KR20070112987A - Method for operating data in mobile communication system and system thereof - Google Patents

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KR20070112987A
KR20070112987A KR1020060046630A KR20060046630A KR20070112987A KR 20070112987 A KR20070112987 A KR 20070112987A KR 1020060046630 A KR1020060046630 A KR 1020060046630A KR 20060046630 A KR20060046630 A KR 20060046630A KR 20070112987 A KR20070112987 A KR 20070112987A
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interference
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구영모
정동운
김민구
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삼성전자주식회사
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Abstract

A data operation method in a mobile communication system and a system therefor are provided to enable exact channel estimation due to according a serving base station signal with an interference base station signal as a common zone is used in a data area, thereby effectively eliminating interference signals as estimating exact channel values. At least one base station allocates a frame which includes a common zone for an interference elimination function(801). A terminal confirms whether to use the common zone from the base station(803). The base station confirms whether the terminal is located in a cell border(805). If so, the base station first allocates a burst to the common zone, and transmits the burst to the terminal(807,809). The common zone is located at the end of the frame.

Description

이동 통신 시스템에서의 데이터 운영 방법 및 그에 따른 시스템{METHOD FOR OPERATING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND SYSTEM THEREOF}METHOD FOR OPERATING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND SYSTEM THEREOF}

도 1은 일반적인 OFDMA 시스템에서의 프레임 구조를 나타낸 도면1 is a diagram showing a frame structure in a typical OFDMA system

도 2는 종래의 OFDMA 시스템에서 멀티 존으로 사용되는 프레임 구조의 일례를 나타낸 도면2 illustrates an example of a frame structure used as a multi-zone in a conventional OFDMA system.

도 3은 OFDMA 시스템에서 한개의 클러스터 내의 데이터 캐리어 및 파일럿 서브 캐리어의 구성의 일례를 나타낸 도면3 illustrates an example of a configuration of data carriers and pilot subcarriers in one cluster in an OFDMA system;

도 4는 OFDMA 시스템에서 단말이 인접 기지국과의 경계에 위치하는 경우를 나타낸 도면 4 is a diagram illustrating a case where a terminal is located at a boundary with an adjacent base station in an OFDMA system

도 5는 3개의 기지국과 2개의 안테나를 가진 단말간의 채널 모델을 나타낸 도면5 illustrates a channel model between a terminal having three base stations and two antennas;

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 OFDMA 기반의 통신 시스템에서 공통 존을 포함하는 프레임 구조를 나타낸 도면6 and 7 illustrate a frame structure including a common zone in an OFDMA based communication system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 공통 존을 사용하는 시스템에서의 데이터 처리 방법을 나타낸 순서도8 is a flowchart illustrating a data processing method in a system using a common zone according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9a 내지 9c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 간섭 제거 기능을 지원하지 않은 기지국 및 단말에서 사용되는 프레임 구조를 나타낸 도면9A to 9C illustrate frame structures used in a base station and a terminal that do not support the interference cancellation function according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 OFDMA 시스템에서 단말의 엔트리 및 핸드오버 과정을 나타낸 순서도10 is a flowchart illustrating an entry and handover process of a terminal in an OFDMA system

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 간섭신호 제거 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 시스템에서 간섭신호를 제거하기 위한 시스템 및 이에 따른 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a system for canceling an interference signal in a mobile communication system, and more particularly, to a system and an operation method for canceling an interference signal in an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system. It is about.

현재 IEEE 802.16 기반의 OFDMA 시스템인 와이브로(WiBro) 시스템과 와이맥스(WiMAX) 시스템은 휴대폰처럼 언제 어디서나 이동중에도 초고속 인터넷을 가능하게 하는 데이터 통신 시스템이다. 그러면 우선 WiBro/WiMAX에 대해 살펴보기로 한다.Currently, the IEEE 802.16 based OFDMA system WiBro system and WiMAX system are data communication systems that enable high-speed Internet on the go anytime and anywhere like mobile phones. Let's first look at WiBro / WiMAX.

도 1은 일반적인 OFDMA 시스템에서의 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 기본적으로 OFDMA 시스템에서 듀플렉스 방법은 TDD (Time Division Duplex)을 이용한다. 상기 도 1에서 세로축(101)은 부 반송파의 주파수 대역을 나타내고 가로축(103)은 OFDMA 심볼로 시간축을 나타낸다.1 is a diagram illustrating a frame structure in a typical OFDMA system. Basically, in the OFDMA system, the duplex method uses time division duplex (TDD). In FIG. 1, the vertical axis 101 represents a frequency band of a subcarrier and the horizontal axis 103 represents a time axis with an OFDMA symbol.

도 1을 참조하면, 한 개의 프레임은 다운링크 서브프레임(Downlink Subframe))(110)과 업링크 서브프레임(Uplink Subframe)으로 구성되고 각각은 송신 천이 구간(Transmit Transition Gap : TTG)(130)과 수신 천이 구간(Receive Transition Gap : RTG)(140)으로 구분된다.Referring to FIG. 1, one frame includes a downlink subframe 110 and an uplink subframe, each of which is a transmit transition gap (TGT) 130. It is divided into a receive transition interval (RTG) 140.

프레임의 첫 심볼인 프리엠블(Preamble)(111)은 동기 획득, 기지국 ID 획득, 채널 추정등에 사용된다. 프레임 제어 헤더(Frame Control Header : FCH)(112)는 MAP(113)의 디코딩 정보를 담고 있다. 즉 상기 FCH(122)을 복호해야만 MAP(113)을 디코딩할 수 있게 된다. 상기 MAP(113)은 각 버스트이 부호방식과 위치, 크기 등의 정보를 담고 있는 방송 정보로서 모든 단말이 단말에게 할당된 버스트를 복호하기 위해서 반드시 먼저 복호해야 한다. 상기 MAP(113)은 IEEE802.16 규격에 의하면 노말(Normal) MAP인 경우, 상기 MAP(113)은 다운링크(Downlink) 버스트 정보를 담고 있는 DL-MAP이다. 이 경우 첫번째 버스트(Burst #1)(114)가 업링크(Uplink) 버스트 정보를 담고 있는 UL-MAP으로 동작한다. 그러나 압축된 MAP(Compressed MAP)인 경우 상기 MAP(113)은 DL-MAP과 UL-MAP을 모두 포함한다. 상기 MAP(113)은 QPSK로 변조되어 있고 부호화율은 1/2이며 최대 6번까지 반복이 가능하여 부호화율을 1/12까지 낮출 수 있다.The preamble 111, which is the first symbol of the frame, is used for synchronization acquisition, base station ID acquisition, channel estimation, and the like. The frame control header (FCH) 112 contains decoding information of the MAP 113. That is, the MAP 113 can be decoded only by decoding the FCH 122. The MAP 113 is broadcast information in which each burst contains information such as a coding scheme, a location, a size, and the like, and must be decoded first in order for all terminals to decode a burst assigned to the terminal. When the MAP 113 is a normal MAP according to the IEEE802.16 standard, the MAP 113 is a DL-MAP including downlink burst information. In this case, the first burst (Burst # 1) 114 operates as a UL-MAP that contains uplink burst information. However, in the case of a compressed MAP, the MAP 113 includes both DL-MAP and UL-MAP. The MAP 113 is modulated by QPSK, has a code rate of 1/2 and can be repeated up to 6 times, thereby reducing the code rate to 1/12.

상기 도 1의 프레임은 하나의 존(Zone)인 경우를 예를 들어 설명한 것으로, 실제 기지국의 스케줄링 방법에 여러 개의 존으로 분할하여 사용할 수 있다. 이러한 일례를 다음의 도 2를 이용하여 설명하기로 한다.The frame of FIG. 1 has been described as an example of one zone, and can be divided into several zones in a scheduling method of an actual base station. This example will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 종래의 OFDMA 시스템에서 멀티 존으로 사용되는 프레임 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 하나의 프레임은 다운링크 서브프레임(210)과 업링크 서브 프레임(220)을 파일럿 서브 캐리어와 데이터 서브 캐리어의 구성 방법에 따라 PUSC(Partial Usage Sub-Carrier)(214), FUSC(Full Usage Sub- Carrier)(215), band-AMC (Adaptive Modulation Coding)(216) 등 다수의 존으로 나뉘어 사용될 수 있다. 상기 존들의 할당 정보는 DL-MAP과 UL-MAP에 포함되어 있으며 한 개의 버스트는 서로 다른 2개 이상의 존에 걸쳐서 할당될 수 없다.2 is a diagram illustrating an example of a frame structure used as a multi-zone in a conventional OFDMA system. Referring to FIG. 2, one frame includes a downlink subframe 210 and an uplink subframe 220 according to a method of configuring a pilot subcarrier and a data subcarrier (Partial Usage Sub-Carrier) 214, A FUSC (Full Usage Sub-Carrier) 215, band-AMC (Adaptive Modulation Coding) (216) may be divided into a plurality of zones. The allocation information of the zones is included in the DL-MAP and the UL-MAP, and one burst cannot be allocated over two or more different zones.

여기서 상기 존들은 각각 데이터 서브 캐리어 수와 파일럿 캐리어 수 및 위치가 다르다. 도 3은 OFDMA 시스템에서 한개의 클러스터 내의 데이터 캐리어 및 파일럿 서브 캐리어의 구성의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, PUSC 존(214, 222)은 한 개의 클러스터 내의 데이터 서브캐리어(305)와 파일럿 서브캐리어(307)로 구성된다. 상기 데이터 서브 캐리어(305)와 파일럿 서브 캐리어(307)는 각기 다른 위치에 존재한다.Here, the zones are different in data subcarrier number and pilot carrier number and position, respectively. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of data carriers and pilot subcarriers in one cluster in an OFDMA system. Referring to FIG. 3, the PUSC zones 214 and 222 are composed of data subcarriers 305 and pilot subcarriers 307 in one cluster. The data subcarrier 305 and the pilot subcarrier 307 exist in different positions.

상술한 바와 같은 WiBro/WiMAX 시스템은 주파수 효율을 높이고 망설계를 용이하게 하기 위해 주파수 재사용 계수가 1이기 때문에 모든 기지국에서 동일한 주파수를 사용한다. 이러한 OFDMA 시스템에서 도 4에서와 같이 단말(401)이 인접 기지국과의 경계에 위치하는 경우 다음과 같은 현상이 발생한다.The WiBro / WiMAX system as described above uses the same frequency at all base stations because the frequency reuse factor is 1 to increase frequency efficiency and facilitate network design. In the OFDMA system, as shown in FIG. 4, when the terminal 401 is located at a boundary with an adjacent base station, the following phenomenon occurs.

상기 도 4에서와 같이 셀경계 지역에서는 단말(401)에 현재 서비스중인 서빙 기지국(403)의 신호뿐만 아니라 인접 기지국 신호들(405, 407)의 신호도 비슷한 크기로 수신된다. 상기 인접 기지국들(405, 407)들의 신호는 간섭신호로 작용하기 때문에 단말(401)의 수신 캐리어 대 간섭비(Carrier-to-Interference-Noise-Ratio : CINR))이 0dB이하로 낮아져 수신 성능이 떨어진다. 또한 동일한 이유로 초기 기지국에 접속하는 네트워크 엔트리 성공율 및 이동 중인 단말(401)의 기지국간 핸드오버 성능도 떨어진다. 따라서 이러한 경우 셀경계 지역에서 단말기 수신 성능과 네 트워크 엔트리 성공율 및 기지국간 핸드오버 성능을 향상시키기 위해서는 인접 기지국 간섭 신호를 제거하는 기술이 필요하다.As shown in FIG. 4, in the cell boundary region, signals of neighboring base station signals 405 and 407 as well as signals of the serving base station 403 currently serving the terminal 401 are received in similar sizes. Since the signals of the neighbor base stations 405 and 407 act as interference signals, the reception carrier-to-interference-noise ratio (CINR) of the terminal 401 is lowered to 0 dB or less, so that the reception performance is reduced. Falls. For the same reason, the success rate of network entry accessing the initial base station and the inter-base station handover performance of the mobile terminal 401 are also poor. Therefore, in this case, in order to improve terminal reception performance, network entry success rate, and inter-base station handover performance in a cell boundary region, a technique for removing neighbor base station interference signals is required.

이러한 간섭 신호를 제거하기 위해서는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식등 여러 가지 방법을 이용하게 된다. 이러한 간섭 제거 기술에서 인접 기지국의 간섭 신호 제거를 위해서는 우선 간섭 신호의 채널값을 정확히 추정이 선행되어야 한다.In order to remove such interference signals, various methods such as a minimum mean square error (MMSE) method are used. In such an interference cancellation technique, in order to cancel an interference signal of a neighboring base station, the channel value of the interference signal must be accurately estimated first.

이러한 채널 추정값을 구하려면 단말은 안테나에 수신되는 서빙 기지국 신호의 파일럿 신호와 간섭 기지국 신호의 파일럿 위치가 일치해야 한다. 그러나 다운링크 서브프레임은 도 3에서과 같이 여러개의 존이 올 수 있고, 각 존마다 파일럿 위치가 다르게 된다. 그리고 각각의 기지국은 독립적으로 다운링크 서브프레임을 스케줄링하므로 서빙 기지국과 간섭 기지국의 존이 일치하지 않으므로 정확한 채널 추정값을 구할 수 없는 문제점이 발생한다. 특히 이러한 문제점은 핸드오프나 네트워크 엔트리 성공률을 떨어뜨리게 되어 수신성능을 열화시키는 문제점이 발생한다.In order to obtain such a channel estimate, the UE must coincide with the pilot position of the serving base station signal and the interference base station signal received by the antenna. However, the downlink subframe may have several zones as shown in FIG. 3, and the pilot positions are different for each zone. Since each base station independently schedules downlink subframes, there is a problem in that accurate channel estimates cannot be obtained because the zones of the serving base station and the interfering base station do not coincide. In particular, such a problem is that the handoff or network entry success rate is lowered, thereby degrading reception performance.

따라서 본 발명의 목적은 OFDMA 기반의 통신 시스템에서 인접 기지국의 간섭 신호를 효율적으로 제거하기 위한 데이터 운영 방법 및 그에 따른 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a data operation method and system according to the OFDMA-based communication system for efficiently removing interference signals of neighboring base stations.

본 발명의 다른 목적은 OFDMA 기반의 통신 시스템에서 셀 경계지역에서의 핸드오프 또는 네트워크 엔트리 성공률을 높일 수 있는 데이터 운영 방법 및 그에 따 른 시스템을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a data operating method and system according to the method for increasing handoff or network entry success rate in a cell boundary area in an OFDMA-based communication system.

본 발명의 또다른 목적은 OFDMA 기반의 통신 시스템에서 간섭 제거 기능을 구현하는 시스템과 구현하지 않은 시스템간의 데이터 운영 방법 및 그에 따른 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of operating data and a system according to the system for implementing an interference cancellation function in an OFDMA-based communication system and a system that does not.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 간섭 신호 제거 기능을 지원하는 적어도 하나의 기지국과 단말을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 통신 시스템에서 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 기지국이 간섭 제거 기능을 위한 공통 존(Common Zone)을 포함하는 프레임을 할당하는 제 1과정과, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 공통 존 사용 여부를 확인하는 제 2과정과, 상기 기지국이 단말이 셀 경계에 위치하는지 확인하는 제 3과정과, 상기 단말이 셀 경계 지역이면, 상기 공통 존에 버스트를 우선적으로 할당하여 단말에게 전송하는 제 4과정을 포함함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above-mentioned is a method for operating data between the base station and the terminal in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) communication system comprising at least one base station and the terminal supporting the interference signal cancellation function The method may include: a first process of allocating a frame including a common zone for the interference cancellation function by the at least one base station, a second process of the terminal confirming whether the common zone is used by the base station; And a fourth process of the base station confirming whether the terminal is located at a cell boundary, and a fourth process of first assigning bursts to the common zone and transmitting the burst to the terminal if the terminal is in a cell boundary region.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 간섭 신호 제거 기능을 지원하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 통신 시스템에 있어서, 적어도 하나의 기지국이 간섭 제거 기능을 위한 공통 존(Common Zone)을 포함하는 프레임을 할당하고, 상기 간섭 제거 기능을 지원하는 단말이 경계 지역에 위치하면 상기 공통 존에 버스트를 할당하여 전송하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities) 단계에서 상기 공통 존에 관련된 정보나 핸드오버의 소정 메시지를 근거로 공통 존 사용 여부를 확인하고, 자신이 경계 지역에 위치하는 경우 상기 공통 존을 이용하여 간섭 기지국의 신호를 제거하는 적어도 하나의 단말을 포함함을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above, in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) communication system supporting an interference signal cancellation function, at least one base station is a common zone for the interference cancellation function. A base station for allocating a frame including a zone) and assigning a burst to the common zone and transmitting the burst when the terminal supporting the interference cancellation function is located in a boundary area, and in a step of Negotiate Basic Capabilities from the base station. At least one terminal for checking whether to use the common zone based on the information related to the common zone or a predetermined message of the handover, and removes the signal of the interfering base station using the common zone when located in the border area. It is characterized by.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, detailed descriptions of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same components in the figures represent the same numerals wherever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to aid a more general understanding of the invention. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서는 단말의 효과적인 간섭 신호를 제거를 위한 데이터 운영 방법 및 그에 따른 시스템을 제안한다. 이를 위해 본 발명은 다운링크 서브프레임의 일정 영역에서 모든 기지국의 존이 일치하는 공통 존(Common Zone)을 두고, 셀 경계지역에 있는 단말에게 공통 존을 이용하여 버스트를 할당하여 수신 성능을 높이는 방법을 제안한다.The present invention proposes a data operation method and system according to the effective interference signal of the terminal. To this end, the present invention provides a common zone in which the zones of all base stations coincide in a certain area of a downlink subframe, and a method of improving reception performance by allocating bursts using a common zone to a terminal in a cell boundary region. Suggest.

이에 앞서 우선 설명의 편의상 본 발명에서 사용되는 간섭 제거 방식인 MMSE에 다음의 도 5와 같은 경우에 대해 살펴보기로 한다. 도 5는 3개의 기지국과 2개의 안테나를 가진 단말간의 채널 모델을 나타내었다.First, for convenience of description, a case as shown in FIG. 5 will now be described in the MMSE which is an interference cancellation scheme used in the present invention. 5 shows a channel model between a terminal having three base stations and two antennas.

상기 도 5에서와 같이 단말의 2개 수신 안테나(507, 509)에 1개의 서빙 기지 국(501)과 2개의 간섭 기지국(503, 505)으로부터 신호가 수신될 때 이를 다음의 <수학식 1>과 같이 모델링할 수 있다.As shown in FIG. 5, when signals are received from one serving base station 501 and two interfering base stations 503 and 505 at two reception antennas 507 and 509 of the terminal, the following equation 1 is obtained. Can be modeled as:

Figure 112006036441244-PAT00001
Figure 112006036441244-PAT00001

여기서 y=[y1,y2]T는 단말 각각의 안테나 수신 신호이고, x=[x1,x2,x3]T는 서빙 기지국(501)과 2개의 간섭 기지국(503, 505)의 송신 신호, n=[N1,N2]T는 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 잡음신호, H는 3개의 기지국(501, 503, 505)으로부터 2개의 단말 수신 안테나(507, 509)까지의 채널 추정값 H로 다음의 <수학식 1>과 같다. AT는 행렬 A의 전치행렬(Transpose)이다.Where y = [y 1, y 2 ] T is the antenna reception signal of each of the terminals, and x = [x 1 , x 2 , x 3 ] T is the serving base station 501 and the two interfering base stations 503, 505. Transmit signal, n = [N 1 , N 2 ] T is an additive white Gaussian noise (AWGN) noise signal, H is a channel from three base stations (501, 503, 505) to two terminal receive antennas (507, 509) The estimated value H is expressed by Equation 1 below. A T is the transpose of matrix A.

Figure 112006036441244-PAT00002
Figure 112006036441244-PAT00002

MMSE 방식의 기지국 송신 신호 x의 추정값은 하기 <수학식4>와 <수학식 5>와 같다.Estimates of the base station transmission signal x of the MMSE method are as shown in Equations 4 and 5 below.

Figure 112006036441244-PAT00003
Figure 112006036441244-PAT00003

Figure 112006036441244-PAT00004
Figure 112006036441244-PAT00004

여기서

Figure 112006036441244-PAT00005
은 잡음의 분산이고 I는 3x3 단일행렬, HH 는 행렬 H의 헤미시안(Hermitian)이고, A-1은 행렬 A의 역행렬이다.here
Figure 112006036441244-PAT00005
Is the variance of noise, I is a 3x3 single matrix, H H is the Hermitian of matrix H, and A -1 is the inverse of matrix A.

3개의 기지국으로부터 2개의 단말 수신 안테나까지의 채널 추정값 H는 다음과 같이 구할 수 있다. N개의 파일럿 위치에서 채널변화가 없다는 가정하에 단말의 2개 수신 안테나에 1개의 서빙 기지국과 2개의 간섭 기지국으로부터 신호가 수신될 때 이를 다음의 <수학식 5>와 같이 모델링할 수 있다.The channel estimate H from three base stations to two terminal receiving antennas can be obtained as follows. Under the assumption that there is no channel change in N pilot positions, when a signal is received from one serving base station and two interfering base stations, two models may be modeled as in Equation 5 below.

Figure 112006036441244-PAT00006
Figure 112006036441244-PAT00006

여기서

Figure 112006036441244-PAT00007
,
Figure 112006036441244-PAT00008
,
Figure 112006036441244-PAT00009
이고 P는 다음의 <수학식 6>과 같다.here
Figure 112006036441244-PAT00007
,
Figure 112006036441244-PAT00008
,
Figure 112006036441244-PAT00009
And P is as shown in Equation 6 below.

Figure 112006036441244-PAT00010
Figure 112006036441244-PAT00010

여기서 pij는 +1 또는 -1의 값은 갖는 기지국 j로부터 수신 안테나 i로 수신 된 파일럿 값이며 단말은 사전에 셀 스캐닝을 통해 간섭기지국이 어떤 기지국인지 파악하고 있기 때문에 행렬 P를 알고 있다고 가정한다. 채널 추정값을 ZF(zero-forcing) 알고리듬으로 구하면 다음의 <수학식 7>과 같다.Here, p ij is a pilot value received by the receiving antenna i from the base station j having a value of +1 or -1 and assumes that the matrix P is known because the terminal knows which base station is the base station through cell scanning in advance. . The channel estimate is calculated using the zero-forcing (ZF) algorithm as shown in Equation 7 below.

Figure 112006036441244-PAT00011
Figure 112006036441244-PAT00011

상기와 같은 방법을 살펴보면, 간섭 기지국의 신호를 제거하기 위해 상기 <수학식 5>가 성립하여 상기 <수학식 7>과 같이 채널 추정값을 구하려면 안테나에 수신되는 서빙 기지국 신호(501)의 파일럿 위치와 간섭 기지국 신호들(503, 505)의 파일럿 위치가 일치해야 함을 알 수 있다. 그러나 각 기지국의 스케줄링에 따라 간섭 기지국의 존이 일치하지 않아 파일럿 위치가 다르게 되므로 간섭신호를 제거할 수 없다.Referring to the above method, the pilot position of the serving base station signal 501 received at the antenna to establish a channel estimate value as shown in Equation 5 is established to remove the signal of the interference base station. It can be seen that and the pilot positions of the interfering base station signals 503 and 505 must match. However, since the zones of the interfering base stations do not match according to the scheduling of each base station, the pilot positions are different, and thus the interference signals cannot be removed.

MAP의 경우에는 프리앰블을 이용하여 채널값을 추정하거나 또는 규격상 모든 기지국이 PUSC 존을 사용하기 때문에 파일럿의 위치가 어느 정도 일치하고 따라서 채널값을 추정할 수 있다. 따라서 추정된 채널값을 이용하여 상기 <수학식 3>과 <수학식 4>와 같이 간섭신호를 제거하여 셀 경계지역에서 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 MAP의 수신 성능을 향상시켰다고 하여 단말의 전체 수신 성능이 향상되는 것은 아니고 MAP 이외의 데이터 수신 성능도 향상되어야 한다.In the case of MAP, since the channel value is estimated using the preamble or because all the base stations use the PUSC zone in accordance with the standard, the position of the pilot coincides to some extent and thus the channel value can be estimated. Accordingly, by using the estimated channel value, the interference signal may be removed as shown in Equations 3 and 4, thereby improving reception performance in the cell boundary region. However, improving the reception performance of the MAP does not improve the overall reception performance of the terminal, but should also improve the data reception performance other than the MAP.

데이터 영역에서의 간섭신호를 제거하기 위해서는 서빙 기지국과 간섭 기지 국 신호의 파일럿 위치가 일치하여야 하므로, 본 발명에서는 정확한 채널 추정을 위해 모든 기지국의 존이 일치하는 공통 존(Common Zone)을 두고 셀 경계지역에 있는 단말인 경우 버스트를 공통 존에 할당하게 된다.Since the pilot positions of the serving base station and the interfering base station signal must coincide to remove the interference signal in the data area, in the present invention, the cell boundary is provided with a common zone in which the zones of all base stations match for accurate channel estimation. In the case of a terminal in a region, a burst is assigned to a common zone.

또한 본 발명에서는 간섭 제거 기능을 지원하는 기지국과 단말만 공통 존을 이용하여 단말의 수신 성능을 향상시키면서도 이를 지원하지 않는 기지국과 단말 간에도 호환을 유지하게 하는 것이다. 또한 기지국에서 common zone을 이용하여 셀 경계지역에서 네트워크 엔트리 또는 핸드오버 하려는 단말에 버스트를 할당하는 방법을 제시한다. In addition, in the present invention, only the base station and the terminal supporting the interference cancellation function improve the reception performance of the terminal using the common zone, but maintain compatibility between the base station and the terminal that does not support this. In addition, the present invention proposes a method for allocating a burst to a terminal to be handed over to a network entry or handover in a cell boundary area using a common zone at a base station.

이에 따라 본 발명에서는 크게 세가지 경우에 대해 설명할 것이다. 첫째는 공통 존을 지원하는 기지국과 단말의 인식 방법이다. 둘째는 셀 경계지역에서 네트워크 엔트리 또는 핸드오버를 해야하는 단말에게 공통 존에 버스트를 할당하는 방법이다. 셋째는 공통 존을 지원하는 기지국/단말과, 지원하지 않는 기지국/단말 간에 호환성을 유지하는 방법이다.Accordingly, the present invention will be largely described in three cases. The first is a method of recognizing a base station and a terminal supporting a common zone. The second is a method of allocating a burst in a common zone to a terminal that needs network entry or handover in a cell boundary region. Third, a method of maintaining compatibility between a base station / terminal supporting a common zone and a base station / terminal not supporting.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 OFDMA 기반의 통신 시스템에서 공통 존을 포함하는 프레임 구조를 나타낸 도면으로, 서빙기지국과 인접 기지국의 프레임 구조를 나타내었다.FIG. 6 is a diagram illustrating a frame structure including a common zone in an OFDMA-based communication system according to a preferred embodiment of the present invention, and shows a frame structure of a serving base station and a neighbor base station.

도 6을 참조하면, 프리엠블(601), FCH(603), MAP(605), 종래 멀티존(607)은 기지국별로 다르게 구성되지만, 본 발명에서는 동일한 위치와 크기의 공통 존(609)을 할당함으로서 셀 경계 지역에 있는 단말이 효과적으로 간섭 신호를 제거할 수 있게 된다. 즉 단말은 공통 존(609)에 의해 서빙 기지국에서 수신되는 신호와 간섭 기지국에서 수신되는 신호의 파일럿 위치를 알 수 있으므로 채널값을 정확히 추정할 수 있게 된다.Referring to FIG. 6, the preamble 601, the FCH 603, the MAP 605, and the conventional multi-zone 607 are configured differently for each base station, but in the present invention, a common zone 609 having the same location and size is allocated. By doing so, the terminal in the cell boundary region can effectively remove the interference signal. That is, since the UE knows the pilot position of the signal received at the serving base station and the signal received at the interfering base station by the common zone 609, it is possible to accurately estimate the channel value.

그런데 모든 기지국이 동일한 위치와 크기로 공통 존을 할당하였다고 하더라도 단말에서 이것을 인지하지 못하면 정상적으로 간섭 신호 제거를 할 수 없다. 또한 전혀 규격에 기반하지 않고 특정 기지국과 단말간의 약속만으로 다운링크의 특정 영역을 공통 존으로 정하여 단말에서 간섭신호 제거를 할 경우, 해당 단말이 다른 기지국에서 동작할 때도 공통 존이 있다고 가정하고 간섭신호 제거를 하면 단말 수신 성능이 오히려 떨어지게 된다. 즉 다른 단말이 해당 기지국에 접속할 경우에도 오동작하게 된다.However, even if all of the base stations have allocated a common zone with the same location and size, if the UE does not recognize this, the interference signal cannot be removed normally. In addition, if the interference signal is removed from the terminal by setting a specific area of the downlink as a common zone based only on the promise between the specific base station and the terminal, the interference signal is assumed to be present even when the terminal operates in another base station. If it is removed, the terminal reception performance is rather deteriorated. That is, even when another terminal accesses the base station, it malfunctions.

IEEE802.16e 규격에 기반하여 공통 존을 할당하기 위해서 본 발명에서는 적응 안테나 시스템(Adaptive Antenna System : AAS) 존(Zone)을 활용한다. AAS 존은 스마트 안테나 적용을 위해서 IEEE802.16e 표준 규격에는 정의되어 있지만 기지국 및 단말 구현 규격인 Mobile WiMAX profile에는 제외되었기 때문에 대부분의 기지국 및 단말 제조회사가 이를 구현하지 않게 된다. 따라서 AAS zone을 스마트 안테나를 위한 존으로 활용하지 않고 대신 간섭신호 제거를 위한 공통 존으로 활용한다. 이 경우 AAS 존을 지원하는 단말은 AAS 존이 모든 기지국에 공통으로 할당된 공통 존이라고 인식하므로 AAS 존에 할당된 버스트를 디코딩할 때는 간섭신호 제거기술을 적용하여 단말의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 반면에 AAS 존을 지원하지 않는 단말은 단순히 이를 무시하면 된다.In order to allocate a common zone based on the IEEE802.16e standard, the present invention utilizes an Adaptive Antenna System (AAS) Zone. The AAS zone is defined in the IEEE802.16e standard for smart antenna application but is excluded from the Mobile WiMAX profile, which is a base station and terminal implementation standard, so most base station and terminal manufacturers do not implement it. Therefore, the AAS zone is not used as a zone for smart antennas, but instead is used as a common zone for interference signal cancellation. In this case, since the terminal supporting the AAS zone recognizes that the AAS zone is a common zone commonly assigned to all base stations, the reception performance of the terminal can be improved by applying an interference signal cancellation technique when decoding the burst allocated to the AAS zone. . On the other hand, the terminal that does not support the AAS zone simply ignores this.

모든 기지국이 AAS 존을 공통 존으로 할당하려면 매 프레임에 OFDMA AAS_DL_IE를 DL-MAP에 포함시켜 전송하여야 한다. 상기 AAS_DL_IE는 다음의 <표 1>에 나타내었다.In order for all base stations to allocate an AAS zone as a common zone, OFDMA AAS_DL_IE must be included in the DL-MAP and transmitted in every frame. The AAS_DL_IE is shown in Table 1 below.

Figure 112006036441244-PAT00012
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상기 <표 1>의 OFDMA AAS_DL_IE은 이미 공지된 사항으로 여기서는 본 발명과 관련된 요소만 언급하기로 한다.The OFDMA AAS_DL_IE in Table 1 is well known and only elements related to the present invention will be described herein.

본 발명에서 AAS 존을 공통 존으로 사용하기 위해서는 상기 OFDMA AAS_DL_IE 중에서 DL PermBase 필드 값을 제외한 모든 필드 값을 모든 기지국이 일치시켜야 한다.In order to use the AAS zone as a common zone in the present invention, all base stations must match all field values except the DL PermBase field value in the OFDMA AAS_DL_IE.

또한 도 7에서와 같이 AAS 존이 다운링크 서브프레임의 마지막에 위치하지 않고 중간에 있는 경우에는 AAS zone의 크기는 DL_MAP 내에서 OFDMA AAS_DL_IE 다음에 오는 OFDMA STC_DL_ZONE_IE의 OFDMA 심볼 옵셋값(symbol offset) 필드 값에 의해 결정되므로 이 필드 값 또한 모든 기지국이 일치시켜야 한다. 상기 OFDMA_AAS_DL_IE의 심볼 옵셋값은 AAS 존의 시작 시점(713)을 가리키고 OFDMA STC_DL_ZONE_IE의 OFDMA 심볼 옵셋값은 AAS 존 이후 존(711)의 시작 시점(715)을 가리키므로 결과적으로 AAS 존의 시작 시점(713)과 마지막 시점(715)을 가리키게 된다.In addition, when the AAS zone is not located at the end of the downlink subframe but is in the middle as shown in FIG. Since this field value is determined by, all base stations must match. The symbol offset value of the OFDMA_AAS_DL_IE indicates the start time 713 of the AAS zone, and the OFDMA symbol offset value of the OFDMA STC_DL_ZONE_IE indicates the start time 715 of the zone 711 after the AAS zone. 713) and the last point 715.

본 발명에서는 OFDMA AAS_DL_IE의 마지막 부분에 위치하는 예비 비트(Reserved bit)를 이용하면 추가로 AAS 존을 스마트 안테나에 적용하는 시스템과 단말의 간섭신호 제거에 적용하는 시스템으로 구별할 수 있다. 예를 들어 이 예비 비트가'0'인 경우는 기존의 스마트 안테나를 위한 시스템을 표시하고 '1'인 경우는 간섭신호 제거를 위한 시스템을 표시하도록 할 수 있다. AAS 존에 할당된 버스트의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 또한 모든 기지국이 일치시키면 간섭신호 제거 알고리듬으로 MMSE 대신에 성능을 개선한 MMSE-SIC (Successive Interference Cancellation) 방법을 적용할 수 있으므로 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 MMSE-SIC 방법은 간섭 신호를 재생성하여 수신 신호에서 상기 재생성된 간섭 신호를 제거하는 방법으로 국내 선출원 특허(P2006-7441)에 상세히 개시되어 있다.In the present invention, a reserved bit located at the end of OFDMA AAS_DL_IE can be further divided into a system applying an AAS zone to a smart antenna and a system applying interference cancellation of a terminal. For example, if the reserved bit is '0', the system may indicate an existing system for a smart antenna, and if it is '1', it may indicate a system for canceling the interference signal. Modulation and Coding Scheme (MCS) level of the burst assigned to the AAS zone also increases performance because all base stations match, and the interference cancellation cancellation algorithm can be applied to the successive interference cancellation (MMSE-SIC) method to improve performance instead of MMSE. You can. The MMSE-SIC method is disclosed in detail in the Korean patent application (P2006-7441) as a method of regenerating the interference signal to remove the regenerated interference signal from the received signal.

상기 MMSE-SIC 방법을 적용하기 위해 상기 마지막 OFDMA AAS_DL_IE의 예비 비트(Reserved bit)를 활용하거나, OFDMA AAS_DL_IE의 Permutation 필드에서의 예비(Reserved) 값을 활용할 수 있다. 예를 들어 상기 예비 비트가 '0b110'인 경우 AAS존의 MCS가는 PUSC의 MCS와 동일하도록 나타내고, '0b111'인 경우 AAS존의 MCS가 AMC와 동일하도록 나타낼 수 있다.In order to apply the MMSE-SIC method, a reserved bit of the last OFDMA AAS_DL_IE may be used, or a reserved value in the Permutation field of OFDMA AAS_DL_IE may be used. For example, when the reserved bit is '0b110', the MCS of the AAS zone may be equal to the MCS of the PUSC, and when the reserved bit is '0b111', the MCS of the AAS zone may be identical to the AMC.

모든 기지국이 OFDMA AAS_DL_IE를 이용하여 공통 존을 다운링크 서브프레임에 할당했다면 기지국과 단말 간에 상기 공통 존 활용을 위한 운용 방법이 필요하다. 이러한 운용 방법은 IEEE802.16e 표준 규격을 만족해야만 이종 기지국 및 단말 간에 호환의 문제가 발생하지 않는다. 기지국과 단말간의 운용 방법에 있어서 다음의 두가지 경우를 고려해야 한다. 첫째로 기지국과 단말의 공통 존 지원 여부, 둘째로 단말의 셀 경계 지역 존재 여부이다.If all of the base stations have allocated a common zone to the downlink subframe using OFDMA AAS_DL_IE, an operation method for utilizing the common zone between the base station and the terminal is needed. Such an operation method should satisfy the IEEE802.16e standard so that compatibility problems between heterogeneous base stations and terminals do not occur. The following two cases should be considered in the operation method between the base station and the terminal. Firstly, whether the base station and the terminal support the common zone, and second, whether the terminal exists in the cell boundary region.

이하 도 8을 이용하여 본 발명에 따라 공통 존 활용에 따른 운영하는 방법에 대해 개략적으로 설명한 후, 각 단계에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of operating according to the use of a common zone according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 8, and then operations at each step will be described in detail.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 공통 존을 사용하는 시스템에서의 공통 존에 단말의 버스트를 할당하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 8을 참조하면, 서빙 기지국은 801단계에서 채널 추정을 위한 공통 존을 할당한다. 여기서 상기 공통 존 할당 방법은 상기 도 6과 도 7에서와 같이 프레임의 마지막이나 중간에 공통 존을 할당하는 방법으로 상술하였으므로 여기서는 생략한다. 시스템내의 단말은 803단계에서 네트워크 엔트리시 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities) 단계에서 공통 존의 할당 여부를 인식하게 된다.8 is a flowchart schematically illustrating a method for allocating a burst of a terminal to a common zone in a system using a common zone according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the serving base station allocates a common zone for channel estimation in step 801. Since the common zone allocation method has been described above as a method of allocating the common zone at the end or the middle of the frame as shown in FIGS. 6 and 7, the description thereof is omitted here. In step 803, the UE in the system recognizes whether a common zone is allocated in the Negotiate Basic Capabilities during network entry.

여기서 상기 단말의 엔트리 및 핸드오버과정을 다음의 도 10에 나타내었으므로 이하 설명에서 참조하기로 한다. 도 10에서 본 발명과 관련된 부분은 단말의 엔트리시의 레인징 및 자동 조정(Ranging & uplink parameter adjustments) 단계(1005)와 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities)(1007) 및 핸드오버이후 엔트리시 레인징 및 자동 조정(Ranging & uplink parameter adjustments(1019) 단계이다.Here, since the entry and handover process of the terminal is shown in FIG. 10, it will be referred to in the following description. In FIG. 10, a part related to the present invention is a ranging and automatic adjustment (Ranging & uplink parameter adjustments) step 1005 and a basic capability negotiation (1007) and ranging upon entry after handover. And Ranging & uplink parameter adjustments (1019).

상기 공통 존의 할당 여부를 인식한 후 상기 서빙 기지국은 805단계에서 네트워크 상의 단말이 셀 경계지역으로 이동하였는지 확인한다. 여기서 단말이 셀 경계지역인지 확인하는 이유는 상기 공통 존에 버스트의 할당여부를 결정하기 위함이다. 여기서 상기 단말이 셀 경계지역에 위치하는 경우는 단순히 셀 경계에 위치하는 것뿐만 아니라 핸드오프인 경우도 의미한다.After recognizing whether the common zone is allocated, the serving base station determines whether the terminal on the network moves to the cell boundary region in step 805. The reason for confirming whether the UE is a cell boundary area is to determine whether to assign a burst to the common zone. Here, the case where the terminal is located in the cell boundary region means not only being located at the cell boundary but also handoff.

셀 경계지역에 위치한 단말이 존재하는 경우 807단계에서와 같이 인접 기지국이 단말의 핸드 오프 과정에서 공통 존의 할당 여부를 인식하게 된다. 상기 타겟 기지국에서의 단말의 공통 존 확인 방법은 후술하기로 한다. 인접 기지국들은 809단계에서 공통 존을 이용하여 버스트를 전송하여 셀 경계지역에서의 간섭 신호를 용이하게 제거 할 수 있게 된다.If there is a terminal located in the cell boundary region, as shown in step 807, the neighboring base station recognizes whether the common zone is allocated in the handoff process of the terminal. The common zone checking method of the terminal in the target base station will be described later. Neighboring base stations can easily remove the interference signal at the cell boundary area by transmitting a burst using a common zone in step 809.

반면 상기 805단계에서 단말이 셀 경계지역에 위치하는 않은 경우, 811단계로 진행하여 각 기지국에 따른 버스트를 전송하게 된다.On the other hand, if the terminal is not located in the cell boundary region in step 805, the process proceeds to step 811 to transmit the burst according to each base station.

그러면 상기 803단계와 상기 807단계에서 공통 존 인식 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다. 여기서 단말과 기지국에서 공통 존을 인식하는 방법을 각각 설명한다.Next, the common zone recognition method will be described in detail in steps 803 and 807. Here, a method of recognizing a common zone in the terminal and the base station will be described.

우선 단말이 공통 존 지원 여부를 인식하는 방법은 다음의 두가지가 가능하다. 첫 번째 방법은 DL-MAP이나 UL-MAP를 이용하여 확인하는 방법이고 두 번째 방법은 네트워크 엔트리 과정에서 확인하는 방법이다. 우선 설명에 앞서 단말의 네트워크 엔트리 과정 및 핸드오버 과정중 본 발명과 관련된 부분을 간략히 설며한다. 상기 은 도 10에 간략히 나타내었으므로 참조하기로 한다. 상기 도 First, two methods for recognizing whether a terminal supports common zone are possible. The first method is to confirm using DL-MAP or UL-MAP, and the second method is to confirm during network entry. First, prior to the description of the network entry process and the handover process of the terminal briefly described related to the present invention. The above is briefly shown in FIG. 10 and will be referred to. Above

상기 첫 번째 방법은 DL-MAP 또는 UL_MAP에 본 발명에서 따른 OFDMA AAS_DL_IE 나 OFDMA AAS_UL_IE가 있는 지를 확인하는 방법이다. 즉 단말은 상기 OFDMA AAS_DL_IE 나 OFDMA AAS_UL_IE의 예비 비트를 이용하여 쉽게 확인이 가능하게 된다. 상기 두 번째 방법은 단말의 네트워크 엔트리시 확인하는 방법이다. 여기서 단말이 네트워크 엔트리 진입시 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities) 단계에서 기지국의 SBC_RSP(Subscriber Basic Capabilities Response)메시지 중에서 AAS 존 지원 여부를 나타내는 비트가 '1'로 세팅되어 있는 지를 확인하여 공통 존의 사용여부를 확인을 할 수 있게 된다. 여기서 상기 SBC_RSP 메시지는 하기의 <표 2>에 나타내었다.The first method is a method of checking whether there is OFDMA AAS_DL_IE or OFDMA AAS_UL_IE according to the present invention in DL-MAP or UL_MAP. That is, the UE can easily check using the reserved bits of the OFDMA AAS_DL_IE or the OFDMA AAS_UL_IE. The second method is a method of checking at the time of network entry of the terminal. Here, the UE checks whether a bit indicating whether to support the AAS zone is set to '1' in the SBC_RSP (Subscriber Basic Capabilities Response) message of the base station in the Negotiate Basic Capabilities (Negotiate Basic Capabilities) step when entering the network entry. You will be able to check. The SBC_RSP message is shown in Table 2 below.

Figure 112006036441244-PAT00013
Figure 112006036441244-PAT00013

상기 <표 2>는 SBC_REQ 메시지와 SBC_RSO 메시지를 나타낸 것으로, 표준에 공지되어 있을 뿐 만 아니라 AAS 존 지원 비트이외에는 본 발명의 요지와 관련이 없으므로 설명은 생략한다. Table 2 shows the SBC_REQ message and the SBC_RSO message, and is not only known in the standard, but is not related to the gist of the present invention except for the AAS zone support bit.

다음으로 기지국이 단말의 공통 존 지원 여부를 확인하는 방법은 네트워크 엔트리의 경우와 핸드오버 네트워크 리엔트리의 경우로 나눌 수 있는데 그 방법이 매우 유사하여 함께 설명한다. 첫째는 단말의 경우와 마찬가지로 단말의 네트워크 엔트리 과정의 기본 능력 협상 단계에서 단말의 SBC_REQ 메시지 중에서 상기 <표 2>의 #0비트의 AAS Zone 지원 비트가 '1'로 세팅되어 있는지를 확인하는 것이다. 핸드 오버 네트워크 리엔트리의 과정도 마찬가지로 단말의 SBC_REQ 메시지 중에서 상기 <표 2>의 #0비트의 AAS Zone 지원 비트가 1로 세팅되어 있는 지를 확인하면 된다. 한편 핸드오버 시간을 줄이기 위해 능력 협상(Capability Negotiation) 단계에서 상기 정보를 생략하는 경우에는 단말의 이전 서빙 기지국으로부터 단말의 공통 존 지원 여부를 확인한다.Next, the base station determines whether the terminal supports the common zone can be divided into the case of network entry and the case of handover network reentry. The method is very similar and will be described together. First, as in the case of the terminal, it is checked whether the AAS Zone support bit of # 0 bit of Table 2 is set to '1' in the SBC_REQ message of the terminal in the basic capability negotiation step of the terminal's network entry process. Similarly, the handover network reentry process may check whether the AAS Zone support bit of # 0 bit of Table 2 is set to 1 in the SBC_REQ message of the UE. On the other hand, if the information is omitted in the Capability Negotiation step to reduce the handover time, it is determined whether the terminal supports the common zone from the previous serving base station.

둘째는 UL-MAP에 별도의 CDMA 레인징(CDMA Ranging) 영역을 할당하여 이 영역에 초기 레인징(Initial Ranging)을 하는 단말을 공통 존을 지원하는 단말로 인식하는 것이다. 핸드 오버 네트워크 리엔트리 시에는 초기 레인징(Initial Ranging) 대신에 핸드 오버 레인징(Handover Ranging)에 적용하는 것이 다르다. 구체적인 방법은 UL-MAP에서 별도의 CDMA 레인징을 위한 UL-MAP_IE(UIUC=12)를 AAS_UL_IE 다음에 오게하는 것이다. 단, 업링크 서브프레임에 실제의 AAS 존을 할당하는 것이 아니므로 하기의 <표 3>에 나타낸 AAS_UL_IE에서 OFDMA 심볼 옵셋값(Symbol Offset)을 업링크 서브프레임의 마지막 심벌을 가리키도록 하고, AAS 존 길이(AAS Zone Length) 값을 '0'으로 하여 크기가 0인 형식적인 AAS 존을 할당한다. IEEE802.16e 표준 규격 상 지원하지 않는 존에 있는 UL-MAP_IE는 무시하므로 공통 존을 지원하지 않는 단말에 영향을 주지 않는다. 이 경우 업링크 AAS 존(Uplink AAS Zone)을 스마트 안테나를 위하여 사용하는 시스템과의 구별을 위하여 하기 <표 3>의 AAS_UL_IE의 마지막 예비(Reserved) 1비트를 이용할 수 있다. 예를 들어 상기 예비 비트가 '0'인 경우는 기존의 스마트 안테나를 위한 시스템을 표시하고 '1'인 경우는 간섭신호 제거를 위한 시스템을 표시하도록 할 수 있다.Secondly, a separate CDMA ranging region is allocated to UL-MAP to recognize a terminal performing initial ranging in this region as a terminal supporting a common zone. When handover network reentry is applied to handover ranging instead of initial ranging. A specific method is to place UL-MAP_IE (UIUC = 12) after AAS_UL_IE for separate CDMA ranging in UL-MAP. However, since the actual AAS zone is not allocated to the uplink subframe, the OFDMA symbol offset value in the AAS_UL_IE shown in Table 3 below indicates the last symbol of the uplink subframe, and the AAS. Formal AAS zones of size 0 are assigned with the AAS Zone Length value set to '0'. Since UL-MAP_IE in a zone not supported by the IEEE802.16e standard is ignored, the terminal does not affect the common zone. In this case, the last reserved 1 bit of AAS_UL_IE shown in Table 3 may be used to distinguish the system from using the uplink AAS zone for the smart antenna. For example, when the reserved bit is '0', it may indicate a system for an existing smart antenna, and when it is '1', it may indicate a system for removing an interference signal.

Figure 112006036441244-PAT00014
Figure 112006036441244-PAT00014

셋째는 단말 네트워크 엔트리 과정의 레인징 및 자동 조정(Ranging & uplink parameter Adjustments)(1019) 단계에서 단말의 초기 레인징(Intial Ranging)에 대한 응답으로 기지국의 RNG-RSP 메시지를 DL-MAP에서 AAS 존에 할당한 후 RNG-RSP 메시지를 인식하여 그에 대한 응답으로 RNG-REQ 메시지를 보내는 단말을 공통 존을 지원하는 단말로 인식하는 것이다. 핸드오버 과정에서는 초기 레인징(Initial Raning)에 적용하는 대신에 핸드오버 레인징(Handover Ranging)에 상기 과정을 적용하면 된다.Third, the RNG-RSP message of the base station is transmitted from the DL-MAP to the AAS zone in response to initial ranging of the terminal in the ranging & uplink parameter adjustments step 1019 of the terminal network entry process. After assigning to the RNG-RSP message and recognizes the terminal that sends the RNG-REQ message in response to the terminal to support the common zone. In the handover process, the above process may be applied to handover ranging instead of to initial ranging.

다음으로 상기 805단계 및 상기 807단계에서 셀 경계지역을 확인하여 공통 존을 이용하여 버스트를 할당하는 방법에 대해 설명한다.Next, a method of allocating a burst using a common zone by identifying cell boundary regions in steps 805 and 807 will be described.

기지국은 공통 존을 지원하는 단말에게 버스트를 할당할 때는 공통 존을 활용할 수 있지만 이를 효율적으로 활용하기 위해서는 셀 경계 지역에 있는 단말에게 우선적으로 할당해야 한다. 여기서 상기 도 8에서는 셀 경계지역에 존재하는 단말에게만 버스트를 할당하여 전송하도록 나타내었지만, 우선순위에 따라 셀 경계지역에 존재하지 않는 단말에게도 공통 존에 버스트를 할당할 수 도 있다. A base station may utilize a common zone when allocating a burst to a terminal supporting a common zone, but in order to efficiently utilize the base station, the base station should first allocate the terminal to a terminal in a cell boundary region. Although FIG. 8 illustrates that only bursts are transmitted to terminals existing in a cell boundary region, bursts may be allocated to a common zone even to terminals not present in the cell boundary region according to priorities.

우선 단말이 셀 경계 지역에 있는 지를 확인해야 하는데 그 방법은 다음과 같다. 첫째는 단말이 주기적으로 단말의 수신 캐리어 대 간섭잡음비(Carrier-To-Interference-Noise Ratio : CINR)를 기지국에 CQICH (Channel Quality Indicator Channel)을 통해 보고하는데 이 값이 특정 임계값보다 작아질 경우 단말이 셀 경계 지역에 있다고 판단한다. 둘째는 단말의 네트워크 엔트리 또는 핸드오버 네트워크 리엔트리 과정에서 단말이 공통 존을 지원하는 것을 확인한 직후에 단말이 셀 경계 지역에 있다고 판단한다. 이후 단말이 CINR을 보고하여 그 값이 기지국이 정한 특정 임계값보다 커질 때까지 계속 버스트를 공통 존에 할당한다.First of all, it is necessary to check whether the terminal is located in the cell boundary area. First, the UE periodically reports the carrier-to-interference-noise ratio (CINR) of the UE to the base station through a channel quality indicator channel (CQICH). It is determined that the cell boundary region. Second, it is determined that the terminal is in the cell boundary area immediately after confirming that the terminal supports the common zone in the network entry or handover network reentry process of the terminal. After that, the UE reports the CINR and continuously assigns the burst to the common zone until the value becomes larger than a specific threshold determined by the base station.

셋째는 단말이 핸드오버 진행 중일 경우이다. 단말의 핸드오버를 서빙 기지국이 초기화(Initiation)하는 경우 서빙 기지국의 MOB_BSHO_REQ(Mobility Base Station Hand-Over Request) 메시지부터 단말이 핸드오버를 완료할 때까지 버스트를 공통 존에 할당한다. 단말이 핸드오버를 초기화(Initiation)하는 경우에는 서빙 기지국이 단말이 보낸 MOB_MSHO_REQ(Mobility Mobile Station Hand-Over Request) 메시지를 수신한 직후부터 다시 단말의 MOB_HO-IND(Mobility Hand-Over Indication) 메시지를 서빙 기지국이 수신할 때까지 공통 존에 버스트를 할당하면 된다.Third, the terminal is in the process of handover. When the serving base station initiates handover of the terminal, the burst is allocated to the common zone from the MOB_BSHO_REQ (Mobility Base Station Hand-Over Request) message of the serving base station until the terminal completes the handover. When the UE initiates handover, the serving base station again serves the MOB_HO-IND (Mobility Hand-Over Indication) message immediately after the serving base station receives the MOB_MSHO_REQ message. The burst may be assigned to the common zone until the base station receives it.

타겟 기지국의 경우 핸드오버 네트워크 리엔트리 과정에서 단말의 공통 존 지원 여부를 확인한 순간부터 단말이 보고한 CINR 값이 타겟 기지국이 정한 특정 임계값보다 커질 때까지 버스트를 공통 존에 할당한다In the case of the target base station, the burst is allocated to the common zone from the moment of confirming whether the terminal supports the common zone in the handover network reentry process until the CINR value reported by the terminal becomes larger than a specific threshold determined by the target base station.

다음은 간섭 제거 기능을 지원하지 않은 기지국 및 단말의 호환 방법에 대해 다음의 도 9a 내지 9c를 이용하여 설명한다.Next, a method of compatibility between a base station and a terminal that does not support the interference cancellation function will be described with reference to FIGS. 9A to 9C.

도 9a 내지 9c는 간섭 제거 기능을 지원하지 않은 기지국 및 단말에서 사용되는 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 여기서 상기 도 9a는 간섭 제거 기능을 지원하지 않은 기지국에서 사용되는 프레임 구조이고, 도 9b 및 도 9c는 간섭 제거 기능을 사용하는 인접 기지국에서 사용되는 프레임 구조를 나타내었다.9A to 9C illustrate frame structures used in a base station and a terminal that do not support the interference cancellation function. 9A illustrates a frame structure used in a base station that does not support the interference cancellation function, and FIGS. 9B and 9C illustrate a frame structure used in an adjacent base station using the interference cancellation function.

기지국에 접속한 단말 중에서 공통 존을 지원하는 단말이 전혀 없을 경우에도 다운링크 서브프레임에 공통 존을 할당하는 것은 기지국 대역을 낭비하는 것이다. 따라서 이 경우에는 상기 도 9a와 같이 공통 존을 할당하는 대신 순열(Permutation) 및 크기만을 인접 기지국과 동일하게 하는 존(911)을 할당한다. 그럼으로써 도 9b 및 도 9c에 나타낸 인접 기지국에 접속해 있는 단말들이 간섭신호 제거를 하는데 방해가 되지 않도록 한다.Even when there are no terminals supporting the common zone among the terminals connected to the base station, allocating the common zone to the downlink subframe wastes the base station band. Therefore, in this case, instead of allocating a common zone as shown in FIG. 9A, a zone 911 is assigned in which only the permutation and the size are the same as the neighboring base station. As a result, the terminals connected to the adjacent base stations shown in FIGS. 9B and 9C do not interfere with the interference signal removal.

한편 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 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 데이터 영역에서 공통 존을 이용함에 따라 정확한 채널추정이 가능함으로써 간섭신호를 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. 즉 본 발명에서는 공통 존을 사용함에 따라 서빙 기지국 신호와 간섭 기지국 신호의 파일럿 신호의 파일럿 위치가 일차하여 정확한 채널값을 추정할 수 있게 된다. 또한 IEEE 802.16e 규격의 AAS 존을 공통 존으로 이용함으로써 네트워크 엔트리 또는 핸드 오버 네트워크 리엔트리 시 기지국과 단말은 AAS 지원 여부를 쉽게 판단할 수 있고, AAS 존을 지원하는 단말에게만 AAS 존에 버스트를 할당하므로 네트워크 엔트리 또는 핸드오버 시에 단말의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고 본 발명은 IEEE802.16e 표준 규격을 만족시키므로 이를 지원하는 기지국/단말과 지원하지 않는 기지국/단말 간에 호환성 문제가 발생하지 않는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of effectively removing interference signals by enabling accurate channel estimation by using a common zone in the data region. That is, according to the present invention, the pilot position of the pilot signal of the serving base station signal and the interfering base station signal is primarily used to estimate an accurate channel value. In addition, by using the IEEE 802.16e standard AAS zone as a common zone, the base station and the terminal can easily determine whether to support the AAS during network entry or handover network reentry, and assigns bursts to the AAS zone only to terminals that support the AAS zone. Therefore, there is an effect that can improve the reception performance of the terminal at the time of network entry or handover. In addition, since the present invention satisfies the IEEE802.16e standard, compatibility problems between the base station / terminal and the unsupported base station / terminal do not occur.

Claims (10)

간섭 신호 제거 기능을 지원하는 적어도 하나의 기지국과 단말을 포함하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 통신 시스템에서 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법에 있어서,A method of operating data between a base station and a terminal in an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) communication system including at least one base station and a terminal supporting an interference signal cancellation function, 상기 적어도 하나의 기지국이 간섭 제거 기능을 위한 공통 존(Common Zone)을 포함하는 프레임을 할당하는 제 1과정과,A first step of the at least one base station allocating a frame including a common zone for the interference cancellation function; 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 공통 존 사용 여부를 확인하는 제 2과정과,A second process of checking, by the terminal, whether the common zone is used from the base station; 상기 기지국이 단말이 셀 경계에 위치하는지 확인하는 제 3과정과,A third step of the base station confirming whether the terminal is located at a cell boundary; 상기 단말이 셀 경계 지역이면, 상기 공통 존에 버스트를 우선적으로 할당하여 단말에게 전송하는 제 4과정을 포함함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.And a fourth process of first assigning bursts to the common zone and transmitting the bursts to the terminal if the terminal is in a cell boundary region. 제 1항에 있어서, 상기 공통 존은,The method of claim 1, wherein the common zone, 상기 프레임의 마지막에 위치함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.And at the end of the frame, a method of operating data between a base station and a terminal. 제 1항에 있어서, 상기 공통 존은,The method of claim 1, wherein the common zone, 상기 프레임의 중간에 위치함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.Method of operating data between the base station and the terminal, characterized in that located in the middle of the frame. 제 1항에 있어서, 상기 제 2과정에서,The method of claim 1, wherein in the second process, 상기 단말이 공통 존 지원 여부를 확인하는 방법은 상기 기지국으로부터 전송되는 수신 프레임의 MAP 정보내에 상기 공통 존의 정보를 근거로 확인함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.The method for confirming whether the terminal supports the common zone is based on the information of the common zone in the MAP information of the received frame transmitted from the base station. 제 1항에 있어서, 상기 제 2과정에서The method of claim 1, wherein in the second process 상기 단말이 공통 존 지원 여부를 확인하는 방법은 상기 네트워크 엔트리시 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities)과정에서 공통 존의 할당 여부를 나타내는 정보를 근거로 확인함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.The method for confirming whether the terminal supports the common zone is based on information indicating whether the common zone is allocated in the process of Negotiate Basic Capabilities during network entry. . 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은,The method of claim 1, wherein the third process comprises: 상기 기지국이 상기 단말로부터 수신된 캐리어 대 간섭잡음비(Carrier-To- Interference-Noise Ratio : CINR)를 확인함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.And a base station confirms a carrier-to-interference-noise ratio (CINR) received from the terminal. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은,The method of claim 1, wherein the third process comprises: 상기 기지국이 단말과의 네트워크 엔트리시 확임함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.And the base station confirms the network entry with the terminal. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은,The method of claim 1, wherein the third process comprises: 상기 기지국이 단말과의 핸드오버 과정중 소정 메시지에 의해 확임함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.And the base station is confirmed by a predetermined message during a handover process with the terminal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단말이 간섭 제거 기능을 지원하지 않은 경우, 상기 기지국이 상기 공통 존과 동일한 순열(Permutation)과 위치를 가지는 존을 할당함을 특징으로 하는 기지국과 단말간의 데이터 운영 방법.If the terminal does not support the interference cancellation function, the base station allocates a zone having the same permutation and location as the common zone. 간섭 신호 제거 기능을 지원하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 통신 시스템에 있어서,In an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) communication system supporting an interference signal cancellation function, 적어도 하나의 기지국이 간섭 제거 기능을 위한 공통 존(Common Zone)을 포함하는 프레임을 할당하고, 상기 간섭 제거 기능을 지원하는 단말이 경계 지역에 위치하면 상기 공통 존에 버스트를 할당하여 전송하는 기지국과,A base station for allocating a frame including a common zone for the interference cancellation function and at least one base station assigning a burst to the common zone and transmitting the burst when the terminal supporting the interference cancellation function is located in a boundary area; , 상기 기지국으로부터 기본 능력 협상(Negotiate Basic Capabilities) 단계에서 상기 공통 존에 관련된 정보나 핸드오버의 소정 메시지를 근거로 공통 존 사용 여부를 확인하고, 자신이 경계 지역에 위치하는 경우 상기 공통 존을 이용하여 간섭 기지국의 신호를 제거하는 적어도 하나의 단말을 포함함을 특징으로 하는 OFDMA 시스템.In the Basic Basic Capabilities negotiation step, the base station determines whether to use the common zone based on information related to the common zone or a predetermined message of handover, and if the user is located in a boundary area, using the common zone. And at least one terminal for removing a signal from an interfering base station.
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