KR20090081308A - 이종 ｔｄｄ 시스템 환경에서 프레임의 시간 영역 구조설정 방법 - Google Patents

이종 ｔｄｄ 시스템 환경에서 프레임의 시간 영역 구조설정 방법 Download PDF

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Abstract

이종 TDD 시스템 환경에서 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법을 개시한다. 즉, 기존 TDD 시스템에 해당하는 제 1 시스템 및 새로운 시스템에 해당하는 제 2 시스템을 포함하는 이종 시스템이 공존하는 상황에서, 제 1 시스템의 시분할다중화(Time Division Duplex: TDD) 모드용 제 1 프레임과 공존하도록 새로운 시스템인 제 2 시스템의 TDD 모드용 제 2 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법으로서, 지원되는 제 1 시스템 타입 정보 및 제 1 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 1 비율에 대한 정보를 획득하는 정보 획득한 후, 이 획득된 정보에 따라 제 2 시스템을 위한 제 2 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 2 비율을 설정하는 설정하는 방법을 제공하며, 이를 위한 구체적인 뉴머럴로지(Numerology)를 제공한다.
TDD, Co-existence

Description

이종 ＴＤＤ 시스템 환경에서 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법 {Method For Configuration of Time Domain Frame Structure In Heterogeneous TDD System}
이하의 설명은 이종 TDD 시스템이 공존하는 환경에서 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법에 대한 것이다.
광대역 통신 시스템의 경우 한정된 무선자원의 효율성을 극대화하기 위해 시간, 공간, 및 주파수 영역에서, 보다 효과적인 송수신 기법 및 활용방안들이 제안되어 왔다. 특히, 다중반송파 기반의 OFDM 방식은 광대역 채널에서의 발생되는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신단의 복잡도 감소시키고, 부반송파의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케쥴링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)를 극대화할 수 있는 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 상기 OFDM 방식은 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 다중접속방식(OFDMA)으로 확장가능하여 주파수 영역에서의 무선자원의 효율성을 증대시킬 수 있다.
대표적인 OFDMA을 적용한 WirelessMAN-OFDMA 표준규격으로 IEEE 802.16-2004, IEEE 802.16e-2005 수정규격 (이하 IEEE 802.16e) 등이 완성되었다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템의 논리적(logical) 프레임 구조를 도시하고 있다.
IEEE 802.16e 시스템의 논리적(logical) 프레임 구조를 살펴 보면, 도 1과 같이 프리앰블(101), FCH(frame control header; 102), DL/UL-MAP(103, 104)의 제어 신호부와 데이터 버스트(burst)들로 구성되어있다. 또한, 각 사용자의 데이터 전송은 부채널 구성 방법에 따라 상이한 부반송파 할당 방식(예를 들어, PUSC, (O-)FUSC, TUSC, AMC 등)으로 정의되며, 한 프레임 내에 다양한 퍼뮤테이션 영역(permutation zone)의 구성이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같은 IEEE 802.16e의 프레임에서는 초기 프리앰블(101), FCH(102) 및 DL/UL-MAP(103, 104)의 제어정보의 수신이 요구되며, 각 필드의 역할은 다음과 같다.
- 프리앰블(101): 동기, 채널 추정, 셀 ID 획득 등
- FCH(102): DL-MAP(103)에 관련된 채널 할당 정보 및 채널 부호 정보 제공
- DL/UL-MAP(103, 104): 상향/하향 링크에서의 데이터 버스트의 채널 할당 정보 제공
상술한 제어 필드들 중 프리앰블(101)을 제외한 논리적 프레임 구조는 주파수 다이버시티 이득, 스케쥴링 이득, 파일럿 오버헤드(overhead) 또는 다중/적응 안테나 적용의 용이성 등을 고려하여 선택된 부채널 할당방식(PUSC, (O-)FUSC, TUSC, AMC 등)에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
한편, 현재 상술한 바와 같은 IEEE 802.16e 시스템을 개선한 시스템에 대한 논의가 진행되고 있으며, 이를 IEEE 802.16m 규격으로서 규정하기로 하였다. 이와 관련하여 IEEE 802.16m 시스템이 만족해야 하는 사항에 대해서는 "IEEE 802.16m-07/002r4 - TGm System Requirements Document" (이하 "SRD")를 참조한다.
이와 같은 IEEE 802.16m의 SRD에 따르면, IEEE 802.16m TDD 모드는 TD-SCDMA, 3GPP LTE TDD와 상호 공존성이 지원되어야 한다고 명시되어 있다. 다만, 현재 IEEE 802.16m 시스템의 경우 정확한 프레임 구조가 결정되지 않고 있으며, 이에 따라 상술한 이종 TDD 시스템과 공존을 위해 IEEE 802.16m 시스템 프레임에서의 하향링크/상향링크 비율 및 프레임의 시간 영역 구조 등에 대한 논의가 필요하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 특정 시스템 설계의 관점에서 프레임 구조를 설계할 때 이종 시분할다중화(TDD) 네트워크와 충돌이 없도록 하향링크(DL)/상향링크(UL) 비율을 설정하는 방법 및 기타 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에서는 제 1 시스템 및 제 2 시스템을 포함하는 이종 시스템이 공존하는 상황에서, 상기 제 1 시스템의 시분할다중화(Time Division Duplex: TDD) 모드용 제 1 프레임과 공존하도록 상기 제 2 시스템의 TDD 모드용 제 2 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법에 있어서, 지원되는 상기 제 1 시스템 타입 정보 및 상기 제 1 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 1 비율에 대한 정보를 획득하는 정보 획득 단계; 및 상기 획득된 정보에 따라 상기 제 2 시스템을 위한 상기 제 2 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 2 비율을 설정하는 설정 단계를 포함하는 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법을 제안한다.
이때, 상기 설정 단계는 상기 제 2 프레임의 하향링크 구간과 전송전환시간(TTG)의 합이 상기 제 1 프레임의 하향링크 구간과 하향링크 파일롯 시간 슬롯(DwPTS: Downlink Piloting Time Slot)의 합 이상이 되도록 소정 개수의 OFDM 심볼을 전송에서 제외하도록 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 설정 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 제 1 프레임의 시작 시점으로부터의 프레임 오프셋(Offset)을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
좀더 구체적인 실시형태에서, 상기 제 1 시스템은 LCR-TDD(low-chip-rate time division duplex) 시스템, 상기 제 2 시스템은 IEEE 802.16m 시스템이며, 상기 제 2 프레임의 순환복제부(CP) 길이는 1/8 유효 OFDM 심볼 시간(Tu)일 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 비율이 6:1인 경우 7:1, 상기 제 1 비율이 5:2인 경우 6:2, 상기 제 1 비율이 4:3인 경우 5:3로 설정될 수 있다. 여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이를 의미하며, 이하에서도 동일하게 적용한다.
또한, 동일한 상황에서 상기 제 2 프레임 구조 중, 상기 제 1 비율이 6:1인 경우 1 OFDM 심볼, 상기 제 1 비율이 5:2인 경우 2 OFDM 심볼, 그리고 상기 제 1 비율이 4:3인 경우 3 OFDM 심볼을 전송에서 제외할 수 있다.
또 다른 구체적인 실시형태에서 상기 제 1 시스템은 3GPP LTE TDD 시스템, 상기 제 2 시스템은 IEEE 802.16m 시스템이며, 상기 제 2 프레임의 순환복제부(CP) 길이는 1/8 유효 OFDM 심볼 시간(Tu)일 수 있다. 이 경우, 상기 정보 획득 단계는 상기 3GPP LTE TDD 시스템에서의 상기 제 1 프레임의 CP 길이 정보 및 상기 제 1 프레임의 구성(Configuration) 인덱스 정보를 추가적으로 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 실시형태에서, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 1:3인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 2:6 또는 3:5, 1일 때 3:5, 2일 때 3:5, 3일 때 3:5, 4일 때 3:5, 5일 때 2:6 또는 3:5, 6일 때 3:5, 7일 때 3:5, 그리고 8일 때 3:5로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 2:2인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 4:4, 1일 때 5:3, 2일 때 5:3, 3일 때 5:3, 4일 때 5:3, 5일 때 4:4, 6일 때 5:3, 7일 때 5:3, 그리고 8일 때 5:3로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 3:1인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 6:2, 1일 때 6:2, 2일 때 6:2, 3일 때 7:1, 4일 때 7:1, 5일 때 6:2, 6일 때 6:2, 7일 때 7:1 또는 6:2, 그리고 8일 때 7:1로 설정될 수 있다.
이러한 경우들 중 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 7이고, 상기 제 2 비율이 6:2인 경우, 상기 제 2 프레임은 수신전환시간범위 내에서 상기 제 1 프레임의 시작 시점으로부터 소정 시간만큼 지연되도록 설정될 수 있다.
한편, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 1:3인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0 내지 6 중 어느 하나일 때 3:5로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 2:2인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0 또는 4일 때 4:4; 1, 2, 3, 5 및 6 중 어느 하나일 때 5:3으로 설정될 수 있 다.
아울러, 상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 3:1인 경우를 가정하면, 상기 제 2 비율은, 상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 6:2 또는 7:1, 1일 때 6:2 또는 7:1, 2일 때 7:1, 3일 때 7:1, 4일 때 6:2, 5일 때 6:2, 그리고 6일 때 7:1로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들에 따를 경우, 특정 시스템 설계의 관점에서 프레임 구조의 DL/UL 비율 및 기타 시간 영역 설정을 이종 시분할다중화(TDD) 네트워크와 충돌이 없도록 (최소화되도록) 설정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하의 설명은 IEEE 802.16m 시스템 설계의 관점에서 프레임 구조를 설계할 때 이종 시분할다중화(TDD) 네트워크, 예를 들어 TD-SCDMA 시스템 또는 3GPP LTE TDD 시스템과 충돌이 없도록 하향링크(DL)/상향링크(UL) 비율을 설정하는 방법 및 기타 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법을 중심으로 설명한다. 다만, 이종 TDD 시스템과 충돌없이 TDD 시스템을 지원하기 위한 기본 원리는 다른 시스템에도 동일한 방식으로 적용할 수 있다.
TDD 모드를 지원하는 이종 시스템의 DL/UL 비율(Ratio)에 따른 DL/UL 스위칭 시점(switching point)를 유지하기 위해서는 새로이 설계되는 시스템의 DL/UL 비율에 따른 DL/UL 정렬(alignment)이 기존 이종 시스템의 정렬 상태와 일치되는 것이 바람직하다. 만일, 기존 이종 시스템과의 시간 영역 정렬이 불 일치하는 경우 시스템 상호간 간섭이 발생하여 성능 열화의 원인이 된다. 이를 피하기 위해 특정 OFDM 심볼을 전송하지 않는 휴지(idle) OFDM 심볼 구간을 두게 된다. 또한, 이러한 휴지 OFDM심볼이 많게 되면 시스템 전체 성능의 손실을 가져오게 된다.
이를 최소화 하기 위해서는 기존 이종 TDD시스템에서의 DL/UL 비율에 따라 새로이 설계되는 시스템에서 적절한 DL/UL 비율을 설정하는 것이 필요하다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 새로운 시스템의 DL/UL 비율 및 기타 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법을 개괄적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 기존 이종 TDD 시스템과 공존하는 상황에서 새로운 시스템의 TDD 모드를 위한 프레임 구조를 설정할 경우, 먼저 기존 이종 TDD 시스템 의 타입 정보, 기존 TDD 시스템의 프레임 내에서 DL/UL 비율에 대한 정보 등을 획득하는 것이 필요하다 (S201). 새로이 설계되는 시스템과 공존할 기존 TDD 시스템은 새로이 설계되는 시스템 설치시 미리 결정되어, 이를 새로운 시스템의 각 주체(예를 들어, 기지국, 이동국 등)에 미리 저장되어 있을 수 있으나, 각 주체는 상황에 따라 서로 다른 환경에 있을 수 있으므로 이와 같은 정보를 상위계층 정보로서 특정 주기로, 또는 변화가 있는 경우 획득할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, IEEE 802.16m을 지원하는 기지국 또는 단말은 기존의 이종 TDD 시스템이 TD-SCDMA 시스템에 대응하는 LCR-TDD(low-chip-rate time division duplex) 시스템인지, 3GPP LTE TDD 시스템인지에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 각 시스템에 따른 프레임 구조에서 DL/UL 비율이 어떠한지에 대한 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 후술할 바와 같이 3GPP LTE TDD 시스템의 경우 프레임 내 순환복제부(Cyclic Prefix: 이하 "CP") 유형 및 프레임 구성 인덱스에 따라 서로 다른 TDD 프레임을 이용하므로 이에 대한 정보를 획득하여야 새로운 시스템(IEEE 802.16m)의 시간 영역 프레임 구조를 기존 시스템과 충돌이 없도록 설정할 수 있다.
이와 같이 기존 시스템에 대한 정보를 획득한 후에는 획득된 정보에 따라 새로운 시스템 프레임의 DL/UL 비율 및 기타 프레임의 시간 영역 정렬을 설정할 수 있다(S202). 본 발명의 일 실시형태에서 프레임의 DL/UL 비율 이외에 설정할 시간 영역 정렬로서 프레임 오프셋(Frame Offset)을 제안한다. 즉, 특정한 경우 기존 이종 TDD 시스템과 충돌이 없도록 새로운 시스템의 프레임을 기존 시스템 대비 일정 정보 지연시키도록 설정할 수 있다.
좀더 구체적으로 기존 이종의 TDD 시스템과 새로운 시스템이 충돌없이 지원되지 위해서는 새로운 시스템 프레임의 하향링크 구간과 전송전환시간(TTG)의 합이 기존 TDD 시스템 프레임의 하향링크 구간과 하향링크 파일롯 시간 슬롯(DwPTS) 구간의 합 이상이 되도록 설정하는 것이 요구된다. 만일, 새로운 시스템 프레임의 하향링크 구간과 전송전환시간(TTG)의 합에 해당하는 제 1 지점이 기존 TDD 시스템 프레임의 하향링크 구간과 하향링크 파일롯 시간 슬롯(DwPTS) 구간의 합에 해당하는 제 2 지점보다 늦은 경우, 새로운 시스템 프레임에서 제 1 지점으로부터 제 2 지점 이상까지에 대응하는 OFDM 심볼을 전송에 이용할 수 없게 된다. 이와 같은 가정 하에서 상술한 실시형태에서는 새로운 시스템 프레임을 기존 TDD 시스템의 시작 시점과 대비하여 일정 정도 지연시킴으로써 상기 제 1 지점이 상기 제 2 지점과 동일한 지점 또는 이후에 위치하도록 설정할 수 있으며, 이 경우 시간 영역에서 프레임의 마지막 부분이 수신전환시간(RTG)를 이용할 수 있다. 좀더 구체적인 사항은 이하 각 시스템을 예로든 구체적인 실시형태를 통해 후술한다.
한편, 상술한 바와 같이 기존 이종 TDD 시스템과 공존을 위해서는 IEEE 802.16m 시스템의 프레임 구조가 어떻게 설정될 것인지에 대해서도 고려할 필요가 있다. 구체적으로 먼저 IEEE 802.16m의 경우 다양한 크기의 CP 길이를 지원할 가능성이 있다. CP 길이에 따라 사용할 수 있는 OFDM 심볼 수는 차이가 나게 되므로, 본 발명에 따라 DL/UL 비율을 정하는데 영향을 주게 된다.
따라서 이하에서는 IEEE 802.16m 시스템에서의 CP 길이에 대해 살펴본다.
먼저, 기존 IEEE 802.16e 시스템에서 기본적인 OFDM 수치 규정은 다음과 같다.
전송 대역폭 (Transmission Bandwidth) (MHz) 5 10 20
샘플링 주파수 (Sampling Frequency) (MHz) 5.6 11.2 22.4
FFT 크기 512 1024 2048
서브캐리어 간격 (Sub-Carrier Spacing) (kHz) 10.94 10.94 10.94
Tu (us) 91.4 91.4 91.4
순환전치부 (CP) 길이 Ts (us) 프레임당 OFDM 심볼 개수 (OFDM Symbols per Frame) 휴지 기간 (Idle Time) (us)
Tg=1/4 Tu 91.4 + 22.85 = 114.25 43 87.25
Tg =1/8 Tu 91.4 + 11.42=102.82 48 64.64
Tg=1/16 Tu 91.4 + 5.71=97.11 51 47.39
Tg=1/32 Tu 91.4 + 2.86 = 94.26 53 4.22
상기 표 1은 기존 IEEE 802.16e 시스템에서의 전송 대역폭, 샘플링 주파수, FFT 크기 및 서브캐리어 간격 등에 대한 기본적인 OFDM 수치 규정을 나타내고 있으며, 이용 가능한 CP 길이와 이에 따른 프레임당 OFDM 심볼 개수 및 휴지 기간을 나타내고 있다. 여기에서 "Tu"는 유효 OFDM 심볼 길이를 나타내며, 1/(서브캐리어 간격)으로 정의될 수 있다.
상기 표 1에 나타낸 기존 IEEE 802.16e에서 규정된 CP 길이 1/4 Tu, 1/8 Tu, 1/16 Tu 및 1/32 Tu 길이들 중 새로운 시스템의 레거시 모드(legacy mode)에서 지원될 것이 요구되는 CP 길이는 1/8 Tu 길이이며, 표 1에서 굵은 글씨체로 표시하고 있다(IEEE 802.16m-07/002r4 - TGm System Requirements Document (SRD) 참조). 또한, 이하의 설명에 있어서, "레거시 지원 모드" 또는 "레거시 모드"는 상기 SRD에서 요구되는 IEEE 802.16e 시스템에서 필수적 규격으로 규정된 통신 방식을 지원하는 모드를 지칭하는 것으로 한다.
상술한 바와 같이 1/8 Tu CP 길이를 이용하는 경우, 표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이 5 msec 프레임 내에는 48개의 OFDM 심볼과 64.64 us의 휴지 시간이 포함되게 된다. 따라서, 새로운 모드와 공존하는 새로운 프레임 구조의 경우, 특히 레거시 모드를 지원하는 프레임 구조의 경우, 기존 수치 조건 하에서 새로운 프레임 구조 제안이 필요하다.
따라서 이하의 설명에서는 IEEE 802.16m 시스템의 CP 길이가 1/8 Tu길이인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 IEEE 802.16m의 레거시 지원 모드를 위해 제안된 1/8 Tu CP 길이를 가지는 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 IEEE 802.16m의 레거시 지원 모드를 위해 제안된 프레임 구조에서, 기본 서브 프레임 하나는 6개의 OFDM 심볼로 구성되며, 하나의 프레임은 48개의 OFDM 심볼과 64.64 us의 휴지 시간(Idle time)으로 구성되어 있다. 이러한 구조에서 DL 영역 중 하나의 OFDM 심볼과 휴지 시간을 이용하여 TTG, RTG를 구성함으로써 TDD 모드를 지원할 수 있다.
이하에서는 상술한 구조를 바탕으로 새로운 시스템을 IEEE 802.16m 시스템으로 가정하고, LCR-TDD 시스템 및 3GPP LTE TDD 시스템 각각과 충돌없이 지원가능하도록 프레임을 설정하는 예에 대해 설명한다.
LCR - TDD 시스템과의 공존
도 4는 LCR-TDD 시스템에서 DL/UL 비율의 일례에 따른 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 LCR-TDD 시스템에서 하나의 무선 프레임은 7개의 트래픽 슬롯(TS0~TS6)으로 구성되며, 각 트래픽 슬롯의 길이는 0.675 ms이다. TS0와 TS1사이에 DwPTS, GP, UpPTS가 순서대로 구성되며, 이들은 UL, DL 동기와 보호 기간(guard period)을 위해 사용된다. 상기 DwPTS, GP, UpPTS는 각각 75 us, 75 us, 125 us의 길이를 가진다.
LCR-TDD 시스템에 따른 프레임 내 7개의 심볼을 이용한 가능한 DL/UL 비율은 6:1, 5:2, 4:3 이 된다. 이와 같은 각각의 DL/UL 비율의 개념은 도 5에 도시된 바와 같다. 도 5는 LCR-TDD 시스템에서 가능한 DL/UL 비율을 설명하기 위한 도면이며, 어둡게 표시된 부분은 하나의 DL와 UL쌍을 표시하여 DL/UL비율을 명확히 나타내기 위한 것이다.
상술한 LCR-TDD 시스템과 IEEE 802.16m TDD 시스템과의 공존을 고려할 때, IEEE 802.16m TDD 모드에서는 LCR-TDD의 DL/UL 비율에 따라 IEEE 802.16m의 DL/UL 비율을 결정하는 것이 바람직하다. 하나의 LCR-TDD DL/UL 비율에 대해 IEEE 802.16m DL/UL 비율을 하나 이상 설정하는 것도 가능하다. 만일, 두 시스템간에 시간 정렬에 불일치가 발생하는 경우, 특정 OFDM 심볼을 전송에 이용하지 못할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는 이와 같이 전송에 사용하지 못하게 되는 OFDM 심볼의 수를 최소화하기 위해, 기존 LCR-TDD 시스템의 각 DL/UL 비율에 따라 각각 다음과 같이 IEEE 802.16m 프레임의 DL/UL 비율을 설정하는 것을 제안한다.
TD-SCDMA DL/UL 비율
6:1 5:2 4:3
IEEE 802.16m 시스템을 위한 CP 길이
1/8 Tu 1/8 Tu 1/8 Tu
5 ms 프레임 내 IEEE 802.16m TDD를 위한 DL/UL 비율, 5 ms 프레임 내에서 펑처링되는 OFDM 심볼 개수, 프레임 오프셋 등
프레임 오프셋: 675*2 + DwPTS +GP = 1625 us 0.675*6*1000+DwPTS +GP = 4200 us 7:1 4215.6(DL-41) 4112.8 (DL-40) 41-40 = 1 symbol 프레임 오프셋: 675*3 + DwPTS +GP = 2300 us 0.675*5*1000+DwPTS +GP = 3525 us 6:2 3598.7(DL-35) 3393.1(DL-33) 35-33= 2 symbols 프레임 오프셋: 675*4 + DwPTS +GP = 2975 us 0.675*4*1000+DwPTS +GP = 2850 us 5:3 3084.6(DL-30) 2776.1(DL-27) 30-27 = 3 symbols
상기 표 2에서 DwPTS, GP 및 UpPTS는 각각 75us, 75us 및 125 us인 것을 가정한다.
상기 표 2에 볼 수 있듯이 LCR-TDD 시스템의 DL/UL 비율이 6:1 일 때, IEEE 802.16m TDD의 DL(us) 혹은 DL+TTG(us)가 LCR-TDD의 DL+DwPTS (us)보다 같거나 커야 하는 상황을 고려할 때, IEEE 802.16m의 비율이 7:1을 가지면 최대 1 OFDM 심볼만 전송하지 않고 구성될 수 있다. 아래의 모든 경우는 16m TDD의 DL(us) 혹은 DL+TTG (us)가 다른 TDD 시스템의 DL+DwPTS(us)보다 크거나 같다는 조건을 기본으로 한다. 16m의 다른 비율을 고려하게 되면 1개 이상의 OFDM 심볼을 전송하지 못한 경우가 발생하기 때문에 LCR-TDD의 6:1 비율 일 때는 16m의 7:1이 가장 최적화 비율이 된다. LCR-TDD의 다른 비율들에서도 같은 이유로 상기 표 2에 명시된 비율을 벗어나서 고려하게 되면 보다 많은 OFDM 심볼을 사용하지 못하는 경우가 발생한다.
도 6은 도 5에 나타낸 LCR-TDD 시스템의 DL/UL 비율이 4:3인 경우와 본 발명의 일 실시형태에 따라 표 2에 나타낸 바와 같은 구성을 가지는 IEEE 802.16m 시스템의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 LCR-TDD의 DL/UL 비율이 4:3의 비율을 가질 때, 16m의 위치 관계를 상기 표 2에 따라 나타낼 수 있다. 다른 비율인 5:2, 6:1일 경우도 도 6과 같은 방법으로 나타낼 수 있으며, 각각은 상기 표 2에 나타낸 관계를 가지게 된다.
3 GPP LTE TDD 시스템과의 공존
도 7은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 모드를 지원하는 프레임 구조 (Type 2 프레임 구조)를 도시한 도면이다.
상기 도 7에 도시된 프레임 구조는 5 ms 스위칭 지점 주기를 가지는 경우에 대한 것이며, 자세한 사항은 3GPP TS 36.211을 참조할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 3GPP LTE 시스템에서 하나의 무선 프레임은 10 ms의 길이를 가진다. 하나의 무선 프레임은 2개의 반 프레임(half-frame)으로 구성되어 있다. 하나의 반 프레임은 5ms이며, 1 ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임(sub-frame)으로 구성되어 있다. 하나의 서브프레임에는 하나의 스위칭 지점(switch-point)이 존재한다. 이는 스위칭 지점의 주기가 5 ms일 때 이며, 스위칭 지점의 주기가 10ms인 경우도 있다.
본 실시형태에서는 우선 스위칭 지점의 주기가 5ms일 때를 고려한다. 3GPP LTE TDD 모드의 프레임 구성은 아래 표 3에 나타낸 바와 같이 일반 CP(normal CP)를 이용하는 경우와, 확장형 CP(extended CP)를 이용하는 경우 두 가지 모드에서 각각 9 종류 및 7 종류의 구성을 가질 수 있다.
Configuration Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix
DwPTS GP UpPTS DwPTS GP UpPTS
0 6592 Ts 21936 Ts 2192 Ts 7680 Ts 20480 Ts 2560 Ts
1 19760 Ts 8768 Ts 20480 Ts 7680 Ts
2 21952 Ts 6576 Ts 23040 Ts 5120 Ts
3 24144 Ts 4384 Ts 25600 Ts 2560 Ts
4 26336 Ts 2192 Ts 7680 Ts 17920 Ts 5120 Ts
5 6592 Ts 19744 Ts 4384 Ts 20480 Ts 5120 Ts
6 19760 Ts 6576 Ts 23040 Ts 2560 Ts
7 21952 Ts 4384 Ts - - -
8 24144 Ts 2192 Ts - - -
본 실시형태에서는 상기 도 7에 도시된 3GPP LTE TDD 프레임 구조 및 상기 표 3의 각 구성 인덱스에 따라 IEEE 802.16m TDD 시스템용 프레임의 DL/UL 비율 및 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법을 제공한다. 3GPP LTE TDD 시스템에 대한 상기 표 3 중 일반 CP를 이용하는 경우와 확장형 CP를 이용하는 경우 각각에 대해 본 실시형태에서는 다음 표 4a, 표 4b 및 표 5와 같이 IEEE 802.16m 시스템의 DL/UL 비율 및 프레임의 시간 영역 설정을 규정할 것을 제안한다.
우선 3GPP LTE 시스템에서 일반 CP를 사용하는 경우에 대해 설명한다.
구성 인덱스 The number of OFDM Symbols in LTE TDD with normal CP LTE TDD DL/UL 비율
1:3 (6:3) 2:2 (7:2) 3:1 (8:1)
IEEE 802.16m TDD 시스템용 CP 길이
1/8 Tu 1/8 Tu 1/8 Tu
IEEE 802.16m TDD 5 ms 프레임 내 DL/UL 비율 및 5 ms 프레임 내 펑처링되는 OFDM 심볼 개수
DwPTS GP UpPTS DL (1sym) +DwPTS+GP DL (2sym) +DwPTS+GP DL (3sym) +DwPTS+GP
0 3 (214.58us) 10 1 Frame Offset: 0 us 1928.64 us 2:6 1131(DL) None Frame Offset: 4000 us 2928.64 us 4:4 (24:24) 2364.9 (DL) None Frame Offset: 3000 us 3928.64 us 6:2 3598.7 (DL) None
3:5 1747.9 (DL) None
1 9 (643.23 us) 4 1 1928.65 us 3:5 1747.9 (DL) None 2928.65 us 5:3 (30:18) 2981.8 (DL) One 3928.65 us 6:2 3598.7(DL) None
2 10 (714.58 us) 3 1 1928.65 us 3:5 None 2928.65 us 5:3 2981.8 (DL) One 3920.65 us 6:2 3598.7 (DL) None
3 11 (765.94) 2 1 1928.65 us 3:5 None 2928.65 us 5:3 2981.8 (DL) One 3926.65 us 7:1 3907.1 (DL) Three
4 12 (857.29) 1 1 1928.65 us 3:5 None 2928.65 us 5:3 2981.8 (DL) One 3928.65 us 7:1 3907.1 (DL) Three
구성 인덱스 The number of OFDM Symbols in LTE TDD with normal CP LTE TDD DL/UL 비율
1:3 (6:3) 2:2 (7:2) 3:1 (8:1)
IEEE 802.16m TDD 시스템용 CP 길이
1/8 Tu 1/8 Tu 1/8 Tu
IEEE 802.16m TDD 5 ms 프레임 내 DL/UL 비율 및 5 ms 프레임 내 펑처링되는 OFDM 심볼 개수
DwPTS GP UpPTS DL (1sym) +DwPTS+GP DL (2sym) +DwPTS+GP DL (3sym) +DwPTS+GP
5 3 (214.58 us) 9 2 Frame Offset: 0 us 1857.29 us 3:5 None Frame Offset: 4000 us 2857.29 us 4:4 2364.9 (DL) None Frame Offset: 3000 us 3857.29 us 6:2 3598.7 (DL) None
2:6 1131(DL) None
6 9 (643.23 us) 3 2 1857.29 us 3:5 None 2857.29 us 5:3 2776.1(DL) Two 3857.29 us 6:2 3598.7(DL) None
7 10 (714.58 us) 2 2 1857.29 us 3:5 None 2857.29 us 5:3 2776.1 (DL) Two 3857.29 us 7:1 3804.3 (DL) Four
6:2 11.1 us delay + 35sym*102.82+105=3714.8us(delay+DL+TTD) None
8 11 (785.94) 1 (71.35) 2 (142.71) 1857.29 us 3:5 None 2857.29 us 5:3 2776.1 (DL) Two 3857.29 us 7:1 3804.3 (DL) Four
상기 표 4a 및 표 4b에서는 3GPP LTE TDD 시스템이 일반 CP를 이용하는 경우, 각 구성 인덱스에 따라 IEEE 802.16m 프레임의 DL/UL 비율을 설정한 것을 나타낸다. 표 4a 및 표 4b를 통해 알 수 있는 바와 같이 동일한 조건 하에서 2 이상의 DL/UL 비율이 가능하다. 표 4a 및 표 4b에 있어서 16m 프레임의 DL/UL 비율과 함께 양 시스템의 불일치로 인하여 사용할 수 없는 OFDM 심볼의 개수를 나타내었다.
3GPP LTE TDD의 DL/UL 비율이 1:3일 경우 16m은 프레임 오프셋이 따로 없으며, 표 4의 구성 0, 5는 LTE TDD 시스템의 DL/UL 비율 1:3에 대해 2:6과 3:5의 2 가지 비율이 별도의 심볼 펑처링(즉, 6 OFDM 심볼 단위의 서브프레임에서 특정 심볼들을 전송하지 않는 행위) 없이 구성하는 것이 가능하다. 나머지 경우는 LTE TDD 시스템의 DL/UL 비율 1:3에 대해 3:5 한가지에 최적화되었다. 이 비율을 제외하고 다른 비율을 고려하게 되면 상술한 심볼 펑처링이 발생하는 것을 감수해야 한다.
LTE TDD 시스템의 DL/UL 비율이 2:2인 경우 16m은 프레임 오프셋이 서브프레임 단위인 4000 us가 되며, 상기 표 4의 모든 구성에 한가지 비율만 가능하다. 이 경우 상술한 바와 같이 펑처링되는 심볼 개수는 하나에서 최대 두 개가 된다.
LTE TDD의 DL/UL 비율이 3:1인 경우 16m은 프레임 오프셋이 서브프레임 단위인 3000 us가 되며, 상기 표 4의 구성 7만 제외하고 한가지 비율만 가능하다. 이 경우 펑처링 심볼은 최소 3개에서 최대 4개가 된다. 상기 구성 7의 경우는 특정 상황으로서 이하에서 따로 설명할 것이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 1:3이며, 구성 0 내지 5를 이용하는 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
16m 프레임의 DL 부분이 최대한 차지할 수 있는 부분은 LTE TDD의 DL 1 symbol + DwPTS+ GP 길이까지이다. 16m 프레임이 이 영역을 넘어가게 될 경우, 해당 심볼을 펑처링해야 하는 특정 상황이 발생한다. 하지만, 본 실시형태에 따라 상기 표 4와 같이 구성할 경우, LTE TDD DL/UL 비율 1:3에 대해서는 심볼 펑처링을 수행하야 하는 상황이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 8 내지 도 13은 모두 LTE TDD 프레임의 DL/UL 비율이 1:3인 경우에 대한 것이며, 특히 도 8은 LTE TDD 구성 0인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 2:6, 3:5로 설정한 상황을 도시하며, 도 9는 LTE TDD 구성 1인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 3:5로 설정한 상황을 도시한다. 또한, 도 10은 LTE TDD 구성 2인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 3:5로 설정한 상황을 도시하며, 도 11은 LTE TDD 구성 3인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 3:5로 설정한 상황을 도시한다. 아울러, 도 12는 LTE TDD 구성 4인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 3:5로 설정한 상황을 도시하며, 마지막으로 도 13은 LTE TDD 구성 5인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 3:5로 설정한 상황을 도시하고 있다. 그 밖에 도시되지 않은 LTE TDD 구성이 6 내지 8인 경우 역시 상기 표 4에 따라 상기 도 8 내지 도 13과 같이 도시할 수 있다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 2:2인 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 17의 경우 역시 상기 도 8 내지 도 13의 경우와 동일한 원리가 적용된다. 즉, 16m 프레임의 DL 부분이 최대한 차지할 수 있는 부분은 LTE TDD의 DL 1 symbol + DwPTS+ GP 길이까지이며, 16m 프레임이 이 영역을 넘어가게 될 경우, 해당 심볼을 펑처링해야 하는 특정 상황이 발생한다. LTE TDD DL/UL 비율이 2:2인 경우 본 실시형태에 따를 경우, 1~2개의 OFDM 심볼을 펑처링하는 수준에서 최적화를 수행할 수 있다. 모든 LTE TDD 구성(구성 0 내지 8)에 대해 프레임 오프셋은 동일하게 4000 us로 설정한다.
도 14 내지 도 17은 모두 LTE TDD 프레임의 DL/UL 비율이 2:2인 경우에 대한 것이며, 특히 도 14은 LTE TDD 구성 0인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 4:4로 설정한 상황을 도시하며, 도 15는 LTE TDD 구성 1인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 5:3로 설정한 상황을 도시한다. 또한, 도 16은 LTE TDD 구성 5인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 4:4로 설정한 상황을 도시하며, 도 17은 LTE TDD 구성 6인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 5:3으로 설정한 상황을 도시한다.
그 밖에 도시되지 않은 경우 역시 상기 표 4에 따라 상기 도 14 내지 도 17과 같이 도시할 수 있다. 구체적으로 구성 2, 3 및 4는 상기 도 14의 구성 1의 경우와 동일하다. 또한, 구성 7 및 8은 상기 구성 6의 경우와 동일하게 적용될 수 있다.
도 18 내지 도 26은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 3:1이며, 구성 0 내지 8을 이용하는 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
LTE TDD DL/UL 비율이 3:1인 경우, 본 실시형태에 따라 상기 표 4와 같이 구성할 경우 펑처링되는 OFDM 심볼의 개수를 3~4개 이하가 되도록 설정할 수 있다. 또한, 모든 경우 프레임 오프셋은 3000 us로 동일하게 적용된다.
도 18 내지 도 26은 모두 LTE TDD 프레임의 DL/UL 비율이 3:1인 경우에 대한 것이며, 특히 도 18은 LTE TDD 구성 0인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 설정한 상황을 도시하며, 도 19는 LTE TDD 구성 1인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 설정한 상황을 도시한다. 또한, 도 20은 LTE TDD 구성 2인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 설정한 상황을 도시하며, 도 21은 LTE TDD 구성 3인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 7:1로 설정한 상황을 도시한다. 아울러, 도 22는 LTE TDD 구성 4인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 7:1로 설정한 상황을 도시하며, 도 23은 LTE TDD 구성 5인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 설정한 상황을 도시한다.
또한, 도 24는 LTE TDD 구성 6인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 설정한 상황을 도시하며, 도 25는 LTE TDD 구성 7인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 7:1로 설정한 상황을 도시한다. 마지막으로, 도 26은 LTE TDD 구성 8인 경우에 대하여 16m TDD 프레임의 DL/UL 비율을 7:1로 설정한 상황을 도시한다.
한편, 아래 표 5는 LTE TDD 시스템이 확장형 CP를 사용하는 경우 상기 표 3을 참조하여 상기 표 4와 동일한 방식으로 16m 프레임 구조를 최적화한 것을 나타낸다.
구성 인덱스 The number of OFDM Symbols in LTE TDD with extended CP LTE TDD DL/UL 비율 (확장형 CP)
1:3 2:2 3:1
802.16m TDD용 CP 길이
1/8 Tu 1/8 Tu 1/8 Tu
IEEE 802.16m TDD 5 ms 프레임 내 DL/UL 비율 및 5 ms 프레임 내 펑처링되는 OFDM 심볼 개수
DwPTS GP UpPTS DL (1sym) + DwPTS+GP DL (2sym) + DwPTS+GP DL (3sym) + DwPTS+GP
0 250.0 666.7 83.3 1916.67 3:5 1747.9 (DL) None 2916.67 4:4 2364.9 (DL-23) None 3916.67 6:2 3598.2 (DL 35) None
7:1 3907.1 (DL 41) None
1 666.7 250.0 83.3 1916.67 3:5 1747.9 (DL) None 2916.67 5:5 2981.8 (DL 29) 2879.0 (DL 28) 29-28=1 3916.67 6:2 3598.2 (DL 35) None TTG까지 더하면 GP 안에 들어옴
7:1 3907.1 (DL 41) None
2 750.0 166.7 83.3 1916.67 3:5 1747.9 (DL) None 2916.67 5:3 2981.8 (DL) 29-28=1 3916.67 7:1 3907.1 (DL 41) None
3 833.3 83.3 83.3 1916.67 3:5 1747.9 (DL) None 2916.67 5:3 2981.8 (DL) 29-28=1 3916.67 7:1 3907.1 (DL 41) None
4 250.0 583.3 166.7 1833.33 3:5 1747.9 (DL) None 2833.33 4:4 2364.9 (DL) None 3833.33 6:2 3508.2 (DL 35) None
5 666.7 166.7 166.7 1833.33 3"5 1747.9 (DL) None 2833.33 5:3 2981.8 (DL 29) 2776.1 (DL 27) 29-27=2 3833.33 6:2 3598.2 (DL 35) None
6 750.0 83.3 166.7 1833.33 3:5 1747.9 (None) 2833.33 5:3 2981.8 (DL 29) 2776.1 (DL 27) 29-27 = 2 3833.33 7:1 4215.6 (DL 41) 3907.2 (DL 37) 41-37 = 4
상기 표 5에 있어서 LTE TDD DL/UL 비율이 1:3일 때는 7개의 구성에 대해, 16m 프레임을 펑처링 심볼이 없도록 하여 DL/UL 비율이 3:5이 되도록 최적화할 수 있다. LTE TDD DL/UL 비율이 2:2인 경우는 펑처링 심볼이 발생하며, 이를 최소화 하기 위한 비율이 상기 표 5에 나타나 있으며, 표 5에서 굵은 글자체로 기재된 수치는 펑처링되는 심볼 개수를 나타낸다. LTE TDD DL/UL 비율이 3:1인 경우는 구성 6을 제외하고 16m의 비율이 펑처링 심볼이 없도록 구성하는 것이 가능하다.
상기 표 5에 있어서는 프레임 오프셋이 언급되지 않았지만, 상기 표 4와 마찬가지로 LTE TDD의 3가지 DL/UL 비율에 따라 동일 값을 가진다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시형태로서 기존 이종 TDD 시스템과 시간 영역 불일치로 인한 펑처링을 최소화하기 위해 16m 프레임을 RTG 범위 내에서 지연시켜 전송되도록 설정하는 방법에 대해 설명한다.
도 27은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 IEEE 802.16m 프레임을 RTG범위 내에서 지연시켜 이종 TDD 시스템과의 정렬을 이루도록 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 특히 상기 표 4에서 언급된 내용 중 LTE TDD DL/UL 비율 3:1에서 구성 7의 경우를 나타낸다. 상기 표 4와 관련하여 상술한 바와 같이 LTE TDD 시스템이 구성 7을 이용하여 DL/UL 비율이 3:1인 경우, 16m 프레임의 DL/UL 비율 7:1(42:6)을 이용하는 경우, 4개의 심볼을 펑처링해야 한다. 다만, 동일한 상황에서 16m 프레임의 DL/UL 비율을 6:2(36:12)로 이용하고 도 27에 도시된 바와 같이 16m 프레임을 일정 정도 지연시킴으로써 펑처링되는 심볼이 없도록 설정할 수 있다.
원칙으로 LTE TDD 시스템이 구성 7을 이용하여 DL/UL 비율이 3:1인 경우, 16m 프레임의 DL/UL 비율을 6:2로 이용하더라도 도 27의 중반에 도시된 바와 같이 양 프레임 사이에 충돌이 발생하게 된다. 따라서, 본 실시형태에서는 도 27의 하단에 도시된 바와 같이 16m의 UL 부분에서의 충돌을 방지하기 위해, RTG 길이 범위 내에서 16m 프레임을 지연시키는 것을 제안한다.
이때, 지연 정도는 다음과 같은 수학식을 만족하는 범위에서 획득될 수 있다.
Delay = 5000us-( DL16m + TTG16m + UL16m) ≤ RTG16m,
Delay + DL16m + TTG16m ≥ DL_ LTE +DwPTS_ LTE
이와 같이 16m 프레임의 지연을 통해 16m 프레임에서의 펑처링이 없도록 (또는 최소화되도록) 프레임을 설계할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에서는 기존 이종 TDD 시스템으로서 TD-SCDMA (LCR-TDD) 시스템 또는 3GPP LTE TDD 시스템을, 새로운 시스템으로서 IEEE 802.16m 시스템을 예를 들어 구체적으로 설명하고 있으나, 이에 제한될 필요는 없으며, 임의의 통신 시스템에서 동일한 원리에 의한 효율적으로 프레임을 구성하는 방안으로서 이용될 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템의 논리적(logical) 프레임 구조를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 새로운 시스템의 DL/UL 비율 및 기타 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법을 개괄적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 IEEE 802.16m의 레거시 지원 모드를 위해 제안된 1/8 Tu CP 길이를 가지는 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 LCR-TDD 시스템에서 DL/UL 비율의 일례에 따른 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 LCR-TDD 시스템에서 가능한 DL/UL 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 LCR-TDD 시스템의 DL/UL 비율이 4:3인 경우와 본 발명의 일 실시형태에 따라 표 2에 나타낸 바와 같은 구성을 가지는 IEEE 802.16m 시스템의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 모드를 지원하는 프레임 구조 (Type 2 프레임 구조)를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 1:3이며, 구성 0 내지 5를 이용하는 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 2:2인 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 26은 본 발명의 일 실시형태에 따른 표 4에서 LTE TDD DL/UL 비율이 3:1이며, 구성 0 내지 8을 이용하는 경우 IEEE 802.16m 프레임과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 IEEE 802.16m 프레임을 RTG범위 내에서 지연시켜 이종 TDD 시스템과의 정렬을 이루도록 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (15)

  1. 제 1 시스템 및 제 2 시스템을 포함하는 이종 시스템이 공존하는 상황에서, 상기 제 1 시스템의 시분할다중화(Time Division Duplex: TDD) 모드용 제 1 프레임과 공존하도록 상기 제 2 시스템의 TDD 모드용 제 2 프레임의 시간 영역 구조를 설정하는 방법에 있어서,
    지원되는 상기 제 1 시스템 타입 정보 및 상기 제 1 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 1 비율에 대한 정보를 획득하는 정보 획득 단계;
    상기 획득된 정보에 따라 상기 제 2 시스템을 위한 제 2 프레임 구조 설정 단계; 및
    상기 제 2 프레임 구조에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율인 제 2 비율을 설정하는 비율 설정 단계를 포함하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비율 설정 단계는 상기 제 2 프레임의 하향링크 구간과 전송전환시간(TTG)의 합 또는 상기 제 2 프레임의 하향링크 구간, 상기 TTG 및 수신전환시간(RTG)의 합이 상기 제 1 프레임의 하향링크 구간과 하향링크 파일롯 시간 슬롯(DwPTS: Downlink Piloting Time Slot)의 합 이상이 되도록 설정하는 단계를 포함하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비율 설정 단계에서 상기 제 2 프레임의 수신전환시간(RTG), 하향링크 구간 및 전송전환시간(TTG)의 합이 상기 제 1 프레임의 하향링크 구간, 하향링크 파일롯 시간 슬롯(DwPTS: Downlink Piloting Time Slot) 및 보호시간(GP)의 합보다 큰 경우, 소정 개수의 OFDM 심볼을 전송에서 제외하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비율 설정 단계는 상기 제 2 프레임의 상기 제 1 프레임의 시작 시점으로부터의 프레임 오프셋(Offset)을 설정하는 단계를 더 포함하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 시스템은 LCR-TDD(low-chip-rate time division duplex) 시스템, 상기 제 2 시스템은 IEEE 802.16m 시스템이며, 상기 제 2 프레임의 순환복제부(CP) 길이는 1/8 유효 OFDM 심볼 시간(Tu)이며,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 비율이 6:1인 경우 7:1, 상기 제 1 비율이 5:2인 경우 6:2, 상기 제 1 비율이 4:3인 경우 5:3로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임 구조 중,
    상기 제 1 비율이 6:1인 경우 1 OFDM 심볼, 상기 제 1 비율이 5:2인 경우 2 OFDM 심볼, 그리고 상기 제 1 비율이 4:3인 경우 3 OFDM 심볼을 전송에서 제외하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시스템은 3GPP LTE TDD 시스템, 상기 제 2 시스템은 IEEE 802.16m 시스템이며, 상기 제 2 프레임의 순환복제부(CP) 길이는 1/8 유효 OFDM 심볼 시간(Tu)이며,
    상기 정보 획득 단계는 상기 3GPP LTE TDD 시스템에서의 상기 제 1 프레임의 CP 길이 정보 및 상기 제 1 프레임의 구성(Configuration) 인덱스 정보를 추가적으로 획득하는 단계를 포함하는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 1:3인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 2:6 또는 3:5, 1일 때 3:5, 2일 때 3:5, 3일 때 3:5, 4일 때 3:5, 5일 때 2:6 또는 3:5, 6일 때 3:5, 7일 때 3:5, 그리고 8일 때 3:5로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이).
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 2:2인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 4:4, 1일 때 5:3, 2일 때 5:3, 3일 때 5:3, 4일 때 5:3, 5일 때 4:4, 6일 때 5:3, 7일 때 5:3, 그리고 8일 때 5:3로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이)
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 일반(Normal) CP이며, 상기 제 1 비율이 3:1인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 6:2, 1일 때 6:2, 2일 때 6:2, 3일 때 7:1, 4일 때 7:1, 5일 때 6:2, 6일 때 6:2, 7일 때 7:1 또는 6:2, 그리고 8 일 때 7:1로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이)
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은 상기 제 1 프레임의 시작 시점으로부터의 300 us의 프레임 오프셋(Offset)을 가지도록 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 7이고, 상기 제 2 비율이 6:2인 경우, 상기 제 2 프레임은 상기 제 2 프레임의 수신전환시간(RTG) 범위 내에서 상기 제 1 프레임의 시작 시점에서 상기 프레임 오프셋에 해당하는 시점으로부터 소정 시간만큼 지연되도록 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 1:3인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0 내지 6 중 어느 하나일 때 3:5로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이)
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 2:2인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0 또는 4일 때 4:4; 1, 2, 3, 5 및 6 중 어느 하나일 때 5:3으로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이)
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임의 CP 길이가 확장(Extended) CP이며, 상기 제 1 비율이 3:1인 경우,
    상기 제 2 비율은,
    상기 제 1 프레임의 구성 인덱스가 0일 때 6:2 또는 7:1, 1일 때 6:2 또는 7:1, 2일 때 7:1, 3일 때 7:1, 4일 때 6:2, 5일 때 6:2, 그리고 6일 때 7:1로 설정되는, 프레임의 시간 영역 구조 설정 방법.
    (여기서 x:y는 하향링크 구간 길이: 상향링크 구간 길이)
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