KR20050091593A - 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 이동단말을 위한 회선 스트림 정보 요소 구성 방법 - Google Patents

광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 이동단말을 위한 회선 스트림 정보 요소 구성 방법 Download PDF

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장홍성
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Abstract

본 발명은 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 버스트 할당을 위한 정보 요소 구성 방법에 있어서, 자원 할당의 형태를 나타내는 타입 필드를 음성을 위한 회선 스트림을 위한 모드로 설정하는 과정과, 상하향 버스트 정보 및 각각의 버스트들을 할당할 단말들의 개수를 설정하는 인코더 패킷 크기 필드를 설정하는 과정과, 상기 상하향 버스트들 각각에 상응하는 단말의 연결 아이디를 할당하는 과정으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 이동 단말을 위한 회선 스트림 정보 요소 구성 방법{A method to construct circuit stream MAP_IE (MAP Information Element) in Mobile Broadband Wireless Access System}
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 특히 음성 서비스를 사용하는 이동 단말(Mobile Subscriber Station: MSS, 802.16d에서는 SS에 해당)을 위해 회선 스트림을 위한 버스트(burst)를 할당하는 방법에 관한 것이다.
종래의 이동 통신망은 음성 서비스를 제공하는 것을 주목적으로 개발되었다. 따라서, 데이터 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸다는 단점을 가지고 있다. 그러나, 오늘날 통신산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가되고 있고, 상술한 바와 같은 종래의 이동 통신망으로는 사용자의 요구를 충족시킬 수가 없어, 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다.
따라서, 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE")의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서는 고정 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d 표준 제정을 추진 중이다.
상기 IEEE 802.16d 표준은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자가 채널을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 상기 IEEE 802.16d 시스템은 기지국에 연결된 모든 사용자가 공통 채널을 공유하여 사용하며, 각 사용자가 채널을 사용하는 구간은 상향 및 하향 프레임마다 기지국에 의하여 할당되므로, 기지국은 매 프레임마다 각 사용자가 채널을 나누어 사용할 수 있도록 상향 및 하향 접속 정보를 알려주어야 한다. 상기 IEEE 802.16d에서는 접속 정보를 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보로 나누고, 매 프레임 앞단에 상향 접속 정보와 하향 접속 정보를 모든 사용자에게 전송한다.
도 1은 종래 기술에 따른 IEEE 802.16d에서의 하향 링크와 상향 링크의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 세로 축은 여러 개의 서브 채널 넘버(147)를 나타내고, 가로축은 OFDMA 심볼 넘버(145)를 나타낸다.
우선 하향 링크(149)를 살펴보면, 하향 링크를 구성하는 서브채널의 앞단에프리엠블(111)이 위치하고, 다음으로 프레임 제어 헤더(Frame Control Header: FCH)(113), 다운링크 맵(Down Link MAP : 이하 DL_MAP라 기재함)(115), 업링크 맵(Up Link Map : 이하 UL_MAP라 기지함)(117)과 같은 방송(broadcast)데이터 정보가 위치하며, 마지막으로 심볼들에 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들이 위치하게 된다.
한편 상향 링크는 각 상향 링크 버스트(137, 139, 141)앞에 프리엠블(131, 133, 135)들이 존재하며, 레인징을 위한 레인징 서브 채널(143)이 존재하게 된다.
상기 하향 링크(149)에 포함되어 있는 DL_MAP(115) 및 UL_MAP(117)은 상향 버스트(137, 139, 141)와 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들의 위치와 할당에 관한 정보를 가지고 있고, 이는 기지국에서 단말로 전송된다. 그러면, 상기 단말은 상기 DL_MAP(115) 및 UL_MAP(117)에 포함되어 있는 상향 버스트(137, 139, 141)와 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들의 위치와 할당에 관한 정보를 이용하여 매 프레임마다 주파수와 심볼이 결합된 서브 채널을 가변적으로 할당받아서 기지국과 통신하게 된다. 즉, 매 프레임마다 사용되는 서브 채널은 고정적이지 않고 가변된다.
한편, 접속 정보 요소(이하 MAP_IE라 칭함)를 전송함에 있어서 각각의 접속 정보 요소는 하나의 단말에 대한 접속 정보를 표시하며, 각 단말은 접속 정보 요소(MAP_IE)에 포함된 기본 접속 아이디(basic CID)가 자신의 기본 접속 아이디(basic CID)임을 확인하고 해당 접속 정보 요소가 표시하는 주파수와 심볼상의 서브 채널을 통해 버스트를 송수신한다.
상술한 바와 같이 기존의 IEEE 802.16 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서는 기지국이 이동 단말에게 다운링크 맵, 업링크 맵과 같은 방송 데이터 정보를 통해 각 단말에 해당 프레임에서 버스트를 전송하기 위해 사용할 서브채널을 할당한다. 하지만, 단말 각각에 대해서 버스트 할당 정보를 전송해야 하므로, 그에 따른 할당 정보 자체가 시스템에 지나친 오버헤드가 된다. 특히, 기지국에 접속 중인 단말의 개수가 많을 경우에는 이러한 버스트 할당 정보가 공유 전송 채널의 자원을 더욱 많이 차지하게 되므로 시스템 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 회선 스트림을 위한 버스트 할당 방식을 이용하여 단말들에게 작은 다이버시티(diversity)버스트를 할당해 주는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 상기 회선 스트림을 위한 버스트 할당 방식을 이용하여 상하향 링크의 버스트를 동시에 할당하여 버스트 할당을 위한 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 상기 회선 스트림을 위한 버스트 할당 방식을 이용하여 복수 단말들에게 버스트를 동시에 할당하여 버스트 할당을 위한 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 버스트 할당을 위한 정보 요소 구성 방법에 있어서, 자원 할당의 형태를 나타내는 타입 필드를 음성을 위한 회선 스트림을 위한 모드로 설정하는 과정과, 상하향 버스트 정보 및 각각의 버스트들을 할당할 단말들의 개수를 설정하는 인코더 패킷 크기 필드를 설정하는 과정과, 상기 상하향 버스트들 각각에 상응하는 단말의 연결 아이디를 할당하는 과정으로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명에서의 음성 서비스를 사용하는 이동단말을 위해 상기 회선 스트림을 위한 버스트를 할당하는 방식에 관해 기술한다. 이 회선 스트림을 위한 버스트 할당 방식은 이동단말 중에서 음성과 같이 대역폭이 작은 정보들을 지속적으로 전송하는 단말들에게 음성을 보낼 수 있는 정도의 작은 다이버시티(diversity) 버스트를 할당해 주는 방식이다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위 내에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
상기 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 그림이다.
도 2의 상단에 위치한 하향 링크(200)를 구성하는 서브채널의 앞단에 프리엠블(210)이 위치하고, 다음으로 셀 내에 위치한 모든 단말들로 전송되는 시스템 정보 채널(System Information Channel : 이하 SICH라 기재함)(220), 다운링크 맵 구성 요소와 업링크 맵 구성 요소(231, 232)를 포함하는 미니 맵(230)순으로 위치하고, 마지막으로 심볼들의 하향 버스트들(240, 241, 242, 243, 244)이 위치하게 된다.
상기 SICH(220)에는 상기 미니 접속 정보의 물리적 크기 정보를 포함하는 루트 접속 정보(Root Map)(221) 포함되어 있는데, 상기 루트 접속 정보(221)는 3개의 RmNsch0(222), RmNsch1(223), RmNsch2(224)필드들로 구성되며, 상기 각 필드들은 6비트, 5비트, 5비트의 크기를 가진다. 상기 RmNsch0(222), RmNsch1(223), RmNsch2(224) 필드 각각은 변조 및 복조가 완료된 미니 접속 정보0(mini-MAP0)(230), 미니 접속 정보1(mini-MAP1)(231), 미니 접속 정보2(mini-MAP2)(232)의 물리적 크기를 나타낸다.
상기 미니 접속 정보를 복조 및 디코드하기 위해 사용되는 복조 및 디코드 방식은 각각 1/12 QPSK, 1/2 QPSK, 1/2 16QAM으로 미리 정해져 있으며, 상기 미니 접속 정보0(230)은 가장 낮은 복조 및 디코드 방식인(1/12 QPSK)를 사용하고 미니 접속 정보2(232)는 가장 높은 복조 및 디코드 방식을 사용한다. 그러므로, 기지국에 연결된 모든 단말은 미니 접속 정보0(230)을 복조 및 디코드 할 수 있으나, 미니 접속 정보2(232)는 기지국에 가까운 단말만 복조 및 디코드를 수행할 수 있다.
각각의 미니 접속 정보들(230, 231, 232)은 각각 다수의 접속 정보 요소(MAP_IE)(233, 234, 235, 236, 238, 239)를 포함하고 있다. 각 접속 정보 요소(MAP_IE)는 각 단말의 상향 접속 정보(이하 UL-MAP_IE라 칭함)(234, 236, 239) 또는 하향 접속 정보(이하 DL-MAP_IE라 칭함)(233, 235, 238)를 나타내며, 각각에 해당하는 업링크 버스트(이하 UL burst라 칭함)와 다운링크 버스트(이하 DL burst라 칭함)에 대한 접속 정보를 표시한다. 또한, 상기 미니 접속 정보는 본 발명에서 버스트 할당을 위한 회선 스트림(Circuit Stream)정보 요소(MAP_IE)구성 필드(237)을 포함한다.
그러면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버스트 할당을 위한 회선 스트림(Circuit Stream)정보 요소(MAP_IE)구성 필드를 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다. 상기 회선 스트림 정보 요소는 음성과 같은 상대적으로 작고 상하향으로 동일한 상기의 버스트를 지속적으로 사용하는 최대 16개의 복수의 단말들에게 상하향 버스트를 동시에 할당할 수 있도록 할 수 있다.
도 3을 참조하면, 타입(Type)필드는 접속 정보 요소의 형태를 나타낸다. 상기 타입 필드는 모두 4개의 타입(diversity, band AMC, circuit stream, safety)을 지원할 수 있도록 구성되어 있으며, 본 발명에서는 타입 필드가 '2'인 경우 즉, 회선 스트림(circuit stream)모드인 경우에 대해 기술한다. Nep는 해당 상하향 접속 정보 요소에 의하여 단말이 수신해야 할 상하향 버스트(Burst)의 인코더 패킷 크기(Encoder Packet size)를 나타낸다. N burst는 상기 MAP_IE에서 할당할 단말의 개수를 나타낸다. 본 발명에서는 상기 회선 스트림 MAP_IE 하나로 최대 16개의 버스트를 할당할 수 있으며, 각 버스트는 각각 하나의 단말에 대한 버스트에 해당한다.
상기 Nsch는 해당 상하향 접속 정보 요소에 의하여 단말이 수신해야 할 상하향 버스트의 물리적 크기를 나타낸다. 상기 Nep와 Nsch는 버스트 개수에 해당하는 모든 단말에 공통으로 적용되는 필드이다. 각 단말은 상기 Nep와 Nsch에 따라 각 단말에 할당된 상하향 버스트의 변조 및 코딩 방법을 알 수 있으며 이를 이용하여 상하향 버스트를 디코드한다. 그 다음으로 상기 N burst 만큼의 개수에 해당하는 단말에 대해 다음의 필드가 반복된다.
먼저 기본 연결 아이디(이하, Basic CID라 칭함)는 해당 접속 정보 요소를 수신하여 상하향 버스트를 수신할 단말의 CID(Connection ID)를 나타낸다. 각 단말은 기지국에 초기 접속시 1개의 상기 기본 연결 아이디(Basic CID)를 할당받으므로 상기 기본 연결 아이디(Basic CID)를 사용하여 각 접속 정보를 사용할 단말을 표시한다. 다음으로 하이브리드 재전송(H-ARQ)인에이블 필드는 하이브리드 재전송을 사용할지의 여부를 표시한다. 상기 H-ARQ가 인에이블('1')이면 상향, 하향 각각에 대한 H-ARQ 정보를 포함하게 된다. H-ARQ에 대한 자세한 설명은 본 발명의 요지와는 관계가 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국에서 상기 접속 정보 요소(MAP_IE)를 구성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 기지국은 먼저 400 단계에서 자원 할당의 형태를 diversity, band AMC, Circuit Stream, Safety중에서 하나를 표시하는 타입 필드를 설정한다. 본 발명에서와 같이 상기 회선 스트림(Circuit Stream)인 경우 Type='2'로 설정된다. 다음으로 410 단계에서 기지국은 버스트 개수(N burst)와, 각 버스트 마다 Nep와 Nsch를 설정한다. 상기 Nep와 Nsch는 버스트 개수에 해당하는 모든 단말에 공통으로 적용되는 필드이다. 그리고, 420 단계에서 기지국은 상기 각 버스트를 단말에 할당을 시작한다. 그러면, 430 단계에서 기지국은 모든 버스트에 대해 할당이 완료되었는지를 판단한다. 상기 430 단계의 판단 결과, 모든 버스트 대해 할당이 완료되지 않았으면, 기지국은 440 단계에서 상기 버스트 개수만큼의 각 단말에 해당하는 버스트에 대해서, 각각의 단말에 할당되어 있는 상기 기본 연결 아이디(Basic CID)를 설정한다. 그리고, 기지국은 H-ARQ를 사용 여부에 따라, H-ARQ를 사용할 경우, H-ARQ 인에이블을 '1'로 설정하고, H-ARQ를 사용하지 않는 경우에는 H-ARQ 인에이블을 '0'으로 설정한다. 450 단계의 판단 결과, H-ARQ enable='1'로 설정된 경우, 기지국은 460 단계에서 다운링크에 대한 H-ARQ_Control정보 요소인 "H-ARQ_Control_IE() for DL"와 업링크에 대한 H-ARQ_Control정보 요소인 "H-ARQ_Control_IE() for UL"을 포함하고 접속 정보 요소에 대한 구성을 완료한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 IEEE 802.16 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 음성과 같은 회선 스트림 서비스를 이용하는 단말들에게 음성 스트림에 적합한 정도의 작은 버스트를 다수의 단말에게 업링크와 다운링크를 한꺼번에 할당함으로써, 기존에 개개의 단말에게 개별적으로 버스트를 할당하는 방식에 비해 맵(MAP) 정보 요소를 보내기 위한 오버헤드를 줄이면서 효과적으로 전송할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 회선 스트림 정보 요소 (Circuit Stream MAP_IE)구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국에서 접속 정보 요소(MAP_IE)를 구성하는 절차에 대한 흐름도.

Claims (3)

  1. 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 버스트 할당을 위한 정보 요소 구성 방법에 있어서,
    자원 할당의 형태를 나타내는 타입 필드를 음성을 위한 회선 스트림을 위한 모드로 설정하는 과정과,
    상하향 버스트 정보 및 각각의 버스트들을 할당할 단말들의 개수를 설정하는 인코더 패킷 크기 필드를 설정하는 과정과,
    상기 상하향 버스트들 각각에 상응하는 단말의 연결 아이디를 할당하는 과정으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    하이브리드 재전송을 사용할 경우, 상하향 링크에 대한 하이브리드 재전송 제어 구성 요소를 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 상하향 버스트 정보는,
    상기 상하향 버스트의 인코더 패킷의 크기 또는 물리적 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
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