KR20070040995A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 ｍａｐ 크기 추정 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 ｍａｐ 크기 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시간 및 주파수 자원의 슬럿으로 구분되는 하향링크 프레임이 존재하고, 이동국으로 전송할 데이터 버스트가 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 데이터 버스트 할당에 따른 방송 정보(MAP) 영역의 크기 추정 방법에 있어서, 상기 데이터 버스트를 할당할 영역은 적어도 하나의 서브 데이터 버스트 영역으로 구분되며, 상기 서브 데이터 버스트 영역은 미리 설정된 전력 레벨에 따라 전력 증폭이 수행되도록 상기 하향링크 프레임을 구성하는 과정과, 상기 데이터 버스트의 캐리어대간섭잡음비(CINR)에 따라 상기 서브 데이터 버스트 영역 중 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정하는 과정과, 상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트가 차지하는 슬럿 비율을 연산하는 과정과, 상기 슬럿 비율이 미리 설정한 설정 슬럿 비율 미만이면, 상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트를 소정의 기준에 따라 연접 여부를 결정하는 과정과, 상기 결정에 의해 연접 또는 연접을 수행하지 않은 데이터 버스트에 대한 할당 정보가 상기 MAP 영역에서 차지할 크기를 추정하는 과정을 포함한다.
자원 할당, 하향링크 프레임, 데이터 버스트, MAP

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 ＭＡＰ 크기 추정 방법{METHOD FOR MAP SIZE ESTIMATION IN A WIDEBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 자원 할당 과정을 도시한 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 다수의 영역들로 구분된 데이터 버스트 영역에 데이터 버스트 할당을 나타낸 도면
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 MAP 크기를 추정하고 데이터 버스트를 할당하는 과정을 도시한 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 데이터 버스트들을 제어하여 하나로 구성하는 것을 도시한 도면
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 하향링크 맵(MAP) 크기를 추정하는 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템은 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 통신 시스템이다. 상기 OFDM 또는 OFDMA 방식은 다수개의 서브 캐리어(sub-carrier)들간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가지며, 또한 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다. 2.3GHz 대역의 휴대 인터넷 서비스인 와이브로(WiBro)도 상기 OFDMA 방식을 사용한다.
한편, 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 한 개의 셀 내에 위치한 다수의 이동국(Mobile Station)들과 기지국 사이의 채널 활용도를 높이기 위해서는 자원을 적절히 분배하여 사용하여야 한다. 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 공유할 수 있는 자원 중의 하나가 서브 캐리어가 되며, 상기 서브 캐리어를 채널화하고, 셀 내의 이동국들에게 소정의 방식으로 서브 캐리어를 어떻게 할당하는가에 따라 최적의 채널 활용도를 보장받는다.
상기 광대역 무선 접속 통신 시스템의 데이터 전송은 프레임 단위로 구분되어 이뤄지고, 각 프레임은 하향링크(downlink) 데이터를 전송할 수 있는 구간과, 상향링크(uplink) 데이터를 전송할 수 있는 구간으로 구분된다. 상기 상향링크 및 하향링크 데이터 구간은 주파수 축과 시간 축으로 다시 구분된다. 상기 주파수 축과 시간 축의 2차원 배열로 구분된 각 요소를 슬럿이라 한다.
따라서, 기지국은 하향링크 프레임의 DL-MAP 영역에 상기 이동국의 하향링크 데이터 버스트(burst) 할당 정보를 명시한다. 상기 데이터 버스트들은 다수개의 시간 슬럿들을 점유하여 상기 하향링크 데이터 구간에 할당된다. 광대역 무선 접속 통신 시스템 표준, 즉 IEEE 802.16 스펙(specification)에는 상기 기지국이 하향링크 자원을 할당하는 경우 고정된 크기(size)를 가지는 MAP 영역에 자원 할당 정보 를 기록하도록 되어 있다. 다시 말하자면, 상기 기지국은 고정된 수의 DL-MAP IE(Information Element)를 사용하여 데이터 버스트 할당 영역의 크기 및 할당할 데이터 버스트 개수를 결정하기 때문에 자원 활용도 및 효율성이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 자원 활용도의 최대화를 위한 MAP 크기를 추정하는 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 시간 및 주파수 자원의 슬럿으로 구분되는 하향링크 프레임이 존재하고, 이동국으로 전송할 데이터 버스트가 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 데이터 버스트 할당에 따른 방송 정보(MAP) 영역의 크기 추정 방법에 있어서, 상기 데이터 버스트를 할당할 영역은 적어도 하나의 서브 데이터 버스트 영역으로 구분되며, 상기 서브 데이터 버스트 영역은 미리 설정된 전력 레벨에 따라 전력 증폭이 수행되도록 상기 하향링크 프레임을 구성하는 과정과, 상기 데이터 버스트의 캐리어대간섭잡음비(CINR)에 따라 상기 서브 데이터 버스트 영역 중 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정하는 과정과, 상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트가 차지하는 슬럿 비율을 연산하는 과정과, 상기 슬럿 비율이 미리 설정한 설정 슬럿 비율 미만이면, 상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트를 소정의 기준에 따라 연접 여부를 결정하는 과정과, 상기 결정에 의해 연접 또는 연 접을 수행하지 않은 데이터 버스트에 대한 할당 정보가 상기 MAP 영역에서 차지할 크기를 추정하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 하향링크 데이터 버스트(data burst) 할당에 따른 가변적 MAP 크기를 추정하는 방법을 제안한다. 상기 데이터 버스트를 할당하는 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역과, MAP 영역과, 데이터 버스트 할당 영역으로 구분되며, 상기 데이터 버스트 할당 영역은 전력 부스팅(boosting) 또는 디부스팅(deboosting)을 적용하지 않는 데이터 버스트 할당 영역으로 구성할 수도 있고, 전력 부스팅 또는 디부스팅이 적용되는 적어도 하나의 서브 데이터 버스트 영역들을 포함할 수 도 있다. 또한, 상기 MAP 영역은 할당되는 데이터 버스트가 데이터 버스트 할당 영역의 어디에 위치하고 있는지 할당 정보를 포함한다.
예컨대, 상기 데이터 버스트 할당 영역에 할당할 데이터 버스트량이 많으면, 상기 MAP 영역에 포함되는 할당 정보량도 많아지게 된다. 그러나, 종래에는 상기 MAP 영역의 크기가 고정되어 있기 때문에 할당할 데이터 버스트량이 상기 MAP 영역의 크기 이상을 가지는 경우 다음 하향링크 프레임에 데이터 버스트를 할당하여야 한다. 또한, 할당할 데이터 버스트량이 상기 MAP 영역 크기 미만인 경우 상기 MAP 영역은 여분의 무선 자원량을 가지게 되어 효율적인 자원 활용을 수행하지 못하였다. 따라서, 본 발명에서는 할당하고자 하는 데이터 버스트량에 따라 MAP 크기를 가변적으로 추정하여 무선 자원 활용도를 최대화 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향링크 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 하향링크 프레임은 프리앰블 영역(102), MAP 영역(104) 및 데이터 버스트 할당 영역(106)으로 구분된다. 상기 프리앰블 영역(102)은 동기 획득을 위한 프리앰블이 위치하며, 상기 MAP 영역(104)은 이동국들이 공통적으로 수신하는 방송(broadcast) 데이터 정보를 포함한 DL-MAP 및 UL-MAP을 포함한다. 그리고, 상기 데이터 버스트 할당 영역(106)에는 이동국들에 송신되는 하향링크 데이터 버스트들이 할당된다. 상기 하향링크 데이터 버스트들의 위치와 할당에 관한 정보는 상기 MAP 영역(104)의 DL-MAP에 포함되어 있다.
상기 데이터 버스트 할당 영역(106)에서 가로축은 시간축으로 심벌들로 구분되며, 세로축은 주파수로 구분된다. 이렇게 심벌과 주파수로 구분되는 상기 데이터 버스트 할당 영역(106)을 본 발명에서는 다시 전력 부스팅 또는 디부스팅이 적용되는 서브(sub) 데이터 버스트 할당 영역들(108 내지 112)로 구분한다. 도 1에서는 일 례로, 상기 데이터 버스트 할당 영역(106)을 세 개의 서브 데이터 버스트 영역들, 즉 Region #1(108), Region #2(110), Region #3(112)로 구분하였다. 상기 Region #1(108) 영역에 할당되는 데이터 버스트들은 3dB 전력 부스팅을 수행하고, 상기 Region #2(110) 영역에 할당되는 데이터 버스트들은 0dB 전력 부스팅을 수행하고, Region #3(112) 영역에 할당되는 데이터 버스트들은 -3dB 전력 부스팅을 수행한다. 물론, 상기 데이터 버스트 영역은 적어도 하나의 서브 데이터 버스트 영역들로 분할 가능하다. 즉, 종래에는 각각의 데이터 버스트들에 대해 전력 부스팅 또는 디부스팅을 수행한 반면에, 본 발명에서는 데이터 버스트들이 할당되는 영역을 미리 구분하고, 상기 구분된 영역별로 별도의 전력 부스팅 또는 전력 디부스팅을 수행한다.
그러면, 상기 데이터 버스트 영역을 두개(즉, 3dB 전력 부스팅 Region, -3dB 전력 부스팅 Region) 또는 세 개(즉, 3dB 전력 부스팅 Region, 0dB 전력 부스팅 Region, -3dB 전력 부스팅 Region)의 서브 데이터 버스트 영역들로 분할하고, 분할된 영역들에서 전체 사용 서브 채널(Full Usage of SubChannel, 이하 'FUSC'라 칭하기로 한다)과, 일부 사용 서브 채널(Partial Usage of SubChannel, 이하 'PUSC'라 칭하기로 한다)을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 자원 할당 과정을 도시한 흐름도이다.
도 2의 설명에 앞서, 데이터 버스트는 정수개의 슬럿들로 구분할 수 있으며, 상기 데이터 버스트를 주파수 및 시간에 따른 2차원 할당을 수행할 경우 하향링크 프레임에서 낭비되는 슬럿들이 없도록 고려하여야 한다. 상기 하향링크 프레임은 주파수 축 및 심벌 축(시간 축)으로 구분되며, 주파수 및 시간을 모두 고려한 슬럿들이 다수개 존재한다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 202단계에서 기지국은 각 서비스 클래스(service class)별로 전송할 데이터 버스트에 대한 connection 별 우선 순위를 결정하는 큐(queue) 스케줄링을 수행하고 204단계로 진행한다. 상기 204단계에서 상기 기지국은 하향링크 프레임의 데이터 버스트 할당 영역(106)을 어떠한 형태로 분할 할 것인지 결정하고, 그에 상응하는 프레임 구조를 선택한 후 206단계로 진행한다. 여기서, 상기 프레임 구조는 미리 결정되어 고정된 형태를 가질 수도 있고, 전송될 데이터 버스트들의 특성에 따라 가변적 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 데이터 버스트 영역이 다수개의 서브 데이터 버스트 영역들로 나누어진 프레임 구조를 가질 수도 있다.
상기 206단계에서 상기 기지국은 전송될 데이터 버스트들에 대해 필요한 MAP 오버헤드(overhead)를 예측하여 MAP 사이즈(size) 결정하고 208단계로 진행한다. 여기서, 상기 MAP 사이즈는 전송될 데이터 버스트들이 많을 경우 사이즈가 크게 설정되어야 한다. 그러나, MAP 사이즈가 크게 설정되면 그만큼 데이터 버스트 영역 크기는 줄어들게 된다. 따라서, 상기 MAP 사이즈 및 데이터 버스트 영역 크기는 무선 자원 활용도를 최대화하도록 적절하게 결정되어져야 한다.
상기 208단계에서 상기 기지국은 MAP 오버헤드를 최소화하기 위해 동일 이동국에게 전송되는 데이터 버스트나 동일 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 가지는 데이터 버스트들을 하나로 구성하는 데이터 버스트 제어를 수행하고 210단계로 진행한다. 상기 MCS는 변조 방식들과 코딩 방식들의 조합들이며, 상기 MCS들의 수에 따라 레벨 1에서 레벨 N까지 복수개의 MCS들을 정의할 수 있다.
상기 210단계에서 상기 기지국은 전송 우선 순위대로 입력되는 데이터 버스트들을 소정의 규칙에 따라 하향링크 프레임의 데이터 버스트 영역의 특정 서브 데이터 버스트 영역에 할당하고 212단계로 진행한다. 상기 소정의 규칙에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 212단계에서 상기 기지국은 상기 206단계에서 210단계를 반복 수행함으로써 할당된 데이터 버스트에 따른 프레임 구조들 중 최고의 자원 활용도를 가지는 프레임을 최적의 프레임 구조로 결정한다. 여기서, 구현의 복잡성을 줄이기 위해 204단계에서 하나의 프레임 구조를 가져갈 수 있고 그렇게 되면 상기 212단계는 생략될 수 있는 단계이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 다수의 영역들로 구분된 데이터 버스트 영역에 데이터 버스트 할당을 나타낸 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저, 데이터 버스트 영역은 크게 부스팅 영역(Boosting Region)(302), 노말 영역(Normal Region)(304) 및 디부스팅 영역(Deboosting Region)(306)의 세 개의 서브 데이터 버스트 영역으로 나뉘어 진다.
할당하고자 하는 데이터 버스트의 CINR 값이 제1 임계치(310)보다 작은 값이면, 부스팅 영역(302)에 할당되고, 제2 임계치보다 큰 값이면, 디부스팅 영역(306)에 할당된다. 또한, 상기 제1 임계치보다는 크고, 제2 임계치보다는 작은 값을 가지면 노말 영역(304)에 할당된다. 여기서, 상기 데이터 버스트의 CINR 값은 이전 시점에 이동국이 피드백한 이동국과 기지국간의 채널 상태에 대한 측정치로 사실상 MCS 레벨을 결정하는데 사용되는 값이다. 상기 기지국은 이동국이 피드백한 CINR 값이 존재하지 않는 최초 데이터 버스트의 전송의 경우 가장 강력한(robust) 변조 및 부호화 방식을 사용하여 데이터 버스트를 전송할 수도 있다. 상기 노말 영역(304)에 할당된 데이터 버스트 중 -3dB 전력 부스팅 후 MCS 레벨에 변화가 없으면 디부스팅 영역(306)에 재할당한다. 즉, 상기 디부스팅 영역(306)에 재할당된 데이터 버스트는 -3dB 전력 부스팅을 수행한다 해도 MCS 레벨 변화가 없어 수행전과 동일한 주파수 효율을 가지므로 여분의 전력을 최소화 하여 전체적인 전력효율을 높이는 효과가 있다.
마찬가지로, 상기 부스팅 영역(302)에 할당된 데이터 버스트 중 3dB 전력 부스팅을 수행한다 해도 MCS 레벨에 변화가 없으면 노말 영역(304)에 재 할당한다. 즉, 상기 노말 영역(304)에 재 할당된 데이터 버스트는 3dB 전력 부스팅을 수행한다 해도 MCS 레벨의 변화가 없어 수행전과 동일한 주파수 효율을 가지므로 이 또한 여분의 전력을 최소화 하여 전체적인 전력효율을 높이는 효과가 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 MAP 크기를 추정하고 데이터 버스트를 할당하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4a 및 4b를 참조하면, 먼저 402단계에서 상기 기지국은 전송하고자 하는 데이터 버스트가 존재하면 404단계로 진행한다. 상기 404단계에서 상기 기지국은 상기 데이터 버스트의 캐리어 대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR' 라 칭하기로 한다) 값에 따라 적어도 두개의 서브 데이터 버스트 영역 중 어느 하나의 서브 데이터 버스트 영역에 할당하고 406단계로 진 행한다. 상기 데이터 버스트를 서브 데이터 버스트 영역에 할당하는 방법은 도 3을 참조하여 설명하였다.
상기 406단계에서 상기 기지국은 각 이동국별 데이터 버스트의 슬럿 수를 계산하고 408단계로 진행한다. 상기 408단계에서 상기 기지국은 해당 서브 데이터 버스트 영역(즉, Region)에 데이터 버스트를 할당할 수 있는 여유 슬럿이 존재하는지 파악하기 위해 해당 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율(occupancy rate)과 미리 설정한 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율 임계치를 비교한다. 비교 결과, 상기 서브 데이터 버스트 영역 슬럿 차지율 임계치가 해당 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율을 초과하는 경우 410단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 도 4b의 420단계로 진행한다. 여기서, 상기 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율은 해당 서브 데이터 버스트 영역의 전체 슬럿수 대비 현재 데이터 버스트가 차지하고 있는 슬럿수로 정의할 수 있다. 또한, 상기 슬럿 차지율 임계치는 시스템에서 적절하게 설정되는 값으로, 예컨대 100% 값을 가질 수 있다.
상기 410단계에서 상기 기지국은 해당 서브 데이터 버스트 영역에서 데이터 버스트가 차지할 누적된 슬럿수를 계산하고 412단계로 진행한다. 상기 412단계에서 상기 기지국은 상기 데이터 버스트가 할당된 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율을 재계산하고 414단계로 진행한다. 상기 414단계에서 상기 기지국은 MAP 오버헤드(overhead)를 최소화하기 위해 전송할 데이터 버스트가 기할당된 데이터 버스트가 동일 서브 데이터 버스트 영역내에 동일 이동국의 데이터 버스트이거나, 기할당된 데이터 버스트와 동일 서브 데이터 버스트 영역내에 동일 변조 및 코딩 방식 (Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 가지는 경우 418단계로 진행한다. 그러나, 동일 이동국의 데이터 버스트가 아니거나, 동일 MCS 레벨을 가지는 데이터 버스트가 아니라면 416단계로 진행한다.
상기 416단계에서 상기 기지국은 DL-MAP IE의 개수를 1씩 증가시키고 418단계로 진행한다. 상기 418단계에서 상기 기지국은 동일 이동국별 데이터 버스트 또는 동일 MCS 레벨을 가지는 데이터 버스트들을 서로 연접하여 하나의 데이터 버스트로 구성하고 420단계로 진행한다. 상기 420단계에서 상기 기지국은 하기 수학식 1과 같이 MAP 영역에 데이터 버스트가 할당될 슬럿 수, MAP 심벌 수 및 데이터 버스트 심벌 수를 계산하고 422단계로 진행한다. 만약, 상기 DL-MAP IE 수가 증가하지 않은 경우 상기 MAP 슬럿 수, MAP 심벌 수 및 데이터 버스트 심벌 수는 증가하지 않는다. 하기 수학식 1은 PUSC 기준으로 MAP 사이즈 추정에 결정되는 수학식의 일 례를 나타낸 것이다.
Figure 112005057948462-PAT00001
Figure 112005057948462-PAT00002
상기 수학식 1의 MAP 슬럿 수 결정식에서, 최초의 4는 MAP에서 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header)의 정보 비트를 전송하기 위한 필요 슬럿 수를 나타내며, 39는 부가 정보, 예컨대 MAP 메시지 길이, 운영자 식별자(Operator IDentifier), 섹터 식별자, 물리 동기 필드(PHY synchronization field) 등의 정보 비트들을 전송하기 위해 필요한 슬럿 수를 나타내며, UL_MAP IE count의 계수 4는 UL 버스트의 위치 정보 및 MCS 레벨 정보를 전송하는데 필요한 슬럿 수를 나타내며, DL_MAP IE count의 계수 4.5는 DL 버스트의 위치 정보 및 MCS 레벨 정보를 전송하는데 필요한 슬럿 수를 나타내며, DL_STC ZONE IE의 계수 4는 DL 서브 프레임에 PUSC 및 FUSC 등 적어도 하나의 ZONE을 사용할 때 필요한 정보 비트 수를 슬럿 단위로 계산한 값을 나타내며, UL_STC ZONE IE의 계수 3은 UL 서브 프레임에 PUSC 및 FUSC 등 적어도 하나의 ZONE을 사용할 때 필요한 정보 비트 수를 슬럿 단위로 계산한 값을 나타낸다. 여기서, 상기 적어도 하나의 ZONE을 사용한다는 의미는 하향링크 서브 프레임에서 맨 앞에 프리앰블이 위치하고, 그 다음으로 PUSC를 사용해야 한다. 다음 데이터 버스트 영역에 계속해서 PUSC를 사용한다면 DL_STC_ZONE IE는 필요 없다. 따라서, DL_STC_ZONE IE 값은 '0'이 된다. 그러나, 데이터 버스트 영역에 FUSC로 버스트를 할당하면, DL_STC_ZONE IE는 1개가 필요하다. 즉, MAP 영역 이후부터 순열(permutation) 변경시마다 DL_STC_ZONE IE가 필요하다. 이는 상향링크 서브 프레임 영역에도 마찬가지로 적용된다.
상기 수학식 1은 MAP 사이즈 추정시 일 례로 나타낸 식이며, 정보량 즉 IE 개수가 변경됨에 따라 상기 수학식도 변경되어야 한다. 예컨대, DL 버스트 당 4.5개의 슬럿들이 요구되며, 연결 식별자를 MAP에 명시하는 경우 CID 하나당 2개의 슬럿들이 요구된다. 상기 수학식 1에서는 고속 피드백 할당 IE(Fast Feedback allocation IE), 하이브리드 재전송(H-ARQ: Hybrid ARQ) 영역(region) 할당 IE만을 고려하였으나 호 시나리오에 따라 다른 IE가 더 추가될 수 있다. 여기서, 다른 IE라 함은 코드 분할 다중 접속 할당 IE(CDMA allocation IE), 피크대평균전력비 감소 및 안전 지대 할당 IE(PAPR(peak to average power ratio) reduction and safety zone allcation IE) 등을 의미한다.
DL_MAP_IE의 개수 및 UL_MAP_IE의 개수는 전송하고자 하는 DL_MAP 데이터 버스트의 할당 정보 및 UL_MAP 데이터 버스트의 할당 정보에 상응하게 결정된다. 또한, 상기 수학식 1을 이용하여 데이터 버스트 할당시 MAP 영역의 심벌수 및 데이터 버스트 영역의 심벌수가 결정된다. PUSC 구조를 가지는 프레임에서는 2심벌당 슬럿수가 30개이며, FUSC 프레임에서는 1심벌당 슬럿수가 16개이다. 상기 MAP 심벌수와 데이터 버스트 심벌수를 계산한 상기 기지국은 데이터 버스트를 서브 데이터 버스트 영역에 할당할 수 있다. 상기 수학식 1에서 STC는 시공간 부호화(Space Time Coding)를 의미하며, 하향링크에서 송신 다이버시티 이득을 얻기 위해 사용된다. 일반적으로, 하향링크 프레임에서 프리앰블 영역은 1개의 심벌로 이루어지며, 하나의 프레임 구간에서 UL_MAP IE 및 DL_MAP IE 개수 결정은 상기 프레임 구간에서 전송되어야 할 상향링크 데이터 버스트 및 하향링크 데이터 버스트의 개수로 결정된다. 물론 본 발명에서는 데이터 버스트를 연접 또는 연접하지 않음으로써 상기 DL_MAP IE의 수가 변경되어 질 수 있다.
상기 422단계에서 상기 기지국은 각 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율이 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율 임계치 이상인지 비교한다. 비교 결과, 모든 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율이 서브 데이터 버스트 영역의 슬럿 차지율 임계치 이상인 경우 데이터 버스트 할당을 종료하고, 그렇지 않은 경우 402단계부터 다시 반복한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 데이터 버스트들을 제어하여 하나로 구성하는 것을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 동일 이동국에게 전송되는 데이터 버스트나 동일 MCS 레벨을 가지는 데이터 버스트들을 하나로 구성할 수 있다. 즉, 데이터 버스트들(501, 503, 505, 507, 509, 511 및 513)은 우선 순위대로 정렬되어 할당된다. 501 데이터 버스트와, 507 데이터 버스트와, 513 데이터 버스트는 동일 이동국의 데이터 버스트이거나 동일 MCS 레벨을 가지는 데이터 버스트 일 수 있다. 따라서, 상기 데이터 버스트들은 서로 연접하여 510 데이터 버스트와 같이 하나의 데이터 버스트로 구성할 수 있다. 또한, 503 데이터 버스트와, 511 데이터 버스트도 512 데이터 버스트와 같이 하나의 데이터 버스트로 구성할 수 있다.
한편, 상기 501 내지 513 데이터 버스트들은 하나의 하향링크 프레임에서 할당 가능한 데이터 버스트들이다. 이후의 데이터 버스트들은 다음 하향링크 프레임에서 할당 가능하다. 상기와 같이 흩어져 있는 데이터 버스트들을 동일 이동국별 또는 동일 MCS 레벨별로 하나의 데이터 버스트로 구성하게 되면, 데이터 버스트 할당 정보를 위한 DL-MAP IE 크기가 줄어들게 된다. 이는 MAP 영역의 크기가 줄어듬을 의미한다. 따라서, 줄어든 MAP 영역의 크기만큼 데이터 버스트를 할당할 수 있는 데이터 버스트 영역이 커지게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 소정의 전력 부스팅을 수행하는 서브 데이터 버스트 영역을 포함하는 하향링크 프레임의 데이터 버스트 할당 영역에 데이터 버스트를 효율적으로 할당함에 따라 시스템 전체 자원 활용 효율성을 최대화 할 수 있는 이점이 존재한다.

Claims (5)

  1. 시간 및 주파수 자원의 슬럿으로 구분되는 하향링크 프레임이 존재하고, 이동국으로 전송할 데이터 버스트가 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 데이터 버스트 할당에 따른 방송 정보(MAP) 영역의 크기 추정 방법에 있어서,
    상기 데이터 버스트를 할당할 영역은 적어도 하나의 서브 데이터 버스트 영역으로 구분되며, 상기 서브 데이터 버스트 영역은 미리 설정된 전력 레벨에 따라 전력 증폭이 수행되도록 상기 하향링크 프레임을 구성하는 과정과,
    상기 데이터 버스트의 캐리어대간섭잡음비(CINR)에 따라 상기 서브 데이터 버스트 영역 중 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정하는 과정과,
    상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트가 차지하는 슬럿 비율을 연산하는 과정과,
    상기 슬럿 비율이 미리 설정한 설정 슬럿 비율 미만이면, 상기 특정 서브 데이터 버스트 영역에 배정된 데이터 버스트를 소정의 기준에 따라 연접 여부를 결정하는 과정과,
    상기 결정에 의해 연접 또는 연접을 수행하지 않은 데이터 버스트에 대한 할당 정보가 상기 MAP 영역에서 차지할 크기를 추정하는 과정을 포함하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 버스트가 상기 MAP 영역에서 차지할 크기를 추정하는 과정은;
    상기 소정의 기준에 의해, 동일 이동국의 데이터 버스트 및 동일 변조 및 코딩 방식(MCS) 레벨을 가지는 데이터 버스트에 대해 연접을 수행하고, 다른 이동국의 데이터 버스트 및 다른 MCS 레벨을 가지는 데이터 버스트에 대해 연접을 수행하지 않는 과정과,
    상기 연접을 수행하지 않은 데이터 버스트의 수만큼 하향링크 MAP 정보 개수들을 증가하는 과정과,
    상기 결정된 하향링크 MAP 정보 개수를 참조하여 상기 MAP 영역의 슬럿 수를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 MAP 영역의 슬럿 수를 이용하여 MAP 영역의 심벌 수 및 상기 특정 데이터 버스트 할당 영역의 심벌 수를 결정하는 과정을 포함하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 MAP 영역의 슬럿 수는 하기 수학식 2를 이용하여 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005057948462-PAT00003
    상기 수학식 2에서, FCH는 프레임 제어 헤더를, STC는 시공간 부호화를 의미하며, 최초의 4는 MAP에서 FCH의 정보 비트를 전송하기 위한 필요 슬럿 수를 나타 내며, 39는 부가 정보, 예컨대 MAP 메시지 길이, 운영자 식별자(Operator IDentifier), 섹터 식별자, 물리 동기 필드(PHY synchronization field) 등의 정보 비트들을 전송하기 위해 필요한 슬럿 수를 나타내며, UL_MAP IE count의 계수 4는 UL 버스트의 위치 정보 및 MCS 레벨 정보를 전송하는데 필요한 슬럿 수를 나타내며, DL_MAP IE count의 계수 4.5는 DL 버스트의 위치 정보 및 MCS 레벨 정보를 전송하는데 필요한 슬럿 수를 나타내며, DL_STC ZONE IE의 계수 4는 DL 서브 프레임에 PUSC 및 FUSC 등 적어도 하나의 ZONE을 사용할 때 필요한 정보 비트 수를 슬럿 단위로 계산한 값을 나타내며, UL_STC ZONE IE의 계수 3은 UL 서브 프레임에 PUSC 및 FUSC 등 적어도 하나의 ZONE을 사용할 때 필요한 정보 비트 수를 슬럿 단위로 계산한 값을 나타냄.
  4. 제2항에 있어서, MAP 영역의 심벌 수 및 상기 특정 데이터 버스트 할당 영역의 심벌 수는 하기 수학식 3을 이용하여 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005057948462-PAT00004
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬럿 비율이 미리 설정한 설정 슬럿 비율 이상이면, 상기 특정 데이터 버스트 영역의 데이터 버스트 배정을 종료함을 특징으로 하는 상기 방법.
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