KR20090093760A

KR20090093760A - 멀티캐스트 방송 서비스 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR20090093760A
Application number: KR1020080081316A
Authority: KR
Inventors: 구자호; 임빈철; 이욱봉; 고현수; 김동철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2009-09-02
Also published as: KR101520679B1; WO2009108026A2; WO2009108026A3; US8681678B2; US20110058512A1

Abstract

본 발명은 무선접속 시스템에서, 멀티캐스트 방송 서비스(MBS)를 위한 자원할당방법 및 MBS 데이터 전송방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예로서 멀티캐스트 방송 단일 주파수 네트워크(MBSFN) 존에서 멀티캐스트 방송 서비스(MBS) 전송방법은, 주파수축 우선으로 자원을 할당하되 소정의 심볼영역들을 순차적으로 할당하여 자원영역을 구성하는 단계와 MBSFN 존에서 제공하는 소정의 MBS 데이터들을 소정의 심볼영역들에 맵핑하는 단계와 소정의 MBS 데이터들 중 제 1 MBS 데이터들을 MBSFN 존의 경계에 있는 단말들에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 MBS는 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS들 중 제 2 MBS와 동일한 서비스이고, 제 1 MBS 데이터들 및 제 2 MBS 데이터들은 시분할다중 방법을 이용하여 동일한 시간대에 전송되는 것이 바람직하다.

Description

멀티캐스트 방송 서비스 데이터 전송방법{Method of transmitting Multicast and Broadcast Service data}

본 발명은 무선접속 시스템에서, 멀티캐스트 방송 서비스(MBS)를 위한 자원할당방법 및 MBS 데이터 전송방법에 관한 것이다.

이하에서는 멀티캐스트 방송 서비스(MBS: Multicast and Broadcast Service)에 대하여 간략히 설명한다.

멀티캐스트 방송 서비스(MBS) 제공을 위한 시스템은 MBS 미디어 서버(Media Server), MBS 분배 서버(MBS distribution server), 하나 이상의 기지국(BS: base station) 및 하나 이상의 단말(MS: mobile station)들로 구성될 수 있다.

여기서, 단말은 기지국과 무선 통신이 가능한 전자 기기들의 통칭으로서, 이동국이나 이동 단말처럼 이동성이 부여된 기기들을 포함하는 포괄적인 개념을 지칭한다. MBS 미디어 서버는 기지국들에 MBS 데이터를 제공하며, MBS 미디어에 대한 단말의 인증 및 암호화 키 분배를 수행한다. MBS 분배 서버는 복수의 기지국들에 전달하는 MBS 데이터의 스케줄링을 담당한다. 선택적으로, MBS 분배 서버가 생략되고 MBS 미디어 서버가 MBS 데이터의 스케줄링 역할을 수행할 수도 있다. 기지국은 백본망을 통해 전달받은 MBS 데이터를 무선 인터페이스를 통해 단말에 제공하며, 단말은 기지국으로부터 MBS 데이터를 수신한다.

MBS는 크게 두 가지 타입으로 분류할 수 있다. 첫 번째는 한 셀 내에서 하나의 기지국에 의해 서비스되는 단일 기지국 접속(Single-BS access)방식이다. 두 번째는 다중 기지국 접속(multi-BS access) 방식으로써, 여러 기지국이 하나의 MBS 존(zone)을 이루어 동일한 MBS를 제공하는 방식이다.

단일 기지국 접속 방식은 하나의 기지국에서 멀티캐스트에 할당된 연결식별자(CID: Connection ID) 중 임의의 CID를 MBS 데이터를 수신하고자 하는 모든 단말들에게 동일하게 부여하여, MBS 데이터를 전송하는 방식이다. 다중 기지국 접속 방식의 경우는 하나의 MBS 영역에 속하는 여러 기지국이 동일한 CID(multicast CID)를 이용하여 단말들에게 멀티캐스트 서비스를 제공한다.

다중 기지국 접속 방식은 동일한 MBS 영역 내의 여러 셀에서 동일한 MBS를 제공함으로써, MBS 영역 내의 셀 간 이동에도 핸드오버 없이 MBS 서비스를 제공받을 수 있다. 즉, 단말은 서비스의 연속성과 매크로 다이버시티 이득(macro-diversity gain)을 얻을 수 있다.

다중 셀 멀티캐스트 방송 단일 주파수 네트워크(MBSFN: multi-cell Multicast Broadcast Single Frequency Network) 시스템은 다수의 기지국이 하나의 MBS 존(zone)을 형성하는 시스템이다. 즉, MBSFN은 하나의 동일한 주파수로 다수의 기지국이 동시에 동일한 MBS 데이터를 전송할 수 있다.

이때, MBSFN을 위한 최소 요구사항으로써, 무선접속 시스템에서는 바람직하게 1% PER을 만족하는 95% 커버리지(coverage)를 요구한다. 이때, 1% PER을 만족하지 못하는 소수의 단말에 의해 전체 MBSFN 영역에서 제공되는 서비스의 품질이 떨어질 수 있다. 1% PER을 만족하지 못하는 대부분의 단말들은 MBSFN 영역의 경계에 위치한다. 이러한 MBSFN 영역 경계 문제로 인해 전체 MBSFN 성능의 심각한 열화가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 효율적인 MBS 데이터 전송방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존의 유니캐스트를 위한 자원할당방법과는 다른 MBS를 위한 자원할당방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 새로운 MBS 서브채널화(subchannelization) 방법 및 MBS 영역의 경계에 위치한 단말에 대한 효율적인 MBS 데이터 전송방식을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 다양한 자원할당 방법 및 MBS 데이터 전송방법을 개시한다.

본 발명의 일 양태로서 멀티캐스트 방송 단일 주파수 네트워크(MBSFN) 존에서 멀티캐스트 방송 서비스(MBS) 전송방법은, 주파수축 우선으로 자원을 할당하되 소정의 심볼영역들을 순차적으로 할당하여 자원영역을 구성하는 단계와 MBSFN 존에서 제공하는 소정의 MBS들을 소정의 심볼영역들에 맵핑하는 단계와 소정의 MBS들 중 제 1 MBS를 MBSFN 존의 경계에 있는 단말들에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 MBS는 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS들 중 제 2 MBS와 동일한 서비스인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 MBS 및 상기 제 2 MBS는 시분할다중 방법을 이용하여 동일한 시간대에 전송될 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서, MBSFN 존에서 제공하는 MBS와 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 중 서로 다른 MBS는 단말들에 선택적으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 일 양태의 다른 실시예로서, MBSFN 존에서 제공하는 MBS와 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 중 동일한 MBS만 제공하고, 서로 다른 MBS는 단말에 제공되지 않을 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서, 소정의 MBS들은 소정의 연속된 자원블록을 이용하여 자원영역에 순차적으로 맵핑될 수 있다. 또한, 소정의 MBS들은 심볼 오프셋 값 및 소정의 연속된 자원블록을 이용하여 자원영역에 맵핑될 수 있다.

또한, 제 1 MBS 및 제 2 MBS는 동일한 심볼영역에서 동일한 심볼 오프셋 값을 이용하여 상기 단말에 제공되는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 MBS 와 제 2 MBS는 동일한 퍼뮤테이션을 이용하여 맵핑될 수 있다. 이때, 소정의 MBS들은 각 MBS 별로 서로 다른 퍼뮤테이션을 적용하여 자원영역에 맵핑될 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서, 소정의 MBS들은 심볼영역 단위로 서로 다른 퍼뮤테이션을 적용하여 자원영역에 맵핑될 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서, 소정의 MBS는 자원영역에 시분할다중 방법을 이용하여 맵핑될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용하면 단말들에 효율적으로 MBS 데이터를 제공할 수 있다.

둘째, MBS를 위한 자원할당방법을 이용함으로써, 특히 TDM 방식으로 MBS 데이터를 할당함으로써, 다른 MBSFN 영역에서 제공하는 MBS에 의한 간섭을 피할 수 있다.

셋째, MBSFN 존 경계에 위치한 단말들에 선별적으로 MBS 데이터를 전송함으로써, 인근 MBSFN 존으로부터의 간섭 및 성능 열화를 방지할 수 있다.

도 1은 무선접속 방법 중 하나인 IEEE 802.16 시스템에서 사용되는 데이터 영역 할당방법을 나타낸다.

도 2는 하향링크에서 OFDMA 슬롯을 서브채널 및 심볼에 맵핑(mapping)하는 방법을 나타낸다.

도 3은 하향링크에서 데이터 영역을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 4는 클러스터 구조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5는 하향링크에서 PUSC를 이용하여 서브채널을 생성하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 6은 하향링크에서 FUSC를 이용하여 서브채널을 생성하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 7은 하향링크 자원영역을 할당 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8은 비트맵을 이용한 하향링크 자원할당 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자원할당방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예로서 자원할당시 MBS 자원영역의 번호를 부여하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예로서 MBS 데이터 제공방법을 나타내는 도면이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서, MBS 자원할당 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

본 발명은 무선접속 시스템에서 MBS 데이터 전송방법에 관한 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 서브채널화(subchannelization) 방법들에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 하나의 슬롯(slot)은 시간 및 주파수(또는, subchannel dimention) 차원으로 직교주파수다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Mulitple Access) 물리계층(PHY layer)에서 구성된다. OFDMA 슬롯은 OFDMA 심볼 구조에 따라 달리 정의될 수 있다. 예를 들어, 분산형 서브캐리어 퍼뮤테이션(Distributed Subcarrier Permutation)을 사용하는 하향링크(DL: Down Link) FUSC(Full Usage of Subchannel) 및 DL 선택적 FUSC(DL optional FUSC)는 1 서브채널(48 서브캐리어) 및 1 OFDM 심볼(symbol)로 1 슬롯이 정의될 수 있다.

분산형 서브캐리어 퍼뮤테이션을 사용하는 DL PUSC(Partial Usage of Subchannel)에서는 1 서브채널(24 서브캐리어) 및 2 OFDM 심볼로 1 슬롯이 정의될 수 있다. 분산형 서브캐리어 퍼뮤테이션을 사용하는 상향링크(UL: Up Link) PUSC에서는 1 서브채널(24 서브캐리어) 및 3 OFDM 심볼로 1 슬롯이 정의될 수 있다. 이때, 인접한 서브캐리어 퍼뮤테이션은 1 서브채널(예를 들어, 24, 16 또는 8 서브채널)과 2, 3 또는 6 OFDM 심볼로 1 슬롯이 정의될 수 있다.

OFDMA에서 데이터 영역(data region)은 연속된 OFDMA 심볼 및 서브채널의 2 차원적 할당으로 구성된다. 이때, 모든 자원할당은 논리적 서브채널을 의미한다.

도 2를 참조하면, 데이터 영역은 OFDMA 심볼 및 서브채널의 2 차원적으로 할당되는 것을 알 수 있다. 이때, 가로축은 OFDMA 심볼 인덱스를 나타내고, 세로축은 서브채널의 번호로서 나타낼 수 있다.

퍼뮤테이션 영역(Permutation zone)은 같은 퍼뮤테이션 공식을 사용하는 DL, UL에서의 연속된 OFDMA 심볼의 개수를 의미한다. DL 서브프레임 및 UL 서브프레임은 하나 이상의 퍼뮤테이션 영역을 포함할 수 있다. 매체접속제어(MAC: Media Access Control) 데이터는 다음과 같은 방법으로 DL 데이터 영역 및 UL 데이터 영역에 맵핑된다.

예를 들어, DL의 경우 먼저 한 OFDMA 슬롯에 맞는 사이즈의 블록으로 데이터를 분할(segment)한다. 다음으로 서브채널(즉, 주파수) 축으로 한 서브채널만큼, 시간 축으로 하나 이상의 OFDMA 심볼만큼의 간격(span)을 가지고 각 슬롯을 구성할 수 있다. 가장 낮은 숫자의 슬롯은 가장 낮은 숫자의 OFDMA 심볼과 서브채널에 맵핑된다. 이와 같은 방식으로 OFDMA 서브채널 인덱스를 증가시켜가며 맵핑을 계속한다. 만약, 데이터 영역(Data region)의 끝에 다다르면, 다음 이용 가능한 OFDMA 심볼 중 가장 낮은 숫자의 서브채널부터 맵핑을 계속한다.

DL에서의 서브채널 할당은 PUSC(partial usage of subchannels), FUSC(full usage of subchannels)의 두 가지로 수행될 수 있다. OFDMA 프레임은 다중 존(예를 들어, PUSC, FUSC optional FUSC 및 AMC 등)을 포함하며, 존(zone) 간의 변환은 STC_DL_Zone IE를 통해 DL_MAP에 의해 나타난다.

유니캐스트(unicast)에서는 데이터 영역(data region)을 정할 때, 주파수 축(subchannel number)으로 우선하여 자원할당(resource allocation)을 하는 방법과 시간 축(OFDMA symbol number)으로 우선하여 자원할당을 하는 방법 등이 있다.

무선접속 시스템 중 하나인 IEEE 802.16 시스템에서의 하향링크 자원 할당방법(DL resource allocation rule)은 다음과 같다. 하향링크 자원할당은 OFDM 심볼 오프셋(OFDM symbol offset), OFDM 심볼의 개수(number of OFDM symbol), 서브채널 오프셋(subchannel offset) 및 서브채널의 개수(number of subchannel)에 의해 정의된다.

도 3을 참조하면, A라는 데이터 영역은 OFDM 심볼 오프셋=4, OFDM 심볼의 개수=2, 서브채널 오프셋=3 및 서브채널의 개수=3으로 정의될 수 있다.

도 4는 클러스터 구조의 일례를 나타내는 도면이다.

IEEE 802.16 시스템에서의 서브채널 퍼뮤테이션은 크게 인접 서브채널 퍼뮤테이션(adjacent subcarrier permutation)과 분산형 서브채널 퍼뮤테이션(distributed subcarrier permutation)으로 나눌 수 있다. 인접 서브채널 퍼뮤테이션은 논리적 채널(logical channel)과 물리적 채널(physical channel)이 동일한 서브캐리어 배치를 가지는 퍼뮤테이션 방법이다.

분산형 서브캐리어 퍼뮤테이션을 사용하는 DL PUSC는 다음과 같다. 심볼 구조는 파일롯(pilots), 데이터 및 제로 서브캐리어(zero subcarriers)로 구성된다. 심볼은 처음에 기본 클러스터(basic cluster) 및 제로 캐리어(zero carriers)로 나뉜다. 이때, 파일롯과 캐리어들은 각 클러스터에 할당된다.

서브채널로의 캐리어 할당은 다음과 같이 이뤄질 수 있다. 먼저 서브캐리어들을 각각 14개의 인접한 서브캐리어들을 포함하는 물리적 클러스터(physical cluster)로 나눈다. 는 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈에 따라 변경될 수 있다. 다음 수학식 1은 논리적 클러스터를 생성하는 방법을 나타낸다.

수학식 1을 참조하면, 먼저 물리적 클러스터를 논리적 클러스터로 번호를 바꾼다(renumbering). 이어서, 논리적 클러스터를 각각의 그룹에 할당한다. 이때, 적어도 하나의 세그먼트(segment)에 적어도 하나의 그룹이 할당되는 것이 바람직하다. 마지막으로, 각 주요 그룹 안의 서브캐리어들을 서브채널에 할당한다.

도 5를 참조하면, 먼저 각 클러스터 내에 파일롯 캐리어를 할당하고 나머지 데이터 캐리어를 할당할 수 있다. 이러한 과정을 각 OFDMA 심볼에 대해 따로 수행한다. 각 서브채널은 각 그룹으로부터의 서브캐리어로 구성된다. 그러므로, 그룹의 개수는 서브채널 당 서브캐리어의 개수()와 동일하다. 또한, 한 그룹 내의 서브캐리어의 개수는 서브채널의 개수()와 동일하다. 따라서, 데이터 서브캐리어의 개수는 ×와 동일하다.

다음 수학식 2는 서브캐리어를 서브채널로 정확하게 분할하는 퍼뮤테이션 공식을 나타낸다.

수학식 2에서 s는 서브채널의 인덱스 번호를 나타내고, n_k는 (k+13s)modN_subcarrier를 나타낸다. 이때, N_subcarrier는 서브캐리어의 개수를 나타낸다. p_s[j]는 기본 퍼뮤테이션 시퀀스를 s 번 순확적으로 회전하여 얻어지는 수열을 나타낸다. DL_PermBase는 제 1 존에서 ID 셀 프리엠블에 설정되고 다른 존에 대한 DL-MAP에 의해 결정되는 0에서 31 범위의 정수를 나타낸다.

예를 들어, FFT 사이즈가 2048일 때, 짝수 그룹에 대해서는 기본 퍼뮤테이션 시퀀스(basic permutation sequence) 12(6,9,4,8,10,11,5,2,7,3,1,0)를, 홀수 그룹에 대해서는 기본 퍼뮤테이션 시퀀스 8(7,4,0,2,1,5,3,6)을 사용하여 서브캐리어를 서브채널로 분할한다.

FUSC의 경우, 각 서브채널은 48 서브캐리어로 구성된다. 제로 서브캐리어와 파일롯을 제외한 나머지 48*32=1536 데이터 서브캐리어로 구성된다. 모든 파일롯을 맵핑한 다음, 나머지 데이터 서브캐리어는 수학식 2를 사용하여 할당할 수 있다.

PUSC 또는 FUSC 에서 퍼뮤테이션을 적용함에 있어, 다른 퍼뮤테이션(permutation base)을 사용하여 다른 데이터나 서비스 간의 충돌률(hit rate)을 줄여 충돌(collision) 확률을 줄일 수 있다.

이하에서는 무선접속시스템 중 하나인 3GPP LTE 시스템에서의 자원영역 할당방법을 설명한다.

도 7을 참조하면, 하나의 자원블록(RB: Resource Block)은 프레임 또는 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 개수(N_symb ^DL)와 자원블록 내에 포함되는 서브캐리어의 개수의 곱(N_SC ^RB)으로 표현할 수 있다.

각 슬롯에 전송된 신호는 N_RB ^DL×N_SC ^RB 개의 서브캐리어와 N_symb ^DL OFDM 심볼로 구성된 하나의 자원 격자(Resource Grid)에 의해 표현할 수 있다. N_RB ^DL의 크기는 하향 전송 대역폭에 따라 변경될 수 있다. 이때, N_RB ^DL의 크기는 6과 110의 범위(6≤N_RB ^DL≤110) 사이에 존재한다.

다음 표 1은 순환 전치길이와 서브캐리어 간격에 따른 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

한 슬롯 내의 OFDM 심볼의 개수는 표 1과 같이 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 길이와 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 의해 결정된다. 다중 안테나(multi-antenna) 전송의 경우, 안테나 포트 당 하나의 자원 격자(resource grid)가 존재할 수 있다.

안테나 포트 p의 자원 격자 내의 각 요소(element)를 자원 요소라 하며, 한 슬롯 내에서 인덱스 쌍(index pair) (k, l)로 표현할 수 있다().

물리적 자원블록(Physical resource block)은 시간 영역의 연속된 N_symb ^DL 개의 OFDM 심볼들과 주파수 영역의 연속된 N_SC ^RB 개의 서브캐리어로 정의할 수 있다. 하나의 물리적 자원블록은 시간 영역의 1 슬롯과 주파수 영역의 180 kHz에 해당하는 N_symb ^DL×N_SC ^RB 개의 자원요소(resource element)들로 구성될 수 있다. 한 슬롯 내의 물리적 자원블록 개수 n_PRB와 자원요소 (k, l) 간의 관계는 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

가상 자원블록(Virtual resource block)은 물리적 자원블록(physical resource block)과 같은 크기를 가진다. 가상 자원블록은 분산형 가상 자원블록(Virtual resource blocks of distributed type) 및 집중형 가상 자원블록(Virtual resource blocks of localized type)이 있다.

가상 자원블록들은 형성된 다이버시티 순서(diversity order)에 따라 물리적 자원블록들에 맵핑된다. 제 2 차 다이버시티(Second-order diversity)를 위해, 하나의 가상 자원블록은 하나의 물리적 자원블록으로 맵핑된다. 가상 자원블록에 대한 물리적 자원블록(Virtual-to-physical resource block)은 하나의 서브프레임의 두 슬롯에 다르게 맵핑된다.

3GPP LTE 시스템에서 분산형 타입은 하나의 단말에 할당된 하나의 자원블록(RB: Resourec Block)를 두 개로 나누어 각각 다른 영역의 물리적 자원블록에 할당함으로써 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 3GPP LTE 시스템에서 DL 자원할당은 RB 번호에 기반한 비트맵 형식(bitmap style)이다. 도 8은 데이터 영역을 서브채널을 기준으로 비트맵(bitmap) '100111'로 정의되는 경우를 나타낸다.

본 발명의 일실시예에서는 주파수 축으로 우선하여 MBS 데이터 영역(data region)을 할당하는 자원영역 할당(resource allocation) 방법을 설명한다. 서로 다른 멀티캐스트 방송 서비스(MBS)를 제공하는 MBSFN 존 경계(MBSFN zone edge)에서, 단말에 제공되는 MBS의 성능 열화를 줄이기 위해 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 사용하여 MBS를 제공할 수 있다.

도 9를 참조하면, MBS를 위한 자원영역을 할당할 때 주파수축에 우선하여 자원영역을 할당하는 것을 알 수 있다. 먼저, 소정의 서브채널을 할당하여 자원영역을 구성한다. 이때, 하나의 심볼단위 및 소정 개수의 서브채널을 이용하여 하나의 OFDM 심볼영역을 구성할 수 있다. 주파수 축으로 소정의 자원을 할당한 후에 다음 OFDM 심볼에 자원영역을 할당할 수 있다. 이러한 방식으로 사용자가 원하는 크기의 자원영역을 할당할 수 있다.

즉, 자원영역을 주파수 축으로 우선하여 할당함으로써, MBS에 TDM 방식을 적용할 수 있다. 주파수 축으로 자원영역을 우선 할당하고, OFDM 심볼영역을 순차적으로 할당할 수 있다. 따라서, MBS 서비스별 TDM을 통해 서로 다른 MBSFN 존(zone)간의 간섭을 효율적으로 피할 수 있다.

도 10을 참조하면, 자원영역의 넘버링(Resource numbering)은 주파수 축으로 RB(resource block) 번호를 증가시켜가며 수행할 수 있다. 또한, MBS을 위한 데이터 영역(data region)은 오프셋과 연속된 RB(예를 들어, 소정 구간(duration))를 이용하여 나타낼 수 있다. 또한, MBS를 위한 데이터 영역은 소정 구간(duration) 만으로도 표현할 수 있다.

도 10을 참조하면, 서비스 0(Service 0)은 오프셋(offset)=0, 구간(duration)=5, 서비스 1(Service 1)은 오프셋=10, 구간=20으로 나타낼 수 있다. 즉, 서비스 0은 자원영역의 첫 번째 OFDM 심볼 및 첫 번째 서브채널부터 5개가 할당된다. 또한, 서비스 1은 첫 번째 OFDM 심볼의 11 번째 서브채널부터 20개가 할당된다.

도 10에서 설명한 자원영역 할당방법은 데이터 영역(data region)을 나타내기 위해 OFDM 심볼 오프셋(OFDM symbol offset), OFDM 심볼의 개수(number of OFDM symbol), 서브채널 오프셋(subchannel offset), 서브채널의 개수(number of subchannel)를 사용하는 IEEE 802.16 시스템과 비트맵(bitmap)을 사용하는 LTE 시스템과 구별된다.

자원영역에 데이터를 맵핑하는 방법은 다음과 같다. 먼저 한 OFDMA RB에 맞는 크기로 데이터를 분할한다. 데이터를 분할한 다음 주파수 축으로 한 RB에 해당하는 서브캐리어(예를 들어, 1 subchannel) 만큼, 시간 축으로 하나 이상의 OFDMA 심볼 만큼의 간격(span)을 가지고 각 RB를 구성한다.

이때, 가장 낮은 숫자의 RB는 가장 낮은 숫자의 OFDMA 심볼과 서브채널에 맵핑된다. 이런 식으로 주파수 축 OFDMA 서브채널 인덱스를 증가시켜가며 맵핑을 수행할 수 있다. 데이터 영역의 끝에 이르면, 다음 이용 가능한 OFDMA 심볼의 가장 낮은 숫자의 서브채널부터 맵핑을 계속 수행할 수 있다.

도 11은 서로 다른 서비스를 제공하는 MBSFN 존들 간의 경계에서 발생하는 간섭에 의한 성능 열화를 줄이기 위한 방법을 개시한다. MBS 서브채널화(subchannelization)를 통해 멀티캐스트 방송 서비스를 TDM 방식을 이용하여 제공할 수 있다. 즉, 주파수 축으로 먼저 자원영역을 할당함으로써, 서비스별로 TDM 방식을 적용할 수 있다. 따라서, TDM을 통해 무선자원의 낭비를 최소화고, MBSFN 존 경계(MBSFN zone edge)에서의 성능 열화를 최소화함으로써 전체 MBSFN 존의 MBS 성능의 향상을 가져올 수 있다.

서로 다른 MBSFN 존들은 각각 자신의 존(zone) 내에 포함된 단말들에 하나 이상의 MBS를 제공한다. 이때, 각각의 MBSFN 존들은 서로 인접해 있을 수 있다. 또한, 각 MBSFN 존은 다른 MBSFN 존과 동일한 MBS를 제공할 수도 있고 서로 다른 MBS를 제공할 수도 있다.

MBSFN 존 경계(near zone edge region)에 속해 있는 셀들은 서비스별 TDM을 이용하여 선별적으로 MBS 서비스를 단말들에 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 MBSFN 존은 다른 MBSFN 존과의 경계에서, 자신이 제공하는 MBS와 인접한 다른 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 중 동일한 MBS에 대해서만 단말에 제공할 수 있다. 또한, MBSFN 존 경계의 셀들은 특정 MBSFN 존에서만 제공되는 MBS는 단말에 서비스하지 않을 수 있다. 이로써, 서로 다른 MBSFN 존들 간의 간섭을 피할 수 있다.

즉, MBSFN 존 경계(near zone edge region)에 있는 셀은 특정 MBSFN 존에서 제공하는 MBS를 모두 제공하지 않고, 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 중 동일한 MBS 데이터만을 단말에 전송할 수 있다. 따라서, MBSFN 존 경계에 있는 셀은 인근 MBSFN 존으로부터의 간섭을 피하고 성능 향상을 가져올 수 있다.

도 11을 참조하면 A, B로 표현되는 2개의 인접한 MBSFN 존을 확인할 수 있다. 이때, MBSFN 존 A(MBSFN Zone A) 및 MBSFN 존 B(MBSFN Zone B)의 경계를 인접 존 경계 영역(Near zone edge region)이라 가정한다. 또한, MBSFN 존 A는 MBS 서비스 1~4를 제공하며, MBSFN 존 B는 MBS 서비스 3~6을 제공한다고 가정하자. 각 MBS 서비스들은 TDM방식을 통해 제공될 수 있다.

각각의 MBSFN 존이 서로 영향을 주는 존 경계에 속한 셀 들에 대해, MBSFN 존 A 및 B가 동시에 제공하는 MBS 서비스 3,4 만의 데이터를 동일한 퍼뮤테이션으로 전송한다. 다만, MBSFN 존 A의 MBS 서비스 1 및 2와 MBSFN 존 B의 MBS 서비스 5 및 6은 서로 다른 MBS 서비스이다. 따라서, MBSFN 존 A 및 B는 존 경계에 있는 셀들은 단말들에 서비스 1,2,5 및 6에 대한 MBS 데이터를 전송하지 않는다.

이때, MBSFN 존 A 및 B는 데이터뿐만 아니라 파일럿 정보 또한 전송하지 않는다. 또한, 두 MBSFN 존에서 동시에 제공하는 MBS 3 및 MBS 4 의 시간상에서의 위치, 즉 타이밍은 동일해야 한다. 이를 통해, 서로 다른 서비스를 제공하는 MBSFN 존에 의한 간섭을 줄이고 가용한 서비스에 대한 성능을 높일 수 있다. 또한, 존 경계에서의 간섭 문제를 해결함으로써 전체 MBSFN 존에 양질의 서비스를 제공할 수 있다.

도 12는 제안한 MBS 자원영역 할당 방법의 일례를 보여준다. 특히, 도 12는 도 11에서 제안된 MBS 할당방법의 적용 예를 보여준다. 도식 12에서 보듯이, (서비스 1, 2) 와 (서비스 5, 6)은 서로 다른 퍼뮤테이선을 적용하는 반면, 서비스 3 과 4는 서로 동일한 퍼뮤테이션을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 다중화(multiplexing) 방법 중 TDM을 선호하는 이유는 TDM은 각 OFDM 심볼 또는 각 서비스별로 다른 퍼뮤테이션을 사용할 수 있기 때문이다. 예를 들어, MBS가 부분적 로딩(Partial loading) 일 때, 도 11 또는 도 12에서와 같이 각 존의 다른 서비스 또는 다른 OFDM 심볼에 다른 퍼뮤테이션을 사용하면 다른 서비스 간의 충돌 확률이 적어지기 때문에 FDM에 비해 TDM이 간섭을 보다 줄일 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

Claims

멀티캐스트 방송 단일 주파수 네트워크(MBSFN) 존에서 멀티캐스트 방송 서비스(MBS) 데이터 전송방법에 있어서,

주파수축 우선으로 자원을 할당하되 소정의 심볼영역들을 순차적으로 할당하여 자원영역을 구성하는 단계;

상기 MBSFN 존에서 제공하는 소정의 MBS 데이터들을 상기 소정의 심볼영역들에 맵핑하는 단계; 및

상기 소정의 MBS들 중 제 1 MBS 데이터들을 상기 MBSFN 존의 경계에 있는 단말들에 전송하는 단계를 포함하되,

상기 제 1 MBS는 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS들 중 제 2 MBS와 동일한 서비스이고, 상기 제 1 MBS 데이터들 및 상기 제 2 MBS 데이터들은 시분할다중 방법을 이용하여 동일한 시간대에 전송되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 데이터들과 상기 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 데이터들 중 서로 다른 MBS 데이터들은 선택적으로 상기 단말들에 제공되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 데이터들과 상기 인근 MBSFN 존에서 제공하는 MBS 데이터들 중 서로 다른 MBS 데이터들은 상기 단말에 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 소정의 MBS 데이터들은 소정의 연속된 자원블록을 이용하여 상기 자원영역에 순차적으로 맵핑되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 소정의 MBS 데이터들은 심볼 오프셋 값 및 소정의 연속된 자원블록을 이용하여 상기 자원영역에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 MBS 데이터들 및 상기 제 2 MBS 데이터들은 동일한 심볼영역에서 동일한 심볼 오프셋 값을 이용하여 상기 단말에 제공되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

제 1 MBS 데이터들과 상기 제 2 MBS 데이터들은 동일한 퍼뮤테이션을 이용하여 맵핑되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 7항에 있어서,

상기 소정의 MBS 데이터들은 각 MBS 데이터별로 서로 다른 퍼뮤테이션을 적용하여 상기 자원영역에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 소정의 MBS 데이터들은 심볼영역 단위로 서로 다른 퍼뮤테이션을 적용하여 상기 자원영역에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 MBS 데이터 전송방법.