KR20050091597A - 주파수 밴드별 다중 코딩을 사용하는 광대역 무선 접속시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 주파수 밴드별 코딩을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서, 기지국이, 통신중인 단말로 전송할 데이터 프레임마다, 소정의 부채널들로 결합된 빈에 할당되는 주파수 밴드 수 및 사용할 코딩 정보를 알리기 위한 정보 요소를 생성하는 과정과, 상기 단말이, 상기 수신된 맵 정보 요소를 주파수 대역별 다중화 코딩 채널에 대한 맴 할당으로 해석하여 자신이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 할당된 주파수 밴드에서 상기 데이터를 송신할 부채널의 크기 및 위치를 결정하는 과정과, 상기 단말이 상기 기지국과 상기 결정된 부채널을 통해 상기 정보 요소에 의해 알려진 상기 코딩 정보에 따라 인코딩하고, 미리 설정된 시간내에 상기 데이터를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

주파수 밴드별 다중 코딩을 사용하는 광대역 무선 접속 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템{Method and system for transmitting data in Braodband Wireless Access System using safety channel using Band AMC}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 직교 분할 다중 접속 시스템에서 주파수 밴드별 다중 코딩을 적용하여 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치 대한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템은 단말까지 고정적인 유선 네트워크를 연결하여 사용할 수 없는 경우를 위해 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템은 기술의 발전에 따라 이동통신 시스템으로 발전하였다. 상기 이동통신 시스템의 대표적인 시스템이 셀룰라 시스템이다. 셀룰라 시스템이란, 무선 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 기지국과 상기 기지국과 유선 네트워크를 연결하기 위한 시스템이다. 또한 이러한 셀룰라 시스템으로 대표적인 시스템은 코드분할 다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 셀룰라 이동통신 시스템이 있다.
상기 셀룰라 시스템은 기본적으로 음성 통신을 제공하기 위해 개발되었으나, 현재에는 다양한 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템들이 등장하기에 이르렀다. 또한 사회가 급속도로 발전하면서, 각 사용자들마다 요구되는 데이터의 양이 증가하고 있으며, 보다 많은 데이터를 보다 빨리 전송할 수 있기를 원하고 있다. 따라서 코드분할 다중접속 방식을 사용하는 셀룰라 시스템에서 이를 지원하기 위해 다양한 연구가 이루어져 왔다.
한편, 사용자들에게 보다 많은 양의 데이터를 고속으로 제공하기 위해 코드분할 다중접속 방식과 다른 방식인 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 시스템에 대한 연구가 한창 진행 중에 있다. 또한 상기 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 시스템을 상용화하기 위해 현재 많은 논의가 이루어지고 있다. 이에 따라 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE")의 IEEE 802.16 표준화 그룹은 고정 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d 표준 제정을 추진하고 있다.
상기 OFDM 방식은 시간 분할 접속(Time Division Access 이하, TDA라 약칭함)과 주파수 분할 접속(Frequency Division Access 이하, FDA라 약칭함) 기술을 결합하는 2차원 접속 방법으로 정의할 수 있다. IEEE P802.16d/D3-2004에서는 전체 대역을 부반송파(sub carrier) 단위로 나누고 이들 부반송파들 중 몇 개를 모아 그룹화하여 부채널(sub channel)로 하여 각 부채널을 사용자들에게 할당하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방법을 사용하고 있다.때문에 시스템 내의 모든 사용자 단말들은 전체 대역에 걸쳐 넓게 퍼진 부반송파들로 구성된 부채널을 사용하게 된다. 때문에 상기 OFDMA 방식을 사용하는 시스템(이하, OFDMA 시스템이라 함)은 데이터를 소정의 서브 채널을 구성하는 일부 부반송파들에 나누어 실어 전송한다.
한편, 광대역 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템은 기지국에 연결된 모든 사용자가 공통 채널을 공유하여 사용하며, 각 사용자가 채널을 사용하는 구간은 매 프레임마다 기지국에 의하여 할당된다. 그러므로 기지국은 접속 정보를 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보로 나누고, 매 프레임 앞부분에 상기 상향 접속 정보와 하향 접속 정보를 할당하여 모든 사용자에게 방송한다.
이와 같은 광대역 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 접속 정보는 변조 방식 및 코딩율 등의 정보를 포함하여 프레임마다 전송되는데, 이러한 일반적인 프레임 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 광대역 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상하향 링크를 포함한 프레임 구조를 도시한 블록도이다. 상기 도 1에서 프레임에서 세로축은 여러 개의 부채널 번호(S, S+1, S+2, ..., S+L)(147)를 나타내며, 가로축, 시간축(t)은 OFDMA 심볼의 번호(145)를 나타낸다.
상기 도 1을 참조하면, 프레임은 하향 링크(Down Link : DU)(149)와 상향 링크(Up Link : UP)(153)가 시간 분할로 구성되어 있으며, 1개의 OFDMA 프레임은 다수개(예를 들어, 12개)의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수개(예를 들어 L개)의 부채널들로 구성된다. 이러한 OFDMA 시스템은 시스템에서 사용하는 전체 부반송파들, 특히 데이터 부반송파들을 전체 주파수 대역에 분산시켜 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 획하는 것을 목적으로 하는 통신 시스템이다.
상기 하향 링크(149)는 송신측 단말기와 수신측 기지국간의 동기를 맞추기 위한 프리엠블(111)이 가장 앞단에 포함되고, 다음으로 FCH(Frame Control Header) (113), DL_MAP(115), UL_MAP(117)과 같은 브로드케스트(broadcast, 방송) 데이터 정보가 포함되며, 이어서 심볼들에 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들이 포함된다.
상기 상향 링크는 각 상향 링크 버스트(137, 139, 141) 앞에 송신측 단말기와 수신측 기지국간의 동기를 맞추기 위한 프리엠블(131, 133, 135)들이 존재하며, 기지국 수신 전력을 조정하는 레인징 부채널(143)이 존재하게 된다. 상향 버스트(137, 139, 141)와 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들의 위치와 할당에 관한 정보는 DL_MAP(115), UL_MAP(117)를 통하여 상기 기지국이 상기 단말에게 알려주고 상기 단말은 이 정보를 통해 매 프레임마다 주파수와 심볼이 결합된 부채널을 가변적으로 할당 받아서 기지국과 통신하게 된다. 즉 매 프레임마다 고정된 부채널이 아닌 서로 다른 부채널을 사용하게 된다.
또한, 하향 링크에서 상향 링크로의 변환과정은 일정 공백(TTG : Transmit/receive Transition Gap) 동안 이루어지며, 상향 링크에서 하향 링크로의 변환 과정도 일정 공백(RTG : Receive/transmit Transition Gap) 동안 이루어진다. 이러한 상기 변환 과정 후에는 프리엠블(preamble) 영역을 두어 단말이 시스템 동기를 획득할 수 있도록 한다.
이와 같은 프레임은 무선 채널을 통해 전송되기 전 가장 확실한 소정의 코딩율 및 전송률에 따라 코딩 및 변조되어 전송되는데, 예를 들어 단말의 셀 위치에 따라 단말은 채널 상태가 변경된다. 셀 중심에 위치한 단말은 채널 상태가 좋으므로 효율이 높은 변조 방식 및 낮은 코딩율을 사용하고, 셀 경계면에 위치한 단말은 이웃한 기지국들로부터 간섭을 받아 채널 상태가 나쁘므로 효율이 낮은 변조 방식 및 높은 코딩율을 사용함으로써 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.
그런데 종래의 OFDMA 시스템에서는 전체 대역으로 넓게 퍼진 부 반송파들로 구성된 부 채널을 사용하므로 때문에 기존의 방법으로는 특정 단말이 자신의 채널 상태에 따라 품질이 양호하다고 판단되는 주파수 밴드를 사용하거나, 채널 품질에 따라 코딩이나 변조 방법 등을 변경하는 것이 불가능하다.
또한, 상기 프레임 구조로는 주파수 밴드별로 코딩 및 변조를 바꾸어 사용하는 다중화 코딩 방식을 사용하기 어렵다. 이는 기존의 방식은 부반송파를 그룹화하여 부채널로 사용하나, 주파수 대역별 다중화 방식을 사용하면, 하나의 주파수 대역을 소규모 주파수 대역으로 구분한 부 주파수 대역을 부채널로 사용하기 때문이다.
그러므로 상술한 바와 같은 일반적인 프레임 구조와, 이에 포함되는 코딩 및 변조에 대한 정보를 단말로 알리기 위한 MAP 정보 요소로는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코딩 방식의 부채널을 표현할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 채널 상황에 따라 주파수 밴드 별로 다중 코딩을 사용하여 데이터를 고속 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 주파수 밴드 별 다중 코딩을 사용하기 위해 새로운 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 주파수 밴드별 다중 코딩을 사용하는 광대역 무선 접속 시스템에서 상하향 링크의 버스트를 동시에 할당하는 경우 버스트 할당을 위한 오버헤드를 줄이기 위한 새로운 MAP 정보 요소를 생성 및 해석하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은 광대역 무선 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 주파수 밴드별 코딩을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 방법으로서, 기지국이, 통신중인 단말로 전송할 데이터 프레임마다, 소정의 부채널들로 결합된 빈에 할당되는 주파수 밴드 수 및 사용할 코딩 정보를 알리기 위한 정보 요소를 생성하는 과정과, 상기 단말이, 상기 수신된 맵 정보 요소를 주파수 대역별 다중화 코딩 채널에 대한 맴 할당으로 해석하여 자신이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 할당된 주파수 밴드에서 상기 데이터를 송신할 부채널의 크기 및 위치를 결정하는 과정과, 상기 단말이 상기 기지국과 상기 결정된 부채널을 통해 상기 정보 요소에 의해 알려진 상기 코딩 정보에 따라 인코딩하고, 미리 설정된 시간내에 상기 데이터를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 시스템은, 주파수 밴드별 코딩을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 광대역 무선 직교 주파수 다중화 접속 시스템으로서, 통신중인 단말로 전송할 데이터 프레임마다, 소정의 부채널들로 결합된 빈에 할당되는 주파수 밴드 수 및 사용할 코딩 정보를 알리기 위한 정보 요소를 생성하는 기지국과, 상기 수신된 맵 정보 요소를 주파수 대역별 다중화 코딩 채널에 대한 맴 할당으로 해석하여 자신이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 할당된 주파수 밴드에서 상기 데이터를 송신할 부채널의 크기 및 위치를 결정하고, 상기 기지국과 상기 결정된 부채널을 통해 상기 정보 요소에 의해 알려진 상기 코딩 정보에 따라 인코딩하고, 미리 설정된 시간내에 상기 데이터를 송수신하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
후술되는 본 발명은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access: BWA) 시스템에서 기지국(Base Station: BS)과 사용자 단말(Subscriber Station: SS)이 주파수 대역별 다중 코딩(Band AMC)을 사용하여 통신하는 경우, 상기 기지국이 상기 사용자 단말에게 할당된 주파수 밴드와 사용할 코딩 방법 등을 알리게 된다. 이를 위해서는 주파수 밴드별 다중 코딩을 위한 새로운 MAP 정보 요소를 정의하여야 한다. 그리고 새롭게 생성된 MAP 정보 요소의 전달 시 발생하는 오버헤드를 최소화할 수 있는 방안도 함께 고려되어야 한다. 따라서 이하, 후술되는 본 발명의 실시예에서는 광대역 무선 접속 시스템에서 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는데 필요한 낮은 오버헤드를 갖는 MAP 정보 요소의 형식을 새롭게 정의하고, 이러한 MAP 정보 요소를 생성하고 해석하기 위한 방식을 설명하기로 한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따라 새롭게 생성된 MAP 정보 요소를 포함하는 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도이다. 상기 도 2에서 주파수 밴드별 다중 코딩 서브 채널(Band AMC subchannel 이하, 서브 채널이라 약칭함)은 하향 k+1개, 상향 h개이며, 각각의 서브채널은 Band AMC DL Bust #k+1와 Band AMC UL Bust #h로 표시되며, 다른 색으로 구분하여 도시한다. 가로축은 OFDMA 심벌을 표시하며, 세로축은 부채널을 표시한다.
도 2를 참조하면, 프레임은 세로축을 기준으로 하나의 주파수 대역이 m+1개의 부 주파수 대역(Band 0, Band 1, Band 2, ..., Band m)으로 구분되며, 가로축 즉, 시간(t) 축을 기준으로 각각의 OFDM 심볼들이 Bin 형태로 구분된다. 여기서 상기 Bin은 소정 개수의 부반송파(sub carrier)들을 모아 구성한 주파수 분할 다중 코딩 방식 채널에서 사용하는 할당 단위를 의미한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 프레임은 하향 링크(DL)과 상향 링크(UL)로 구분되며, 각각의 링크의 앞 두 OFDMA 심벌 영역에 프리엠블을 포함하고, 다음 OFDMA 심벌 영역에 시스템 방송 정보 채널(System Information Channel 이하, SICH라 약칭함)을 포함한다. 이후 이어지는 방송 제어 영역은 상향 또는 하향 링크 MAP 정보 요소가 포함되는 하향 링크(DL: Downlink) 다이버시티 영역과, Band AMC DL 버스트가 포함되는 하향 링크 Band AMC 영역으로 구분된다.
상기 하향 링크 다이버시티 영역에는 다이버시티 부채널과 다중 AMC 부채널을 통해 전송되는 각 DL/UL 버스트의 위치와 해당 단말을 지정하기 위한 MAP 정보 요소가 포함된다. 상기 MAP 정보 요소는 기존의 방식과는 달리 하향 MAP 정보 요소와 상향 MAP 정보 요소가 따로 배치되는 것이 아니라 서로 섞여서 배열되는데 이것이 가능한 것은 도2의 OFDMA 시스템에서는 상하향 MAP 정보 요소가 같은 형식을 사용하기 때문이다. 같은 형식을 사용하고 서로 섞여 배열되기 때문에 각 정보 요소들은 상향과 하향을 구별하기 위하여 정보 요소 내에 UL/DL Indication 필드를 가지고 있으며 이 값에 따라 해당 MAP 요소가 상향 링크에 대한 MAP 정보 요소인지 하향 링크에 대한 MAP 정보 요소인지를 구별할 수 있게 된다. 또한, 도 2의 MAP 정보 요소들은 다이버시티 부채널에 대한 정보 요소와 AMC 채널에 대한 MAP 정보 요소가 서로 섞여 배열될 수 있으며 이들을 구별하기 위하여 정보 요소 내에 Type 필드를 사용한다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 아래 각 필드에 대한 설명 부분에서 다루기로 한다.
기지국은 해당 단말이 부 주파수 대역들중 가장 좋은 채널 상황을 보이는 부 주파수 대역에 위치한 Bin을 가변적으로 할당하며, 할당된 위치를 본 발명에서 제안된 MAP 정보 형식을 사용하여 프레임의 상기 MAP 정보 요소 전송을 위한 방송 제어 영역을 통해 방송된다. 여기서 할당되는 Bin의 개수는 Nsch의 값에 명시되며, 예를 들어 Bin 6개 단위를 하나의 부채널로 사용하는 경우, 상기 설정값이 1인 경우에는 6개, 설정값이 2인 경우에는 12개, 설정값이 4인 경우에는 24의 Bin이 할당된다.
예를 들어, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 Band AMC DL 버스트는 12개의 Bin과 6개의 Bin으로 구성된 부채널을 통해 전송되고, 제 3 Band AMC DL 버스트는 12개의 Bin으로 구성된 부채널을 통해 전송되며, 제 2 Band AMC DL 버스트는 6개 Bin으로 이루어진 2개의 서브 채널을 통해서 전송된다. 제5 Band AMC DL 버스트는 6개의 Bin으로 구성된 하나의 서브 채널을 통해 전송되며, 제 4Band AMC DL 버스트는 도 2에는 나타나 있지 않으나 생략된 부 대역 중 하나를 통해 전송될 것이다.
이와 같은 프레임 구조에서 상기 할당된 Bin을 지정하기 위한 상하향 링크 MAP 정보 요소(DL_MAP IE 및 UP_MAP IE)의 구조에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코드를 사용하는 채널을 지정하기 위한 MAP 정보 요소의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 주파수 밴드별 다중 코딩 방식에 사용하기 위한 MAP 정보 요소 포맷에서 2비트의"Type=1"필드는 MAP 정보 요소의 형식(Type)을 나타낸다. 여기서 상기 형식 필드는 모두 4개의 형식(diversity, band AMC, circuit stream, safety)을 지원할 수 있도록 구성되어 있으나 각 형식에 대한 자세한 설명은 발명의 요지와는 관계가 없으므로 생략하기로 한다. 상기 MAP 정보 요소는 밴드별 다중 코딩 방식으로 동작하는 단말에 대한 MAP 정보 요소로서 '1'의 값으로 설정된다.
1 bit의 "DL/UL indication"필드는 하향 링크와 상향 링크를 구별하기 위한 식별자를 나태는 필드로서, 해당 MAP 정보 요소가 하향 링크에 대한 Band AMC 부채널 할당인 경우 '0'의 값을 가지며, 상향 링크에 대한 부채널 할당인 경우 '1'의 값을 갖는다. 여기서 MAP 정보 요소는 기존의 IEEE 802.16 시스템과 달리 상향과 하향 버스트에 대해 서로 다른 형식을 사용하는 것이 아니라 필요에 따라 상기 형식을 갖는 하나의 공통된 형식을 사용함에 유의하여야 한다.
16 비트의 " Basic CID"필드는 해당 MAP 정보 요소를 수신할 단말의 ID를 나타낸다. 각 단말은 기지국에 초기 접속시 1개의 Basic CID를 할당 받으므로 상기 Basic CID를 사용하여 각 MAP 정보 요소를 수신할 단말을 표시한다. 상기 Basic CID 값을 통해 MAP 정보 요소의 수신처로 지정된 단말은 수신한 MAP 정보 요소에 포함된 각 변수들의 내용을 해석하여 기지국과 데이터를 송수신할 부채널의 위치를 찾아내고 정해진 시간에 해당 부채널을 통해 데이터를 송수신한다.
2비트의 "Nep" 필드는 해당 MAP 정보 요소에 의하여 단말이 송신 또는 수신해야 할 상향 (UL Burst)또는 하향 버스트(DL Burst)의 인코더 패킷(Encoder Packet) 크기를 나타낸다.
2비트의 "No. Band"필드는 해당 MAP 정보 요소에 의해 지정되는 데이터 버스트를 위해 할당된 주파수 밴드의 수를 나타내며, 상기 No. Band의 값이 00인 경우는 데이터 버스트를 위해 하나의 밴드가 할당되었음을 나타내고, 11인 경우는 2 개의 밴드가 할당되었음을 나타낸다. 그리고 상기 No. Band의 값이 10인 경우는 미래의 사용을 위하여 정의되지 않은 채로 남겨진 예약 값을 나타내며, 11인 경우는 사용될 밴드의 수와 위치 정보가 No. Band에 연이어 나오는 12 bit에 비트맵의 형태로 표시됨을 나타낸다.
12비트의"Band BITMAP"필드는 상기 No. Band 필드가 11의 코드값을 갖는 경우 포함되는 필드로서, Band BITMAP의 각 1bit는 최하위 bit로부터 차례로 0~12번 밴드를 의미하며, 해당 밴드가 데이터 버스트를 위해 사용될 때 1의 값을 가지며 사용되지 않는 경우는 0의 값을 갖는다. 반면, 상기 No. Band가 00이나 01의 값을 갖는 경우에는 No. Band 이후에 포함되는 4bit의 "Band Index"가 No. Band로 나타낸 밴드의 개수만큼 반복해서 나타난다.
이어지는 5비트의 "Nsch"필드는 상기 하향 MAP 정보 요소에 포함된 상기 각 밴드 정보에 의하여 단말이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 지정된 밴드 내에서의 부채널 크기를 나타낸다. 즉, No. Band 이후에 Band BITMAP이나 일련의 4bit 크기를 갖는 Band Index들을 통해 지정된 각 Band들의 부채널 크기를 표시한다.
1비트의 "UL burst continue" 필드는 상기 하향 접속 정보 요소의 바로 뒤에 동일 단말에 대한 축소된 상향 MAP 정보 요소가 올 때 1로 설정된다. 여기서 만약, 상기 UL burst continue가 0으로 설정된 경우는 UL 버스트가 없음을 나타내며, 1로 설정된 경우는 UL 및 DL을 동시에 사용하는 경우로서, 가변 비트를 갖는 "Reduced_MAP_IE"가 포함된다. 이러한 축소된 상향 링크 MAP 정보 요소는 도 2b에 도시된 바와 같다.
상기 축소된 상향 링크 MAP 정보 요소는 같은 Basic CID를 갖는 하향 링크 MAP 정보 요소에 포함되어 사용되며, 이때 오버헤드를 줄이기 위하여 보통의 MAP 정보 요소에 비하여 DL/UL indication을 나타내기 위한 필드와 Basic CID 필드가 생략된다. 그리고 상기 축소된 MAP 정보 요소는 축소된 MAP임을 구별하기 위하여 Type 필드 대신에 1 bit 로 구성된 "Reduced Type" 필드를 가지며, 1로 설정된다. 이하의 다른 값들의 구성은 보통의 축소되지 않은 MAP 정보의 구성방법과 동일하게 설정된다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 첨부된 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다. 여기서 MAP 정보 요소는 기지국이 단말에게 할당된 주파수 밴드와 사용할 코딩 방법 등을 알리기 위한 정보들이므로 상기 도 5에 대한 동작을 기지국의 입장에서 설명한다.
도 5를 참조하면, 501단계에서 기지국은 주파수 대역별 다중화 타입(Band AMC Type)에 대한 할당인지를 판단한다. 판단한 결과가 다중화 타입이 아닌 경우에는 502단계에서 다이버시티 타입에 대한 MAP 정보 요소를 할당하는 소정의 동작을 수행한 후 동작을 종료한다. 반면, 판단한 결과가 다중화 타입인 경우에는 503단계에서 메시지 타입(Type)을 1로 설정한다.
504단계에서 기지국은 Basic CID 필드에 해당 MAP 정보 요소를 수신할 단말의 ID를 설정하고, Nep 필드에 단말이 송수신 해야할 상향 버스트 또는 하향 버스트의 인코더(Encoder) 패킷 크기를 설정한다.
505단계에서 기지국은 하향 링크(DL) 또는 상향 링크(UL) 할당인지를 확인한다. 확인한 결과가 상향 링크(UL)에 대한 Band AMC 부채널 할당이면, 506단계에서 기지국은 UL/DL indicator 필드를 1로 설정한 후 508단계로 이동하고, 반면, 하향 링크(DL)에 대한 Band AMC 부채널 할당이면, 507단계에서 UL/DL indicator 필드를 0으로 설정한다.
508단계에서 기지국은 No. Band 필드에 할당되는 밴드 수를 코드로 입력한다. 이후, 509단계에서 기지국은 상기 할당되는 밴드 수가 3이상인지를 판단한다. 이때, 할당되는 밴드 수가 3보다 작으면, 510단계에서 기지국은 첫 번째 Band Index를 작성하고, 515단계에서 No. Band가 '01'로 설정되었는지를 확인한다. 이때, 설정된 값이 '01'이 아니면, 514단계로 진행하고, '01'로 설정된 경우라면, 512단계에서 두 번째 No. Band를 작성한다. 반면, 509단계에서 확인한 결과가 3이상인 경우, 513단계에서 기지국은 할당되는 밴드를 Band BITMAP으로 작성한다.
514단계에서 기지국은 No. Band에 설정된 값에 의해 결정된 N_band 값으로 밴드의 개수를 설정하고, 515단계에서 임시 변수 i를 0으로 초기화한다.
516단계에서 기지국은 i가 N_band 보다 작은지를 판단한다. 이때, 515단계에서 0으로 초기화 되었으므로 i는 N_band보다 작은 상태이다. 이 경우 517단계에서 기지국은 i 번째 사용 밴드에서 사용될 부채널 수 Nsch를 작성하고, 518단계에서 i를 1만큼 증가한 후 516단계로 진행하여 상기 과정들을 반복한다.
이러한 반복 과정을 수행한 후 i가 N-band보다 크게 되면, 기지국은 520단계로 진행하여 상향 또는 하향 링크인지를 판단한다. 만약, 상향링크로 할당된 경우라면, 기지국은 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우라면, 521단계에서 동일한 CID를 가진 상향 링크 자원 할당이 필요한지를 판단한다. 이때, 판단한 결과가 동일한 CID를 가진 상향 링크 자원 할당이 필요하지 않은 경우, 522단계에서 기지국은 상향 링크 버스트가 없는 상태이므로 UL continue 필드를 0으로 설정한다. 반면, 일한 CID를 가진 상향 링크 자원 할당이 필요한 경우, 523단계에서 기지국은 계속되는 상향 링크 버스트가 있으므로 UL continue 필드를 1로 설정한 후, 524단계에서 상향 링크 자원 할당을 위한 축소된 MAP 정보 요소를 작성한 다음 동작을 종료한다.
이와 같은 동작을 통해 MAP 정보 요소를 생성 시 상기 524단계에서와 같이 동일한 CID를 가진 UL 자원 할당이 필요하게 되면 축소된 MAP 정보 요소를 작성하는데, 이러한 축소된 MAP 정보 요소를 생성하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 축소된 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 601단계에서 기지국은 축소된 MAP 정보 요소를 작성함을 표시하기 위해 Reduced Type을 1로 설정한 후 602단계에서 Nep 필드에 단말이 송수신해야 할 상향 버스트 또는 하향 버스트의 인코더 패킷 크기를 설정한다.
603단계에서 기지국은 No. Band 필드에 할당되는 밴드 수를 코드로 입력하고, 604단계에서 할당되는 밴드의 수가 3이상인지를 판단하다. 이때, 할당되는 밴드 수가 3보다 작으면, 605단계에서 기지국은 첫 번째 Band Index를 작성하고, 607단계에서 No. Band가 '01'로 설정되었는지를 확인한다. 이때, 설정된 값이 '01'이 아니면, 610단계로 진행하고, '01'로 설정된 경우라면, 608단계에서 두 번째 No. Band를 작성한다. 반면, 604단계에서 확인한 결과가 3이상인 경우, 609단계에서 기지국은 할당되는 밴드를 Band BITMAP으로 작성한다.
610단계에서 기지국은 No. Band에 설정된 값에 의해 결정된 N_band 값으로 밴드의 개수를 설정하고, 611단계에서 임시 변수 i를 0으로 초기화한다.
612단계에서 기지국은 i가 N_band 보다 작은지를 판단한다. 이때, 611단계에서 0으로 초기화 되었으므로 i는 N_band보다 작은 상태이다. 이 경우 613단계에서 기지국은 i 번째 사용 밴드에서 사용될 부채널 수 Nsch를 작성하고, 614단계에서 i를 1만큼 증가한 후 612단계로 진행하여 상기 과정들을 반복한다. 이러한 반복 과정을 통해 i가 증가함에 따라 상기 612단계에서 i가 N_band 보다 크게 되면, 동작을 종료한다.
다음으로 상기와 같이 생성된 MAP 정보 요소를 단말이 수신하여 해석하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 생성된 MAP 정보 요소를 해석하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 701단계에서 단말은 수신된 MAP 정보 요소를 분석하여 Type 필드 값이 확인한다. 이때, 상기 Type 필드 값이 1로 설정된 경우가 아니라면, 702단계에서 다른 Type에 대한 MAP 정보 요소를 해석하는 과정을 수행한 후 동작을 종료한다. 반면, Type 필드 값이 1로 설정된 경우, 단말은 703단계에서 Band AMC 채널에 대한 MAP 할당으로 해석한다.
704단계에서 단말은 상기 수신된 MAP 정보 요소에 포함된 Basic CID가 초기 설정시 할당 받은 자신의 Basic CID와 일치하는 지를 판단한다. 만약, 일치하지 않으면 동작을 종료하고, 일치하는 경우에는 705단계에서 단말이 송수신해야 할 하향 버스트 또는 상향 버스트의 인코더 패킷 크기를 설정한다.
706단계에서 단말은 UL/DL indicator의 값을 확인한다. 만약, 상기 값이 1으로 설정된 경우라면, 707단계에서 단말은 상향 MAP 할당으로 인식하고, 709단계로 진행한다. 반면, 상기 값이 0으로 설정된 경우라면, 708단계에서 단말은 하향 MAP 할당으로 인식한 후 709단계로 진행한다.
709단계에서 단말은 No. Band가 11인지를 확인하다. 11인 경우가 아니면, 710단계에서 단말은 다음 4비트를 첫 번째 Band Index를 해석하고, 711단계에서 다시 No. Band가 01인지를 판단한다. 01이 아니면, 그대로 714단계로 진행하고, 01이면, 다음 4비트를 두 번째 Band Index를 해석한다. 반면, 709단계에서 확인한 결과가 No. Band가 11로 설정된 경우라면, 713단계에서 단말은 다음 12비트를 비트맵 형태(Band BITMAP)로 해석한다.
714단계에서 단말은 해석된 밴드의 개수를 N_band로 설정하고, 715단계에서 임시 변수 i를 0으로 초기화 한다. 이후, 716단계에서 단말은 i가 N_band보다 작은지를 판단한다. 이때, 상기 715단계에서 i는 초기화되었으므로 N_band보다 작은 상태이다. 따라서 717단계에서 단말은 다음 5비트를 Nsch로 해석하고, 718단계에서 지정된 i번째 밴드에서 사용되는 부채널 위치를 Nsch로부터 결정한다. 그런 다음 719단계에서 단말은 i를 1만큼씩 증가한 후 다시 716단계로 진행하여 상기 동작을 반복하다. 이러한 반복 과정을 수행한 후 i가 N_band보다 크게 되면, 단말은 720단계로 진행한다.
720단계에서 단말은 UL/DL indicator의 값이 0인지를 판단한다. 판단한 결과가 0이 아닌 경우에는 동작을 종료하고, UL/DL indicator의 값 1인 경우, 721단계에서 단말은 UL continue의 값이 1인지를 판단하여 1인 경우, 722단계에서 이후 정보를 축소된 UL MAP 정보 요소로 해석한다. 반면, 상기 721단계에서 판단한 결과가 1이 아닌 경우라면, 동작을 종료한다.
이와 같은 동작을 통해 MAP 정보 요소를 생성 시 상기 524단계에서와 같이 동일한 CID를 가진 UL 자원 할당이 필요하게 되면 축소된 MAP 정보 요소를 작성하는데, 이러한 축소된 MAP 정보 요소를 생성하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 축소된 MAP 정보 요소를 해석하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 801단계에서 단말은 축소된 MAP 정보 요소에 포함된 Reduced Type가 1로 설정되었는지를 판단한다. 1이 아닌 경우, 802단계에서 단말은 다이버시티 채널에 대한 축소 MAP 정보 요소 해석을 과정을 수행한 후 동작을 종료한다. 반면, 1로 설정된 경우, 803단계에서 단말은 Band AMC 채널에 대한 축소 MAP 형식으로 해석한 다음 804단계에서 다음 4비트를 Nep으로 해석하다.
805단계에서 No. Band가 '11'로 설정되었는지를 확인한다. 이때, 설정된 값이 '11'이 아니면, 다음 4비트를 첫 번째 Band Index를 해석한 후 807단계에서 No. Band가 '01'인지를 확인하여 '01'인 경우, 다음 810단계로 진행하고, '01'인 경우, 808단계에서 다음 4비트를 두 번째 Band Index 해석한다.
809단계에서 단말은 12비트를 Band BITMAP로 해석한 다음 810단계에서 해석된 밴드의 개수를 N_band로 설정한다. 이후, 811단계에서 단말은 임시 변수 i를 0으로 초기화한다.
714단계에서 단말은 해석된 밴드의 개수를 N_band로 설정하고, 715단계에서 임시 변수 i를 0으로 초기화 한다. 이후, 716단계에서 단말은 i가 N_band보다 작은지를 판단한다. 이때, 상기 715단계에서 i는 초기화되었으므로 N_band보다 작은 상태이다. 따라서 717단계에서 단말은 다음 5비트를 Nsch로 해석하고, 718단계에서 지정된 i번째 밴드에서 사용되는 부채널 위치를 Nsch로부터 결정한다. 그런 다음 719단계에서 단말은 i를 1만큼씩 증가한 후 다시 716단계로 진행하여 상기 동작을 반복하다. 이러한 반복 과정을 수행한 후 i가 N_band보다 크게 되면, 단말은 동작을 종료한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는데 필요한 MAP 정보 요소를 새롭게 생성 및 해석하여 단말 별로 주파수 밴드와 코딩 및 변조 방식 등을 할당하는 효율적인 MAP 메시지를 구성할 수 있다.
또한, 상향과 하향 버스트의 MAP 정보를 나타내기 위하여 공통된 형식을 사용함으로써 필요에 따라 상향 및 하향 버스트 정보를 나타내는 MAP 정보 요소를 하나로 구성하는 것이 가능하고 이에 의해 MAP 정보 요소를 공지하기 위해 사용되는 시스템 오버헤드를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코딩 방식을 위한 MAP 정보 요소의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코딩 방식을 위한 축소된 MAP 정보 요소의 구조를 도시한 도면,
도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 MAP 정보 요소를 생성하는 동작을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중화 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 축소된 MAP 정보 요소의 생성 동작을 도시한 흐름도,
도 7a ~ 7b는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 MAP 정보 요소의 해석 동작을 도시한 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 축소된 MAP 정보 요소의 해석 동작을 도시한 흐름도.

Claims (9)

  1. 광대역 무선 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 주파수 밴드별 코딩을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서,
    기지국이, 통신중인 단말로 전송할 데이터 프레임마다, 소정의 부채널들로 결합된 빈에 할당되는 주파수 밴드 수 및 사용할 코딩 정보를 알리기 위한 정보 요소를 생성하는 과정과,
    상기 단말이, 상기 수신된 맵 정보 요소를 주파수 대역별 다중화 코딩 채널에 대한 맴 할당으로 해석하여 자신이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 할당된 주파수 밴드에서 상기 데이터를 송신할 부채널의 크기 및 위치를 결정하는 과정과,
    상기 단말이 상기 기지국과 상기 결정된 부채널을 통해 상기 정보 요소에 의해 알려진 상기 코딩 정보에 따라 인코딩하고, 미리 설정된 시간내에 상기 데이터를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 요소를 생성하는 과정은,
    상기 안전 채널에 대한 정보 요소의 할당을 지시하는 값 및 상기 정보 요소를 전송할 단말의 아이디와 상기 단말의 송수신할 버스트의 인코더 패킷 크기를 설정하는 단계와,
    상기 정보요소가 할당되는 링크에 따라 상향/하향 링크 식별자를 설정하는 단계와,
    상기 이동 단말로 알려지는 상기 주파수 대역의 개수를 설정하고 상기 주파수 대역의 개수에 따라 대역 비트맵을 작성하는 단계와,
    상기 단말이 사용할 밴드에서 상기 데이터의 버스트가 포함되는 부채널의 수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    동일한 상기 단말의 아이디를 가진 상향 링크 자원의 할당이 필요한 경우, 상기 상향 링크 자원 할당을 위한 축소된 맵 정보 요소를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 축소된 맵 정보 요소는 1만큼씩 증가되어 임시로 설정된 변수가 해석된 밴드의 개수보다 크고, 하향 링크 할당인 경우에 생성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정보 요소를 해석하는 과정은,
    상기 기지국으로부터 맵 정보 요소를 포함하는 데이터 프레임을 수신하는 단계와,
    상기 수신된 맵 정보 요소의 파라미터들을 해석하여 수신된 단말의 아이디가 미리 설정된 자신의 아이디와 동일한지를 비교하여 인코더 패킷 크기를 결정하는 단계와,
    상기 해석된 정보 요소의 상향/하향 식별자를 상기 상향 링크 또는 하향 링크 할당인지를 판단하는 단계와,
    상기 할당된 주파수 대역 수에 따라 이어지는 파라미터들을 해석하여 상기 수신된 데이터 버스트의 위치로 지정된 밴드내의 부채널 크기를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단말과 동일한 아이디로 수신되는 다음 데이터 버스트가 있는 경우, 상기 기지국로부터 수신되는 축소된 상향 링크 맵 정보 요소로 이어지는 정보를 해석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 주파수 밴드별 코딩을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 광대역 무선 직교 주파수 다중화 접속 시스템에 있어서,
    통신중인 단말로 전송할 데이터 프레임마다, 소정의 부채널들로 결합된 빈에 할당되는 주파수 밴드 수 및 사용할 코딩 정보를 알리기 위한 정보 요소를 생성하는 기지국과,
    상기 수신된 맵 정보 요소를 주파수 대역별 다중화 코딩 채널에 대한 맴 할당으로 해석하여 자신이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 할당된 주파수 밴드에서 상기 데이터를 송신할 부채널의 크기 및 위치를 결정하고, 상기 기지국과 상기 결정된 부채널을 통해 상기 정보 요소에 의해 알려진 상기 코딩 정보에 따라 인코딩하고, 미리 설정된 시간내에 상기 데이터를 송수신하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은 동일한 상기 단말의 아이디를 가진 상향 링크 자원의 할당이 필요한 경우, 상기 상향 링크 자원 할당을 위한 축소된 맵 정보 요소를 생성함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말은 현재 해석된 아이디와 동일한 아이디로 수신되는 다음 데이터 버스트가 있는 경우, 상기 기지국로부터 수신되는 축소된 상향 링크 맵 정보 요소로 이어지는 정보를 해석함을 특징으로 하는 상기 시스템.
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