KR20100035430A - 다중 반송파를 지원하는 무선접속 시스템에서 반송파 전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예로서 다중 반송파를 지원하는 무선 접속시스템에서 반송파 전송방법은, 기지국은 단말과 처음 접속시 단말의 성능에 따라 하나 이상의 반송파를 단말에 할당하는 단계와 제 1 식별자와 하나 이상의 반송파를 맵핑하는 단계와 하나 이상의 반송파를 단말에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 단말은 다중 반송파에 상관없이 동일한 CID 또는 단말 식별자만을 사용할 수 있다. 따라서, 맵 수신 및 하향링크/상향링크 제어 등의 과정을 하나의 식별자로써 수행할 수 있다.

CID, 반송파, MS ID, SID, FID

Description

다중 반송파를 지원하는 무선접속 시스템에서 반송파 전송방법{Method of transmitting carrier in wireless access system supporting multi-carrier}

본 발명은 다중 반송파를 사용하는 무선접속 시스템에 관한 것이다.

이동통신 시스템에서는 이동단말(MS: Mobile Station)은 단말 ID(UE ID in 3GPP) 또는 연결 식별자(CID: Connection ID in IEEE 802.16)를 통해 구분될 수 있다. 연결식별자(CID)들은 기지국과 단말이 공용 채널을 통해 통신을 하는 경우, 어떤 단말과 통신하는지 알려주기 위해서 사용된다.

이하에서는 다중 반송파를 지원하는 시스템에서 연결 식별자(CID: Connection Identifier)에 대하여 간략히 설명한다.

휴대인터넷 및 무선접속 시스템 중 하나인 IEEE 802.16에서 16 비트의 연결 식별자(CID)를 사용할 수 있다. CID는 MAC 부계층 상의 각 동등 계체(Peer)들 사이에서 필요한 서비스 플로우(Service Flow)에 매핑된 연결에 대한 구분 및 식별을 위한 주소를 의미한다. 이때, CID의 위치는 MAC PDU 헤더에서 지시할 수 있다.

무선 접속 시스템에서 단말 및 기지국의 연결들은 MAC 헤더에 있는 CID에 의해 식별되고, CID는 그와 관련된 서비스 플로우(Service Flow) QoS 파라미터들을 정의하고 있는 SFID(Service Flow IDentifier)에 매칭될 수 있다.

CID는 크게 관리용 CID, 일반 CID 및 기타 CID로 분류할 수 있다. 관리용 CID는 모든 이동단말이 초기화 때 일련의 레인징 및 등록 과정을 통해 기지국(BS: Base Station)으로부터 할당받는 것이다.

관리용 CID는 다음의 3가지가 있다. 첫 번째로 초기 접속 단계에서 기지국이 단말을 식별하기 위해 단말의 MAC 주소가 맵핑되는 기본 CID(Basic CID), 인증 메시지 및 동적자원할당 관련 메시지들에서 사용되는 주 CID(Primary CID) 및 단말의 성능협상 과정에서 사용 여부가 결정되며 선택적으로 사용되는 부 CID(Secondary CID)가 있다.

일반 CID는 각 단말(MS: Mobile Station)에 새로운 세션이 열릴 때마다 기지국으로부터 할당받는 단방향 CID(Unidirectional CID)를 의미한다.

기타 CID는 사용자의 트래픽의 서비스를 구분하기 위한 전송 CID(Transport CID ), 방송 서비스를 구분하기 위한 방송 CID(Broadcasting CID) 및 멀티캐스팅을 구분하기 위한 멀티캐스팅 CID(Multicasting CID)로 구분될 수 있다.

CID는 하나의 논리적인 접속(connection)마다 할당되며, 하나의 기지국은 각 연결 식별자 집합(CID set)을 사용한다. 하나의 CID가 16 비트의 길이를 가지므로, 기지국은 총 65536 개의 CID를 사용할 수 있다. 각 CID는 용도에 따라 사용될 수 있다. 따라서, 소정의 CID는 방송 제어(Broadcast Control)를 위해 미리 정해질 수 있으며, 그 외의 나머지 CID들이 각 단말에 할당될 수 있다.

단말(MS)에 할당되는 CID는 하나의 기본 CID(Basic CID), 하나의 주 관리 CID(Primary management CID), 다수의 전송 CID(Transport CID) 및 다수의 부 관리 CID(Secondary management CID)가 있다. 현재 이동통신 시스템에서는 총 16개의 CID가 하나의 단말에 할당될 수 있도록 규정하고 있으며, 이 경우 약 4000개의 단말이 하나의 CID 집합으로 표현할 수 있다. 만약, 하나의 단말이 5 개 정도의 CID를 갖는다고 가정하면, 약 13000개의 단말을 현재의 CID 구조를 통해 하나의 BS에서 관리할 수 있다.

차세대 이동통신 시스템에서는 더욱 많은 자원을 사용하고, 다양한 인터넷 서비스를 제공하기 위해 더 많은 세션(session)이 필요할 것이다. 특히, 다중 반송파를 지원하는 기지국에서 반송파의 수가 많아지게 되면, 결국 더 많은 이동단말(MS)를 지원해야 한다는 것을 의미한다.

특히, 다중 반송파를 동시에 송수신하는 이동단말(MS)이 사용되는 것을 가정하면, 하나의 매체접속제어(MAC: Media Access Control) 계층에서 여러 다중 반송파 자원을 관리하게 된다. 이러한 경우 CID 사용에는 다음과 같은 한계가 발생한다.

만약, 하나의 CID 집합을 모든 다중 반송파에 동일하게 적용한다고 가정하면, 다중 반송파의 수가 많아지면서 그 수가 부족할 수 있다.

또한, 각각의 반송파마다 CID 집합을 따로 관리하게 되면, 하나의 공통 MAC을 사용하는 경우 다중 반송파를 동시에 송수신하는 시스템에 대해서 복잡도가 증가할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다중 반송파를 지원하는 시스템에서 효율적으로 데이터를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 CID를 할당하고 관리하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 다중 반송파를 지원할 수 있는 단말에 대 해 단말을 구분하는 단말 식별자를 소정의 부반송파에 맵핑하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단말 식별자를 다중 반송파의 개수와 전체 자원의 크기에 관계없이 동일한 구조를 갖도록 할당하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 CID의 기능을 계층별로 나누어, 별개의 식별자로서 구성하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다중 반송파를 사용하는 무선접속 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 다중 반송파를 지원하는 무선 접속시스템에서 반송파 전송방법은 기지국은 단말과 처음 접속시 단말의 성능에 따라 하나 이상의 반송파를 단말에 할당하는 단계와 제 1 식별자와 하나 이상의 반송파를 맵핑하는 단계와 하나 이상의 반송파를 단말에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서 제 1 식별자는 연결 식별자(CID)일 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태의 상기 맵핑하는 단계에서, 단말이 다중 반송파를 지원하면 제 1 식별자에 다수의 반송파를 맵핑하고, 단말이 다중 반송파를 지원하지 않으면 제 1 식별자에 하나의 반송파를 맵핑하는 것이 바람직하다. 이때, 다수의 반송파는 하나 이상의 주 반송파 및 부 반송파를 포함할 수 있다.

이때, 주 반송파는 유니캐스트 제어 정보를 송수신하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 부 반송파는 데이터 및 제어 정보의 송수신에 사용될 수 있다.

상기 본 발명의 일 양태에서 기지국은 물리계층에서 단말을 식별하기 위해 제 1 식별자를 사용하고, 단말과 연결이 설정된 후에는 매체접속 제어계층에서 각 서비스를 식별하기 위해 제 2 식별자(flow ID)를 사용할 수 있다. 이때, 제 1 식별자의 크기 및 제 2 식별자의 크기는 연결 식별자의 크기보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용하면 다중 반송파를 지원하는 시스템에서 효율적으로 데이터를 송수신할 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들을 통해 기지국은 충분한 수의 식별자들을 확보할 수 있다. 따라서, CID 또는 단말 식별자(MS ID)를 효율적으로 할당하고 관리할 수 있다.

셋째, 소정의 단말 식별자를 부반송파에 맵핑함으로써, 다중 반송파의 개수와 전체 자원의 크기에 관계없이 동일한 구조의 단말 식별자를 사용할 수 있다. 즉, 단말은 다중 반송파에 상관없이 동일한 CID 또는 단말 식별자만을 사용할 수 있다. 따라서, 맵 수신 및 하향링크/상향링크 제어 등의 과정을 하나의 식별자로써 수행할 수 있어 효과적이다.

넷째, 특정 셀 내에 MS의 수가 작은 경우에는 단말 식별자를 공유하여 그 사용량을 줄인 후, 축소된 식별자(reduced ID) 형태로 사용할 수 있다. 이 경우 다음과 같은 효과가 있다.

MAP 메시지를 조인트 코딩(Joint Coding) 하여 전송하는 시스템(예를 들어, WiMAX 등)에서는 축소된 식별자를 사용함으로써, MS ID 전송을 위해 필요한 자원의 양을 줄일 수 있다.

MAP 메시지를 분할 코딩(Separate Coding)하여 전송하는 경우, 일반적으로 단말 식별자를 MAP의 CRC에 마스킹(masking)하여 전송한다. 이러한 경우 CRC의 오류검출 확률이 높아진다. 따라서, MS ID의 길이를 줄이면, 오류가 발생할 확률을 낮출 수 있다.

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.

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.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 각 단말 별로 CID를 할당하고 관리하는 방법을 나타내는 도면이다.

MS에 할당된 CID는 MS의 성능(capability)에 따라 유효한 반송파(carrier)가 다르게 맵핑될 수 있다. 도 1을 참조하면, CID 4는 반송파 1(Carrier 1)에서는 MS 1에만 할당되고, 반송파 3(carrier 3)에서는 MS 2에 할당된다. 즉, 동일한 CID를 반송파에 따라 서로 다른 MS가 공유할 수 있게 된다.

반면, CID 11의 경우 Carrier 3,4에서 모두 MS 3에 할당될 수 있다. 또한, CID 18은 모든 반송파에서 MS 4를 위해서만 할당되며, CID 24는 반송파 1(carrier 1) 및 반송파 4(carrier 4)에서 MS 5를 위해 할당될 수 있다. 즉, 단말의 다중 반송파를 지원할 수 있는 성능에 따라 각 단말 식별자에 맵핑되는 반송파의 개수가 달라질 수 있다.

기지국은 단말과 처음 접속 시에 단말의 성능(capability)을 확인하여, CID를 다음과 같이 맵핑(mapping) 할 수 있다.

다중 반송파(multi-carrier)를 지원하는 MS의 경우, 단말과 기지국의 초기 접속 후에 단말은 기지국으로부터 주반송파(primary carrier)와 부반송파(secondary carrier)를 할당받을 수 있다. 주반송파는 대부분의 유니캐스트 제어 정보를 송수신하는 반송파이며, 부반송파는 주로 데이터 전송과 일부 제어 정보의 송수신에 사용되는 반송파를 의미할 수 있다.

기지국은 MS에 할당한 반송파들의 경우 동일한 CID를 이용하여 MS와 송수신할 수 있다. 기지국은 MS에 할당한 반송파와 CID의 맵핑을 쉽게 하기 위하여, CID를 다중 반송파 지원하는 단말과 아닌 단말로 나누어 각 단말별로 CID를 맵핑할 수 있다. 예를 들어 CID 1~n 까지는 단일 반송파만을 지원하는 단말(single carrier only MS), CID n~m 까지는 다중 반송파를 지원하는 단말(Multi-carrier MS) 등으로 나누어서 영역을 사용할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예로서, CID를 계층별로 구분하여 사용하는 경우를 나타낸다.

본 발명의 실시예들이 적용되는 시스템은 다음과 같은 다중 반송파를 지원할 수 있다. 예를 들어, 단일한 공통의 매체접속제어 계층(MAC layer: Media Access Control layer)이 다중 반송파의 물리계층(PHY: Physical layer)과 모두 연결되어 있다. 또한, 다양한 타입의 다중 반송파 수신 능력을 갖는 이동단말(MS: Mobile Station)이 하나의 셀에 동시에 존재할 수 있다(예를 들어, 최대 4개의 반송파를 하나의 MAC이 제어하는 시스템). 이때, 이동단말은 하나 이상의 캐리어를 이용하여 송수신할 수 있다.

도 2를 참조하면, 송신단 및 수신단은 MAC 계층과 물리 계층을 포함하고 있다. 이때, 송신단 및 수신단에서는 계층별로 CID의 기능을 나누어 사용할 수 있다. CID는 MAC 계층에서는 서비스 플로우를 식별하는 기능을 수행한다. 또한, CID는 물리계층에서는 각각의 단말들을 식별하는 기능을 수행할 수 있다.

따라서, MAC 계층에서는 16 비트의 CID를 사용하지 않고, 특정 단말에서 서비스만을 식별하는 서비스 플로우 식별자(SFID: Service Flow ID)를 이용할 수 있다. 이때, SFID는 각 단말을 식별하지 않아도 되므로 CID의 크기보다 작은 크기로써 나타낼 수 있다.

또한, 물리 계층에서도 16 비트의 CID를 사용하지 않고, 기지국에서 서비스를 식별하는 기능을 제외하고 단말들만을 식별하도록 단말 식별자(MS ID)를 이용할 수 있다. 즉, MS ID는 서비스를 식별하지 않아도 되므로 CID의 크기보다 작은 크기로써 나타낼 수 있다.

도 2에서 송신단은 데이터 또는 제어 메시지를 전송하는 주체로서 단말 또는 기지국이 될 수 있다. 수신단은 데이터 또는 제어 메시지를 수신하는 주체로서 기지국 또는 단말이 될 수 있다.

실제로 CID는 MS뿐만 아니라 접속(connection)을 구분하는 역할을 수행할 수 있다. 다만, 물리계층에서는 이와 같이 접속(connection)의 구분이 의미가 없고 MS를 식별하는 것만이 의미가 있다. 이러한 이유로 인해서, CID를 MS만을 구분하는 새로운 식별자인 MS ID와 세션(session)을 구분하는 SID(Session ID)로 나누어서 사용할 수 있다. 기존의 CID는 MS ID + SID 와 동일한 개념이다. 단, SID는 물리계층 동작에서는 사용되지 않으며, MS ID는 MAC PDU에 포함될 필요가 없다. MS ID는 BS와 MS의 MAC에서 프리미티브(primitive) 형태로 계층 간(inter-layer)에 전송되면 된다.

이와 같이 가정하면, 제안된 방법을 보다 효율적으로 적용할 수 있게 된다. 앞서 설명한 CID는 MS-ID로 대체하여 적용하면 동일하다. SID는 MAC에서만 사용되기 때문에 다중 반송파 물리계층 구조에서는 큰 의미가 없다. MS ID는 MAP을 송수신하거나, 상향링크 대역폭 요청(Uplink BW request) 등에 사용될 수 있다.

단말은 상황에 따라서 수신할 수 있는 다중 반송파의 수를 변경할 수 있다. 이 경우 기지국에 단말이 수신할 수 있는 다중 반송파의 개수를 등록하고 부반송파 집합(secondary carrier set)을 변경한 후 이 과정에 따라 단말 식별자가 갱신되는 과정을 수행할 수 있다.

단말 식별자는 항상 주 반송파 (primary carrier) 또는 부 반송파(secondary carrier)에서만 유효하므로, 다른 반송파에서 사용되는 동일 MS ID는 다른 MS를 위해 사용될 수 있다. 따라서, 단말이 전송되는 다중 반송파 개수가 변경되는 시점은 기지국으로부터 단말에게 알려져야 한다.

상향링크에서 램덤접속(random access)이 수행되는 경우에도, MS는 반드시 주 반송파 또는 부 반송파에 데이터 버스트를 송신해야 한다. 단, DL과 UL의 주반송파 및/또는 부반송파는 다르게 정의될 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 명시적 인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 각 단말 별로 CID를 할당하고 관리하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예로서, CID를 계층별로 구분하여 사용하는 경우를 나타낸다.

Claims (8)

1. 다중 반송파를 지원하는 무선 접속시스템에서 반송파 전송방법에 있어서,

   기지국은 단말과 처음 접속시 상기 단말의 성능에 따라 하나 이상의 반송파를 상기 단말에 할당하는 단계;

   상기 단말을 식별하기 위한 제 1 식별자와 상기 하나 이상의 반송파를 맵핑하는 단계; 및

   상기 하나 이상의 반송파를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는, 반송파 전송방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 식별자는 연결 식별자(CID)인 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 맵핑하는 단계에서,

   상기 단말이 다중 반송파를 지원하면 상기 제 1 식별자에 다수의 반송파를 맵핑하고,

   상기 단말이 다중 반송파를 지원하지 않으면 상기 제 1 식별자에 하나의 반송파를 맵핑하는 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 다수의 반송파는 하나 이상의 주 반송파 및 부 반송파를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 주 반송파는 유니캐스트 제어 정보를 송수신하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 부 반송파는 데이터 및 제어 정보의 송수신에 사용되는 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 기지국은 물리계층에서 상기 단말을 식별하기 위해 상기 제 1 식별자를 사용하고, 상기 단말과 연결이 설정된 후에는 매체접속제어계층에서 각 서비스를 식별하기 위해 제 2 식별자(flow ID)를 사용하는 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제 1 식별자의 크기 및 상기 제 2 식별자의 크기는 연결 식별자의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 반송파 전송방법.

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