KR20050091598A - 광대역 무선 통신 시스템에서 접속 정보 전송 시스템 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 광대역 통신 시스템에서 접속 정보를 전달할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 AMC를 적용하여 데이터를 전송하는 무선 광대역 통신 시스템에서 접속 정보를 전달하는 시스템 및 방법을 제공한다.

이러한 본 발명의 시스템은, 적응적 변조 및 코딩을 적용하여 데이터를 전송하는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 접속 정보를 전송하기 위한 시스템으로서, 미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자들을 구분하고, 상기 구분된 사용자들에게 순방향 및 역방향의 채널 정보를 포함하여 접속 정보를 구성하고 상기 구성된 접속 정보를 순방향 링크로 전달하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 맵 정보를 수신하여 자신이 할당된 맵의 정보에 따라 적응 변조 및 코딩 레벨을 결정하여 데이터의 송/수신을 수행하는 단말을 포함한다.

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 접속 정보 전송 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING OF ACCESS INFORMATION IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 접속 정보를 전송하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선 통신 시스템에서 맵(MAP)을 통해 접속 정보를 전송하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 소정의 무선 신호를 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 시스템을 말한다. 이러한 무선 통신 시스템은 유선 시스템과 대별되는 것으로 전송 구간이 무선 채널을 통해 전송되는 것을 말한다. 유선 시스템과 무선 시스템은 이 밖에도 많은 차이점들을 가진다. 우선, 유선 시스템은 시스템과 단말간 고정적인 라인을 통해 연결되어 있고, 통신이 필요한 경우에 스위칭 등을 통해 데이터를 전달할 수 있다. 그러나 무선 통신 시스템은 단말과 시스템간 고정적인 채널이 설정되어 있지 않기 때문에 시스템에서 단말로 데이터 전송이 필요하거나 또는 단말에서 시스템으로 데이터 전송이 필요한 경우 또는 양방향 모두 데이터 전송이 필요한 경우에 상호간 협약이 필요하다.

왜냐하면, 이는 무선 통신 시스템의 무선 자원을 하나의 단말이 계속적으로 모두 점유한 상태로 사용할 수 없기 때문이다. 따라서 무선 통신 시스템에서는 시스템에서 단말로 데이터를 전달할 때, 전달되는 방법 또는/및 시점 등의 정보가 공유되어야만 데이터 전송이 이루어질 수 있다. 이러한 무선 통신 시스템의 대표적인 예로 이동통신 시스템을 들 수 있다. 상기 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 현재 IMT-2000에 대한 표준이 제정되고 있으며, 이들은 크게 비동기 방식의 3GPP와 동기 방식의 3GPP2로 구분될 수 있다.

한편, 유선 시스템에서는 광대역(Broadband)에서 데이터 전송을 수행할 수 있는 방법에 대하여 논의가 이루어지고 있다. 무선 시스템에서도 이러한 광대역 시스템의 도입을 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같이 무선 시스템에서 광대역의 서비스를 제공하기 위해 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 IEEE)의 IEEE 802.16d 표준화 그룹에서 논의가 진행 중에 있다. 상기 IEEE 802.16d 표준화 그룹에서 논의가 진행되고 있는 무선 기술은 앞에서 살핀 이동통신 시스템에 비하여 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있는 시스템이다.

그러면 이하에서 현재 IEEE 802.16d 표준화 그룹에서 논의된 데이터의 전송 방식에 대하여 살펴보도록 한다. 도 1은 현재 IEEE 802.16d 표준화 그룹에서 논의된 데이터 전송을 위한 프레임 구조의 개념도이다.

상기 IEEE 802.16d 표준에서는 프레임 전송 시간 내에 순방향 링크(DL : Down Link)와 역방향 링크(UL : Up Link)로 구분한다. 따라서 상기 도 1의 가로축은 시간을 의미한다. 또한 IEEE 802.16d 표준에서는 직교 주파수 분할 다중 접속( OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 데이터를 전송한다. 따라서 상기 도 1에서 세로 축은 다수의 주파수들이 하나의 서브 채널(subchannel)을 구성한 서브 채널의 번호들이 된다. 그러면 IEEE 802.16d 시스템의 프레임 규격에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 IEEE 802.16d 시스템의 프레임 규격은 순방향 링크(DL)(149)와 역방향 링크(UL)(153)로 구분된다. 이러한 구분은 시간에 따라 구분되므로 상기 순방향 링크(149)와 역방향 링크의 사이에 보호 구간으로 TTG(Tx/Rx Transition Gap) 구간(151)을 가지며, 역방향 링크(153)와 그 다음 프레임의 순방향 링크의 사이에 보호 구간으로 RTG(Rx/Tx Transition Gap)(155)를 가진다.

그러면 순방향 링크의 구간에 구성에 대하여 살펴본다. 순방향 링크의 첫 번째 직교 주파수 분할 다중 접속 심볼들이 전송되는 구간(k)에서는 모든 서브채널들로 프리엠블(Preamble)(111)이 전송된다. 그리고 두 번째 직교 주파수 분할 다중접속 심볼들이 전송되는 구간(k+1)에서는 소정의 서브 채널들로 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header)(113)가 전송되고, 나머지 서브 채널들 중 일부를 이용하여 순방향 링크 맴(DL-MAP) 정보(115)를 포함한다. 그리고 두 번째 직교 주파수 분할 다중접속 심볼들이 전송되는 구간(K=1)의 남는 서브 채널들로 역방향 링크 맵(UL-MAP) 정보(117)를 전송하며, 세 번째 다음 직교 주파수 분할 다중 접속 심볼들이 전송되는 구간(k+2)의 일부 서브 채널들을 이용하여 역방향 링크 맵(UL-MAP) 정보(119)를 전송한다. 이후 나머지 구간은 순방향으로 데이터를 전송하는 구간으로 순방향 버스트들(DL burst #1, #2, #3, #4, #5)(123, 125, 121, 127, 129)로 구성된다. 이와 같은 형태를 이용하여 순방향으로 데이터를 전송한다.

상기 프리엠블(111)은 모든 단말로 방송(broadcast)되는 정보이며, 단말들은 상기 방송되는 신호를 수신하여 채널의 상태 정보를 검사하여 보고할 수 있다. 또한 상기 프리엠블(111)을 통해 모든 단말들로 공통으로 전송되어야 하는 각종 정보들을 전송할 수 있다. 그리고 순방향 링크 맵(115)은 순방향 링크에 어느 시점에 어떠한 서브 채널을 이용하여 단말로 데이터를 전송할 것인가의 정보를 포함하는 것이다. 반대로 역방향 링크 맵(117, 119)은 단말에게 역방향 링크에서 어느 시점에 어떠한 서브 채널을 이용하여 역방향 링크로 데이터를 전송하도록 허여하는 정보가 된다.

다음으로 역방향 링크(153)의 구성에 대하여 살펴보면, 역방향 링크의 데이터 전송 시점 중 첫 번째 데이터 전송 영역에서 소정의 서브 채널들의 묶음 형태로 프리엠블들(131, 133, 135)을 가지도록 구성하고 있다. 또한 상기 역방향 링크(153)로 전송이 이루어지는 시간 동안 계속하여 소정 서브 채널은 레인징 서브 채널(143)로 사용하도록 구성된다. 그리고 상기 각 프리엠들들(131, 133, 135)과 대응하는 역방향 링크 버스트들(UL burst #1, #2, #3)(137, 139, 141)이 존재한다. 상기 역방향 링크의 버스트들을 통해 단말이 역방향으로 데이터를 전송하는 것은 전술한 바와 같이 역방향 링크 맵(117, 119)의 정보로부터 알 수 있는 것이다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이 IEEE 802.16d 시스템에서는 매 프레임마다 역방향 링크 맵(117, 119) 정보와 순방향 링크 맵(115) 정보를 전송하여 기지국과 단말이 모두 알고 있어야만 한다. 이를 통해 단말은 역방향 통신을 수행하고자 하는 경우에 상기 수신된 역방향 링크 맵(117, 119)을 통해 해당하는 시점에서 할당된 주파수들의 서브 채널을 통해 역방향 전송을 수행할 수 있다. 즉 매 프레임마다 고정된 서브 채널이 아닌 서로 다른 서브 채널을 사용하게 된다.

이러한 순방향 링크 맵(115) 정보와 역방향 링크 맵 정보(117, 119)를 각각 상향 접속 정보와 하향 접속 정보라 한다. 이러한 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보는 기지국에서 멀리 떨어진 사용자도 수신이 가능하도록 최소 차수의 변조 방식 및 최소 코딩 레이트의 코딩 방식을 사용하여 변조 및 코딩을 수행한다. 최소 차 변조 및 최소 레이트 코딩 방식은 최고 차 변조 및 최대 레이트 코딩 방식에 비하여 오류를 최소화하여 멀리 떨어진 사용자에게 전송할 수 있는 이점이 있다. 그러나 최소 차 변조 및 최소 레이트 코딩 방식은 동일 데이터를 전송하는데 있어서 많은 무선 자원을 사용하는 단점을 가지고 있다. 특히 기지국과 근거리에 있는 단말에게 접속 정보를 전달 할 경우 최소 차 변조 및 최소 레이트 코딩 방식을 사용할 경우 무선 자원의 낭비 요인이 된다. 반면에 최대 차 변조 방식과 최대 레이트 코딩 방식을 사용할 경우 무선 자원은 절약할 수 있으나 기지국으로부터 원거리 또는 채널 환경이 열악한 단말은 데이터 송/수신이 불가능해지는 문제를 가진다.

따라서 기지국과 단말간의 거리 또는/및 채널 환경 등 다양한 조건을 고려하여 기지국과 단말간 적응적인 변조 방식과 적응적인 레이트의 코딩을 수행할 수 있는 방법이 요구된다. 또한 이러한 방법을 사용할 경우에 각 단말에 할당되는 변조 차수와 코드 레이트의 정보를 전달할 수 있어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적인 코드 레이트 및 적응적인 변조 방식을 사용할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적인 코드 레이트 및 적응적인 변조 방식을 사용할 경우 이를 알릴 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 적응적인 코드 레이트 및 적응적인 변조 방식을 사용할 경우 효율적으로 접속 정보를 전달할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 적응적 변조 및 코딩을 적용하여 데이터를 전송하는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 접속 정보를 전송하기 위한 방법으로서, 미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자들을 구분하고, 상기 구분된 사용자들에게 순방향 및 역방향의 채널 정보를 포함하여 접속 정보를 구성하는 과정과, 상기 구성된 접속 정보를 순방향 링크로 전달하는 과정을 포함한다.

또한, 상기 미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자 접속 정보를 전달할 영역을 할당하는 루트 맵 정보를 프레임 내에 포함하도록 할 수도 있고,

미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 최저 차수의 변조 및 코딩 레벨 보다 큰 레벨로 데이터 전송이 가능한 단말이 존재할 경우 각 레벨들에 맞는 단말들로 적응 변조 및 코딩 레벨을 알리기 위한 서브 맵 정보들을 생성하여 전송하도록 구성할 수도 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 적응적 변조 및 코딩을 적용하여 데이터를 전송하는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 접속 정보를 전송하기 위한 시스템으로서, 미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자들을 구분하고, 상기 구분된 사용자들에게 순방향 및 역방향의 채널 정보를 포함하여 접속 정보를 구성하고 상기 구성된 접속 정보를 순방향 링크로 전달하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 맵 정보를 수신하여 자신이 할당된 맵의 정보에 따라 적응 변조 및 코딩 레벨을 결정하여 데이터의 송/수신을 수행하는 단말을 포함한다.

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.

그러면 먼저 광대역 무선 통신 시스템에서 기지국과 거리 또는/및 채널 환경에 따라 적응적으로 코드 레이트와 변조 차수를 결정하는 방식에 대하여 살펴보기로 한다.

임의의 가입자 단말로 송신하는 신호를 수신할 가입자 단말기의 전파 환경, 즉 채널 환경에 적합한 변조 및 코딩 방식(MCS : Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다)을 적용하여 변조 및 코딩한다. 여기서, 상기 MCS에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 기지국과 단말간의 채널 환경은 다양한 요인들로 인해 변화하게 되고, 따라서 상기 기지국과 가입자 단말기들간의 채널 상태에 상응하게 상기 MCS를 다양하게 적용하여 신호를 송신하는 방식이 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식이다. 상기 AMC 방식은 셀(cell), 즉 기지국과 가입자 단말기들간의 채널 상태에 따라 서로 다른 채널 변조 방식과 코딩 방식을 결정해서, 상기 셀 전체의 사용 효율을 향상시키는 신호 송신 방식을 말하는 것이다.

상기 AMC 방식은 복수개의 변조 방식들과 복수개의 코딩 방식들을 가지며, 상기 변조 방식들과 코딩 방식들을 조합하여 채널 신호를 변조 및 코딩한다. 통상적으로 상기 변조 방식들과 코딩 방식들의 조합들 각각을 상기 MCS라고 하는 것이며, 상기 MCS들의 수에 따라 레벨(level) 1에서 레벨(level) N까지 복수개의 MCS들을 정의할 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식은 상기 MCS의 레벨을 상기 기지국과 가입자 단말기들간의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정하여 상기 기지국 전체 시스템 효율을 향상시키는 방식이다.

이러한 방식으로 데이터를 전송할 경우 기지국과 단말간에는 MCS 레벨을 알고 있어야만 데이터의 송/수신이 가능하게 된다. 따라서 이하에서는 상기한 MCS 레벨 정보를 전달하는 방법에 대하여 살피도록 한다.

먼저 프레임 구성을 간략히 도시하면 도 2와 같이 도시할 수 있다.

도 2는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향과 역방향으로 데이터 전송이 이루어지는 프레임의 구성도이다.

상기 도 2에서는 TTG 구간을 고려하지 않고 도시한 것이다. 상기 도 2를 참조하여 살펴보면, 순방향 링크의 데이터 전송이 이루어지는 구간과 역방향 링크의 데이터 전송이 이루어지는 구간으로 구분할 수 있다. 이와 같은 순방향 링크와 역방향 링크에 포함되는 정보들을 다시 도시하면 도 3a 및 도 3b와 같이 도시할 수 있다.

도 3a는 본 발명에 따라 순방향 링크로 전송되는 프레임의 상세 구성도이고, 도 3b는 본 발명에 따라 역방향 링크로 전송되는 프레임의 상세 구성도이다. 그러면 도 3a 및 도 3b를 참조하여 순방향 링크로 전송되는 프레임 구성과 역방향 링크로 전송되는 프레임 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 도 3a에서는 2개의 프리엠블들(211, 212)이 존재한다. 상기 각 프리엠블들에 대하여는 본 발명에 관련된 사항이 아니므로 특별히 설명하지는 않기로 한다. 상기 프링ㅁ블 이후에 본 발명에 따른 루트 맵(220)이 구비된다. 본 발명에 따른 루트 맵(220)에는 본 발명에 따른 미니 맵(mini MAP)들(214, 215, 216)의 구성 정보를 포함한다. 상기 미니 맵의 구성 정보는 각 미니 맵들이 채널 환경 또는/및 거리에 따라 AMC를 적용하기 위한 즉, MCS 레벨들의 접속 정보를 전달하기 위한 영역을 구분하기 위해 구비된다. 본 발명에서는 3개의 루트 맵 서브 채널의 정보들(211, 222, 223)을 구비하도록 도시하였다. 이에 대하여는 미니 맵과 함께 다시 설명하기로 한다.

또한 시스템 정보를 전달하는 시스템 정보 채널(SICH : System Information Channel)(213)을 가진다. 또한 각 사용자들의 접속 정보를 알리기 위해 구비되는 미니 맵들(mini-MAP 0, mini-MAP 1, mini-MAP 2)(214, 215, 216)은 MCS 레벨에 따른 방식으로 데이터를 전송할 단말들의 정보들을 포함한다. 각 미니 맵들(214, 215, 216)에 포함된 접속 정보 요소(MAP_IE : MAP Information Element)는 상향 접속 정보와 하향 접속 정보들을 가지도록 구성된다.

따라서 본 발명에서는 각 사용자의 하향 및 상향 정보를 나타내는 접속 정보 요소들이 동일한 미니 맵들에서 존재하는 경우에 동일한 변조 및 코딩 방식을 사용해서 전달되는 것이다. 이들을 그룹으로 묶은 것을 본 발명에서는 미니 접속 정보(mini-MAP)라 한다.

상기 도 3a에서 순방향 링크 맵 접속 정보 요소(DL_MAP_IE)는 순방향 링크의 서브 채널 정보를 의미하며, 역방향 링크 맵 접속 정보 요소(UL_MAP_IE)는 역방향 링크의 서브 채널 정보를 의미한다. 따라서 순방향 링크의 맵 접속 정보에는 특정 단말이 어떠한 채널의 어떠한 시점에서 데이터를 수신하며, 어떠한 MCS 레벨로 데이터를 수신할 것인가를 결정할 수 있다. 또한 역방향 링크의 맵 접속 정보에는 특정한 단말이 어떠한 채널의 어떠한 시점에서 데이터를 송신하며, 여러 MCS 레벨 중 어느 레벨로 데이터를 구성하여 송신할 것인가의 정보를 포함한다.

다시 이를 정리하여 살펴보면, 시스템 정보 채널 내에 루트 맵 정보(220)가 포함된다. 상기 루트 맵 정보(220)는 본 발명에 따라 다수 개의 MCS 레벨들 중 특정한 레벨에 해당하는 단말들의 정보가 어떻게 구성되어 전달되는가를 알리는 것이다. 만일 최고 차의 변조 방식과 최고 부호율을 가지는 단말들의 정보를 미니 맵 0(mini-MAP 0)(214)에서 전달한다고 가정하면, 미니 맵 0(214)의 정보가 어느 서브 채널까지인지를 알리는 정보를 알리도록 루트 맵 서브채널 수(RmNsch0)에 상기 정보가 포함된다. 그리고, 그 다음의 변조 차수와 변조 레벨을 적용할 미니 맵에 대하여 서브 채널이 어디서부터 어디까지 전달될 것인가를 결정하는 것이 루트 맵 서브 채널 수(RmNsch1)에 저장된다. 따라서 본 발명에 따른 시스템에서는 각 AMC를 적용할 레벨들이 결정되어 있어야 한다. 즉, 각 미니 접속 정보를 복조 및 디코드하기 위해 사용되는 복조 및 디코드 방식을 예를 들어 설명하면, 각 미니 맵들마다 하나의 미니 맵은 부호율이 1/12을 사용하고, 변조 방식은 QPSK를 사용하도록 하고, 다른 미니 맵은 부호율이 1/2이고, 변조 방식은 QPSK를 사용하도록 하며, 또 다른 미니 맵은 부호율이 1/2이고, 변조 방식은 16QAM으로 미리 정해져 있을 수 있다. 또한 미니 접속 정보0(mini-MAP 0)에서는 가장 낮은 복조 및 디코드 방식인부호율 1/12과, 변조 차수 QPSK를 사용하고, 미니 접속 정보2(mini-MAP 2)에서는 가장 높은 복조 및 디코드 방식을 사용한다. 이러한 상기 루트 맵 서브 채널의 수 정보들(221, 222, 223)은 각각 6비트, 5비트, 5비트의 크기로 구성할 수 있다.

다음으로 각 미니 맵들(214, 215, 216)에서는 순방향 링크 맵 정보 요소들과 역방향 링크 맵 정보 요소들이 포함되어 있다. 이는 어떠한 단말이 어느 서브 채널들을 이용하여 어느 시점에 데이터를 송/수신할 것인가를 지시하는 것이다. 즉, 데이터의 변조 차수와 부호율에 대하여는 미리 결정된 AMC 레벨로 결정되는 것이다.

상기 도 3b를 참조하면, 2개의 프리엠블들(311, 312)과 시스템 파라미터를 전달하는 SICH(313)이 존재하며, 이후 역방향 링크 버스트들이 존재한다. 상기 역방향 링크 버스트들은 상기 도 3a에서 정의한 바와 같이 역방향 맵 정보 요소에 할당된 단말들이 해당하는 AMC 방식으로 데이터를 전송하는 것이다. 이를 통해 기지국에 연결된 모든 단말은 미니 접속 정보0을 복조 및 디코드 할 수 있으나, 미니 접속 정보2는 기지국에 가까운 단말만 복조 및 디코드를 수행 할 수 있다.

이러한 각 미니 접속 정보는 다수의 접속 정보 요소를 포함하고 있으며 각 접속 정보 요소는 각 단말의 상향 또는 하향 접속 정보를 나타낸다. 상기 하향 접속 정보를 표로 도시하면 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.

Syntax	Size	Notes
MAP_IE 0 {
Type = 0	2bits	0: diversity, 1:band AMC, 2: circuit stream, 3:safety
DL/UL indication = 0	1bits	0: DL, 1:UL
Basic CID	16bits	ID for terminal
Nep	4	Encoder packet size
Nsch	7bits	Number of subchannel. max 128
if(DL/UL indication == 0) {
UL burst continue	1 bits	0: no UL Burst, 1:UL burst continues
if(UL burst continye == 1) {
Rdeuced MAP_IE	variable	for Diversity or Band AMC UL burst
}
}
}

상기 <표 1>은 본 발명에서 제안하는 하향 접속 정보 요소의 구성을 나타낸다. 상기 <표 1>에서 Type 필드는 접속 정보 요소의 형태를 나타낸다. 본 발명에서는 모두 4개의 type(diversity, band AMC, circuit stream, safety)을 지원할 수 있도록 구성되어 있으나, 각 type에 대한 자세한 설명은 발명의 요지와는 관계가 없으므로 생략한다. DL/UL indication 은 해당 접속 정보 요소가 하향 정보인지 상향 정보인지를 나타낸다. 상기 구성은 하향 접속 정보 요소를 나타내므로 DL/UL indication이 0으로 설정되어 있다. 상향 접속 정보 요소의 경우 1로 설정된다. 또한 Basic CID는 해당 접속 정보 요소를 수신하여 하향 버스트를 수신할 단말의 ID를 나타낸다. 각 단말은 기지국에 초기 접속 시 1개의 Basic CID를 할당받으므로 상기 Basic CID를 사용하여 각 접속 정보를 전달받을 단말을 표시한다. Nep는 해당 하향 접속 정보 요소에 의하여 단말이 수신해야 할 하향 버스트(DL Burst)의 Encoder Packet 크기를 나타낸다.

Nsch는 해당 하향 접속 정보 요소에 의하여 단말이 수신해야 할 하향 버스트의 물리적 크기를 나타낸다. 각 단말은 상기 Nep와 Nsch에 따라 각 단말에 할당된 하향 버스트의 변조 및 코딩 방법을 알 수 있으며 이를 이용하여 하향 버스트를 디코드 한다. 상향 버스트의 할당은 상기 하향 버스트 할당과 마찬가지로 상향 접속 정보 요소의 순서대로 차례로 할당된다. 각 하향 접속 정보 요소에 의하여 할당되는 하향 버스트는 접속 정보 이후에 연속적으로 할당되므로, 첫 하향 버스트의 시작 위치는 접속 정보의 종료 위치가 된다. 이후 접속 정보 요소에 의하여 할당되는 하향 버스트의 시작 위치는 상기 접속 정보요소에 선행하는 하향 접속 정보 요소에 의하여 할당되는 하향 버스트의 종료 위치이다. 해당 하향 버스트의 종료 위치는 상기 시작 위치에서 해당 버스트의 물리적 크기를 더하면 된다. UL burst continue는 상기 하향 접속 정보 요소의 바로 뒤에 동일 단말에 대한 축소된 상향 접속 정보 요소가 올 때 1로 설정된다.

그러면 상향 접속 정보를 표로 도시하면, 하기 <표 2>와 같이 도시할 수 있다.

Syntax	Size	Notes
MAP_IE 0 {		Diversity UL
Type = 0	2bits	0: diversity, 1:band AMC, 2: circuit stream, 3:safety
DL/UL indication = 1	1bits	0: DL, 1:UL
Basic CID	16bits	ID for terminal
Nep	4bits	Encoder packet size
Nsch	6bits	Number of subchannel. max 128
}

상기 <표 2>는 표2는 본 발명에서 제안하는 상향 접속 정보 요소의 구조를 나타낸다. 상기 <표 2>에서 Type는 상향 접속 정보 요소의 형태를 나타내며 하향 접속 정보의 형태와 마찬가지로 모두 4가지 하향 접속 정보 요소가 가능하다. 각 형태에 대한 자세한 설명은 본 발명의 요지와 관련이 없으므로 생략한다. DL/UL indication은 해당 접속 정보 요소가 하향 정보인지 상향 정보인지를 나타낸다. 상기 <표 2>의 구성은 상향 접속 정보 요소를 나타내므로 DL/UL indication이 1로 설정되어 있다. Basic CID 해당 상향 접속 정보 요소를 수신하여 상향 버스트를 할당 받을 단말의 ID를 나타낸다. Nep는 해당 상향 접속 정보 요소에 의하여 단말의 송신용으로 할당받은 상향 버스트(UL Burst)의 Encoder Packet 크기를 나타낸다. Nsch는 해당 상향 접속 정보 요소에 의하여 단말의 수신용으로 할당받은 상향 버스트의 물리적 크기를 나타낸다. 각 단말은 상기 Nep와 Nsch에 따라 각 단말에 할당된 버스트의 변조 및 코딩 방법을 알 수 있으며 이를 이용하여 상향 버스트를 부호화한다.

그러면 본 발명에 따른 축소된 상향 접속 정보 요소에 대하여 살펴보기로 한다. 본 발명에 따른 축소된 상향 접속 정보 요소는 하기 <표 3>과 같이 도시할 수 있다.

Syntax	Size	Notes
MAP_IE 0 {		Reduced Diversity UL
Reduced Type = 0	1bits	0: diversity, 1:band AMC,
Nep	4bits	Encoder packet size
Nsch	6bits	Number of subchannel. max 128
}

상기 <표 3>은 본 발명에 따른 축소된 상향 접속 정보 요소의 구조를 나타낸다. 상기 <표 3>에 도시한 각 접속 정보 요소들에 대하여 살펴보면, Type는 축소된 상향 접속 정보 요소의 형태를 나타내며 상기 상향 접속 정보와 달리 2가지 형태의(diversity, band AMC) 상향 접속 정보 요소가 가능하다. 각 형태에 대한 자세한 설명은 본 발명의 요지와 관련이 없으므로 생략한다. 또한 제안하는 축소된 상향 접속 정보 요소에서는 상기 상향 접속 정보 요소와 달리 동일 단말에 할당된 상기 하향 접속 정보 요소 바로 뒤에 위치하므로 선행하는 하향 접속 정보 요소와 중복되는 Basic CID 및 DL/UL indication이 생략되어 있다. Nep는 해당 상향 접속 정보 요소에 의하여 단말의 송신용으로 할당받은 상향 버스트(UL Burst)의 Encoder Packet 크기를 나타낸다. 그리고 Nsch는 해당 상향 접속 정보 요소에 의하여 단말의 수신용으로 할당받은 상향 버스트의 물리적 크기를 나타낸다. 각 단말은 상기 Nep와 Nsch 에 따라 각 단말에 할당된 버스트의 변조 및 코딩 방법을 알 수 있으며 이를 이용하여 상향 버스트를 부호화한다.

다음으로 상기한 바와 같은 접속 정보 요소의 배치 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 기지국은 각 단말과의 무선 채널 상태를 물리계층을 통하여 알 수 있으며, 이에 따라 상기 접속 정보 요소가 미니 접속정보0 또는 미니 접속 정보1 또는 미니 접속 정보2에 포함될지 결정한다. 기지국과 단말 사이의 무선 채널의 상태가 좋을 경우 해당 단말의 하향 접속 정보 요소 및 상향 접속 정보 요소는 미니 접속 정보2에 할당되며 나쁠 경우 미니 접속 정보0에 할당된다. 동일 정보를 담고 있는 접속 정보 요소가 미니 접속 정보0에 포함될 경우 미니 접속 정보1에 포함된 경우보다 많은 무선 자원을 할당받게 되므로 가능하면 미니 접속 정보0에 포함된 접속 정보 요소를 줄여야 한다.

본 발명에서는 접속 정보 요소에 상향 및 하향을 나타내는 필드를 포함시켜 상향 접속 정보 요소와 하향 접속 정보 요소가 동일 미니 접속 정보에 위치한다. 기존 접속 정보 요소 배치에서는 상향 접속 정보 요소의 경우 상향 접속 정보(UL_MAP)에 위치하게 되며, 하향 접속 정보 요소의 경우 하향 접속 정보(DL_MAP)에 위치하게 되므로 동일 단말이 수신해야 하는 접속 정보 요소가 2개의 서로 다른 블록으로 나뉘어 변조 및 코딩이 이루어지게 되며, 이때 각 블록의 크기와 접속 정보 요소의 크기가 정확히 일치하지 않아 일반적으로 변조 및 코딩 블록의 크기를 접속 정보 요소의 크기보다 크게 설정해야 한다. 이 경우 각 변조 및 코딩 블록마다 낭비되는 공간이 발생한다. 그러나 본 발명에서는 하향 접속 정보 요소와 상향 접속 정보 요소를 구별하는 필드를 각 접속 정보 요소에 상기 두 접속 정보 요소가 동일 변조 및 코딩 블록에 위치하므로 낭비되는 공간을 줄였다.

도 4는 본 발명에 따른 기지국에서 각 단말의 무선 자원 할당 및 미니 맵 구성 시의 제어 흐름도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 딸느 기지국에서 각 단말의 무선 자원 할당 및 미니 맵 구성 시의 제어 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

기지국은 400단계에서 물리계층에 의한 전체 단말의 무선 상태를 측정한다. 이는 앞에서 살핀 바와 같이 프리엠블 신호의 신호 세기 또는/및 파일럿 신호의 세기를 검사함으로써 측정할 수 있다. 이와 같이 전체 단말의 무선 상태를 측정한 후 기지국은 402단계로 진행하여 전체 단말에 대하여 무선 채널 자원을 할당한다. 이러한 채널 자원 할당은 각 단말마다 동일한 채널에 대하여 서로 다른 품질을 알릴 수 있으므로 수신 품질이 가장 양호한 단말에 가장 양호한 채널을 설정하도록 한다. 이때, 전송할 데이터 또는 수신할 데이터의 양과 QoS(Quality of Service)를 함께 고려하여야 함은 물론이다. 이와 같이 무선 자원을 할당한 이후에 기지국은 404단계로 진행하여 모든 단말들 중 하나의 단말에 대하여 수행하므로 단말 번호를 1로 설정한다. 그런 후 406단계로 진행하여 현재 단말이 보고한 채널이 최고 차수의 변조 및 부호율을 적용할 수 있는가를 검사한다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 부호율 1/2과 변조 차수 64QAM을 적용할 수 있는가를 검사한다. 상기 406단계의 검사는 가장 양호한 상태의 채널 환경을 가지는가의 검사이다. 상기 406단계의 검사 결과 가장 양호한 상태의 채널 환경을 가지는 경우 408단계로 진행하여, 본 발명에 따른 가장 양호한 미니 맵에 접속 정보 요소를 추가한다.

반면에 상기 406단계의 검사결과 가장 양호한 상태의 AMC 적용이 불가능한 경우 410단계로 진행하여 그 다음 단계인 부호율 1/2과 변조차수가 QPSK를 만족할 수 있는가를 검사한다. 상기 410단계의 검사결과 이를 만족하는 경우 412단계로 진행하여 본 발명에 따라 두 번째로 양호한 미니 맵인 mini-MAP1에 접속 정보 요소를 추가한다. 그러나, 상기 410단계의 검사결과 두 번째 양호한 AMC를 적용할 수 없는 경우에 기지국은 414단계로 진행하여 가장 낮은 접속 정보에 상기 단말을 추가한다. 본 발명의 실시 예에서는 3가지의 AMC 레벨에 대하여 설명하고 있으므로 상기 루틴은 이와 같이 구성된 것이다. 그러나 3가지 이상인 경우라면, 이 보다 많은 단계를 거쳐야 할 것이다.

이상의 과정은 하나의 단말에 대하여 검사를 수행한 것이다. 따라서 기지국은 416단계로 진행하면, 모든 단말의 접속 정보 요소를 할당하였는가를 검사한다. 이는 상기 단말 번호가 할당해야 할 모든 단말의 수와 일치하는가를 검사함으로써 알 수 있다. 상기 416단계의 검사결과 모든 단말의 접속 정보 요소 할당을 완료한 경우에 기지국은 420단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 418단계로 진행하여 단말의 번호를 증가시킨 후 406단계로 진행한다.

이러한 루틴을 통해 모든 단말에 대하여 정보 요소를 할당한 이후에 기지국은 420단계로 진행하여 각 미니 맵을 미리 정의된 방법으로 변조 및 부호화 하여 모든 단말들로 전송한다.

도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 미니 맵을 구성하는 경우의 제어 흐름도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 미니 맵을 구성하는 경우의 제어 과정에 대하여 살펴보기로 한다.

기지국은 500단계에서 자원 할당 및 타입 설정 등 기타 미니 맵에 필요한 정보들을 결정한다. 그리고 기지국은 502단계로 진행하여 해당 단말에 대한 Basic CID와 Nep, Nsch를 설정한다. 이러한 설정을 수행한 후 기지국은 504단계로 진행하여 순방향 링크의 할당인가를 검사한다. 상기 검사결과 순방향 링크의 할당인 경우 508단계로 진행하고, 역방향 링크의 할당인 경우 506단계로 진행한다. 상기 기지국은 506단계로 진행하면, 순방향 역방향 지시자를 1로 설정한 후 상기 루틴을 종료한다.

그러나 504단계에서 508단계로 진행하는 경우 기지국은 순방향 역방향 지시자를 0으로 설정한다. 그리고 기지국은 510단계로 진행하여 동일 CID를 가지는 UL 자원 할당이 있는가를 검사한다. 즉, 동일한 단말이 순방향과 역방향 모두에 할당이 필요한가를 검사하는 것이다. 이와 같이 순방향과 역방향 모두에 할당이 필요한 경우 기지국은 512단계로 진행하고 그렇지 않은 경우 상기 루틴을 종료한다.

상기 기지국은 512단계로 진행하면, UL burst continue를 1로 설정한다. 그리고 기지국은 514단계로 진행하여 역방향 자원 할당 타입을 설정하고, 역방향에서의 Nep와 Nsch를 설정한 후 상기 루틴을 종료한다.

도 6은 본 발명에 따른 단말에서 미니 맵의 수신 시에 이를 처리하기 위한 제어 흐름도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 단말에서 미니 맵의 수신 시 이를 처리하기 위한 제어 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 AMC 레벨을 3가지로 구분하였고, 그에 따라 각 미니 맵의 정보가 전달되는 것으로 가정하였다. 따라서 단말은 600단계에서 SICH의 루트 맵을 수신하고, 이에 따라 602단계에서 미니 맵0의 값을 복호화한다. 상기 미니 맵0의 값은 모든 단말들이 복호할 수 있는 가장 작은 AMC 레벨을 가지므로 모든 단말이 602단계의 동작을 수행한다. 이후 602단계가 완료되면, 단말은 604단계로 진행하여 미니 맵1의 복호화가 가능한가를 검사한다. 상기 미니 맵1의 복호화가 가능한 경우는 미니 맵0만을 할당받을 수 있는 단말보다 채널 상황이 좋은 경우에 해당한다. 이러한 경우 단말은 606단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 상기 루틴을 종료한다.

단말은 604단계에서 606단계로 진행하면, 미니 맵1로 수신된 데이터를 복호한다. 상기 단말은 606단계에서 미니 맵1로 수신된 데이터의 복호가 완료되면, 608단계로 진행하여 미니 맵2로 수신된 즉, 최고 변조 차수와 부호율을 가지는 데이터의 복호가 가능한가를 검사한다. 상기 608단계의 검사결과 미니 맵2의 복호가 가능한 경우 단말은 610단계로 진행하여 수신된 데이터를 복호한다. 그러나 복호가 가능하지 않은 경우 단말은 상기 루틴을 종료한다.

다음으로 본 발명의 다른 실시 예에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예는 IEEE 802.16d의 표준 사항에 변경을 최소화하면서 본 발명을 적용하기 위한 것이다. 따라서 도 3a는 앞에서 설명한 부분과 동일하며 다만 미니 맵 부분만 달라지게 된다. 또한 이에 따라 본 발명에 SICH에 위치하는 루트 맵 정보는 각 서브채널들의 위치를 지정하는 것이 아니다. 즉, 상기 루트 맵 정보는 각 AMC 레벨들을 알리는 정보가 된다. 그러면 본 발명의 다른 실시 예에 따라 변경되는 맵 정보에 대하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 확장된 맵 및 서브 맵의 내부 구성을 도시한 개념도이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 맵은 확장된 맵(Extended MAP)으로 설명한다. 상기 다른 실시 예에 따르면 확장된 맵은 가장 낮은 부호율과 변조 차수를 가지는 단말들에게 상향 및 하향 맵 정보 요소를 전달한다. 따라서 각 단말들에게 전달할 맵 정보 요소(MAP_IE)들(711a, 711b, …, 711n)이 구비된다. 상기 확장된 맵에서 할당되지 않은 그 보다 높은 AMC 레벨을 적용할 수 있는 단말들이 존재하는 경우 서브 맵 부가를 알리는 Sub MAP appended 값을 1로 설정하여 다음 서브 맵을이 존재함을 알리게 된다. 그 밖의 정보로는 확장 맵의 크기 정보를 가져야 한다. 이러한 크기 정보는 확장 맵이 얼마만큼 전송되는지를 알리는 것이다. 따라서 이를 표로 도시하면, 하기 <표 4>와 같이 도시할 수 있다.

Syntax	Size	Notes
Extended_MAP() {
Extended map indicator	3 bits	111 for extended format
sub_MAP appended	1 bits
CRC appended	1 bits
CID_Type	2	0: normal CID(16), 1: Reduced(10)2: Reduced (8), 3:Reduced(6)
if (CAII == 1) {	1	CALL flag is in SICH
CAII_Region_IE()	variable	see appropriate CDMA rangingspecification.
}
if (UCCI == 1) {		UCCI flag is in SICH
UCC_Region_IE ()	8	see appropriate hybrid ARQspecification
}
H-ARQ_ACK_BITMAP_IE ()	variable	see appropriate hybrid ARQspecification
NIE	4	Number of IEs in the burst
for (n=0; n < NIE;n++) {
MAP_IE ()
}
if ! (byte boundary) {
Padding Nibble
}

상기 <표 4>는 확장 맵의 정보를 전달하는 것으로 앞에서 설명한 필드들과 동일한 필드와 본 발명에 관련 없는 필드들의 설명을 제외한 필드들에 대하여 설명하면 하기와 같다.

CRC appended는 extended MAP 또는 sub MAP 뒤에 32비트 CRC가 붙는지를 표시한다. CRC가 붙을 경우 padding bit는 CRC뒤에 붙는다. 그리고 Sub MAP appended가 1인 값을 갖는 경우 extended MAP또는 sub MAP 뒤에 다른 Sub MAP이 연속해 위치함을 표시한다. 뒤에 sub MAP이 없을 경우는 0을 갖는다. Extended MAP indicator는 3비트의 indicator로서 기존 MAP과 호환성을 유지하기 위해 추가되었다. Extended MAP이 아닐 경우 기존 정의에 따라 8비트의 Type 이 붙는다. Length는 Extended MAP과 Sub MAP안의 CRC appended 필드 바로 뒤에 16비트의 length가 추가된다. 각 Extended MAP과 Sub MAP의 길이를 나타낸다. MAP_IE는 Extended MAP과 Sub MAP은 앞에서 설명한 바와 같이 내부에 다수의 MAP_IE를 포함한다. 각 MAP 안의 MAP_IE 개수는 각 MAP 안의 Nie 필드 값으로 표시된다.

다음으로 서브 필드들은 각 AMC 레벨들을 수용할 수 있는 수 만큼 포함되며, 각 AMC 레벨에 해당하는 단말들이 포함된다. 이러한 서브 맵을 표로 도시하면, 하기 <표 5>와 같이 도시할 수 있다.

Syntax	Size	Notes
Sub_MAP() {
Sub_MAP appended	1 bits
CRC appended	1 bits
NIE	4	Number of IEs in the burst
for (n=0; n < NIE;n++) {
MAP_IE ()
}
if ! (byte boundary) {
Padding Nibble
}
}

상기 <표 5>의 내용은 앞에서 살핀 <표 4>의 내용과 대부분 동일하므로 이에 대하여는 더 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 무선 광대역 기술에서 접속 정보 요소를 단말에 효율적으로 전송할 수 있으며, ACM 레벨을 동시에 적용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 현재 IEEE 802.16d 표준화 그룹에서 논의된 데이터 전송을 위한 프레임 구조의 개념도,

도 2는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향과 역방향으로 데이터 전송이 이루어지는 프레임의 구성도,

도 3a는 본 발명에 따라 순방향 링크로 전송되는 프레임의 상세 구성도,

도 3b는 본 발명에 따라 역방향 링크로 전송되는 프레임의 상세 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 기지국에서 각 단말의 무선 자원 할당 및 미니 맵 구성 시의 제어 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 미니 맵을 구성하는 경우의 제어 흐름도,

도 6은 본 발명에 따른 단말에서 미니 맵의 수신 시에 이를 처리하기 위한 제어 흐름도,

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 확장된 맵 및 서브 맵의 내부 구성을 도시한 개념도.

Claims (4)

1. 적응적 변조 및 코딩을 적용하여 데이터를 전송하는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 접속 정보를 전송하기 위한 방법에 있어서,

   미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자들을 구분하고, 상기 구분된 사용자들에게 순방향 및 역방향의 채널 정보를 포함하여 접속 정보를 구성하는 과정과,

   상기 구성된 접속 정보를 순방향 링크로 전달하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자 접속 정보를 전달할 영역을 할당하는 루트 맵 정보를 프레임 내에 포함하도록 함을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제1항에 있어서,

   미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 최저 차수의 변조 및 코딩 레벨 보다 큰 레벨로 데이터 전송이 가능한 단말이 존재할 경우 각 레벨들에 맞는 단말들로 적응 변조 및 코딩 레벨을 알리기 위한 서브 맵 정보들을 생성하여 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 적응적 변조 및 코딩을 적용하여 데이터를 전송하는 광대역 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 접속 정보를 전송하기 위한 시스템에 있어서,

   미리 설정된 적응 변조 및 코딩 레벨에 따라 사용자들을 구분하고, 상기 구분된 사용자들에게 순방향 및 역방향의 채널 정보를 포함하여 접속 정보를 구성하고 상기 구성된 접속 정보를 순방향 링크로 전달하는 기지국과,

   상기 기지국으로부터 맵 정보를 수신하여 자신이 할당된 맵의 정보에 따라 적응 변조 및 코딩 레벨을 결정하여 데이터의 송/수신을 수행하는 단말을 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.