KR20070031822A

KR20070031822A - 직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서 프레임 생성방법

Info

Publication number: KR20070031822A
Application number: KR1020060089740A
Authority: KR
Inventors: 조성현; 유철우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2007-03-20
Also published as: KR100810361B1

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서, 글로벌 정보 영역과 로컬 정보 영역을 포함하는 프레임을 생성하며, 상기 글로벌 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신해야만 하는 정보를 포함하고, 상기 로컬 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신할 필요가 없으며,사용자 단말 별 또는 서비스 별 트래픽을 포함한다.

글로벌 정보 영역, 로컬 정보 영역, 직교주파수분할다중접속(OFDMA), 자원 할당, 하향링크 맵(DL MAP)

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서 프레임 생성 방법{METHOD FOR GENERATING A FRAME IN AN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 IEEE 802.16 통신 시스템의 무선 프레임 구조를 보인 도면;

도 2은 본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템의 무선 프레임 포맷을 재구성하기 위한 DL-MAP 메시지에 포함되는 정보들의 분류 방법을 설명하기 위한 도면;

도 3은 도 2의 DL-MAP 메시지를 구성하는 DL-MAP_IE 포맷을 보인 도면;

도 4는 본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템의 무선 프레임 포맷을 재구성하기 위한 UL-MAP 메시지에 포함되는 정보들의 분류 방법을 설명하기 위한 도면;

도 5는 도 4의 UL-MAP 메시지를 구성하는 ULMAP_IE 포맷을 보인 도면;

도 6은 본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면;

도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면.

본 발명은 프레임 생성 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 프레임 생성 방법에 관한 것이다.

차세대 이동 통신에서는 보다 향상된 품질의 다양한 멀티미디어 서비스를 지원하기 위하여 고속 고품질의 데이터 전송이 요구된다. 이러한 요구에 만족하기 위한 방식의 하나로 최근에는 OFDMA 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

OFDMA 방식의 기반이 되는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식은 주파수 선택적 페이딩 채널에서 낮은 등화 복잡도로 고속 통신이 가능하다는 장점으로 무 선랜, 디지털 TV, 차세대 이동 통신 시스템 등 다양한 무선 통신 시스템의 물리 계층 전송 방식으로 널리 고려되고 있다.

한편, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 IEEE 작업 그룹에 의해 개발된 광대역 무선 통신 표준 중 하나로서 2001년 12월에 표준으로 승인되었으며 10~66GHz의 인가된 스펙트럼 대역에서 운영되는 고정식 점대다점 광대역 무선 시스템을 조건으로 지정하였다. 그러나 2003년 1월 승인된 개정안 802.16a 표준에서는 최장 50Km까지의 거리에서 70Mbps의 속도로 전송할 수 있도록 2~11Ghz 스펙트럼 내의 비가시권 확장이 지정되었다.

IEEE 802.16 표준을 비롯해 OFDMA 방식 기반의 무선 통신 시스템에서의 고속 데이터 전송율을 지원하기 위한 다양한 방식이 논의되고 있으며 이중 대부분은 부채널 혹은 부반송파에 대한 동적 주파수 및 전력 자원 할당 메커니즘에 대한 것이다. 자원 할당을 위해서는 채널에 대한 정확한 정보가 필요하며 구체적인 할당 정보에 대한 표시가 필수적이다.

도 1은 IEEE 802.16 통신 시스템의 무선 프레임 구조를 보인 도면으로서, 종래의 무선 프레임은 하향링크 프레임(DL(DownLink Frame)과 상향링크 프레임(UL(UpLink Frame))으로 구성된다. 하향링크 프레임은 동기화와 하향 전송을 위한 프리앰블 (preamble)로 시작하며 사용자 단말 별 자원 할당 정보를 제공하기 위한 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP, 이하 ' DL-MAP'이라 칭하기로 한다) 메시지와 상향링크 맵 (UL-MAP : Uplink MAP, 이하 'UL-MAP'이라 칭하기로 한다) 메시지 등의 제어정보를 포함하는 제어 정보 필드 및 데이터 필드로 구성된다.

상기 하향링크 프레임의 DL-MAP 메시지는 관리 메시지 형식 (Management Message Type), 물리계층 동기화 필드(PHY Synchronization Field), 하향링크 채널 디스크립터(DCD: Downlink Channel Descriptor, 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 카운트 (DCD count), 기지국 식별자(ID: Identifier, 이하 'ID'라 칭하기로 한다) (base station ID)와 같은 공유 정보와 사용자 단말 각각에 대한 DL-MAP 정보 요소 ( IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)(DL-MAP_IE)들을 포함한다. 또한 상기 DL-MAP_IE 는 데이터 영역의 각 PHY 버스트(burst)를 위한 부채널들(subchannels)과 OFDMA 심볼들 및 연계된 하향링크 구간 이용 부호 (DIUC: Downlink Interval Usage Codes, 이하 'DIUC'라 칭하기로 한다)를 포함하여 이를 이용해 하향링크 전송을 정의한다.

또한, 하향링크 프레임에 포함되는 UL-MAP 메시지는 관리 메시지 형식 (Management Message Type), 상향링크 채널 ID, 상향링크 채널(UCD: Uplink Channel Descriptor, 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 카운트 (UCD count), 할당 시작 시간 등의 공유 정보와 사용자 단말 각각에 대한 상향링크 맵 정보 요소 (UL-MAP_IE) 들을 포함한다. 각 UL-MAP_IE 는 연결 식별자 (CID: Connection Identifier, 이하 'CID'라 칭하기로 한다) 및 상향링크 구간 이용 부호 (UIUC: Uplink Interval Usage Codes, 이하 ' UIUC'라 칭하기로 한다)를 포함하며 이를 이용해 상향링크 전송을 정의 한다.

이와 같이, 종래의 무선 프레임을 구성하는 DL-MAP 및 UL-MAP 메시지는 사용자 단말 식별과 데이터 전송을 위한 연결 식별 등을 위해 여러 가지의 ID를 포함하 고 있을 뿐만 아니라 사용자 단말 또는 버스트 별로 필요한 정보들을 포함하고 있다. 그런데, DL- MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지는 방송 메시지이므로 상기와 같은 여러 가지의 ID와 사용자 단말 또는 버스트 별로 필요한 정보들이 방송되어 자원 낭비의 요인이 된다.

더욱이, DL-MAP_IE의 수는 프레임의 데이터 영역을 구성하는 버스트의 수에 비례하여 증가하고, UL-MAP_IE의 수는 사용자 단말의 수에 비례하여 증가하므로 사용자 단말별 또는 버스트 별 정보들이 모든 사용자 단말들에게 방송되어 자원이 낭비되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 OFDMA 통신 시스템에서 프레임 생성 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서 프레임 생성 방법에 있어서, 글로벌 정보 영역과 로컬 정보 영역을 포함하는 프레임을 생성하는 과정을 포함하며, 상기 글로벌 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신해야만 하는 정보를 포함하고, 상기 로컬 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신할 필요가 없으며,사용자 단말 별 또는 서비스 별 트래픽을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 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(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 프레임 생성 방법을 제안한다. 본 발명에서 제안하는 프레임 생성 방법은 하기에서 설명하는 바와 같은 프레임 구조에 상응하게 프레임을 생성하는 방법이다. 이하, 설명의 편의상 '사용자'와 '사용자 단말'을 혼용하여 사용하기로 한다.

도 2은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템의 무선 프레임 포맷을 재구성하기 위한 하향링크 맵(DL-MAP: DL(DownLink) MAP) 메시지에 포함되는 정보들의 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에서, DL-MAP 메시지가 포함하는 파라미터들 중 관리 메시지 타입 (Management Message Type), 물리 계층 동기화 필드, 하향링크 채널 디스크립터 (DCD: Downlink Channel Descriptor, 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 카운트(count), 및 기지국 식별자(ID: Identifier, 이하 'ID'라 칭하기로 한다)는 모든 사용자 단말에 동일하게 전송되는 정보로서 글로벌 제어 정보 (210)로 분류할 수 있고, DL- MAP 정보 요소( IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)(DL-MAP_ IE)는 각각의 사용자 단말에 대한 자원 할당 정보를 포함하므로 로컬 제어 정 보(220)로 분류할 수 있다.

도 3은 도 2의 DL-MAP 메시지를 구성하는 DL-MAP_IE 포맷을 보인 도면으로, DL- MAP_IE 에는 연결 식별자 (CID: Connection Identifier, 이하 'CID'라 칭하기로 한다) 포함 여부(INC_CID), CID의 수 (N_CID), CID, OFDMA 심볼 옵셋(offset), 부채널(subchannel) 옵셋, OFDMA 심볼 수, 및 부채널의 수 등이 포함된다.

도 4는 본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템의 무선 프레임 포맷을 재구성하기 위한 UL-MAP 메시지에 포함되는 정보들의 분류 방법을 설명하기 위한 도면이다.

DL-MAP 메시지와 마찬가지로 UL-MAP 메시지를 구성하는 파라미터들 중 관리 메시지 타입, 상향링크 채널 ID, 상향링크 채널 디스크립터 (UCD: Uplink Channel Descriptor, 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 카운트, 할당 시작 시간 등의 파라미터들은 모든 사용자 단말에 동일하게 적용되는 정보로서 글로벌 제어 정보 (210)로 분류할 수 있고, UL-MAP_IE는 각각의 사용자 단말에 대한 자원 할당 정보를 포함하므로 로컬 제어 정보 (220)로 분류할 수 있다.

도 5는 도 4의 UL-MAP 메시지를 구성하는 UL-MAPIE 포맷을 보인 도면으로, UL-MAPIE를 구성하는 파라미터들 중 CID, UIUC, 슬롯구간 (Duration), 반복 부호화 지시자 (repetition coding indication) 등의 파라미터들은 사용자 단말 별로 제공되는 정보로서 로컬 제어 정보로 분류하고, OFDMA 심볼 옵셋, 부채널 옵셋, OFDMA 심볼 수, 부채널 수, 레인징(ranging) 방식, 예비필드 (reserved), 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 할당 IE (CDMA_Allocation_IE()), 확장 UIUC 종속 IE(Extended UIUC dependent IE) 등의 파라미터는 모든 사용자 단말에게 동일하게 적용 가능한 정보로서 글로벌 제어 정보 (210)로 분류할 수 있다.

상기와 같이 분류된 글로벌 제어 정보와 로컬 제어 정보는 본 발명에 따른 무선 프레임 구성 시 미리 정해진 두 가지 혹은 세 가지의 서로 다른 제어 정보 영역을 통해 전송된다. 설명의 편의상 전송 되는 제어 정보의 특성에 따라 제어 정보 영역을 Zone-A, Zone-B, Zone-C로 구분하기로 한다.

Zone-A는 고정된 시구간을 가지며 방송 제어 채널을 전송한다. Zone-A는 수퍼 프레임(super frame) 단위로 전송되며 지시 비트 (indication bit)로 구분된다. Zone-A를 통해 전송되는 내용은 글로벌 제어 정보이며, 각 제어 정보들은 메시지 필드 형태로 전송된다.

Zone-B는 선택적으로 (optional) 제어 채널 설계에 따라 사용 여부가 결정된다. Zone-B는 로컬 제어 정보 중 일부가 글로벌 제어 정보 (common control information) 형태로 전송 될 경우에 사용된다. 예를 들어, 블라인드 복호 지시자 채널 (Blind Decoding Indicator Channel) 또는 페이징 채널 (Paging Channel)과 같이 경우에 따라 사용자 단말들에 의해 공유 될 수 있는 채널을 전송할 경우 Zone-B를 사용할 수 있다. Zone-B 영역은 고정 또는 가변 시구간을 가질 수 있으며 관련 정보는 Zone-A로부터 획득한다. 또한, Zone-B는 하나의 프레임 단위로 전송되며 각 제어 정보는 메시지 필드 형태로 전송된다.

Zone-C는 자원 할당을 위해 미리 정의된 지도(PMRA : Predefined MAP for Resource Allocation, 이하 ' PMRA'라 칭하기로 한다)에 따른 채널을 갖으며 관련 정보는 Zone-A 또는 Zone-B로부터 획득한다. Zone-C에는 데이터 패킷과 제어 패킷 그리고 제어 채널 등의 전송이 가능하다. 데이터 패킷과 제어 패킷은 오버레이가 가능하며 이 경우 수신단이 구분 가능하도록 구성되어야 한다. 전송단위는 PMRA에 따라 결정된다. 전송내용은 멀티캐스트/유니캐스트 트래픽 (multicast/unicast traffic)과 인-밴드 시그널링 (In-band signaling)과 같은 데이터 패킷과 페이징 채널과 같은 제어 패킷, 그리고 제어 채널을 포함할 수 있다.

상기 PRMA 는 사용 가능한 자원을 주파수 영역과 시간 영역상에서 일정한 간격으로 균일(또는 비균일) 하게 분할하여 정의되는 세그먼트(segmentation)들로 구성된다. 하나의 세그먼트(또는 청크(chunk, 이하 'chunk'라 칭하기로 한다)를 위한 부채널은 다이버시티 (diversity) 또는 적응 변조 부호화 (AMC : Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 채널로 구성되며 하나의 세그먼트를 통해 트래픽 패킷 또는 제어 패킷을 전송하게 된다. 상기 세그먼트는 3가지 타입의 트래픽과 인-밴드 신호로 구성되는 트래픽 패킷과 제어 채널 (Type-Cb)로 구성되거나 제어 패킷(Type-Ca)과 채어 채널 (Type-Cb)로 구성될 수 있다.

예를 들어, 밴드(band)-1 내지 밴드-N 중 일부를 AMC 부채널 밴드로 구성하고 그 외의 밴드들은 다이버시티 부채널로 구성할 수 있다. 시간 축 상의 단위인 ”구간(Duration)”은 최소 전송 단위로서, 구간 1, 구간 2, 구간 4를 하나의 전송 채널로 그룹핑할 수 있으며 블라인드 복호화를 위한 제어 채널 전송이 가능한 단위이다.

본 발명에서는 사용자 단말 별 또는 사용자 단말 그룹별로 할당되는 세그먼 트들의 묶음을 chunk라고 명명한다. 따라서 세그먼트는 자원 할당을 위한 최소 단위이다.

도 6은 본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

OFDMA 통신 시스템에서 본 발명의 OFDMA 프레임을 구성하는 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble)(610), 메시지 타입, 물리계층 동기화, 기지국 ID 등의 글로벌 제어 정보를 포함하는 고정 길이의 Zone-A (620), CID의 수와 CID 리스트 같은 공유 정보를 포함하는 Zone-B(630), 그리고 실제 트래픽이 전송되는 PRMA, 즉 Zone-C(640)를 포함한다.

상기 프리앰블과 Zone-A (620)는 시간 영역(time-domain)에서 고정된 길이를 가지며 Zone-B는 채널 설계 시 고정 또는 가변 길이로 설정할 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기 PRMA(640)가 m 개의 시구간과 n 개의 주파수 밴드로 구성된다고 할 때, m x n 세그먼트들은 Zone-B에 포함되어 있는 세그먼트 인덱스에 의해 사용자 단말들에게 할당된다. 도 6에서, 세그먼트 (1,1)에는 사용자 1로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이 할당되고, 세그먼트 (1-2)에는 멀티캐스트 사용자 그룹 A로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (1,3)에는 사용자 21로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (1-n)에는 사용자 37로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (2,1)에는 사용자 7로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (2,2)에는 사용자 11로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (m-1)에는 사용자 3으로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 세그먼트 (m-3)에는 사용자 15로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이, 그리고 세그먼트 (m-n)에는 사용자 25로 전송될 데이터 패킷과 제어 채널이 할당되어 있다. 또한, 세그먼트 (2-n)과 세그먼트 (m-2)는 제어 패킷과 제어 채널을 위해 할당되어 있음을 알 수 있다. 이러한 자원 할당 정보는 세그먼트 인덱스 형태로 Zone-B를 통해 방송되며, 각 사용자들은 Zone-B의 매핑 테이블을 참조하여 자신에게 할당된 세그먼트를 인식하여 트래픽을 수신한다. 도 6에서는 하나의 사용자 또는 사용자 그룹에 하나의 세그먼트가 할당되어 있지만 하나 이상의 세크먼트들이 할당될 수도 있다.

한편 본 발명에서는 엑티브 상태(active state)의 사용자의 수가 아이들 모드(idle mode)의 사용자 수보다 작은 점을 고려하여 길이가 짧은 CID를 사용함으로써 CID에 의한 오버헤드를 줄일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 계층적 ID의 특성은 표 1과 같다.

본 발명에 따른 OFDMA 통신 시스템에서는 VoIP(Voice over Internet Protocol)를 다른 트래픽과 별도로 지원한다. 다시 말해 미리 정해진 청크 맵 (Chunk MAP, 이하 'Chunk MAP'라 칭하기로 한다)에서 VoIP를 정의하고 Zone-A 혹은 Zone-B에서 6 비트의 VoIP chunk 인덱스(index) 로 표시한다.

본 발명의 OFDMA 통신 시스템에서 자원 할당 정보는 Zone-A에서 대략적인 위치를 표시하고 8 비트의 엑티브 CID와 6 비트의 chunk 인덱스를 이용하여 Zone-B에 MAP의 형태로 표시 된다. MAP을 사용하지 않을 경우는 완전 블라인드 검출 방식이 이용된다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 실시예에 따른 OFDMA 프레임은 프리앰블(710), 메시지 타입, 물리계층 동기화, 기지국 ID 와 같은 글로벌 제어 정보를 포함하는 Zone-A (720); CID의 수, CID의 리스트, OFDM 심볼 옵셋, 부채널 옵셋, OFDMA 심볼 수, 부채널의 수 등의 수신기 별 제어 정보를 포함하는 MAP_IE들과 사용자의 기지국 접속을 위해 필요한 제어 정보 방송하기 위한 방송 제어 채널(BCCH: Broadcasting Control Channel, 이하 'BCCH'라 칭하기로 한다)로 구성되는 Zone-B (730), 그리고 하향링크 트래픽 전송을 위한 Zone-C (740)로 구성된다.

상기 Zone-A (720)에는 메시지 타입, 상향링크 채널 ID, UCD 카운트, 할당 시작 시간 등의 시스템 정보가 포함되며, Zone-B (730)에는 사용자 별 자원 할당 정보를 제공하기 위한 MAP_IE와 BCCH (735)이 포함되며, Zone-C (740)에는 실제 전송되는 트래픽 청크들 (741 ~ 747)과 해당 트래픽 청크들을 통해 전송되는 트래픽의 종류, AMC 등의 정보를 포함하는 지역 맵 (local MAP) (751~757)을 포함한다. 여기서 청크는 적어도 하나의 세그먼트들로 구성되는 자원이다.

수신기에서 상기 프리앰블 (710)과 Zone-A 수신하면 Zone-A를 참조하여 프레임의 크기 등의 시스템 정보를 파악하고, Zone-B에 나열되어 있는 MAP_IE들 중 자신에게 전송된 MAP_IE를 참조하여 Zone-C에서 자신에게 전송된 트래픽 청크의 위치를 파악하게 된다. 트래픽 청크의 위치를 파악하게 되면 수신기는 해당 트래픽 청크에 선행하여 전송된 로컬 맵을 참조하여 트래픽을 처리하게 된다. 상기 트래픽 청크는 데이터 트래픽 청크(741, 742, 743, 744, 747)와 음성 트래픽 청크 (745, 746)가 될 수 있으며 트래픽 청크의 종류는 Zone-B에 포함되어 있는 제어 정보를 통해 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 하향링크 프레임은 프리앰블(810), Zone-A (820), Zone-B (830), 그리고 Zone-C (840)를 포함한다.

본 발명의 제 2 실시예에서는 본 발명의 제 1 실시예에서와 달리 BCCH 가 Zone-B 가 아닌 Zone-C (840)에 위치한다. 도 8에서, 일부 트래픽 청크들 (841-844)은 사용자 데이터를 전송하기 위한 데이터 트래픽 청크들로서 각각의 데이터 트래픽 청크들은 선행하는 로컬 맵 (851-854)를 포함하고 있다. 하편, 일부 트래픽 청크들(848, 849, 860)은 BCCH 를 위해 할당되고 상기 BCCH 청크들(848, 849, 860)도 선행하는 로컬 맵(858, 859, 870)과 함께 전송된다. 이 경우 BCCH는 선행하는 로컬 맵에 포함되어 있는 AMC 방식에 따라 처리된다.

수신기는 Zone-A에 포함되어 있는 제어 정보를 참조하여 기지국을 확인하고, Zone-B의 MAP_IE를 참조하여 자신에게 전송된 트래픽 청크 유무와 위치 그리고 BCCH 청크의 위치를 파악한다. 자신에게 전송된 트래픽 청크가 프레임에 존재하면 수신기는 상기 트래픽 청크와 BCCH 청크를 수신하고 각 트래픽 청크 전단에 포함되어 있는 로컬 맵을 참조하여 트래픽 및 BCCH를 처리하게 된다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 하향링크 프레임은 프리앰블 (910), Zone-A (920), Zone-B(930), 그리고 Zone-C (940)을 포함한다.

제 3 실시예에서는 Zone-B (930)에 BCCH가 포함되고 MAP_IE는 Zone-C(940)의 로컬 맵들(951-957)에 포함된다. Zone-C(940)는 데이터 트래픽 청크들 (941~944)와 각각의 데이터 트래픽 청크에 선행하는 로컬 맵 (951~954), 그리고 음송 트래픽 청크들 (945~947) 및 각각의 음성 트래픽 청크들에 선행하는 로컬 맵(955~957)을 포함하고 있다. 각 로컬 맵은 대응 트래픽 청크의 MAP IE를 포함하고 있다.

수신기는 Zone-A(920)에 포함되어 있는 글로벌 제어 정보를 참조하여 기지국을 확인하고 Zone-B (930)의 BCCH를 참조하여 기지국 접속에 필요한 정보를 획득한다. 제 3실시예에서는 각 사용자 별 MAP_IE가 Zone-B(930)가 아닌 Zone-C를 통해 전송되므로 수신기는 블라인드 검출 방식으로 자신에게 전송된 로컬 맵을 수신하여 MAP_IE를 확인하고 로컬 맵에 포함되어 있는 AMC 정보를 참조하여 상기 트래픽 청크의 데이터 영역을 복조 및 복호화 한다.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 하향링크 프레임은 프리앰블 (1010), Zone-A (1020), Zone-C(1040)을 포함한다.

본 발명의 제 4 실시예에서는 MAP_IE가 Zone-C(1040)를 구성하는 트래픽 청크들(1041~1047)의 로컬 맵(1051~1057)에 포함되고 BCCH는 Zone-C(1040)의 BCCH 트래픽 청크들(1048, 1049, 1060)로 대응하는 로컬 맵 (1058, 1059, 1070)과 함께 전송된다. 따라서, 수신기는 Zone-A를 참조하여 기지국을 확인한 후 블라인드 검출 방식을 통해 자신에게 전송된 데이터 청크와 방송 신호인 BCCH 청크를 수신하고 각 청크에 선행하는 로컬 맵의 정보를 참조하여 데이터 청크와 BCCH 청크를 처리한다.

도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 발명의 제 5 실시예에 따른 하향링크 프레임은 프리앰블(1110), Zone-A (1120), Zone-B (1130), 그리고 Zone-C (1100)을 포함한다.

상기 Zone-C (1100)는 블라인드 검출 영역 (1140, 1150)과 BCCH 영역(1160)을 포함한다. 상기 블라인드 검출 영역(1140, 1150)과 BCCH 영역(1160)에 대한 Zone-C 상에서의 위치 정보는 Zone-B를 통해 방송된다.

도 11에서 보는 바와 같이, 제1블라인드 검출 영역(1140)은 하향링크 청크들(1141 ~ 1144)과 각 하향링크 청크들에 대한 링크 적응 (Link Adaptation: LA) 정보들(141 ~ 144)로 구성되어 있으며 제2블라인드 검출 영역 (1150)은 하향링크 청크들(1151 ~ 1154)과 각 하향링크 청크들에 대한 LA 정보들(151 ~ 154)로 구성되어 있다. 한편, BCCH 영역 (1160)은 하향링크 청크들 (1161, 1162, 1163)과 각 하향링크 청크들에 대한 LA 정보들(161, 162, 163)을 포함한다. 상기 블라인드 검출 영역들은 서비스 클래스나 사용자 ID를 기진으로 구성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 수신기에서는 Zone-B (1130)에 포함되어 있는 서비스 클래스 별 또는 사용자 별 블라인드 검출 영역 정보를 참조하여 자신의 서비스 클래스 또는 사용자 ID에 대응되는 블라인드 검출 영역에서 자신에게 전송된 하향링크 청크를 검출한다. 또한, 수신기는 Zone-B (1130)에 포함되어 있는 BCCH 영역 (1160)에 대한 위치정보를 참조하여 BCCH 하향링크 청크들 (1161, 1162, 1163)을 수신한다. 각 수신기에서는 자신에게 전송된 하향링크 청크 수신 시 각 하향링크 청크에 선행하는 로컬 맵의 LA 정보를 기반으로 하향링크 청크를 처리한다.

도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 보인 도면이다.

본 발명의 제 6 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템의 하향링크 프레임은 프리앰블 (1210), Zone-A (1220), Zone-B (1230), 그리고 Zone-C (1240)를 포함한다.

상기 Zone-C (1140)는 하향링크 청크들 (1241 ~ 1247)을 포함하며 상기한 실시예에서 각 하향링크 청크들에 선행하던 로컬 맵들(241 ~ 247)이 Zone-C의 선두에 상기 하향링크 청크들과 동일한 순서로 배치된다.

따라서, 수신기에서는 Zone-B의 제어 정보를 참조하여 자신에게 전송된 로컬 맵과 하향링크 청크의 위치를 파악하고 상기 로컬 맵에 포함되어 있는 LA 정보를 참조하여 해당 하향링크 청크를 처리한다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 OFDMA 프레임 구조에서는 사용자들에게 방송되던 제어 정보들을 모든 사용자 또는 액티브 사용자들에 의해 공유되는 글로벌 제어 정보와 각각의 사용자에게 별도로 요구되는 (user specific) 로컬 제어 정보로 분류하여 전송함으로써 로컬 제어 정보의 중복 전송에 의한 오버로드를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 OFDMA 프레임 구조에서는 일정한 대역의 주파수 밴드와 일정한 길이의 시구간으로 정의되는 세그먼트 단위로 사용자의 수 및 서비스 종류에 따른 모든 경우의 자원 맵을 생성하고 자원 맵 인덱스를 통해 자원 할당 정보를 사용자에게 전송함으로써 하향링크 트래픽 오버로드를 줄일 수 있다.

Claims

직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서 프레임 생성 방법에 있어서,

글로벌 정보 영역과 로컬 정보 영역을 포함하는 프레임을 생성하는 과정을 포함하며,

상기 글로벌 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신해야만 하는 정보를 포함하고, 상기 로컬 정보 영역은 모든 사용자 단말들이 공통적으로 수신할 필요가 없으며, 사용자 단말 별 또는 서비스 별 트래픽을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 1항에 있어서, 상기 글로벌 정보 영역은 트레이닝을 위한 프리앰블, 기지국 정보를 포함하는 시스템 정보 영역(Zone-A), 자원 할당 정보 및 방송 제어 정보를 포함하는 공유 정보 영역(Zone-B)을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 2항에 있어서, 상기 시스템 정보 영역은 메시지 타입 (Management Message Type), 물리계층 동기화 (PHY Synchronization) 정보, 채널 정보, 기지국 식별자를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 2항에 있어서, 상기 공유 정보 영역은 상기 로컬 정보 영역의 사용자 단말/서비스 별 트래픽에 대한 맵 정보 요소들을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 4항에 있어서, 상기 공유 정보 영역은 사용자 단말의 기지국 접속을 위해 필요한 제어 정보를 방송하기 위한 방송 제어 채널(BCCH)을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 1항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 상기 글로벌 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들로 구성됨을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 6항에 있어서, 각 트래픽 청크는 사용자 데이터 필드와,상기 사용자 데이터 필드를 통해 전송되는 데이터의 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 7항에 있어서, 상기 로컬 맵은 상기 데이터에 대한 링크 적응 (link adaptation: LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 4항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 상기 글로벌 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들과 사용자 단말의 기지국 접속을 위해 필요한 제어 정보를 방송하기 위한 적어도 하나의 방송 제어 채널 (BCCH) 트래픽 청크를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 9항에 있어서, 각 트래픽 청크는 사용자 데이터 필드와, 상기 사용자 데이터 필드를 통해 전송되는 데이터의 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 10항에 있어서, 상기 로컬 맵은 상기 데이터에 대한 링크 적응 (link adaptation: LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 2항에 있어서, 상기 공유 정보 영역은 사용자 단말의 기지국 접속을 위해 필요한 제어 정보를 방송하기 위한 방송 제어 채널 (BCCH)을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 12항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 상기 글로벌 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들로 구성됨을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 13항에 있어서, 각 트래픽 청크는 사용자 데이터 필드와, 상기 사용자 데이터 필드를 통해 전송되는 데이터의 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 14항에 있어서, 상기 각 로컬 맵은 상기 트래픽 데이터 필드를 정의하는 맵 정보 요소들 (MAP_IE)과 상기 데이터에 대한 링크 적응 (Link adaptation: LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 15항에 있어서, 상기 공유 정보 영역은 상기 로컬 정보 영역 수신 방식에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 16항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역 수신 방식은 블라인드 검출 (blind detection) 방식임을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 1항에 있어서, 상기 글로벌 정보 영역은 트레이닝을 위한 프리앰블과 기지국 정보를 포함하는 시스템 정보 영역을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 18항에 있어서, 상기 시스템 정보 영역은 메시지 타입 (Management Message Type), 물리계층 동기화 (PHY Synchronization) 정보, 채널 정보, 기지국 ID를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 19항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 상기 글로벌 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들과 사용 자 단말의 기지국 접속을 위해 필요한 제어 정보를 방송하기 위한 적어도 하나의 방송 제어 채널 (BCCH) 트래픽 청크를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 20항에 있어서, 상기 로컬 각 트래픽 청크는 사용자 데이터 필드와, 상기 사용자 데이터 필드를 통해 전송되는 데이터의 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 21항에 있어서, 상기 로컬 맵은 상기 데이터에 대한 링크 적응 (link adaptation: LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 22항에 있어서, 상기 글로벌 정보 영역은 상기 로컬 정보 영역 수신 방식에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 23항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역 수신 방식은 블라인드 검출 (blind detection) 방식임을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 3항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 적어도 하나의 블라인드 검출 영역을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 25항에 있어서, 상기 블라인드 검출 영역은 상기 공유 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들로 구성됨을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 26항에 있어서, 각 트래픽 청크는 사용자 데이터 필드와,상기 사용자 데이터 필드를 통해 전송되는 데이터의 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 27항에 있어서, 상기 로컬 맵은 상기 데이터에 대한 링크 적응 (link adaptation: LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 28항에 있어서, 상기 공유 정보 영역은 상기 블라인드 검출 영역과 상기 블라인드 영역을 구성하는 트래픽 청크들에 대한 맴 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 3항에 있어서, 상기 로컬 정보 영역은 상기 공유 정보 영역에 포함되는 제어 정보에 따라 사용자 단말 또는 서비스 별로 할당된 트래픽 청크들과 상기 트래픽 청크들에 대한 데이터 특성을 명시하는 로컬 맵을 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 30항에 있어서 상기 트래픽 청크들에 대응하는 로컬 맵들은 상기 트래픽 청크의 배열과 동일한 형태로 상기 로컬 정보 영역의 선두에 배치됨을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.
제 31항에 있어서, 각 로컬 맵은 대응하는 트래픽 청크의 링크 적응 (LA) 정보를 포함함을 특징으로 하는 프레임 생성 방법.