KR20090124924A

KR20090124924A - 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법

Info

Publication number: KR20090124924A
Application number: KR1020090028811A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 노민석; 권영현; 곽진삼; 김동철; 문성호; 한승희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009145592A3; US8446873B2; KR101507850B1; WO2009145592A2; US20110069672A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 있어서, 제어 채널이 반복하여 할당되는 시간 간격에 관한 제1 주기, 및 상기 제어 채널이 상기 제1 주기에 따라 반복하여 할당되는 시간 구간에 관한 제2 주기를 지시하는 제어 채널 설정 정보를 수신하는 단계; 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기를 고려하여, 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내의 소정 위치에 제어 채널을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 제어 채널을 통해 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보의 상향 전송 방법에 관한 것이다.

Description

이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법{METHOD FOR UL TRANSMITTING A CONTROL INFORMATION IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 TDD (Time Division Duplex) 방식, F-FDD (Full-Frequency Division Duplex) 방식 또는 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex) 방식을 지원하는 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 관한 것이다.

IEEE 802.16 작업 그룹에서 제정한 주요한 표준으로는 고정 와이맥스(Fixed WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16-2004와 모바일 와이맥스(mobile WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16e-2005 (이하, 16e)가 있다. IEEE 802.16e-2005는 2005년 12월에 IEEE로부터 최종적으로 표준으로 승인이 되었다. 현재 버전의 모바일 와이맥스 기술의 근간이 되는 표준은 IEEE 802.16-2004, IEEE 802.16e-2005(이 문서는 IEEE 802.16-2004의 Corrigenda을 포함하고 있다), IEEE 802.16-2004/Corrigenda2/D4이다. 현재, 차기 버전의 모바일 와이맥스를 위한 IEEE 802.16m (이하, 16m)의 표준화가 IEEE 802.16 작업그룹 내의 TGm에서 진행 중이다.

IEEE 802.16e의 레인징 채널 종류 및 시간/주파수 영역에 대한 정보는 UL_MAP에서 브로드캐스팅 된다. 표 1 및 2에 OFDMA UL-MAP IE 포맷을 나타냈다.

UL_MAP에서 브로드캐스팅 되는 레인징 채널의 시간 및 주파수에 대한 정보는 매 프레임 (5ms) 마다 전송되므로 상당히 큰 오버헤드를 발생시킨다. 따라서, 제어 채널을 설정하기 위해 브로드캐스팅 되는 제어 오버헤드를 줄이고, 제어 채널의 시간/주파수 자원을 효율적이고 가변적으로 이용할 수 있는 기법이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제어 정보의 효율적 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상향 제어 채널을 설정하는데 필요한 시그널링 오버헤드를 감소시키고 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 레인징과 관련된 제어 오버헤드를 감소시키고, 시간/주파수 자원을 효율/가변적으로 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상으로, 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 있어서, 제어 채널이 반복하여 할당되는 시간 간격에 관한 제1 주기, 및 상기 제어 채널이 상기 제1 주기에 따라 반복하여 할당되는 시간 구간에 관한 제2 주기를 지시하는 제어 채널 설정 정보를 수신하는 단계; 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기를 고려하여, 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내의 소정 위치에 제어 채널을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 제어 채널을 통해 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보의 상향 전송 방법이 제공된다.

바람직하게, 이동 통신 시스템은 수퍼-프레임을 이용하여 통신을 수행하되, 하나의 수퍼-프레임은 복수의 프레임으로 구성되고, 각각의 프레임은 복수의 서브프레임으로 구성되며, 각각의 서브프레임은 복수의 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 주기는 수퍼-프레임 단위, 프레임 단위, 서브프레임 단위 또는 OFDMA 심볼 단위로 지시되고, 제2 주기는 수퍼-프레임 길이의 약수 또는 배수 단위일 수 있다. 또한, 제어 채널 설정 정보는 수퍼-프레임의 헤더를 통해 수신될 수 있다.

바람직하게, 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내에서 시간 영역의 시작 부분 또는 끝 부분을 포함할 수 있다.

바람직하게, 제1 주기는 제2 주기의 시작 시점으로부터 오프셋이 지난 이후에 시작될 수 있다. 또한, 제1 주기는 프리앰블로부터 오프셋이 지난 이후에 시작될 수 있다. 또한, 오프셋은 프레임 단위, 서브프레임 단위 또는 OFDMA 심볼 단위로 지시될 수 있다.

바람직하게, 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 주파수 영역에서 미리 정해진 방식으로 호핑할 수 있다. 여기에서, 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 주파수 대역의 양쪽 끝으로 호핑할 수 있다.

바람직하게, 제2 주기 내에서 제1 주기를 고려하여 할당되는 복수의 제어 채널들은 제어 채널의 개수가 불균등하게 설정될 수 있다.

바람직하게, 제1 주기는 단말 그룹 단위로 적용될 수 있다.

바람직하게, 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 셀 또는 섹터 단위로 서로 다르게 설정될 수 있다.

바람직하게, 제1 주기 및 제2 주기는 이들 간의 조합을 지시하는 인덱스를 이용하여 지시될 수 있다. 구체적으로, 제1 주기 및 제2 주기는 이들 간의 조합으로 구성된 테이블에서 선택되고, 제1 주기 및 제2 주기는 선택된 조합을 지시하는 인덱스를 이용하여 지시될 수 있다.

바람직하게, 제어 채널은 레인징 채널을 포함할 수 있다. 여기에서, 레인징 채널은 초기 레인징 채널 (initial ranging channel), 핸드오버 레인징 채널 (handover ranging channel), 주기 레인징 채널 (periodic ranging channel) 또는 대역폭 요청 레인징 채널 (bandwidth request channel)을 포함한다.

바람직하게, 이동 통신 시스템은 TDD (Time Division Duplex) 방식, F-FDD (Full-Frequency Division Duplex) 방식 또는 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex) 방식을 지원할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

둘째, 상향 제어 채널의 설정에 필요한 시그널링 오버헤드를 감소시키고 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

셋째, 레인징과 관련된 제어 오버헤드를 감소시키고, 시간/주파수 자원을 효율/가변적으로 사용할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 적용된 예들이다.

도 1은 현재 논의되고 있는 IEEE 802.16m 프레임 구조의 예를 보여준다.

도 1을 참조하면, IEEE 802.16m 프레임 구조는 수퍼-프레임 (20ms), 프레임 (5ms), 서브-프레임 (비정규 서브-프레임: 0.514ms, 정규 서브-프레임: 0.617ms), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼의 단계적 구조를 가진다. 구체적으로, 5 혹은 6 OFDMA 심볼이 모여 하나의 서브-프레임을 이루고, 8개의 서브-프레임이 모여 하나의 프레임을 이루며, 4개의 프레임이 모여 하나의 수퍼-프레임을 구성한다. 각 수퍼-프레임의 시작 부분에는 수퍼-프레임 헤더가 들어간다. 수퍼-프레임 헤더는 시스템에서 자주 변동되지 않는 시스템 정보를 전송한다. 편의상, 도 1에서는 TDD (Time Division Duplex) 방식에 사용되는 프레임 구조를 예시하였다. TDD 방식의 프레임 구조는 DL (DownLink) 서브-프레임과 UL (UpLink) 서브-프레임 사이에 스위칭 포인트를 포함한다. 도시하지는 않았지만, FDD (Frequency Division Duplex) 방식에서 사용되는 프레임 구조는 서브-프레임간에 스위칭 포인트가 없고 프레임 간에 휴지 시간 (idle time)이 있다는 점을 제외하고는 TDD 방식에 사용되는 프레임 구조와 크게 다르지 않다.

본 발명은 제어 채널과 관련하여 브로드캐스팅 되는 정보의 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제시한다. 구체적으로, 본 발명은 제어 채널의 위치와 관련하여 브로드캐스팅 되는 정보의 오버헤드를 줄이기 위하여, 제어 채널이 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내에서 미리-정의된 (pre-defined) 또는 반 미리-정의된 (semi pre-defined) 위치를 가질 것을 제안한다.

본 발명은 다양한 제어 채널에 적용될 수 있으나, 편의상 상향링크 레인징 채널을 중심으로 설명한다. 본 발명은 제어 채널의 구조, 코드 타입, 코드 종류 등에 제약을 받지 않는다. 제어 채널이 편재된 주파수 밴드 (localized frequency band) 또는 분산된 주파수 밴드 (distributed frequency band)를 사용하는지 여부 는 본 발명에 제약을 주지 않는다. 편의상, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 주파수 밴드의 종류를 특별히 구분하지 않고 설명한다. 또한, 본 명세서에서는 편의상 정규 서브-프레임 (프레임 타입 1)을 기준으로 설명할 것이지만, 이는 예시로서 비정규 서브-프레임 (프레임 타입 2)도 본 발명에서 제한 없이 사용될 수 있다.

구체예 1: 미리-정의된 시간 위치

레인징 채널의 시간 위치를 반복 주기 구간 ("repeat period interval", "Trd" 또는 “제2 주기”라고 칭함) 및 주기 ("period", "Td" 또는 “제1 주기”라고 칭함)를 이용하여 미리-정의할 수 있다. 여기에서, 반복 주기 구간(Trd)은 레인징 채널이 일정한 주기(Td)로 반복되어 나타나는 구간의 단위를 의미한다. 다시 말해서, 레인징 채널은 반복 주기 구간(Trd) 내에서 주기(Td)를 고려하여 일정한 시간 간격으로 할당될 수 있다. 여기에서, 주기(Td)는 0 보다 크거나 같은 수이다. 다시 말해서, 레인징 채널의 시간 위치는 큰 주기인 반복 주기 구간(Trd) 단위로 반복되고, 반복 주기 구간(Trd) 내에서 보다 작은 주기(Td)로 반복된다. 한편, 주기(Td)를 반복 주기 구간(Trd) 내의 전체 영역에 적용하지 않고 부분적으로 적용하는 것도 가능하다. 일 예로, 주기(Td)를 반복 주기 구간(Trd) 내에서 특정 프레임에만 적용하거나 홀수 또는 짝수 번째 프레임에만 적용하는 등의 규제를 가하는 것도 가능하다.

반복 주기 구간은 수퍼-프레임 단위, 또는 수퍼-프레임의 약수 또는 배수 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수퍼-프레임의 지속 시간이 20ms인 경우, 반복 주기 구간은 Trd=20ms로 설정될 수 있고, 레인징 채널은 Trd=20ms 내에서 보다 작 은 시간 주기인 Td로 반복되어 할당될 수 있다. 주기(Td)는 수퍼-프레임 단위, 프레임 단위, 서브-프레임 단위 혹은 OFDMA 심볼 단위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 시간 주기(Td)는 2 프레임 (10ms) 혹은 1 프레임 (5ms)으로 설정될 수 있다. 주기(Td)는 레인징 채널이 반복되는 시간 간격만을 의미하며, 주기(Td)의 시작 위치는 별도로 시그널링 되거나 미리-정의될 수 있다. 주기(Td)의 시작 위치는 레인징 구조를 고려하여 서브-프레임 또는 OFDMA 심볼 단위로 정의될 수 있다.

도 2는 TDD 방식에서 프레임 단위로 주기를 설정한 경우를 예시한다.

도 2를 참조하면, 반복 주기 구간은 수퍼-프레임의 길이로 설정되었고, 주기는 한 프레임의 길이로 설정되었다. 도 2는 0 번째, 1 번째 프레임(F0 및 F1)과 2 번째, 3 번째 프레임(F2 및 F3)의 UL/DL 비율이 다른 경우를 가정하였다. 프레임의 UL/DL 비율이 다른 경우, 실제로 제어 채널이 할당되는 시간 간격은 일정하지 않을 수 있다. 즉, 실제로 제어 채널이 할당되는 시간 간격은 주기(Td)와 다를 수 있다. 따라서, 레인징 채널은 주기(Td)에 맞추어 정확히 할당되기 보다는, 반복 주기 구간(Trd) 및 주기(Td)를 고려하여 UL 영역 내의 소정 위치에 할당된다. 예를 들어, 주기(Td)가 프레임 단위로 주어지는 경우, 매 프레임 마다 하나의 레인징 채널이 할당되지만 해당 프레임에는 레인징 채널이 할당될 수 있는 복수의 서브-프레임 또는 OFDMA 심볼이 존재한다. 이와 같이, UL 영역 내에서 레인징 채널이 할당될 수 있는 복수의 위치가 있는 경우를 고려하여, UL 영역 내의 특정 위치를 레인징 채널 용으로 지정하여 사용할 수 있다 (예, 첫 번째 서브-프레임 등).

도 2는 레인징 채널이 프레임 내에서 UL의 영역의 시작 점에 할당되는 경우 를 가정하였다. 이 경우, 프레임의 UL/DL 비율이 달라지더라도, 단말은 추가적인 시그널링 없이도 레인징 채널이 할당되는 위치를 알 수 있다. 또한, 기지국은 레인징 신호를 수신한 후에 상기 수신된 레인징 신호를 처리할 시간을 확보할 수 있다. 이로 인해, 기지국은 레인징 신호를 수신한 프레임의 바로 다음 프레임에서 레인징 응답을 단말로 전송하는 것이 가능하다. 레인징 채널을 UL 영역의 마지막 (프레임의 마지막)에 위치시키는 것도 가능하다. 레인징 채널을 UL 영역의 마지막에 위치시킴으로써, 단말은 TDD 방식에서 UL/DL 비율을 모르거나 잘못된 정보를 가지고 있더라도 할당된 레인징 채널에 접근할 수 있다. 또한, TDD 방식 또는 FDD 방식에 상관없이 레인징 채널이 고정된 위치에 있으므로, 시스템을 간단히 디자인할 수 있다. 특히, 핸드오버시 단말이 타겟 셀의 UL/DL 비율을 모르고도 레인징 채널이 할당되는 시간 위치를 알 수 있는 장점이 있다. 레인징 채널을 (프레임 내에서) UL 영역의 시작점 또는 끝점에 할당하는 것은 예시로서, 레인징 채널이 할당되는 소정 위치는 UL 영역 내의 어떤 위치도 포함할 수 있다. 상기 소정 위치는 시스템 정보 등을 통해 브로드캐스팅 될 수 있고, 기지국과 단말간에 미리 정해질 수도 있다.

도 3은 TDD 방식에서 서브-프레임 단위로 주기를 설정한 경우를 예시한다.

도 3을 참조하면, 반복 주기 구간은 수퍼-프레임 길이로 설정되고, 주기는 2 서브-프레임 길이로 설정되었다. 레인징 채널은 각 프레임의 UL 서브-프레임들 내에서 주기(Td)로 반복하여 위치한다. 레인징 채널은 UL 영역의 첫 번째 서브-프레임부터 할당되는 것으로 가정하였다. 도 3에서, 0번째, 1 번째 프레임 (F0 및 F1)은 각각 3개의 서브-프레임을 가지며, 2 번째, 3 번째 프레임 (F2 및 F3)은 각각 2 개의 서브-프레임을 가진다. 2 번째, 3 번째 프레임의 경우, UL 서브-프레임의 수가 주기(Td) 보다 작기 때문에 해당 프레임에는 하나의 레인징 채널만이 할당된다. 도 3은 UL 서브-프레임의 시작 부터 뒤쪽으로 주기(Td)가 반복되는 것으로 예시하고 있으나, 이와는 반대로, UL 서브-프레임의 끝 (프레임의 끝) 부분부터 UL 서브-프레임의 앞쪽으로 주기(Td)가 반복되어 나타나도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성을 이용하여, TDD 방식 혹은 FDD 방식에 상관없이 레인징 채널을 항상 UL 서브-프레임의 끝에 오도록 보장하는 것이 가능하다.

도 4는 FDD 방식에서 서브-프레임 단위로 주기를 설정한 경우를 예시한다.

도 4를 참조하면, 반복 주기 구간(Trd)은 수퍼-프레임의 길이로 설정되고, 주기(Td)는 3 서브-프레임의 길이로 설정되었다. 기본적인 내용은 도 2 및 3에서 설명한 것과 동일하므로, 자세한 사항은 도 2 및 도 3을 참조한다.

상술한 예에서, 주기(Td)는 각 프레임 마다 리셋 되어 다시 적용될 수 있고, 반복 주기 구간(Trd) 내에서 연속되어 적용될 수도 있다.

구체예 2: 프리앰블 위치와 관련하여 미리-정의된 시작 시간

구체예 1은 레인징 채널의 시간 위치를 반복 주기 구간(Trd) 내에서 주기(Td)를 이용하여 설명하였다. 본 구체예는 구체예 1과 마찬가지로 반복 주기 구간(Trd) 내에서 주기를 가지나, 주기(Td)의 시작 시간 위치를 특정 이유로 따로 정하는 방법을 설명한다. 예를 들어, 주기(Td)는 반복 주기 구간(Trd)의 시작 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 이후에 시작될 수 있다. 또한, 주기(Td)는 특정 위치로부터 소정의 시간이 경과한 이후에 시작될 수 있다. 상기 특정 위치는 프리앰블 위치를 포함할 수 있다. 초기 레인징과 핸드오버 레인징의 경우, 단말은 프리앰블을 이용하여 하향링크 동기를 맞추고 브로드캐스팅 되는 시스템 정보로부터 레인징에 대한 정보를 습득한 후, 레인징 채널을 통해 상향 접속을 시도한다. 따라서, 레인징 채널을 프리앰블과 연관된 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

이하, 주기(Td)에 따른 레인징 채널의 위치를 프리앰블과 관련하여 유동시키는 방법을 중심으로 설명한다. 그러나, 이는 설명을 위한 예시로서, 중요한 점은 주기(Td)의 시작 위치가 반복 주기 구간(Trd) 내에서 변동될 수 있다는 점이다.

레인징 채널의 위치를 프리앰블과 관련하여 유동시키는 방법의 일 예로, 첫 번째 레인징 채널의 시간 위치는 프리앰블 위치와 연관하여 정해지고, 그 이후의 레인징 채널은 첫 번째 레인징 채널의 시간 위치로부터 주기(Td)를 고려하여 반복되어 할당될 수 있다. 구체적으로, TDD 방식의 경우, 레인징 채널은 프리앰블과 연관된 프레임의 상향링크 서브-프레임에 할당될 수 있다. 프리앰블과 연관된 프레임은 프리앰블을 갖는 프레임을 포함하거나, 프리앰블을 갖는 프레임을 기준으로 오프셋에 의해 지시될 수 있다. 오프셋은 0 이상의 값을 가지며, 프레임 단위, 서브-프레임 단위 또는 OFDMA 심볼 단위로 설정될 수 있다. 상기 오프셋은 반복 주기 구간(Trd) 또는 주기(Td)와 함께 또는 별도로 단말에게 전송될 수 있다.

도 5는 TDD 방식에서 주기(Td)에 관한 오프셋이 설정된 경우를 예시한다.

도 5를 참조하면, 반복 주기 구간(Trd)은 수퍼-프레임 길이로 설정되고, 주기(Td)는 2 서브-프레임 길이로 설정되었다. 주기(Td)에 대한 오프셋이 (프리앰블로부터) 1 프레임으로 설정되었으므로, 첫 번째 프레임의 UL 서브-프레임(F0_UL)에 는 레인징 채널이 할당되지 않고, 두 번째 프레임부터 주기(Td)로 레인징 채널이 할당된다. 각 프레임 내 상향링크 서브-프레임에서 레인징 채널이 할당되는 위치는 앞에서 예시한 바와 같이 미리 정의된 어느 위치에도 가능하다.

도시하지는 않았지만, 오프셋이 0 프레임인 경우에 프리앰블이 위치한 프레임과 동일한 프레임의 상향링크 영역에 레인징 채널이 할당된다. 즉, 프리앰블과 레인징 채널이 같은 프레임 내에 존재하게 된다. 이런 경우, 초기 접근을 시도하는 각 단말은 프리앰블을 이용하여 하향링크 동기를 획득한 이후, 곧바로 뒤따르는 동일 프레임 내의 상향링크 영역에 할당된 레인징 채널을 통해 접속을 시도함으로써 빠르게 DL/UL 동기를 획득할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 오프셋이 1 프레임인 경우, 프리앰블이 위치한 프레임의 다음 프레임의 상향링크 영역에 레인징 채널이 할당된다. 단말은 프리앰블을 수신하여 하향링크 동기를 맞추기 위한 처리 시간을 필요로 할 수 있다. 또한, 단말은 프리앰블 전송 이후에 전송되는 혹은 버퍼에 저장된 브로드캐스팅 정보로부터 레인징에 대한 정보를 얻는 시간을 추가로 필요로 할 수 있다. 이와 같이, 프리앰블을 수신한 시간과 실제로 레인징 채널에 접속할 수 있는 시간 사이에 시간 지연이 발생할 수 있으므로, 레인징 채널을 프리앰블이 위치한 프레임의 다음 프레임에 할당하는 것이 바람직할 수 있다.

도 6은 TDD 방식에서 주기(Td)에 관한 오프셋이 설정된 다른 경우를 예시한다. 도 6은 주기(Td)가 서브-프레임 단위로 지시되었다는 점을 제외하고는 도 5에서 설명한 것과 동일한다. 따라서, 자세한 사항은 도 5를 참조한다.

도 7은 FDD 방식에서 주기(Td)에 관한 오프셋이 설정된 경우를 예시한다.

도 7을 참조하면, 반복 주기 구간(Trd)은 수퍼-프레임 길이로 설정되고, 주기(Td)는 3 서브-프레임 길이로 설정되었다. 주기(Td)에 대한 오프셋이 프리앰블로부터 2 서브-프레임으로 설정되었으므로, 프리앰블이 존재하는 첫 번째 서브-프레임(SF0)으로부터, 두 번째와 세 번째 UL 서브-프레임(SF1 및 SF2)에는 레인징 채널이 할당되지 않고, 네 번째 UL 서브-프레임(SF3)부터 주기(Td)로 레인징 채널이 할당된다. 각 프레임 내 UL 서브-프레임에서의 레인징 채널 위치는 앞선 설명과 동일하게 미리 고정된 그 어느 위치에도 가능하다. 도 7은 서브-프레임 단위의 오프셋을 예시하였으나, 프레임 단위의 오프셋을 적용하는 것도 가능하며, 프레임 단위와 서브-프레임 단위의 오프셋을 동시에 적용하는 것도 가능하다.

상기 설명에서는 수퍼-프레임에 DL 프리앰블이 하나만 있는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 편의상의 이유일 뿐이며 여러 개의 프리앰블이 존재할 경우, 프리앰블에 의해 구간을 나누어 상기 발명을 적용하는 것이 가능하다.

구체예 3: 미리-정의된 주파수 위치

반복 주기 구간(Trd) 내에서 레인징 채널이 할당되는 주파수 위치를 변동시키는 것을 고려할 수 있다. 레인징 채널이 할당되는 위치를 주파수 영역 내에서 호핑시킴으로써 레인징 절차 재시도 시에 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 레인징 채널이 할당되는 주파수 위치를 변동하는 것은 단말과 기지국간에 미리-정의된 설정(또는 패턴)에 따라 수행될 수 있고, 상기 미리-정의된 설정은 셀, 섹터 등과 같은 일정 영역 단위 또는 단말 그룹 단위로 달라질 수 있다. 레인징 채널의 주파수 위치를 변동시키는 일 예로, 반복 주기 구간(Trd) 내에서 시작 주파수 위치만을 고정하고, 이후의 주파수 위치는 미리-정의된 설정에 의해 변동할 수 있다. 미리-정의된 설정은 특정 코드, 미리-정의된 표 혹은 특정 주파수 위치들의 반복 (예, 주기(Td) 마다 주파수 대역의 양 끝을 왔다 갔다 함) 등으로 포함할 수 있다.

도 8은 도 2에서 레인징 채널의 주파수 위치가 변동하는 경우를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 반복 주기 구간(Trd) 내에서 레인징 채널은 처음에는 가장 낮은 주파수 영역에 할당되지만, 다음 번에는 가장 높은 주파수 영역에 할당된다. 레인징 채널은 각 주기(Td) 마다 주파수 대역의 양쪽 끝 위치에 반복 할당된다. 도8은 레인징 채널이 주파수 대역의 양 끝으로 번갈아 호핑하는 경우를 나타내고 있지만, 이는 예시로서 레인징 채널의 주파수 위치는 어떤 위치로도 변경될 수 있다.

도 9는 도 8의 경우를 주파수 영역에서 보다 구체적으로 나타낸다.

도 9를 참조하면, 레인징 구조는 시간 영역에서 여섯 개의 OFDMA 심볼로 스패닝(spanning)된 CP (Cyclic Prefix), 프리앰블 및 GT (guard time)로 구성되고, 주파수 영역에서 레인징 가드 밴드 (혹은 레인징 가드 부반송파)를 양쪽 끝에 포함한다. 레인징 가드 밴드는 인접 채널과의 부반송파간 간섭(Inter-Subcarrier Interference, ISI)을 방지하기 위하여, 실제로 전송되는 신호가 없는 주파수 대역을 의미한다. 레인징 채널이 시스템 주파수 대역의 양 끝으로 호핑되는 경우, 레인징 가드 부반송파를 효율적으로 배치하여 시스템 가드 밴드를 레인징 가드 밴드로 재사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 레인징 가드 밴드는 레인징 채널을 위한 주파수 대역의 한쪽에만 존재하며, 레인징 채널의 위치에 따라서 인접 채널이 존재하는 쪽에 유동적으로 배치된다. 레인징 가드 밴드를 레인징 채널의 한쪽에만 둠으로써 자원을 보다 효율적으로 이용할 수 있다.

도 9의 레인징 구조는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시로서, 본 발명에 사용될 수 있는 레인징 구조는 이로 제한되지 않는다. 예를 들어, 레인징 구조는 시간 영역에서 복수의 OFDMA 심볼로 스패닝된 CP+프리앰블+CP+프리앰블, CP+프리앰블+CP+프리앰블+GT 등의 구조도 제한 없이 포함할 수 있다.

구체예 4: 부하를 고려한 레인징 채널의 할당

초기 레인징과 핸드오버 레인징의 경우, 단말은 프리앰블로부터 하향링크 동기를 맞추고 시스템 정보로부터 레인징에 대한 정보를 습득한 뒤, 레인징 채널을 통해 상향 접속을 시도한다. 따라서, 레인징 채널을 프리앰블과 연관된 위치에 배치하는 것이 바람직하며, 프리앰블과 상대적으로 멀리 떨어진 레인징 채널은 실제 사용 빈도가 적다. 한편, 레인징 절차는 충돌 기반(contention based)이므로, 재시도 시의 레이턴시(latency)를 확보하기 위해 레인징 채널을 시간 영역에서 골고루 분포시키는 것이 바람직하다.

따라서, 주기 반복 구간(Trd) 내에서 주기(Td)에 따라 할당되는 복수의 레인징 채널들 중에서 특정 번째 레인징 채널에 더 많은 레인징 채널을 할당하고(레인징 세트 1), 나머지 레인징 채널들에 대해서는 더 적은 레인징 채널을 할당(레인징 세트 2)을 할당하는 기법을 사용함으로써, 레이턴시를 보장하면서 자원 오버헤드를 줄일 수 있다. 레인징 세트 1의 위치는 반복 주기 구간(Trd) 내에서 고정된 위치로 정해질 수 있다. 또한, 레인징 세트 1의 위치는 도 5-7에서 예시한 바와 같이 프리 앰블과 연관된 위치로 정해질 수 있다.

도 10은 부하를 적용하여 레인징 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 반복 주기 구간(Trd)은 수퍼-프레임 길이로 설정되고, 주기(Td)는 프레임 길이로 설정되었다. 도 10은, 반복 주기 구간(Trd) 내에서 주기(Td)에 따라 할당되는 복수의 레인징 채널 중에서 첫 번째로 할당되는 레인징 채널이 레인징 세트 1에 해당하고, 두 번째 이후의 레인징 채널이 레인징 세트 2에 해당하는 것으로 가정하였다. 이 경우, 레인징 세트 1의 위치에는 상대적으로 많은 레인징 채널이 할당되고, 레인징 세트 2의 위치에는 상대적으로 적은 레인징 채널이 할당된다. 도 10은 레인징 세트 1이 한번만 나타나는 것으로 도시하였으나, 이는 예시에 불과하며 복수의 레인징 세트 1이 존재할 수 있다.

구체예 5: 레거시 모드( Legacy mode )

상술한 설명들은 IEEE 802.16m 모드를 가정하였으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명은 16e와 16m 단말이 동시에 지원되는 레거시 모드에도 적용될 수 있다. 레거시 모드에서 16e와 16m 영역은 TDD 혹은 FDD로 나눠질 수 있다. 도 2와 비교하여, 이러한 예를 도 11과 도 12에 나타냈다.

도 11은 TDD 방식으로 다중화된 경우에 레인징 채널이 할당되는 예를 나타낸다. 도 2와의 차이점은 단지 16m 레인징 채널이 각 프레임의 첫 번째 UL 서브-프레임이 아닌 첫 번째 16m UL 서브-프레임에 존재한다는 것이다. 결국, 레거시 지원 모드(legacy support mode) 또는 16m-온리 모드(only mode)를 포괄적으로 설명하기 위해서는 16m 영역 또는 프레임의 첫 번째(1st) UL 서브-프레임에 레인징 채널을 정의하는 것이 바람직하다.

도 12는 FDD 방식으로 다중화된 경우에 레인징 채널이 할당되는 예를 나타낸다. 이 경우, 레거시 모드 또는 16m 온리 모드에서 레인징 채널이 각 프레임의 첫 번째 UL 서브-프레임에 있는 점은 동일하나, 16m 레인징 채널은 16m 주파수 밴드를 차지하게 된다. 16m 레인징 채널에 할당된 주파수 자원이 편재되어 할당(localized allocation) 되거나 분산되어 할당(distributed allocation) 되는지는 본 발명에 제약을 주지 않는다. 16m 레인징 채널의 주파수 위치는 기본 자원 할당 단위의 물리적 혹은 논리적 인덱스에 의해 정해질 수 있다.

편의상 레거시 모드에서의 예를 하나 씩 들었으나, 앞에서 설명한 구체예에서 UL 서브-프레임을 16m UL 서브-프레임으로 대체함으로써 레거시 모드에도 동일하게 적용될 수 있다.

구체예 6: H- FDD ( Half - Frequency Division Duplex )

상술한 설명을 H-FDD에 적용할 경우, 한 프레임 내에 여러 개의 UL 영역 그룹이 존재할 수 있다. 도 13-15에 2개 그룹에 의한 H-FDD에서 레인징 채널을 할당하는 예를 나타냈다. 상기 예에서 각 단말들은 그룹 1 (G1) 혹은 그룹 2 (G2)에 속하게 되며, 속한 그룹의 DL 및 UL 영역에서 각각 하향링크 및 상향링크 데이터 전송을 수행한다. 이러한 경우, 레인징 채널을 도 13과 같이 특정 그룹의 UL 영역에만 할당하는 것이 가능하다. 특히, 이러한 할당은 단말이 아직 특정 그룹으로 나누어지지 않은 상태인 초기 레인징 (혹은 초기 랜덤 접속) 및 핸드오버 레인징 (핸드오버 랜덤 접속)의 경우에 바람직하다. 도 13의 예에서는 그룹 1 영역(UL_G1)에 레 인징 채널이 할당되는 것을 예로 들었으나, 프레임 내의 그룹 2 영역(UL_G2)에 레인징 채널이 할당되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 14는 H-FDD에서 여러 개의 그룹 영역에 레인징 채널을 할당하는 예를 나타낸다. 여기서는, 편의상 2개 그룹이 있다고 가정한다. 단말들이 이미 각 그룹으로 나누어져 있을 경우, 각 단말은 자신이 속한 그룹의 영역만을 사용할 것이므로, 도시한 바와 같이, 한 프레임 길이의 주기 Td2를 가진다. 이러한 할당은 주기(periodic) 레인징 혹은 대역폭 요청 전송(bandwidth request transmission) (혹은 레인징) 등의 채널에 적합하다. 반면, 특정 그룹에 속하지 않은 단말에게는 그룹 당 나누어진 영역이 의미가 없을 수 있다. 이 경우, 주기 Td2와 달리, 각 그룹의 UL 영역의 길이 단위로 레인징 채널의 주기 Td1이 있는 것으로 해석할 수 있다. 각 그룹의 UL 영역의 길이가 다른 경우, Td1은 각 UL 영역의 길이에 맞춰 동일하지 않은 두 길이를 반복하여 적용할 수 있다. 그룹 영역을 구별하지 않는 경우는 초기 레인징 혹은 핸드오버 레인징을 위한 채널 할당에 적합하다.

도 15는 H-FDD에서 여러 개의 그룹 영역에 상관 없이 레인징 채널을 할당하는 예를 나타낸다. 여기서는, 편의상 2개 그룹이 있다고 가정한다. 그러나, 레인징 채널은 그룹 영역에 상관 없이 주기 Td로 배치된다. 각 그룹에 속한 단말은 자기 그룹 내의 레인징 채널을 이용할 수 있고, 그룹에 속하지 않은 단말은 각각의 그룹 영역과 상관없이 레인징 채널의 위치를 알고 이용할 수 있다. 이러한 방법은 단말이 그룹으로 나눠지기 전에 수행되는 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징을 위한 채널을 할당하는데 적합하다.

구체예 7: 셀 또는 섹터 단위로 오프셋 적용

한 기지국이 여러 셀 혹은 섹터를 지원할 경우, 기지국은 특정 프로세싱을 위해 하나의 하드웨어로만 구현될 수 있다. 이 경우, 기지국은 인접 셀 혹은 인접 섹터의 레인징 채널을 서로 겹치지 않게 수신하는 것이 바람직하다. 인접 셀 혹은 인접 섹터의 레인징 채널을 서로 다른 위치에 할당되기 위해, 레인징 채널의 시간 위치 및/또는 주파수 위치에 서로 다른 오프셋을 적용하는 것을 고려할 수 있다. 오프셋은 서브-프레임 또는 OFDMA 심볼 단위로 설정될 수 있다.

도 16은 셀 별로 레인징 채널의 시간 위치에 오프셋을 적용한 경우이다.

도 16을 참조하면, 반복 주기 구간(Trd)은 수퍼-프레임 길이로 설정되고, 주기(Td)는 1 프레임 길이로 설정되으며, 오프셋은 서브-프레임 단위로 설정되었다. 셀 1은 오프셋이 0이므로 첫 번째 UL 서브-프레임부터 레인징 채널을 가진다. 셀 2는 오프셋이 1이므로 두 번째 UL 서브-프레임부터 레인징 채널을 가진다. 셀 3은 오프셋이 2이므로 세 번째 UL 서브-프레임부터 레인징 채널을 가진다. 셀 별로 서로 다른 오프셋을 적용함으로써, 기지국은 인접 셀 혹은 인접 섹터의 레인징 시그널을 겹치지 않게 수신하여, 단 하나의 하드웨어로 처리하는 것이 가능하다.

도 16의 오프셋은 따로 시그널링 되거나, 오프셋을 고려하여 테이블화된 값을 이용하여 지시될 수도 있다. 여기에 대해서는 뒤에서 보다 자세히 예시하도록 한다. 도 16은 TDD 방식을 고려하여 설명하였으나, FDD 방식에도 오프셋의 의미는 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도 16은 레인징 채널의 시간 위치에 대해서만 오프셋을 적용하고 있으나, 주파수 위치에 대해 오프셋을 적용하거나 시간/주파수 위 치에 대해 복합적으로 오프셋을 적용하는 것도 가능하다. 또한, 상술한 설명에서는 오프셋을 셀 또는 섹터를 구분하기 위한 용도로 사용하였으나, 오프셋은 단말 그룹을 구분하는데도 사용될 수 있다.

상기 설명들에서는 레인징 채널 (혹은 레인징 슬롯)이 주기(Td) 당 하나씩 있는 것처럼 예를 들어 설명하였으나, 이는 편의상의 이유일 뿐이며, 주기(Td) 당 시간 및 주파수 영역에서 다수의 레인징 채널을 할당하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 다수의 레인징 채널을 지시하기 위한 추가적인 시그널링이 필요하다. 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여 시간 혹은 주파수 어느 한쪽으로만 다수의 레인징 채널을 둘 수도 있다. 이 경우, 다수의 레인징 채널이 시간 및 주파수 영역에서 인접하지 않는다고 해서 본 발명에 제약이 되지 않는다. 또한, 레인징 채널은 레인징 슬롯 등의 다른 이름으로 지칭될 수 있다.

본 발명에 적용되는 레인징 채널의 크기는 제약이 되지 않는다. 다만, 프레임의 마지막에 레인징 채널을 위치시키는 등의 특수한 경우, 레인징 채널의 크기를 고려하여 레인징 채널이 다음 프레임까지 넘어가지 않도록 주의해야 한다.

본 발명은 반복 주기 구간(Trd), 주기(Td), 주파수에서의 위치 등과 관련된 파라미터들을 모두 시그널링 할 수도 있고, 지원하는 전체 구성을 테이블화 하여 적용하는 것도 가능하다. 또한, 특정 파라미터는 고정된 값을 사용함으로써 시그널링을 생략할 수 있고, 시그널링 하는 파라미터로만 전체 구성을 테이블화 하여 적용하는 것도 가능하다.

실시예

설명의 편의상, 이하의 모든 예에서는 반복 주기 구간(Trd)가 수퍼-프레임의 주기와 같다고 가정한다. 이 경우, 레인징 채널에 대한 정보는 수퍼-프레임 헤더에서 시그널링 해주는 것이 바람직하다. 레인징 채널에 대한 정보는 프라이머리(primary) 브로드캐스팅 채널 혹은 세컨더리(secondary) 브로드캐스팅 채널로 전송될 수 있다. 수퍼-프레임 내의 4개 프레임 중 어느 프레임에 레인징 채널이 있는지를 1 비트로 시그널링 할 수 있다. 이러한 예를 표 3에 나타냈다.

표 3을 참조하면, 기지국이 설정 '0'을 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 모든 프레임에 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 기지국이 설정 '1'을 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 짝수 번째 프레임들에만 있다는 것을 알 수 있다. 수퍼-프레임의 길이가 20ms이고 프레임의 길이가 5ms라면, 설정 '0'는 5ms 주기(Td)의 레인징 채널을 가진다고 볼 수 있고, 설정 '1'은 10ms 주기(Td)의 레인징 채널을 가진다고 볼 수 있다. 상기 예는 레인징 채널이 홀수 번째 프레임들에 있는 것으로 가정하고 있으나, 짝수 번째 프레임들에만 있도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 2 비트로 시그널링 하는 것도 가능하다. 이 경우, 네 가지 설정이 가능하다. 표 4는 반복 주기 구간(Trd)인 수퍼-프레임 내에서의 레인징 채널의 위치를 2 비트로 시그널링 하는 예를 나타내었다.

표 4를 참조하면, 기지국이 설정 '0'을 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 모든 프레임에 있다는 것을 알 수 있다. 기지국이 설정 '1'을 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 홀수 번째 프레임들에만 있다는 것을 알 수 있다. 기지국이 설정 '2'를 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 짝수 번째 프레임들에만 있다는 것을 알 수 있다. 설정 '1'과 '2'는 레인징 채널의 위치는 다르나, 주기(Td)는 10ms로 서로 같다. 한편, 기지국이 설정 '3'을 브로드캐스팅 하면, 각 단말들은 레인징 채널이 첫 번째 프레임에만 있다는 것을 알 수 있다. 설정 '3'은 첫 번째 프레임에만 레인징 채널을 할당하는 것으로 이러한 경우, 레인징 채널의 주기(Td)는 20ms가 된다. 표 4의 설정 '3'은 표 4는 첫 번째 프레임에만 레인징 채널을 할당하는 경우를 나타내고 있으나, 이는 예시에 불과한 것으로서 레인징 채널을 미리 정해진 어떤 특정 프레임에 할당함으로써 20ms 주기(Td)를 가지게 구성하는 것이 가능하다.

상기 표 1 혹은 표 2와 같이 구성을 이용하여, 수퍼-프레임 내에서 레인징 채널이 어느 프레임에 있는지 알 수 있다. 이후, 프레임 내의 시간 및 주파수 위치와 레인징 채널 (혹은 슬롯)의 수 등을 추가적인 시그널링을 통해 지시(indication)하거나 기지국과 단말이 이미 알고 있도록 미리 정해놓는다.

레인징 채널의 프레임 내 시간 위치는 0 보다 큰 x 비트(x bits)로 지시할 수 있고, 시그널링 없이 고정된 위치를 사용할 수도 있다. 프레임 내의 고정된 시간 위치는 UL 영역과 DL 영역의 다중화 방식(TDD, H-FDD, F-FDD)에 따라 다르게 적용하는 방법을 사용할 수 있다. 일 예로, UL 영역과 DL 영역이 TDD 방식으로 다중화된 경우, 레인징 채널의 시간 위치는 레거시 모드에서 프레임 내 16m UL 영역의 첫 번째 서브-프레임으로 미리 정해놓을 수 있다. 레인징 채널의 시간 위치는 16e 영역과 16m 영역의 다중화가 TDD 형태이던 FDD 형태이던 동일하게 적용할 수 있다. 16m 온리 모드인 경우, 레인징 채널의 시간 위치는 프레임 내 UL 영역의 첫 번째 서브-프레임으로 미리 정해놓을 수 있다. 다른 예로, UL 영역과 DL 영역이 H-FDD 방식으로 다중화된 경우, 레인징 채널의 프레임 내 시간 위치는 첫 번째 혹은 마지막 서브-프레임으로 정해놓을 수 있다. 또 다른 예로, 레인징 채널의 프레임 내 시간 위치는 UL 프레임 내에서 두 번째 그룹 영역의 첫 번째 서브-프레임으로 정해놓을 수 있다. 또 다른 예로, UL 영역과 DL 영역이 F-FDD 방식으로 다중화된 경우, 레인징 채널의 프레임 내 시간 위치는 첫 번째 혹은 마지막 서브-프레임으로 정해놓을 수 있다. 또 다른 예로, 레인징 채널의 프레임 내 시간 위치는 특정 서브-프레임으로 미리 정해놓을 수 있다.

또한, (한 기지국 내) 여러 셀 또는 섹터 간에 서로 다른 레인징 채널 위치를 사용하기 위한 오프셋을 1 혹은 2 비트를 이용하여 추가로 시그널링 하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 오프셋까지 고려하여 설정을 구성할 수도 있다. 표 5 및 표 6에 이러한 예를 나타내었다.

표 5 및 6은 오프셋이 적용된다는 점을 제외하고는 각각 표 3 및 4에서 예시한 것과 기본적으로 동일하다. 도 5 및 6에서는 설정에 따라 0 ~ 3 서브-프레임 오프셋을 지시할 수 있으므로, 인접 셀 또는 인접 섹터의 레인징 채널 위치를 서로 다르게 설정하는 것이 가능하다.

표 3-6에서, 레인징 채널의 주파수 영역에서의 위치는 y 비트(y bits)를 사용하여 지시될 수 있고, 시그널링 없이 고정될 수도 있다. 프레임 내 고정된 위치를 사용할 경우, 레인징 채널은 도 8와 같이 시스템 주파수 대역의 양쪽 끝에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 짝수 번째 프레임에는 시스템 주파수 대역에서 가장 낮은 주파수 대역을 사용하고, 홀수 번째 프레임에는 시스템 주파수 대역에서 가장 높은 주파수 대역을 사용하도록 구성할 수 있다. 이때, 레인징 채널 내의 가드 밴드 위치는 도 9와 같이 할당되는 주파수 대역에 따라 변경될 수 있다.

레인징 채널의 프레임 위치 및 프레임 내에서의 시간/주파수 위치를 앞선 방법들을 통해 시그널링 하거나 미리 정해놓은 이후, (인접한) 레인징 채널의 개수를 z 비트(z bits)를 사용하여 지시해 줄 수 있다. 이때, 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해서, 시그널링 되는 정보는 단순한 물리적으로 혹은 논리적으로 인접한 레인징 채널의 수만을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 연속된 채널의 할당은 시간 순으로 혹은 주파수순으로 미리 정해져 있을 수 있다. 또한, 시간과 주파수에서의 할당이 우선순위를 가지고 정해져 있을 수도 있다. 예를 들어, 시간과 주파수에서 할당이 되며, 주파수에 우선순위가 있다고 하면, 시그널링 된 수의 레인징 채널을 주파수 영역에 먼저 할당할 수 있다. 한편, 레인징 채널을 주파수 영역에 더 이상 할당하지 못할 경우, 시간을 증가시키고, 할당했던 가장 낮은 물리적 혹은 논리적 주파수 대역 (혹은 인덱스)부터 다시 주파수 영역에 할당할 수 있다. 이때, 레인징 채널이 주파수 대역의 어느 한쪽 끝에 있을 경우, 다른 쪽 끝 (자원이 존재하는 쪽)으로 각각의 채널을 할당한다. 다시 말해서, 주파수 상에서의 레인징 채널의 할당 방향은 각각 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어, 2 비트를 사용하여 각 프레임 내에서의 레인징 채널의 개수를 시그널링 할 수 있다. 또한, 3 비트를 사용하여 각 프레임 내에서의 레인징 채널의 개수를 시그널링 할 수 있다. 또한 이러한 인접한 레인징 채널의 개수는 앞서 설명한 부하를 적용하여 서로 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널의 개수를 두 가지 형태로 시그널링 하여, 앞선 2 프레임에 레인징 채널이 있을 경우 시그널링 된 수 중에서 하나의 정보를 사용하고, 뒤쪽의 2 프레임에 레인징 채널이 있을 경우 시그널링 된 수 중 다른 하나의 정보를 사용할 수 있다. 다른 예를 들어, 레인징 채널의 개수를 한 가지 형태로 시그널링 하여, 앞선 1 프레임에 레인징 채널이 있을 경우 시그널링 된 수 만큼 사용하고, 나머지 프레임들에는 레인징 채널이 있을 경우 미리 고정된 수 (예, 1개) 만큼의 레인징 채널만을 사용할 수 있다.

F-FDD 방식인 경우, TDD 방식에서와 다르게 레인징 채널의 위치를 해석하는 방법을 사용할 수 있다. 먼저, TDD 방식의 경우, 표 4에서 예시한 바와 같이 2 비트 시그널링을 사용하고, 짝수 번째 프레임에서는 시스템 주파수 대역에서 가장 낮은 주파수 대역을 사용하며, 홀수 번째 프레임에서는 시스템 주파수 대역에서 가장 높은 주파수 대역을 사용하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 인접한 레인징 채널의 수가 3 비트 (총 8개)로 지시되는 경우, 총 5 비트의 시그널링이 필요하다. 또한, 인접한 레인징 채널의 수가 2 비트 (총 4개)로 지시되는 경우, 총 4 비트의 시그널링이 필요하다. TDD인 경우는 앞선 설명에서와 같이 수퍼-프레임 내의 레인징 채널들의 시간 및 주파수 위치를 알 수 있다. 한편, F-FDD 방식인 경우, 동일한 시그널링 정보를 다르게 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, TDD 방식에서 사용된 전체 k 비트들을 한 가지 혹은 두 가지 의미로 나누어 재해석하는 것이 가능하다. i 비트 (i>=0)는 수퍼-프레임 내에서의 시작 서브-프레임에 대한 오프셋을 나타내고, j 비트 (j>=0)는 수퍼-프레임 내에서의 레인징 채널의 주기(Td)를 서브-프레임 단위로 알려준다. 다른 방법으로, i 비트 (i>=1)는 프레임 내에서의 시작 서브-프레임에 대한 오프셋을 나타내고, j 비트 (j>=1)는 프레임 내에서의 레인징 채널의 주기를 서브-프레임 단위로 알려준다. 이때 i 값은 시그널링 없이 특정 값(예, 0)으로 시작 위치를 고정하고 주기 j만을 알려줄 수 있다. 이 두 가지를 고려한 테이블화도 가능하다. 표 7은 오프셋을 고려하여 4 비트로 시그널링 하는 예를 나타낸다.

표 7을 참조하면, 설정 '0'~'2'는 20ms 주기(Td)를 가지며 수퍼-프레임의 첫 번째 프레임의 해당 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 설정 '3'~'5'는 10ms 주기(Td)를 가지며 홀수 번째 프레임에서 해당 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 설정 '6'~'8'는 5ms 주기(Td)를 가지며 모든 프레임에서 해당 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 설정 '9'~'11'는 4 서브-프레임의 주기(2.4680us; Td)를 가지며 모든 프레임에서 해당 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 설정 '12'~'14'는 2 서브-프레임의 주기(1.8510us; Td)를 가지며 모든 프레임에서 해당 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 설정 '15'는 1 서브-프레임의 주기(0.617us; Td)를 가지며 모든 프레임에서 모든 서브-프레임에 레인징 채널을 가진다. 시그널링 비트 수를 줄이기 위해, 표 7에서 일부분만을 뽑아서 실제 테이블로 구성하는 것도 가능하다.

상기 예시는 채널 별로 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어, 초기 레인징, 주기 레인징, 핸드오버 레인징, 대역폭 레인징에 각각 다른 방법을 적용할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 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. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 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.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 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.

본 발명은 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 TDD (Time Division Duplex) 방식, F-FDD (Full-Frequency Division Duplex) 방식 또는 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex) 방식을 지원하는 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 적용될 수 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.

도 1은 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m의 프레임 구조를 예시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 TDD (Time Division Duplex) 모드에서 제어 채널을 프레임 단위의 주기로 할당하는 예를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 TDD 모드에서 제어 채널을 서브프레임 단위의 주기로 할당하는 예를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 FDD 모드에서 제어 채널을 서브프레임 단위의 주기로 할당하는 예를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 TDD 모드에서 프리앰블과 연관하여 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 TDD 모드에서 프리앰블과 연관하여 제어 채널을 할당하는 다른 예를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 FDD 모드에서 프리앰블과 연관하여 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어 채널이 할당되는 위치가 주파수 영역에서 호핑되는 것을 예시한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제어 채널이 할당되는 위치가 주파수 영역에서 주파수 대역의 양쪽 끝으로 호핑되는 것을 예시한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 부하에 따라 제어 채널의 수를 불균등하게 할당하는 예를 나타낸다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 레가시 지원 모드에서 TDD 다중화를 수행하는 예를 나타낸다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 레가시 지원 모드에서 FDD 다중화를 수행하는 예를 나타낸다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 두 그룹에 의한 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex)에서 한 그룹에만 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 그룹에 의한 H-FDD에서 그룹 단위로 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 두 그룹에 의한 H-FDD에서 그룹에 상관없이 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 오프셋을 사용하여 셀 또는 섹터 단위로 서로 다른 위치에 제어 채널을 할당하는 예를 나타낸다.

Claims

이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 있어서,

제어 채널이 반복하여 할당되는 시간 간격에 관한 제1 주기, 및 상기 제어 채널이 상기 제1 주기에 따라 반복하여 할당되는 시간 구간에 관한 제2 주기를 지시하는 제어 채널 설정 정보를 수신하는 단계;

상기 제1 주기 및 상기 제2 주기를 고려하여, 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내의 소정 위치에 제어 채널을 생성하는 단계; 및

상기 생성된 제어 채널을 통해 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 이동 통신 시스템은 수퍼-프레임을 이용하여 통신을 수행하되,

하나의 수퍼-프레임은 복수의 프레임으로 구성되고, 각각의 프레임은 복수의 서브프레임으로 구성되며, 각각의 서브프레임은 복수의 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제2항에 있어서,

상기 제1 주기는 수퍼-프레임 단위, 프레임 단위, 서브-프레임 단위 또는 OFDMA 심볼 단위로 지시되고, 상기 제2 주기는 수퍼-프레임의 약수 또는 배수 단위로 지시되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제2항에 있어서,

상기 제어 채널 설정 정보는 상기 수퍼-프레임의 헤더를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 상기 상향 전송을 위한 시간-주파수 자원 영역 내에서 시간 영역의 시간 부분 또는 끝 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 주기는 상기 제2 주기의 시작 시점으로부터 오프셋이 지난 이후에 시작되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 제1 주기는 프리앰블로부터 오프셋이 지난 이후에 시작되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 오프셋은 프레임 단위, 서브프레임 단위 또는 OFDMA 심볼 단위로 지시되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 주파수 영역에서 미리 정해진 방식으로 호핑하는 것을 특징으로 제어 정보의 상향 전송 방법.
제9항에 있어서,

상기 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 주파수 대역의 양쪽 끝으로 호핑하는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 주기 내에서 상기 제1 주기를 고려하여 할당되는 복수의 제어 채널들은 제어 채널의 개수가 불균등하게 설정되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 주기는 단말 그룹 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 채널이 생성되는 소정 위치는 셀 또는 섹터 단위로 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 주기 및 상기 제2 주기는 이들 간의 조합을 지시하는 인덱스를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 채널은 레인징 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보의 상향 전송 방법.