KR20100081898A - 광대역 무선통신 시스템에서 코드북을 이용한 자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 코드북을 이용한 자원 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 자원 할당에 관한 것으로, 무선 노드의 동작은, 코드북 생성을 위한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 집합 및 버스트 크기 집합을 확인하는 과정과, 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 상기 코드북을 생성하는 과정과, 상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성 또는 해석하는 과정을 포함하며, 제한된 범위의 MCS 레벨들 및 자원 크기들을 지시하는 코드북을 기반으로 생성된 자원 할당 정보를 이용함으로써, 자원 할당 정보로 인한 오버헤드(overhead)를 최소화할 수 있다.
자원 할당, 코드북(codebook), 자원할당 비트맵(bitmap), MCS(Modulation and Coding Scheme) 집합, 패킷 범위 타입(range type)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 코드북을 이용한 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RESOURCES USING COODBOOK IN A BORADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 코드북을 이용하여 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(1th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 이용하여 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템이다. 상기 IEEE 802.16 시스템은 물리 채널(physical channel)에서의 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식을 적용한 통신 시스템이 다.
상기 IEEE 802.16 시스템과 같은 광대역 무선통신 시스템에서, 기지국은 데이터의 송수신을 위해서 단말에게 자원을 할당한다. 그리고, 기지국은 할당된 자원의 위치 및 크기, 변조 방식, 부호화율 등의 자원 할당 결과를 나타내는 맵(MAP)을 하향링크 채널을 통해 단말에게 송신한다. 더욱이, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기법을 적용하는 경우, 어떠한 MIMO 기술을 적용할지를 나타내는 MIMO 구성(configuration) 정보가 상기 맵에 추가적으로 포함된다. 일반적으로, 상향링크 통신을 위한 자원 할당 결과를 나타내는 맵 및 하향링크 통신을 위한 자원 할당 결과를 나타내는 맵은 별도로 구성되며, 하나의 자원 할당을 위해 필요한 정보의 단위는 맵 IE(Information Element)라 불린다.
통신을 수행하기 위해서 상기 맵의 전송은 필수적이다. 하지만, 상기 맵은 데이터와 경쟁적으로 무선 자원을 점유한다. 따라서, 상기 맵의 송신으로 인한 무선 자원의 소모가 클 수록, 상기 데이터의 송신을 위해 사용할 수 있는 무선 자원의 양은 감소한다. 따라서, 상기 맵은 자원 할당을 위해 필요한 정보를 모두 전달 가능함과 동시에, 최소한의 용량을 가지도록 설계되어야 한다. 즉, 상기 맵으로 인한 오버헤드(overhead)를 최소화하기 위한 방안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 자원 할당 정보로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 제한된 범위의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨들 및 자원 크기들을 대상으로 자원 할당 정보를 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 코드북을 이용하여 자원 할당 정보를 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코드북을 이용하여 그룹 자원 할당(GRA : Group Resource Allocation) 방식에 따라 코드북을 이용하여 자원 할당 정보를 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 무선 노드의 동작 방법은, 코드북 생성을 위한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 집합 및 버스트 크기 집합을 확인하는 과정과, 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 상기 코드북을 생성하는 과정과, 상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성 또는 해석하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 무선 노드 장치는, 코드북 생성을 위한 MCS 레벨 집합 및 버스트 크기 집합을 확인하고, 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 상기 코드북을 생성하는 제어부와, 상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성 또는 해석하는 메시지 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 제한된 범위의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨들 및 자원 크기들을 지시하는 코드북을 기반으로 생성된 자원 할당 정보를 이용함으로써, 자원 할당 정보로 인한 오버헤드(overhead)를 최소화할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 자원 할당 정보로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분 할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구조는 도 1과 같다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 프레임(120)들로 하나의 수퍼프레임(110)이 구성된다. 그리고, 각 프레임(120)은 다수의 부프레임(subframe)(130)들로 구성되고, 각 부프레임(130)은 다수의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 자원 할당은 각 부프레임(130) 내의 자원을 대상으로 수행되며, 각 부프레임(130) 내의 자원은 자원유닛(RU : Resource Unit)(140) 단위로 할당된다. 즉, 기지국과 통신을 수행하는 단말은 정수 개의 자원유닛을 할당받는다.
따라서, 맵 메시지는 부프레임(130) 별로 송신된다. 이때, 맵 메시지에 포함된 각 자원 할당 결과를 나타내는 맵 IE들 각각은 맵 IE를 수신해야하는 단말에게 할당된 고유 시퀀스(sequence)를 이용하여 CRC(Cyclic Redundancy Check) 및 스크램블링(scrambling) 중 적어도 하나의 처리를 거친다. 그러므로, 각 단말은 맵 IE들 각각을 자신에게 할당된 고유 시퀀스로 CRC 검사 및 디스크램블링(descrambling) 중 하나를 수행함으로써, 자신을 위한 맵 IE를 식별한다. 이러한 맵 IE 인코딩 방식을 분리 코딩(separate coding)이라 한다.
본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템은 자원 할당 정보의 크기를 감소시키기 위해 전송 패킷의 크기(size) 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨의 종류를 제한한다. 따라서, 할당 가능한 자원 크기(resource size)의 개수는 MCS 레벨에 따라 특정된다. 즉, 기지국 및 단말은 제한된 범위의 MCS 레벨들 및 자원 크기들을 지시하는 코드북(codebook)을 작성하고, 상기 기지국은 할당된 MCS 레벨 및 자원 크기를 나타내는 자원 할당 정보를 상기 코드북을 기반으로 생성한다.
이를 위해, 상기 기지국 및 상기 단말은 데이터 통신을 수행하기에 앞서 상기 코드북 작성을 위한 협상(negotiation) 절차를 수행한다. 다시 말해, 상기 기지국 및 상기 단말 중 일방은 MCS 레벨 후보들(candidates) 및 패킷 크기 후보들을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리고, 나머지 일방은 상대방의 결정을 수락하는 절차를 수행한다. 만일, 완료된 협상 절차가 적절하지 않다고 판단되는 경우, 상기 기지국 및 상기 단말은 상기 협상 절차를 재수행함으로써 상기 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 변경한다. 상기 협상 절차를 위해, 상기 기지국 및 상기 단말은 협상 지시(indicate) 메시지 및 협상 확인(confirm) 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 송수신한다. 여기서, 상기 패킷 크기 후보들은 불연속적인(discrete) 다수의 패킷 크기들을 나타내거나, 또는, 최소값 및 최대값으로 표현되는 특정 범위 내의 패킷 크기들을 나타낸다.
상기 협상 절차를 수행한 후, 상기 기지국 및 상기 단말은 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다. 먼저, 상기 기지국 및 상기 단말은 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따른 요구 자원 크기를 산출한다. 이때, 상기 자원 크기의 단위는 자원유닛(RU : Resource Unit)이다. 상기 자원유닛은 최소 자원 할당 단위이며, 총 96개의 톤(tone)들을 포함한다. 예를 들어, 협상된 패킷 크기를 16 바이트 내지 42 바이트로, 협상된 MCS 레벨들을 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)1/4 및 QPSK1/2로 한정한 경우에 요구되는 자원 크기들은 하기 <표 1>과 같다. 하기 <표 1>에서, 상기 자원 크기는 자원 유닛 개수로 표현된다.
패킷 크기 QPSK1/4의 경우 자원 크기 QPSK1/2의 경우 자원 크기
42 7 4
41 7 4
40 7 4
39 7 4
38 7 4
37 7 4
36 6 3
35 6 3
34 6 3
33 6 3
32 6 3
31 6 3
30 5 3
29 5 3
28 5 3
27 5 3
26 5 3
25 5 3
24 4 2
23 4 2
22 4 2
21 4 2
20 4 2
19 4 2
18 3 2
17 3 2
16 3 2
상기 <표 1>과 같이 MCS 레벨 및 패킷 크기 조합들 각각에 대한 자원 크기를 산출한 후, 상기 기지국 및 상기 단말은 미리 약속된 규칙에 따라 MCS 레벨 및 자원 크기의 조합들에 코드워드들을 부여한다. 예를 들어, 상기 코드워드들는 정렬된 MCS 레벨 및 정렬된 자원 크기에 따라 순차적으로 부여된다. 이 경우, 상기 코드워드들은 하기 <표 2>와 같이 부여된다.
MCS 레벨 자원 크기 코드워드
QPSK1/4 7 000
QPSK1/4 6 001
QPSK1/4 5 010
QPSK1/4 4 011
QPSK1/4 3 100
QPSK1/2 4 101
QPSK1/2 3 110
QPSK1/2 2 111
상기 <표 2>와 같은 코드북을 사용하는 기지국은 협상된 MCS 레벨들 및 패킷 크기들만을 고려하여 자원을 할당하고, 상기 코드북 내의 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들 중 하나를 선택하고, 이에 대응되는 코드워드를 자원 할당 정보로서 단말에게 송신한다. 이에 따라, 상기 단말은 상기 코드워드와 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기 조합을 코드북 내에서 검색함으로써, 자신에게 할당된 자원을 확인한다.
상기 코드북을 작성하는데 있어서, 상기 코드워드의 길이는 다음과 같이 산출된다. 먼저, 하나의 자원유닛을 통해 전송 가능한 데이터 비트 수는 하기 <수학식 1>과 같이 산출된다.
D_bit_RU(i) = N_sub_RU × B(i)
상기 <수학식 1>에서, 상기 D_bit_RU(i)는 i번째 MCS 레벨 적용 시 데이터 비트 수, 상기 N_sub_RU는 자원유닛 당 데이터 부반송파(subcarrier)의 개수, 상기 B(i)는 i번째 MCS 레벨 적용 시 부반송파 당 전송 가능한 데이터 비트 수를 의미한다.
상기 <수학식 1>을 통해 산출되는 자원유닛 당 전송 가능한 데이터 비트 수를 이용하여, MCS 레벨 별 할당 가능한 자원 크기들의 개수는 하기 <수학식 2>와 같이 산출된다.
N_RU_req(i) = Ceil[P_long/D_bit_RU(i)] - Ceil[P_short/D_bit_RU(i)] + 1
상기 <수학식 2>에서, 상기 N_RU_req(i)는 i번째 MCS 레벨 적용 시 할당 가능한 자원 크기들의 개수, 상기 Ceil[]은 올림 연산자. 상기 P_long은 최대 패킷 크기, 상기 P_short는 최소 패킷 크기, 상기 D_bit_RU(i)는 i번째 MCS 레벨 적용 시 데이터 비트 수를 의미한다.
상기 <수학식 2>를 통해 산출되는 MCS 레벨 별 할당 가능한 자원 크기들의 개수를 이용하여, 코드북 내에 포함된 코드워드들의 개수는 하기 <수학식 3>와 같이 산출된다.
N_codeword = Sum(N_RU_req(i))
상기 <수학식 3>에서, 상기 N_codeword는 코드북 내에 포함된 코드워드들의 개수, 상기 Sum()은 합산 연산자, 상기 N_RU_req(i)는 i번째 MCS 레벨 적용 시 할 당 가능한 자원 크기들의 개수를 의미한다.
이에 따라, 코드북 내의 코드워드들의 비트 수는 하기 <수학식 4>와 같이 산출된다.
Bit_size_codeword = Ceil[log2(N_codeword)]
상기 <수학식 4>에서, 상기 Bit_size_codeword는 코드워드의 길이, 상기 Ceil[]는 올림 연산자, 상기 N_codeword는 코드북 내에 포함된 코드워드들의 개수를 의미한다.
상술한 바와 같이 코드북을 이용하여 자원 할당 정보를 송수신하는 기지국 및 단말의 동작을 정리하면 도 2와 같다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 단말 및 상기 기지국은 시그널링을 통해 협상 절차를 수행한다(201단계). 이때, 상기 단말 및 상기 기지국은 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 송수신한다. 예를 들어, 상기 단말이 사용하기를 원하는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리기 위해 협상 지시 메시지를 송신하고, 상기 기지국은 상기 협상 지시 메시지에 대한 응답으로서 협상 확인 메시지를 송신한다. 이때, 상기 협상 확인 메시지가 수신되지 않으면, 상기 단말은 협상 지시 메시지를 재송신한다. 또는, 상기 기지국이 사용하기를 원하는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리기 위해 협상 지시 메시지를 송신하고, 상기 단말은 상기 협상 지시 메시지에 대한 응답으로서 협상 확인 메시지를 송 신한다. 이때, 상기 협상 확인 메시지가 수신되지 않으면, 상기 기지국은 협상 지시 메시지를 재송신한다. 단, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 협상 확인 메시지의 송수신은 생략될 수 있다.
이후, 상기 단말 및 상기 기지국은 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다(203단계). 이때, 상기 단말 및 상기 기지국은 미리 약속된 규칙에 따라 코드북을 작성하며, 이로 인해, 상기 단말 및 상기 기지국은 동일한 코드북을 보유하게 된다. 상세히 설명하면, 상기 단말 및 상기 기지국은 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한 후, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>와 같이 코드북 작성에 필요한 변수들을 산출하고, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 상기 코드북을 작성한 후, 상기 기지국은 데이터 통신을 위해 상기 단말에게 자원을 할당한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 코드북을 이용하여 자원 할당 정보를 생성한다(205단계). 즉, 상기 기지국은 상기 코드북 내의 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성한다. 상기 자원 할당 정보를 생성한 상기 기지국은 상기 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 상기 단말에게 송신한다(207단계). 이에 따라, 상기 단말은 상기 코드북을 이용하여 자신에게 할당된 지원을 확인하고(209단계), 상기 할당된 자원을 통해 상기 기지국과 데이터를 송수신한다(211단계).
상기 도 2에서, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국 및 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국 및 상기 단말은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 201단계에서의 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩(loading) 함으로써 자원 할당 정보 생성 및 해석을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 작성한다.
상기 코드북 기반의 자원 할당 정보는 일반적인 개별 자원 할당 방식은 물론 그룹 자원 할당(GRA : Group Resource Allocation) 방식에도 사용될 수 있다. 상기 그룹 자원 할당 방식은 다수의 단말들을 하나의 그룹으로 묶고, 각 단말을 지시하는 식별 정보를 비트맵(bitmap)으로 대체함으로써, 자원 할당 정보의 오버헤드를 감소시키기 위한 기술이다. 즉, 상기 그룹 자원 할당 방식이 적용되는 경우, 기지국은 그룹에 가입(inclusion)된 각 단말로의 자원 할당 여부를 상기 비트맵을 통해 지시하고, 자원을 할당받는 적어도 하나의 단말에 대한 자원 할당 정보만을 송신한다. 따라서, 상기 그룹 자원 할당 방식이 적용되는 경우, 상기 기지국은 상기 그룹에 가입된 단말들에게 상기 단말들 각각에 대응되는 비트의 위치를 알려주어야 한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 비트맵 내의 비트들 중 어느 비트가 어느 단말에 대응되는지를 상기 단말들에게 알려주어야 한다.
도 3은 상기 그룹 자원 할당 방식에 따른 자원 할당 정보의 구성 예를 도시하고 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 그룹 자원 할당 방식에 따른 자원 할당 정보를 포함하는 메시지를 '그룹 메시지'라 칭한다.
상기 도 3을 참고하면, 사용자비트맵(310)은 자원을 할당받는 단말을 지시하며, 자원할당비트맵(320)은 할당되는 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 표현한다. 하지만, 상기 도 3에 도시된 바와 달리, 상기 사용자비트맵(310)이 생략되고, 자원 할당 여부, MCS 레벨 및 자원 크기를 동시에 나타내는 하나의 비트맵이 사용될 수 있다.
상기 도 3에 도시된 그룹 메시지를 참고하면, 상기 사용자비트맵(310)의 1번째 비트는 단말A와, 2번째 비트는 단말B와, 3번째 비트는 단말C와, 4번째 비트는 단말D와 대응된다. 상기 사용자비트맵(310)의 상기 1번째 비트 및 상기 3번째 비트가 '1'로 설정되어 있으므로, 상기 그룹 메시지를 수신한 상기 단말A, 및 상기 단말C는 자신에게 자원이 할당되었음을 인식하고, 상기 단말B 및 상기 단말D는 자신에게 자원이 할당되지 않았음을 인식한다. 이에 따라, 상기 단말A 및 상기 단말C는 상기 자원할당비트맵(320)을 통해 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다. 이때, 상기 자원할당비트맵(320)은 코드북 기반으로 구성되어 있다. 즉, 상기 단말A 내지 상기 단말D가 속한 그룹은 제한된 개수의 MCS 레벨들 및 제한된 개수의 자원 크기들만을 지원하며, 제한된 범위의 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 지시하는 코드북을 사용한다. 따라서, 상기 자원할당비트맵(320)은 상기 코드북 내에 포함된 코드워드들이 연결된 형태를 갖는다.
즉, 기지국은 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한 다. 이후, 상기 기지국은 상기 그룹의 지원 가능한 범위에 적합한 단말이 발생하면, 상기 단말을 상기 그룹에 가입시키고, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알린다. 이로 인해, 상기 단말은 상기 기지국과 동일한 코드북을 작성한다. 상기 도 3에서, 상기 코드워드의 길이는 4로 가정되었다. 따라서, 상기 단말A는 상기 자원할당비트맵(320) 중 b0 내지 b3을 자신을 위한 코드워드로 판단하고, 상기 b0 내지 상기 b3을 통해 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다. 이에 따라, 상기 단말A는 상기 그룹의 자원 시작점부터 상기 자원 크기 만큼 개수의 자원 유닛들을 자신에게 할당된 자원으로서 사용한다. 또한, 상기 단말C는 상기 자원할당비트맵(320) 중 b4 내지 b7을 자신을 위한 코드워드로 판단하고, 상기 b4 내지 상기 b7을 통해 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다. 이에 따라, 상기 단말C는 상기 단말A에게 할당된 자원 유닛들의 다음 자원 유닛부터 상기 자원 크기 만큼 개수의 자원 유닛들을 자신에게 할당된 자원으로서 사용한다.
상기 코드북 기반의 자원 할당 정보를 상기 그룹 자원 할당 방식에 사용하기 위해, 상기 기지국은 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알려야 한다. 이때, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 단말에게 알리기 위해 다음과 같은 방식들 중 하나가 사용된다.
첫째, 기지국은 그룹 메시지를 통해 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 직접 알린다. 여기서, 상기 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들은 그룹 메시지에 항상 포함되거나, 또는, 새로운 단말 가입시 포함된다.
둘째, 기지국은 다양한 MCS 레벨 후보들을 나타내는 MCS 집합들 및 다양한 패킷 크기 후보들을 나타내는 패킷 범위 타입(range type)들을 미리 정의하고, 상기 그룹 메시지에 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자를 포함시킨다. 예를 들어, 상기 MCS 집합은 특정 MCS 레벨 후보들을 나열한 형태로 정의되고, 상기 패킷 범위 타입은 최소 패킷 크기 및 범위로서 정의된다. 여기서, 상기 미리 정의된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보는 별도의 브로드캐스팅 메시지를 이용하여 송신된다. 예를 들어, 상기 브로드캐스팅 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)/UCD(Uplink Channel Descriptor)와 같이 BCH(Broadcast CHannel)를 통해 송신되는 메시지일 수 있다. 여기서, 상기 MCS 집합 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자는 그룹 메시지에 항상 포함되거나, 또는, 새로운 단말 가입시 포함된다.
셋째, 시스템 설계자는 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 고정시킨다. 이 경우, 상기 기지국이 별도로 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들 단말에게 알리지 않더라도, 상기 단말은 코드북을 작성할 수 있다.
상기 그룹 자원 할당 방식에 상기 코드북 기반의 자원 할당 정보가 사용되는 경우, 기지국 및 단말들의 동작을 정리하면 도 4 및 도 5와 같다.
상기 도 4는 상기 첫째 방식에 따라 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리는 경우의 동작을 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 기지국은 그룹 자원 할당 방식을 적용하기 위해 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 그룹 코드북을 작성한다(401단계). 이때, 상기 그룹의 사용 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위해, 상기 기지국은 현재 진행 중인 서비스 종류, 발생하는 패킷들의 크기 분포, MCS 레벨 분포 등을 고려할 수 있다.
이어, 상기 기지국은 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 알리는 정보를 포함하는 그룹 메시지를 송신한다(403단계). 여기서, 상기 그룹 메시지는 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 알리는 정보 뿐만 아니라, 단말A 및 단말B의 그룹 가입을 지시하는 정보, 사용자 비트맵 및 자원할당 비트맵을 포함한다. 그리고, 상기 그룹 가입을 지시하는 정보는 상기 그룹에 가입된 상기 단말A 및 상기 단말B의 서비스의 식별 정보 및 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 그룹 가입을 지시하는 정보를 '그룹 가입 지시 정보'라 칭한다.
상기 그룹 메시지를 수신한 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 그룹 메시지에 포함된 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 확인하고, 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들에 따라 그룹 코드북들 작성한다(405단계). 이후, 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석함으로써, 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다(407단계).
상기 도 4에서, 그룹 가입 지시 정보는 상기 그룹 메시지를 통해 송신된다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입 지시 정보는 별도의 메시지로 송신될 수 있다. 이 경우, 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 별도의 메시지를 통해 그룹에 가입됨을 확인하고, 그룹 메시지를 통해 전달되는 MCS 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다.
또한, 상기 도 4에서, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국 및 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 401단계에서 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성 및 해석을 위한 코드북을 생성한다. 그리고, 상기 단말은 상기 그룹 메시지에 포함된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성 및 해석을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 작성한다.
상기 도 5는 상기 둘째 방식에 따라 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리는 경우의 동작을 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 기지국은 그룹 자원 할당 방식을 적용하기 위해 미리 정의된 MCS 집합들 및 미리 정의된 패킷 범위 타입들 중 하나의 MCS 집합 및 하나의 패킷 범위 타입을 선택하고, 선택된 MCS 집합 및 패킷 범위 타입에 따라 그룹 코드북을 작성한다(501단계). 이때, 상기 MCS 집합 및 상기 패킷 타입 범위를 선택하기 위해, 상기 기지국은 현재 진행 중인 서비스 종류, 발생하는 패킷들의 크기 분포, MCS 레벨 분포 등을 고려할 수 있다.
이어, 상기 기지국은 미리 정의된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 포함하는 브로드캐스팅 메시지를 송신한다(503단계). 상기 브로드캐스팅 메시지는 모든 MCS 집합 지시자들 및 패킷 범위 타입 지시자들을 포함하고, 상기 MCS 집합 지시자들 각각이 대표하는 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 범위 타입 지시자들 각각이 대표하는 패킷 크기 범위를 나타내는 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 브로드캐스팅 메시지는 DCD/UCD와 같이 BCH를 통해 송신되는 메시지일 수 있다. 이때, 상기 도 5에 상기 브로드캐스팅 메시지의 구체적인 송신 시점이 도시되지 않았지만, 상기 브로드캐스팅 메시지는 주기적으로 송신된다.
이후, 상기 기지국은 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자를 포함하는 그룹 메시지를 송신한다(505단계). 여기서, 상기 그룹 메시지는 상기 MCS 집합 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자 뿐만 아니라, 단말A 및 단말B의 그룹 가입 지시 정보, 사용자 비트맵 및 자원할당 비트맵을 포함한다. 그리고, 상기 그룹 가입 지시 정보는 상기 그룹에 가입된 상기 단말A 및 상기 단말B의 서비스의 식별 정보 및 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보를 포함한다.
상기 그룹 메시지를 수신한 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 그룹 메시지에 포함된 상기 MCS 레벨 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자를 확인하고, 상기 MCS 레벨 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자에 따라 그룹 코드북들 작성한다(507단계). 이후, 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석함으로써, 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다(509단계).
상기 도 5에서, 그룹 가입 지시 정보는 상기 그룹 메시지를 통해 송신된다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입 지시 정보는 별도의 메시지로 송신될 수 있다. 이 경우, 상기 단말A 및 상기 단말B는 상기 별도의 메시지를 통해 그룹에 가입됨을 확인하고, 그룹 메시지를 통해 전달되는 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자에 따라 코드북을 작성한다.
또한, 상기 도 5에서, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국 및 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 501단계에서 선택된 MCS 집합 및 패킷 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성 및 해석을 위한 코드북을 생성한다. 그리고, 상기 단말은 상기 그룹 메시지에 포함된 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성 및 해석을 위한 코드북을 생성한 다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 MCS 집합 및 패킷 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국 및 상기 단말은 코드북을 작성한다.
상기 도 4 및 도 5에서, 그룹 코드북 작성을 위한 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 알리는 정보는 상기 그룹 메시지에 포함된다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 알리는 정보는 별도의 메시지를 통해 송신될 수 있다. 즉, 그룹 내 단말들의 자원 할당을 위한 그룹 자원 할당 메시지와는 별개로, 그룹 가입 지시, 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들을 알리는 정보, 비트맵 인덱스 할당 정보 등을 전달하는 '그룹 구성 메시지'가 사용된다. 상기 그룹 구성 메시지는 맵 메시지의 일부로서 송신되거나, 별도의 MAC 관리 메시지로서 송신된다. 예를 들어, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기법을 적용한 그룹의 경우, 상기 그룹 자원 할당 메시지는 하기 <표 3>과 같은 필드들을 포함하고, 상기 그룹 구성 메시지는 하기 <표 4>와 같은 필드들을 포함한다.
Syntax Notes
Resource Offset Indicates starting LRU for resource assignment to this group
ACK Channel Offset Indicates the start of ACK index used for scheduled allocations at this subframe in the group
HARQ ReTx Indicator Indicates whether this group resource assignment IE is for HARQ retransmissions or initial transmission
User Bitmap Size Size of the user bitmap; may not be needed if user bitmap size is included in configuration message/A-MAP IE
User Bitmap Bitmap to indicate scheduled users in a group. The size of the bitmap is equal to the User Bitmap Size
Resource Allocation Bitmap Bitmap to indicate MCS/resource size for each scheduled user
Padding Padding to reach byte boundary
MCRC 16 bit masked CRC
Syntax Notes
Group ID Indicates group index.
MCS Set ID Indicates MCS set supported in the group that is selected from [the predefined MCS set candidates][the configured MCS set candidates in additional broadcast message].
HARQ Burst Size Set ID Indicates HARQ data burst size set supported in the group that is selected from the configured HARQ data burst size set candidates in additional broadcast message.
Long TTI Indicates the utilization of Long TTI.
User Bitmap Index Indicates User Bitmap index to the AMS. An AMS may have multiple User Bitmap Indexes in a group.
Initial ACID Indicates the start of ACID used for group resource allocation.
N_ACID Indicates the number of ACIDs used for group resource allocation.
Padding Padding to reach byte boundary.
MCRC 16 bit masked CRC
상기 그룹 구성 메시지 및 상기 그룹 자원 할당 메시지를 이용하여 기지국은 그룹 기반의 자원 할당을 수행할 수 있다. 즉, 하향링크 통신 또는 상향링크 통신에 대하여 단말을 그룹에 가입시키고자 하는 경우, 상기 기지국은 상기 그룹 구성 메시지를 송신한다. 그리고, 자원 할당 시, 상기 기지국은 상기 그룹 자원 할당 메시지를 송신한다. 이때, 상기 자원 할당 메시지는 맵 메시지의 사용자 특정 자원 할당(user-specific resource assignment)에 포함될 수 있다. 이때, 상기 그룹 자원 할당 메시지는 자원을 할당받은 단말, 할당된 자원 크기, 할당된 MCS 레벨 등을 지시한다. 이때, 상기 기지국 및 상기 단말들은 다음과 같은 과정을 통해 그룹의 코드북을 작성한다.
기지국은 그룹 기반의 자원 할당을 통해 MCS 집합(=MCS 레벨 후보들) 및 버스트 크기 집합(=패킷 크기 후보들)과 같은 그룹 구성에 따라 자원 크기의 준-동적(semi-dynamic) 할당을 용이하게 한다. 기지국은 미리 정의된 집합들 중 그룹에 적용할 하나의 MCS 집합을 선택하고, 상기 그룹 구성 메시지를 통해 상기 MCS 집합 식별자(ID : IDentifier)를 상기 그룹 내의 단말들에게 지시한다. 그룹의 MCS 집합을 변경하고자 하는 경우, 상기 기지국은 선택된 MCS 집합을 다시 선택할 수 있으며, 이 경우, 상기 그룹 구성 메시지를 통해 변경된 MCS 집합이 알려진다. 예를 들어, 상기 MCS 집합들은 하기 <표 5>와 같이 미리 정해질 수 있다.
MCS 집합 ID MCS 레벨

000
 QPSK 31/256 QPSK 47/250 QPSK 70/256 QPSK 98/256
QPSK 131/256 QPSK 166/256 QPSK 199/256 16 QAM 123/256
16 QAM 149/256 16 QAM 176/256 16 QAM 204/256 16 QAM 229/256
64 QAM 173/256 64 QAM 196/256 64 QAM 218/256 64 QAM 234/256
001
 QPSK 31/256 QPSK 47/250 QPSK 70/256 QPSK 98/256
QPSK 131/256 QPSK 166/256 QPSK 199/256 16 QAM 123/256
010
 16 QAM 149/256 16 QAM 176/256 16 QAM 204/256 16 QAM 229/256
64 QAM 173/256 64 QAM 196/256 64 QAM 218/256 64 QAM 234/256
011 QPSK 31/256 QPSK 47/250 QPSK 70/256 QPSK 98/256
100 QPSK 131/256 QPSK 166/256 QPSK 199/256 16 QAM 123/256
101 16 QAM 149/256 16 QAM 176/256 16 QAM 204/256 16 QAM 229/256
110 64 QAM 173/256 64 QAM 196/256 64 QAM 218/256 64 QAM 234/256
단, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 사용 가능한 MCS 집합들은 상기 <표 5>와 같이 미리 정의되지 아니하고, 기지국에 의해 동적으로 결정될 수 있다. 상기 MCS 집합들이 동적으로 결정되는 경우, 상기 기지국은 일정한 주기로 MCS 집합들의 정보를 단말들에게 제공해야 한다.
또한, 사용 가능한 버스크 크기 집합들도 상기 MCS 집합들과 마찬가지로 미리 정해지거나, 또는, 동적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 상기 버스트 크기 집합들이 동적으로 결정되는 경우, 상기 기지국은 일정한 주기로 상기 버스트 크기 집합들의 정보를 단말들에게 제공해야 한다.
상기 기지국 및 상기 단말들이 그룹의 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 알고 난 후, 상기 기지국 및 상기 단말들은 그룹에서 지원되는 MCS 레벨들 및 버스크 크기들, 즉, 상기 MCS 집합에 포함된 MCS 레벨들 및 상기 버스트 크기 집합에 포함된 버스트 크기들을 이용하여 MCS 레벨 및 버스트 크기의 조합들을 생성한다. 그리고, 상기 기지국 및 상기 단말들은 상기 조합들을 이용하여 하기 <표 6>과 같은 테이블을 구성한다.
MCS레벨/버스트크기 S1 S2 … B(최대크기)
L1 C(1,1) C(1,2) … C(1,B)
L2 C(2,1) C(2,2) … C(2,B)
… … … … …
M(최고 레벨) C(M,1) C(M,2) … C(M,B)
상기 <표 6>에서, 가로축은 버스트 크기로서 바이트 단위의 버스트 크기를 나타내고, 세로축은 MCS 레벨을 나타낸다. 각 조합은 MCS 레벨의 인덱스 및 버스트 크기의 인덱스로 식별된다.
상기 <표 6>과 같은 테이블을 구성한 후, 상기 기지국 및 상기 단말들은 불필요한 조합들을 제거한다. 즉, 상기 테이블에 포함되는 모든 조합들 중, 동일한 MCS 레벨에 대하여 서로 다른 버스트 크기를 가짐에도 불구하고 동일한 자원 크기를 요구하는 조합들이 존재하며, 또한, 동일한 버스트 크기에 대하여 서로 다른 MCS 레벨을 가짐에도 불구하고 동일한 자원 크기를 요구하는 조합들이 존재한다. 따라서, 불필요한 조합들을 제거함으로써, 상기 기지국 및 상기 단말들은 코드북의 코드워드 길이를 최적화할 수 있다.
먼저, 상기 기지국 및 상기 단말들은 서로 다른 MCS 레벨을 필요로함에도 불구하고 동일한 자원 크기를 요구하는 조합들을 중 불필요한 조합들을 결정한다. 다시 말해, 각 버스트 크기에 대하여, 즉, 각 열 내에서, 자신의 MCS 레벨보다 낮은 MCS 레벨을 갖는 조합과 동일한 자원 크기를 요구하는 조합이 존재하는 경우, 상기 조합은 제1불필요 조합 집합의 원소로서 선택된다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 5>와 같다.
{C(m,b)}→U1 if N(m,b)=N(n,b) where m>n
상기 <수학식 5>에서, 상기 C(m,b)는 m번째 MCS 레벨 및 b번째 버스트 크기의 조합, 상기 U1은 제1불필요 조합 집합, 상기 N(m,b)는 m번째 MCS 레벨 및 b번째 버스트 크기의 조합이 요구하는 자원 크기를 의미한다.
그리고, 각 MCS 레벨에 대하여, 즉, 각 행에서, 자신의 버스트 크기보다 낮 은 버스트 크기를 갖는 조합과 동일한 자원 크기를 요구하는 조합이 존재하는 경우, 상기 조합은 제2불필요 조합 집합의 원소로서 선택된다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 6>과 같다.
{C(m,b)}→U2 if N(m,b)=N(m,d) where b>d
상기 <수학식 6>에서, 상기 C(m,b)는 m번째 MCS 레벨 및 b번째 버스트 크기의 조합, 상기 U2은 제2불필요 조합 집합, 상기 N(m,b)는 m번째 MCS 레벨 및 b번째 버스트 크기의 조합이 요구하는 자원 크기를 의미한다.
상기 제1불필요 조합 집합 및 상기 제2불필요 조합 집합을 결정한 후, 즉, 불필요한 조합들을 모두 결정한 후, 상기 기지국 및 상기 단말들은 모든 조합들에서 상기 제1불필요 조합 집합 및 상기 제2불필요 조합 집합 제거시킴으로써 유효 조합 집합(effective combination set)을 결정한다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 7>과 같다.
E = C - U1 - U2
상기 <수학식 7>에서, 상기 E는 유효 조합 집합, 상기 C는 모든 조합들을 포함하는 집합, 상기 U1은 제1불필요 조합 집합, 상기 U2는 제2불필요 조합 집합을 의미한다.
마지막으로, 상기 유효 조합 집합에 포함되는 유효 조합들 각각에 코드(code)들이 부여된다. 이때, 상기 코드들은 미리 정의된 규칙에 따라 부여된다. 예를 들어, 상기 코드들은 유효 조합들에 대해 상기 <표 6>와 같은 테이블 상에서 좌측 상단부터 우측 방향 또는 아래 방향으로 진행하며 순차적으로 부여된다. 상기 코드는 자원 크기 및 MCS 레벨의 조합을 지시하기 위해 사용된다. 이때, 상기 코드의 길이는 상기 유효 조합 개수에 최적화된 Ceil{log2(유효 조합 개수)}로서 결정되거나, 또는, 미리 정의된 값으로 결정될 수 있다.
상기 기지국은 그룹 생성 시 상술한 바와 같이 그룹 코드북을 작성한다. 그리고, 단말을 그룹에 가입시키기 위해, 상기 기지국은 상기 단말이 상기 그룹 자우너 할당 메시지에 포함되는 자원 할당 비트맵을 해석할 수 있도록 상기 그룹 구성 메시지를 통해 그룹 정보를 상기 단말에게 송신한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 단말로 상기 그룹 코드북 작성에 필요한 정보, 즉, MCS 집합 및 버스트 크기 집합 정보를 송신한다. 이에 따라, 상기 단말은 상기 MCS 집합 및 상기 버스트 크기 집합 정보를 획득한 후, 상기 그룹 코드북을 작성한다. 단, 본 발명의 다른 실시 에에 따라, 상기 기지국은 상기 MCS 집합 및 상기 버스트 크기 집합 정보를 대신하여 상기 그룹 코드북 자체를 송신할 수 있다. 이 경우, 상기 그룹 구성 메시지로 인한 오버헤드는 증가하지만, 상기 그룹 코드북 작성으로 인한 단말의 연산 부담이 제거된다.
만일, 단말의 요구 MCS 레벨 또는 요구 자원 크기가 그룹 코드북의 범위를 벗어나느 경우, 상기 단말은 그룹에서 탈퇴(deletion)된다. 상기 단말은 상기 그룹에서 탈퇴시키고자 하는 경우, 상기 기지국은 상기 그룹 자원 할당 메시지를 통해 상기 단말의 비트맵 인덱스를 이용하여 탈퇴를 지시한다.
상술한 바와 같이, 그룹 자원 할당 방식을 위해 코드북 기반의 자원 할당 정보가 사용될 수 있다. 상기 코드북에 포함된 코드워드들은 특정 개수의 MCS 레벨 및 패킷 크기의 조합들을 구분한다. 이때, 헤더 압축 여부 및 보안(security) 필드의 추가 여부에 따라, 개수는 동일하지만 값들이 일괄적으로 쉬프트(shift)된 크기의 패킷들을 사용하는 단말이 존재할 수 있다. 예를 들어, 단말A는 16바이트 내지 42바이트 크기의 패킷들을 사용하고, 단말B는 16바이트 크기의 보안 필드의 추가로 인해 36(=16+16)바이트 내지 58(=42+16)바이트 크기의 패킷들을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말A 및 상기 단말B는 동일한 그룹에 속할 수 없으므로, 서로 다른 코드북을 사용하는 그룹들에 각각 가입하거나, 또는, 개별 자원 할당 방식에 따름으로써 본 발명에서 제안하는 코드북 기반의 자원 할당 정보를 사용할 수 있다. 하지만, 다음과 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말A 및 상기 단말B가 동일한 그룹에서 통신을 수행할 수 있다.
상기 단말A 및 상기 단말B는 동일한 개수의 패킷 크기들을 사용한다. 하지만, 상기 단말A가 사용하는 패킷 크기들 및 상기 단말B가 사용하는 패킷 크기들은 서로 쉬프트된 값들을 갖는다. 따라서, 그룹 코드북의 패킷 크기 범위가 상기 단말A의 패킷 크기 범위와 일치한다고 할 때, 그룹 코드북의 패킷 크기들에 일괄적으로 오프셋(offset) 값을 적용함으로써, 상기 단말B는 상기 그룹 코드북을 사용할 수 있다. 이를 위해, 상기 단말A, 상기 단말B 및 기지국은 상기 오프셋 값을 서로 공 유해야 한다. 일반적으로, 서비스 플로우 생성 시 헤더 압축 여부 및 보안 필드의 추가 여부가 협의되므로, 상기 단말B 및 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 산출할 수 있다. 하지만, 상기 단말A는 상기 오프셋 값을 산출할 수 없으므로, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 별도의 시그널링을 통해 상기 단말A를 포함한 상기 그룹에 가입된 단말들에게 알려야 한다. 예를 들어, 상기 오프셋 값을 공유하기 위해, 상기 기지국은 상기 단말B의 오프셋 값을 그룹 메시지에 포함시킨다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 코드북 기반의 자원 할당 정보를 사용하는 기지국 및 단말의 구성 및 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 6은 상기 도 2와 같이 개별 자원 할당 방식에 따르는 경우의 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 단말은 601단계에서 코드북 작성을 위한 협상 절차를 수행한다. 다시 말해, 상기 단말은 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위한 협상 절차를 수행한다. 이를 위해, 상기 단말은 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 송신한다. 예를 들어, 상기 단말은 기지국으로 협상 지시 메시지를 송신하고, 상기 기지국으로부터 협상 확인 메시지를 수신한다. 또는, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 협상 지시 메시지를 수신하고, 상기 기지국으로 협상 확인 메시지를 송신한다. 이때, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 협상 확인 메시지의 송수신은 생략될 수 있다.
상기 협상 절차를 수행한 후, 상기 단말은 603단계로 진행하여 코드북을 작성한다. 이때, 상기 단말은 미리 약속된 규칙에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 단말은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 단말은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다.
상기 코드북을 작성한 후, 상기 단말은 605단계로 진행하여 자원 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 이때, 상기 자원 할당 정보는 상기 코드워드로 구성된다. 즉, 기지국도 상기 단말에 의해 작성된 코드북과 동일한 코드북을 보유하고 있으며, 상기 코드워드로 MCS 레벨 및 자원 크기를 지시하는 자원 할당 정보를 송신한다.
상기 자원 할당 정보가 수신되면, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 코드북에 따라 상기 자원 할당 정보를 해석함으로써 할당된 자원을 확인한다. 즉, 상기 단말은 상기 코드북 내에서 상기 자원 할당 정보에 포함된 코드워드를 검색하고, 검색된 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다.
상기 할당된 자원을 확인한 후, 상기 단말은 609단계로 진행하여 상기 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 단말은 상기 605단계로 되돌아가며, 상기 기지국과의 통신 종료 시까지 본 절차를 반복 수행한다.
상기 도 6에서, 상기 단말은 상기 603단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 601단계에서의 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 해석을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 단말은 코드북을 작성한다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 7은 상기 도 2와 같이 개별 자원 할당 방식에 따르는 경우의 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 기지국은 701단계에서 코드북 작성을 위한 협상 절차를 수행한다. 다시 말해, 상기 기지국은 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위한 협상 절차를 수행한다. 이를 위해, 상기 기지국은 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 송신한다. 예를 들어, 상기 단말은 단말로 협상 지시 메시지를 송신하고, 상기 단말로부터 협상 확인 메시지를 수신한다. 또는, 상기 기지국은 상기 단말로부터 협상 지시 메시지를 수신하고, 상기 단말로 협상 확인 메시지를 송신한다. 이때, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 협상 확인 메시지의 송수신은 생략될 수 있다.
상기 협상 절차를 수행한 후, 상기 기지국은 703단계로 진행하여 코드북을 작성한다. 이때, 상기 기지국은 미리 약속된 규칙에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 기지국은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다.
이후, 상기 기지국은 705단계로 진행하여 자원 할당 주기가 도래하였는지 확인한다. 예를 들어, 상기 자원 할당은 부프레임 단위로 수행된다.
상기 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 기지국은 707단계로 진행하여 상기 단말에게 자원을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 자원 유닛 단위로 자원을 할당하되, 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 상기 703단계에서 산출된 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당한다.
상기 단말에게 자원을 할당한 후, 상기 기지국은 709단계로 진행하여 코드북을 이용하여 자원 할당 정보를 생성한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 코드북에 포함된 코드워드로 구성된 자원 할당 정보를 생성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 코드북 내에서 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기 조합에 대응되는 코드워드를 검색하고, 검색된 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 자원 할당 정보를 송신한다.
상기 자원 할당 정보를 송신한 후, 상기 기지국은 711단계로 진행하여 상기 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 기지국은 상기 705단계로 되돌아가며, 상기 단말과의 통신 종료 시까지 본 절차를 반복 수행한다.
상기 도 7에서, 상기 기지국은 상기 703단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 701단계에서의 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 협상 절차를 통해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국은 코드북을 작성한다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 8은 상기 도 4와 같이 그룹 자원 할당 방식에 따르는 경우의 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 단말은 801단계에서 그룹 메시지가 수신되는지 확인한다. 상기 그룹 메시지는 그룹 자원 할당을 위한 메시지로서, 그룹 내에서 자원을 할당받는 단말을 지시하는 사용자 비트맵 및 할당되는 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 나타내는 자원할당 비트맵을 포함한다.
상기 그룹 메시지가 수신되면, 상기 단말은 803단계로 진행하여 그룹 가입이 지시되었는지 확인한다. 즉, 상기 그룹 가입의 지시는 상기 그룹 메시지를 통해 수 행된다. 따라서, 상기 단말은 상기 그룹 메시지 내에서 그룹 가입 지시 정보 및 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보가 포함되어 있는지 확인한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입의 지시는 상기 그룹 메시지 외의 별도의 메시지를 통해 수행될 수 있다.
상기 그룹 가입이 지시되면, 상기 단말은 805단계로 진행하여 상기 그룹 메시지를 통해 코드북 작성 정보를 확인한다. 여기서, 상기 코드북 작성 정보는 단말의 코드북 작성을 위해 상기 그룹 메시지에 포함되는 정보로서, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 의미한다. 즉, 상기 그룹 메시지는 그룹에 가입한 단말이 코드북을 작성할 수 있도록, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 포함한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 코드북 작성 정보는 상기 그룹 메시지 외의 별도의 메시지를 통해 수신될 수 있다.
상기 코드북 작성 정보를 확인한 후, 상기 단말은 807단계로 진행하여 코드북을 작성한다. 이때, 상기 단말은 미리 약속된 규칙에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 단말은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 단말은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 단말이 오프셋 값을 적용받는 경우, 상기 단말은 상기 패킷 크기 후보들에 상기 오프셋 값을 일괄적으로 합산한 후, 상기 요구 자원 크기들을 산출한다.
상기 코드북을 작성한 후, 상기 단말은 809단계로 진행하여 상기 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석한다. 즉, 상기 단말은 상기 자원할당 비트맵 중 자신과 대응되는 코드워드를 추출하고, 상기 코드워드를 이용하여 할당된 자원을 확인한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 코드북 내에서 상기 코드워드를 검색하고, 검색된 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다.
상기 할당된 자원을 확인한 후, 상기 단말은 811단계로 진행하여 상기 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 단말은 상기 813단계로 진행하여 그룹 메시지가 수신되는지 확인하고, 상기 그룹 메시지가 수신되면 상기 809단계로 되돌아간다.
상기 도 8에서, 상기 단말은 상기 807단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 805단계에서 확인된 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 해석을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 단말은 코드북을 작성한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 코드북을 직접 작성하지 않고, 상기 기지국으로부터 코드북을 제공받을 수 있다. 이 경 우, 상기 805단계 및 상기 807단계는 메시지에 포함된 코드북 정보를 확인하는 과정으로 대체된다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 9는 상기 도 4와 같이 그룹 자원 할당 방식에 따르는 경우의 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참고하면, 상기 기지국은 901단계에서 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정한다. 이때, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위해, 상기 기지국은 현재 진행 중인 서비스 종류, 발생하는 패킷들의 크기 분포, MCS 레벨 분포 등을 고려할 수 있다.
상기 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정한 후, 상기 기지국은 903단계로 진행하여 그룹 코드북을 작성한다. 이때, 상기 기지국은 미리 약속된 규칙에 따라 그룹 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 기지국은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다.
상기 코드북을 작성한 후, 상기 기지국은 905단계로 진행하여 자원 할당 주기가 도래하였는지 확인한다. 예를 들어, 상기 자원 할당은 매 부프레임 마다 수행 된다.
상기 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 기지국은 907단계로 진행하여 상기 그룹에 가입된 단말들에게 자원을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 자원 유닛 단위로 자원을 할당하되, 상기 901단계에서 결정된 MCS 레벨 후보들 및 상기 903단계에서 산출된 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당한다. 단, 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값을 합산한 패킷 크기 범위로부터 산출되는 요구 자원 크기 범위 내에서 자원을 할당한다.
상기 자원을 할당한 후, 상기 기지국은 909단계로 진행하여 상기 그룹 코드북을 이용하여 자원할당 비트맵을 생성한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 코드북에 포함된 코드워드들로 구성된 자원 할당 정보를 생성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기 조합에 대응되는 코드워드들을 코드북 내에서 검색하고, 검색된 코드워드들을 포함하는 자원할당 비트맵을 생성한다. 단, 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값에 따른 별도의 코드워드 및 자원 크기의 대응 관계에 따라 코드워드를 검색한다.
이어, 상기 기직국은 911단계로 진행하여 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하는지 확인한다. 만일, 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하지 않는 경우, 상기 기지국은 913단계로 진행하여 상기 사용자 비트맵 및 상기 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성하고, 상기 그룹 메시지를 송신한다.
반면, 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 915단계로 진행하여 그룹 가입 지시 정보, 코드북 작성 정보, 사용자 비트맵 및 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성하고, 상기 그룹 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 코드북 작성 정보는 상기 901단계에서 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리는 정보이다. 그리고, 상기 그룹 가입 지시 정보는 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말의 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보를 포함한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입 지시 정보, 상기 코드북 작성 정보는 상기 그룹 메시지가 아닌 별도의 메시지를 통해 송신될 수 있다.
상기 그룹 메시지를 송신한 후, 상기 기지국은 917단계로 진행하여 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 기지국은 상기 905단계로 되돌아가며, 상기 그룹의 소멸 시까지 본 절차를 반복 수행한다.
상기 도 9에서, 상기 기지국은 상기 903단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 901단계에서 결정된 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국은 코드북을 작성한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 상기 903단계에서 작성된 코드북을 단말에게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 915단계에서, 상기 코드북 작성 정보는 코드북 정보로 대체된다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 10은 상기 도 5와 같이 그룹 자원 할당 방식에 따르는 경우의 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참고하면, 상기 단말은 1001단계에서 브로드캐스팅 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 브로드캐스팅 메시지는 기지국에 의해 주기적으로 송신되는 메시지로서, 단말이 통신을 수행하기 위해 필요한 시스템 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 브로드캐스팅 메시지는 DCD/UCD와 같이 BCH를 통해 송신된다.
상기 브로드캐스팅 메시지가 수신되면, 상기 단말은 1003단계로 진행하여 상기 브로드캐스팅 메시지에 포함된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 확인한다. 즉, 상기 브로드캐스팅 메시지는 모든 MCS 집합 지시자들 및 패킷 범위 타입 지시자들을 포함하고, 상기 MCS 집합 지시자들 각각이 대표하는 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 범위 타입 지시자들 각각이 대표하는 패킷 크기 범위를 나타내는 정보를 포함한다. 이로 인해, 상기 단말은 상기 MCS 집합 지시자들 각각과 MCS 레벨 후보들의 대응 관계 및 상기 패킷 범위 타입 지시자들 각각과 패킷 크기 후보들의 대응 관계를 알 수 있다.
이후, 상기 단말은 1005단계로 진행하여 그룹 메시지가 수신되는지 확인한다. 상기 그룹 메시지는 그룹 자원 할당을 위한 메시지로서, 그룹 내에서 자원을 할당받는 단말을 지시하는 사용자 비트맵 및 할당되는 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 나타내는 자원할당 비트맵을 포함한다.
상기 그룹 메시지가 수신되면, 상기 단말은 1007단계로 진행하여 그룹 가입이 지시되었는지 확인한다. 즉, 상기 그룹 가입의 지시는 상기 그룹 메시지를 통해 수행된다. 따라서, 상기 단말은 상기 그룹 메시지 내에서 그룹 가입 지시 정보 및 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보가 포함되어 있는지 확인한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입의 지시는 상기 그룹 메시지 외의 별도의 메시지를 통해 수행될 수 있다.
상기 그룹 가입이 지시되면, 상기 단말은 1009단계로 진행하여 상기 그룹 메시지를 통해 코드북 작성 정보를 확인한다. 여기서, 상기 코드북 작성 정보는 단말의 코드북 작성을 위해 상기 그룹 메시지에 포함되는 정보로서, 본 발명의 제3실시 예의 경우, 상기 그룹의 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자를 의미한다. 즉, 상기 그룹 메시지는 그룹에 가입한 단말이 코드북을 작성할 수 있도록, 상기 그룹의 MCS 집합을 지시하는 MCS 집합 지시자 및 상기 그룹의 패킷 범위 타입을 지시하는 패킷 범위 타입 지시자를 포함한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 코드북 작성 정보는 상기 그룹 메시지 외의 별도의 메시지를 통해 수신될 수 있다.
상기 코드북 작성 정보를 확인한 후, 상기 단말은 1011단계로 진행하여 코드북을 작성한다. 즉, 상기 단말은 상기 MCS 집합 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 확인한 후, 코드북을 작 성한다. 이때, 상기 단말은 미리 약속된 규칙에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 단말은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 단말은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 단말이 오프셋 값을 적용받는 경우, 상기 단말은 상기 패킷 크기 후보들에 상기 오프셋 값을 일괄적으로 합산한 후, 상기 요구 자원 크기들을 산출한다.
상기 코드북을 작성한 후, 상기 단말은 1013단계로 진행하여 상기 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석한다. 즉, 상기 단말은 상기 자원할당 비트맵 중 자신과 대응되는 코드워드를 추출하고, 상기 코드워드를 이용하여 할당된 자원을 확인한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 코드북 내에서 상기 코드워드를 검색하고, 검색된 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인한다.
상기 할당된 자원을 확인한 후, 상기 단말은 1015단계로 진행하여 상기 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 단말은 상기 1017단계로 진행하여 그룹 메시지가 수신되는지 확인하고, 상기 그룹 메시지가 수신되면 상기 1013단계로 되돌아간다.
상기 도 10에서, 상기 단말은 상기 1011단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 미리 정의된 코드북들 중 하 나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 1009단계에서 확인된 그룹의 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 해석을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 단말은 코드북을 작성한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 코드북을 직접 작성하지 않고, 상기 기지국으로부터 코드북을 제공받을 수 있다. 이 경우, 상기 1009단계 및 상기 1011단계는 메시지에 포함된 코드북 정보를 확인하는 과정으로 대체된다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 11은 상기 도 5와 같이 그룹 자원 할당 방식에 따르는 경우의 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 11을 참고하면, 상기 기지국은 1101단계에서 그룹의 MCS 집합 및 패킷 범위 타입을 선택한다. 다시 말해, 상기 기지국은 미리 정의된 MCS 집합들 및 미리 정의된 패킷 범위 타입들 중 하나의 MCS 집합 및 하나의 패킷 범위 타입을 선택한다. 이때, MCS 집합 및 패킷 타입 범위를 선택하기 위해, 상기 기지국은 현재 진행 중인 서비스 종류, 발생하는 패킷들의 크기 분포, MCS 레벨 분포 등을 고려할 수 있다.
상기 MCS 집합 및 상기 패킷 범위 타입을 선택한 후, 상기 기지국은 1103단 계로 진행하여 그룹 코드북을 작성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 MCS 집합 지시자 및 상기 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 확인한 후, 코드북을 작성한다. 이때, 상기 기지국은 미리 약속된 규칙에 따라 그룹 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>을 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수를 산출하고, 상기 <수학식 2>을 통해 MCS 레벨 별 요구 자원 크기들을 산출한다. 이어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>을 통해 코드북에 포함될 코드워드 개수를 산출하고, 상기 <수학식 4>를 통해 코드워드 길이를 산출한다. 이후, 상기 기지국은 MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다.
이후, 상기 기지국은 1105단계로 진행하여 브로드캐스팅 메시지 송신 주기가 도래하였는지 확인한다. 여기서, 상기 브로드캐스팅 메시지는 기지국에 의해 주기적으로 송신되는 메시지로서, 단말이 통신을 수행하기 위해 필요한 시스템 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 브로드캐스팅 메시지는 DCD/UCD와 같이 BCH를 통해 송신된다.
상기 브로드캐스팅 메시지의 송신 주기가 도래하였으면, 상기 기지국은 1107단계로 진행하여 사용 가능한 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 포함하는 브로드캐스팅 메시지를 송신한다. 즉, 상기 브로드캐스팅 메시지는 모든 MCS 집합 지시자들 및 패킷 범위 타입 지시자들을 포함하고, 상기 MCS 집합 지시자들 각각이 대표하는 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 범위 타입 지시자들 각각이 대표하는 패킷 크기 범위를 나타내는 정보를 포함한다. 이로 인해, 상기 단말은 상기 MCS 집합 지 시자들 각각과 MCS 레벨 후보들의 대응 관계 및 상기 패킷 범위 타입 지시자들 각각과 패킷 크기 후보들의 대응 관계를 알 수 있다.
이후, 상기 기지국은 1109단계로 진행하여 자원 할당 주기가 도래하였는지 확인한다. 예를 들어, 상기 자원 할당은 매 부프레임 마다 수행된다.
상기 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 기지국은 1111단계로 진행하여 상기 그룹에 가입된 단말들에게 자원을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 자원 유닛 단위로 자원을 할당하되, 상기 1101단계에서 선택된 MCS 집합 및 상기 1103단계에서 산출된 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당한다. 단, 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값을 합산한 요구 자원 크기 범위 내에서 자원을 할당한다. 단, 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값을 합산한 패킷 크기 범위로부터 산출되는 요구 자원 크기 범위 내에서 자원을 할당한다.
상기 자원을 할당한 후, 상기 기지국은 1113단계로 진행하여 상기 그룹 코드북을 이용하여 자원할당 비트맵을 생성한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 코드북에 포함된 코드워드들로 구성된 자원 할당 정보를 생성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기 조합에 대응되는 코드워드들을 코드북 내에서 검색하고, 검색된 코드워드들을 포함하는 자원할당 비트맵을 생성한다. 단, 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값에 따른 별도의 코드워드 및 자원 크기의 대 응 관계에 따라 코드워드를 검색한다.
이어, 상기 기직국은 1115단계로 진행하여 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하는지 확인한다. 만일, 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하지 않는 경우, 상기 기지국은 1117단계로 진행하여 사용자 비트맵 및 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성하고, 상기 그룹 메시지를 송신한다.
반면, 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말이 존재하는 경우, 상기 기지국은 1119단계로 진행하여 그룹 가입 지시 정보, 코드북 작성 정보, 사용자 비트맵 및 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성하고, 상기 그룹 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 코드북 작성 정보는 상기 1101단계에서 선택된 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입을 알리는 정보이다. 그리고, 상기 그룹 가입 지시 정보는 상기 새로이 그룹에 가입하는 단말의 사용자 비트맵 인덱스 할당 정보를 포함한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 그룹 가입 지시 정보, 상기 코드북 작성 정보는 상기 그룹 메시지가 아닌 별도의 메시지를 통해 송신될 수 있다.
상기 그룹 메시지를 송신한 후, 상기 기지국은 1121단계로 진행하여 할당된 자원을 통해 통신을 수행한다. 이후, 상기 기지국은 상기 1109단계로 되돌아가며, 상기 그룹의 소멸 시까지 본 절차를 반복 수행한다.
상기 도 11에서, 상기 기지국은 상기 1103단계에서 코드북을 직접 작성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 저장된 다수의 코드북들 중 상기 1101단계에서 결정된 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 기지국은 코드북을 작성한다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 상기 1103단계에서 작성된 코드북을 단말에게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 1119단계에서, 상기 코드북 작성 정보는 코드북 정보로 대체된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 및 단말의 코드북 작성 절차를 도시하고 있다. 상기 도 12를 통해 설명되는 코드북 작성 절차는 상기 도 8 내지 상기 11의 코드북 작성 단계에 적용될 수 있다. 상기 도 12의 설명에서, 본 발명은 상기 기지국 및 상기 단말을 '코드북 작성자'로 칭한다.
상기 도 12를 참고하면, 상기 코드북 작성자는 1201단계에서 그룹의 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 이용하여 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작성한다. 이때, 상기 코드북 작성자가 기지국인 경우, 상기 기지국은 스스로 그룹의 상기 MCS 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 결정하므로 별도의 절차 없이 상기 MCS 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 알 수 있다. 반면, 상기 코드북 작성자가 단말인 경우, 상기 단말은 기지국으로부터 수신되는 그룹 구성 메시지에 포함된 MCS 집합 식별자 및 버스크 크기 식별자 통해 상기 MCS 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 파악한다. 즉, 상기 단말은 사용 가능한 MCS 집합들 및 버스트 크기 집합들 중 상기 MCS 집합 식별자 및 상기 버스크 크기 식별자에 대응되는 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 이용한다. 이때, 상기 사용 가능한 MCS 집합들 및 버스트 크기 집합들은 미리 정해져 있거나, 상기 기지국에 의해 결정되어 주기적으로 알려진다.
상기 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작성한 후, 상기 코드북 작성자는 1203단계로 진행하여 각 버스트 크기에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 다시 말해, 상기 코드북 작성자는 동일한 크기의 버스트에 대하여 서로 다른 MCS 레벨을 적용함에도 불구하고 동일한 자원 크기를 요구하는 조합들 중, 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 즉, 상기 코드북 작성자는 MCS 레벨 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거한다.
이어, 상기 코드북 작성자는 1205단계로 진행하여 각 MCS 레벨에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 다시 말해, 상기 코드북 작성자는 동일한 서로 다른 크기의 버스트에 대하여 동일한 MCS 레벨을 적용함에도 불구하고 동일한 자원 크기를 요구하는 조합들 중, 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 즉, 상기 코드북 작성자는 버스트 크기 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거한다.
상기 불필요한 조합들을 제거한 후, 상기 코드북 작성자는 1207단계로 진행하여 남겨진 유효 조합들 각각에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 코드워드들은 미리 정의된 규칙에 따라 부여된다. 그리고, 상기 코드워드의 길이는 상기 유효 조 합 개수에 최적화된 Ceil{log2(유효 조합 개수)}로서 결정되거나, 또는, 미리 정의된 값으로 결정될 수 있다.
상기 도 7 내지 상기 도 12를 참고하여 설명한 본 발명의 다양한 실시 예들에서, 기지국 및 단말에 의해 작성되는 코드북은 MCS 레벨 및 자원 크기의 조합을 지시하는 코드워드들을 포함한다. 이때, 상기 자원 크기의 단위는 자원 유닛의 개수이다. 상기 자원 크기의 단위가 자원 유닛의 개수임으로 인해, 지시해야하는 자원 크기의 종류가 감소함으로써 코드워드의 길이가 감소하는 효과가 있다. 동시에, 버스트를 전송하기 위해 필요한 자원량보다 큰 양의 자원이 할당되는 경우가 발생하며, 이로 인해 잉여 자원에 대하여 제로 패딩(zero padding)을 수행하므로, 자원의 낭비가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제로 패딩을 방지하기 위해 상기 자원 크기의 단위로서, 상기 자원 유닛의 개수가 아닌 데이터 톤(tone)이 사용된다. 여기서, 상기 톤은 1개의 부반송파 및 1개의 시간 심벌들로 구성되는 자원의 단위이다. 이 경우, 기지국 및 단말은 그룹의 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 이용하여 모든 가능한 조합들을 구성한 후, 각 조합에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 코드워드들을 미리 정해진 규칙에 따라 부여된다. 또한, 상기 코드워드의 길이는 가능한 조합들의 개수에 최적화된 Ceil{log2(조합 개수)}로서 결정되거나, 또는, 미리 정의된 값으로 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이 생성되는 코드워드들을 이용하여, 기지국은 MCS 레벨 및 버스트의 크기를 알려주며, 이를 통해 단말은 상기 버스트의 송신을 위해 필요한 자원의 크기를 산출한다. 예를 들어, 상기 자원의 크기는 해당 MCS 레벨 대한 톤 당 데이터 비트 수를 확인하고, 상기 버스트의 크기를 상기 톤 당 데이터 비트 수로 나누고, 올림 연산을 수행함으로써 산출된다.
즉, 기지국은 그룹 자원 할당 시 해당 그룹을 위해 할당된 자원 영역의 시작점을 알리고, 사용자 비트맵을 통해 자원을 할당받는 단말들을 지시하며, 각 단말의 MCS 레벨 및 버스트 크기를 자원할당 비트맵을 통해 지시한다. 이에 따른 상기 기지국의 자원 할당 절차 및 상기 단말의 자원 확인 절차는 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 제4실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 그룹에 대한 자원 할당 절차를 도시하고 있다. 상기 도 13은 코드워드를 통해 지시되는 자원의 크기의 단위가 데이터 톤인 경우의 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 13을 참고하면, 상기 기지국은 1301단계에서 그룹의 자원 영역을 결정한다. 즉, 그룹 자원 할당 방식은 부프레임 내의 자원들 중 한정된 일부 자원 영역에서 수행된다. 따라서, 상기 기지국은 상기 부프레임 내의 자원들 중 상기 그룹을 위하여 사용할 일부 자원 영역을 결정한다.
상기 그룹의 자원 영역을 결정한 후, 상기 기지국은 1303단계로 진행하여 상기 그룹의 자원 영역을 알리는 제어 정보를 송신한다. 여기서, 상기 제어 정보는 상기 자원 영역의 시작점을 알리는 정보를 포함하며, 예를 들어, 자원 유닛 단위의 오프셋 값으로서 표현된다. 이때, 그룹에 가입된 단말들만을 대상으로 송신되거나, 또는, 모든 단말들을 대상으로 송신된다. 예를 들어, 모든 단말들을 대상으로 송신되는 경우, 상기 제어 정보는 DCD/UCD와 같이 BCH를 통해 송신되는 브로드캐스트 메시지를 통해 송신된다. 또한, 상기 가입된 단말들만을 대상으로 송신되는 경우, 상기 제어 정보는 그룹의 자원 할당 정보를 포함하는 그룹 메시지를 통해 송신된다.
이후, 상기 기지국은 1305단계로 진행하여 그룹에 가입된 단말들 각각의 버스트 크기 및 MCS 레벨을 결정한다. 여기서, 상기 버스트 크기 및 MCS 레벨은 각 단말의 채널 품질, 요구 데이터 전송률, 서비스 종류 등을 고려하여 결정된다. 이때, 상기 버스트 크기 및 상기 MCS 레벨이 결정됨으로써, 각 단말에게 필요한 자원의 크기가 산출된다. 여기서, 상기 자원의 크기의 단위는 데이터 톤이다.
상기 버스트 크기 및 상기 MCS 레벨을 결정한 후, 상기 기지국은 1307단계로 진행하여 사용자 ID(user IDentifier) 순서에 따라 그룹의 자원 영역 내의 자원을 할당한다. 여기서, 상기 사용자 ID는 상기 그룹에 가입된 단말들을 상기 그룹 내에서 식별하기 위한 것으로서, 상기 도 8 내지 상기 도 12를 참고하여 설명된 비트맵 인덱스와 유사한 기능을 수행한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 버스트 크기 및 상기 MCS 레벨을 결정함으로써 산출된 상기 단말들 각각에게 필요한 자원의 크기들을 확인하고, 상기 사용자 ID의 순서에 따라 상기 자원 영역의 시작점으로부터 순차적으로 상기 자원의 크기들 만큼의 자원들을 할당한다. 이때, 자원의 크기의 산 출 기준은 버스트 크기이므로, 다수의 단말들이 하나의 자원 유닛을 분할하여 할당받을 수 있다.
상기 자원을 할당한 후, 상기 기지국은 1309단계로 진행하여 상기 자원 할당 순서와 동일한 순서에 따라 각 단말에게 할당된 자원들을 지시하는 코드워드들을 나열함으로써, 자원 할당 비트맵을 생성한다. 또한, 상기 기지국은 자원을 할당받은 단말들을 표시하는 사용자 비트맵을 생성한다.
이후, 상기 기지국은 1311단계로 진행하여 상기 자원할당 비트맵 및 상기 사용자 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성하고, 상기 그룹 메시지를 송신한다.
도 14는 본 발명의 제4실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 그룹에 가입된 단말의 자원 확인 절차를 도시하고 있다. 상기 도 14는 코드워드를 통해 지시되는 자원의 크기의 단위가 데이터 톤인 경우의 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 14를 참고하면, 상기 단말은 1401단계에서 그룹 메시지가 수신되는지 확인한다. 상기 그룹 메시지는 그룹 자원 할당을 위한 메시지로서, 그룹 내에서 자원을 할당받는 단말을 지시하는 사용자 비트맵 및 할당되는 자원의 MCS 레벨 및 자원 크기를 나타내는 자원할당 비트맵을 포함한다. 또한, 상기 그룹 메시지는 그룹의 자원 영역을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 그룹 메시지가 수신되면, 상기 단말은 1403단계로 진행하여 자신의 사용자 ID보다 작은 사용자 ID에 대응되는 자원 할당 코드워드들을 해석한다. 즉, 상 기 단말의 사용자 IE보다 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원들은 상기 단말에게 할당된 자원보다 앞에 배치되므로, 상기 단말에게 할당된 위치는 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원들의 자원의 크기에 의존하여 결정된다. 따라서, 상기 단말은 상기 자원할당 비트맵에서 자신에 대응되는 코드워드들보다 앞서 위치한 코드워드들을 해석함으로써, 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 버스트 크기를 확인한다.
이어, 상기 단말은 1405단계로 진행하여 각 단말에 할당된 자원의 크기를 산출한다. 즉, 상기 단말은 상기 1403단계에서 해석된 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에 대응되는 코드워드들을 이용하여 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원들의 자원의 크기들을 산출한다. 예를 들어, 상기 단말은 상기 코드워드들 각각에 대하여 해당 MCS 레벨 대한 톤 당 데이터 비트 수를 확인하고, 해당 버스트의 크기를 상기 톤 당 데이터 비트 수로 나누고, 올림 연산을 수행함으로써 상기 자원의 크기를 산출한다. 이때, 상기 자원의 크기의 단위는 데이터 톤이다.
상기 자원의 크기를 산출한 후, 상기 단말은 1407단계로 진행하여 자신에게 할당된 자원의 시작점을 검색한다. 즉, 상기 단말은 상기 그룹의 자원 영역의 시작점 및 상기 1405단계에서 산출된 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원들의 자원의 크기들을 이용하여 상기 자신에게 할당된 자원의 시작점을 검색한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 그룹의 자원 영역의 시작점에 상기 작은 사용자 ID를 갖는 단말들에게 할당된 자원들의 자원의 크기들을 누적적으로 합산함으로써, 상기 자신에게 할당된 자원의 시작점을 판단한다. 이때, 상기 자신에게 할당된 자 원의 시작점의 단위는 데이터 톤이다.
상기 자신에게 할당된 자원의 시작점을 검색한 후, 상기 단말은 1409단계로 진행하여 자신과 대응되는 코드워드를 해석함으로써 자신에게 할당된 자원의 MCS 레벨 및 버스트 크기를 확인하고, 상기 MCS 레벨 및 상기 버스트 크기를 이용하여 상기 자신에게 할당된 자원의 크기를 산출한다. 이때, 상기 단말에게 할당된 자원의 시작점의 단위는 데이터 톤이며, 상기 1407단계에서 검색된 시작점에서부터 상기 자원의 크기만큼의 영역을 점유한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)수신기(1502), OFDM복조기(1504), 부반송파디매핑기(1506), 데이터처리기(1508), 부반송파매핑기(1510), OFDM변조기(1512), RF송신기(1514), 메시지해석기(1516), 메시지생성기(1518), 제어부(1520)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(1502)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 OFDM복조기(1504)는 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(1506)는 상기 부반송파별 신호들을 처리 단위로 구분한다. 그리고, 상기 부반송파디매핑기(1506)는 데이터 신호들을 상기 데이터처리기(1508)로, 메시지 신호들을 상기 메시지해석 기(1516)로 제공한다. 상기 데이터처리기(1508)는 상기 데이터 신호들을 복조 및 채널 복호함으로써 수신 데이터 비트열을 복원하고, 송신 데이터 비트열을 채널 부호화 및 변조함으로써 송신 데이터 신호들을 생성한다. 상기 부반송파매핑기(1510)는 상기 데이터처리기(1508)로부터 제공되는 데이터 신호들 및 상기 메시지생성기(1518)로부터 제공되는 메시지 신호들을 부반송파에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(1512)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 상기 부반송파에 매핑된 신호들을 시간 영역 신호로 변환하고, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌들을 구성한다. 상기 RF송신기(1514)는 상기 OFDM 심벌들을 RF대역 신호로 상향변환한 후, 상기 RF 대역 신호를 안테나를 통해 송신한다.
상기 메시지해석기(1516)는 기지국으로부터 수신되는 메시지 신호들로부터 메시지 비트열을 복원한다. 그리고, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 메시지 비트열을 해석함으로써 상기 메시지에 포함된 정보를 확인하고, 확인된 정보를 상기 제어부(1520)로 제공한다.
특히, 본 발명의 제1실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지해석기(1516)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들의 결정을 위한 협상 절차를 위한 메시지들을 해석한다. 즉, 상기 메시지해석기(1516)는 협상 지시 메시지를 통해 기지국에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 확인하거나, 또는, 협상 확인 메시지를 통해 상기 제어부(1520)에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들이 기지국에 의해 수락됨을 확인한다. 또한, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 제어부(1520)로부터 제공되는 코드북에 따라 코드북 기반의 자원 할당 정보를 해석함으 로써 할당된 자원을 확인한다.
본 발명의 제2실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 기지국으로부터 수신되는 그룹 메시지를 통해 그룹 가입 지시 정보, 사용자 비트맵 할당 정보, 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 그룹의 패킷 크기 후보들을 확인한다. 또한, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 그룹 메시지에 포함된 사용자 비트맵을 통해 자원 할당 여부를 확인하고, 상기 제어부(1520)로부터 제공되는 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석함으로써 할당된 자원을 확인한다.
본 발명의 제3실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지해석기(1516)는 브로드캐스팅 메시지를 통해 사용 가능한 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 확인한다. 또한, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 그룹 메시지를 통해 그룹 가입 지시 정보, 사용자 비트맵 할당 정보, 그룹의 MCS 집합 지시자 및 그룹의 패킷 범위 타입 지시자를 확인한다. 또한, 상기 메시지해석기(1516)는 상기 그룹 메시지에 포함된 사용자 비트맵을 통해 자원 할당 여부를 확인하고, 상기 제어부(1520)로부터 제공되는 코드북에 따라 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵을 해석함으로써 할당된 자원을 확인한다.
상기 메시지생성기(1518)는 상기 제어부(1520)로부터 제공되는 정보를 포함하는 메시지 비트열을 구성하고, 상기 메시지 비트열로부터 물리적 메시지 신호들을 생성한다. 특히, 본 발명의 제1실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지생성기(1518)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들의 결정을 위한 협상 절차를 위한 메시지들을 생성한다. 즉, 상기 메시지생성기(1518)는 기지국에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 수락하는 협상 확인 메시지를 생성하거나, 또는, 상기 제어부(1520)에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 기지국에 알리는 협상 지시 메시지를 생성한다.
상기 제어부(1520)는 상기 단말의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1520)는 상기 메시지해석기(1516)에 의해 확인된 할당된 자원에서 데이터 신호들을 추출하도록 상기 부반송파디매핑기(1506)를 제어하고, 상기 할당된 자원으로 데이터 신호들을 송신하도록 상기 부반송파매핑기(1510)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(1520)는 상기 메시지해석기(1516)에 의해 확인된 정보에 대응되는 처리를 수행하고, 송신 메시지에 포함되는 정보를 상기 메시지생성기(1518)에 제공한다. 특히, 상기 제어부(1520) 내의 코드북작성기(1522)는 자원 할당 정보의 해석을 위한 코드북을 작성한다. 그리고, 상기 제어부(1520) 내의 트래픽분석기(1524)는 트래픽 특성, 즉, 발생하는 패킷 크기의 범위 및 사용 가능한 MCS 레벨들 등을 분석한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 상기 제어부(1520)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1520)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위한 협상 절차를 수행한다. 이를 위해, 상기 제어부(1520)는 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 생성하도록 상기 메시지생성기(1518)를 제어한다. 만일, 상기 협상 지시 메시지를 생성하는 경우, 상기 제어부(1520)는 상기 트래픽분석기(1524)에 의해 분석된 발생하는 패킷 크기의 범위 및 사용 가능한 MCS 레벨을 고려하여 패킷 크기 후보들 및 MCS 레벨 후보들을 결정하고, 결정된 패킷 크기 후보 들 및 MCS 레벨 후보들을 상기 메시지생성기(1518)에 알린다. 이때, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 협상 확인 메시지의 송수신은 생략될 수 있다. 그리고, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 상기 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1520)는 상기 코드북을 상기 메시지해석기(1516)로 제공한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 상기 제어부(1520)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1520)는 상기 메시지해석기(1516)로부터 제공되는 그룹 메시지 내의 그룹 가입 지시 정보에 따라 그룹 가입의 지시 여부를 판단한다. 상기 그룹 가입이 지시되었음이 판단되면, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 메시지해석기(1516)로부터 제공되는 코드북 작성 정보, 즉, 상기 그룹의 지원 가능한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 단말이 오프셋 값을 적용받는 경우, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 패킷 크기 후보들에 상기 오프셋 값을 일괄적으로 합산한 후, 상기 요구 자원 크기들을 산출한다. 상기 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1520)는 상기 코드 북을 상기 메시지해석기(1516)로 제공한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 상기 제어부(1520)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1520)는 상기 메시지해석기(1516)로부터 제공되는 그룹 메시지 내의 그룹 가입 지시 정보에 따라 그룹 가입의 지시 여부를 판단한다. 상기 그룹 가입이 지시되었음이 판단되면, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 메시지해석기(1516)로부터 제공되는 코드북 작성 정보, 즉, 상기 그룹의 MCS 집합 지시자 및 패킷 범위 타입 지시자에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 브로드캐스팅 메시지를 통해 수신된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 이용하여 상기 그룹의 MCS 집합 지시자에 대응되는 MCS 레벨 후보들 및 상기 그룹의 패킷 범위 타입 지시자에 대응되는 패킷 크기 후보들을 확인한다. 그리고, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 단말이 오프셋 값을 적용받는 경우, 상기 코드북작성기(1522)는 상기 패킷 크기 후보들에 상기 오프셋 값을 일괄적으로 합산한 후, 상기 요구 자원 크기들을 산출한다. 상기 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1520)는 상기 코드북을 상기 메시지해석기(1516)로 제공한다.
상술한 본 발명의 제2실시 예 및 제3실시 예의 경우, 상기 코드북작성기(1522)의 동작은 다음과 같이 대체될 수 있다. 상기 코드북작성기(1522)는 그룹의 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 이용하여 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작 성한다. 상기 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작성한 후, 상기 코드북작성기(1522)는 각 버스트 크기에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거하고, 각 MCS 레벨에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 즉, 상기 코드북작성기(1522)는 불필요한 조합들을 제거한다. 상기 불필요한 조합들을 제거한 후, 상기 코드북작성기(1522)는 남겨진 유효 조합들 각각에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 코드워드들은 미리 정해진 규칙에 따라 부여된다. 그리고, 상기 코드워드의 길이는 상기 유효 조합 개수에 최적화된 Ceil{log2(유효 조합 개수)}로서 결정되거나, 또는, 미리 정의된 값으로 결정될 수 있다.
상기 도 15에 도시된 구성에 따르면, 상기 제어부(1520)는 상기 코드북작성기(1522)에 의해 작성된 코드북을 상기 메시지해석기(1516)로 제공한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제어부(1520)는 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 미리 정의된 코드북들을 저장하는 코드북저장기(미도시)가 추가적으로 포함된다. 이에 따라, 상기 제어부(1520)는 상기 코드북저장기에 저장된 미리 정의된 다수의 코드북들 중 상기 제어부(1520)에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들, 또는, 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않으면, 상기 코드북작성기(1522)는 코드북을 작성한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 부반송파매핑기(1602), OFDM변조기(1604), RF송신기(1606), RF수신기(1608), OFDM복조기(1610), 부반송파디매핑기(1612), 데이터처리기(1614), 메시지생성기(1616), 메시지해석기(1618), 제어부(1620)를 포함하여 구성된다.
상기 부반송파매핑기(1602)는 상기 데이터처리기(1614)로부터 제공되는 데이터 신호들 및 상기 메시지생성기(1618)로부터 제공되는 메시지 신호들을 부반송파에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(1604)는 IFFT 연산을 통해 상기 부반송파에 매핑된 신호들을 시간 영역 신호로 변환하고, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌들을 구성한다. 상기 RF송신기(1608)는 상기 OFDM 심벌들을 RF대역 신호로 상향변환한 후, 상기 RF 대역 신호를 안테나를 통해 송신한다. 상기 RF수신기(1610)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 OFDM복조기(1612)는 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP를 제거한 후, FFT 연산을 통해 부반송파별 신호들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(1612)는 상기 부반송파별 신호들을 처리 단위로 구분한다. 그리고, 상기 부반송파디매핑기(1612)는 데이터 신호들을 상기 데이터처리기(1614)로, 메시지 신호들을 상기 메시지해석기(1616)로 제 공한다. 상기 데이터처리기(1614)는 상기 데이터 신호들을 복조 및 채널 복호함으로써 수신 데이터 비트열을 복원하고, 송신 데이터 비트열을 채널 부호화 및 변조함으로써 송신 데이터 신호들을 생성한다.
상기 메시지해석기(1616)는 단말로부터 수신되는 메시지 신호들로부터 메시지 비트열을 복원한다. 그리고, 상기 메시지해석기(1616)는 상기 메시지 비트열을 해석함으로써 상기 메시지에 포함된 정보를 확인하고, 확인된 정보를 상기 제어부(1620)로 제공한다. 특히, 본 발명의 제1실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지해석기(1616)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들의 결정을 위한 협상 절차를 위한 메시지들을 해석한다. 즉, 상기 메시지해석기(1616)는 협상 지시 메시지를 통해 단말에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 확인하거나, 또는, 협상 확인 메시지를 통해 상기 기지국에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들이 상기 단말에 의해 수락되는지 확인한다.
상기 메시지생성기(1618)는 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 정보를 포함하는 메시지 비트열을 구성하고, 상기 메시지 비트열로부터 물리적 메시지 신호들을 생성한다.
특히, 본 발명의 제1실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지생성기(1618)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들의 결정을 위한 협상 절차를 위한 메시지들을 생성한다. 즉, 상기 메시지생성기(1616)는 단말에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 수락하는 협상 확인 메시지를 생성하거나, 또는, 상기 제어부(1620)로부터 제공된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 알리는 협상 지시 메시지를 생성한다. 또한, 상기 메시지생성기(1516)는 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 자원 할당 결과에 따라 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 코드북 내의 코드워드로 구성된 자원 할당 정보를 생성한다.
본 발명의 제2실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지생성기(1618)는 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 자원 할당 결과에 따라 그룹 내에서 자원을 할당받는 단말을 지시하는 사용자 비트맵을 생성하고, 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 그룹 코드북 내의 코드워드로 구성된 자원할당 비트맵을 생성한다. 그리고, 상기 메시지생성기(1618)는 그룹 가입 지시 정보, 사용자 비트맵 할당 정보, 그룹의 MCS 레벨 후보들, 그룹의 패킷 크기 후보들, 상기 사용자 비트맵, 상기 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성한다.
본 발명의 제3실시 또는 제4실시 예에 따르는 경우, 상기 메시지생성기(1618)는 미리 정의된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 포함하는 브로드캐스팅 메시지를 생성한다. 또한, 상기 메시지생성기(1618)는 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 자원 할당 결과에 따라 그룹 내에서 자원을 할당받는 단말을 지시하는 사용자 비트맵을 생성하고, 상기 제어부(1620)로부터 제공되는 그룹 코드북 내의 코드워드로 구성된 자원할당 비트맵을 생성한다. 그리고, 상기 메시지생성기(1618)는 그룹 가입 지시 정보, 사용자 비트맵 할당 정보, 그룹의 MCS 집합 지시자, 그룹의 패킷 범위 타입 지시자, 상기 사용자 비트맵, 상기 자원할당 비트맵을 포함하는 그룹 메시지를 생성한다.
상기 제어부(1620)는 상기 기지국의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1620)는 자원 할당 결과에 따라 단말 별 데이터 신호들을 추출하도록 상기 부반송파디매핑기(1612)를 제어하고, 상기 자원 할당 결과에 따라 단말 별 데이터 신호들을 매핑하도록 상기 부반송파매핑기(1602)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(1620)는 상기 메시지해석기(1618)에 의해 확인된 정보에 대응되는 처리를 수행하고, 송신 메시지에 포함되는 정보를 상기 메시지생성기(1616)에 제공한다. 그리고, 상기 제어부(1620) 내의 자원할당기(1622)는 단말들에게 개별 자원 할당 방식 또는 그룹 자원 할당 방식에 따라 자원을 할당한다. 특히, 상기 제어부(1620) 내의 코드북작성기(1624)는 자원 할당 정보의 해석을 위한 코드북을 작성한다. 그리고, 상기 제어부(1620) 내의 트래픽분석기(1626)는 트래픽 특성, 즉, 진행 중인 서비스 종류, 발생하는 패킷들의 크기 분포, MCS 레벨 분포 등을 분석한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 상기 제어부(1620)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1620)는 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정하기 위한 협상 절차를 수행한다. 이를 위해, 상기 제어부(1620)는 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 생성하도록 상기 메시지생성기(1616)를 제어한다. 만일, 상기 협상 지시 메시지를 생성하는 경우, 상기 제어부(1620)는 상기 트래픽분석기(1626)에 의해 분석된 발생하는 트래픽 특성을 고려하여 패킷 크기 후보들 및 MCS 레벨 후보들을 결정하고, 결정된 패킷 크기 후보들 및 MCS 레벨 후보들을 상기 메시지생성기(1616)에 알린다. 이때, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 협상 확인 메시지의 송수신은 생략될 수 있다. 그리고, 상기 코드북작성기(1624)는 상기 MCS 레벨 후보들 및 상기 패킷 크기 후보들에 따라 코드북을 작성한다. 상세히 설 명하면, 상기 코드북작성기(1624)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 상기 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1620)는 상기 코드북을 상기 메시지생성기(1618)로 제공한다. 그리고, 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 자원할당기(1622)는 단말들에게 자원을 할당하고, 상기 제어부(1620)는 상기 자원할당기(1622)의 자원 할당 결과를 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 상기 제어부(1620)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1620)는 상기 트래픽분석기(1626)에 의해 분석된 트래픽 특성에 따라 그룹을 생성하고, 그룹 코드북을 위한 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들을 결정한다. 이에 따라, 상기 코드북작성기(1624)는 그룹 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 코드북작성기(1624)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 상기 그룹 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1620)는 상기 코드북을 상기 메시지생성기(1618)로 제공한다. 또한, 상기 그룹에 가입시킬 단말이 선택되면, 상기 자원할당기(1622)는 상기 단말에게 사용자 비트맵 인덱스를 할당한다. 이에 따라, 상기 제어부(1620)는 그룹 가입 지시 정보를 생성하기 위해 필요한 정보, 즉, 상기 사용자 비트맵 인덱스 할당 결과 및 상기 단말의 정보를 상기 메시지생성기(1616)로 제공하고, 상기 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 상기 그룹의 패킷 크기 후보들을 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다. 그리고, 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 자원할당기(1622)는 단말들에게 자원을 할당하고, 상기 제어부(1620)는 상기 자원할당기(1622)의 자원 할당 결과를 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 상기 제어부(1620)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1620)는 상기 트래픽분석기(1626)에 의해 분석된 트래픽 특성에 따라 그룹을 생성하고, 미리 정의된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들 중 그룹 코드북을 위한 MCS 집합 및 패킷 범위 타입을 선택한다. 이에 따라, 상기 코드북작성기(1624)는 그룹 코드북을 작성한다. 상세히 설명하면, 상기 코드북작성기(1624)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 4>를 통해 자원유닛당 전송 가능 데이터 비트 수, MCS 레벨 별 요구 자원 크기들, 코드북에 포함될 코드워드 개수 및 코드워드 길이를 산출한 후, MCS 레벨 및 자원 크기 조합들에 코드워드들을 부여한다. 상기 그룹 코드북이 작성되면, 상기 제어부(1620)는 상기 코드북을 상기 메시지생성기(1618)로 제공한다. 또한, 상기 그룹에 가입시킬 단말이 선택되면, 상기 자원할당기(1622)는 상기 단말에게 사용자 비트맵 인덱스를 할당한다. 이에 따라, 상기 제어부(1620)는 그룹 가입 지시 정보를 생성하기 위해 필요한 정보, 즉, 상기 사용자 비트맵 인덱스 할당 결과 및 상기 단말의 정보를 상기 메시지생성기(1616)로 제공하고, 상기 그룹의 MCS 레벨 후보들 및 상기 그룹의 패킷 크기 후보들을 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다. 그리고, 자원 할당 주기가 도래하면, 상기 자원할당기(1622)는 단말들에게 자원을 할당하고, 상기 제어부(1620)는 상기 자원할당기(1622)의 자 원 할당 결과를 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다. 또한, 브로드캐스팅 메시지의 송신 주기가 도래하면, 상기 제어부(1616)는 미리 정의된 MCS 집합들 및 패킷 범위 타입들의 정보를 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다.
상술한 본 발명의 제2실시 예 및 제3실시 예의 경우, 상기 코드북작성기(1624)의 동작은 다음과 같이 대체될 수 있다. 상기 코드북작성기(1624)는 그룹의 MCS 집합 및 버스트 크기 집합을 이용하여 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작성한다. 상기 모든 조합들을 포함하는 테이블을 작성한 후, 상기 코드북작성기(1624)는 각 버스트 크기에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거하고, 각 MCS 레벨에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거한다. 즉, 상기 코드북작성기(1624)는 불필요한 조합들을 제거한다. 상기 불필요한 조합들을 제거한 후, 상기 코드북작성기(1624)는 남겨진 유효 조합들 각각에 코드워드들을 부여한다. 이때, 상기 코드워드들은 미리 정해진 규칙에 따라 부여된다. 그리고, 상기 코드워드의 길이는 상기 유효 조합 개수에 최적화된 Ceil{log2(유효 조합 개수)}로서 결정되거나, 또는, 미리 정의된 값으로 결정될 수 있다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 상기 제어부(1620)의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(1620)는 그룹의 자원 영역을 결정하고, 상기 그룹의 자원 영역을 알리는 제어 정보를 송신하도록 제어한다. 여기서, 상기 제어 정보는 상기 자원 영역의 시작 점을 알리는 정보를 포함하며, DCD/UCD와 같이 BCH를 통해 송신되는 브로드캐스트 메시지를 통해 송신되거나 그룹의 자원 할당 정보를 포함하는 그룹 메시지를 통해 송신된다. 이후, 상기 자원할당기(1622)는 그룹에 가입된 단말들 각각의 버스트 크기 및 MCS 레벨을 결정한다. 여기서, 상기 버스트 크기 및 MCS 레벨은 각 단말의 채널 품질, 요구 데이터 전송률, 서비스 종류 등을 고려하여 결정된다. 상기 버스트 크기 및 상기 MCS 레벨을 결정한 후, 상기 자원할당기(1622)는 사용자 ID 순서에 따라 그룹의 자원 영역 내의 자원을 할당한다. 이때, 자원의 크기의 산출 기준은 버스트 크기이므로, 다수의 단말들이 하나의 자원 유닛을 분할하여 할당받을 수 있다. 그리고, 상기 제어부(1620)는 상기 자원할당기(1622)의 자원 할당 결과를 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다.
상기 도 16에 도시된 구성에 따르면, 상기 제어부(1620)는 상기 코드북작성기(1624)에 의해 작성된 코드북을 상기 메시지생성기(1616)로 제공한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 정의된 코드북들 중 하나를 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 미리 정의된 코드북들을 저장하는 코드북저장기(미도시)가 추가적으로 포함된다. 이에 따라, 상기 제어부(1620)는 상기 코드북저장기에 저장된 미리 정의된 다수의 코드북들 중 상기 제어부(1620)에 의해 결정된 MCS 레벨 후보들 및 패킷 크기 후보들, 또는, 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북을 선택하고, 선택된 코드북을 로딩함으로써 자원 할당 정보 생성을 위한 코드북을 생성한다. 단, 상기 저장된 다수의 코드북들 중 상기 그룹의 MCS 집합 및 패킷 크기 범위 타입에 대응되는 하나의 코드북이 존재하지 않 으면, 상기 코드북작성기(1624)는 코드북을 작성한다.
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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 개별 자원 할당 방식에 따르는 단말 및 기지국의 동작 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 그룹 메시지 구성의 예를 도시하는 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 그룹 자원 할당 방식에 따르는 단말 및 기지국의 동작 예를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 및 단말의 코드북 작성 절차를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 제4실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 그룹에 대한 자원 할당 절차를 도시하는 도면,
도 14는 본 발명의 제4실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 그룹에 가입된 단말의 자원 확인 절차를 도시하는 도면,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (30)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 무선 노드의 동작 방법에 있어서,
    코드북 생성을 위한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 집합 및 버스트 크기 집합을 확인하는 과정과,
    상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 상기 코드북을 생성하는 과정과,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성 또는 해석하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코드북을 생성하는 과정은,
    미리 정의된 다수의 코드북들 중 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합에 대응되는 하나의 코드북을 로딩(loading)하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코드북을 생성하는 과정은,
    상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 MCS 레벨 및 버스트 크기의 조합들의 요구 자원 크기들을 산출하는 과정과,
    상기 조합들을 지시하는 코드북을 작성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코드북을 생성하는 과정은,
    모든 MCS 레벨 및 버스트 크기의 조합들을 포함하는 테이블을 작성하는 과정과,
    각 버스트 크기에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거함으로써, MCS 레벨 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거하는 과정과,
    각 MCS 레벨에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거함으로써, 버스트 크기 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거하는 과정과,
    남겨진 유효 조합들 각각에 코드워드들을 부여하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 코드워드들 각각의 길이는, Ceil{log2(유효 조합 개수)}, 또는, 미리 정의된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 확인하는 과정은,
    상대방 노드와 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 송수신함으로써, 협상 절차를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 해석하는 과정은,
    상기 코드북 내에서 상기 자원 할당 정보에 포함된 코드워드를 검색하는 과정과,
    검색된 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 기지국이며,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성하는 과정은,
    상기 코드북에 포함되는 MCS 레벨 및 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당하는 과정과,
    할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기의 조합에 대응되는 코드워드를 검색하는 과정과,
    상기 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 확인하는 과정은,
    기지국으로부터 수신되는 그룹 구성 메시지에 포함된 MCS 집합 식별자 및 버스트 크기 식별자를 확인하는 과정과,
    미리 정의된 MCS 레벨 집합들 및 버스트 크기 집합들 중, 상기 MCS 집합 식별자에 대응되는 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합 식별자에 대응되는 버스트 크기 집합을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 확인하는 과정은,
    기지국으로부터 수신되는 브로드캐스팅 메시지를 통해 MCS 레벨 집합들 및 버스크 크기 집합들의 정보를 획득하는 과정과,
    기지국으로부터 수신되는 그룹 구성 메시지에 포함된 그룹의 MCS 집합 식별자 및 그룹의 버스트 크기 식별자를 확인하는 과정과,
    상기 브로드캐스팅 메시지를 통해 획득된 MCS 레벨 집합들 및 버스트 크기 집합들 중, 상기 MCS 집합 식별자에 대응되는 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합 식별자에 대응되는 버스트 크기 집합을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 해석하는 과정은,
    상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵 중 상기 단말과 대응되는 코드워드를 추출하는 과정과,
    상기 코드북 내에서 상기 코드워드를 검색하는 과정과,
    상기 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 기지국이며,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성하는 과정은,
    그룹에 가입된 적어도 하나의 단말에게 상기 코드북에 포함되는 MCS 레벨 및 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당하는 과정과,
    적어도 하나의 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기의 조합에 대응되는 적어도 하나의 코드워드를 검색하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자원할당 비트맵, 사용자 비트맵, 그룹 가입 지시 정보, 그룹의 MCS 레벨 집합, 그룹의 버스트 크기 집합, 그룹의 MCS 집합 식별자, 그룹의 버스트 크기 집합 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 그룹 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 코드워드를 상기 코드북 내에서 검색하는 과정은,
    상기 그룹에 가입된 단말들 중 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값에 따른 별도의 코드워드 및 자원 크기의 대응 관계에 따라 코드워드를 검색하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 코드북에 포함되는 MCS 레벨 및 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당하는 과정은,
    상기 그룹에 가입된 단말들 중 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값을 합산한 버스트 크기 범위로부터 산출되는 요구 자원 크기 범위 내에서 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 광대역 무선통신 시스템에서 무선 노드 장치에 있어서,
    코드북 생성을 위한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 집합 및 버스트 크기 집합을 확인하고, 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 상기 코드북을 생성하는 제어부와,
    상기 코드북에 따라 자원 할당 정보를 생성 또는 해석하는 메시지 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 정의된 다수의 코드북들 중 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합에 대응되는 하나의 코드북을 로딩(loading)하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합을 이용하여 MCS 레벨 및 버스트 크기의 조합들의 요구 자원 크기들을 산출한 후, 상기 조합들을 지시하는 코드북을 작성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는, 모든 MCS 레벨 및 버스트 크기의 조합들을 포함하는 테이블을 작성하고, 각 버스트 크기에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 MCS 레벨을 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거함으로써 MCS 레벨 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거하고, 각 MCS 레벨에 대하여 동일 자원크기를 요구하는 조합들 중 최하의 버스트 크기를 갖는 조합을 제외한 나머지 조합들을 제거함으로써 버스트 크기 차이가 자원 크기에 영향을 주지 않는 불필요한 조합들을 제거한 후, 남겨진 유효 조합들 각각에 코드워드들을 부여하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 코드워드들 각각의 길이는, Ceil{log2(유효 조합 개수)}, 또는, 미리 정의된 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상대방 노드와 협상 지시 메시지 및 협상 확인 메시지 중 적어도 하나를 송수신하는 협상 절차를 통해 상기 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 메시지 처리기는, 상기 코드북 내에서 상기 자원 할당 정보에 포함된 코드워드를 검색하고, 검색된 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 기지국이며,
    상기 제어부는, 상기 코드북에 포함되는 MCS 레벨 및 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당하고,
    상기 메시지 처리기는, 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기의 조합에 대응되는 코드워드를 검색하고, 상기 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 제어부는, 기지국으로부터 수신되는 그룹 구성 메시지에 포함된 MCS 집합 식별자 및 버스트 크기 식별자를 확인한 후, 미리 정의된 MCS 레벨 집합들 및 버스트 크기 집합들 중 상기 MCS 집합 식별자에 대응되는 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합 식별자에 대응되는 버스트 크기 집합을 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 단말이며,
    상기 제어부는, 기지국으로부터 수신되는 브로드캐스팅 메시지를 통해 MCS 레벨 집합들 및 버스크 크기 집합들의 정보를 획득하고, 기지국으로부터 수신되는 그룹 구성 메시지에 포함된 그룹의 MCS 집합 식별자 및 그룹의 버스트 크기 식별자를 확인한 후, 상기 브로드캐스팅 메시지를 통해 획득된 MCS 레벨 집합들 및 버스트 크기 집합들 중 상기 MCS 집합 식별자에 대응되는 MCS 레벨 집합 및 상기 버스트 크기 집합 식별자에 대응되는 버스트 크기 집합을 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서,
    상기 메시지 처리기는, 상기 그룹 메시지에 포함된 자원할당 비트맵 중 상기 단말과 대응되는 코드워드를 추출하고, 상기 코드북 내에서 상기 코드워드를 검색한 후, 상기 코드워드에 대응되는 MCS 레벨 및 자원 크기를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제16항에 있어서,
    상기 무선 접속 노드는, 기지국이며,
    상기 제어부는, 그룹에 가입된 적어도 하나의 단말에게 상기 코드북에 포함되는 MCS 레벨 및 요구 자원 크기들의 범위 내에서 자원을 할당하고,
    상기 메시지 처리기는, 적어도 하나의 할당된 MCS 레벨 및 할당된 자원 크기의 조합에 대응되는 적어도 하나의 코드워드를 검색하고, 상기 적어도 하나의 코드워드를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 자원할당 비트맵, 사용자 비트맵, 그룹 가입 지시 정보, 그룹의 MCS 레벨 집합, 그룹의 버스트 크기 집합, 그룹의 MCS 집합 식별자, 그룹의 버스트 크기 집합 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 그룹 메시지를 송신하는 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 메시지 처리기는, 상기 그룹에 가입된 단말들 중 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값에 따른 별도의 코드워드 및 자원 크기의 대응 관계에 따라 코드워드를 검색하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 그룹에 가입된 단말들 중 오프셋 값을 적용받는 단말이 존재하는 경우, 상기 오프셋 값을 적용받는 단말에 대하여 상기 오프셋 값을 합산한 버스트 크기 범위로부터 산출되는 요구 자원 크기 범위 내에서 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
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