 송신(TX) 데이터 및 파일럿 프로세서(1620)는 데이터(예, 트래픽 데이터 및 시그널링)를 인코딩, 인터리빙 및 심볼 맵핑하여 데이터 심볼들을 생성한다. 또한, 프로세서(1620)는 파일럿 심볼들을 생성하여 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 다중화한다.
변조기(1630)는 무선 접속 방식에 따라 전송 심볼을 생성한다. 무선 접속 방식은 FDMA, TDMA, CDMA, SC-FDMA, MC-FDMA, OFDMA 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 변조기(1630)는 본 발명의 실시예에서 예시한 다양한 퍼뮤테이션 방법을 이용하여 데이터가 주파수 영역에서 분산되어 전송될 수 있도록 한다. 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 모듈(1632)은 상기 전송 심볼을 처리(예, 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환)하여 안테나(1634)를 통해 전송되는 RF 신호를 생성한다.
수신기(1650)에서 안테나(1652)는 송신기(1610)로부터 전송된 신호를 수신하여 RF 모듈(1654)에 제공한다. RF 모듈(1654)는 수신된 신호를 처리(예, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환, 디지털화)하여 입력 샘플들을 제공한다.
복조기(1660)는 입력 샘플들을 복조하여 데이터 값 및 파일럿 값을 제공한다. 채널 추정기(1680)는 수신된 파일럿 값들에 기초하여 채널 추정치를 유도한다. 또한, 복조기(1660)는 채널 추정치를 사용하여 수신된 데이터 값들에 데이터 검출(또는 등화)을 수행하고, 송신기(1610)를 위한 데이터 심볼 추정치들을 제공한다. 또한, 복조기(1660)는 본 발명의 실시예에서 예시한 다양한 퍼뮤테이션 방법에 대한 역 동작을 수행하여 주파수 영역 및 시간 영역에서 분산된 데이터를 본래의 순서로 재정렬시킬 수 있다. Rx 데이터 프로세서(1670)는 데이터 심볼 추정치들을 심볼 디맵핑, 디인터리밍 및 디코딩하고, 디코딩된 데이터를 제공한다.
일반적으로, 수신기(1650)에서 복조기(1660) 및 Rx 데이터 프로세서(1670)에 의한 처리는 송신기(1610)에서 각각 변조기(1630) 및 Tx 데이터 및 파일럿 프로세서(1620)에 의한 처리와 상호 보완된다.
제어기/프로세서(1640 및 1690)는 각각 송신기(1610) 및 수신기(1650)에 존재하는 다양한 처리 모듈의 동작을 감독 및 제어한다. 메모리(1642 및 1692)는 각각 송신기(1610) 및 수신기(1650)를 위한 프로그램 코드들 및 데이터를 저장한다.
도 16에서 예시한 모듈은 설명을 위한 것으로서, 송신기 및/또는 수신기는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있고, 일부 모듈/기능은 생략되거나 서로 다른 모듈로 분리될 수 있으며, 둘 이상의 모듈이 하나의 모듈로 통합될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서의 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치에 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터에 자원을 할당하는 방법으로서,
    주파수 대역을 복수의 주파수 구획들로 분할하는 단계; 및
    상기 복수의 주파수 구획들 중 최하위 인덱스의 주파수 구획이 가용하지 않은 경우, 상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들을 최대한 동일한 개수로 나머지 주파수 구획들에 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들은,
    상기 나머지 주파수 구획들의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드부터 서브밴드 인덱스의 오름차순으로 할당되는 것을 특징으로 하는,
    MBS 데이터를 위한 자원 할당 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들은,
    상기 나머지 주파수 구획들 중 낮은 인덱스의 주파수 구획으로부터, 주파수 구획 인덱스의 오름차순으로 할당되는 것을 특징으로 하는,
    MBS 데이터를 위한 자원 할당 방법.
  4. 무선 통신 시스템에서의 기지국으로서,
    주파수 대역을 복수의 주파수 구획들로 분할하고, 상기 복수의 주파수 구획들 중 최하위 인덱스의 주파수 구획이 가용하지 않은 경우, MBS 데이터를 위한 서브밴드들을 최대한 동일한 개수로 나머지 주파수 구획들에 할당하는 프로세서;
    상기 할당된 하나 이상의 서브밴드들을 이용하여 상기 MBS 데이터를 송신하는 무선 통신 모듈을 포함하고,
    상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들은,
    상기 나머지 주파수 구획들의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드부터 서브밴드 인덱스의 오름차순으로 할당되는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  5. 무선 통신 시스템에서 단말이 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터를 수신하는 방법으로서,
    주파수 대역을 복수의 주파수 구획들로 분할하는 단계; 및
    상기 주파수 대역 상에 할당된 상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들을 통하여, 상기 MBS 데이터를 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 주파수 구획들 중 최하위 인덱스의 주파수 구획이 가용하지 않은 경우, 상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들은 나머지 주파수 구획들에 최대한 동일한 개수로 할당되고,
    상기 MBS 데이터는,
    상기 나머지 주파수 구획들의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드부터 서브밴드의 인덱스의 오름차순으로 읽혀지는 것을 특징으로 하는,
    MBS 데이터 수신 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 MBS 데이터는,
    상기 나머지 주파수 구획들 중 낮은 인덱스의 주파수 구획으로부터, 주파수 구획 인덱스의 오름차순으로 읽혀지는,
    MBS 데이터 수신 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 단말로서,
    기지국으로부터 신호를 송수신하는 무선 통신 모듈; 및
    복수의 주파수 구획들로 분할된 주파수 대역 상에서 멀티캐스트 및/또는 브로드캐스트 서비스(Multicast and/or Broadcast Service; MBS) 데이터를 위한 서브밴드들을 통하여, 상기 MBS 데이터를 수신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 복수의 주파수 구획들 중 최하위 인덱스의 주파수 구획이 가용하지 않은 경우, 상기 MBS 데이터를 위한 서브밴드들은 나머지 주파수 구획들에 최대한 동일한 개수로 할당되고,
    상기 MBS 데이터는,
    상기 나머지 주파수 구획들의 최하위(lowest) 인덱스 서브밴드부터 서브밴드의 인덱스의 오름차순으로 읽혀지는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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