KR20110003286A - 무선 통신 프레임 구조 및 장치 - Google Patents

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Abstract

프레임을 제공하는 단계 - 상기 프레임은 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임을 포함하고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당됨 - ; 및 상기 프레임을 이용하여 상기 업링크 및 다운링크 방향들 중 적어도 하나에서 이동국과 무선으로 통신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 중계 지원을 위한 802.16m 프레임 구조 뿐만 아니라, 다중 대역 동작을 위한 802.16m 프레임 구조를 이용하는 방법이 또한 제공된다.

Description

무선 통신 프레임 구조 및 장치{WIRELESS COMMUNICATION FRAME STRUCTURE AND APPARATUS}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum)는 무선 데이터 통신용 라디오 인터페이스를 기술하는 사양(specification)을 개발했다. 이 사양은 IEEE 802.16e-2005 표준(이하, "IEEE 802.16e 표준"이라 불림)로 공지되고, 이하 참고로 통합된다. WiMAX는 고용량을 제공하고, 원거리 통신을 허용하며, 이동성(mobility)을 제공(상이한 액세스 포인트를 통한 액세스)하고자 하는 것이다.
IEEE 802.16 브로드밴드 무선 액세스 워킹 그룹 태스크 그룹(Broadband Wireless Access Working Group Task Group m)(TGm)은, IEEE 802.16m으로 알려진 IEEE 표준 802.16에 대한 수정(amendment), 즉, P802.16 - 로컬 및 메트로폴리탄 영역 네트워크에 대한 IEEE 표준 - 파트 16과, 고정 브로드밴트 무선 액세스 시스템용 에어 인터페이스와, 로컬 및 메트로폴리탄 영역 네트워크에 대한 IEEE 표준 - 파트 16과, 고정 및 모바일 브로드밴드 무선 액세스 시스템용 에어 인터페이스 - 어드밴스드(advanced) 에어 인터페이스를 개발할 것을 인가했다. IEEE 802.16m 표준에 관한 문서는 http://www.ieee802.org/16/tgm에서 얻을 수 있다. 이들 문서는 http://www.archive.org에서 얻을 수 있는 인터넷 웹 아치브(internet web archive)의 서비스를 활용하여 언제든지 고려될 수 있다. 예컨대, 다음의 URL - http://web.archive.org/web/20071210/ieee802.org/16/tgm -은 이들 문서가 본 출원이 일부 계속 출원중인 출원일 2007년 12월 10일에 출현하였기 때문에 IEEE 802.16m 문서의 사본에 대한 액세스를 제공한다.
http://web.archive.org/web/20071210/ieee802.org/16/tgm에 리스트된 것으로서 기고 또는 공인된 모든 문서가 이하 참고로 일체화되어 있다.
이하 발명자들의 이름이 붙은 상술한 IEEE 802.16m 워킹 그룹에 기고된 문서들은 본 출원의 기술 배경에 특히 관련된다.
일부 실시예에서, 본 발명의 개념은 WiMAX 표준으로 널리 언급되는 IEEE 802.16 표준, 특히 IEEE 802.16m 표준으로 널리 알려진 차세대 IEEE 802.16 표준과 결합해서 이용될 수 있다.
일부 실시예는 TDD(time division duplexing)를, 일부 실시예는 FDD(frequency division duplexing)를 채용해 기술된다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 시분할 형태, 주파수 분할 형태, 또는 이들 모두로 다중화될 수 있는 OFDMA 송신 포맷 또는 다수의 시스템 타입이 제공된다. 각각의 주파수 분할 세그먼트는 또한 다수의 시스템을 통해 시분할 다중화될 수 있다. 동일 슈퍼프레임 포맷, 프레임 포맷 및 소형 프레임 포맷은 시분할 다중화, 주파수 분할 다중화 및 이들의 조합에 적용될 수 있다. 동일한 동기화 채널 및 브로드캐스트 채널의 시스템 파라미터는 시분할 다중화, 주파수 분할 다중화 및 이들의 조합에 적용될 수 있다. 이런 양상은 기지국 및 이동국으로 이루어지는 단일 홉 시스템과, 기지국, 중계국(또는 중간 노드) 및 이동국으로 이루어지는 다중 홉 시스템에 적용될 수 있다. 이런 양상은 다중 홉 네트워크의 각각의 홉을 통한 다수 시스템의 다중화 및 송신에 적용될 수 있다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 2개 또는 그 이상의 시스템들 또는 파형들의 TDM(time division multiplexing) 및/또는 FDM(frequency division multiplexing)으로 이루어지는 송신 프레임이 동일 RF(radio freqency) 캐리어 및 대역폭에 제공된다. 송신 프레임은 다수의 동일 사이즈의 소형 프레임으로 이루어지며, 이들 소형 프레임들 각각은 시간 주파수 리소스 정의의 기본 단위, 다운링크와 업링크 사이를 분할하는 TDD, 및 2개 또는 그 이상의 OFDMA 시스템들 또는 포맷들간의 TDM을 구성한다. 한 프레임내의 TDD 다운링크 부분 또는 업링크 부분은 동일 RF 캐리어 및 대역폭으로 다중화되는 다른 시스템들과 상이할 수 있다. 슈퍼 프레임은 다수의 동일 사이즈의 소형 프레임들로 이루어지며, 프레임들 각각은 다수의 동일 사이즈의 소형 프레임들로 또한 분할된다. 슈퍼 프레임 경계(boundary) 및 지속기간(duration)은 TDM 또는 FDM 형태로 동일 RF 캐리어 및 대역폭으로 다중화되는 다른 시스템과는 상이할 수 있다. 송신 프레임 또는 슈퍼 프레임은 범용 동기화 채널, 예컨대 다수 타입의 시스템 및 시스템 특정 동기화 채널에 의해 공유되는 범용 프리앰블(universal preamble) 또는 대응하는 시스템에 의해 사용되는 시스템 특정 프리앰블로 이루어진다. 시스템 특정 동기화 채널은 대응하는 시스템의 슈퍼프레임 내의 고정 위치에서 발생한다. 범용 동기화 채널 및 시스템 특정 동기화 채널은 한 프레임 또는 슈퍼프레임 내의 하나 이상의 지정된 소형 프레임들의 하나 이상의 심볼을 펑처 아웃(puncture out)한다. 슈퍼프레임은 자신 내의 미리정해진 위치에서 하나 이상의 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널로 이루어진다. 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널은 슈퍼프레임내의 동일 시간 주파수 리소스상에 중첩된다. 한 프레임 또는 슈퍼프레임내의 시스템의 하이브리드 ARQ(HARQ) 확인응답(ACK) 및 재송신 타이밍은 ACK 지연, 재송신 지연, 부분 HARQ 채널의 수, TDD 다운링크(DL)과 업링크(UL)의 비, 및 시스템에 할당된 TDM 리소스로 정의된다. 이런 정보는 브로드캐스트 또는 유니캐스트 형태로 기지국에 의해 이동국으로 시그널링되고, 이동국은 이런 정보에 기초하여 HARQ ACK 타이밍 및 재송신 타이밍을 추론한다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 다수의 동일 사이즈 프레임으로 이루어지는 슈퍼프레임이 제공되며, 이들 프레임들 각각은 다수의 동일 사이즈의 소형 프레임들로 또한 분할될 수 있다. 프리앰블 프레임 또는 소형 프레임은 슈퍼프레임 내의 미리정해진 위치에 위치하며, 슈퍼프레임 경계를 정의한다. 프리앰블 프레임 또는 소형 프레임은 공통 동기화 채널 및 셀 특정 동기화 채널로 이루어진다. 공통 동기화 채널은 프리앰블 프레임 또는 소형 프레임과 동일한 RF 캐리어 및 대역폭으로 다중화되는 시스템의 타입을 나타내기 위하여 고유 시퀀스로 스크램블된다.
본 발명의 제4 양상에 따르면, 동일 또는 다른 대역폭으로 다수의 세그먼트들로 분할된 시스템 대역폭이 제공된다. 각 세그먼트는 하나 또는 다수의 시스템 또는 OFDMA 송신 포맷을 지원한다. 시스템 송신 포맷 또는 시간 주파수 리소스 정의는 하나 또는 그 이상의 세그먼트들에 걸칠(span) 수 있다. 기지국은 다른 시스템들의 유형들 또는 다른 세그먼트들상에서의 OFDMA 송신 포맷들을 동시에 지원할 수 있다. 기지국은, 다중 세그먼트들에 걸쳐서 하나의 중심 주파수 및 하나의 FFT인 단일 캐리어 형식으로 또는 다중 세그먼트들에 걸친 다중 중심 주파수 및 FFT들인 다중 캐리어 형식으로 송수신할 수 있다. 이동국은 다중 세그먼트들에 걸친 하나의 중심 주파수 및 하나의 FFT인 단일 캐리어 형식으로 또는 다중 세그먼트들에 걸친 다중 중심 주파수 및 FFT들인 다중 캐리어 형식으로 송수신할 수 있다. 이동국은 기지국의 것들과는 다른 중심 주파수들 및 FFT 크기들을 사용하여 하나 또는 다중 세그먼트상에서 송수신할 수 있다. 이동국은 세그먼트에서의 프리앰블의 존재를 통해서 기지국에 의해 내재적으로 표시되거나 또는 시스템 파라미터 브로드캐스트 시그널링을 통해서 기지국에 의해 명시적으로 표시된 하나 또는 그 이상의 특정 세그먼트들상에서 동기화 및 네트워크 엔트리를 수행한다. 이동국은 네트워크 엔트리 후에 하나 또는 그 이상의 세그먼트들에게 반정적으로(semi-statically) 또는 동적으로 할당될 수 있다. 세그먼트들 간의 보호 대역들 또는 톤들은 반 정적으로 또는 동적으로 포함되거나 제외될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 세그먼트들은 다중 시스템에 의해 공유되는 범용 동기화 채널들 및 시스템 파라미터 브로드캐스트채널들을 포함한다. 추가의 시스템 특정적 동기화 채널들 및 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들은 동일한 또는 다른 세그먼트들의 세트들 내에 로케이트될 수 있다. 범용 동기화 채널들 및 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들은 미리 정의된 대역폭들을 가지고 전체 대역의 중심 주파수 상에 로케이트될 수 있다.
본 발명의 제5 양상에 따르면, 동일 RF 캐리어상의 동일 시간에 자신의 페어런트 노드(parent node) 및 차일드 노드(child node)에게 신호들을 송신하는 노드가 제공된다. 노드는 동일 RF 캐리어상의 동일 시간에서 자신의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 신호들을 수신한다. 노드는 글로벌 시간 주파수 리소스 존(zone)들상에서 동일 RF 캐리어 상의 동일 시간에서 자신의 페어런트 노드 및 차일드 노드에게 신호를 송신한다. 노드는 글로벌 시간 주파수 리소스 존들 상의 동일 RF 캐리어상의 동일 시간에서 자신의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 신호들을 수신한다. 직교 시간 주파수 서브 채널들의 세트는 글로벌 시간 주파수 리소스 존에서 정의된다. 서브 채널들의 세트는 페어런트 노드 및 차일드 노드로의 송신에 의해 공유되거나 또는 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터의 수신에 의해 공유된다. 글로벌 시간 주파수 리소스 존들은 DL 서브프레임 및/또는 UL 서브프레임 내에 구성될 수 있어서 다른 이동국들(MS들)이 DL 및 UL 송신들에 대해서 동일한 글로벌 존을 사용하지 않도록 할 수 있고, 이는 간섭 문제들을 일으킬 수 있다. 글로벌 시간 주파수 존상에서, 홀수-홉(odd-hop) 또는 짝수-홉(even-hop) 액세스 노드들 중 어느 하나가 MS로의 송신에 (또는 그로부터의 수신에) 존을 사용할 수 있다. 두 개의 글로벌 시간/주파수 리소스 존들, 즉 하나는 홀수 홉 RS 대 MS 통신을 위해 구성된 것이고, 다른 하나는 짝수 홉 RS 대 MS 통신을 위해 구성된 것이 DL 서브프레임에 대해 구성될 수 있다. 유사하게, 두 개의 글로벌 존이 업 링크 서브프레임을 위해 구성될 수 있다. 노드는 동일 시간 주파수 리소스를 사용하여 자신의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 동시에 수신(또는 그들에게 송신)한다. 데이터는 간섭 회피 또는 간섭 제거를 사용하여 복구될 수 있다. 글로벌 시간 주파수 리소스 존들은 자가 구성 및 자가 조직 동작을 위한 다중 노드(BS, 및/또는 RS, 및/또는 MS) 간의 신호 교환을 위해 정의될 수 있다.
실시예들은 IEEE 802.16 표준에 대한 수정 프레임 구조를 포함할 수 있어서, 레거시 시스템들(예를 들어 IEEE 802.16e 표준에 기초한 것과 같은 배치된 시스템)과의 하위 호환성(backwards compatibility)을 이루어낼 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이 수정 프레임 구조는 IEEE 802.16m 표준과 결합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 제6 양상에 따르면, 프레임을 제공하는 단계 - 그 프레임은 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임을 포함하고, 그 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되고, 또한 그 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당됨 - 와, 그 프레임을 이용하여 업링크 및 다운링크 방향들 중 적어도 하나에서 이동국과 무선으로 통신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제7 양상에 따르면, 다수의 이동국과 서빙(serving) 기지국을 갖는 무선 통신 네트워크를 동작시키는 방법이 제공되는데 - 다수의 이동국은 제1 이동국과 제2 이동국을 포함함 -, 이 방법은 시스템 대역폭을 이동국마다 하나씩인 복수의 대역폭 세그먼트로 분할하는 단계를 포함하는데, 제1 이동국과 연관된 대역폭 세그먼트는 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성되다.
본 발명이 첨부 도면들을 참조하여 이제 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 몇몇 실시예들과 연계되어 사용되는 대표적 프레임 구조의 블록도.
도 2는 몇몇 실시예들과 연계하여 사용되는 대표적 서브프레임 구조의 블록도.
도 3a는 레거시 시스템 및 IEEE 802.16m 시스템이 공통의 UL 대 DL 스위칭 시간을 공유하나 다른 DL 대 UL 스위칭 시간을 갖는 대표적 프레임 구조를 도시하는 블록도.
도 3b는 레거시 시스템 및 IEEE 802.16m 시스템이 공통의 DL 대 UL 스위칭 시간을 공유하나 다른 UL 대 DL 스위칭 시간을 갖는 대표적 프레임 구조를 도시하는 블록도.
도 4a는 2:3의 IEEE 802.16m TDD 비를 가지는 DL HARQ 왕복 지연을 예시하는 블록도.
도 4b는 3:2의 IEEE 802.16m TDD 비를 가지는 DL HARQ 왕복 지연을 예시하는 블록도.
도 5a는 2:3의 IEEE 802.16m TDD 비를 가지는 UL HARQ 왕복 지연을 예시하는 블록도.
도 5b는 3:2의 IEEE 802.16m TDD 비를 가지는 UL HARQ 왕복 지연을 예시하는 블록도.
도 6은 몇몇 실시예와 연계하여 사용되는 대표적 수퍼프레임 구조의 블록도.
도 7은 몇몇 실시예와 연계하여 사용되는 대표적 대안 수퍼프레임 구조의 블록도.
도 8a는 일 실시예에 따른, IEEE 802.16m 이동국(MS)에 대한 초기 시스템 액세스를 위한 예시적 단계들의 플로우차트.
도 8b는 다른 실시예에 따른, IEEE 802.16m 이동국(MS)에 대한 초기 시스템 액세스를 위한 예시적 단계의 플로우차트.
도 9는 일 실시예에 따른, 슈퍼프레임이 K개의 프레임들로 이루어지는 대표적 프레임 구조의 블록도.
도 10은 일 실시예에 따른, 슈퍼프레임이 P개의 미니슬롯들로 이루어지는 대표적 프레임 구조의 블록도.
도 11a는 20MHz의 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭(1200)이 다수의 세그먼트로 분할되는 제1 예의 다중 대역 시나리오의 블록도.
도 11b는 도 11a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 11c는 도 11a 및 도 11b의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드(enabled) MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 12a는 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 다수의 세그먼트로 분할되는 제2 예의 다중 대역 시나리오를 나타내는 블록도.
도 12b는 도 12a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 12c는 도 12a 및 도 12b의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 13a는 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 다수의 세그먼트로 분할되는 제3 예의 다중 대역 시나리오를 나타내는 블록도.
도 13b는 프리앰블 미니슬롯이 어디에 위치될 수 있는지의 제1 옵션을 나타내는 도 13a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 13c는 프리앰블 미니슬롯이 어디에 위치될 수 있는지의 제2 옵션을 나타내는 도 13a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 13d는 도 13b의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 13e는 도 13c의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 14a는 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 다수의 세그먼트로 분할되는 제4 예의 다중 대역 시나리오를 나타내는 블록도.
도 14b는 프리앰블 미니슬롯이 어디에 위치될 수 있는지의 제1 옵션을 나타내는 도 14a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 14c는 프리앰블 미니슬롯이 어디에 위치될 수 있는지의 제2 옵션을 나타내는 도 14a에 도시된 다중 대역 시나리오의 대표적 프레임 구조를 나타내는 블록도.
도 14d는 도 14b의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 14e는 도 14c의 다중 대역 시나리오를 이용한, IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 나타내는 플로우차트.
도 15는 일 실시예에 따라 제공되는, TDD에 대해 다중 홉 중계를 달성하기 위한 프레임 구조의 제1 예를 나타내는 블록도.
도 16a는 다중 홉 중계를 지원하는 TDD에서의 제2 실시예를 나타내는 대표적 무선 통신 네트워크의 블록도.
도 16b는 도 16a에 도시된 제2 예에 대한 DL 및 UL 서브프레임들을 나타내는 블록도.
도 17은 다중 홉 중계를 위한 제2 실시예의 구체적 세부들을 나타내는 블록도.
도 18은 FDD가 아닌 경우, 다중 홉 중계를 위한 제3 실시예의 구체적 세부들을 나타내는 블록도.
도 19는 또한 FDD에 대해, 다중 홉 중계를 위한 제4 실시예의 구체적 세부들을 나타내는 블록도.
도 20은 또한 FDD에 대해, 다중 홉 중계를 위한 제5 실시예의 구체적 세부들을 나타내는 블록도.
비록 본 발명의 개념들은 다양한 통신 시스템들에서 사용되지 않지만, 일부 실시예들에서 이 개념들은 통상적으로 WiMAX 표준으로 지칭되는 IEEE 802.16 표준과, 특히 IEEE 802.16 표준의 다음 세대로 통상 알려져 있는 IEEE 802.16m 표준에 적용가능하다.
도 1은 일 실시예에 따라 제공되는, 레거시 지원을 제공하는 프레임 구조를 나타낸다. 프레임 구조는 특별히 레거시 지원을 위한 존들의 제1 세트와, 단지 IEEE 802.16m 표준과 같은 새로운 표준 하에서 동작하는 단말들과의 통신을 위해 설계된 존들의 제2 세트를 제공하기 위해 세그먼트화된다. 도 1에 도시된 프레임 구조는 IEEE 802.16e 표준 하에서 동작하는 단말들에 레거시 지원을 제공하는데 사용될 수 있는 일 프레임 구조의 대표적 예로서만 의도된 것이다. 본 기술분야에 숙련된 자들이라면, 동일한 목적을 달성하기 위해 다른 프레임 구조들이 채용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 실시예들은 TDD 모드 및 FDD 모드 둘다를 지원한다. 도 1은 TDD 다운링크 및 업링크 송신의 경우에 대한 대표적인 프레임 구조를 보여주고 있다. FDD 다운링크 및 업링크 송신의 경우에는, 다운링크(DL) 서브프레임(202) 및 업링크(UL) 서브프레임(204)이 개별 시간에 있기 보다는 개별 캐리어 주파수들 상에 있다. DL 서브프레임(202) 및 UL 서브프레임(204)에 대한 다음의 설명은 FDD 시스템에도 적용된다.
동작적으로, 도 1의 프레임 구조는 레거시 존들이 레거시 DL 서브프레임 및 레거시 UL 서브프레임의 처음에 위치되는(located) 식으로 레거시 존 및 IEEE 802.16m 존을 정의함으로써 IEEE 802.16m과 레거시 시스템들 모두를 지원한다. 레거시 존 및 IEEE 802.16m 존의 지속기간은 반정적으로 또는 동적으로 구성될 수 있다.
도 1에는, DL 서브프레임(202)이 UL 서브프레임(204)에 인접하여 도시되어 있다. 각각의 서브프레임의 길이는 레거시 시스템들과 호환되도록 설계된다. DL 서브프레임(202)은 TTG(Transmit Transition Gap)(206)에 의해 UL 서브프레임(204)으로부터 분리되는데, TTG(206)는 다운링크 및 업링크 충돌들을 방지하는 프레임들의 송신 및 수신간의 버퍼 기간이다. UL 서브프레임(204)은 TTG(206)와 유사한 기능을 수행하는 RTG(Receive Transition Gap)(208)에 의해 종료된다.
DL 서브프레임(202)은, 다운링크 프리앰블(210), 프레임 구성 정보를 제공하는 프레임 컨트롤 헤더(FCH)(212), MAP 메시지(214), 레거시(즉, 802.16e) 데이터 존(216), 및 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터 존들(217)로 이루어진다.
UL 서브프레임(204)은 802.16e UL 레인징 존(218), 802.16e UL 컨트롤 및 데이터 존들(220), 및 IEEE 802.16m UL 컨트롤 및 데이터 존들(222)로 이루어진다.
프리앰블(210), FCH(212), TTG(206), RTG(208) 및 802.16e UL 레인징 존(218)은 레거시 MS들을 지원하기 위한 필수(mandatory) 기능들이다.
MAP 메시지(214), 802.16e 데이터 존들(216), 및 802.16e UL 컨트롤 및 데이터 존들(220)은 802.16e 데이터 버스트들이 스케줄링될 때 레거시 802.16e MS들을 지원하기 위한 기능들이다.
IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터 존들(222)은 IEEE 802.16m 데이터 버스트가 스케줄링될 때 IEEE 802.16m-인에블링된 MS들을 지원하기 위한 기능들이다.
레거시 시스템 및 IEEE 802.16m 시스템에 대해 상이한 TDD 비들이 구성될 수 있다. 레거시 시스템들의 DL/UL 스위치는 DCD/UCD(Downlink Channel Descriptor/Uplink Channel Descriptor)에서의 브로드캐스트이며 네트워크에 걸쳐 동기화된다. 몇몇 실시예들에서, 이는 거의 정적으로 구성되어야 한다. IEEE 802.16m에 대해, DL/UL 스위치도 정적으로 구성되어야 한다. IEEE 802.16m 및 레거시 시스템들은 상이한 TDD DL/UL 스위치 시간들을 가질 수 있다.
레거시 시스템 프리앰블(210)은 동기화 및 시스템 액세스를 위해 레거시 단자들 및 IEEE 802.16m 단자들에 의해 이용될 수 있다. 공통 동기화 채널과 같은 추가의 IEEE 802.16m 프리앰블(도시되지 않음)이 더해져서 IEEE 802.16m 단자들의 동기화 성능을 높일 수 있다.
도 2는 몇몇 실시예들과 관련하여 이용되는 대표적인 서브프레임 구조(300)의 블록도이다. 도 2는 다운링크 및 업링크 송신들의 TDD의 경우를 보여주고 있다. 다운링크 및 업링크 송신들의 FDD의 경우에 있어서, 도 2에 도시된 다운링크 및 업링크 서브프레임들은 개별 시간에 있기 보다는 개별 캐리어 주파수들 상에 있다. 다음의 설명은 FDD 시스템의 DL 및 UL 각각에 동일하게 잘 적용된다.
몇몇 실시예들에서, 5ms 지속기간의 레거시 프레임(300)은 (서브프레임들로도 알려져 있는) 8개의 미니슬롯(306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320)으로 이루어진다. 미니슬롯들(306, 308, 310 및 312)은 DL 서브프레임(301)을 포함하고, 서브프레임들(314, 316, 318 및 320)은 UL 서브프레임(303)을 포함한다. 각각의 미니슬롯은 6개의 심볼들을 포함하는데, 이 수는 변할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제1 미니슬롯(이 경우에는 미니슬롯(306))은 프리앰블 미니슬롯이다. TDD의 경우에는, 하나의 심볼이 TDD 보호 시간, 즉 TTG/RTG로서 이용되기 위해 펑처링된다. 나머지 5개의 심볼들은 프리앰블, FCH 및 MAP 및 가능한 레거시 데이터 존들로 이루어져 있다.
몇몇 실시예들에서, DL 미니슬롯들은 프리앰블 미니슬롯들로 시작하고, UL 미니슬롯들은 레거시 UL 미니슬롯으로 시작한다.
IEEE 802.16m 미니슬롯들(310, 312, 316, 318 및 320)은 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터 모두를 포함한다. 물리적 톤들에 대한 논리적 채널의 매핑인, 컨트롤 및 데이터에 대한 채널화가 각각의 미니슬롯 내에 정의된다.
몇몇 실시예들에서, 연장된 미니슬롯은 복수의 인접하거나 또는 인접하지 않은 미니슬롯들을 결부(concatenate)시킴으로써 정의될 수 있다. DL에서, 채널화는 컨트롤 및 데이터에 대한 시간 다양성을 향상시키기 위해 연장된 미니슬롯 내의 미니슬롯들에 걸쳐 정의된다. UL에서, 이 시간은 한 미니슬롯 내에서 정의된다. 그러나, MS는 UL 커버리지를 향상시키기 위해 연장된 미니슬롯 내의 미니슬롯들에 걸친 할당된 자원들일 수 있다.
DL과 UL 모두에서, 연장된 미니슬롯 내의 (기본 채널 단위로도 불리는) 연장된 기본 자원 단위는 하나의 단위가 연장된 미니슬롯 내의 각각의 미니슬롯으로부터인 B개의 기본 자원 단위들의 결부에 의해 정의되는데, 여기서 B는 연장된 미니슬롯 내의 미니슬롯들의 수이다. 연장된 기본 채널 단위의 목적은 연장된 미니슬롯에서 미니슬롯들의 수에 기반하여 자원 사이즈의 확장성(scalability)을 허용하고 또한 미니슬롯들 및 연장된 미니슬롯들에 대해 동일한 컨트롤 채널 구조를 허용하기 위한 것이다.
연장된 미니슬롯들 및 정규의 미니슬롯들은 FDM 및/또는 TDM 방식으로 시스템 내에서 공존할 수 있다. OFDMA 시간/주파수 자원들의 개별 세트들이 미니슬롯들 및 연장된 미니슬롯들에 할당된다. 컨트롤 및 데이터에 대한 채널화가 OFDMA 시간/주파수 자원들의 각각의 세트 내에서 정의된다.
IEEE 802.16m TDD 비들은 M:N으로 정의되는데, 여기서 M은 한 프레임에서의 IEEE 802.16m DL 미니슬롯들의 수이고, N은 한 프레임에서의 IEEE 802.16m UL 미니슬롯들의 수이다. 도 2의 예에서는, TDD 비가 2:3이다.
도 3a는 레거시 시스템과 IEEE 802.16m 시스템이 공통의 UL에서 DL로의 스위치 타임을 공유하지만, 상이한 DL에서 UL로의 스위치 타임을 갖는 프레임(400)을 도시하는 블록도이다. 이 경우는, 레거시 시스템 프로파일이 특정 개수, 예를 들면, 21개보다 많은 심볼들을 가지고는 UL을 지원하지 않는다는 소정의 가치가 있다.
도 3b는 레거시 시스템과 IEEE 802.16m 시스템이 공통의 DL에서 UL로의 스위치 타임을 공유하지만 상이한 UL에서 DL로의 스위치 타임을 갖는 대표적인 프레임 구조(450)를 도시하는 블록도이다. 이 경우는, 높은 DL:UL 비가 요구되고 레거시 시스템이 UL 피드백/요청들의 보다 낮은 레이턴시를 갖는 것을 보장하고자 하는 요구가 있다는 소정의 가치가 있다.
유념할 점은, 몇몇 실시예에서, UL과 DL 서브프레임 간의 갭은 레거시 사용자들이 정보를 찾기 위해 제1 미니슬롯만을 탐색하면 되도록 항상 레거시 미니슬롯에 인접하다는 것이다.
도 4a는 IEEE 802.16m TDD 비가 2:3인 DL HARQ 왕복 지연을 도시하는 블록도이다. 최소의 HARQ ACK 및 재송신(retransmission) 지연과 HARQ 채널들의 개수는 레거시, IEEE 802.16m 및 (TDD의 경우에는) TDD 비의 특정 분할에 대응하는 시스템 브로드캐스트 시그널링에서 정의된다. 이들 파라미터들이 정의되면, 정확한 HARQ 타이밍이 추정될 수 있다. 도 4a의 실시예에서, ACK 지연 및 재송신 지연은 2개의 HARQ 채널들을 갖는 4개의 미니슬롯들이다.
도 4b는 IEEE 802.16m TDD 비가 3:2인 DL HARQ 왕복 지연을 도시하는 블록도이다. 도 4b의 실시예에서, ACK 지연 및 재송신 지연은 4개의 HARQ 채널들을 갖는 4개의 미니슬롯들이다.
도 5a는 IEEE 802.16m TDD 비가 2:3인 UL HARQ 왕복 지연을 나타내는 블록도이다. 도 5a의 실시예에서, ACK 지연 및 재송신 지연은 4개의 HARQ 채널들을 갖는 4개의 미니슬롯들이다.
도 5b는 IEEE 802.16m TDD 비가 3:2인 UL HARQ 왕복 지연을 나타낸다. 도 5b의 실시예에서, ACK 지연 및 재송신 지연은 4개의 HARQ 채널들을 갖는 4개의 미니슬롯들이다.
도 4a, 4b, 5a 및 5b 각각에서 도시하는 것과 같은 실시예에서, 제1 미니슬롯은 레거시 시스템을 위해 예비할당(reserve)된다.
도 4a 및 5b에서, 각각의 음영처리된 블록은 대응하는 DL tx/재송신 및 UL ACK를 도시한다. 마찬가지로, 도 5a 및 도 5b에서, 각각의 음영처리된 블록은 대응하는 UL tx/재송신 및 DL ACK를 도시한다.
도 6은 슈퍼프레임 구조의 대표적인 예의 블록도이다. 도 6은 다운링크 및 업링크 송신들의 TDD의 경우를 나타낸다. 다운링크 및 업링크 송신들의 FDD의 경우에 있어서, 도 6에 도시된 다운링크 및 업링크 서브프레임들은 분리된 시간보다는 분리된 캐리어 주파수들에 대한 것이다. DL 서브프레임들 및 UL 서브프레임들에 대한 다음의 설명은 각각, 여전히 FDD 시스템의 DL 및 UL에 적용된다.
몇몇 실시예에서, 슈퍼프레임(700)은 K개의 프레임들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, K=4이다. 슈퍼프레임(700)은 복수의 프레임(702, 704, ...)을 포함하고, 본 실시예에서, 프레임(702, 704)의 지속기간은 5ms이다.
슈퍼프레임(700)의 시작에서 또는 슈퍼프레임 내의 임의의 미리 정해진 고정된 위치에서 제1 미니슬롯(712)은 일차 및 이차 브로드캐스트 채널들과 같은 IEEE 802.16m 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들을 포함하며, 또한, IEEE 802.16m만을 위한 (공통 동기화 채널과 같은) 추가의 프리앰블을 포함할 수 있다. 또한, (공통 동기화 채널과 같은) IEEE 802.16m만을 위한 추가의 프리앰블은 슈퍼프레임 내의 고정된 위치에 위치할 수 있지만, 일차/이차 브로드캐스트 채널들로부터 따로 위치할 수 있다.
본 실시예에서, (프레임(702)과 같은) 각각의 프레임은 DL 서브프레임(706) 및 UL 서브프레임(708)을 포함한다. (DL 서브프레임(706)과 같은) 각각의 서브프레임은 다수의 미니슬롯들을 포함하는데, 본 실시예에서는 4개의 미니슬롯들을 포함한다.
본 실시예에서, 각각의 서브-프레임은 TTG/RTG(710)와 같은 갭에 의해 서로로부터 분리된다.
DL 서브프레임(706)은 DL 미니슬롯들(712, 714, 716 및 718)을 포함한다. DL 미니슬롯(712)은 레거시 DL 프리앰블, FCH, MAP 및 레거시 데이터를 위해 예비할당한다. DL 미니슬롯(714)은 레거시 DL 데이터를 포함하는 레거시 DL 미니슬롯이다. DL 미니슬롯(716)은 IEEE 802.16m 일차 및 이차 브로드캐스트 채널들을 포함하는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯이다. DL 미니슬롯(716)은 또한, 공통 동기화 채널과 같은 IEEE 802.16m 프리앰블 데이터를 포함할 수 있다. DL 미니슬롯(718)은 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터를 포함하는 IEEE 802.16m DL 미니슬롯이다.
본 실시예에서, UL 서브프레임(708)은 UL 미니슬롯들(722, 720, 724 및 726)을 포함한다. UL 미니슬롯(720)은 레거시 UL 데이터 및 컨트롤을 포함하는 레거시 UL 미니슬롯이다. UL 미니슬롯들(722, 722, 724 및 726)은 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터를 포함하는 IEEE 802.16m UL 미니슬롯들이다.
갭(710)은 프레임(702)을 프레임(704)으로부터 분리한다. 프레임(704)은 DL 서브프레임(740) 및 UL 서브프레임(742)을 포함한다. DL 서브프레임(740)은 DL 미니슬롯들(730, 732, 734, 및 736)을 포함한다. DL 미니슬롯(730)은 레거시 DL 프리앰블, FCH, MAP 및 레거시 데이터를 위해 예비할당된다. DL 미니슬롯(732)은 레거시 DL 데이터를 포함하는 레거시 DL 미니슬롯이다. DL 미니슬롯들(734 및 736)은 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터를 포함하는 IEEE 802.16m DL 미니슬롯들이다.
DL 서브프레임(740)은 갭(710)에 의해 UL 서브프레임(742)로부터 분리된다. UL 서브프레임(708)은 UL 미니슬롯들(750, 752, 754 및 756)을 포함한다. UL 미니슬롯(750)은 레거시 UL 데이터 및 컨트롤을 포함하는 레거시 UL 미니슬롯이다. UL 미니슬롯들(752, 754 및 756)은 IEEE 802.16m 컨트롤 및 데이터를 포함하는 IEEE 802.16m UL 미니슬롯들이다.
도 7은 도 6에 예시된 것에 대한 대안의 슈퍼프레임 구조의 일 실시예의 블록도이다. 이 실시예에서의 차이점은 슈퍼프레임(800) 경계에 앞서 공통 동기화(common-sync) 채널/심볼(802)이 위치되는 것이다. 공통 동기화 채널/심볼은 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯(804) 내에 포함될 수 있다.
도 8a는 일 실시예에 따라서 IEEE 802.16m을 지원하도록 구성된 MS에 대한 초기 시스템 액세스를 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
단계(900)에서, 절차가 시작된다.
단계(902)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 공통 동기화 채널/심볼을 이용하여(그러한 채널/심볼이 존재하면) 코어스 동기화(coarse synchronization) 및 슈퍼프레임 경계 검출을 수행할 수 있다.
단계(904)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 레거시 프리앰블을 이용하여 파인 동기화(fine synchronization) 및 셀 탐색을 수행할 수 있다.
단계(906)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 예를 들어 FCH 및 MAP 등의 레거시 브로드캐스트 컨트롤 채널들을 디코딩하여 레거시 MAP로부터 IEEE 802.16m 존의 위치를 결정할 수 있다.
단계(908)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 존 내의 일차 브로드캐스트 채널을 디코딩할 수 있다. 일차 브로드캐스트 채널은 시작시 또는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯 내의 미리 정해진 리소스 위치에서 송신될 수 있다. (슈퍼프레임은 L개의 프레임들을 포함할 수 있는데, L은 미리 정해지며 슈퍼프레임 경계는 IEEE 802.16m 공통 동기화 채널이 존재하지 않는 경우 레거시 MAP 내에서 나타낼 수 있다. 그렇지 않으면, 슈퍼프레임 경계는 단계(902)에서 검출된 공통 동기화 채널의 위치에 의해 암시된다.) 일차 브로드캐스트 채널은 슈퍼프레임마다 변하지 않는 전-배치적인(deployment-wide) PHY 파라미터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 시스템 대역폭, 멀티-캐리어 구성, 시스템 타임 등이다. 일차 브로드캐스트 채널은 강건성(robustness)을 향상시키기 위해 복수의 슈퍼프레임들에 걸쳐 인코딩되거나 반복 코딩(repetition coding)을 이용할 수 있다.
단계(910)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 존 내에서 이차 브로드캐스트 채널을 디코딩할 수 있다. 이차 브로드캐스트 채널은 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯 내의 미리 정해진 리소스 위치의 시작시 송신될 수 있다. 이차 브로드캐스트 채널은 하나의 슈퍼프레임 내에 인코딩될 수 있다. 이차 브로드캐스트 채널은 대응하는 슈퍼프레임 내에서의 PHY 트래픽 및 컨트롤 채널 및 PHY 프레임의 적절한 디코딩를 위한 필수적인 PHY 파라미터들을 포함할 수 있다. 정보(채널화, 존 구성)는 슈퍼프레임마다 변화할 수 있다.
단계(912)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 시스템 파라미터 브로드캐스트 메시지들을 디코딩할 수 있다. 시스템 파라미터 브로드캐스트 메시지들은 정규 트래픽 채널 상에서 송신되고 반정적으로 구성되는 물리층 및 MAC층 MAC 시스템 파라미터들(예를 들어, HO 파라미터들, 전력 컨트롤 파라미터들 등)을 포함할 수 있다.
IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 또한 레거시 시스템과 IEEE 802.16m 시스템 간에 공유된 공통 시스템 정보를 획득하기 위해 레거시 DL 존 내의 레거시 시스템 브로드캐스트 메시지들(즉, DCD 및 UCD)을 디코딩할 수 있는 것을 주목한다. 일차 및 이차 브로드캐스트 채널은 동일한 OFDMA 시간/주파수 리소스에 중첩될 수 있고 연속적인 디코딩가 이용되어 일차 및 이차 브로드캐스트 채널들을 디코딩할 수 있다.
단계(914)에서, 절차가 종료된다.
도 8b는 다른 실시예에 따른 IEEE 802.16m MS(Mobile Station)에 대한 초기 시스템 액세스를 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
단계(950)에서, 절차가 시작된다.
단계(952)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 공통 동기화 심볼을 이용하여 코어스 동기화 및 슈퍼프레임 경계 검출을 수행한다. 그 후, MS는 공통 동기화 심볼 상의 스크램블링 시퀀스 검출을 통해 레거시 지원이 가능한지 아니면 불가능한지를 검출한다.
단계(954)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 레거시 프리앰블을 사용하여 파인 동기화(fine synchronization)와 셀 탐색을 수행한다.
단계(956)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 일차 브로드캐스트 채널을 디코딩한다. 일차 브로드캐스트 채널은 프리앰블 미니슬롯 내의 미리 정해진 리소스 위치에서 송신된다. 일차 브로드캐스트 채널은 수퍼프레임마다 변화하지 않는 전-배치적인 PHY 파라미터들을 포함한다. 예를 들어, 시스템 대역폭, 멀티캐리어 구성, 시스템 타임 등이다. 일차 브로드캐스트 채널은 인코딩될 수 있으며, 또는 강건성을 향상시키기 위해 복수의 수퍼프레임에 걸쳐 반복 코딩을 이용할 수 있다.
단계(958)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 이차 브로드캐스트 채널을 디코딩한다. 이차 브로드캐스트 채널은 프리앰블 미니슬롯 내의 미리 정해진 리소스 위치에서 송신된다. 이차 브로드캐스트 채널은 한 수퍼프레임 내에서 인코딩된다. 이차 브로드캐스트 채널은 해당 수퍼프레임 내에서의 PHY 프레임과 PHY 트래픽 및 컨트롤 채널의 적절한 디코딩를 위한 필수적인 PHY 파라미터들을 포함한다. 정보(채널라이제이션, 존 구성)는 수퍼프레임마다 달라질 수 있다.
단계(960)에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 시스템 파라미터 브로드캐스트 메시지들을 디코딩한다. 시스템 파라미터 브로드캐스트 메시지들은 정규의 트래픽 채널 상으로 보내진다. 시스템 파라미터 브로드캐스트 메시지들은 반정적으로 구성된 PHY/MAC 시스템 파라미터들, 예를 들어 HO 파라미터, 전력 제어 파라미터 등을 포함한다.
일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 채널은 동일한 OFDMA 시간/주파수 리소스 상에 중첩될 수 있으며, 일차 브로드캐스트 채널과 이차 브로드캐스트 채널을 디코딩하기 위하여 연속 디코딩이 이용될 수 있다.
단계(970)에서, 절차가 종료한다.
당업자라면, 도 1-8b에서 설명된 것과 같은 프레임 내에서의 IEEE 802.16m 및 레거시 리소스의 TDM을 대신하여, IEEE 802.16m 및 레거시 리소스가 FDM(Frequency Division Multiplexed)될 수 있음을 알 것이다.
레거시 시스템들을 위해 물리적 서브캐리어들의 세트를 예비할당할 수 있다.
이러한 예비할당된 서브캐리어들은 IEEE 802.16m 리소스 정의에 의해 우회될 수 있는데, 즉 IEEE 802.16m 논리 서브채널 리소스는 오직 예비할당되지 않은 물리적 서브캐리어들로만 맵핑한다.
레거시 시스템들을 위해 예비할당되는 서브캐리어는 프레임마다 동적으로 달라질 수 있다.
레거시 시스템의 부분적으로 사용되는 서브캐리어(Partially Used Sub-Carrier, PUSC) 채널화 또는 분산된 채널화의 경우에서, 다수의 주된 서브그룹 또는 존이 레거시 시스템을 위해 예비할당되어, 레거시 논리 서브채널 리소스는 그러한 예비할당된 서브그룹으로 맵핑한다.
레거시 시스템의 대역 적응적 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding, AMC) 또는 국지화된 채널화의 경우, 다수의 국지화된 리소스 단위들 또는 타일들이 레거시 시스템 및 IEEE 802.16m 시스템에 동적으로 할당될 수 있다.
도 1-8b 및 대응하는 설명은 당업자가 이하와 같은 유리한 기능들을 알게 해 줄 수 있다.
송신 프레임은 동일한 RF 서브캐리어 또는 대역폭으로의 2 이상의 시스템 또는 파형(waveforms)의 TDM(time division multiplexing) 또는 FDM(frequency division multiplexing)을 포함한다.
송신 프레임은 복수의 동일한 크기의 더 작은 프레임들을 포함하는데, 각각의 더 작은 프레임은 시간 주파수 리소스 정의, 다운링크와 업링크 간의 TDD 분할, 2 이상의 OFDMA 시스템 또는 포맷 간의 TDM의 기본 단위를 이룬다.
프레임 내에서의 TDD 다운링크 부분 또는 업링크 부분의 시작은 동일한 RF 캐리어 및 대역폭 상으로 다중화되는 상이한 시스템들마다 달라질 수 있다.
수퍼프레임은 복수의 동일한 크기의 프레임들을 포함하는데, 각 프레임은 복수의 동일한 크기의 더 작은 프레임들로 더 나뉘어진다. 수퍼프레임 경계와 지속기간은 TDM 또는 FDM 방식으로 동일한 RF 캐리어 및 대역폭 상으로 다중화되는 상이한 시스템들마다 달라질 수 있다.
송신 프레임 또는 수퍼프레임은 복수의 유형의 시스템들에 의해 공유되는 범용 프리앰블과 같은 범용 동기화 채널과, 해당 시스템에 의해 사용되는 시스템 특정 동기화 채널 또는 시스템 특정 프리앰블을 포함한다. 시스템 특정 동기화 채널은 해당 시스템의 수퍼프레임 내의 고정된 위치에서 발생한다. 범용 동기화 채널 및 시스템 특정 동기화 채널은 프레임 또는 수퍼프레임 내에서 하나 이상의 지정된 더 작은 프레임의 하나 이상의 심볼을 펑처 아웃한다.
슈퍼프레임은 슈퍼프레임 내에 미리 정의된 위치에서 하나 이상의 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들로 이루어진다. 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들은 슈퍼프레임 내의 동일한 시간-주파수 리소스에 중첩된다.
프레임 또는 슈퍼프레임 내의 시스템의 하이브리드 ARQ(HARQ) 확인(ACK) 및재송신 타이밍은 시스템에 할당되는 TDM 리소스, TDD DL:UL 비, 병렬 HARQ 채널 수, 재송신 지연, 및 ACK 지연에 의해 정의된다. 이 정보는 기지국에 의해 이동국으로 브로드캐스트되고, 이동국은 이 정보에 기초하여 HARQ ACK 타이밍 및 재송신 타이밍을 추론한다.
도 9 및 도 10은 다른 실시예와 연계하여 이용되는 대안적인 프레임 구조들을 나타내는 블록도이다. 양 도면에는, 복수의 동일-사이즈 프레임들로 구성된 슈퍼프레임이 도시되어 있으며, 각각의 프레임은 복수의 동일-사이즈의 보다 작은 프레임들로 더 분할될 수 있다. 마찬가지로, 프리앰블 프레임 또는 보다 작은 프레임이 슈퍼프레임 내의 미리 정의된 위치에 위치될 수 있으며, 슈퍼프레임 경계를 정의한다.
도 9 및 도 10은 단일 대역 동작의 경우에 대해 레거시 지원이 디스에이블될 때의 다운링크 및 업링크 송신에 대한 TDD의 경우를 나타낸다. 다운링크 및 업링크 송신의 FDD 경우에 있어서, 도 9 및 도 10에 도시된 다운링크 및 업링크 서브프레임들은 분리된 시간이 아닌 분리된 반송 주파수에 관한 것이다. DL 서브프레임 및 UL 서브프레임에 대한 이하의 설명은 FDD 시스템의 DL 및 UL의 각각에 대해서도 적용된다.
도 9는 일 실시예에 따라 슈퍼프레임(1000)이 K 프레임들(1002, 1004, 1006, 1008)로 이루어진 대표 프레임 구조를 나타내는 블록도이다.
각각의 프레임(예컨대, 프레임(1002))은 J 미니슬롯(1010, 1012, ... 1024)으로 이루어진다. J는 8로 설정되어 레거시 지원 모드와 얼라인될 수 있다. TDD의 DL-to-UL 스위치 및 UL-to-DL 스위치는 프레임 내에 정의된다. DL/UL 분할은 미니슬롯의 단위로 정의된다.
슈퍼프레임(1000)의 개시부에 있는 제1 미니슬롯(1010)은 프리앰블 미니슬롯이다. 프리앰블 미니슬롯은 IEEE 802.16m-인에이블 MS가 레거시 지원가 인에이블되는 경우와 동일한 동기화 및 셀 검색 프로시저를 수행하도록 정의된다. 프리앰블 미니슬롯(1010)은 공통-동기화 심볼(1026), 및 그에 후속하여 레거시 프리앰블, 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 채널과 동일한 구조일 수 있는 셀-고유 프리앰블 심볼(1028)을 포함한다.
공통 동기화 채널은 고유 시퀀스에 의해 스크램블되어 프리앰블 프레임 또는 보다 작은 프레임과 동일한 RF 캐리어 및 대역폭으로 다중화된 시스템들의 타입을 나타낸다. 따라서, 공통-동기화 심볼(1026)에는 서로 다른 스크램블링 시퀀스들이 이용되어 레거시 지원가 인에이블될지 또는 디스에이블될지를 나타낼 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 슈퍼프레임(1100)이 P 미니슬롯들(1102, 1104, ... 1132)로 구성되는 대표 프레임 구조를 나타내는 블록도이다.
TDD의 DL/UL 분할은 미니슬롯의 단위로 정의된다. TDD 비는 M:N으로 정의되는데, 여기서 M은 N개의 인접 UL 미니슬롯이 후속하는 인접 DL 미니슬롯의 수이다.
슈퍼프레임(1100)의 개시부에 있는 제1 미니슬롯(1102)은 프리앰블 미니슬롯(1102)이다. 프리앰블 미니슬롯(1102)은 IEEE 802.16m-인에이블 MS가 레거시 지원가 인에이블되는 경우와 동일한 동기화 및 셀 검색 프로시저를 수행하도록 정의된다. 프리앰블 미니슬롯(1102)은 공통 동기화 심볼(1134), 및 그에 후속하여 레거시 프리앰블, 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 채널과 동일한 구조일 수 있는 셀 특정 프리앰블 심볼(1136)을 포함한다.
공통 동기화 심볼(1134)에는 서로 다른 스크램블링 시퀀스들이 이용되어 레거시 지원가 인에이블될지 또는 디스에이블될지를 나타낼 수 있다.
이하의 설명은 다음의 경우에 적용될 수 있는 IEEE 802.16m 다중 대역 동작에 대한 프레임 구조를 소개한다: 1) IEEE 802.16m BS보다 작거나 동일한 대역폭에 대한 IEEE 802.16m MS 동작; 2) IEEE 802.16m BS보다 작거나 동일한 대역폭에 대한 레거시 MS 동작.
단일 캐리어 모드에서, 시스템 대역폭을 스팬하는 단일 광대역 FFT가 BS에 이용된다. BS는 시스템 대역폭까지 서로 다른 대역폭 성능으로 MS(레거시 MS 및 IEEE 802.16m MS)를 지원한다. 이 모드는 인접한 스펙트럼 할당의 경우에 적합하다.
다중 캐리어 모드에서, 시스템 대역폭은 다중 소대역으로 세그먼트된다. 각각의 대역에는 분리된 FFT(Fast Fourier Transform) 및 필터가 이용된다. 이 모드는 시스템 대역폭까지 서로 다른 대역폭 성능으로 MS를 지원한다. 이 모드는 비인접 스펙트럼 할당의 경우 및 오퍼레이터 캐리어-업그레이드 시나리오에 적합하다.
서로 다른 대역폭 성능을 갖는 IEEE 802.16m을 허용하는 것은 시스템 오버헤드에 대한 함의(implication)를 갖는다. 첫째, 시스템 대역폭 내의 인접 대역들 간에는 보호 대역이 요구된다. 둘째, IEEE 802.16m MS의 대응 타입들을 지원하는 대역들에는 IEEE 802.16m 프리앰블 및 브로드캐스트 시그널링이 존재해야 한다.
시스템 대역폭 내에는, 제로 또는 복수의 레거시만의 대역들, 제로 또는 복수의 혼합(레거시 플러스 IEEE 802.16m) 대역들 및 제로 또는 복수의 IEEE 802.16m만의 대역들이 존재할 수 있다.
IEEE 802.16m MS를 서로 다른 대역폭 성능으로 동작하도록 인에이블링하는 것은 시스템 오버헤드에 대해 함의를 가질 수 있다. 시스템 대역폭 내의 인접 대역들 간에는 보호 대역이 요구된다. 또한, IEEE 802.16m MS의 대응 타입들을 지원하는 대역들 내에는 IEEE 802.16m 프리앰블 및 브로드캐스트 시그널링이 존재해야 한다.
주어진 IEEE 802.16m 전개 대역폭에 있어서, 3가지 시나리오가 기술된다.
시나리오 1(레거시 지원의 경우)에서는, IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 레거시 MS가 지원하는 대역폭보다 넓다. 이 경우, IEEE 802.16m 시스템 및 레거시 시스템은 FDM 및 TDM 양자의 방식으로 오버레이된다.
시나리오 2에서는, IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 IEEE 802.16m-인에이블 MS가 지원하는 대역폭보다 넓다.
시나리오 3은 시나리오 1과 2의 조합이다. 이 경우, 시나리오 1과 2에 대해 제안된 스킴의 조합이 이용될 수 있다.
도 11a-14e는 다운링크 및 업링크 송신의 TDD의 경우를 나타낸다. 다운링크 및 업링크 송신의 FDD의 경우에 있어서, 도 11a-14c에 도시된 다운링크 및 업링크 서브프레임들은 분리 시간이 아닌 분리 캐리어 주파수에 대한 것이다. DL 서브프레임 및 UL 서브프레임에 대한 이하의 설명은 FDD 시스템의 DL 및 UL 각각에 여전히 적용된다.
도 11a는 20 MHz의 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭이 복수의 세그먼트(1202, 1204, 1206)으로 분할되는 다중 대역 시나리오(전술한 시나리오 1 참조)의 제1 예를 나타내는 블록도(1200)이다. IEEE 802.16m DL/UL 송신은 전체 대역폭을 커버하는 FFT를 갖는 단일 캐리어에 의한다.
2개의 5 MHz 레거시만의 대역들(이 경우는 세그먼트들(1202, 1204)에 의해 표현됨) 및 1개의 10 MHz IEEE 802.16m만의 대역(1206)이 존재한다. 보호 대역(1208)은 레거시 지원 세그먼트(1202) 및 레거시 지원 세그먼트(1204)로 분할된다. 보호 대역(1210)은 레거시 지원 세그먼트(1204) 및 논-레거시 지원 세그먼트(1206)를 분리한다. 임의의 논-레거시 지원 세그먼트는 보호 대역을 회피하기 위하여 서로 인접해야 한다.
네트워크 내의 임의의 레거시 MS(예를 들면, 레거시 MS1 및 레거시 MS2)는 5MHz 대역폭에서 512-FFT로 동작한다.
임의의 IEEE 802.16m-인에이블된 MS(이 예에서는, MS3)는 10 MHz에서 1K FFT로 동작한다.
도 11b는 도 11a에 도시된 다중 대역 시나리오(1200)의 프레임 구조를 도시한다. 프레임(1252) 및 프레임(1254)은 미리 정의된 레거시 및 IEEE 802.16m 송신이 TDM인 레거시 프레임이다(이들 프레임은 도 11a의 레거시 지원 세그먼트(1202 및 1204)에 대응하는 것으로 되어 있음). 프레임(1256)은 IEEE 802.16m 프리앰블이 프리앰블 미니슬롯 상에 송신되지 않을 수 있다는 점을 제외하고는, 그 프레임 구조가 미리 정의된, 논-레거시 프레임(도 11a의 논-레거시 지원 세그먼트(1206)와 대응하는 것으로 되어 있음)을 포함한다.
프레임 구조(1250)는 DL 미니슬롯(1201) 및 UL 미니슬롯(1203)으로 구성된다. 필수 보호 대역(1257)은 프레임들을 분리시킨다. 선택 보호 대역(1259)은 레거시 및 IEEE 802.16m 미니슬롯의 발생이 섹터들에 걸쳐 동기화되지 않을 경우에만 필요하다.
IEEE 802.16m 서브채널은 미니슬롯 상에서 미니슬롯 단위로(by mini-slot basis) IEEE 802.16m에 이용가능한 세그먼트들에 걸쳐 정의되거나(즉, 물리 서브캐리어에 매핑되거나) 또는 각 세그먼트 내에서 정의된다. 따라서, IEEE 802.16m 제어 채널은 IEEE 802.16m에 대해 이용가능한 세그먼트들에 걸쳐 정의되어 이용가능한 세그먼트들에 걸친 서브채널 자원 할당을 나타내거나, 또는 각 세그먼트 내에 정의되어 각 세그먼트 내의 서브채널 자원을 나타낸다.
IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 곳에 대하여 서로 다른 옵션들이 존재한다.
옵션 1: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯(1258)이 논-레거시 지원 세그먼트(1256)에 위치한다. 이는 시간 내(in time) 레거시 프리앰블 미니슬롯과 상응한다. 이 옵션은 도 11b에 도시하였다.
옵션 2: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯이 논-레거시 지원 세그먼트(1256)에 위치한다. IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯(1260, 1262)은 시간 내 레거시 프리앰블 미니슬롯과 상응하지 않는다. 레거시 프리앰블 미니슬롯이 송신되는 시점에서는, 논-레거시 지원 세그먼트 상에 어떠한 송신도 일어나지 않을 수 있다. 이는 BS 송신 전력이 레거시 프리앰블 송신에 집중할 수 있게 해준다. 이는 초기 액세스에 대한 시스템의 커버리지를 향상시킬 수 있다. 이 옵션은 도시되지 않았다.
옵션 3: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯 및 공통 동기화가 싱글-밴드의 경우와 마찬가지로 레거시 지원 세그먼트(1252)에(즉, 레거시 프리앰블 DL 미니슬롯(1262)에) 위치한다. 이 옵션은 프리앰블 탐지 이후에는, IEEE 802.16m-인에이블된 MS가 전체 시스템 대역폭, 논-레거시 지원 세그먼트가 발견될 수 있는 위치, 및 레거시 지원이 인에이블되었는지 여부에 대하여 알고 있지 못할 것이므로 권장된다. 또한, 이 옵션은 IEEE 802.16m-인에이블된 MS가 단일 대역 및 다중 대역 동작에 대하여 동일한 동기화와 셀 검색, 및 초기 액세스 과정을 이용할 수 있게 해준다. 레거시 프리앰블이 송신된 시점 및/또는 IEEE 802.16m 공통 동기화 심볼이 송신된 시점, 및/또는 IEEE 802.16m 일차/이차 브로드캐스트 채널이 송신된 시점에서는, 논-레거시 지원 세그먼트 상에서는 어떠한 송신도 일어나지 않을 수 있다. 이는 BS 송신 전력이 프리앰블 송신 및 브로드캐스트 채널 송신에 집중할 수 있게 해줄 수 있다. 이는 초기 액세스에 대한 시스템의 커버리지를 향상시킬 수 있다.
도 11c는 도 11a 및 11b의 다중 대역 시나리오를 이용하여 IEEE 802.16m-인에이블된 MS에 대한 초기 액세스에 대한 단계들을 나타내는 흐름도이다.
단계 1275에서 프로세스가 개시된다.
단계 1280에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 공통 동기화, 레거시 프리앰블을 탐지하고 동기화 및 셀 탐색을 수행한다.
단계 1285에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯 상의 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 채널을 디코딩한다.
단계 1290에서, IEEE 802.16m-인에이블된 MS는 시스템 파라미터들 브로드캐스트 메시지들을 디코딩한다. 이들 채널 및 메시지 내의 정보들은 전체 시스템 대역폭, 레거시 및 논-레거시 지원 세그먼트와 그 대응하는 IEEE 802.16m 미니슬롯, FFT 사이즈, 및 보호 대역을 나타낸다.
단계 1295에서, 프로세스가 종료된다.
도 12a는 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭인 20 MHz(1300)가 복수의 세그먼트들(1302, 1304 및 1306)로 분할된 제2 예시적인 다중 대역 시나리오(시나리오 1)를 도시하는 블록도이다.
스펙트럼의 하나 이상의 5MHz 세그먼트는 레거시 지원 세스먼트(이경우 세그먼트(1302 및 1304))로서 정의된다. 보호 대역(1308)은 레거시 지원 세그먼트(1302)와 레거시 지원 세그먼트(1304)를 분리한다. 보호 대역(1310)은 레거시 지원 세그먼트(1304) 및 논-레거시 지원 세그먼트(1306)를 분리한다. 임의의 논-레거시 지원 세그먼트는 보호 대역을 회피하기 위하여 서로 인접해야 한다.
이 예에서, 레거시 MS1 및 레거시 MS2는 5MHz 대역폭에서 512-FFT로 동작한다.
IEEE 802.16m-인에이블된 MS3(1316)은 10 MHz 대역폭에서 1K FFT로 동작한다. IEEE 802.16m DL/UL은, 예를 들면, 512-FFT인 캐리어 1, 512-FFT인 캐리어 2, 1k-FFT인 캐리어 3과 같이 복수의 캐리어에 대하여 이루어진다. 이는 MS3(1316)과 같은 IEEE 802.16m-인에이블된 MS가 복수의 FFT 사이즈를 이용한 멀티-캐리어 디코딩 또는 2K-FFT를 이용한 단일 캐리어 와이드밴드 디코딩을 수행함으로써 동시에 하나 또는 복수의 세그먼트/캐리어에 대하여 송/수신을 할 수 있다.
도 12b는 도 12a에 도시된 다중 대역 시나리오(1300)의 대표적인 프레임 구조를 도시한다. 다중 대역 시나리오(1350)는 DL 미니슬롯(1351) 및 UL 미니슬롯(1353)으로 구성된다.
세그먼트(1352 및 1354)는 미리 정의된 레거시 및 IEEE 802.16m 송신이 TDM인 레거시 지원 세그먼트를 포함한다. 세그먼트(1356)는 IEEE 802.16m 프리앰블이 프리앰블 미니슬롯 상에 송신되지 않을 수 있다는 점을 제외하고는, 그 프레임 구조가 미리 정의된, 논-레거시 지원 세그먼트를 포함한다. 필수 보호 대역(1359)은 세그먼트들을 분리한다.
IEEE 802.16m 서브채널은 각 세그먼트 내에서 정의된다(즉, 물리적 서브-캐리어에 매핑된다). IEEE 802.16m 제어 채널은 각 세그먼트 내에 정의되어 그 세그먼트에 걸쳐 서브채널 자원 할당을 나타낸다.
IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 곳에 대하여 서로 다른 옵션들이 존재한다.
옵션 1: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯(1358)이 논-레거시 지원 세그먼트(1356)에 위치한다. 이는 시간 내 레거시 프리앰블 미니슬롯과 상응한다. 이 옵션은 도 12a에 도시하였다.
옵션 2: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯이 논-레거시 지원 세그먼트(1356)에 위치하지만, 시간 내 레거시 프리앰블 미니슬롯과 상응하지 않는다. 따라서, 미니슬롯들(1370, 1372, 또는 1374) 중 어느것이라도 사용가능하다. 레거시 프리앰블 미니슬롯이 송신되는 시점에서는, 논-레거시 지원 세그먼트 상에 어떠한 송신도 일어나지 않을 수 있다. 이는 BS 송신 전력이 레거시 프리앰블 송신에 집중할 수 있게 해준다. 이는 초기 액세스에 대한 시스템의 커버리지를 향상시킬 수 있다. 이 옵션은 도 12a에 도시되지 않았다.
옵션 3: IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯 및 공통 동기화가 싱글-밴드의 경우와 마찬가지로 레거시 지원 세그먼트(1352)에, 즉, DL 미니슬롯들(1360 또는 1362) 중 하나에 위치한다. 이 옵션은 프리앰블 탐지 이후에는, IEEE 802.16m-인에이블된 MS가 전체 시스템 대역폭, 논-레거시 지원 세그먼트가 발견될 수 있는 위치, 및 레거시 지원이 인에이블되었는지 여부에 대하여 알고 있지 못할 것이므로 권장된다. 또한, 이 옵션은 IEEE 802.16m-인에이블드 MS로 하여금 동일한 동기화와 셀 서치, 및 싱글 대역 및 다중 대역 동작들 양쪽에 대한 초기 액세스 절차들을 사용하도록 허용한다. 레거시 프리앰블이 송신되는, 및/또는 IEEE 802.16m 공통-동기화 심볼이 송신되는, 및/또는 IEEE 802.16m 일차/이차 브로드캐스트 채널이 송신되는 시점에, 논-레거시 서포트 세그먼트에는 송신이 없을 수 있다. 이는 BS 송신 파워가 프리앰블 송신 및 브로드캐스트 채널 송신에 집중되게끔 해준다. 이는 초기 액세스에 대한 시스템의 커버리지를 향상시킬 수 있다.
도 12c는 도 12a 및 12b의 다중 대역 시나리오를 사용한 IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스에 해당하는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
단계(1375)에서, 프로세스가 개시한다.
단계(1380)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS가 IEEE 802.16m 공통-동기화, 레거시 프리앰블을 탐색하고, 레거시 세그먼트들 중 하나에서의 동기화 및 셀 서치를 수행한다.
단계(1385)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에서 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 채널을 디코딩한다.
단계(1390)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 시스템 파라미터들 및 브로드캐스트 메시지들을 디코딩한다. 이 채널들 및 메시지들 내 정보는 전체적인 시스템 대역폭, 레거시 및 논-레거시 서포트 세그먼트들 및 그것들의 대응하는 IEEE 802.16m 미니슬롯, FFT 사이즈, 및 보호 대역들을 나타낸다.
단계(1395)에서, 프로세스는 종료한다.
도 13a는 제3의 예시적인 다중 대역 시나리오를 도시하는 블록도(상술한 시나리오 2를 참조)인데, 여기서 20㎒(1400)의 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭은 멀티플 세그먼트들(1402, 1404, 및 1406)로 분할된다.
도 13a에는, 5㎒, 10㎒ 및 20㎒ 대역폭을 각각 서포트하는, 세가지 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS들이 존재한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS1(IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 제1 유형)은 5㎒ 세그먼트(1402) 상의 512-FFT를 이용하여 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS2(IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 제1 유형)는 5㎒ 세그먼트(1404) 상의 512-FFT를 이용하여 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS3(IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 제2 유형)는 10㎒ 세그먼트(1406) 상의 1k-FFT를 이용하여 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS4(IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 제2 유형)는 5㎒ 세그먼트들(1402 및 1404) 상의 1k-FFT를 이용하여 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS5(IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 제3 유형)는 5㎒ 세그먼트들(1402 및 1404), 및 10㎒ 세그먼트(1406) 상의 2k-FFT를 이용하여 동작한다.
보호 대역(1408)은 5㎒ 세그먼트(1402)와 5㎒ 세그먼트(1404)를 분리한다. 보호 대역(1410)은 5㎒ 세그먼트(1404)와 10㎒ 세그먼트(1406)를 분리한다. 보호 대역의 개수를 최소화하기 위해서는, 세그먼트들의 개수가 최소화되어야 한다.
이 예에서, IEEE 802.16m-인에이블드 BS는 2k-FFT 동작을 사용하여 싱글 캐리어에서 송신/수신을 한다.
IEEE 802.16m 서브채널은 도 13a에 도시된 각 세그먼트 내에서 정의될 수 있다. MS는 MS 대역폭 성능과 같거나 그보다 좁은 대역폭을 갖는 세그먼트들 내의 서브채널 리소스를 지정받을 수 있다.
예를 들어, 5㎒ MS는 낮은 쪽 방식으로 (네트워크 엔트리 후 유니캐스트 컨트롤 시그널링을 통해) 대응하는 세그먼트의 중앙 주파수를 시그널링하는 BS에 의해 5㎒ 세그먼트들 (1402, 1404) 중 한 쪽에 지정될 수 있다. 10㎒ MS는 느린 쪽 방식으로 (네트워크 엔트리 후 유니캐스트 컨트롤 시그널링을 통해) 두 개의 5㎒ 세그먼트들(1402, 1404) 또는 10㎒ 세그먼트(1406)의 중심 주파수를 시그널링하는 BS에 의해 두 개의 5㎒ 세그먼트들(1402, 1404) 중 한쪽 또는 10㎒ 세그먼트(1406)에 할당될 수 있다. 중심 주파수가 변경되지 않았으므로 20㎒ MS는 5㎒ 세그먼트들(1402, 1404) 및 10㎒ 세그먼트(1406) 중 임의의 것에 동적으로 할당될 수 있다.
도 13b는 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 장소의 제1 옵션을 도시하는 도 13a에 도시된 다중 대역 시나리오(1400)의 추가 디테일을 도시한다. 다중 대역 시나리오(1540)는 DL 멀티-슬롯들(1451) 및 UL 멀티-슬롯들(1453)로 구성된다.
세그먼트들(1452 및 1454)은 5㎒ 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트(1456)는 10㎒ 세그먼트를 포함한다. 옵션의 보호 대역들(1459)은 세스먼트들을 분할한다. 보호 대역은, 모든 주파수 서브캐리어들이 광대역 MS에 할당될 경우에는 요구되지 않는다. 예를 들면, 5㎒ 세그먼트들 사이의 보호 대역은, 양쪽 세그먼트들이 10㎒ MS에 할당된 경우에는, 요구되지 않는다. 각 미니슬롯 상에 보호 톤들의 존재는 브로드캐스트 채널, 예를 들면, 이차 브로드캐스트 채널을 통해 시그널링된다.
이 제1 옵션에서, 프리앰블 미니슬롯(1461)이 RF 주파수의 중심에 위치되어 검출 시간을 최소화한다. 프리앰블 미니슬롯이 송신되는 대역폭은 IEEE 802.16m-인에이블드 MS들의 대역폭 용량의 최소가 되어야 한다.
도 13c는 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 곳의 제2 옵션을 도시하는 도 13a에 도시된 다중 대역 시나리오(1400)의 대표적 프레임 구조를 도시한다. 다중 대역 시나리오(1480)는 DL 미니슬롯들(1491) 및 UL 미니슬롯들(1493)로 구성된다.
세그먼트들(1482 및 1484)은 5㎒ 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트(1486)는 10㎒ 세그먼트를 포함한다. 선택 보호 대역들(1489)은 세그먼트들을 분할한다.
이 제2 옵션에서, 프리앰블 미니슬롯(1481)은 하나 또는 복수의 세그먼트들에 위치된다(두 개의 세그먼트가 도 13c에 도시됨). 이 경우, MS는 세그먼트들의 복수의 가능한 선택들 중에서 프리앰블을 검색해야만 하는데, 이는 프리앰블이 하나 또는 복수의 세그먼트들에 위치되는 레거시 서포트 모드와 양립할 선호되는 옵션이 될 수 있다.
도 13d는 도 13b의 다중 대역 시나리오를 사용한 IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스에 해당하는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
단계(1420)에서, 프로세스가 개시한다.
단계(1422)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 세그먼트들 중 하나 상의 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에서 공통-동기화 및 셀-특정 프리앰블을 탐색하여 동기화 및 셀 서치를 수행한다.
단계(1424)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에서 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 컨트롤 채널들을 디코딩한다. 이들 채널 내 정보는 시스템 대역폭, 대역폭 세그먼트들, 보류된 톤들, 및 보호 톤들을 포함한다.
단계(1426)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 MS 대역폭 성능 뿐만 아니라 일차/이차 브로드캐스트 채널 내 BS에 의해 표시된 권정된 초기 네트워크 엔트리 세그먼트(들)에도 기초하여 세그먼트들 중 하나에서의 초기 네트워크 엔트리를 수행한다. BS는 하나 또는 복수의 세그먼트를 초기 네트워크 엔트리 세그먼트로서 지정할 수 있음에 유의해야 하겠다.
단계(1428)에서, 프로세스는 종료한다.
도 13e는 도 13c의 다중 대역 시나리오를 사용한 IEEE 802.16m-인에이블드 MS에 대한 초기 액세스에 해당하는 단계들을 도시하는 플로우차트이다.
단계(1430)에서, 프로세스가 개시한다.
단계(1432)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 세그먼트들 중 하나 상의 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에서 공통-동기화 및 셀-특정 프리앰블을 탐색하여 동기화와 셀 서치를 수행한다.
단계(1434)에서, IEEE 802.16m-인에이블드 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에서 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 컨트롤 채널을 디코딩한다. 이들 채널 내의 정보는 시스템 대역폭, 대역폭 세그먼트들, 보류된 톤들, 및 보호 톤들을 포함한다.
단계(1436)에서, MS는 MS 대역폭 능력뿐만 아니라, 일차/이차 브로드캐스트 채널에서 BS에 의해 지시된 권장된 초기 네트워크 엔트리 세그먼트(들)에 기초하여 세그먼트들 중 하나에 대해 초기 네트워크 엔트리를 수행한다. BS가 초기 네트워크 엔트리 세그먼트들로서 하나 또는 다수의 세그먼트들을 지정할 수 있다는 것에 유의한다. 네트워크 엔트리를 위해 지정된 이러한 세그먼트들은 프리앰블 미니슬롯을 포함한 세그먼트들과 동일하거나 또는 다를 수 있다.
단계(1438)에서, 프로세스는 종료한다.
도 14a는 20 MHz의 이용가능한 IEEE 802.16m 시스템 대역폭(1500)이 다수의 세그먼트들(1502, 1504 및 1506)으로 분할된 제4 예의 다중 대역 시나리오(상기 시나리오 2 참조)를 나타내는 블록도이다.
도 14a에서, 다수의 세그먼트들(1502, 1504 및 1506)은 세 개의 상이한 대역폭 능력(이 예에서는, 각각 5 MHz, 10 MHz 및 20 MHz 대역폭)을 갖는 IEEE 802.16m-인에이블드 MS를 지원한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS1(제1 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS)은 5 MHz 세그먼트(1502) 상에서 512-FFT로 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS2(또한 제1 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS)는 5 MHz 세그먼트(1504) 상에서 512-FFT로 동작한다. IEEE 802.16m-인에이블드 MS3(제2 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS)은 10 MHz 세그먼트(1506) 상에서 1k-FFT로 동작한다.
IEEE 802.16m-인에이블드 MS4(또한 제2 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS)는 5 MHz 세그먼트들(1402 및 1404) 상에서 또는 10 MHz 세그먼트(1506) 상에서 1k-FFT로 동작한다. 즉, MS4는 동시에 두 개의 인접한 5 MHz 세그먼트들 또는 하나의 10 MHz 세그먼트를 디코딩할 수 있다.
IEEE 802.16m-인에이블드 MS5(제3 유형의 IEEE 802.16m-인에이블드 MS)는 5 MHz 세그먼트들(1502 및 1504) 및 10 MHz 세그먼트(1506) 상에서 2k-FFT로 동작한다. 즉, MS5는, 각각이 대응하는 FFT 사이즈를 갖는 다수의 세그먼트들을 동시에 디코딩할 수 있거나 또는 단일 2k-FFT로 와이드밴드 디코딩을 수행할 수 있다.
보호 대역(1508)은 5 MHz 세그먼트(1502) 및 5 MHz 세그먼트(1504)를 분리한다. 보호 대역(1510)은 5 MHz 세그먼트(1504) 및 10 MHz 세그먼트(1506)를 분리한다. 보호 대역들의 수를 최소화하기 위해, 세그먼트들의 수가 최소화되어야 한다.
이 예에서, IEEE 802.16m-인에이블드 BS는, 각각이 각각의 세그먼트의 대응하는 FFT 사이즈를 갖는 다수의 캐리어들 상에서 송신/수신한다.
IEEE 802.16m 서브채널은 도 14a에 예시된 각각의 세그먼트 내에서 정의될 수 있다. MS는 MS 대역폭 능력과 같거나 또는 그보다 더 작은 대역폭들을 갖는 세그먼트들에서 서브채널 리소스를 할당받을 수 있다.
예를 들면, 5 MHz MS는 (네트워크 엔트리 후에 단일 제어 시그널링을 통해) 더 느린 방식으로 대응하는 세그먼트의 중심 주파수를 시그널링하는 BS에 의해 5 MHz 세그먼트들(1502, 1504) 중 어느 하나에 할당될 수 있다. 10 MHz MS는 (네트워크 엔트리 후에 단일 제어 시그널링을 통해) 더 느린 방식으로 두 개의 5 MHz 세그먼트들(1502, 1504) 또는 10 MHz 세그먼트(1506)의 중심 주파수를 시그널링하는 BS에 의해 두 개의 5 MHz 세그먼트들(1502, 1504) 또는 10 MHz 세그먼트(1506) 중 어느 하나에 할당될 수 있다. 20 MHz MS는 중심 주파수가 변경되지 않기 때문에, 5 MHz 세그먼트들(1502, 1504) 및 10 MHz 세그먼트(1506) 중 임의의 것에 동적으로 할당될 수 있다.
도 14B는 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 제1 옵션을 나타내는 도 14a에 도시된 다중 대역 시나리오(1500)의 대표적인 프레임 구조를 나타낸다. 다중 대역 시나리오(1550)는 DL 미니슬롯들(1551) 및 UL 미니슬롯들(1553)로 구성된다.
세그먼트들(1552 및 1554)은 5 MHz 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트(1556)는 10 MHz 세그먼트를 포함한다. 요구된 보호 대역들(1559)은 세그먼트들을 분리한다.
이 제1 옵션에서, 프리앰블 미니슬롯(1561)은 검출 시간을 최소화하기 위해 RF 주파수의 중심에 위치된다. 프리앰블 미니슬롯이 송신되는 대역폭은 IEEE 802.16m-인에이블드 MS의 최소의 대역폭 능력이어야 한다.
도 14C는 프리앰블 미니슬롯이 위치될 수 있는 제2 옵션을 나타내는 도 14a에 도시된 다중 대역 시나리오(1500)의 추가 상세들을 나타낸다. 다중 대역 시나리오(1580)는 DL 미니슬롯들(1591) 및 UL 미니슬롯들(1593)로 구성된다.
세그먼트들(1582 및 1584)은 5 MHz 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트(1586)는 10 MHz 세그먼트를 포함한다. 요구된 보호 대역들(1589)은 세그먼트들을 분리한다.
이 제2 옵션에서, 프리앰블 미니슬롯(1581)은 하나 이상의 세그먼트에 위치된다(두 개의 세그먼트들이 도 14C에 예시된다). 이 경우에, MS는 세그먼트들의 다수의 가능한 선택들에 대해 탐색해야 하며, 이것은 프리앰블이 세그먼트들 중 하나 이상에 위치되는 레거시 서포트 모드에 맞추어 조정하기 위한 선호되는 옵션일 수 있다.
도 14d는 도 14b의 다중 대역 시나리오를 이용하는 IEEE 802.16m 인에이블된 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 도시하는 흐름도이다.
단계(1520)에서, 프로세스가 시작된다.
단계(1522)에서, IEEE 802.16m 인에이블된 MS는 세그먼트들 중 하나에 대한 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에 대한 셀 특정 프리앰블 및 공통 싱크를 검출하고 동기화 및 셀 탐색을 수행한다.
단계(1524)에서, IEEE 802.16m 인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에 대한 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 제어 채널을 디코딩한다. 이들 채널들의 정보는 시스템 대역폭, 대역폭 세그먼트들, 예약된 톤(tone)들, 및 보호 톤들을 포함한다.
단계(1526)에서, MS는 일차/이차 브로드캐스트 채널의 BS에 의해 표시되는 추천된 초기 네트워크 엔트리 세그먼트(들) 뿐만 아니라 MS 대역폭 능력에도 기초하여 세그먼트들 중 하나에 대한 초기 네트워크 엔트리를 수행한다. BS는 하나 또는 그 이상의 세그먼트들을 초기 네트워크 엔트리 세그먼트들로서 지정할 수 있다는 것에 유의한다.
단계(1528)에서, 프로세스가 종료한다.
도 14e는 도 14c의 다중 대역 시나리오를 이용하는 IEEE 802.16m 인에이블된 MS에 대한 초기 액세스를 위한 단계들을 도시하는 흐름도이다.
단계(1530)에서, 프로세스가 시작된다.
단계(1532)에서, IEEE 802.16m 인에이블된 MS는 세그먼트들 중 하나에 대한 IEEE 802.16m 프리앰블에 대한 셀 특정 프리앰블 및 공통 동기화를 검출하고 동기화 및 셀 탐색을 수행한다.
단계(1534)에서, IEEE 802.16m 인에이블된 MS는 IEEE 802.16m 프리앰블 미니슬롯에 대한 일차 브로드캐스트 채널 및 이차 브로드캐스트 제어 채널을 디코딩한다. 이들 채널들의 정보는 시스템 대역폭, 대역폭 세그먼트들, 예약된 톤들, 및 보호 톤들을 포함한다.
단계(1536)에서, MS는 일차/이차 브로드캐스트 채널의 BS에 의해 표시되는 추천된 초기 네트워크 엔트리 세그먼트(들) 뿐만 아니라 MS 대역폭 능력에도 기초하여 세그먼트들 중 하나에 대한 초기 네트워크 엔트리를 수행한다. BS는 하나 이상의 세그먼트들을 초기 네트워크 엔트리 세그먼트들로서 지정할 수 있다는 것에 유의한다. 네트워크 엔트리를 위해 지정된 이러한 세그먼트들은 프리앰블 미니슬롯을 포함하는 세그먼트들과 동일하거나 이들과 상이할 수 있다.
단계(1538)에서, 프로세스가 종료한다.
도 11a 내지 도 14e 및 상기의 대응하는 설명은 본 기술분야의 통상의 기술자가 다음의 유익한 기능을 실현하는 것을 가능하게 할 것이다.
시스템 대역폭은 각각의 세그먼트가 동일한 또는 상이한 대역폭을 갖는 다수의 세그먼트들로 분할될 수 있다. 각각의 세그먼트는 하나 또는 다수의 시스템들 또는 OFDMA 송신 포맷들을 지원할 수 있다. 시스템, 송신 포맷 또는 시간-주파수 자원 정의는 하나 이상의 세그먼트들에 걸쳐있을(span) 수 있다.
기지국은 상이한 세그먼트들 상의 상이한 유형의 시스템들 또는 OFDMA 송신 포맷들을 동시에 지원할 수 있다. 기지국은 하나의 중심 주파수 및 다수의 세그먼트들에 걸친 하나의 FFT인 단일 캐리어 방식으로, 또는 다수의 중심 주파수들 및 다수의 세그먼트들에 걸친 FFT들인 다수 캐리어 방식으로 송신/수신할 수 있다.
이동국은 하나의 중심 주파수 및 다수의 세그먼트들에 걸친 하나의 FFT인 단일 캐리어 방식으로, 또는 다수의 중심 주파수들 및 다수의 세그먼트들에 걸친 FFT들인 다수 캐리어 방식으로 송신/수신할 수 있다.
이동국은 기지국으로부터 상이한 중심 주파수들 및 FFT 크기들을 이용하는 하나 또는 다수의 세그먼트들을 송신/수신할 수 있다.
이동국은 네트워크 엔트리 후에 하나 또는 다수의 세그먼트들에 반 정적으로(semi-statically) 또는 동적으로 할당될 수 있다.
세그먼트들 사이의 보호 대역들 또는 톤들은 반 정적으로 또는 동적으로 포함되거나 또는 배제될 수 있다.
하나 이상의 세그먼트들은 다수의 시스템에 의해 공유되는 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들 및 일반적인 동기화 채널들을 포함한다. 추가의 시스템 특정 동기화 채널들 및 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들이 동일한 또는 상이한 세그먼트들의 집합들에 위치할 수 있다.
일반적인 동기화 채널들 및 시스템 파라미터 브로드캐스트 채널들은 소정의 대역폭을 갖는 전체 대역의 중심 주파수에 위치할 수 있다.
도 15는, 일 실시예에 따라 제공된 TDD를 위한, 다중 홉 중계를 달성하기 위한 프레임 구조의 제1 예를 도시하는 블록도이다. 이 제1 예는 개별 DL 및 UL 액세스 존들(1602, 1604) 및 중계 존들(1606, 1608)을 예시한다. 액세스 존은 BS/RS가 MS와 통신하는 것을 가능하게 하도록 이용된다. 중계 존은 BS/RS가 RS와 통신하게 하는 것을 가능하게 하도록 이용된다.
BS에서의 DL 서브프레임(1600)에서, 하나 또는 다수의 DL 미니슬롯들(1601, 1603, 1605)이 DL 액세스 존에 대해 이용되고, 하나 또는 다수의 DL 미니슬롯들(1607)이 DL 중계 존에 대해 이용된다. RS에서의 DL 서브프레임(1600)에서, 하나 또는 다수의 DL 미니슬롯들(1609, 1611, 1613)이 DL 액세스 존에 대해 이용되고, 하나 또는 다수의 DL 미니슬롯들(1615)이 DL 중계 존에 대해 이용된다.
BS에서의 UL 서브프레임에서, 하나 또는 다수의 UL 미니슬롯들(1617, 1619)이 UL 액세스 존에 대해 이용되고, 하나 또는 다수의 UL 미니슬롯들(1621, 1623)이 UL 중계 존에 대해 이용된다. RS에서의 UL 서브프레임에서, 하나 또는 다수의 UL 미니슬롯들(1625, 1627)이 UL 액세스 존에 대해 이용되고, 하나 또는 다수의 UL 미니슬롯들(1629, 1631)이 UL 중계 존에 대해 이용된다.
도 16a는 다중 홉 중계를 지원하는 TDD의 제2 실시예를 예시하는 무선 통신 네트워크의 대표적인 예의 블록도이다. 도 16a에서, 글로벌 존의 개념이 도입된다.
글로벌 송신 존들은 페어런트 노드 및 차일드 노드로의 동시 송신을 위해 정의된다. 글로벌 수신 존들은 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터의 동시 수신을 위해 정의된다.
MS들은 액세스 노드(예를 들어, RS 또는 BS)에 대한 송신/수신을 위해 글로벌 존들을 이용할 수 있다. 그러나, 주어진 글로벌 존은 간섭을 피하기 위해 모든 모바일 기기들에 의해 수신 또는 송신 어느 하나를 위해서 이용될 수 있다. 따라서, 글로벌 존들은 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임 내에 정의되어 모바일 기기들이 UL 또는 DL 송신들을 위해 오직 그것들을 이용하게 된다. 이러한 글로벌 존들은 홀수-홉 노드들 또는 짝수-홉 노드들 중 어느 하나에서의 MS 통신을 위해 이용되도록 구성될 수 있다. 2개의 DL 글로벌 존들은, 하나는 MS들 송신을 위한 홀수-홉 RS들에 대한 것으로, 다른 하나는 MS 통신들을 위한 짝수-홉 RS들에 대한 것으로 구성될 수 있다. 마찬가지로 2개의 글로벌 존들은 UL 서브프레임 내에 구성될 수 있다.
각각의 글로벌 존 내에서, 페어런트 및 차일드 노드들로의/노드들로부터의 송신들은 동일한 세트의 호환가능한 채널화 구조들을 이용하여, 페어런트 및 차일드 노드들에 할당된 자원들을 오버레이한다.
전용 파일럿의 경우에 있어서, 하나의 해결책은 송신/수신을 위해 페어런트 및 차일드에 대해 동일한 제목 구조를 정의하는 것이다.
공통 파일럿의 경우에 있어서, 하나의 해결책은 페어런트 및 차일드에 대해 직교 공통 파일럿 구조를 정의하는 것이다.
글로벌 존들 상에서의 송신은 글로벌 존 송신/수신에 수반되는 하나 이상의 노드들 및/또는 송신/수신에 수반되는 이러한 노드들의 페어런트 노드, 및/또는 집중화된 스케줄러하의 기지국에 의해 스케줄될 수 있다.
글로벌 존들에 더하여, MS 통신을 위해 페어런트 RS/BS에 대해 구성될 수 있는 액세스 존, 및 차일드 RS 통신을 위해 페어런트 RS/BS에 대해 구성될 수 있는 중계 존과 같은 개별 논-글로벌 존들이 구성될 수 있다.
BS, MS 및 RS 사이의 데이터 통신에 더하여, 글로벌 존들은 네트워크 자기-구성 및 자기-조직화 동작을 위해 상이한 노드들 중에서의 신호송신 정보의 송신/수신에 또한 이용될 수 있다.
도 16a의 예에서, 무선 통신 네트워크(1700)는 MS1(1702), BS1(1704), RS1(1706), MS3(1708), RS2(1710), 및 MS2(1712)로 이루어진다. 도 16a에서, T1A는 MS로의 송신을 위해 DL 액세스 존을 참조하고, T1R은 (페어런트로부터 차일드로의 통신을 위해) DL 중계 존을 참조하고, T1G는 DL 글로벌 존을 참조한다(여기서, 제1 또는 홀수-홉 RS는 차일드 및 페어런트 양자로부터 통신을 수신하고, 제2 또는 짝수-홉 RS는 차일드 및 페어런트 양자로 송신하고, T2A는 (MS로부터 송신을 위해) UL 액세스 존을 참조하고, T2R은 (차일드로부터 페어런트로의 통신을 위해) UL 중계 존을 참조하고, T2G는 UL 글로벌 존을 참조한다(여기서, 제1 또는 홀수-홉 RS는 차일드 및 페어런트 양자로 송신하고, 제2 또는 짝수-홉 RS는 차일드 및 페어런트 양자로부터 수신함)). 지정 SC는 서브채널을 참조한다.
도 16b는 도 16a에 도시된 제2 예에 대한 DL 및 UL 서브프레임(1750, 1760)을 예시하는 블록도이다. DL 서브프레임 T1(1750)은 존 T1A(1752), 존 T1R(1754), 및 존 T1G(1756)로 이루어진다. UL 서브프레임(1760)은 존 T2A(1762), 존 T2R(1764), 및 존 T2G(1766)로 이루어진다.
본 제2 기술예에서, 노드(예를 들어, RS)가 그것의 페어런트 노드(예를 들어, BS 또는 페어런트 RS) 및 차일드 노드(예를 들어, 차일드 RS 또는 MS)에 동시에 송신하기 위해 글로벌 존을 정의한다. 노드(예를 들어, RS)가 그것의 페어런트 노드(예를 들어, BS 또는 페어런트 RS) 및 차일드 노드(예를 들어, 차일드 RS 또는 MS)로부터 동시에 수신하기 위해 다른 글로벌 존을 정의한다.
도 16a 및 도 16b에 도시된 상이한 존들은 다음과 같다:
DL 액세스 존(T1A): 이것은 시간 슬롯 T1에서 DL 서브프레임 내의 BS/RS에서 MS로의 DL 송신 존이다.
DL 중계 존(T1R): 이것은 시간 슬롯 T1에서 DL 서브프레임 내의 BS/RS에서 RS로의 DL 중계 존이고, 페어런트 BS/RS로부터 차일드 RS에의 송신을 위해 배타적으로 사용될 수 있다.
DL 서브프레임 내의 글로벌 존(T1G): 이것은 시간 슬롯 T1에서 DL 서브프레임 내의 공통 존이고, 그 내부에서 RS가 페어런트 BS/RS 및 차일드 RS 양자에 데이터를 송수신할 수 있다. 이 존은 또한 데이터를 MS에 송신하기 위해 액세스 RS/BS에 의해 사용될 수 있다.
UL 액세스 존(T2A): 이것은 시간 슬롯 T2에서 UL 서브프레임 내의 MS에서 BS/RS로의 UL 송신 존이다.
UL 중계 존(T2R): 이것은 시간 슬롯 T2에서 UL 서브프레임 내의 RS에서 BS/RS로의 UL 중계 존이고, 차일드 RS에서 BS/RS로의 송신을 위해 배타적으로 사용될 수 있다.
UL 서브프레임 내의 UL 글로벌 존(T2G): 이것은 시간 슬롯 T2에서 UL 서브프레임 내의 공통 존이고, 그 내부에서 RS는 페어런트 RS/BS 및 차일드 RS 양자에 데이터를 송수신할 수 있다. 이 존은 또한 액세스 RS/BS에 데이터를 송신하기 위해 MS에 의해 사용될 수 있다.
글로벌 존들에서 자원 다중화를 위해 2가지 옵션이 있다:
옵션 1: 상이한 OFDMA 시간/주파수 (또는 서브채널) 자원이 상이한 노드들로/로부터 상이한 동시 송신들에 할당된다. 이 옵션은 자원 다중화를 개선하지 않지만 대기시간을 개선할 것이다. 도 16a에서, T1G-SCx 및 T1G-SCy는 시간 T1에서 글로번 존 내의 상이한 서브채널 자원 X 및 Y를 설명한다.
옵션 2: 동일한 OFDMA 시간/주파수 (또는 서브채널) 자원은 다수의 노드들로/로부터 상이한 동시 송신들에 할당된다. 간섭 회피 또는 제거를 이용하여 송신들을 분리한다. 이 옵션은 대기시간 개선 이외에 자원 다중화 이득을 제공한다. 이 경우에, 도 16a에서, SCx 및 SCy는 동일한 시간/주파수 자원을 갖고, SCa 및 SCb는 동일한 시간/주파수 자원을 갖고, SCz 및 SCv는 동일한 시간/주파수 자원을 갖고, SCw 및 SCu는 동일한 시간/주파수 자원을 갖는다. 다른 실시예에서, SCx, SCy, SCa 및 SCb 모두는 동일한 시간/주파수 자원을 갖는다. SCz, SCv, SCw 및 SCu 모두는 동일한 시간/주파수 자원을 갖는다.
도 16a 및 도 16b에 도시된 본 제2 예에서는, 제2 홉에서의 BS 및 RS가 글로벌 존들 내의 MS와 통신할 수 있지만, 제1 홉에서의 RS는 액세스 존들 T1A 및 T2A만을 이용하여 MS들과 통신할 수 있다. 대안적으로, 글로벌 존은 또한 제1 홉 RS가 글로벌 존들을 이용하여 그것의 MS들과 통신하지만, BS 및 제2 홉 RS들은 단지 액세스 존들 T1A 및 T2A만을 이용하여 그들의 MS들과 통신할 수 있도록 구성될 수 있다. 중계 존들 T1R 및 T2R은 BS가 RS로부터 송수신하기 위해 각각 사용된다. 다른 중계 존들은 제1 홉 RS가 제2 홉 RS에 송신하고 그로부터 수신하기 위해 정의될 수 있다.
도 17은 다중 홉 중계에 대한 제2 실시예의 추가 상세들을 도시하는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 글로벌 존은 다수의 RS가 존재하는 곳에 정의될 수 있다. 도 17의 예에서, 글로벌 존은 송신을 위한 각 RS(이 경우에는 2개)에 대해 정의되고 다른 글로벌 존은 수신을 위한 각 RS(이 경우에는 2개)에 대해 정의된다. 따라서 글로벌 송신 존들(1802, 1806)은 글로벌 수신 존들(1806, 1808)과 함께, BS(1801)(또는 페어런트 RS)에서 정의된다. 마찬가지로, 글로벌 송신 존(1812, 1816)은 글로벌 수신 존들(1810, 1814)와 함께 RS(1803)에서 정의된다. 마지막으로, 차일드 RS(1805)에서, 글로벌 수신 존들(1822, 1826)와 함께, 글로벌 송신 존들(1820, 1824)이 정의된다. 본 예의 모든 경우에, TTG들 및 RTG들은 다운링크 및 업링크 충돌들을 방지하기 위해 채용된다.
각각의 글로벌 존 내에서, 페어런트 및 차일드 노드들로/로부터의 송신들은 페어런트 및 차일드 노드들에 할당되는 자원을 오버레이하기 위해 호환가능한 채널화 구조들의 동일한 세트를 이용한다.
MS들은 글로벌 존에서 그들의 액세스 노드들로부터 송수신할 수 있다. 그러나, 소정의 글로벌 존에서, 모든 MS들이 송신하거나 또는 모든 MS들이 수신한다. 이것은 다운링크 서브프레임 또는 업링크 서브프레임 내에 글로벌 존들을 할당함으로써 실현될 수 있다. 다운링크 서브프레임 내에 글로벌 존이 있는 경우, MS들은 단지 (그들의 액세스 노드들로부터) 수신할 수 있고, 업링크 서브프레임 내에 있는 경우, MS들은 단지 송신할 수 있다.
글로벌 존들 이외에, 차일드 MS로/로부터의 송신은 별도의 비글로벌 존들에 대해 수행된다.
도 18은 다중홉 중계에 대한, 그러나 이 경우에는 FDD에 대한 제3 실시예의 추가 상세들을 도시하는 블록도이다. 도시된 기술은 제1의 2개 홉 양상을 포함한다.
페어런트 노드와 차일드 노드를 갖는 RS(1902) 사이의 통신들은 상이한 시간 슬롯들 T1 및 T2에서 발생한다.
시간 T1에서, RS(1902)는 DL 상의 주파수 F2와 UL 상의 주파수 F1을 이용하여 그 페어런트 노드 BS(1904)(또는 페어런트 RS)와 통신한다.
시간 T2에서, RS는 DL 상의 주파수 F2와 UL 상의 주파수 F1을 이용하여 그 차일드 노드(예를 들어, MS 또는 차일드 RS)와 통신한다.
BS(1904)는 시간 T1 또는 T2에서 MS(1906)와 통신할 수 있다. T2는 MS(1906)와 통신하기 위해 RS(1902)에 의해 사용되는 OFDMA 자원들의 양호한 재사용을 위해 선호된다.
도 19는 멀티홉 중계에 대한, 또한 FDD에 대한 제4 실시예의 추가 상세들을 도시하는 블록도이다. 도시된 기술은 제2의 2개 홉 양상을 포함한다.
T1에서, RS(2002)는 동시에 MS/차일드 RS(2008)로부터 F1 상의 UL에서 수신하고 글로벌 존 상의 BS/페어런트 RS(2004)로부터 F1 상의 DL에서 수신할 수 있다.
시간 T1에서, 글로벌 존에서 RS(2002)는 동시에 DL로 F2에서 MS(2008)에 송신하고, UL로 F2에서 BS/페어런트 RS(2004)에 송신할 수 있다.
시간 T2에서, BS/페어런트 RS(2004)는 DL을 위해 F2 그리고 UL을 위해 F1에서 MS(2006)에/로부터 송신/수신한다.
시간 T1에서는, 글로벌 존들에서 자원 멀티플렉싱을 위한 2가지 옵션이 존재한다.
옵션 1: 상이한 OFDMA 시간/주파수 자원들이 상이한 노드들로/로부터의 상이한 송신들에 할당된다. 이 옵션은 자원 멀티플렉싱을 향상시키지는 않지만, 레이턴시를 향상시킬 것이다.
옵션 2: 동일한 OFDMA 시간/주파수 자원이 다수의 노드로/로부터의 다수의 송신에 할당된다. 지향성 안테나를 갖는 또는 갖지 않는 간섭 소거를 이용하여 송신들을 분리할 수 있다. 이 옵션은 레이턴시 향상 이외에 자원 멀티플렉싱 이득을 제공한다.
도 20은 다중 홉 중계를 위한, 또한 FDD를 위한 제5 실시예의 상세를 더 도시하는 블록도이다. 예시된 기술은 2 홉보다 많은 양태를 포함한다.
특정 시간 슬롯에서, RS는 동일한 캐리어 주파수에서 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드에 동시에 송신한다. RS는 다른 캐리어 주파수에서 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 동시에 수신한다. RS 및 그의 다음 홉 RS(페어런트 또는 차일드)은 송신 및 수신을 위해 교대 캐리어 주파수를 이용한다. 이것은 아래 예에 설명된다.
시간 T1에서, 중간 RS(2106)는 글로벌 존에서 그의 차일드 및 페어런트 노드들(즉, BS(2110) 및 액세스 RS(2102))에 송신을 위해 F1을 이용하고, 글로벌 존에서 그의 차일드 및 페어런트 노드들로부터 수신을 위해 F2를 이용한다. 그의 다음 홉 RS, 즉, 액세스 RS(2102)는 글로벌 존에서 그의 차일드 및 페어런트 노드들(즉, 중간 RS(2106) 및 MS(2104))에 송신을 위해 F2를 이용하고, 글로벌 존에서 그의 차일드 및 페어런트 노드들로부터 수신을 위해 F1을 이용한다.
BS(2110)는 T1 또는 T2에서 MS(2112)에/로부터 송신/수신할 수 있다. F2는 DL을 위한 것이고, F1은 UL을 위한 것이다. T2는 OFDMA 자원에서 더 나은 재이용을 위해 바람직하다.
시간 T2에서, 중간 RS(2106)는 DL을 위해 F2 및 UL을 위해 F1에서 MS(2108)에/로부터 송신/수신한다.
시간 T1에서, 글로벌 존들에서 자원 멀티플렉싱을 위한 2가지 옵션이 존재한다.
옵션 1: 상이한 OFDMA 시간/주파수 자원들이 상이한 노드들로/로부터의 상이한 송신들에 할당된다. 이 옵션은 자원 멀티플렉싱을 향상시키지는 않지만, 레이턴시를 향상시킬 것이다.
옵션 2: 동일한 OFDMA 시간/주파수 자원이 다수의 노드로/로부터의 다수의 송신에 할당된다. 지향성 안테나를 갖는 또는 갖지 않는 간섭 소거를 이용하여 송신들을 분리할 수 있다. 이 옵션은 레이턴시 향상 이외에 자원 멀티플렉싱 이득을 제공한다.
다중 홉 중계를 위해 규정된 것과 동일한 프레임 구조를 이용하여 네트워크 코딩을 지원할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같은 글로벌 존들은 네트워크 노드가 페어런트 노드(들) 및 차일드 노드(들) 둘다에 송신을 동시에 멀티캐스트하고, 뿐만 아니라 페어런트 노드(들) 및 차일드 노드(들)로부터의 동시 송신들을 수신하도록 규정될 수 있다.
도 15 내지 도 20 및 전술한 대응하는 설명들은 이 기술분야의 통상의 기술자가 다음의 유리한 기능을 인식할 수 있게 할 수 있다.
노드는 동일한 RF 캐리어에서 동일한 시간에 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드에 신호들을 송신할 수 있다. 노드는 동일한 RF 캐리어에서 동일한 시간에 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 신호들을 수신할 수 있다.
노드는 글로벌 시간-주파수 자원 존들에서 동일한 RF 캐리어에서 동일한 시간에 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드에 신호들을 송신할 수 있다. 노드는 글로벌 시간-주파수 자원 존들에서 동일한 RF 캐리어에서 동일한 시간에 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 신호들을 수신할 수 있다.
직교 시간-주파수 서브채널들의 집합이 글로벌 시간-주파수 자원 존에 규정될 수 있다. 이 서브채널들의 집합은 페어런트 노드 및 차일드 노드로의 송신 또는 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터의 수신에 의해 공유된다.
글로벌 시간-주파수 자원 존들은 DL 서브프레임 및/또는 UL 서브프레임 내에서 상이한 MS들이 간섭 문제들로 이어질 수 있는 DL 및 UL 송신들을 위해 동일한 글로벌 존을 이용할 수 없도록 구성될 수 있다. 글로벌 시간-주파수 존에서, 홀수-홉 또는 짝수-홉 액세스 노드들은 MS에 송신을 위해(또는 MS로부터 수신을 위해) 그 존을 이용할 수 있다. 하나는 홀수-홉 RS-MS 통신을 위해 구성되고 하나는 짝수-홉 RS-MS 통신을 위해 구성되는 2개의 글로벌 시간/주파수 자원 존이 DL 서브프레임을 위해 구성될 수 있다. 마찬가지로, 2개의 글로벌 존이 업링크를 위해 구성될 수 있다.
노드는 동일한 시간-주파수 자원을 이용하여 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드로부터 수신한다(또는 그의 페어런트 노드 및 차일드 노드에 송신한다). 간섭 회피 또는 간섭 제거를 이용하여 데이터가 복구될 수 있다.
글로벌 시간-주파수 자원 존들은 자체-구성 및 자체-조직을 위한 다수의 노드(BS, 및/또는 RS, 및/또는 MS) 사이의 시그널링 교환을 위해 규정된다.
설명한 것은 단지 본 발명의 원리들의 응용에 대한 예시이다. 다른 구성 및 방법이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이 기술분야의 통상의 기술자에 의해 구현될 수 있다.
202 레거시 시스템의 DL 서브프레임
204 레거시 시스템의 UL 서브프레임
206 레거시 시스템 TTG
208 레거시 시스템 RTG
210 프리앰블
216 802.16e 데이터 존들
217 802.16m 컨트롤 & 데이터 존들
218 802.16e UL 레인징 존
220 802.16e UL 컨트롤 & 데이터 존들
222 802.16m UL 컨트롤 & 데이터 존들

Claims (20)

  1. 프레임을 제공하는 단계 - 상기 프레임은 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임을 포함하고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당됨 - ; 및
    상기 프레임을 이용하여 상기 업링크 및 다운링크 방향들 중 적어도 하나에서 이동국과 무선으로 통신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임은 갭에 의해 분리되어 있으며, 상기 갭은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되는 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들에 인접한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임은 5㎳ 지속기간인 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    각 프레임이 보호 대역에 의해 서로로부터 분리되어 있는 4개의 프레임들로 이루어진 슈퍼프레임을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 슈퍼프레임은 20㎳ 지속기간인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임은 각각 복수의 미니슬롯(mini-slot)을 포함하며, 상기 다운링크 서브프레임의 제1 미니슬롯은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 업링크 서브프레임의 제1 미니슬롯은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 슈퍼프레임의 경계 이전의 하나의 심볼에서 공통 동기화(common-sync) 채널을 규정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    기지국 및 적어도 하나의 중계국을 포함하며, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 상기 기지국과 상기 중계국 사이에서 무선 통신을 위한 중계 존으로서 할당되는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다운링크 서브프레임의 일부분은 상기 중계국이 해당 중계국의 페어런트/차일드로부터 수신하는 무선 통신을 위한 글로벌 수신 존으로서 할당되는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 다운링크 서브프레임의 일부분은 상기 중계국이 해당 중계국의 페어런트/차일드에 송신하는 무선 통신을 위한 글로벌 송신 존으로서 할당되는 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업링크 서브프레임의 일부분은 상기 중계국이 해당 중계국의 페어런트/차일드에 송신하는 무선 통신을 위한 글로벌 송신 존으로서 할당되는 방법.
  13. 무선 통신 장치로서,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하는 무선 통신 장치.
  14. 프로세서에 의해 실행될 때, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 제1 이동국 및 제2 이동국을 포함하는 다수의 이동국들과 서빙(serving) 기지국을 갖는 무선 통신 네트워크를 동작하는 방법으로서,
    시스템 대역폭을 이동국마다 하나씩인 복수의 대역폭 세그먼트로 분할하는 단계 - 상기 제1 이동국과 연관된 대역폭 세그먼트는 레거시 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성됨 -
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    또한 상기 제2 이동국과 연관된 대역폭 세그먼트는 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성되는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제3 이동국을 더 포함하며, 상기 제3 이동국과 연관된 대역폭 세그먼트는 레거시 IEEE 802.16 표준 및 IEEE 802.16m 표준 둘다를 이용하여 동작하도록 구성되는 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 세그먼트와 연관된 대역폭 세그먼트에 대한 프레임 구조는 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임을 포함하고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되고, 상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 일부분들은 IEEE 802.16m 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프레임은 5㎳ 지속기간인 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임은 각각 복수의 미니슬롯을 포함하며, 상기 다운링크 서브프레임의 제1 미니슬롯은 레거시 IEEE 802.16 표준을 이용하여 동작하도록 구성된 이동국과의 통신을 위해 할당되는 방법.
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