KR101700184B1 - 무선 통신을 위한 향상된 자원 입도를 갖는 퍼뮤테이션 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신을 위한 향상된 자원 입도를 갖는 퍼뮤테이션 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

무선 이동 통신 시스템에서 복수개의 주파수 파티션들로 분할되어 있는 서브프레임 내의 부반송파들을 퍼뮤팅하는 방법 및 장치가 공개된다. 이 방법은 이동국에서 로컬 자원 할당을 위한 물리 자원 유닛들을 복수개의 주파수 파티션들 중 하나의 주파수 파티션에 N_l 개의 자원 유닛 단위로 매핑하고, 분산 자원 할당을 위한 물리 자원 유닛들을 상기 주파수 파티션에 N_d 개의 자원 유닛 단위로 매핑하는 단계, 및 상기 모든 분산 자원 할당에 걸쳐 분산 자원 할당을 위한 물리 자원 유닛들의 부반송파를 확산하는 단계를 포함한다.
퍼뮤테이션, 미니밴드, 서브밴드, 주파수 파티션

Description

무선 통신을 위한 향상된 자원 입도를 갖는 퍼뮤테이션 장치 및 방법{PERMUTATION DEVICE AND METHOD HAVING IMPROVED RESOURCE GRANULARITY FOR WIRELESS COMMUNICATIONS}
본 발명은 무선 이동 통신 시스템, 특히 셀룰라 시스템(cellular system)에서 통신하는 방법 및 이 방법에 대응하는 장치에 관한 것이다.
무선 통신에서, 다이버시티 이득(diversity gain)은 어떤 다이버시티 방식에 의해 얻게 되는 신호 대 간섭 비(signal-to-interference ratio) 상의 증가를 말한다. 다른 말로, 다이버시티 이득은 어떤 다이버시티 방식이 사용될 때에 성능상의 열화 없이 얼마나 많은 전송 전력(transmission power)이 줄어들 수 있는지 나타낸다.
무선 통신에서, 다이버시티 방식은 서로 다른 특성을 갖는 두 개 이상의 통신 채널들을 사용함으로써 메시지 신호의 신뢰성을 향상시키는 방법에 관련된다. 감쇄(fading) 및 다이버시티는 공통 채널 간섭(co-channel interference)에 대항할 때 및 오류(error) 발생을 회피하고자 할 때에 중요한 역할을 한다. 다이버시티 방식을 통해 얻게 되는 이점은 개별 채널들이 종종 서로 다른 수준의 감쇄 및/또는 간섭을 겪는다는 사실에 기초한다. 따라서, 동일한 신호를 여러 번 송수신한 후 수신단에서 이를 결합함으로써 단일 신호와 관련된 감쇄 및/또는 간섭을 극복할 수 있다.
주파수 다이버시티는 신호가 여러 개의 주파수 채널들을 사용하여 전송되거나 또는 주파수 선택적 감쇄(frequency-selective fading)에 의해 영향을 받는 광대역 스펙트럼(wide spectrum) 상에 확산되는 다이버시티 방식의 일종이다.
직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)을 채택하는 시스템에서, 하나의 '자원 유닛(resource unit)'은 보통 Psc 개의 부반송파와 Nsym 개의 연속적인 OFDMA 심볼들을 포함하는 한 세트의 자원 요소들(resource elements)을 나타낸다. 자원 유닛들은 보통 물리 자원 유닛(physical resource unit, PRU)과 논리 자원 유닛(logical resource unit, LRU)으로 분류된다. 하나의 PRU는 Psc 개의 연속적인 부반송파와 Nsym 개의 연속적인 OFDMA 심볼들을 포함하는, 자원 할당(resource allocation)을 위한 기본 물리 유닛(basic physical unit)이다. 하나의 LRU는 분산 자원 할당(distributed resource allocations) 및 로컬 자원 할당(localized resource allocations)을 위한 기본 논리 유닛(basic logical unit)이다. 하나의 PRU 또는 하나의 LRU는 PRU 또는 LRU의 부반송파의 주파수 값에 의해 인덱싱(indexed)될 수 있다.
다이버시티 이득을 얻기 위해, 주파수/시간 영역에서의 자원 유닛은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 설계된 미리 결정된 퍼뮤테이션 규칙(permutation rule)에 의해 주파수 축을 따라 확산(spread)될 수 있다. 퍼뮤테이션은 어떤 요소들을 한 세트의 다른 요소들에게 매핑(mapping)하는 과정이다. 즉, 한 세트의 요소들을 서로 교환(또는 퍼뮤팅(permuting))하는 것으로 간주될 수 있다. 다르게는, 퍼뮤테이션은 한 세트의 PRU들의 인덱스들이 한 세트의 LRU들의 인덱스들에게 할당되는 일종의 할당 동작(assignment operation)으로 간주될 수 있다. 일부 경우에, 각 인덱스는 오직 한번만 할당된다.
어떤 방식에서는, 하나 이상의 LRU들의 일부는 상술한 다이버시티 이득을 얻기 위해 사용될 수 있고, 다른 일부는 대역 스케쥴링 이득 또는 주파수 스케쥴링 이득을 얻기 위해 사용될 수 있다. UE를 위해 할당되는 연속적인 PRU들에 대응하는 주파수 대역이 상기 UE에 대한 최적의 주파수 채널이라는 것을 안다면, 대역 스케쥴링 이득은 상기 연속적인 PRU들을 상기 UE에게 할당함으로써 얻을 수 있다. 어떤 제어 정보, 즉 오버헤드 신호(overhead signal)는 최적의 주파수 채널에 대한 정보를 전달하기 위해 송신단과 수신단 사이에서 통신될 수 있다.
자원 유닛들에 대한 퍼뮤테이션은 N(N>=1)개의 RU단위로, 즉 N의 입도(granularity)를 가지고 수행될 수 있다. 어떤 경우에, 만일 N의 값이 감소하면 퍼뮤테이션에 의한 주파수 다이버시티 이득은 증가하고, 그 반대도 성립한다. 그러나, 이 경우에 있어서, 만일 N 값이 감소한다면, 제어 정보의 양은 증가하고, 따라서 시스템 오버헤드가 증가된다. 즉, 주파수 다이버시티 측면에서의 이득은 대역 스케쥴링 이득으로부터 기인하는 시그널링 오버헤드 측면에서는 단점이 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 발명자가 발견한 바와 같이, 주어진 통신 시스템 요구사 항에 대한 최적의 숫자 N에 따라 통신함으로써, 발생하는 오버헤드와 주파수 다이버시티 이득 간의 균형을 맞출 필요가 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적인 과제는 분산 퍼뮤테이션과 로컬 퍼뮤테이션 간의 균형을 맞추도록 어떻게 입도 값을 조절하여 통신하는가에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 로컬 할당을 위한 자원 영역과 분산 할당을 위한 자원 영역은 별도로 보존(reserve)된다. 상술한 바와 같이, 시그널링 오버헤드(signaling overhead) 및 대역 스케쥴링 이득(band scheduling gain)을 모두 고려할 때에는 로컬 퍼뮤테이션(localized permutation)을 위해서는 더 큰 입도를 사용하는 것이 더 효과적이고, 다이버시티 이득을 고려할 때에는 분산 퍼뮤테이션(distributed permutation)을 위해 더 작은 입도를 사용하는 것이 더 효과적이다. 이러한 이점들의 균형을 맞추기 위해, 로컬 퍼뮤테이션을 위한 제1 입도 값과 분산 퍼뮤테이션을 위한 제2 입도 값을 모두 통신으로 주고 받을 수 있다.
본 발명의 일 양상에서, 물리 자원 유닛(Physical Resource Unit, PRU)들로 이루어진 복수 개의 PRU 세트를 기지국 및 이동국 사이에서 무선으로 상호 교환하는 방법 및 장치가 제공된다. 이 방법은 상기 각 PRU 세트의 물리 자원 유닛들을 서브밴드(sub-band) 및 미니밴드(mini-band)로 분리(splitting)하는 단계를 포함하며, 상기 분리하는 단계는, x개의 연속적인 물리 자원 유닛들을 기본 단위로 하여 상기 각 PRU 세트의 물리 자원 유닛들을 상기 서브밴드 및 상기 미니밴드에게 번갈 아(alternately) 매핑하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 각 PRU 세트 내의 물리 자원 유닛들의 총 개수는 24, 28, 및 96 중 어느 하나이며, 상기 x=4일 수 있다.
상기 번갈아 매핑하는 단계는, 4개의 연속적인 물리 자원 유닛들로 이루어지는 첫 번째 유닛, 세 번째 유닛, 및 다섯 번째 유닛을 상기 미니밴드에 매핑하는 단계, 및 4개의 연속적인 물리 자원 유닛들로 이루어지는 두 번째 유닛, 네 번째 유닛, 및 여섯 번째 유닛을 상기 서브밴드에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 미니밴드의 물리 자원 유닛들을 제2 미니밴드에 번갈아 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 물리 자원 유닛들을 상기 미니밴드에 번갈아 매핑하는 단계는, 상기 미니밴드의 첫 번째, 세 번째, 다섯 번째, 일곱 번째, 아홉 번째, 및 열한 번째 물리 자원 유닛을 상기 제2 미니밴드의 첫 번째 절반 영역에게 매핑하는 단계, 및 상기 미니밴드의 두 번째, 네 번째, 여섯 번째, 여덟 번째, 열 번째 및 열두 번째 물리 자원 유닛을 상기 제2 미니 밴드의 두 번째 절반 영역에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제2 미니밴드의 적어도 하나의 물리 자원 유닛이 제1 주파수 파티션을 형성하도록 상기 적어도 하나의 물리 자원 유닛을 매핑하는 단계, 및 상기 서브밴드의 적어도 4개의 물리 자원 유닛이 제2 주파수 파티션을 형성하도록 상기 적어도 4개의 물리 자원 유닛을 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 물리 자원 유닛을 매핑하는 단계는 상기 제2 미니밴드의 첫 번째 4개의 연속적인 물리 자원 유닛들을 상기 제1 주파수 파티션에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 4개의 물리 자원 유닛을 매핑하는 단계는 상기 서브밴드의 마지막 4개의 연속적인 물리 자원 유닛을 상기 제2 주파수 파티션에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 이동 단말 또는 기지국 중 어느 하나인 기기에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면 분산 퍼뮤테이션과 로컬 퍼뮤테이션 간의 균형을 맞추도록 어떻게 입도 값을 조절하여 통신할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대하여 구제적인 참조 번호가 제공된다. 이 실시예들의 참조번호는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조로 하여 이하 설명될 것이다. 발명의 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 설명하도록 의도된 것이며, 본 발명에 따라 구현될 수 있는 유일한 실시예들을 나타내기 위한 것은 아니다. 후술하는 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위한 구체적인 사항들을 포함한다. 그러나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 기술자라면 이러한 구체적인 사항들 없이도 이 기술을 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 아래의 상세한 설명은 특정 용어로 표현되지만, 본 발명은 이러한 특정 용어의 표현에 의해 제한되는 것이 아니며, 동일한 의미를 갖는 다른 용어가 사용 될 수도 있다.
간단히 상술한 바와 같이, 물리 자원 유닛(physical resource unit, PRU)은 자원 할당을 위한 기본 물리 유닛일 수 있고, 이 기본 물리 유닛은 P sc 개의 연속적인 부반송파와 N sym 개의 연속적인 OFDMA 심볼들을 포함한다. 일 실시예에서, P sc 은 18이고 N sym 은 6 또는 7일 수 있다. 논리 자원 유닛(logical resource unit, LRU)은 분산 자원 할당 및 로컬 자원 할당을 위한 기본 자원 유닛일 수 있다. 하나의 LRU는 P sc ·N sym 개의 부반송파로 이루어질 수 있다. LRU는 PRU 내에서 사용되는 파일롯 부반송파(pilot subcarrier)들을 포함할 수 있다. 하나의 LRU 내의 유효 부반송파 개수는 할당된 파일롯들의 개수에 좌우된다.
분산 자원 유닛(distributed resource unit, DRU)은 하나의 주파수 파티션(frequency partition) 내에서 분산 자원 할당된 영역에 확산(spread)되어 있는 한 그룹의 부반송파를 포함하는 자원 유닛이다. 일 실시예에서, DRU의 크기는 PRU의 크기와 동일하다. 즉, 하나의 DRU는 P sc 개의 부반송파 및 N sym 개의 OFDMA 심볼들로 이루어진다. 일 실시예에서, DRU를 형성하기 위한 최소 단위는, 소위 톤-페어(tone-pair)라고 불리우는 한 쌍의 부반송파와 동일할 수 있다.
로컬 자원 유닛 또는 연속 자원 유닛(contiguous resource unit, CRU)은 로컬 자원 할당된 영역에서 연속적인 한 그룹의 부반송파를 포함하는 자원 유닛일 수 있다. 일 실시예에서, CRU의 크기는 PRU의 크기와 동일하다. 즉, 한 개의 CRU는 P sc 개의 부반송파 및 N sym 개의 OFDMA 심볼들로 이루어진다.
기지국으로부터 특정 단말에게 전송되는 다운링크 데이터 전송 또는 특정 단말로부터 기지국에게 전송되는 업링크 데이터 전송은 하나 이상의 LRU들을 통해 수행될 수 있다. 기지국이 특정 단말에게 데이터를 전송할 때에, 기지국은 단말에게 LRU들 중 어떤 LRU가 데이터 전송을 위해 사용되는지를 알려줄 수 있다. 또한, 특정 단말이 데이터를 전송할 수 있게 하기 위해서, 기지국은 LRU들 중 어떤 LRU가 상기 특정 단말로부터의 데이터 전송을 위해 사용될 수 있는지를 알려줄 수 있다.
데이터를 송신하는 방식은 크게 FDS (Frequency Diversity Scheduling) 방식과 FSS (Frequency Selective Scheduling) 방식으로 나눌 수 있다. FDS 방식은 주파수 다이버시티를 통해 수신 성능 이득을 얻는 방식이고, FSS 방식은 주파수 선택적 스케줄링을 통해 수신 성능 이득을 얻는 방식이다.
FDS 방식에서, 송신단은 하나의 데이터 패킷(packet)을 시스템 주파수 영역에 넓게 분산된 부반송파들을 통해 송신하여 한 데이터 패킷 내의 심볼(symbol)들이 다양한 무선 채널 페이딩(fading)을 겪게 함으로써, 데이터 패킷 전체가 불리한 페이딩을 겪는 것을 방지하여 수신 성능의 향상을 얻는다. 이와 다르게, FSS 방식에서는, 데이터 패킷을 시스템 주파수 영역 중 유리한 페이딩 상태를 갖는 하나 혹은 다수의 연속된 주파수 영역을 통해 송신함으로써, 수신 성능의 향상을 얻는다.
실제 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 하나의 셀 안에는 다수의 단말기들이 존재한다. 이때, 각 단말기들의 무선 채널 상황은 서로 다른 특성을 가 지므로, 한 서브프레임 내에서도 어떤 단말기에 대해서는 FDS 방식 데이터 송신을 수행하고, 다른 단말기에 대해서는 FSS 방식 데이터 송신을 수행해야 할 필요가 있다. 따라서, 구체적인 FDS 송신 방식과 FSS 송신 방식은, 두 방식이 한 서브프레임 내에서 효율적으로 다중화(multiplexing)될 수 있도록 설계되어야 한다.
한편, FSS 방식에서는 전체 대역에서 사용자 기기(User Equipment, UE)에게 유리한 대역을 선택적으로 사용함으로써 이득(gain)을 얻을 수 있지만, FDS 방식에서는 특정 대역의 좋고 나쁨을 비교하지 않고, 충분히 다이버시티를 얻을 수 있는 주파수 간격을 유지하는 한, 특정 주파수 대역을 선택하여 전송할 필요가 없다. 따라서 스케쥴링을 할 경우 FSS 방식의 주파수 선택적 스케줄링을 우선적으로 하는 것이 전체 시스템의 성능 향상에 유리하다.
FSS 방식에서는 주파수 영역에서 연속으로 인접되어 있는 부반송파들을 이용하여 데이터를 송신하기 때문에, CRU들을 이용하여 데이터를 송신하는 것이 바람직하다. 이 때에 하나의 서브프레임에 NPRB개의 PRB가 존재하고, 이때 시스템 내에서 최대 NCRU개의 CRU를 이용할 수 있다면, 기지국은 각 단말기에게 NCRU 비트의 비트맵(bitmap) 정보를 전송함으로써 그 단말기에게 어느 CRU를 통하여 하향링크 데이터가 송신되는지, 혹은 어느 CRU를 통하여 상향링크 데이터를 송신할 수 있는지를 알려줄 수 있다. 즉, 각 단말기에게 스케줄링 정보로서 전송되는 NCRU 비트의 비트맵 정보의 각 비트는, NCRU개의 CRU 중 그 비트에 대응되는 CRU을 통해 데이터가 송신 되는지 여부를 나타낸다. 이러한 방식은 NCRU 수가 커질수록 단말에게 전송 해야 하는 비트 수가 이에 비례하여 커지는 단점이 있다.
한편, OFDMA 방식을 채용하는 시스템에서, 부채널들은 종래 기술에 의한 방식인 FUSC (Full Usage of SubChannel) 방식, PUSC (Partial Usage of SubChannel) 방식, 및 AMC (Adaptive Modulation and Coding) 방식 중 어느 하나에 따라 매핑될 수 있다.
위의 세 개의 매핑 방식들 중에서, PUSC 방식은 한 시점에 전체 시스템 대역의 일부만이 사용되는 방법에 관한 것이다. PUSC 방식에서, 이용 가능한 부반송파들은 부채널들로 분할된다. 하나의 부반송파는 미리 결정된 위치에서 파일롯 부반송파들을 포함하고, 남아 있는 부반송파들은 데이터 전송을 위해 사용된다. 예를 들어, 만일 기지국이 최대 3개의 섹터(sector)를 지원한다면, 즉 알파(alpha) 섹터, 베타(beta) 섹터, 및 감마(gamma) 섹터를 지원한다면, PUSC 방식은 모든 이용 가능한 부반송파들을 3개의 부분(segmentation)으로 분할(segment)할 수 있다. 만일 전체 시스템 대역폭이 10MHz라면, 알파 섹터는 첫 번째 부분(segmentation)만을 사용하고, 베타 섹터는 두 번째 부분만을 사용하고, 감마 섹터는 세 번째 부분만을 사용할 수 있다. 부반송파들이 서로 직교하는 경우에, 섹터들 간의 간섭은 존재하지 않는다.
도 1은 PUSC 방법에 대한 시간-주파수 자원의 분할에 대한 예시이다.
도 1을 참조하면, 총 주파수 대역은 3개의 부분(segment)으로 나뉘어지고, 각 주파수 대역은 3개의 섹터를 갖는 셀의 각 섹터에 할당된다.
상술한 PUSC 방식은, 셀 용량(cell capacity)과 사용자에 대한 서비스 품질을 높일 수 있는 방식인 소위 FFR (Flexible Frequency Reuse) 방식으로 확장될 수 있다. FFR 방식에 의하면, 예를 들어, 기지국 근처에 위치한 사용자들은 모든 사용 가능한 부반송파들을 사용하여 서비스를 제공받는다. 즉, 셀 용량을 최대화할 수 있도록 주파수 재사용율(frequency reuse factor) 1을 사용한다. 반면 셀 간 간섭을 겪을 것으로 예상되는 셀 경계(cell edges)에 위치하는 다른 사용자들은 모든 사용 가능한 부반송파들의 서브세트(subset)를 사용하여 서비스를 제공 받는다. 예를 들어, 주파수 재사용율 3을 사용하여 셀 간 간섭을 줄일 수 있다.
도 2는 셀룰라 통신 시스템에서의 예시적인 FFR 구성을 나타낸다.
영역(R201)은 주파수 재사용율 1이 사용되는 영역이고, 영역(R202)은 주파수 재사용율 3이 사용되는 영역이다.
로컬 퍼뮤테이션 및 분산 퍼뮤테이션을 위한 단일 입도(granularity)
본 발명의 일 실시예에서, 각 서브프레임은 주파수 영역 상에서 여러 개의 주파수 파티션(partition)으로 나누어지며, 각 파티션은 상기 서브프레임 내의 사용 가능한 모든 개수의 OFDMA 심볼들에 걸쳐 있는 한 세트의 물리 자원 유닛들을 포함한다. 각 주파수 파티션은 연속(로컬) 물리 자원 유닛 및/또는 비연속(분산) 물리 자원 유닛을 포함할 수 있다. 각 주파수 파티션은 상술한 FFR을 위해 사용될 수 있다. 이하, 본 발명의 특징들을 첨부한 도면들을 참조하여 자세히 설명할 것 이다.
도 3은 본 발명에 따라 부반송파를 자원에 매핑하는 절차를 나타내는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 블록(301)은 물리 영역에서의 한 세트의 연속적인 PRU들을 나타낸다. 상기 한 세트의 연속적인 PRU들은 우선 재정렬된 한 세트의 PRU(302A)를 형성하도록 퍼뮤팅된다. 그 다음, 상기 재정렬된 한 세트의 PRU(302A)는 블록(302B)에 도시한 바와 같이 여러 개의 주파수 파티션, 예를 들어, 제1 주파수 파티션(주파수 Part 1), 제2 주파수 파티션(주파수 Part 2), 제3 주파수 파티션(주파수 Part 3)에게 할당된다. 각각의 주파수 파티션은 셀 내의 각 섹터를 위한 FFR 그룹을 위해 사용될 수 있다. 각각의 주파수 파티션에서, 상기 재정렬된 한 세트의 PRU(302A)의 일부는 로컬 퍼뮤테이션(303A)을 위해 할당되고, 남아 있는 다른 일부는 분산 퍼뮤테이션(303B)을 위해 할당될 수 있다. 로컬 퍼뮤테이션(303A)에서는 자원 유닛들이 연속 자원 매핑을 위해 보존되고, 분산 퍼뮤테이션(303B)에서는 자원 유닛들이 분산 자원 매핑을 위해 보존된다. 그 다음, 자원 유닛들은 부반송파 퍼뮤테이션(304)에 의해 분산될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 부반송파를 자원에 매핑하는 방법은 PRU(301)를 재정렬된 PRU(302A)로 퍼뮤테이션하는 제1 퍼뮤테이션(P1), 각 주파수 파티션 내에서 이루어지는 제2 퍼뮤테이션(P2), 및 부반송파의 단위로 이루어지는 제3 퍼뮤테이션(P3)를 포함한다. 제1 퍼뮤테이션(P1)에 의해, PRU들은 각각의 주파수 파티션으로 분산된다. 제2 퍼뮤테이션(P2)에 의해, 재정렬된 PRU들의 인덱스들은 각 주파수 파티션에 대해서 그 숫자가 다시 매겨진다. 즉, 리넘버링(renumbering)된다. 리넘버링될 때에, PRU들은 로컬 자원들 또는 분산 자원들에게 분산될 수 있다. 제3 퍼뮤테이션(P3)에 의해, 부반송파들은 부채널(subchannel) (LRU)에게 분산된다. 비록 도 3에서는 제1 퍼뮤테이션(P1)과 제2 퍼뮤테이션(P2)이 별개의 처리과정에 의해 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 이 두 개의 퍼뮤테이션은 단일 처리과정에 의해 수행될 수 있다. 이하, 본 문서에서는, 제3 퍼뮤테이션(P3)과 구분하기 위해서, 제1 퍼뮤테이션(P1) 및 제2 퍼뮤테이션(P2)을 포함하는 퍼뮤테이션을 "외부 퍼뮤테이션(outer permutation)"으로 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에서, 총 시스템 대역폭을 구성하는 자원 유닛들의 총 개수는, 5MHz의 시스템 대역폭의 경우 24이고, 10MHz의 시스템 대역폭의 경우 48이고, 20MHz의 시스템 대역폭의 경우 96일 수 있다. 각각의 물리 자원 유닛은 미리 결정된 퍼뮤테이션 규칙에 따라 대응하는 주파수 파티션에 매핑될 수 있다.
외부 퍼뮤테이션은 N개의 자원 유닛을 단위로 하여 수행될 수 있다. 여기서, N은 외부 퍼뮤테이션을 위한 최소 입도를 나타낸다. 예를 들어, 시스템 대역폭이 10MHz이고 N=2라고 가정하면, 총 48개의 자원 유닛들은 2개의 RU 단위로 연속적으로 쌍(pair)을 이룬다.
이 경우에, 만일 값 N이 감소하면, 외부 퍼뮤테이션의 최소 입도는 감소하여 DRU에 의해 얻을 수 있는 다이버시티 이득은 증가할 수 있다. 그러나, 만일 값 N이 감소하고 시그널링 오버헤드가 어떤 값으로 제한되는 경우에는 CRU에 의해 얻을 수 있는 대역 스케쥴링 이득은 감소할 수 있다.
반대로, 만일 값 N이 증가하면, 외부 퍼뮤테이션을 위한 최소 입도는 증가한다. 추가적으로, 시그널링 오버헤드가 어떤 값으로 제한되는 경우에는, CRU에 의해 얻을 수 있는 대역 스케쥴링 이득은 증가할 수 있다. 그러나, 이 경우에, DRU에 의해 얻을 수 있는 다이버시티 이득은 감소할 수 있다. 또한, 외부 퍼뮤테이션의 입도를 결정하는 것은 파일롯 설계 패턴(pattern)에 의해 또한 영향 받을 수 있다.
결과적으로, DRU와 CRU를 사용하여 얻을 수 있는 이로운 효과들 간에는 상충관계(trade-off)가 존재한다.
이하, 본 발명에 따란 외부 퍼뮤테이션의 크기 N을 설정하는데 사용되는 설계 기준을 자세히 설명한다.
우선, 하나의 시스템이 여러 개의 대역폭을 지원할 수 있기 때문에, 외부 퍼뮤테이션에 대한 복잡한 공식을 피하기 위해, 또는 외부 퍼뮤테이션을 위해 사용되는 공식들의 개수를 제한하기 위해, 지원 가능한 대역폭들과 연관하여 N 값을 결정하는 것이 바람직하다. 상기 지원 가능한 대역폭들과 연관지어 N 값을 결정하면, N 값은 대역폭에 따라 단조 증가(monotonely increasing)하는 함수이다. 그러나, N은 대역폭에 대한 단조 증가함수이어야만 하는 것은 아니다.
둘째, CRU에 의해 얻을 수 있는 대역 스케쥴링 이득을 감소시키지 않을 만큼 충분히 큰 값을 가지고 N을 정하는 것이 바람직하다.
셋째, DRU에 의해 얻을 수 있는 다이버시티 이득을 감소시키지 않을 만큼 충 분히 작은 값을 가지고 N을 정하는 것이 바람직하다.
넷째, N 값이 각 지원되는 대역폭에 대한 총 자원 유닛의 개수의 약수가 되도록 상기 N 값을 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 대역폭이 5MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 24일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 및 12 중 어느 하나이고, 대역폭이 10MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 48일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 및 24 중 어느 하나이고, 대역폭이 20MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 96일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 및48중 어느 하나이다. 위의 값들은 5MHz, 10MHz, 및 20MHz의 대역폭에 의해 지원되는 모든 이용 가능한 값이다.
다섯째, 하나의 주파수 파티션의 대역폭이 다른 하나의 주파수 파티션의 대역폭과 동일하다는 가정하에, 주파수 파티션들의 총 개수 F에 관련 지어 N 값을 선택하는 것이 바람직하다. 즉, N 값은 F에 대한 단조 감소 함수이다. 여기서, 주파수 파티션들은 FFR 방식이 사용될 때에 각 FFR 그룹에 대응할 수 있다. 이러한 설계 기준에 따라, 주어진 조건을 위해 아래의 관계를 얻을 수 있다.
만일 F=1이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 24, 48, 및 96이다.
만일 F=2이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 12, 24, 및48 이다.
만일 F=3이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 8, 16, 및 32 이다.
만일 F=4이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 6, 12, 및 24 이다.
만일 F=6이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 4, 8, 및 16 이다.
그러나, F가 4를 초과하는 경우에는, 각 주파수 파티션에 포함되는 자원 유닛들의 개수는 CRU 또는 DRU에 의해 제공되는 이로운 효과를 얻지 못할 정도로 작아진다. 따라서, F 값이 1, 2, 3, 및 4 중 어느 하나의 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 다이버시티 차수(diversity order)와 연관지어 N값을 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 바람직하게는 N 값은 다이버시티 차수에 따라 단조 감소하는 함수이다.
적절한 다이버시티 이득을 제공하기 위해 최소 4개의 DRU가 설정된다고 가정할 때에, 외부 퍼뮤테이션을 위한 최적의 N 값은, CRU 대역 스케쥴링 이득을 위해 N 값을 최대한 증가시킴으로써, 대역폭과 F의 조합에 따라 얻을 수 있다. 각각의 대역폭에 대해 F와 N의 최적 조합을 얻기 위한 이러한 규칙을 적용하면, F와 N의 최적의 조합은 아래와 식 1과 같이 주어진다.
[식 1]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2), (3, 1), (4, 1)
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4), (3, 2), (4, 2)
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8), (3, 4), (4, 4)
상기 결과를 기초로, 외부 퍼뮤테이션을 위한 최적의 값 N은 수학식 1과 같이 결정된다.
[수학식 1]
N=k*f(24/F/D)
여기서, D는 DRU에 의해 얻을 수 있는 목표 다이버시티 차수인 기본값 4일 수 있다. f(x)의 출력은 'x'보다 작은 수 중에서 가장 큰 짝수이고, 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 k는 각각 1, 2, 4이다.
수학식 1은 다음과 같이 식 2와 같이 표현될 수 있다.
[식 2]
F=2일 때에, 대역폭 5MHz, 10MHz, 20MHz 에 대해 각각, N=2*k, k=1, 2, 4
F=3일 때에, 대역폭 5MHz, 10MHz, 20MHz 에 대해 각각, N=k, k=1, 2, 4
F=4일 때에, 대역폭 5MHz, 10MHz, 20MHz 에 대해 각각, N=k, k=1, 2, 4
상술한 식 2는 제1 주파수 파티션의 대역폭이 또 다른 주파수 파티션의 대역폭과 동일하다는 것을 가정한다. 그러나, 만일 주파수 파티션들의 대역폭들이 서로 동일하지 않은 경우에, 외부 퍼뮤테이션을 위한 입도 N은 최소 대역폭을 갖는 주파수 파티션의 자원 유닛들의 개수를 고려함으로써 결정될 수 있다.
로컬 퍼뮤테이션 및 분산 퍼뮤테이션을 위한 서로 다른 입도(granularity)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 퍼뮤테이션 수행 이후에, 로컬 할당 및 분산 할당을 위한 자원 영역들은 서로 분리되어 보존될 수 있다. 다르게는, 외부 퍼뮤테이션 도중에, 로컬 할당 및 분산 할당을 위한 자원 영역들은 서로 분리되어 보존될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 시그널링 오버헤드와 대역 스케쥴링 이득을 모두 고려할 때에, 외부 퍼뮤테이션을 위해 더 큰 입도를 사용하는 것이 로컬 퍼뮤테이션에 대해 더 이득이 된다. 그리고, 다이버시티 이득을 고려할 때에 외부 퍼뮤테이션을 위해 더 작은 입도를 사용하는 것이 분산 퍼뮤테이션에 대해 더 이득이 된다. 최적의 시스템 성능은 로컬 퍼뮤테이션에 대한 입도 N_l 및 분산 퍼뮤테이션에 대한 또 다른 입도 N_d를 가지고 달성할 수 있다. 이에 따라, 분산 퍼뮤테이션을 위한 입도와 로컬 퍼뮤테이션을 위한 입도가 서로 다른 값으로 설정되는 시스템 내에서 통신함으로써, 로컬 퍼뮤테이션을 위한 최적의 입도 N_l과 분산 퍼뮤테이션을 위한 최적의 입도 N_d를 따로 결정하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, CRU와 DRU는 FFR을 위하여 각각의 주파수 파티션들에 대해 개별적으로 할당될 수 있기 때문에, 한 세트의 N_l과 N_d는 각 주파수 파티션에 따라 개별적으로 할당될 수 있다. 각 주파수 파티션의 N_l의 값 및/또는 N_d의 값은 개별 주파수 파티션의 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최적의 입도 N_l 및 N_d는, 특히 주파수 파티션이 FFR 구현을 위해 보존될 때에, 각 주파수 파티션의 특성을 기초로 결정된다.
로컬 퍼뮤테이션을 위한 N_l과 분산 퍼뮤테이션을 위한 N_d를 별도로 설정하는데 사용되는 설계 기준은, 퍼뮤테이션 모드(permutation mode)에 상관없이 N값을 설정하는데 사용되는 상술한 설계 기준과 비슷하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외부 퍼뮤테이션에 사용되는 N_l 및 N_d 값을 설정하는데 사용되는 예시적인 설계 기준을 아래에 설명한다.
첫째, 하나의 무선 통신 시스템이 여러 개의 대역폭을 지원할 수 있기 때문에, 외부 퍼뮤테이션에 대한 공식을 복잡하지 않게 하기 위해, 또는 외부 퍼뮤테이션을 위해 사용되는 공식들의 개수를 제한하기 위해, 지원 가능한 대역폭들과 연관하여 N_l 및 N_d 값을 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, N_l 및 N_d는 각각 대역폭에 대한 단조 증가함수일 수 있다.
둘째, 특히 FFR 그룹핑의 경우에, 각 주파수 파티션의 특성을 고려하여 N_l과 N_d의 값을 결정하는 것이 바람직하다. 주파수 대역들 또는 PRU들에 대한 자유도가 각각의 주파수 그룹(예컨대, FFR 그룹)에 대해 서로 다를 수 있기 때문에, 서로 다른 주파수 파티션들(예컨대, FFR 그룹들)의 N_l 및/또는 N_d는 서로 다른 값을 가질 수 있다.
셋째, 어떤 주파수 파티션에 대해, 예를 들어, 주파수 재사용율이 1인 주파수 파티션에 대해, CRU에 의해 얻을 수 있는 대역 스케쥴링 이득을 감소시키지 않을 만큼 충분히 큰 값을 가지며, DRU에 의해 얻을 수 있는 다이버시티 이득을 감소시키지 않을 만큼 충분히 작은 값을 갖는 N을 정하는 것이 바람직하다. 즉, N_l은 CRU의 이점을 살릴 수 있는 값으로 설정되고, N_d는 DRU의 이점을 살릴 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
넷째, 어떤 주파수 파티션에 대해, 예를 들어, 주파수 재사용율이 K(K>1)인 주파수 파티션에 대해, N 값은 될 수 있는 한 작게 하여 설정하는 것이 바람직한 데, 이는 주파수 재사용율이 K(K>1)인 섹터에 대해 주파수 대역 또는 PRU를 할당하는 자유도가 작기 때문이며, 또한 셀들 간 또는 섹터 간의 간섭 완화(interference mitigation)가 고려되어야 하기 때문이다. 따라서, N_l과 N_d를 모두 작은 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.
다섯째, N 값이 각 지원되는 대역폭에 대한 총 자원 유닛의 개수의 약수가 되도록 상기 N 값을 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 대역폭이 5MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 24일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 및 12 중 어느 하나이고, 대역폭이 10MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 48일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 및 24 중 어느 하나이고, 대역폭이 20MHz이고 총 자원 유닛의 개수가 96일 때에, 허용 가능한 N 값은 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 및48중 어느 하나이다. 위의 값들은 5MHz, 10MHz, 및 20MHz의 대역폭에 의해 지원되는 모든 이용 가능한 값이다.
여섯째, 하나의 주파수 파티션의 대역폭이 다른 하나의 주파수 파티션의 대역폭과 동일하다는 가정하에, 주파수 파티션들의 총 개수 F에 관련 지어 N 값을 선택하는 것이 바람직하다. 즉, N 값은 F에 대한 단조 감소 함수이다. 여기서, 주파수 파티션들은 FFR 방식이 사용될 때에 각 FFR 그룹에 대응할 수 있다. 이러한 설계 기준에 따라, 주어진 조건을 위해 아래의 관계를 얻을 수 있다.
만일 F=1이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 24, 48, 및 96이다.
만일 F=2이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 12, 24, 및48 이다.
만일 F=3이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 8, 16, 및 32 이다.
만일 F=4이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 6, 12, 및 24 이다.
만일 F=6이라면, 각 주파수 파티션들에 포함된 자원 유닛들의 개수는 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 4, 8, 및 16 이다.
그러나, F가 4를 초과하는 경우에는, 각 주파수 파티션에 포함되는 자원 유닛들의 개수는 CRU 또는 DRU에 의해 제공되는 이로운 효과를 얻지 못할 정도로 작아진다. 따라서, F 값이 1, 2, 3, 및 4 중 어느 하나의 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.
마지막으로, DRU 및 다이버시티 차수(diversity order)와 연관지어 N값을 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 바람직하게는 N 값은 다이버시티 차수에 따라 단조 감소하는 함수이다.
이제부터, 주파수 재사용율 1의 주파수 파티션에 대해 N_l과 N_d의 최적 값을 결정하는 방법을 자세히 설명한다.
다른 가능한 대역폭들도 있지만, 5MHz, 10MHz, 및 20MHz 중 어느 하나의 대역폭을 가정한다. 그리고 다른 주파수 재사용율 값들 중에서도, 주파수 재사용율 1에 대하여 다이버시티 차수 3 또는 4를 달성하는 데에 적어도 3 또는 4개의 DRU가 필요하다는 것을 가정한다. 외부 퍼뮤테이션을 위한 최적의 N 값은, N 값을 최대 한 증가시킴으로써, 대역폭과 F의 조합에 따라 얻을 수 있다. F와 대역폭의 각 조합에 대해 최적의 N을 얻기 위한 이러한 규칙을 적용하면, F와 N의 최적의 조합은 아래 식3과 같이 주어진다.
[식 3]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2), (3, 2), (4, 1)
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4), (3, 3), (4, 2)
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8), (3, 4), (4, 4)
N_l과 N_d는 미리 결정된 기준에 따라 상기 나열한 N 값 중에서 선택될 수 있다.
만일 각 대역폭에 대해 N_l과 N_d가 모두 결정되었다면, 아래 식 4와 같이 N의 최대값은 N_l로 선택되고, N의 최소값은 N_d로 선택된다.
[식 4]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2 ), (3, 2), (4, 1 )
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4 ), (3, 3), (4, 2 )
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8 ), (3, 4), (4, 4 )
식 4는, 적절한 값을 굵게 밑줄 처리 함으로써 각 대역폭에 대한 N의 최소값과 N의 최대값을 강조하기 위해 식 3을 다른 형태로 다시 쓴 것이다. 이에 따라, 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 (N_l, N_d)=(2, 1), (N_l, N_d)=(4, 2), 및 (N_l, N_d)=(8, 4)이다. 또한 식 4로부터, 만약 대역폭에 상관없이 일관된 N의 값을 적용해야 한다면 주파수 사용률이 1인 파티션과 주파수 사용률이 3인 파 티션이 모두 존재하는 시스템의 경우(F=4) 최적의 N_l, N_d의 값은 가장 큰 N의 값과 가장 작은 N의 값으로서 각각 4와 1로 선택된다.
또 다른 실시예에서, N_l은 대역폭에 따라 결정될 수 있고, N_d는 DRU 다이버시티 이득을 위해 대역폭에 상관없이 1로 고정된다. 이 경우에, N의 최대 값은 다음 식 5와 같이 각 대역폭에 대해 N_l로서 선택된다.
[식 5]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2 ), (3, 2), (4, 1)
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4 ), (3, 3), (4, 2)
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8 ), (3, 4), (4, 4)
식 5는, 적절한 값을 굵게 밑줄 처리 함으로써 각 대역폭에 대한 N의 최대값을 강조하기 위해 식 3을 다른 형태로 다시 쓴 것이다. 이에 따라, 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 (N_l, N_d)=(2, 1), (N_l, N_d)=(4, 1), 및 (N_l, N_d)=(8, 1)이다. 또한 식 5로부터, 만약 대역폭에 상관없이 일관된 N의 값을 적용해야 한다면 주파수 사용률이 1인 파티션과 주파수 사용률이 3인 파티션이 모두 존재하는 시스템의 경우(F=4) 최적의 N_l 값은 가장 큰 대역폭을 고려하는 4로 선택된다.
또 다른 실시예에서, N_d는 DRU 다이버시티 이득을 위해 대역폭에 관계 없이 1로 고정되고, N_l은 F=2보다는 F=3을 목표로 하여 대역폭에 따라 결정될 수 있다. 이 경우에, F=3일 때에 얻게 되는 N은 식 6과 같이 각 대역폭에 대해 N_l로서 선택된다.
[식 6]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2), (3, 2 ), (4, 1)
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4), (3, 3 ), (4, 2)
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8), (3, 4 ), (4, 4)
식 6은, 적절한 값을 굵게 밑줄 처리 함으로써 각 대역폭에 대한 N의 최대값을 강조하기 위해 식 3을 다른 형태로 다시 쓴 것이다. 이에 따라, 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 (N_l, N_d)=(2, 1), (N_l, N_d)=(3, 1), 및 (N_l, N_d)=(4, 1)이다. 또한 식 6로부터, 만약 대역폭에 상관없이 일관된 N의 값을 적용해야 한다면 최적의 N_l 값은 가장 큰 대역폭을 고려하여 4로 선택된다.
또 다른 실시예에서, N_l은 선형 증가(linear increase)를 갖는 대역폭에 따라 결정될 수 있고, N_d는 DRU 다이버시티 이득을 위해 대역폭에 상관없이 1로 고정된다. 이 경우에, F=3일 때 얻게 되는 N 값은 각 대역폭에 대해 식 7과 같이 N_l로서 선택된다.
[식 7]
대역폭 5MHz에 대해, (F, N) = (2, 2), (3, 2 ), (4, 1)
대역폭 10MHz에 대해, (F, N) = (2, 4), (3, 3 ), (4, 2)
대역폭 20MHz에 대해, (F, N) = (2, 8), (3, 4 ), (4, 4)
식 7은, 적절한 값을 굵게 밑줄 처리 함으로써 각 대역폭에서 F=3일 때에 N의 최대값을 강조하기 위해 식 3을 다른 형태로 다시 쓴 것이다. 이에 따라, 대역폭 5MHz, 10MHz, 및 20MHz에 대해 각각 (N_l, N_d)=(1, 1), (N_l, N_d)=(2, 1), 및 (N_l, N_d)=(4, 1)이다. 또한 식 7로부터, 대역폭에 상관없이 일관된 N의 값을 적용한다고 하면 최적의 (N_l,N_d)의 세트는 가장 큰 대역폭을 고려하여 (4,1)로 선택된다.
이하, 주파수 재사용율 K(K>1)를 갖는 주파수 파티션을 갖는 시스템에 대해 N_l 및 N_d의 최적 값을 정하는 구체적인 방법이 설명된다.
다른 가능한 대역폭들도 있지만, 5MHz, 10MHz, 및 20MHz 중 어느 하나의 대역폭을 가정한다. 주파수 재사용율 K(K>1)를 갖는 섹터에 대하여, 주파수 대역 또는 PRU를 할당하기 위한 자유도는 상대적으로 작고 또한 셀들 또는 섹터들 간의 간선 완화가 고려될 필요가 있기 때문에, 주파수 재사용율 1을 위해 사용되는 입도로서 더 작은 입도가 선호된다.
본 발명의 일 예에 따르면, N_l과 N_d의 최적 값은 식 8과 같이 대역폭에 관계없이 1로 설정된다.
[식 8]
대역폭 5MHz에 대해, N_l=1, N_d=1
대역폭 10MHz에 대해, N_l=1, N_d=1
대역폭 20MHz에 대해, N_l=1, N_d=1
본 발명의 다른 예에 따르면, 식 9와 같이 최적의 N_l의 값은 대역폭에 따라 설정되지만, N_d는 대역폭에 상관없이 1로 설정된다.
[식 9]
대역폭 5MHz에 대해, N_l=2, N_d=1
대역폭 10MHz에 대해, N_l=3, N_d=1
대역폭 20MHz에 대해, N_l=4, N_d=1
본 발명의 다른 예에 따르면, 식 10과 같이 최적의 N_l의 값은 선형 증가를 갖는 대역폭에 따라 설정되지만 N_d는 대역폭에 상관 없이 1로 설정된다.
[식 10]
대역폭 5MHz에 대해, N_l=1, N_d=1
대역폭 10MHz에 대해, N_l=2, N_d=1
대역폭 20MHz에 대해, N_l=4, N_d=1
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로컬 퍼뮤테이션을 위한 입도는 N_l이고 분산 퍼뮤테이션을 위한 입도는 N_d이다. 이 경우에, 외부 퍼뮤테이션을 위한 공식은 사용자의 수 또는 각 퍼뮤테이션 모드를 지원하는 RU의 개수, N_l 및 N_d, 및 주파수 파티션들의 개수 F에 의한 함수이다. 일 예로, 주파수 파티션들은 FFR 방식이 이용될 때에 FFR 그룹에 대응될 수 있다. 이 함수는 수학식 2로 주어질 수 있다.
[수학식 2]
외부 퍼뮤테이션 규칙=f(로컬 퍼뮤테이션을 위한 사용자(RU)의 개수, 분산 퍼뮤테이션을 위한 사용자(RU)의 개수, N_d, N_l, FFR 그룹의 개수)
수학식 2를 위한 독립 변수로서 FFR 그룹별/퍼뮤테이션 모드별 RU의 개수가 더 요구될 수 있다.
이 때, 외부 퍼뮤테이션을 수행했을 때, DRU들(CRU들) 사이의 CRU들(DRU들) 의 개수가 N_l(N_d)의 배수가 될 수 있도록 외부 퍼뮤테이션 규칙을 설계하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제어 영역을 위해 추가적인 입도 N_c가 요구되는 경우에, 외부 퍼뮤테이션을 설계할 때에 N_c가 고려될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 주파수 파티셔닝(partitioning)을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4를 참조하면, 'PRU'(401)는 물리 주파수 축에서 배열된 한 그룹의 물리 자원 유닛들을 나타내고, 'PRUSB'(402)는 서브밴드(sub-band)라고 불리우는 CRU들을 위한 한 그룹의 자원 유닛들을 나타내고, 'PRUMB'(403)는 미니밴드(mini-band)라고 불리우는 DRU를 위한 한 그룹의 자원 유닛들을 나타내고, 'PRUMB'(404)는 제2 미니밴드라고 불리우는 DRU를 위한 재구성된(rearranged) 그룹의 자원 유닛을 나타내고, '주파수. Part 1'(405)은 본 발명에 따른 제1 주파수 파티션을 나타내고, 그리고 '주파수. Part 2'(406)는 본 발명에 따른 제2 주파수 파티션을 나타낸다. 'PRU'(401) 내의 자원 유닛들은 단계(S402)에 의해 'PRUSB'(402) 및 'PRUMB'(403)로 다시 그룹핑 된다. 'PRUMB'(403) 내의 자원 유닛들은 단계(S403)에 의해 하나의 자원 유닛을 단위로 퍼뮤팅된다. 'PRUSB'(402) 및 'PRUMB'(404) 내의 자원 유닛들은 단계(S404)에 의해 대응되는 주파수 파티션으로 매핑된다.
도 4에 따르면, CRU를 위한 입도는 4이고, DRU를 위한 입도는 1이다. 결국, 'PRU'(401) 내의 자원 유닛들은 주파수 파티션 '주파수. Part 1'(405) 및 '주파수. Part 2'(406)로 분할되어 들어간다. 내부 단계(S402, S403, S404)를 위한 알고리즘은 실제 구현 예에 따라 변경될 수 있다.
도 4에서, 두 개의 주파수 파티션(405, 406)이 존재한다. 그러나, 3개 이상의 주파수 파티션을 가질 수도 있다. 또한, 도 4를 참조하면 서브밴드(402)의 마지막 4개의 PRU가 제2 주파수 파티션(주파수. Part 2)(406)에 매핑되는 것을 알 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 서브밴드(402)의 다른 4개의 PRU들이 매핑될 수 있다. 이러한 4개의 PRU들은 연속적이거나 또는 연속적이 아닐 수 있다. 또한 도 4를 참조하면, 재구성된 미니밴드(404)의 첫 번째 4개의 PRU는 제1 주파수 파티션(주파수. Part 1)(405)으로 매핑되는 것을 알 수 있다. 또 다른 실시예에서, 재구성된 미니밴드(404)의 서로 다른 PRU들은 제1 주파수 파티션(405)으로 매핑될 수 있다. 사실상, 재구성된 미니밴드(404)의 하나 이상의 연속적인 또는 비연속적인 PRU들은 어느 것이라도 임의의 주파수 파티션에 매핑될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PRU들은 서로 다른 주파수 파티션들로 나뉘어지고, 그 다음 각 파티션 내에서 부반송파에 대한 퍼뮤테이션이 수행된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나 이상의 주파수 파티션으로 분할된 서브프레임 내의 부반송파들을 퍼뮤팅하는 예시적인 방법을 나타낸다.
단계(501)에서, 로컬 자원 할당을 위한 PRU들은 N_l 개의 자원 유닛을 단위로 하여 하나의 주파수 파티션에 매핑된다. 그리고 분산 자원 할당을 위한 PRU들은 N_d 개의 자원 유닛을 단위로 하여 상기 주파수 파티션에 매핑된다. 이때 N_l≠N_d이다. 이 경우에, 바람직하게는, 상술한 식 1 내지 식 10에 따라 N_l은 4이 고 N_d는 1의 값을 갖는다. 그 다음, 단계(502)에서, 상기 주파수 파티션 내의 분산 자원 할당을 위한 PRU들의 부반송파는 전체 분산 자원 할당 영역에 걸쳐 확산(spread)된다. 이 경우에, 이 부반송파들이 한 쌍의 부반송파의 입도를 가지고 확산되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 신호를 위한 영역이 필요한 경우에, 이 영역은 상술한 주파수 파티션들과는 별도로 보존될 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 상술한 특징들은 상기 제어 신호를 위해 보존된 상기 영역들을 제외한 자원에 대해 적용될 수 있다.
도 6은 도 3, 도 4, 및 도 5의 방법을 포함하여 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸다. 이 무선 통신 시스템은 E-UMTS(evolved-universal mobile telecommunications system)의 네트워크 구조를 가질 수 있다. E-UMTS는 또한 LTE(long term evolution) 시스템으로 불리울 수 있다. 이 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위해 폭넓게 채택될 수 있다.
도 6를 참조하면, E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network)은 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)을 제공하는 하나 이상의 BS(Base station, 기지국) (20)을 갖는다.
사용자 기기(User Equipment, UE) (10)는 고정되어 있거나 이동 할 수 있으며, 이동국(mobile station, MS), 사용자 단말(user terminal, UT), 가입자 국(subscriber station, SS), 무선 기기와 같은 다른 용어로 지칭될 수 있다. BS (20)은 UE(10)과 통신하는, 보통 고정된 국(station)이며, eNB(evolved node-B), BTS(base transceiver system), 접속 포인트(access point)와 같은 다른 용어로 지칭될 수도 있다. BS(20)의 커버리지(coverage) 내에는 하나 이상이 셀이 존재한다. 사용자 트래픽(user traffic) 또는 제어 트래픽(control traffic)을 송신하는 인터페이스는 BS(20)들 간에 사용될 수 있다. 지금부터, 다운링크(downlink)는 BS(20)에서부터 UE(10)으로의 통신 링크로서 정의되며, 업링크(uplink)는 UE(10)에서부터 BS(20)까지의 통신 링크로서 정의된다.
BS(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호 연결된다. BS(20)들은 또한 S1 인터페이스에 의해 EPC(evolved packet core)에 연결되며, 특히, MME(mobility management entity)/ S-GW(serving gateway) (30)에 연결된다. S1 인터페이스는 BS(20)과 MME/S-GW(30) 사이의 다대다(many-to-many) 연결을 지원한다.
도 7은 장치(50)의 구성 요소들을 나타내는 다이어그램이다. 이 장치(50)는 도 6의 UE이거나 BS일 수 있다. 또한, 이 장치(50)는 도 3 내지 도 5에 의한 방법들을 수행할 수 있다. 장치(50)는 프로세서(51), 메모리(52), 무선 주파수 유닛(RF 유닛)(53), 디스플레이 유닛(54), 및 사용자 인터페이스 유닛(55)를 포함한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어(layers)들은 프로세서(51) 내에서 구현된다. 프로세서(51)는 제어 플랜과 사용자 플랜을 제공한다. 각 레이어의 기능은 프로세서(51) 내에서 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)를 포함할 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다. 만일 장치(50)가 UE라면, 디스플레이 유닛(54)은 다양한 정보를 디스플레이하고, LCD(liquid crystal display), OLED(organic light emitting diode)과 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 유닛(55)은 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다. RF 유닛(53)은 프로세서(51)에 연결되어 무선 신호를 송수신할 수 있다.
UE와 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은, 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제1 레이어(L1), 제2 레이어(L2), 및 제3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어, 또는 PHY 레이어는, 상기 제1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(radio resource control) 레이어는 상기 제3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. UE와 네트워크는 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환한다.
이 기술 분야의 숙련된 자들에게는, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않도록 본 발명의 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은, 여기에 첨부된 청구범위와 그 등가물의 범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있도록 의도되었다.
본 발명은 셀룰라 시스템을 위해 사용되는 무선 이동 통신 장치에 적용 가능하다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명의 원리를 설명하기 위한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 것이다.
도 1은 PUSC (Partial Usage of Subchannel) 무선 통신을 위한 시간-주파수 자원들의 예시적인 분할(segmentation)을 나타낸다.
도 2는 셀룰라 시스템 내의 예시적인 FFR (fractional frequency reuse) 구성(configuration)을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따라 부반송파를 자원에 매핑하는 처리 절차를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 양상에 따른 주파수 파티셔닝(partitioning)의 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나 이상의 주파수 파티션으로 분할되는 서브 프레임 내의 부반송파들을 퍼뮤팅하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 6은 도 3, 도 4, 및 도 5 중 적어도 하나에 따라 동작하도록 되어 있는 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸다.
도 7은 도 3, 도 4, 및 도 5 중 적어도 하나에 따라 동작하도록 되어 있으며, 도 6의 BS 또는 UE에 대응하는 장치(50)의 구성 요소들을 나타내는 블록도이다.

Claims (18)

  1. 통신 장치에서 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    물리 자원 유닛(Physical Resource Unit, PRU)를 두 개의 그룹으로 파티셔닝하는 단계로서, 상기 두 개의 그룹은 각각 주파수 선택적 할당을 위한 서브밴드 PRU들과 주파수 다이버시티 할당을 위한 제1 미니밴드 PRU들을 포함하는, 단계,
    상기 제1 미니밴드 PRU들을 주파수 다이버시티 할당을 위해 N_l개의 연속된 PRU 단위로 퍼뮤팅하고, 퍼뮤팅된 제1 미니밴드 PRU들을 제2 미니밴드 PRU들에 매핑하는 단계;
    상기 서브밴드 PRU들을 주파수 선택적 할당을 위해 N_d개의 연속된 PRU 단위로 퍼뮤팅하는 단계;
    상기 서브밴드 PRU들 및 상기 제2 미니밴드 PRU들을 적어도 하나의 주파수 파티션에 할당하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 N_l 은 상기 N_d 보다 큰, 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N_l 은 4이고, 상기 N_d 은 1인, 신호 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주파수 파티션 상으로 상기 신호를 전송하는 단계;
    를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주파수 파티션은 CRU(contiguous resource unit) 및 DRU(distributed resource unit)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 파티션 각각의 PRU들의 일부분을 상기 CRU에 할당하고, CRU에 할당되는 PRU외의 나머지 PRU들을 DRU에 할당하는 단계 및 상기 DRU에서 PRU들의 부반송파들을 스프레딩하는 단계;
    를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
  7. 신호를 전송하는 장치에 있어서,
    메모리;
    무선 주파수 송수신기;
    표시 장치;
    사용자 인터페이스; 및
    상기 메모리, 상기 무선 주파수 송수신기, 상기 표시 장치, 및 상기 사용자 인터페이스에 작동 가능하게 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 물리 자원 유닛(Physical Resource Unit, PRU)를 두 개의 그룹으로 파티셔닝하는 단계로서, 상기 두 개의 그룹은 각각 주파수 선택적 할당을 위한 서브밴드 PRU들과 주파수 다이버시티 할당을 위한 제1 미니밴드 PRU들을 포함하는, 단계,
    상기 제1 미니밴드 PRU들을 주파수 다이버시티 할당을 위해 N_l개의 연속된 PRU 단위로 퍼뮤팅하고, 퍼뮤팅된 제1 미니밴드 PRU들을 제2 미니밴드 PRU들에 매핑하는 단계;
    상기 서브밴드 PRU들을 주파수 선택적 할당을 위해 N_d개의 연속된 PRU 단위로 퍼뮤팅하는 단계;상기 서브밴드 PRU들 및 상기 제2 미니밴드 PRU들을 적어도 하나의 주파수 파티션에 할당하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 N_l 은 상기 N_d 보다 큰, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 N_l 은 4이고, 상기 N_d 은 1인,장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 무선 주파수 송수신기가 상기 적어도 하나의 주파수 파티션 상으로 상기 신호를 전송하는 것을 제어하는, 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 장치는 무선으로 기지국과 통신하도록 구성된 모바일 통신 장치인, 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 장치는 모바일 장치와 무선으로 통신하도록 설정된 기지국 장치인, 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주파수 파티션은 CRU(contiguous resource unit) 및 DRU(distributed resource unit)를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 주파수 파티션 각각의 PRU들의 일부분을 상기 CRU에 할당하고, CRU에 할당되는 PRU외의 나머지 PRU들을 DRU에 할당하는 단계 및 상기 DRU에서 PRU들의 부반송파들을 스프레딩하는, 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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