KR20110018882A

KR20110018882A - Ｔｄｄ 통신 시스템에서 다수의 프레임들에 대한 자원 통합

Info

Publication number: KR20110018882A
Application number: KR1020107026501A
Authority: KR
Inventors: 라자람 라메쉬; 쿠마르 발라찬드란; 하비쉬 쿠라파티
Original assignee: 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2011-02-24
Also published as: WO2009133449A1; US20090274071A1; US8331272B2; EP2272293B1; TW201010483A; CA2723091C; EP2272293A1; CA2723091A1; CN102017758A; TWI461085B; CN102017758B

Abstract

본 발명의 실시예들에 따르면, 복조 및 디코딩을 위해 업링크 채널 상의 다수의 프레임들 또는 서브프레임들은 하나의 논리 유닛으로 통합하여 하나의 데이터 패킷을 다수의 프레임들에 걸쳐 일어나도록 할 수 있다. 다중 프레임 통합은 사용자 단말기에 전송된 업링크 자원 할당 메시지들을 변형함으로써 가능하다. 다중 프레임 자원 할당 메시지는 대응하는 프레임이 다중 프레임 할당에서 첫 번째 프레임인지를 표시하는 시작 플래그(BEGIN FLAG) 필드와 다중 프레임 할당에서 잔여 유닛들(예컨대, 슬롯들 또는 프레임들)의 수를 표시하는 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드를 포함한다.

Description

ＴＤＤ 통신 시스템에서 다수의 프레임들에 대한 자원 통합{AGGREGATION OF RESOURCES OVER MULTIPLE FRAMES IN A TDD COMMUNICATION SYSTEM}

[관련 출원]

본 출원은 2008년 4월 29일에 출원된 미국 임시 특허출원 제61/048,833호의 우선권을 주장하며, 이 임시 특허출원은 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다.

본 발명은 일반적으로 이동 통신 시스템에서 업링크 공유 채널을 통해 사용자 단말기들을 스케줄링하는 것에 관한 것으로, 특히, 다수의 프레임들에 대한 심볼 에너지를 통합(aggregation)하여 효율을 높일 수 있도록 하는 다중 프레임 할당 방법에 관한 것이다.

WiMax 표준은 시분할 이중화(TDD) 및 주파수 분할 이중화(FDD) 동작을 모두 지원한다. TDD의 경우, 업링크 및 다운링크 전송은 상이한 시간에서 이루어지며 통상 동일 주파수를 공유한다. 시간은 일련의 연속적인 프레임들로 분할된다. 각 프레임은 고정된 지속기간을 가지며 하나의 다운링크 서브프레임과 하나의 업링크 서브프레임을 포함한다. 프레임은 정수개의 OFDM 심볼들로 분할된다. 다운링크 서브프레임과 업링크 서브프레임에 할당되는 심볼들의 수는 가변적이다.

WiMax용 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜은 현재 한 프레임에서 단일 MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 전송해야 할 것을 요구한다. 이러한 요건은 결과적으로 어느 정도의 비효율성을 초래할 수 있다. 사용자 단말기는 전력이 제한되므로, 일반적으로 사용자 단말기가 셀 에지 근처에서 동작할 때 단일 사용자 단말기에 할당되는 서브 채널들의 수를 줄여주는 것이 바람직하다. 서브 채널들의 수를 줄여주면 사용자 단말기가 각 서브 채널에 더 많은 전력을 할당할 수 있게 되어, 정보 비트 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있다. 서브 채널의 저감(더 큰 서브 채널화)으로 인한 정보 비트 신호 대 잡음비의 증가를 서브 채널화 이득이라 지칭한다. 그러나, 서브 채널 수의 저감은 사용자 단말기에 사용가능한 대역폭을 제한시킨다. 이러한 대역폭 제한으로 인해 사용자 단말기는 가장 강인한 변조 및 코딩 방식을 이용하지 못할 수 있다. 또한, 이러한 대역폭 제한은 업링크와 다운링크 둘 다에 오버헤드를 증가시킬 수 있다. 서브 채널화로 인해 업링크 버스트의 크기가 제한될 경우, MAC PDU 페이로드의 크기가 줄어들고 오버헤드 비율, 즉, 오버헤드 비트 대 총 비트의 비율은 증가된다. 따라서, 업링크 상에서 유효 데이터 레이트는 저감된다.

<요약>

본 발명의 실시예들에 따르면, 복조 및 디코딩을 위해 업링크 채널 상의 다수의 프레임들 또는 서브 프레임들은 하나의 논리 유닛으로 통합되어 하나의 데이터 패킷을 다수의 프레임들에 걸쳐 일어나도록 할 수 있다. 프레임 통합은 서브 채널화로 인한 패킷 크기의 제한을 회피하며, 기지국으로 하여금 가장 강인한 변조 및 코딩을 선택가능하도록 하며, 다수의 프레임들에 대한 심볼 에너지를 허용함으로써 셀 범위를 확장하며, 사용자 단말기들의 셀 범위를 증가시키며, 희망하는 UL 대 DL 비율을 유지시켜 준다.

다중 프레임 통합은 사용자 단말기에 전송된 업링크 자원 할당 메시지들을 변형함으로써 가능하다. 다중 프레임 자원 할당 메시지는 대응하는 프레임이 다중 프레임 할당에서 첫 번째 프레임인지를 표시하는 BEGIN FLAG(시작 플래그) 필드와 다중 프레임 할당에서 잔여 유닛들(예컨대, 슬롯들 또는 프레임들)의 수를 표시하는 REMAINING RESOURCES(잔여 자원) 필드를 포함한다. 다중 프레임 자원 할당 메시지는 다수의 프레임들에서 단일 데이터 패킷을 전송가능하도록 한다.

도 1은 예시적인 이동 통신 시스템을 예시한다.
도 2는 WiMax 시스템의 프레밍을 예시한다.
도 3은 WiMax 시스템에서 단일 프레임의 프레임 구조를 예시한다.
도 4는 WiMax 시스템에서 단일 MAC PDU에 대한 다중 프레임 할당을 예시한다.
도 5는 다중 프레임 할당 메시지가 사용자 단말기에 의해 디코딩되지 않은 경우의 시나리오를 예시한다.
도 6은 상이한 두 번의 다중 프레임 할당을 연결시켜주는 다수의 다중 프레임 할당 메시지들이 사용자 단말기에 의해 분실되는 경우의 시나리오를 예시한다.
도 7은 기지국에 의해 구현되는 예시적인 다중 프레임 할당 절차를 예시한다.
도 8은 다중 프레임 할당 동안에 사용자 단말기에 의해 구현되는 예시적인 전송 절차를 예시한다.
도 9는 다중 프레임 할당 동안에 기지국에 의해 구현되는 예시적인 수신 절차를 예시한다.
도 10은 다중 프레임 할당을 할 수 있는 예시적인 기지국을 예시한다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 이동 통신 네트워크(10)의 사용자 단말기(100)를 예시한다. 사용자 단말기(100)는, 예를 들어, 셀룰러 전화기, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 또는 무선 통신 기능을 갖는 다른 장치를 포함할 수 있다. 사용자 단말기(100)는 이동 통신 네트워크(10)의 서빙 셀 또는 섹터(12) 내에 있는 기지국(20)과 통신한다. 사용자 단말기(100)는 하나 이상의 다운링크(DL) 채널을 통해 신호를 수신하고 하나 이상의 업링크(UL) 채널을 통해 신호를 기지국(20)으로 전송한다.

예시 목적상, 본 발명의 예시적인 실시예는 WiMax(IEEE 802.16) 시스템의 문맥에서 기술될 것이다. 그러나, 당업자들이라면 본 발명이 더 일반적으로 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA) 시스템 및 미래 장기 진화(LTE) 시스템을 포함하여 다른 무선 통신 시스템에 적용가능함을 인식할 것이다.

WiMax 시스템은 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM)을 채용한다. WiMax 시스템은 가용 대역폭을 다수의 주파수 서브캐리어들로 분할한다. 이러한 서브캐리어들은 개개의 사용자들에게 할당할 서브 채널들로 조직될 수 있다. 단일 서브 채널을 포함하는 서브캐리어들은 인접할 수 있거나, 또는 가용 대역폭 전체에 분산될 수 있다.

WiMax 표준은 시분할 이중화(TDD) 및 주파수 분할 이중화(FDD) 동작을 모두 지원한다. TDD의 경우, 업링크 및 다운링크 전송은 동일 주파수 또는 캐리어에서 일어나며 시간적으로 다중화된다. WiMAX 시스템에서, 예를 들어, 시간은 도 2에 예시된 바와 같이 일련의 연속적인 프레임들로 분할된다. 각 프레임은 고정된 지속기간을 가지며 하나의 다운링크 서브프레임과 하나의 업링크 서브프레임을 포함한다. 프레임은 정수개의 OFDM 심볼들로 분할된다. 다운링크 서브프레임과 업링크 서브프레임에 할당되는 심볼들의 수는 가변적이다. 업링크와 다운링크의 분리는 시스템 파라미터이며 시스템 내 상위 계층들에서 제어된다.

도 3은 WiMax 시스템에서의 단일 TDD 프레임을 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다운링크 서브프레임의 제1 심볼은 프리엠블을 포함하며, 이는 동기화에 사용된다. 각기 DL-MAP 및 UL-MAP으로 지정된 다운링크 및 업링크에 대한 프레임 제어 헤더(FCH) 및 자원 할당이 프리엠블 다음에 온다. FCH는 가용 서브 채널, 코딩 방식, 및 MAP 메시지 길이와 같은 프레임 구성에 관한 정보를 제공한다. DL-MAP 및 UL-MAP은 각기 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임에서의 다운링크 및 업링크 자원들의 할당을 표시한다. DL-MAP은 다운링크 슬롯들을 할당받는 사용자 단말기들(100)에 대한 일련의 자원 할당 메시지들을 포함한다. 유사하게, UL-MAP은 업링크 슬롯들을 할당받는 사용자 단말기들에 대한 일련의 업링크 자원 메시지들을 포함한다. 도 3은 다운링크 슬롯들을 네 개의 상이한 사용자 단말기들에 할당하고 업링크 슬롯들을 세 개의 상이한 사용자 단말기들에 할당하는 것을 도시한다.

WiMax용 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜은 현재 하나의 프레임에서 단일 MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 전송해야 할 것을 요구한다. 이러한 요건은 결과적으로 어느 정도 비효율성을 초래할 수 있다. 사용자 단말기(100)는 전력이 제한되므로, 일반적으로 사용자 단말기(100)가 셀 에지 근처에서 동작할 때 단일 사용자 단말기(100)에 할당되는 서브 채널들의 수를 줄여주는 것이 바람직하다. 전송 전력은 주파수적으로 할당된 서브 채널들 사이에서 분할된다. 서브 채널들의 수를 줄이면서 그에 비례하여 전송의 지속기간을 증가시키면 전송 비트 당 에너지의 양을 증가시킬 수 있어, 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있다. 그러나, 서브 채널 수의 저감은 사용자 단말기(100)의 가용 대역폭을 제한시킨다. 이러한 대역폭 제한으로 인해 사용자 단말기(100)는 데이터 패킷이 더 작은 MAC PDU들로 분할되지 않는다면 가장 강인한 변조 및 코딩 방식을 사용하지 못할 수 있다. 서브 채널화로 인해 업링크 버스트의 크기가 제한될 경우, MAC PDU 페이로드의 크기가 줄어들고 오버헤드 비율, 즉, 오버헤드 비트 대 총 비트의 비율은 증가된다. 따라서, 업링크에서 유효 데이터 레이트는 저감된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 복조 및 디코딩을 위해 다수의 UL 서브프레임들은 하나의 논리 유닛으로 통합되어 하나의 MAC PDU를 다수의 프레임들에 걸쳐 일어나도록 할 수 있다. 그 결과, 더 큰 심볼 에너지들이 누적되어 커버리지를 증가시키고 페이로드를 더 크게하여 효율을 향상시킬 수 있다. 업링크 서브프레임의 통합은 UL-MAP 메시지로 전송된 업링크 자원 할당 메시지들을 변형함으로써 가능하다.

도 4는 복조 및 디코딩을 위해 세 개의 업링크 서브프레임들을 단일 논리 유닛으로 통합하는 것을 예시한다. 도 4에 도시된 예에서, 세 개의 개별 프레임들에서 업링크 슬롯들은 사용자 단말기(100)에 할당된다. 도 3에는 통합된 업링크 서브프레임들이 세 개의 연속적인 프레임들에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 연속적인 프레임들에서 업링크 슬롯들을 할당할 것을 요구하지 않는다. 즉, 본 발명은 업링크 슬롯들을 비연속적인 프레임들에서 할당하는 것을 허용한다. 이 예에서, 전체 13개의 슬롯들은 첫번째 프레임에서 5개의 슬롯, 중간 프레임에서 5개의 슬롯, 그리고 마지막 프레임에서 3개의 슬롯들로 할당된다. 세 개의 프레임들 모두에서 할당된 슬롯들은 수신기에서 결합되어 단일 MAC PDU로서 처리된다. MAC 레벨에서, 데이터는 할당된 슬롯들의 수와 같은 다수의 청크들로 분할되어 그 할당된 슬롯들에 순서대로 매핑된다.

도 4는 또한 업링크 서브프레임 통합을 가능하게 하는데 사용될 수 있는 예시적인 시그널링 프로토콜을 예시한다. 전술한 바와 같이, 사용자 단말기(100)에 대한 데이터를 포함하는 각 프레임은 후속 프레임에 대한 업링크 자원 할당을 표시하는 UL-MAP 메시지를 포함한다. UL-MAP 메시지는 자원 할당 메시지 또는 다수의 포맷으로 된 정보 요소(information elements: IEs)를 내장할 수 있는 UL-MAP IE들을 포함한다. 한가지 그러한 포맷은 본 명세서에서 확장형 2 포맷이라 지칭되는 확장형-2 UIUC IE이다. 확장형 2 포맷은 UL-MAP IE에서 UIUC 필드가 11로 설정될 때 사용된다. 확장형 2 포맷의 UL-MAP 메시지는 표준에서 UL-MAP 정보 요소(IEs)라 지칭되는 업링크 자원 할당 메시지들을 하나 이상 캡슐화할 수 있다. 전술한 바와 같이, 현재의 표준은 단일 MAC PDU를 단일 프레임에서 전송해야 할 것을 요구한다. 본 발명에서는, 다중 프레임 할당을 표시하기 위해 UL-MAP IE의 변형된 버전이 사용된다. 변형된 UL-MAP IE는 본 명세서에서 통합된(Aggregated) UL-MAP IE 또는, 더 일반적으로는, 다중 프레임 자원 할당 메시지라 지칭된다. 통합된 UL-MAP IE의 사용은 새로운 형태의 코드(예컨대, 통합된 UL-MAP IE에서 UIUC = 0D)를 규정함으로써 표시될 수 있다.

통합된 UL-MAP IE는 대응하는 프레임에서 할당된 업링크 슬롯들의 수를 표시하는 DURATION 필드를 포함한다. 또한, 통합된 UL-MAP IE는 종래의 UL-MAP IE에 존재하지 않는 두 필드를 포함한다. 구체적으로, 통합된 UL-MAP IE는 BEGIN FLAG(시작 플래그) 필드와 REMAINING RESOURCES(잔여 자원) 필드를 포함한다. BEGIN FLAG 필드는 다중 프레임 할당에서 현재 프레임이 다중 프레임 할당의 첫 번째 프레임인지를 표시하는 플래그를 포함한다. REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당에서 잔여 자원들의 수를 표시하는 정수값을 포함한다. 일부 실시예들에서, REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당에서 잔여 슬롯들의 수를 표시하는 REMAINING SLOTS 필드를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당에서 잔여 프레임들의 수를 표시하는 REMAINING FRAMES 필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 통합된 UL-MAP IE는 또한 프로토콜을 더욱 강인하게 하기 위해 TRANSMISSION TOGGLE(전송 토글) 필드를 포함할 수 있다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, TRANSMISSION TOGGLE 필드는 매 새로운 다중 프레임 할당마다 토글링되는 플래그를 포함한다. 당업자들이라면 통합된 UL-MAP IE가 표준에서 요구하는 부가 요소들을 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 다른 요소들은 본 기술 분야에서 공지되어 있으며 업링크 서브프레임 통합에는 중요하지 않다. 그러므로, 그러한 중요하지 않은 세부사항은 간결함을 위해 생략된다. UL-MAP IE에 필요한 부가 필드들에 관한 정보는 IEEE 802-16-2004 표준에 기술되어 있다.

다중 프레임 할당의 제1 프레임에서, 시작 플래그는 1로 설정되어 현재 프레임이 다중 프레임 할당의 제1 프레임임을 표시하며 REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당에서 슬롯들 또는 프레임들의 총 수를 표시하도록 설정된다. 다중 프레임 할당의 후속 프레임들에서, 시작 플래그는 0으로 설정되며 REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당의 이전의 모든 프레임들에서 사용자 단말기(100)에 이전에 할당된 슬롯들의 수만큼 감소된다. 각각의 통합된 UL-MAP IE에서 DURATION 필드는 대응하는 프레임에서 할당된 슬롯들의 수를 표시한다.

도 4에 도시된 예에서, 사용자 단말기(100)에는 세 개의 프레임들에 걸쳐 13개의 슬롯들, 즉, 처음 두 개의 프레임들에서 5개 슬롯과 마지막 프레임에서 3개의 슬롯이 할당된다. 따라서, REMAINING RESOURCES 필드는 첫번째 프레임에서 13개 슬롯, 두번째 프레임에서 8개, 그리고 마지막 프레임에서 3개와 같다. 전술한 바와 같이, REMAINING RESOURCES 필드는 대안으로 다중 프레임 할당에서 잔여 프레임들의 수를 표시할 수 있다.

BEGIN FLAG 필드와 REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당을 가능하게 하며 기지국(20)이 비연속적인 프레임들에서 업링크 슬롯들을 할당하도록 한다. 사용자 단말기(100)는 그 사용자 단말기가 할당받은 프레임들에서만 전송한다. 업링크 슬롯들이 할당되는 각 프레임에서, 사용자 단말기(100)는 MAC PDU의 대응하는 부분을 전송한다. 13개의 슬롯들이 세 개의 프레임들에 걸쳐 할당되는 전술한 예에서, MAC PDU는 세 개의 세그먼트들로 분할되며, 각 세그먼트는 대응하는 프레임 내의 슬롯들에 매핑된다.

기지국(20)에 의해 전송된 UL-MAP 메시지는 WiMax 표준에서 규정된 바와 같이 통합된 UL-MAP IE들과 종래의 UL-MAP IE들을 모두 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 통합된 UL-MAP IE들은 다중 프레임 할당을 위해 사용된다. 종래의 UL-MAP IE들은 단일 프레임에서 슬롯들을 할당하는데 사용된다. WiMax에서, 할당은 누적되며 UL-MAP 메시지의 할당 시작 시간 필드에 의해 규정된 제1 비할당된 OFDM 심볼에서 최저 번호가 부여된 서브 채널부터 시작한다. 각각의 UL-MAP IE(통합된 및 종래의 것 모두)는 할당되는 슬롯들의 수를 표시한다. 제1 비할당된 OFDM 심볼 이후 각각의 UL-MAP IE는 이전의 할당에 바로 뒤이어 슬롯들을 할당한다. 슬롯들은 시간 우선 방식으로 할당된다. 만일 업링크 서브프레임의 끝에 도달되면, 할당은 다음 서브 채널에서 할당 시작 시간 필드에 의해 규정된 바와 같이 제1 OFDM 심볼에서 지속할 것이다.

어떤 자원들이 할당되었는지를 결정하기 위해, 사용자 단말기(100)는 선행 UL-MAP IE들을 분석하여 그 자신의 할당에서 시작 포인트를 결정하기 위해 이전에 할당된 슬롯들의 수를 결정하는 것이 필요하다. 기존 또는 레거시 사용자 단말기는 다중 프레임 할당에 사용되는 통합된 UL-MAP IE를 해석할 수 없을 것이기 때문에, 종래의 UL-MAP IE들은 UL-MAP 메시지 내 통합된 UL-MAP IE들의 앞에 배치될 수 있다. 즉, UL-MAP 메시지의 끝에 통합된 UL-MAP IE들을 배치하면 레거시 이동 단말기가 종래의 UL-MAP IE들을 분석하여 임의의 다중 프레임 할당이 이루어지기 전에 이들 각각의 할당을 결정하도록 할 것이다. 대안으로, 통합된 UL-MAP IE을 앞에 둔 임의의 종래의 UL-MAP IE들은 선행하는 모든 다중 프레임 할당을 건너뛰도록 설정된 오프셋 필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에서, 기지국(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 잔여 슬롯들의 수라기 보다, 통합된 UL-MAP IE의 잔여 프레임들의 수를 표시할 수 있다. 본 실시예에서, 기지국(20)은 다중 프레임 할당의 제1 프레임에서 시작 플래그를 1로 설정하고, REMAINING RESOURCES 필드를 다중 프레임 할당의 프레임들의 수와 같게 설정한다. 연속적일 필요가 없는 후속 프레임들에서, 기지국(20)은 시작 플래그를 0으로 설정하고, 잔여 프레임들의 수를 감소시킨다. 각 프레임에 할당된 슬롯들의 수는 DURATION(지속기간) 필드에 의해 표시된다. 앞의 실시예에서와 같이, 사용자 단말기(100)는 그 사용자 단말기가 할당을 받은 프레임들에서만 전송한다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 기지국(20)은 모든 프레임에서 같은 수의 슬롯들을 할당하도록 제한될 수 있다. 본 실시예에서, 기지국(20)은 시작 플래그를 제1 프레임에서 1로 그리고 다중 프레임 할당의 각각의 후속 프레임에서 0으로 설정한다. 제1 프레임에서 REMAINING RESOURCES 필드는 다중 프레임 할당에서의 프레임들의 총 수를 표시한다. 할당 크기는 프레임들의 총 수를 각 프레임에서 할당된 슬롯들의 수로 곱한 것과 같다. 후속 프레임들에서, 시작 플래그는 0으로 설정되고 REMAINING RESOURCES 필드는 감소된다. 할당된 슬롯들의 수가 제1 프레임에 표시되기 때문에, DURATION 필드를 후속 프레임들에 포함시킬 필요가 없다. 따라서, UL-MAP 메시지의 크기는 줄어든다.

무선 통신 채널의 특성으로 인해, 사용자 단말기(100)는 때때로 기지국(20)에서 전송한 자원 할당 메시지(예컨대, UL-MAP IE)를 분실할 것이라고 생각해 볼 수 있다. 본 명세서에 기술된 MAC 프로토콜은 견고성(robustness)을 향상시키고 자원 할당 메시지를 분실할 때에도 디코딩을 가능하게 해준다. 도 5는 다중 프레임 할당에서 자원 할당 메시지가 사용자 단말기(100)에 의해 분실되는 경우의 예시적인 시나리오를 예시한다. 본 실시예에서, 다중 프레임 할당은 네 개의 프레임들에 걸쳐서 이루어진다. 편의상, 프레임들은 0 내지 3으로 번호가 부여된다. 사용자 단말기(100)는 다중 프레임 할당의 제1 프레임에 대한 통합된 UL-MAP IE를 성공적으로 디코딩한다. BEGIN FLAG 필드는 1로 설정되며 잔여 프레임들 필드는 3으로 설정된다. 본 예에서, 할당된 프레임들의 총 수는 다중 프레임 할당의 제1 프레임에 의해 표시된 잔여 프레임들에 1을 더함으로써 결정될 수 있다. 사용자 단말기(100)는 다중 프레임 할당의 제2 프레임에 대해 전송된 통합된 UL-MAP IE를 디코딩하지 못하지만, 제3 및 제4 프레임들에 대한 통합된 UL-MAP IE는 수신한다. 제3 프레임에 대한 통합된 UL-MAP IE에서 잔여 프레임들 필드는 1로 설정된다. 따라서, 사용자 단말기(100)가 제3 프레임에 대한 통합된 UL-MAP IE를 디코딩할 때, 그 사용자 단말기는 REMAINING RESOURCES 필드의 값에 기반하여 제2 프레임에 대한 통합된 UL-MAP IE가 분실되었음을 결정할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말기(100)는 다중 프레임 할당의 제2 프레임의 슬롯들에 매핑되었던 MAC PDU의 부분을 폐기할 수 있다. 따라서, 기지국(20)은 프레임들 0, 2, 및 3에 대응하는 MAC PDU의 부분들을 수신한다. 기지국(20)에서 수신기는 프레임 1의 슬롯들에 대응하는 비트들의 소거를 선언하고 MAC PDU를 디코딩하도록 진행한다. 전체 전송이 채널 코딩되고 인터리빙되기 때문에, 분실된 비트들은 코드 워드 전체에 걸쳐 분산되어, 기지국(20)이 그러한 전송을 위한 신호 대 손실비에 따라 MAC PDU를 잠재적으로 디코딩하도록 한다.

도 6은 사용자 단말기(100)가 두 번의 연속하는 다중 프레임 할당에서 일부 자원 할당 메시지들을 분실하는 경우의 또 다른 시나리오를 예시한다. 본 실시예에서, 기지국(20)은 사용자 단말기(100)에 두 번의 연속적인 다중 프레임 할당을 수행한다. 각각의 다중 프레임 할당은 네 개의 프레임들에 걸쳐 이루어진다. 편의상, 각 할당에서 프레임들은 0 내지 3으로 번호가 부여된다. 사용자 단말기(100)는 첫 번째 다중 프레임 할당에서 프레임들 0 및 1에 대한, 그리고 두 번째 다중 프레임 할당에서 프레임들 2 및 3에 대한 통합된 UL-MAP IE를 수신한다. 첫 번째 다중 프레임 할당의 프레임 2 및 3 그리고 두 번째 다중 프레임 할당의 프레임들 0 및 1에 대한 통합된 UL-MAP IE는 분실된다. 이 경우, 사용자 단말기(100)는 실수로 두 번째 할당에서 프레임 2에 대한 통합된 UL-MAP IE가 이전의 다중 프레임 할당의 일부라고 결론내릴 수 있다.

전술한 문제점은 TRANSMISSION TOGGLE 필드를 통합된 UL-MAP IE에 포함시킴으로써 방지될 수 있다. TRANSMISSION TOGGLE 필드는 각각의 다중 프레임 할당 이후에 토클링되는 이진 플래그를 포함한다. 도 6에 도시된 예에서, TRANSMISSION TOGGLE 필드는 첫 번째 다중 프레임 할당 동안에 "0" 또는 "1"로 그리고 두 번째 다중 프레임 할당 동안에 "1" 또는 "0"으로 설정될 것이다. 따라서, 사용자 단말기(100)는 두 번째 다중 프레임 할당에서 프레임 2가 이전의 다중 프레임 할당에 연속한 것이 아니라고 인식할 것이다.

도 7은 업링크 채널을 통해 사용자 단말기(100)로부터 기지국(20)으로의 전송을 스케줄링하기 위해 기지국(20)에 의해 구현되는 예시적인 절차(200)를 예시한다. 기지국(20)은 단일의 MAC PDU에 대한 다수의 프레임들에서 업링크 슬롯들을 할당한다(블록 202). 할당된 후, 기지국(20)은 다중 프레임 할당의 각 프레임마다 다중 프레임 할당 메시지를 생성하여 사용자 단말기(100)에 전송한다(블록 204). 할당되는 프레임들이 연속적일 필요는 없다. 각 프레임에 대한 다중 프레임 할당 메시지는 BEGIN FLAG 필드와 REMAINING RESOURCES 필드를 포함한다. 전술한 바와 같이, BEGIN FLAG 필드는 다중 프레임 할당의 제1 프레임에서 1로 설정되고 그리고 각각의 후속 프레임에서 0으로 설정된다. REMAINING RESOURCES 필드는 할당된 유닛들(슬롯들 또는 프레임들)의 총 수를 표시하도록 설정되며 다중 프레임 할당의 각 후속 프레임에서 감소된다. 전술한 바와 같이, 다중 프레임 할당 메시지들은 다중 프레임 할당의 각 프레임에서 할당된 슬롯들의 수를 표시하는 DURATION 필드와 TRANSMISSION TOGGLE 필드 또한 포함할 수 있다.

다중 프레임 할당이 이루어질 때, 기지국(20)의 스케줄러는 먼저 다중 프레임 할당에서 슬롯들의 수, 코딩 및 변조 방식, 및 다중 프레임 할당에서 프레임들의 수를 결정한다. 그 후, 할당은 프레임 단위로 이루어진다. 각 프레임에서, 스케줄러는 사용자 단말기(100)의 전력 제한 내에서 슬롯들이 현재 프레임에 사용가능한지를 판단한다(블록 206). 만일 그렇지 않으면, 스케줄러는 다음 프레임을 대기한다(블록 208). 만일 사용자 단말기(100)의 전력 제한 내에서 슬롯들이 사용가능하면, 스케줄러는 현재 프레임에서 슬롯들을 할당하고(블록 210), BEGIN FLAG 필드와 REMAINING RESOURCES 필드를 갖는 다중 프레임 할당 메시지를 생성하며(블록 212), 자원 할당 메시지를 사용자 단말기(100)에 전송한다(블록 214). 그 다음, 스케줄러는 다중 프레임 할당에서 마지막 프레임에 도달하였는지를 판단한다(블록 216). 만일 그렇지 않다면, 본 프로세스는 마지막 프레임에 도달할 때까지 반복하며, 그 후 스케줄러는 다음 다중 프레임 할당을 대기한다(블록 218).

도 8은 다중 프레임 할당 메시지를 수신함에 따라 사용자 단말기(100)에 의해 구현되는 예시적인 절차(300)를 예시한다. 본 절차는 사용자 단말기(100)가 다중 프레임 할당 메시지를 수신할 때 시작한다(블록 302). 사용자 단말기(100)는 다중 프레임 할당 메시지가 새로운 다중 프레임 할당 또는 이전의 다중 프레임 할당에 연속하는 것인지를 판단한다(블록 304). 새로운 다중 프레임 할당의 경우, 사용자 단말기(100)는 REMAINING RESOURCES 필드에 기반하여 할당된 슬롯들의 수를 결정하고(블록 306) 할당된 슬롯들의 수에 맞게 MAC PDU를 구성한다(블록 308). 만일 다중 프레임 할당 메시지가 이전의 다중 프레임 할당에 연속하는 것이면, 사용자 단말기(100)는 MAC PDU의 미전송 부분을 메모리로부터 검색한다(블록 310). 이 두 경우에서, 사용자 단말기(100)는 현재 프레임에 대응하는 MAC PDU의 일부를 선택하고(블록 312) 선택된 부분을 기지국(20)에 전송한다(블록 314). 그 다음, 사용자 단말기(100)는 다중 프레임 할당의 다음 프레임을 대기한다(블록 316).

도 9는 다수의 프레임들을 통해 전송된 데이터를 통합하기 위해 기지국(20)에 의해 구현되는 예시적인 절차(400)를 예시한다. 본 절차(400)는 기지국(20)이 다중 프레임 할당 메시지를 사용자 단말기(100)에 전송할 때 시작한다(블록 402). 기지국(20)은 사용자 단말기(100)에 할당된 슬롯들에서 업링크 전송을 수신하고(블록 404), 수신된 신호를 처리하여 MAC PDU의 세그먼트가 사용자 단말기(100)에 의해 전송되었는지를 판단한다(블록 406). 만일 MAC PDU 세그먼트가 사용자 단말기(100)에 의해 전송되지 않으면, 기지국(20)은 전송되었어야 할 분실 세그먼트에 대한 소거를 선언하고(블록 408) 그 소거 부분을 만일 있다면 이전에 수신된 세그먼트들에 첨부한다(블록 410). 만일 MAC PDU의 세그먼트가 수신되면, 그 세그먼트는 MAC PDU에 대해 만일 있다면 이전에 수신된 데이터에 첨부된다(블록 410). 그 다음, 기지국(20)은 MAC PDU의 마지막 세그먼트가 수신되었는지를 판단한다(블록 412). 만일 그렇다면, 기지국(20)은 수신된 MAC PDU를 디코딩하고 상위 프로토콜 계층들로 전달한다(블록 414). 만일 그렇지 않다면, 기지국(20)은 부분 수신된 MAC PDU를 저장하고(블록 416) MAC PDU의 다음 세그먼트를 대기한다(블록 418).

도 10은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 예시적인 기지국(20)을 예시한다. 기지국(20)은 안테나(25)에 결합된 송수신기(22), 기저대역 프로세서(24), 및 제어 유닛(26)을 포함한다. 송수신기(22)는 어떤 공지의 표준에 따라 동작하는 표준 셀룰러 송수신기를 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 송수신기(22)는 WiMax 송수신기를 포함한다. 기저대역 프로세서(24)는 기지국(20)에 의해 전송되고 수신되는 신호를 처리하는 하나 이상의 프로세서, 마이크로컨트롤러, 하드웨어 회로, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 기저대역 프로세서(24)는 할당된 업링크 슬롯들에서 사용자 단말기로부터 수신된 신호를 복조하고 디코딩할 수 있다. 기저대역 프로세서(24)는 전술한 할당된 업링크 슬롯들 중 하나에서 데이터가 수신되지 않은 경우에 소거를 선언하고, 소거된 데이터를 제외한 데이터 패킷을 디코딩할 수 있다. 제어 유닛(26)은 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있는 것으로, 기지국(20)의 전체 동작을 제어한다. 제어 유닛(26)은 MAC 프로토콜 계층 내에서 동작하는 스케줄러(28)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 스케줄러(28)는 업링크 상에서 사용자 단말기들(100)을 스케줄링하며 그 사용자 단말기들(100)에 자원을 할당한다.

물론, 본 발명은 본 발명의 본질적인 특성을 일탈함이 없이 본 명세서에서 구체적으로 기술된 방식과 다른 방식으로 수행될 수 있다. 본 실시예들은 모든 관점에서 제한적이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 첨부의 청구범위의 의미와 동등한 범주 내에서 이루어지는 모든 변경도 본 명세서에 포함되는 것으로 의도한다.

Claims

업링크 채널을 통해 사용자 단말기로부터 기지국으로의 전송을 스케줄링하는 방법으로서,
상기 사용자 단말기로부터 상기 기지국으로의 단일 데이터 패킷의 전송을 위해 다수의 프레임들 내의 업링크 슬롯들을 상기 사용자 단말기에 할당하는 단계; 및
다중 프레임 할당의 각 프레임마다 다중 프레임 할당 메시지를 상기 사용자 단말기에 전송하는 단계
를 포함하며,
상기 다중 프레임 할당 메시지는,
현재 프레임이 상기 다중 프레임 할당에서 시작 프레임인지를 표시하는 시작 플래그를 포함하는 시작 플래그(BEGIN FLAG) 필드; 및
상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 자원들을 포함하는 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지는 상기 사용자 단말기에 할당된 상기 현재 프레임 내의 다수의 슬롯들을 포함하는 지속기간(DURATION) 필드를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지는 각각의 연속적인 다중 프레임 할당 값을 변경하는 토글 플래그를 포함하는 전송 토글(TRANSMISSION TOGGLE) 필드를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드는 상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 프레임들을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드는 상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 슬롯들을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지를 전송하기 전에, 상기 다중 프레임 할당 메시지와 동일한 프레임에서 하나 이상의 단일 프레임 할당 메시지들을 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지를 전송한 다음, 상기 다중 프레임 할당 메시지와 동일한 프레임에서 하나 이상의 단일 프레임 할당 메시지들을 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 단일 프레임 할당 메시지는 상기 할당의 시작 포인팅(starting pointing)을 표시하는 오프셋을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당의 각 프레임에서 할당된 슬롯들의 수가 동일한 방법.
제1항에 있어서,
상기 할당된 업링크 슬롯들에서 수신된 상기 데이터 패킷의 세그먼트들을 복조하는 단계;
상기 할당된 업링크 슬롯들 중 하나에서 세그먼트가 수신되지 않은 경우에 소거를 선언하는 단계; 및
소거가 발생하면 상기 분실된 세그먼트를 제외한 상기 데이터 패킷을 디코딩하는 단계를 더 포함하는 방법.
업링크 채널을 통해 사용자 단말기로부터 기지국으로의 전송을 스케줄링하는 상기 기지국으로서,
업링크 채널을 통해 상기 사용자 단말기로부터의 전송을 수신하는 수신기; 및
상기 업링크 채널을 통해 상기 사용자 단말기로부터 상기 기지국으로의 상기 전송을 스케줄링하는 스케줄러
를 포함하며,
상기 스케줄러는,
상기 사용자 단말기로부터 상기 기지국으로의 단일 데이터 패킷의 전송을 위해 다수의 프레임들 내의 업링크 슬롯들을 사용자 단말기에 할당하고; 및
다중 프레임 할당의 각 프레임마다 다중 프레임 할당 메시지를 상기 사용자 단말기에 전송하도록 구성되며,
상기 다중 프레임 할당 메시지는 현재 프레임이 상기 다중 프레임 할당에서 시작 프레임인지를 표시하는 시작 플래그를 포함하는 시작 플래그(BEGIN FLAG) 필드, 및 상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 자원들을 포함하는 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드를 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지는 상기 사용자 단말기에 할당된 상기 현재 프레임 내의 다수의 슬롯들을 포함하는 지속 기간(DURATION) 필드를 더 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당 메시지는 각각의 연속적인 다중 프레임 할당 값을 변경하는 토글 플래그를 포함하는 전송 토글(TRANSMISSION TOGGLE) 필드를 더 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드는 상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 프레임들을 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 잔여 자원(REMAINING RESOURCES) 필드는 상기 다중 프레임 할당에서 다수의 잔여 슬롯들을 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 스케줄러는 상기 다중 프레임 할당 메시지를 전송하기 전에, 상기 다중 프레임 할당 메시지와 동일한 프레임에서 하나 이상의 단일 프레임 할당 메시지들을 전송하도록 더 구성된 기지국.
제10항에 있어서, 상기 스케줄러는 상기 다중 프레임 할당 메시지를 전송한 다음, 상기 다중 프레임 할당 메시지와 동일한 프레임에서 하나 이상의 단일 프레임 할당 메시지들을 전송하도록 더 구성되며,
상기 단일 프레임 할당 메시지는 상기 할당의 시작 포인팅을 표시하는 오프셋을 포함하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 다중 프레임 할당의 각 프레임에서 할당된 슬롯들의 수가 동일한 기지국.
제10항에 있어서, 상기 할당된 업링크 슬롯들 중 하나 이상에서 수신된 상기 데이터 패킷들의 세그먼트들을 복조하고; 상기 할당된 업링크 슬롯들 중 하나에서 세그먼트가 수신되지 않은 경우에 소거를 선언하며; 및 소거가 발생하면 상기 분실 세그먼트를 제외한 상기 데이터 패킷을 디코딩하도록 구성된 기저대역 프로세서를 더 포함하는 기지국.