KR20050091578A

KR20050091578A - 직교 주파수 분할 다중 접속-시분할 듀플렉싱 방식을사용하는 통신 시스템에서 공통 제어 정보 송수신 장치 및방법

Info

Publication number: KR20050091578A
Application number: KR1020040017071A
Authority: KR
Inventors: 이성진; 홍승은; 강현구; 임근휘; 구창회; 장홍성; 손중제; 손영문; 김소현; 강현정; 임형규; 박중신; 심재정; 장용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-15

Abstract

본 발명은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 인접한 서브 캐리어 대역들의 집합인 서브 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 서비스를 받고 있는 모든 가입자 단말기들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 송신하는 방법에 있어서, 상기 서브 채널들중 미리 설정한 설정 개수의 서브 채널들을 상기 공통 제어 정보를 송신하기 위한 공통 제어 정보 채널로 결정하는 과정과, 상기 공통 제어 정보를 상기 공통 제어 정보 채널을 통해 송신하는 과정을 포함한다.

Description

직교 주파수 분할 다중 접속-시분할 듀플렉싱 방식을 사용하는 통신 시스템에서 공통 제어 정보 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING COMMON CONTROL INFORMATION IN A COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS-TIME DIVISION DUPLEXING SCHEME}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속-시분할(OFDMA-TDD: Orthogonal Frequency Division Multiple Access-Time Division Duplexing, 이하 'OFDMA-TDD'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하, 'OFDMA-TDD 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에 관한 것으로서, 특히 모든 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 한다)들이 공통으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 E있다.

상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 OFDMA 방식을 적용한 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하며, 결국 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 특히, IEEE 802.16d 통신 시스템은 상기 SS에 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 통신 시스템으로서, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템을 일 예로 하여 상기 OFDMA-TDD 통신 시스템의 프레임(frame) 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 1은 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 가로축(145)은 OFDMA 심벌 번호(OFDMA symbol number)를 나타내며, 세로축(147)은 서브 채널 번호(sub-channel number)를 나타낸다. 상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 1개의 OFDMA 프레임은 다수개, 일 예로 12개의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수개, 일 예로 L개의 서브 채널들로 구성된다. 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들, 특히 데이터 서브 캐리어들을 전체 주파수 대역에 분산시켜 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 획득하는 것을 목적으로 하는 통신 시스템이다. 또한, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에서는 송수신기간에 시간 오프셋(time offset) 및 주파수 오프셋(frequency offset)을 조정하고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 레인징(ranging) 동작을 수행한다. 상기와 같은 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 다운링크(downlink)에서 업링크(uplink)로의 변환은 송신/수신 천이 공백(TTG: Transmit/receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭하기로 한다)(151) 동안 이루어진다. 또한, 상기 업링크에서 다운링크로의 변환 과정 역시 상향 링크에서 하향 링크로의 변환 역시 수신/송신 천이 공백(RTG: Receive/transmit Transition Gap, 이하 'RTG'라 칭하기로 한다)(155) 동안 이루어진다. 한편, 상기 TTG(151) 및 RTG(155) 이후에는 별도의 프리엠블(preamble) 영역들(111,131,133,135)을 할당하여 송수신기간에 동기를 획득할 수 있도록 한다.

상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조에서는 다운링크 프레임(149)이 프리앰블 영역(111)과, 프레임 관리 헤더(Frame Control Header; 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(113)과, 다운링크 MAP(DL-MAP, 이하 'DL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역(115)과, 업링크 MAP(UL-MAP, 이하 'UL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역들(117,119)과, 다수의 다운링크 버스트(DL burst, 이하 'DL burst'라 칭하기로 한다) 영역들, 즉 DL burst #1 영역(123)과, DL burst #2 영역(125)과, DL burst #3 영역(121)과, DL burst #4 영역(127)과, DL burst #5 영역(129)으로 구성된다.

상기 프리앰블 영역(111)은 송수신기간 동기 획득을 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 송신하는 영역이다. 또한, 상기 FCH(113) 영역은 2개의 서브 채널들로 구성되어 서브 채널, 레인징, 변조 방식 등에 대한 기본 정보를 전달한다. 상기 DL_MAP 영역(115)은 DL_MAP 메시지를 송신하는 영역이며, UL_MAP 영역들(117,119)은 UL_MAP 메시지를 송신하는 영역들이다. 여기서, 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

상기 표 1에서, 다운링크 구간 사용 코드(DIUC: Downlink Interval Usage Code, 이하 'DIUC'라 칭하기로 한다)는 현재 송신되는 메시지가 어떤 목적을 가지고 어떤 방식으로 변조되어 송신되는지를 나타내며, 연결 식별자(CID: Connection IDentifier, 이하 'CID'라 칭하기로 한다)는 상기 DIUC에 해당하는 SS들 각각의 CID를 나타낸다.

또한, OFDMA 심벌 오프셋(symbol offset)은 DL burst에 할당되는 심벌 자원의 오프셋을 나타내며, 서브 채널 오프셋(subchannel offset)은 DL burst에 할당되는 서브 채널 자원의 오프셋을 나타내며, Boosting은 송신 전력시 증가시키는 전력값을 나타내며, OFDMA 심벌의 개수(No. OFDMA Symbols)는 할당된 OFDMA 심벌들의 개수를 나타내며, 서브 채널의 개수(No. Subchannels)는 할당된 서브 채널들의 개수를 나타낸다.

한편, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 다운링크 정보는 DIUC별로 SS들 각각에 대한 정보가 결합된 형태로 표기되며, 따라서 상기 SS들 각각은 상기 DL-MAP 메시지를 모두 복조해야만 상기 SS 자신을 타겟으로 하는 데이터를 해석할 수 있다.

또한, 상기 UL_MAP 메시지에 포함되는 IE들은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

상기 표 2에서, CID는 해당 SS의 CID를 나타내며, 업링크 구간 사용 코드(UIUC: Uplink Interval Usage Code, 이하 'UIUC'라 칭하기로 한다)는 상기 해당 SS가 송신해야하는 메시지가 어떠한 목적을 가지고 어떠한 방식으로 변조되어 송신되어야하는지를 나타낸다. 나머지 값들은 상기 표 1에서 설명한 값들과 유사한 값들이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조에서는 업링크 프레임(153)이 레인징 서브 채널 영역(143)과, 다수의 프리엠블 영역들(131,133,135)과, 다수의 업링크 버스트(UL burst, 이하 'UL burst'라 칭하기로 한다) 영역들, 즉 UL burst #1 영역(137)과, UL burst #2 영역(139)과, UL burst #3 영역(141)으로 구성된다.

상기 레인징 서브 채널 영역(143)은 레인징을 위한 레인징 서브 채널들이 송신되는 영역이며, 상기 프리앰블 영역들(131,133,135)은 송수신기간 동기 획득을 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스를 송신하는 영역이다.

한편, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않는 통신 시스템이기 때문에, 즉 고정 통신 시스템이기 때문에 상기와 같은 기지국 정보, 즉 시스템 정보를 미리 설정한 설정 주기로 별도의 메시지 형태를 통해 SS에게 전달하였었다. 현재 4G 통신 시스템은 상기 SS에 고속 이동성을 지원하는 형태로 발전하고 있으며, 따라서 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템 역시 상기 SS의 고속 이동성 지원을 해야만 한다. 그러나, 현재 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 상기에서 설명한 바와 같이, 특히 다운링크의 경우 임의의 SS는 자신을 타겟으로 하는 제어 정보를 검출하기 위해서 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 모든 SS들을 타겟으로 하는 대용량의 시스템 정보를 모두 복조해야만 한다. 따라서, 상기 SS는 기지국에서 송신하는 시스템 정보중 상기 SS를 타겟으로 하는 정보를 검출하기 위해서 많은 시간을 소요하고, 이런 시간 소요의 증가는 고속 이동 환경에 존재하는 SS의 서비스 품질 저하를 초래하게 된다는 문제점을 가진다.

또한, 상기 SS는 상기 기지국내 어느 영역에 존재하더라도 상기 기지국에서 송신하는 시스템 정보를 복조할 수 있어야만 하기 때문에 상기 기지국은 상기 시스템 정보를 포함하는 메시지, 즉 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지를 가장 강력한(robustest) 변조 방식을 사용하여 송신하게 된다. 이 경우, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지의 정보들은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 모든 SS들에게 공통적으로 적용되는 것이 아니기 때문에 불필요한 데이터 용량의 손실을 초래하게 된다는 문제점을 가진다.

따라서, 상기 고속 이동 지원 및 자원의 효율성을 고려하는 새로운 형태의 시스템 정보 송수신 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 OFDMA-TDD 통신 시스템에서 공통 제어 정보를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 인접한 서브 캐리어 대역들의 집합인 서브 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 서비스를 받고 있는 모든 가입자 단말기들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 송신하는 방법에 있어서, 상기 서브 채널들중 미리 설정한 설정 개수의 서브 채널들을 상기 공통 제어 정보를 송신하기 위한 공통 제어 정보 채널로 결정하는 과정과, 상기 공통 제어 정보를 상기 공통 제어 정보 채널을 통해 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속-시분할(OFDMA-TDD: Orthogonal Frequency Division Multiple Access-Time Division Duplexing, 이하 'OFDMA-TDD'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하, 'OFDMA-TDD 통신 시스템'이라 칭하기로 한다), 일 예로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템에서 모든 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 한다)들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보, 즉 시스템 정보(SI: System Information)를 송수신하는 방안에 대해서 제안한다. 또한, 본 발명에서는 설명의 편의상 IEEE 802.16d 통신 시스템을 일 예로 하여 설명하나 본 발명에서 제안하는 공통 제어 정보 송수신 방안은 상기 OFDMA-TDD 방식을 사용하는 다른 통신 시스템들에서도 사용될 수 있음은 물론이다.

그러면 여기서 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16d 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16d 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 설명하기에 앞서, 상기 도 2에 도시되어 있는 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조는 다운링크(downlink) 프레임 구조만을 나타낸 것임에 유의하여야만 한다. 여기서, 상기 다운링크 프레임 구조만을 고려하여 설명하는 이유는 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 기존의 IEEE 802.16d 통신 시스템이 다운링크 프레임상에서 SS들에 대한 정보를 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지와 같은 메시지 형태로 송신함으로써 발생하던 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 새로운 공통 제어 정보 채널, 즉 시스템 정보 채널(SICH: System Information CHannel, 이하 'SICH'라 칭하기로 한다)을 제안하는 것이기 때문이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 다운링크 프레임은 프리엠블(PREAMBLE) 영역과, SICH 영역과, 다수의 미니 MAP(MINI-MAP, 이하 'MINI-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역들과, 채널 디스크립터(CD: Channel Discriptor, 이하 'CD'라 칭하기로 한다) 영역과, 다수의, 일 예로 M개의 트래픽 버스트(TRAFFIC BURST, 이하 'TRAFFIC BURST'라 칭하기로 한다) 영역들, 즉 TRAFFIC BURST #1 내지 TRAFFIC BURST #M까지의 M개의 TRAFFIC BURST 영역과, 안정적 채널(SAFETY CHANNEL, 이하 'SAFETY CHANNEL'로 칭하기로 한다) 영역들로 구성된다.

상기 프리엠블 영역은 송수신기간 동기 획득을 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 송신하는 영역이다. 여기서, 상기 송신기는 기지국(BS: Base Station)을 나타내며, 수신기는 상기 SS를 나타낸다. 상기 SICH 영역은 상기 시스템 정보를 송신하는 SICH 신호를 송신하는 영역으로서 이는 하기에서 도 3을 참조하여 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 MINI-MAP 영역들은 MINI-MAP 메시지를 송신하는 영역으로서, 상기 다수의 MINI-MAP 영역들은 서로 다른 변조 및 코딩 방식(MCS ; Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다)을 적용하여 상기 MINI-MAP 메시지를 송신한다. 즉, 상기 다수의 MINI-MAP 영역들중 임의의 1개의 MINI-MAP 영역은 변조 방식으로 QPSK(Quadrqture Phase Shift Keying) 방식을 적용하고, 코딩 레이트(coding rate) 1/12을 적용하는 MCS 레벨을 적용하여 상기 MINI-MAP 메시지를 송신하고, 나머지 MINI-MAP 영역들은 변조 방식으로 QPSK 방식을 적용하고, 코딩 레이트 1/2을 적용하여 상기 MINI-MAP 메시지를 송신한다. 상기 MINI-MAP 메시지는 업링크 제어 채널(UCC: Uplink Control Channel, 이하 'UCC'라 칭하기로 한다) 위치를 나타내는 UCC 영역 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)(UCC_REGION_IE, 이하 'UCC_REGION_IE'라 칭하기로 한다)와, 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code 야vision Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 할당 IE(CDMA_ALLOCATION_IE, 이하 'CDMA_ALLOCATION_IE'라 칭하기로 한다)를 포함한다.

상기 CD 영역은 상기 CD 정보를 송신하는 영역으로서, 상기 기지국에서 할당한 채널의 구체적인 정보를 포함하는 CD 메시지를 송신하는 영역이다. 한편, 상기 CD 메시지는 상기 CD 메시지내에 구성 변경 카운트(configuration change count, 이하 'configuration change count'라 칭하기로 한다)라는 고유한 카운트 값을 포함하여 송신되며, 상기 CD 메시지가 변경될 때마다 상기 configuration change count 값이 1씩 증가하게 된다.

상기 TRAFFIC BURST 영역들은 실제 트래픽을 송신하는 영역이며, 상기 SAFETY CHANNEL 영역은 상기 SAFETY CHANNEL 신호가 송신되는 영역이다. 상기 SAFETY CHANNEL은 기지국의 경계 지역에 존재하는 SS들의 채널 안정성을 위해 제안된 채널로서, 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16d 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 도 2의 SICH 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 3은 도 2의 SICH 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 3을 설명하기에 앞서, 먼저 상기 SICH는 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 임의의 기지국내 모든 SS들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 송신하는 채널이다. 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 DL-MAP 메시지와, UL-MAP 메시지를 통해 SS들에게 정보를 전달하였었다. 그러나, 상기 SS들 각각이 상기 SS들 자신만을 타겟으로 하는 정보만을 수신하고 싶어도 상기 DL-MAP 메시지와, UL-MAP 메시지를 모두 복조해야만 하던 문제점이 있었다. 그래서, 본 발명에서는 상기 모든 SS들이 공통적으로 수신해야만 하는 정보는 상기 SICH를 통해서 송신하고, 상기 모든 SS들이 공통적으로 수신해야만 하는 정보 이외의 임의의 SS만을 타겟으로 하는 정보는 MIMI-MAP 메시지를 통해 송신하도록 함으로써 SS의 고속 이동성 및 정보 복조에 소요되는 시간을 최소화하여 시스템 성능을 향상시킨다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 SICH는 매 프레임마다 128비트의 고정적인 크기를 갖고 송신되며, 상기 SICH에 연이어 송신되는 MINI-MAP 메시지들과 업링크 및 다운링크 채널에 관련된 정보들을 브로드캐스팅 한다. 상기 SICH는 상기 도 3에 도시한 바와 같이 프레임 번호(FRAME NUMBER, 이하 'FRAME NUMBER'라 칭하기로 한다) 영역과, 루트 MAP(ROOT MAP, 이하 'ROOT MAP'이라 칭하기로 한다) 영역과, 적응적 안테나 시스템 지시자(AASI: Adaptive Antenna System Indicator, 이하 'ASSI'라 칭하기로 한다) 영역과, 업링크 제어 채널 IE 지시자(UCCI: Uplink Control Channel IE Indicator, 이하 'UCCI'라 칭하기로 한다) 영역과, 부호분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 할당 IE 지시자(CAI: CDMA Allocation IE Indicator, 이하 'CAI'라 칭하기로 한다) 영역과, 업링크 MAP 시작 프레임(UMSF: Uplink MAP Start Frame. 이하 'UMSF'라 칭하기로 한다) 영역과, 예약(RES: reserved, 이하 'RES'라 칭하기로 한다) 영역과, CD 카운트(CD CNT: CD Configuration Change Count, 이하 'CD CNT'라 칭하기로 한다) 영역과, 프레임 구성 패턴(FRAME CONFIGURATION PATTERN, 이하 'FRAME CONFIGURATION PATTERN'라 칭하기로 한다) 영역과, 안정적 채널 패턴(SAFETY CHANNEL PATTERN, 이하 'SAFETY CHANNEL PATTERN'이라 칭하기로 한다) 영역과, 기지국 경험 간섭 레벨(BS EXPERIENCED INTERFERENCE LEVEL, 이하 'BS EXPERIENCED INTERFERENCE LEVEL'라 칭하기로 한다) 영역과, 기지국 식별자(BS-ID: BS Identifier, 이하 'BS-ID'라 칭하기로 한다) 영역과, CRC(Cyclic Redundancy Check) 영역으로 구성된다.

그러면 여기서 상기 각 영역들에 대해서 설명하기로 한다.

(1) FRAME NUMBER 영역

상기 FRAME NUMBER 영역은 16 비트 크기를 가지며, 상기 수신된 SICH의 프레임 번호를 나타내며, 매 프레임마다 1씩 증가한다.

(2) ROOT MAP 영역

상기 ROOT MAP 영역은 16 비트 크기를 가지며, 서브 채널 단위로 할당되는 각 MINI-MAP 영역의 길이 정보를 포함한다. 상기 ROOT MAP 영역은 3개의 서브 영역들로 분할되며, 상기 MINI-MAP 영역들에 적용되는 MCS 레벨(level)을 나타낸다. 상기 3개의 서브 영역들중 첫 번째 영역은 6비트 크기를 가지며, 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 QPSK 방식을 변조 방식으로 사용하고, 1/2 코딩 레이트를 적용하는 MINI-MAP 영역의 길이를 서브 채널 단위로 나타낸다. 상기 3개의 서브 영역들중 두 번째 영역은 5비트 길이를 가지며, 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 QPSK 방식을 변조 방식으로 사용하고, 1/2 코딩 레이트를 적용하는 MINI-MAP 영역의 길이를 서브 채널 단위로 나타낸다. 상기 3개의 서브 영역들중 세 번째 영역은 5비트 길이를 가지며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 변조 방식으로 사용하고, 1/2 코딩 레이트를 적용하는 MINI-MAP 영역의 길이를 서브 채널 단위로 나타낸다.

결과적으로 상기 ROOT MAP 영역은 상기 SICH 이후의 채널들이 어떻게 구성되어 있는지를 나타내는 MINI-MAP들에 대한 정보를 나타내는 것이며, 상기 ROOT MAP 영역의 비트들 각각은 상기 MINI-MAP들이 몇 개의 심벌들을 사용하는지를 나타낸다.

(3) AASI 영역

상기 AASI 영역은 1 비트 크기를 가지며, 해당 기지국에서 AAS를 적용하는지 여부를 나타낸다. 여기서, 상기 AAS라함은 특정 방향으로 설정 각도, 일 예로 15도 혹은 30도를 가지는 빔(beam)을 사용하는 시스템을 나타내며, 상기 AAS를 사용할 경우 안테나를 통해 송신되는 신호의 범위를 축소시킬 수 있어 간섭을 최소화시키면서도 주파수를 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

(4) UCCI 영역

상기 UCCI 영역은 1비트 크기를 가지며, 상기 MINI-MAP 메시지에 업링크 제어 채널 영역 IE(UCC_Region_IE, 이하 'UCC_Region_IE'라 칭하기로 한다)가 존재하는지 여부를 나타낸다. 상기 UCC_Region_IE는 현재 프레임에 레인징 채널(ranging channel)과, 혼화 자동 재전송 요구(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 채널과, 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다) 채널이 점유하는 영역에 대한 정보를 나타낸다. 결과적으로, 상기 UCCI 비트값에 따라 상기 SICH 이후의 MINI-MAP 메시지에 상기 UCC_Region_IE가 포함되었는지 여부를 알 수 있게 된다.

(5) CAI 영역

상기 CAI 영역은 1비트 크기를 가지며, 상기 MINI-MAP 메시지에 상기 CDMA Allocation IE가 존재하는지 여부를 나타낸다. 상기 CAI 영역을 확인함으로써 SS는 상기 SS 자신이 이전에 업링크를 통해 송신했던 레인징 메시지, 즉 초기 레인징(initial ranging)과, 핸드오프 레인징(handoff ranging)과, 대역폭 요구(bandwidth request)와 같은 레인징 동작시에 발생하는 레인징 메시지 등을 통해 요청한 자원이 할당된 CDMA Allocation IE가 할당되었는지 여부를 알 수 있다.

(6) UMSF 영역

상기 UMSF 영역은 1비트 크기를 가지며, 상기 업링크 MAP IE와 CDMA allocation IE에 의해 정의되는, 할당된 업링크 시작 프레임을 나타낸다. 즉, 상기 UMSF 영역에 표기된 값에 따라 현재 프레임을 통해 송신되는 MINI-MAP 메시지에 포함된 업링크 IE 정보와 CDMA allocation IE의 정보가 현재 프레임에 적용되는지 현재 프레임 이후의 다음 프레임에 적용되는지를 알 수 있다. 이와 같이 해당 IE의 적용 프레임 지연 기능을 사용하여 SS들이 상기 MINI-MAP 정보를 해석하더라도 SS 자신의 상황에 따라 상기 MINI-MAP 정보를 바로 적용하지 못하는 경우에 대처할 수 있게 된다. 여기서, 상기 UMSF 영역의 비트 값의 의미는 다음과 같다.

상기 UMSF 영역의 비트 값이 0일 경우 현재 프레임의 MINI-MAP 메시지에 포함되는 업링크 MAP IE와 CDMA allocation IE를 현재 프레임에 적용해야함을 나타낸다. 이와는 반대로 상기 UMSF 영역의 비트 값이 1일 경우 현재 프레임의 MINI-MAP 메시지에 포함되는 업링크 MAP IE와 CDMA allocation IE를 현재 프레임 이후의 바로 다음 프레임에 적용해야함을 나타낸다.

(7) RES 영역

상기 RES 영역은 이후의 사용을 위해 예약된 영역을 나타내며, 별도의 정의는 존재하지 않는다.

(8) CD CNT 영역

상기 CD CNT 영역은 3비트 크기를 가지며, 상기 CD 메시지의 카운트값을 나타낸다. 여기서, 상기 CD 메시지의 카운트값은 상기에서 설명한 바와 같으며, 따라서 SS는 상기 CD CNT 영역에 표기된 카운트값을 사용하여 현재 SS 자신이 수신하는 CD 메시지의 정상 수신 여부를 판단할 수 있게 된다.

(9) FRAME CONFIGURATION PATTERN 영역

상기 FRAME CONFIGURATION PATTERN 영역은 8비트 크기를 가지며, 한 프레임 내에서 고정된 길이의 다운링크 프리앰블(downlink preamble) 영역과, SICH와, UCC 이외의 가변적인 나머지 OFDMA 심볼들이 업링크 및 다운링크에 따라 어떻게 분배되었으며, 상기 분배된 업링크 및 다운링크 자원을 어떻게 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 채널과 다이버시티(diversity) 채널로 구성하는지에 대한 정보를 포함한다.

(10) SAFETY CHANNEL PATTERN 영역

상기 SAFETY CHANNEL PATTERN 영역은 8비트 크기를 가지며, 기지국이 예약한 안정적 채널의 패턴 정보를 나타낸다. 만약 상기 SAFETY CHANNEL PATTERN 영역의 값이 '00000000'일 경우는 기지국이 안정적 채널을 위한 비트를 예약하지 않았음을 나타낸다. 한편, 본 발명에서는 상기 AMC 채널들중 몇 개의 빈(bin)을 선택하여 안정적 채널을 구성하게 된다. 이때 안정적 채널들의 개수와, 안정적 채널들이 어떤 빈들로 구성되는지에 대한 정보는 상기 SAFETY CHANNEL PATTERN 영역을 통해 전송된다.

(11) BS EXPERIENCED INTERFERENCE LEVEL

상기 BS EXPERIENCED INTERFERENCE LEVEL 영역은 기지국이 이전 업링크 채널에서 발생한 간섭 정보를 나타내는 영역으로서, 0.5[dBm] 단위로 표시하여 나타낸다. 상기 BS EXPERIENCED INTERFERENCE LEVEL 영역에 표기되어 있는 값을 가지고 상기 SS는 업링크 채널의 간섭 정보를 획득할 수 있고, 또 다른 경로를 통해 획득하게 되는 기지국 송신 전력(BS Tx Power)과, 기지국이 원하는 수신 전력(BS desired Rx Power) 정보를 이용하여 결과적으로 상기 SS의 송신 전력을 조정하게 된다.

(12) BS-ID 영역

상기 BS-ID 영역은 48 비트의 크기를 가지며, 기지국 식별자를 나타낸다. most significant 24비트는 운영자 식별자(operator ID)를 나타내며, 상기 운영자 식별자는 레인징 코드(ranging code)를 마스킹(masking)하는데 사용된다. 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템에서는 각 기지국들이 동일한 형태의 레인징 코드를 사용하기 때문에 셀 경계에 위치한 SS가 송신한 레인징 코드를 다른 기지국에서 식별하여 오류를 발생시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해서 기지국마다 자신의 ID를 사용하여 상기 레인징 코드를 마스킹하고, 따라서 인접셀간의 레인징 코드 충돌을 방지할 수 있다.

(13) CRC 영역

상기 CRC 영역은 12 비트의 크기를 가지며, 상기 SICH의 CRC 검사를 위해 삽입된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, IEEE 802.16d 통신 시스템에서 모든 SS들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 별도의 채널, 즉 SICH를 통해 송신함으로써 SS들이 최소의 복조 시간을 가지고 시스템 정보를 획득할 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 상기 SICH를 통해 전송하는 공통 제어 정보량을 최소화시킴으로써 기존 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 SS 자신이 아닌 다른 SS를 타겟으로 하는 정보까지 확인할 필요가 없어 시스템 효율성을 증가시킨다는 이점을 가진다.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16d 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 3은 도 2의 SICH 구조를 개략적으로 도시한 도면

Claims

전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 인접한 서브 캐리어 대역들의 집합인 서브 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 서비스를 받고 있는 모든 가입자 단말기들이 공통적으로 수신해야만 하는 공통 제어 정보를 송신하는 방법에 있어서,

상기 서브 채널들중 미리 설정한 설정 개수의 서브 채널들을 상기 공통 제어 정보를 송신하기 위한 공통 제어 정보 채널로 결정하는 과정과,

상기 공통 제어 정보를 상기 공통 제어 정보 채널을 통해 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 가입자 단말기들 각각의 업링크 및 다운링크 자원 할당에 대한 정보를 포함하는 미니-맵(MINI-MAP) 정보의 길이 정보를 포함하는 루트 맵(ROOT MAP) 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 기지국에서 적응적 안테나 시스템(AAS)을 사용하는지 여부를 나타내는 적응적 안테나 시스템 지시자(ASSI)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 가입자 단말기들이 송신하는 업링크 제어 채널이 점유하는 영역들에 대한 정보를 포함하는 업링크 제어 채널 정보 엘리먼트 존재 여부를 나타내는 업링크 제어 채널 정보 엘리먼트 식별자(UCCI)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제2항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 MINI-MAP 메시지에 상기 가입자 단말기들에 할당된 코드 분할 다중 접속 할당 엘리먼트가 존재하는지 여부를 나타내는 코드 분할 다중 접속 할당 엘리먼트 식별자를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 공통 제어 정보가 현재 적용될 것인지 혹은 상기 공통 제어 정보가 송신되는 프레임 이후의 프레임에서 적용될 것인지를 나타내는 업링크 맵(MAP) 시작 프레임 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 데이터가 송신되는 업링크 및 다운링크 서브 채널들의 구성 패턴을 나타내는 프레임 구성 패턴 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 기지국의 기지국 식별자를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 공통 제어 정보의 오류 발생 여부를 검사하기 위한 CRC 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 서브 채널들은 주파수 다이버시티 이득을 획득하기 위한 다이버시티 서브 채널과, 고속 대용량 데이터 전송을 위한 적응적 변조 및 코딩 서브 채널과, 상기 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각의 경계에 존재하는 특정 가입자 단말기들에게만 할당되는 안정적 서브 채널로 분류되며, 상기 공통 제어 정보는 상기 기지국이 예약한 안정적 채널의 패턴 정보를 나타내는 안정적 채널 패턴 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통 제어 정보는 상기 기지국이 이전 업링크 채널에서 발생한 간섭 정보를 나타내는 기지국 경험 간섭 레벨 정보를 포함함을 특지응로 하는 상기 방법.