KR20110073248A - 신호 전송 방법 및 사용자기기와, 신호 수신 방법 및 기지국 - Google Patents

신호 전송 방법 및 사용자기기와, 신호 수신 방법 및 기지국 Download PDF

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KR20110073248A
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Abstract

본 발명은 상향링크 신호 전송 방법에 관한 것이다. 사용자기기는 상기 사용자기기가 레거시 시스템 지원 모드로 기지국과 연결된 경우에는 상향링크 신호를 제1규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하고, 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제2규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하여 전송한다. 상기 제1규칙과 상기 제2규칙에 따른 상기 퍼뮤테이션에는 상기 기지국으로부터 수신한 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)에 대응하는 셀 아이디가 이용된다.

Description

신호 전송 방법 및 사용자기기와, 신호 수신 방법 및 기지국 {A method and a user equipment for transmitting a signal, and a method and a base station for receiving a signal}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 예시한다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 복수의 기지국(110a, 110b 및 110c) 및 복수의 사용자기기(120a-120i)를 포함한다. 무선 통신 시스템(100)은 동종 네트워크(homogeneous network) 또는 이종 네트워크(heterogeneous network)를 포함할 수 있다. 여기에서, 이종 네트워크는 WiFi, IEEE 802.16, LTE 등과 같이 서로 다른 네트워크 엔터티가 상호 공존하는 네트워크를 지칭한다. 기지국은 일반적으로 사용자기기와 통신하는 고정국이며, 각 기지국(110a, 110b 및 110c)은 특정한 지리적 영역(102a, 102b 및 102c)에 서비스를 제공한다. 시스템 성능을 개선하기 위해, 상기 특정 영역은 복수의 더 작은 영역들(104a, 104b 및 104c)로 분할될 수 있다. 각각의 더 작은 영역은 셀, 섹터 또는 세그멘트라고 지칭될 수 있다. 셀은 타입에 따라, 매크로 셀, 펨토 셀, 피코 셀, 중계기 등으로 구분될 수 있다. IEEE 802.16 시스템의 경우, 셀 아이디(Cell Identity; Cell_ID 또는 IDCell)는 전체 시스템을 기준으로 부여된다. 반면, 섹터 또는 세그멘트 식별자는 각각의 기지국이 서비스를 제공하는 특정 영역을 기준으로 부여되며 0 내지 2의 값을 갖는다. 사용자기기(120a-120i)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 분포되며 고정되거나 이동할 수 있다. 각 사용자기기는 임의의 순간에 상향링크(Uplink; UL) 및 하향링크(Downlink; DL)를 통해 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있다. 기지국과 사용자기기는 FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), MC-FDMA(Multi Carrier-FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 이들의 조합을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 명세서에서 상향링크는 사용자기기로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭하고, 하향링크는 기지국으로부터 사용자기기로의 통신 링크를 지칭한다.
한편, 무선 통신 시스템의 구축을 위한 여러 가지 표준 작업이 진행되었고, 기존 표준을 발전시켜 개선된 표준을 정립하는 작업이 계속 진행되고 있다. 일반적으로, 개선된 표준에 따라 구현되는 시스템들은 이전 표준에 따라 구현된 사용자기기 및 기지국에 대한 역호환성을 제공할 것이 요구된다. 따라서, 개선된 시스템이 기존 사용자기기 또는 기지국에 역호환성을 제공하기 위한 방법이 정립될 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서의 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 서로 다른 시스템의 신호를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 시스템의 신호를 전송함에 있어서, 주파수 다이버시티 이득을 높일 수 있는 퍼뮤테이션 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 주파수 도메인에서 다중화된 신호들의 종류에 따라 퍼뮤테이션 방법을 달리 적용하는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 퍼뮤테이션 정보와 관련된 전송 오버헤드를 줄이는 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 일 양상으로, 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 신호를 전송함에 있어서, 상기 사용자기기가 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기인 경우, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상향링크 신호를 제1규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하고, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제2규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하는 단계; 및 상기 상향링크 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하되, 상기 개선 사용자기기는 상기 기지국으로부터 수신한 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)에 대응하는 셀 아이디를 토대로 상기 제1규칙 또는 상기 제2규칙을 적용하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하는 신호 전송 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 신호를 전송함에 있어서, 상기 사용자기기가 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기인 경우, 기지국으로부터 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 수신하도록 구성된 수신기; 및 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하도록 구성된 송신기; 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제1규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하고, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제2규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하도록 구성되고; 상기 상향링크 신호를 상기 기지국에 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 SA-프리앰블에 대응하는 셀 아이디를 토대로 상기 제1규칙 또는 상기 제2규칙을 적용하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하도록 구성된, 사용자기기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기로부터 신호를 수신함에 있어서, 상기 기지국이 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우: 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기에는 상기 기지국의 셀 아이디를 상향링크 펌베이스(UL_PermBase)로서 전송하고, 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기에는 상기 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 전송하는 단계; 및 상기 레거시 사용자기기와 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제1규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 레거시 사용자기기의 상향링크 신호와 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 각각 수신하는 단계를 포함하고, 상기 기지국이 레거시 시스템 비지원 모드로 동작하는 경우: 상기 개선 사용자기기에 상기 셀 아이디에 대응하는 상기 SA-프리앰블을 전송하는 단계; 및 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제2규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 수신하는 단계를 포함하는, 신호 수신 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기로부터 신호를 수신함에 있어서, 신호를 전송하도록 구성된 송신기; 및 신호를 수신하도록 구성된 수신기; 상기 송신기 및 수신기와 연결되어 상기 송신기 및 수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 기지국이 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우: 상기 프로세서는 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기에는 상기 기지국의 셀 아이디를 상향링크 펌베이스(UL_PermBase)로서 전송하도록 상기 송신기를 제어하고, 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기에는 상기 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되며; 상기 레거시 사용자기기와 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제1규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 레거시 사용자기기의 상향링크 신호와 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 각각 수신하도록 상기 수신기를 제어하도록 구성되고, 상기 기지국이 레거시 시스템 비지원 모드로 동작하는 경우: 상기 프로세서는 상기 개선 사용자기기에 상기 셀 아이디에 대응하는 상기 SA-프리앰블을 전송하도록 상기 송신기를 제어하고; 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제2규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 수신하도록 상기 수신기를 제어하도록 구성된, 기지국이 제공된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1규칙은 하기 수학식1과 같이 정의되고:
수학식1
Tiles(s,n) = N subchannels ×n + (Pt[(s+n) mod N subchannels ] + UL_PermBase) mod N subchannels
여기에서, Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고, Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고, Pt는 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타내고, 상기 제2규칙은 하기 수학식2와 같이 정의되되:
수학식2
Tiles(s,n,t) = L DRU,FPi ×n + {PermSeq[(n + 107*s +1213*t) mod L DRU,FPi ] + UL_PermBase} mod L DRU,FPi
여기에서, Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고, L DRU,FPi 는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며, PermSeq()는 길이 L DRU,FPi 의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타내되, 상기 개선 사용자기기는 상기 수학식1 및 상기 수학식2의 UL_PermBase를 상기 셀 아이디로 설정하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기가 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기인 경우, 상기 레거시 사용자기기는 상기 기지국으로부터 UL_PermBase를 수신하고, 상기 수학식1의 UL_PermBase를 상기 수신한 UL_PermBase로 설정하여, 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 서로 다른 시스템의 신호를 동시에 효율적으로 전송할 수 있다.
둘째, 서로 다른 시스템의 신호를 동시에 전송하는 경우, 다이버시티 이득을 높일 수 있다.
셋째, 무선 통신 시스템에서 전송 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 사용자기기 및 기지국 내 송신기 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 레거시 사용자기기의 데이터와 개선 사용자기기의 데이터를 다중화하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 무선 통신 시스템에서 주파수상의 채널 변화를 예시한다.
도 6은 퍼뮤테이션을 통한 물리 주파수 자원의 논리 주파수 자원으로의 맵핑과정을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 상향링크에서의 자원 퍼뮤테이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 9는 IEEE 802.16e에 따른 상향링크 타일 구조와 IEEE 802.16m에 따른 상향링크 타일 구조를 예시한 것이다.
도 10은 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서 상향링크 퍼뮤테이션을 위한 IEEE 802.16m에 따른 기본 타일 구조를 나타낸 것이다.
도 11은 부반송파의 부채널로의 개략적인 맵핑 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에 있어서, 사용자기기(UE: User Equipment)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. 사용자기기는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 기지국(Base Station, BS)은 일반적으로 사용자기기 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 사용자기기 및 타 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. 기지국은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 레거시 표준에 따라 구현된 시스템을 레거시 시스템이라고 칭하며, 상기 레거시 표준을 개선한 표준에 따라 구현된 시스템을 개선 시스템이라 칭한다. 또한, 상기 레거시 표준에 따라 구현된 사용자기기 및 기지국을 각각 레거시 사용자기기 및 레거시 기지국이라고 칭하며, 상기 개선 표준에 따라 구현된 사용자기기 및 기지국을 각각 개선 사용자기기 및 개선 기지국이라고 칭한다. 예를 들어, IEEE 802.16e 표준과 IEEE 802.16m 표준은 서로 레거시 표준과 개선 표준의 관계에 있으며, 3GPP LTE Release 8 표준(이하, 3GPP LTE 표준)은 3GPP LTE Release 9 이후 표준(이하, 3GPP LTE-A 표준)은 서로 레거시 표준과 개선 표준의 관계에 있다고 할 수 있다. 따라서, IEEE 802.16e/3GPP LTE에 따라 구현된 사용자기기 및 기지국은 IEEE 802.16m/3GPP LTE-A에 따라 구현된 사용자기기 및 기지국에 대해 레거시 기지국이 된다. 또 다른 예로, IEEE 802.16 및/또는 3GPP LTE 표준을 개선한 새로운 표준이 정의되는 경우, 현재의 IEEE 및 3GPP LTE 표준은 상기 새로운 표준에 대해 레거시 표준이 된다.
도 2는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
사용자기기는 상향링크에서는 송신장치로 동작하고 하향링크에서는 수신장치로 동작한다. 이와 반대로, 기지국은 상향링크에서는 수신장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신장치로 동작할 수 있다.
사용자기기 및 기지국은 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 수신할 수 있는 안테나 (500a, 500b)와, 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신기(Transmitter; 100a, 100b), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신기(Receiver; 300a, 300b), 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(200a, 200b)를 포함한다. 또한, 사용자기기 및 기지국은 사용자기기 또는 기지국에 포함된 송신기 및 수신기, 메모리 등의 구성요소를 제어하여 본 발명을 수행하도록 구성된 프로세서(400a, 400b)를 각각 포함한다. 상기 사용자기기 내 송신기(100a), 수신기(300a), 메모리(200a), 프로세서(400a)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 상기 기지국 내 송신기(100b), 수신기(300b), 메모리(200b), 프로세서(400b)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 송신기와 수신기가 통합되어 사용자기기 또는 기지국 내에서 한 개의 송수신기(transceiver)로 구현될 수도 있다.
안테나(500a, 500b)는 송신기(100a, 100b)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신기(300a, 300b)로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나(500a, 500b)는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나 포트는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나의 조합에 의해 구성될 수 있다. 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 송수신기의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
프로세서(400a, 400b)는 통상적으로 사용자기기 또는 기지국 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(400a, 400b)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 유휴모드 동작을 제어하기 위한 전력절약모드 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 프로세서(400a, 400b)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 한편, 프로세서(400a, 400b)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(400a, 400b) 내에 구비되거나 메모리(200a, 200b)에 저장되어 프로세서(400a, 400b)에 의해 구동될 수 있다.
송신기(100a, 100b)는 프로세서(400a, 400b) 또는 상기 프로세서와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500a, 500b)에 전달한다. 예를 들어, 송신기(100a, 100b)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 변조과정 등을 거쳐 K개의 신호열로 변환한다. 상기 K개의 신호열은 송신기 내 송신처리기를 거쳐 송신 안테나(500a, 500b)를 통해 전송된다. 사용자기기 및 기지국의 송신기(100a, 100b) 및 수신기(300a, 300b)는 송신신호 및 수신신호를 처리하는 과정에 따라 다르게 구성될 수 있다.
도 3은 사용자기기 및 기지국 내 송신기 구조의 일 예를 도시한 것이다. 도 3을 참조하여 송신기(100a, 100b)의 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
OFDMA 송신기(100a, 100b)는 MIMO 인코더(110) 및 MIMO 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 신호 발생기, Nt개의 송신 안테나(500-1, 500-Nt)를 포함한다.
MIMO 인코더(110)는 전송하고자 하는 데이터 열을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성하고, 부호화된 데이터를 변조(modulation)하여 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치한다. MIMO 인코더(110)로의 입력인 상기 데이터 열은 매체접속제어(Medium Access Control, MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호처리를 적용하여 얻어질 수 있다. 상기 데이터 열은 코드워드 혹은 레이어로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층이 제공하는 데이터 블록은 전송 블록으로 지칭되기도 한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등이 상기 부호화된 데이터의 변조에 이용될 수 있다. 부호화된 데이터의 변조를 위해 MIMO 인코더(110)는 변조기를 독립된 모듈로서 구비할 수도 있다. 한편, MIMO 인코더(110)는 MIMO 프리코더(120)가 안테나 특정 심볼을 해당 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 MIMO 프리코더(120)로의 입력 심볼의 MIMO 스트림을 정의할 수도 있다. MIMO 스트림은 MIMO 프리코더(120)로 입력되는 정보경로(information path)를 의미한다. MIMO 프리코더(120) 이전의 정보 경로를 가상 안테나(virtual antenna) 또는 MIMO 스트림이라고 볼 수 있다. 심볼의 MIMO 스트림을 정의하기 위해 MIMO 인코더(110)는 MIMO 스트림맵퍼를 독립된 모듈로서 구비할 수도 있다.
MIMO 프리코더(120)는 입력 심볼을 다중 송신 안테나(500-1,..., 500-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼들을 출력하고 상기 안테나 특정 심볼들을 해당 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)로 분배한다. 즉, MIMO 스트림의 안테나로의 매핑은 MIMO 프리코더(120)에 의해 수행된다. MIMO 프리코더(120)는 MIMO 인코더(110)의 출력 x를 Nt×Mt의 프리코딩 행렬 W와 곱해 Nt×MF 의 행렬 z로 출력할 수 있다.
부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는 안테나 특정 심볼을 적절한 부반송파(subcarrier)에 할당하고, 사용자기기에 따라 다중화한다. 한편, 상기 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는 변조된 심볼을 LRU 크기의 세그멘트로 나눈 뒤, 각각의 세그멘트를 LRU에 할당하는 LRU 할당 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 부반송파맵퍼 (140-1,...,140-K)는 LRU를 데이터 버스트(data burst)에 맵핑하는 맵핑 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 데이터 버스트는 물리적 주파수 영역에서 PRU에 할당된다. 따라서, 상기 부반송파맵퍼 (140-1,...,140-K)은 LRU와 PRU 사이의 맵핑 관계에 따라 변조된 데이터를 부반송파에 맵핑하는 기능을 수행한다.
OFDMA 신호발생기(150)는 안테나 특정 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDMA 심볼을 출력한다. OFDMA 신호발생기(150)는 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 영역 심볼에는 CP(Cyclic Prefix)가 삽입될 수 있다. OFDMA 심볼은 디지털-아날로그(digital-to-analog) 변환, 주파수 상향변환 등을 거쳐, 각 송신 안테나(500-1,...,500-Nt)를 통해 수신장치로 송신된다. OFDMA 신호발생기(150)는 IFFT 모듈 및 CP 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
OFDMA 수신기(300a, 300b)의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다. 구체적으로, OFDMA 수신기(300a, 300b)는 외부에서 안테나(500a, 500b)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여 해당 프로세서(400a, 400b)로 전달한다. OFDMA 수신기(300a, 300b)에 연결된 안테나(500a, 500b)는 Nt개의 다중 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각은 기저대역 신호로 복원된 후 다중화 및 MIMO 복조화를 거쳐 송신기(100a, 100b)가 본래 전송하고자 했던 데이터열로 복원된다. OFDMA 수신기(300a, 300b)는 수신된 신호를 기저대역 신호로 복원하기 위한 신호복원기(210~230), 수신 처리된 신호를 결합하여 다중화하는 다중화기(250), 신호열을 데이터열로 복원하는 MIMO 디코더(260)를 포함할 수 있으며, 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더는 이들의 기능을 수행하는 통합된 하나의 모듈 또는 각각의 독립된 모듈로 구성될 수 있다. 조금 더 구체적으로, 상기 신호 복원기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter), 상기 디지털 신호로부터 CP를 제거하는 CP 제거기(210), CP가 제거된 신호에 FFT(fast Fourier transform)를 적용하여 주파수 영역 심볼을 출력하는 FFT 모듈 (220), 상기 주파수 영역 심볼을 안테나 특정 심볼로 복원하는 부반송파디맵퍼/등화기 (230)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 특정 심볼은 다중화기(250)에 의해 MIMO 스트림으로 복원되며, 상기 MIMO 스트림은 MIMO 디코더(260)에 의해 송신장치가 전송하고자 했던 데이터열로 복원된다.
한편, SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여, 부반송파맵퍼(140,...,140-K) 이전에 FFT모듈(130)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IFFT 처리 이전에 FFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 영역에 확산시켜 송신 신호의 PARR(peak-to-average power ratio)를 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파디맵퍼(230) 다음에 IFFT 모듈(240)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
참고로, 도 2 및 도 3에서 MIMO 인코더(110) 및 MIMO 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 송신기(100a, 100b)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 송신장치의 프로세서(400a, 400b)가 상기 인코더(110) 및 프리코더(120), FFT 모듈(130), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)를 포함하도록 구성되는 것도 가능하다. 마찬가지로, 도 2 및 도 3에서는 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더가 수신기(300a, 300b)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 수신장치의 프로세서(400a, 400b)가 상기 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더를 포함하도록 구성되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 인코더(110) 및 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 이들의 동작을 제어하는 프로세서(400a, 400b)와 분리된 송신기(100a, 100b)에 포함되고, 신호복원기 및 다중화기, 채널 복조화기가 이들의 동작을 제어하는 프로세서(400a, 400b)와는 분리된 수신기(300a, 300b)에 포함된 것으로 설명한다. 그러나, 인코더(110) 및 프리코더(120), FFT 모듈(130), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 프로세서(400a, 400b)에 포함된 경우 및 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더가 프로세서(400a, 400b)에 포함된 경우에도 본 발명의 실시예들이 동일하게 적용될 수 있다.
메모리(200a, 200b)는 프로세서(400a, 400b)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type) 또는 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등을 이용하여 구현될 수 있다.
레거시 시스템을 개선하는 개선 시스템이 마련됨에 따라, 개선 시스템이 레거시 시스템에 따라 구현된 사용자기기에도 통신 서비스를 제공해야 할 필요성이 대두되고 있다. 즉, 개선 시스템은 새로운 표준에 따라 구현된 사용자기기뿐만 아니라 레거시 시스템에 따라 구현된 사용자기기에도 통신 서비스를 지원하는 역호환성(backward compatibility)을 만족하는 것이 바람직하다. 개선 시스템이 역호환성을 지원할 수 있는 방법 중 하나는 레거시 사용자기기와 개선 사용자기기에 무선 자원을 적절히 배분함으로써, 상기 레거시 사용자기기를 위한 데이터(이하, 레거시 데이터)와 상기 개선 사용자기기를 위한 데이터(개선 데이터)가 다중화되어 전송되는 방법이다. 즉, 동일한 수퍼프레임 혹은 프레임, 서브프레임 내에서 레거시 데이터와 개선 데이터가 다중화되어 전송됨으로써, 역호환성이 지원될 수 있다.
도 4는 레거시 사용자기기의 데이터와 개선 사용자기기의 데이터를 다중화하는 방법을 나타낸 개념도이다.
레거시 데이터와 개선 데이터는 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식 및/또는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식에 다중화 될 수 있다.
도 4(a)를 참조하면, FDM 방식(manner)은 가용한 주파수 자원을 하나 이상의 레거시 사용자기기와 하나 이상의 개선 사용자기기에 분배하는 방식이다. 즉, FDM 방식에 의하면, 동일한 심볼에 레거시 사용자기기를 위한 부반송파와 개성 사용자기기를 위한 부반송파가 공존하게 된다.
도 4(b)를 참조하면, TDM 방식은 가용한 시간 자원을 하나 이상의 레거시 사용자기기와 하나 이상의 개선 사용자기기에 분배하는 방식이다. 즉, TDM 방식에 의하면, 동일한 부반송파가 시간에 따라 레거시 사용자기기를 위해 사용되기도 하고 개선 사용자기기를 위해 사용되기도 한다.
TDM 방식은 개선 시스템을 최적화하기 위한 완전한 적응성을 지원한다는 점에서 유익하다. 그러나, TDM 방식은 레거시 시스템에 대해 링크 버짓 손실(link budget loss)을 일으킬 수 있다는 단점이 있다. 한편, FDM 방식은 레거시 시스템 상에서 링크 버짓에 영향을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 무선 통신 시스템에서 주파수상의 채널 변화를 예시한다.
도 5를 참조하면, 시스템 대역이 코히어런스 대역(coherence bandwidth) 보다 큰 경우에 시스템 대역 내에서 채널이 급격한 변화를 보일 수 있다. 이 경우, 전체 또는 일부 대역폭 내에서 전송하고자 하는 신호를 주파수축 상으로 넓게 분산시킴으로써 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 얻을 수 있다. 일 예로, 신호를 전송하기 위한 주파수 자원을 뽑는 과정에서 적절한 퍼뮤테이션을 적용하면, 전송 신호가 해당 대역폭 내에서 섞이면서 넓게 퍼지도록 할 수 있다. 따라서, 전송 신호를 해당 대역폭 내에 효과적으로 분산시키기 위한 퍼뮤테이션 방법이 지속적으로 요구되어 왔다.
도 6은 퍼뮤테이션을 통한 물리 주파수 자원의 논리 주파수 자원으로의 맵핑과정을 나타낸 개념도이다.
퍼뮤테이션이라함은 소정 단위의 물리 자원을 논리 자원으로 맵핑하는 과정을 말한다. 주파수 퍼뮤테이션을 적용하면, 주파수 자원이 주파수 축에서 퍼뮤테이션됨에 따라, 전송 신호가 해당 대역폭에서 주파수축 상으로 분산되어 전송되게 된다. 따라서, 특정 주파수의 채널 상태가 나쁘더라도, 상기 전송 신호 전부가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
일반적으로 주파수 퍼뮤테이션은 특정 시드(seed)를 이용하여 랜덤 시퀀스를 생성하고 이에 따라, 물리 주파수 자원을 논리 주파수 자원에 맵핑한다. 주파수 자원들이 레거시 시스템과 개선 시스템에서 동일한 규칙에 따라 분할되고, 상기 동일한 규칙에 따라 분할된 자원 단위가 동일한 퍼뮤테이션 규칙에 따라 퍼뮤테이션된다면 레거시 데이터와 개선 데이터를 주파수 축 상에서 다중화하는 데 별 문제가 없다. 그러나, 레거시 시스템과 개선 시스템의 자원할당 단위가 다르거나, 양자의 퍼뮤테이션 규칙이 다르면, FDM 방식을 적용하여 레거시 사용자기기 및 개선 사용자기기를 모두 지원하기 위해서는, 적절한 퍼뮤테이션 규칙이 정립될 필요가 있다.
하향링크의 경우, 일 기지국이 주파수 자원을 하나 이상의 사용자기기에 분배하므로, 서로 다른 사용자기기에 주파수 자원을 겹치지 않게 분배하는 것이 용이하다. 그러나, 상향링크의 경우, 독립된 개체인 개선 사용자기기와 레거시 사용자기기가 주파수 퍼뮤테이션을 적용한다. 개선 사용자기기와 레거시 사용자기기가 수행한 퍼뮤테이션의 결과가 충돌하지 않도록 하기 위해서는, 개선 사용자기기와 레거시 사용자기기가 통일된 퍼뮤테이션 방법을 사용할 수 있어야 한다. 이하에서는 상향링크 전송을 위한 자원 퍼뮤테이션 방법을 제시한다.
본 발명에서 기지국은 레거시 시스템 지원 모드 혹은 레거시 시스템 비지원 모드로 동작할 수 있다. 레거시 시스템 비지원 모드는 개선 사용자기기를 위한 신호만이 상하향링크로 전송되는 모드를 말하며, 레거시 시스템 지원 모드는 개선 사용자기기뿐만 아니라 레거시 사용자기기를 위한 신호가 하향링크 및/또는 상향링크로 전송되는 모드를 말한다. 레거시 데이터와 개선 데이터가 다중화되는 방식에 따라 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드와 TDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 구분될 수 있다.
기지국이 레거시 시스템을 지원하는 경우, 상기 기지국의 커버리지 내 레거시 사용자기기는 마치 상기 기지국이 레거시 기지국인 것처럼 인식하게 된다. 상기 레거시 사용자기기는 상기 기지국이 레거시 시스템을 지원하는지 비지원하는지 알 수 없으며, 알지 못하더라도 정상적으로 동작할 수 있다. 이와 달리, 상기 기지국의 커버리지 내 개선 사용자기기는 상기 기지국이 레거시 시스템을 지원하는지 아닌지에 따라 사용할 수 있는 주파수 및/또는 시간 자원이 달라지게 된다. 따라서, 상기 개선 사용자기기는 상기 기지국에 연결된 모드에 따라, 하향링크 수신 방법 및/또는 상향링크 전송 방법을 달리하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 상향링크에서의 자원 퍼뮤테이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 기지국이 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우(S710), 상기 기지국의 커버리지 내 레거시 사용자기기는 소정 시간 구간의 주파수 자원을 상향링크 전송에 활용할 수 있다(S720). 상기 레거시 사용자기기는 펌베이스1(PermBase1)을 이용하여 규칙1에 따라 자원 퍼뮤테이션을 수행하고(S730), 상기 퍼뮤테이션에 의해 분산된 주파수 자원에서 상향링크 전송을 수행한다(S750). 상기 규칙1은 레거시 시스템에서 정의된 퍼뮤테이션 규칙이다. 상기 펌베이스1은 레거시 시스템에서 정의된 값이다.
한편, 상기 기지국이 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우, 상기 기지국의 커버리지 내 개선 사용자기기는 상기 기지국에 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 연결된다. 상기 개선 사용자기기가 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 상기 기지국에 연결된 경우(S710), 상기 개선 사용자기기는 상기 레거시 사용자기기가 상향링크 전송을 수행하는 상기 소정 시간 구간에서 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 상기 개선 사용자기기는 상기 레거시 사용자기기가 사용한 펌베이스와 동일한 펌베이스1(PermBase1)을 이용하여, 상기 규칙1에 따라 퍼뮤테이션을 수행한다(S730). 상기 개선 사용자기기는 상기 소정 시간 구간 내에서 상기 퍼뮤테이션에 의해 분산된 주파수 자원을 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다(S750). 소정 시간 구간 내에서 서로 다른 퍼뮤테이션 규칙을 적용하거나 서로 다른 펌베이스를 사용하는 경우, 동일 물리 주파수가 서로 다른 논리 주파수로 맵핑되는 경우가 발생할 수 있다. 동일 물리 주파수가 서로 다른 논리 주파수로 맵핑되면, 해당 주파수가 어떤 사용자기기의 데이터 전송에 이용되었는지가 기지국에 의해 구분되기 어려워진다. 또한, 동일 물리 주파수의 복수 논리 주파수로의 맵핑은 여러 사용자기기가 이용하는 주파수 자원의 충돌을 의미하므로, 상향링크 전송 신호간의 간섭을 완화하기 어려워진다는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서와 같이, 기지국의 일 커버리지 내 사용자기기들은 동일한 펌베이스를 사용하여 동일한 퍼뮤테이션 규칙에 따라 주파수 자원을 퍼뮤테이션하는 것이 바람직하다.
반면, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국에 연결되고(S710), 이에 따라 소정 시간 구간에서 상기 개선 사용자기기만이 상향링크 전송을 수행하는 경우(S720), 상기 개선 사용자기기는 펌베이스2(PermBase2)를 이용하여 규칙2에 따라 퍼뮤테이션을 수행한다(S740). 상기 규칙2는 개선 시스템에서 새로이 정의된 규칙일 수 있다. 상기 개선 사용자기기는 상기 소정 시간 구간 내에서 상기 퍼뮤테이션에 의해 분산된 주파수 자원을 통해 상향링크 전송을 수행할 수 있다(S750).
한편, 상기 펌베이스1 및/또는 상기 펌베이스2는 기지국 또는 셀에 따라 달라지는 값일 수 있다. 상기 펌베이스1과 상기 펌베이스2은 퍼뮤테이션에 필수적인 값이므로, FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 기지국에 연결된 개선 사용자기기는 상기 펌베이스1 및 상기 펌베이스2를 명시적 혹은 묵시적으로 알 수 있어야 한다. 만약, 상기 펌베이스1 및 상기 펌베이스2가 서로 다른 값이라면, 상기 펌베이스1을 나타내는 정보와 상기 펌베이스2를 나타내는 정보가 명시적 혹은 묵시적으로 각각 상기 개선 사용자기기에 시그널링되어야 한다. 반면, 상기 펌베이스1과 상기 펌베이스2가 동일한 값이라면, 개선 사용자기기는 기지국으로부터 둘 중 하나를 나타내는 정보만 수신하여도 상기 규칙1에 따른 퍼뮤테이션 및 상기 규칙2에 따른 퍼뮤테이션 둘 다를 수행할 수 있다. 즉, 상기 펌베이스1과 펌베이스2가 동일한 값인 경우, 하향링크 전송의 오버헤드를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명은 상기 규칙1 또는 상기 규칙2에서 퍼뮤테이션에 이용되는 상기 펌베이스1 및 상기 펌베이스2를 동일한 값을 사용하는 실시예를 포함한다. 예를 들어, 본 발명은 셀 아이디(cell_ID 또는 IDcell)를 상기 펌베이스1 및 상기 펌베이스2로 활용할 수 있다.
셀 아이디를 상기 펌베이스1 및 상기 펌베이스2로 활용하는 경우, 레거시 시스템에서의 셀 아이디들과 개선 시스템에서의 셀 아이디들을 적절히 양립시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 개선 시스템의 셀 아이디들의 일부를 레거시 시스템에 배분하고, 나머지 셀 아이디들 중 일부를 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에 배분할 수 있다. 즉, 개선 시스템의 셀 아이디들 중 일부는 레거시 시스템에서 전용되며, 다른 일부는 레거시 시스템의 펌베이스 및 개선 시스템의 셀 아이디로 공용되며, 나머지 셀 아이디들은 개선 시스템에서 전용될 수 있도록 셀 아이디를 구성할 수 있다.
이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 예로 하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다. 그러나, IEEE 802.16에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
도 8은 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다. 무선프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex), H-FDD(Half Frequency Division Duplex), TDD(Time Division Duplex) 등에 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 무선프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 수퍼프레임(SU0-SU3)을 포함할 수 있다. 수퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 4개의 5ms 프레임(F0-F3)을 포함할 수 있고, 수퍼프레임 헤더(Super Frame Header, SFH)로 시작한다. 수퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나른다. 수퍼프레임 헤더는 수퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임에 위치할 수 있다. 수퍼프레임 헤더는 P-SFH(primary-SFH) 및 S-SFH(secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH는 매 수퍼프레임마다 전송된다. S-SFH는 매 수퍼프레임마다 전송될 수 있다. 수퍼프레임 헤더는 브로드캐스트 채널을 포함할 수 있다.
한 개의 프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함할 수 있다. 각 프레임 내 여덟 개의 서브프레임은 0부터 7까지 번호가 부여된다. 서브프레임은 하향링크 또는 상향링크 전송에 할당된다. 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 프레임은 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임으로 구분된다. 하향링크에서 상향링크로 변경되는 동안에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크에서 하향링크로 변경되는 동안에는 RTG(Receive/transmit Transition Gap)로 지칭되는 휴지 시간이 존재한다.
서브프레임은 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)의 단위이다. 즉, 한 개의 TTI는 하나 이상의 서브프레임으로 정의된다. 일반적으로, 기본 TTI는 하나의 서브프레임으로 설정된다. TTI는 물리계층에서 부호화된 패킷을 무선 인터페이스를 통해 전송하는 시간 간격을 의미한다. 따라서, 하나의 서브프레임 또는 북수의 인접한 서브프레임이 데이터 패킷을 전송할 때 이용될 수 있다.
서브프레임은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDMA 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 설명의 편의를 위하여 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성되는 타입-1 서브프레임을 예로 하여 설명하나, 후술할 본 발명의 실시예들은 다른 타입의 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다.
주파수 도메인에서, OFDMA 심볼은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 채널 측정을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 성분을 위한 널 부반송파로 나뉠 수 있다. OFDMA 심볼을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 신호 전송에 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이고, BW 및 Nused와 함께 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심볼 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.
주파수 도메인에서 자원들은 소정 개수의 부반송파 단위로 묶일 수 있다. 일 서브프레임 내 상기 소정 개수의 부반송파로 이루어진 그룹을 물리자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)이라고 한다. 서브프레임은 주파수 도메인에서 복수의 PRU를 포함한다. PRU는 자원 할당을 위한 기본 단위로서, 시간 도메인에서 복수의 연속된 OFDMA 심볼, 주파수 도메인에서 복수의 연속된 부반송파로 구성된다. 일 예로, PRU 내 OFDMA 심볼의 수는 서브프레임에 포함하는 OFDMA 심볼의 수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDMA 심볼의 수 Nsym은 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 한편, PRU 내 부반송파의 수는 18개일 수 있다. 이 경우, 타입-1 서브프레임의 PRU는 6개의 OFDMA 심볼×18개의 부반송파로 구성될 수 있다. PRU는 자원 할당 방식에 따라 분산자원유닛(Distributed Resource Unit, DRU) 또는 연속자원유닛(Contiguous Resource Unit, CRU)으로 지칭될 수 있다. 상향링크 DRU의 기본 퍼뮤테이션 단위는 6개의 부반송파와 Nsym개의 심볼로 구성된 타일이다. 하향링크 DRU의 기본 퍼뮤테이션 단위는 2개의 부반송파와 1개의 심볼로 구성된 톤-페어(tone-pair)이며, 타입-1 서브프레임의 경우, 1개의 PRU는 108개의 톤을 포함한다. 톤은 자원요소(resource element)라고 불리기도 한다.
서브프레임은 적어도 하나의 주파수 파티션(Frequency Partition, FP)으로 나뉠 수 있다. 주파수 파티션은 FFR(Fractional Frequency Reuse)과 같은 목적을 위하여 사용될 수 있다. 각 주파수 파티션은 하나 이상의 PRU를 포함한다. 각 주파수 파티션에는 분산적 자원 할당(distributed resource allocation) 및/또는 연속적 자원 할당(contiguous resource allocation)이 적용될 수 있다. 논리 자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)은 분산적 자원할당 및 연속적 자원할당을 위한 기본 논리 단위이다. LDRU(Logical Distributed Resource Unit)는 주파수 대역 내에 분산된 복수의 부반송파(Sc)를 포함한다. LDRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. LDRU는 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)로도 지칭된다. LCRU(Logical Contiguous Resource Unit)는 연속된 부반송파(Sc)를 포함한다. LCRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. LCRU는 연속 LRU(Contiguous LRU; CLRU)로도 지칭된다.
상술한 구조는 예시에 불과하다. 따라서, 수퍼프레임의 길이, 수퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수, OFDMA 심볼의 파라미터 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 수퍼프레임에는 최대 4개의 동기신호(synchronization signal)가 전송된다. IEEE 802.16m을 예로 하면, 시스템에서 하향링크 동기신호는 PA-프리앰블(Primary Advanced preamble)로 구성된 주동기신호 및 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)로 구성된 부동기신호를 포함한다. FDD 모드 및 TDD 모드에서, PA-프리앰블 및 SA-프리앰블, LBS(location based service) 위치 비컨(LBS location beacon) 각각은 각 프레임의 첫번째 심볼에 위치한다. 구체적으로 PA-프리앰블은 수퍼프레임 내 두번째 프레임(F1)의 첫번째 심볼에, SA-프리앰블은 상기 수퍼프레임의 나머지 두 프레임(F0 및 F2)의 각 첫번째 심볼에 위치한다. 상기 수퍼프레임이 LBS를 위한 위치 측정용 수퍼프레임인 경우, LBS 위치 비컨이 상기 수퍼프레임의 마지막 프레임(F3)에서 전송되며, 그 외에는 데이터 신호가 전송된다. PA-프리앰블은 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 나르며, 따라서, 사용자기기는 PA-프리앰블을 통해 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 획득할 수 있다.
SA-프리앰블은 기지국의 셀 아이디를 나른다. SA-프리앰블은 하나의 수퍼프레임 동안 첫번째 및 세번째 프레임 내 첫번째 심볼들에서 각각 한번씩 두번 누적하여 전송된다. 사용자기기는 하나의 수퍼프레임 내 두번 전송된 SA-프리앰블을 이용하여, 해당 기지국의 셀 아이디를 탐지하거나 핸드오버시의 셀 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 9는 IEEE 802.16e에 따른 상향링크 타일 구조와 IEEE 802.16m에 따른 상향링크 타일 구조를 예시한 것이다.
IEEE 802.16e의 상향링크에서 일 슬롯은 3개의 OFDM 심볼 및 하나의 부채널(subchannel)로 이루어진다. 각 슬롯에는 48개의 데이터 부반송파와 24개의 파일럿이 존재한다. 일 부채널은 6개의 상향링크 타일(tile)을 포함한다. 도 9(a)를 참조하면, IEEE 802.16e에서 각 타일은 4개의 연속하는 부반송파를 갖는다.
특정 사용자기기에게 할당된 주파수밴드(frequency band) 내 이용가능한 부반송파들은 Ntile개의 물리타일(physical tile)로 나뉜다. 상기 Ntile개의 물리 타일들은 다음과 같은 방식으로 부채널들 내 논리타일(logical tile)들로 할당된다. 예를 들어, 논리타일들은 다음 식을 이용하여 물리타일들에 할당될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1은 퍼뮤테이션 공식(formula)이라고도 불린다. 수학식 1에서, Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리타일 인덱스를 나타내고, Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고, Pt는 타일 퍼뮤테이션 시퀀스 혹은 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타낸다. s는 부채널 번호로서 0부터 Nsubchannels-1 중 하나의 값을 가지며, n은 일 부채널 내 타일 인덱스로서 0부터 5 중 하나의 값이다. UL_PermBase는 관리주체(management entity), 예를 들어, 기지국에 의해 할당되는 정수 값으로서, UCD(Uplink Channel Descriptor)를 통해 사용자기기에 전송된다. 본 발명에 따른 기지국은 상기 UL_PermBase으로 임의의 값을 사용자기기에 전송하는 것이 아니라, 상기 사용자기기가 속한 셀 아이디(IDcell)를 전송한다. 즉, 본 발명에 따른 기지국의 프로세서(400b)는 셀 아이디를 UL_PermBase로서 포함하는 UCD를 생성하고, 기지국 송신기(100b)를 제어하여 상기 UCD를 상기 셀 아이디에 해당하는 셀에 속한 레거시 사용자기기(들)에 전송한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 레거시 사용자기기는 후술하는 개선 사용자기기와 마찬가지로 셀 아이디를 UL_PermBase로 하여, 타일 퍼뮤테이션을 수행하게 된다.
표 1 및 표 2, 표 3, 표 4는 2048-포인트 FFT 및 1024-포인트 FFT, 512-포인트 FFT, 128-포인트 FFT에 대한 퍼뮤테이션용 파라미터들을 각각 예시한다.
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
2048-포인트 FFT에 대해, s=3인 부채널에 사용된 타일들을 UL_PermBase=2로 수학식 1에 따라 퍼뮤테이션하는 경우를 예로 하여 설명하면, 퍼뮤테이션 관련 파라미터들은 표 1로부터 알 수 있다. 표 1로부터 부채널의 개수 Nsubchannels=70이고, 각 OFDM 심볼 내 부반송파의 개수는 타일 당 부반송파의 개수(number of subcarriers per tile)× 부채널 당 타일(tiles per subchannel)=4×6=24이고, 각 슬롯 내 데이터 부반송파의 개수 Nsubcarriers=48이며, 타일 퍼뮤테이션 패턴인 TilePermutation={6, 48, 58, 57, 50, 1, 13, 26, 46, 44, 30, 3, 27, 53, 22, 18, 61, 7, 55, 36, 45, 37, 52, 15, 40, 2, 20, 4, 34, 31, 10, 5, 41, 9, 69, 63, 21, 11, 12, 19, 68, 56, 43, 23, 25, 39, 66, 42, 16, 47, 51, 8, 62, 14, 33, 24, 32, 17, 54, 29, 67, 49, 65, 35, 38, 59, 64, 28, 60, 0}임을 알 수 있다.
수학식 1을 참조하면, 70개 번호들의 기본 패턴은 {6, 48, 58, 57, 50, 1, 13, 26, 46, 44, 30, 3, 27, 53, 22, 18, 61, 7, 55, 36, 45, 37, 52, 15, 40, 2, 20, 4, 34, 31, 10, 5, 41, 9, 69, 63, 21, 11, 12, 19, 68, 56, 43, 23, 25, 39, 66, 42, 16, 47, 51, 8, 62, 14, 33, 24, 32, 17, 54, 29, 67, 49, 65, 35, 38, 59, 64, 28, 60, 0}이다. 부채널(들)의 선택을 위한 퍼뮤테이션을 적용하고, s=3이므로 세번 순환(rotate)시키면, {57, 50, 1, 13, 26, 46, 44, 30, 3, 27, 53, 22, 18, 61, 7, 55, 36, 45, 37, 52, 15, 40, 2, 20, 4, 34, 31, 10, 5, 41, 9, 69, 63, 21, 11, 12, 19, 68, 56, 43, 23, 25, 39, 66, 42, 16, 47, 51, 8, 62, 14, 33, 24, 32, 17, 54, 29, 67, 49, 65, 35, 38, 59, 64, 28, 60, 0, 6, 48, 58}의 새로운 패턴을 얻는다. 상기 새로운 패턴 중 첫 6개 번호들 {57, 50, 1, 13, 26, 46}을 취하여 UL_PermBase를 더하면, {59, 52, 3, 15, 28, 48}이 된다. UL_PermBase를 더하여 얻어진 값이 70 이상이면, modulo 연산을 수행한다. 마지막으로, {59, 52, 3, 15, 28, 48}에 Nsubchannels×n=70×n을 더하면, {70×0 + 59, 70×1 + 52, 70×2 + 3, 70×3 + 15, 70×4 + 28, 70×5 + 48} = {59, 122, 143, 255, 308, 398}을 얻을 수 있다. 즉, s=3인 부채널 내 논리타일 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}은 물리타일 {59, 122, 143, 255, 308, 398}으로 맵핑된다.
한편, 도 9(b)를 참조하면, IEEE 802.16m의 상향링크에서 일 주파수 파티션의 각 DRU는 Nsym개의 심볼에 걸쳐 6개의 인접한 부반송파로 구성된 타일 3개로 나누어진다. 일 주파수 파티션 내 타일들은 할당된 자원들에 걸쳐 주파수 다이버시티를 얻기 위해 퍼뮤테이션된다. DRU들의 물리타일들을 부채널들의 논리타일들로 할당하는 타일 퍼뮤테이션은, 예를 들어, 다음과 같이 수학식 2를 사용하여 수행될 수 있다.
Figure pat00006
수학식 2에서 g(PermSeq(),s,n,t)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00007
수학식 2 및 수학식 3에서, Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타낸다. n은 일 분산 LRU 내 타일 인덱스로 0부터 2까지의 값들 중 하나의 값을 가지며, t는 해당 프레임에서의 서브프레임 인덱스를 나타내며, s는 분산 LRU 인덱스로서 0부터 LDRU,FPi-1까지의 값들 중 하나의 값을 가진다. LDRU,FPi는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며, PermSeq()는 길이 LDRU,FPi의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타낸다. PermSeq()는 SEED={IDcell*343} mod 210에 의해 결정될 수 있다. 상기 퍼뮤테이션 시퀀스는 랜덤 시퀀스 생성 알고리즘에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 10-bit SEED(Sn-10,Sn-9,...,Sn-1)를 갖는 랜덤 시퀀스 생성 알고리즘은 크기가 M인 퍼뮤테이션 시퀀스를 생성한다.
본 발명에 따른 사용자기기는 수학식 3에서 UL_PermBase를 셀 아이디(IDcell)값으로 설정할 수 있다. IEEE 802.16m에 따라 구현된 개선 사용자기기는 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다. 이때, 상기 개선 사용자기기는 수학식 3의 UL_PermBase를 SA-프리앰블로부터 획득한 셀 아이디로 설정(set)하여 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다.
도 10은 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서 상향링크 퍼뮤테이션을 위한 IEEE 802.16m에 따른 기본 타일 구조를 나타낸 것이다.
도 4(a)에서 설명한 바와 같이, 소정 시간 구간에서 부반송파를 레거시 사용자기기와 개선 사용자기기가 분할하여 상향링크 전송에 이용할 수 있다. 즉, IEEE 802.16e에 따른 상향링크 데이터와 IEEE 802.16m에 따른 상향링크 데이터가 소정 시간 구간에서 FDM 방식으로 다중화되어 기지국에 전송될 수 있다. 이하에서는 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서, 상향링크 전송에 이용되는 자원영역을 FDM 기반 UL PUSC(Partial Usage of SubChannel) 존으로 명명하여 본 발명을 설명한다. PUSC는 전체 대역폭 내의 부채널을 모두 한꺼번에 사용하지 않고 일부만 사용하는 부반송파 운용 방식을 말한다.
이때, IEEE 802.16e에 따라 구현된 레거시 사용자기기는 수학식 1에 따라 상향링크 타일을 퍼뮤테이션하여 상향링크 데이터를 전송하면 된다. 그러나, IEEE 802.16m에 따라 구현된 개선 사용자기기는 해당 시간 구간에서 수학식 2 및 수학식 3에 따라 상향링크 타일 퍼뮤테이션을 수행하면 안 된다. 도 9에 도시된 바와 같이 IEEE 802.16m이 규정하는 타일의 크기 및 주파수 입도가 IEEE 802.16e에서 규정하는 타일의 크기 및 주파수 입도와 다르고, 수학식 2 및 수학식 3에 따라 정의되는 IEEE 802.16m의 타일 퍼뮤테이션 규칙도 수학식 1에 따라 정의되는 IEEE 802.16e의 타일 퍼뮤테이션 규칙과 다르기 때문이다. 만약, 개선 사용자기기가 FDM 기반 레거시 시스템 모드에서도 수학식 2 및 수학식 3에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행하면 물리타일과 논리타일 간에 일대일 대응관계가 성립하지 않을 수 있다. 따라서, 레거시 사용자기기의 자원과 개선 사용자기기의 자원이 충돌하는 것을 방지하기 위해, FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서 동작하는 개선 사용자기기는 레거시 사용자기기와 마찬가지로 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행한다.
도 10을 참조하면, FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서 동작하는 개선 사용자기기는 Nsym개의 심볼에 걸쳐 4개의 인접한 부반송파로 구성된 타일 구조로 퍼뮤테이션을 수행한다. 이때, Nsym은 IEEE 802.16e의 타일을 구성하는 3개의 심볼의 배수인 6 또는 9가 된다. FDM 기반 UL PUSC 존을 지원하기 위해 일 OFDM 심볼의 부반송파들은 Ng,left개의 좌측 가드(guard) 부반송파 및 Ng,right 우측 가드 부반송파, Nused개의 사용 부반송파로 구획된다.
도 11은 부반송파의 부채널로의 개략적인 맵핑 과정을 나타낸 것이다.
상기 Nused개의 부반송파는 다수의 PUSC 타일로 나뉜다. 상기 PUSC 타일들은 수학식 1에 의해 퍼뮤테이션된다. 상기 퍼뮤테이션된, 부채널들의 모든 PUSC 타일들은 시간 도메인에서 3 OFDM 심볼로부터 Nsym OFDM 심볼까지 확장되는데, Nsym은 서브프레임의 타입에 의존한다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임을 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에는 Nsym=6이며, 타입-4 서브프레임을 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에는 Nsym=9가 된다. 심볼 확장이 확장된 타일을 토대로 IEEE 802.16m용 DRU가 만들어지게 되며, 분산 LRU 인덱스를 PUSC 부채널 인덱스의 역순으로 다시 넘버링하면 부반송파의 부채널로의 맵핑과정이 완료된다.
FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드에서 동작하는 개선 사용자기기가 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행하는 경우, UL_PermBase 값이 문제된다. 레거시 사용자기기는 기지국으로부터 수신한 UL_PermBase를 사용하여 타일 퍼뮤테이션을 수행하면 되나, 개선 사용자기기가 상기 레거시 사용자기기와 조화롭게 타일 퍼뮤테이션을 수행하기 위해서는 상기 레거시 사용자기기가 사용하는 UL_PermBase 값과 동일한 값을 수학식 1에서 사용하여야 한다. 레거시 사용자기기가 사용하는 UL_PermBase 값이 기지국이 임의로 선정하여 전송하는 값이면, 개선 사용자기기도 동일한 UL_PermBase 값을 상기 기지국으로부터 수신해야 한다.
UL_PermBase 실시예1
FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 기지국은 레거시 사용자기기에는 UCD를 통해 UL_PermBase값을 전송해주고, 개선 사용자기기에는 SFH 혹은 MAC 제어 메시지, 예를 들어, AAI_SCD(Advanced Air Interface System Configuration Descriptor) 메시지를 통하여 동일한 UL_PermBase값을 전송할 수 있다. 상기 기지국은 셀 아이디를 상기 UL_PermBase 값으로서 상기 레거시 사용자기기와 상기 개선 사용자기기에 각각 전송할 수 있다.
상기 개선 사용자기기는 SFH 혹은 MAC 제어 메시지를 통해 전송되는 UL_PermBase를 이용하여 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다. 혹은, SA-프리앰블로부터 셀 아이디를 획득하고, 상기 셀 아이디를 수학식 1의 UL_PermBase에 설정하여 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수도 있다.
UL_PermBase 실시예2
FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 기지국은 셀 아이디를 UL_PermBase값으로 레거시 사용자기기에 전송하고, 개선 사용자기기에는 별도로 전송하지 않을 수도 있다. 상기 개선 사용자기기는 SA-프리앰블로부터 셀 아이디를 획득할 수 있으므로, 상기 셀 아이디를 나타내는 UL_PermBase 값이 명시적으로 상기 개선 사용자기기에 제공되지 않아도 된다. IEEE 802.16e에서 UL_PermBase는 7 비트로 전송되므로, UL_PermBase를 명시적으로 개선 사용자기기에 전송하면 7 비트의 오버헤드가 발생하게 된다. 따라서, UL_PermBase 실시예2에 의하면, 7 비트만큼의 하향링크 오버헤드를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
셀 아이디 구성 (IDcell Configuration)
IEEE 802.16e는 0부터 113까지 총 114개의 셀 아이디를 정의하며, IEEE 802.16m은 0부터 767까지 총 768개의 셀 아이디를 정의한다. FDD 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 개선 기지국이 셀 아이디를 UL_PermBase로 레거시 사용자기기에 전송하는 경우, 개선 시스템인 IEEE 802.16m의 768개의 셀 아이디들이 적절히 구성되는 것이 좋다.
현재 IEEE 802.16m 시스템은 여러 타입의 기지국들이 셀 아이디를 나누어 사용한다. 예를 들어, 0에서 767의 셀 아이디 중 258개의 셀 아이디는 매크로 셀에 할당되고, 나머지 510개의 셀 아이디는 핫존(hotzone), 릴레이(relay), 펨토(femto) 셀 등의 다른 타입의 셀들에 할당된다. 그러나, 이는 IEEE 802.16m 시스템이 768개의 셀 아이디를 전용하는 경우만을 고려하여 할당된 것이고, IEEE 802.16e 시스템에 따른 사용자기기에 768개의 셀 아이디 중 일부를 전송하는 경우는 정의하고 있지 않다. 기지국이 셀 아이디들을 IEEE 802.16m 시스템과 IEEE 802.16e 시스템에 어떻게 나누어 할당할 것인지는 상기 기지국의 구현 문제로 남겨둘 수도 있다. 즉, FDM 혹은 TDM 기반 레거시 시스템을 지원하는 기지국이 알아서 768개의 셀 아이디들을 IEEE 802.16e 시스템과 IEEE 802.16m 시스템에 적절히 배분하여 사용할 수 있다. 또는, 768개의 셀 아이디 중 일부가 IEEE 802.16e 시스템용으로 정의하고, 다른 일부가 IEEE 802.16m 시스템용으로 정의되고, 나머지 일부가 IEEE 802.16e 및 IEEE 802.16m 시스템 공용되는 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 핫존, 릴레이, 펨토 셀 등은 IEEE 802.16m에서 새로이 도입된 개념이므로, 이들에 할당되는 258부터 767까지의 셀 아이디는 IEEE 802.16m 시스템에 전용되는 셀 아이디들로 볼 수 있다. IEEE 802.16e 시스템은 주로 매크로 기지국으로 구성되어 있으므로, 0부터 257까지의 셀 아이디 중 일부가 IEEE 802.16e 시스템의 셀 아이디에 배분하고, 나머지 셀 아이디들이 IEEE 802.16m 시스템에 배분될 수 있다. IEEE 802.16m 시스템에 배분된 셀 아이디들은 레거시 사용자기기와 개선 사용자기기 모두에게 UL_PermBase값으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 0에서 113까지의 셀 아이디가 IEEE 802.16e 시스템의 셀 아이디로 활용될 수 있다. 114에서 257의 셀 아이디는 레거시 시스템 지원 모드에서 UL_PermBase값으로서 레거시 사용자기기 및 개선 사용자기기에게 전송될 수 있다(UL_PermBase 실시예1의 경우). 혹은, 114에서 257의 셀 아이디는 레거시 시스템 지원 모드에서 UL_PermBase값으로서 레거시 사용자기기에 전송되고, SA-프리앰블에 의해 개선 사용자기기에 묵시적으로 시그널링될 수도 있다(UL_PermBase 실시예2의 경우).
레거시 BS와 레거시 UE 간의 통신은 본 발명의 영향을 받지 않는다. 즉, 레거시 BS는 기존 방식대로 임의로 UL_PermBase를 선정하여 해당 커버리지 내 사용자기기(들)에 전송하면 된다. 레거시 UE는 상기 레거시 BS로부터 수신한 UL_PermBase를 수학식 1의 UL_PermBase로 사용하여 타일 퍼뮤테이션을 수행하고, 타일 퍼뮤테이션된 상향링크 신호를 상기 레거시 BS에 전송한다. 상기 레거시 BS는 상기 레거시 UE가 사용한 UL_PermBase값을 알고 있으므로, 상기 상향링크 신호가 어떤 부반송파들에서 전송되는지도 알 수 있다. 따라서, 상기 상향링크 신호를 유효하게 수신하거나, 수신한 여러 신호들 중 상기 상향링크 신호를 유효하게 검출할 수 있다.
전술한 본 발명은, 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 BS와 레거시 UE 혹은 개선 UE 사이의 통신에 적용될 수 있다. IEEE 802.16m BS(이하, 16m BS) 및 IEEE 802.16e UE(이하, 16e UE)와 IEEE 802.16m UE(16m UE)의 입장에서 본 발명을 다시 설명하면 다음과 같다.
16m BS와 16e UE 간의 통신
16e UE는 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 16m BS를 16e BS인 것처럼 인식한다. 16m BS는 16e UE가 상기 16m BS를 16e BS로 인식할 수 있도록 수퍼프레임/프레임/서브프레임의 일부를 IEEE 802.16e에 맞춰 구성하여, 하향링크 전송을 수행한다. 상기 16m BS는 16e UE가 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있도록, UL_PermBase를 UCD를 통해 전송하되, 상기 16m BS의 셀 아이디를 상기 UL_PermBase로서 상기 16e UE에 전송한다. 상기 16e UE는 상기 16m BS가 전송한 상기 UL_PermBase를 수학식 1에 적용함으로써 상향링크 신호의 타일 퍼뮤테이션을 수행한다. 상기 16e UE는 상기 타일 퍼뮤테이션된 상향링크 신호를 상기 16m BS에 전송한다. 상기 16m BS는 상기 16e UE가 사용한 상기 UL_PermBase가 상기 16m BS의 셀 아이디임을 알고 있으므로, 상기 셀 아이디를 사용하여 퍼뮤테이션된 타일들을 구성하는 부반송파를 알 수 있다. 따라서, 상기 부반송파에서 상기 상향링크 신호를 검출할 수 있다.
FDM 혹은 TDM 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 16m BS의 프로세서(400b)는 상기 16m BS의 셀 아이디를 UL_PermBase로서 갖는 UCD를 생성할 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 UCD를 해당 커버리지 내 16e UE(들)에 전송하도록 상기 16m BS의 송신기(100b)를 제어한다. 상기 16e UE의 수신기(300a)는 상기 UCD를 수신하여, 상기 16e UE의 프로세서(400a)에 전달한다. 상기 16e UE 프로세서(400a)는 수학식 1의 UL_PermBase를 상기 16m BS가 전송한 UL_PermBase 값으로 설정하고, 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행한다. 상기 16e UE 프로세서(400a)의 제어 하에, 상기 16e UE 송신기(100a)의 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는, 상기 타일 퍼뮤테이션에 의한 물리타일과 논리타일의 맵핑 관계에 따라, 상향링크 데이터를 부반송파들에 맵핑할 수 있다. 상기 16e UE 송신기(100a)는 상기 상향링크 데이터를 해당 부반송파들에서 상기 16m BS에 전송할 수 있다.
상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디를 토대로 상기 16e UE의 상향링크 데이터가 전송되는 부반송파들을 알 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디를 토대로 상기 부반송파들에서 상기 상향링크 데이터를 검출하도록 상기 16m BS의 수신기(300b)를 제어한다.
16m BS와 16m UE 간의 통신
본 발명에 따른 16m UE는 레거시 시스템 지원 모드 또는 레거시 시스템 비지원 모드로 16m BS에 연결된다. 16m BS는 자신이 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는지 아닌지 나타내는 정보를 16m UE에 전송할 수 있다. 16m BS의 프로세서(400b)는 상기 16m BS의 동작 모드를 나타내는 정보를 생성하고, 상기 16m BS의 송신기(100b)를 제어하여 상기 정보를 해당 커버리지 내 UE들에 전송할 수 있다. 예를 들어, 16m BS는 SFH를 통해 프레임 구성(configuration) 정보를 16m UE에게 전송할 수 있는데, 상기 프레임 구성 정보로서 전송되는 인덱스들 중 소정 인덱스들이 레거시 시스템 지원 모드에서의 프레임 구성 정보를 나타내는 것으로 정의될 수 있다. 또한 상기 소정 인덱스들이 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드의 프레임 구성 정보와 TDM 기반 레거시 시스템 지원 방식 모드의 프레임 구성 정보로 나뉠 수도 있다. 16m UE는 상기 SFH를 통해 전송되는 프레임 구성 정보를 기반으로 자신이 상기 16m BS에 어떤 모드로 연결되어 있는지를 인식할 수 있다.
상기 16m BS가 FDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우(S710, S730), 상기 16m BS는 상기 16m BS의 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블을 상기 16m UE에 전송하는 한편, 상기 셀 아이디를 UL_PermBase로서 상기 16m UE에 전송할 수 있다. 상기 16m BS는 상기 UL_PermBase는 SFH 혹은 MAC 제어 메시지를 통해 상기 16m UE에 전송할 수 있다(UL_PermBase 실시예1의 경우). 혹은, 상기 SA-프리앰블은 전송하되, 상기 UL_PermBase를 따로 전송하지 않을 수도 있다(UL_PermBase 실시예2의 경우). 즉, 16m BS의 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블을 전송하도록 상기 16m BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 아울러, 상기 셀 아이디를 UL_PermBase로 갖는 SFH 혹은 MAC 제어 메시지를 생성하고, 상기 생성된 SFH 혹은 MAC 제어 메시지를 UE(들)에 전송하도록 상기 16m BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다.
상기 16m UE는 상기 UL_PermBase를 수신하고, 상기 UL_PermBase를 이용하여 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다(S730). 혹은 상기 SA-프리앰블을 수신하고, 상기 SA-프리앰블에 대응하는 셀 아이디를 상기 UL_PermBase로 사용하여 수학식 1에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다(S730). 상기 16m UE의 프로세서(400a)는 상기 16m BS로부터 직접 수신한 UL_PermBase 혹은 상기 SA-프리앰블로부터 획득한 셀 아이디를 이용하여 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다. 어느 경우이든, 모두 상기 16m BS의 셀 아이디가 수학식 1의 UL_PermBase로 사용되므로, 동일한 타일 퍼뮤테이션 결과를 얻게 될 것이다. 상기 16m UE는 상기 타일 퍼뮤테이션된 상향링크 신호를 상기 16m BS에 전송한다(S750). 상기 16m UE 프로세서(400a)의 제어 하에, 상기 16m UE 송신기(100a)의 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는, 수학식 1에 따른 타일 퍼뮤테이션에 의한 물리타일과 논리타일의 맵핑 관계에 따라, 상향링크 데이터를 부반송파들에 맵핑할 수 있다. 상기 16m UE 송신기(100a)는 상기 상향링크 데이터를 해당 부반송파들에서 상기 16m BS에 전송할 수 있다.
상기 16m BS는 상기 셀 아이디가 수학식 1의 UL_PermBase로 사용되었다는 것을 알고 있으므로, 상기 셀 아이디 및 수학식 1을 토대로 상기 16m UE가 전송한 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디를 토대로 상기 16m UE의 상향링크 데이터가 전송되는 부반송파들을 알 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디 및 수학식 1을 토대로 상기 부반송파들에서 상기 상향링크 데이터를 검출하도록 상기 16m BS의 수신기(300b)를 제어할 수 있다.
상기 16m BS가 TDM 기반 레거시 시스템 모드 혹은 레거시 시스템 비지원 모드로 동작하는 경우(S710~S720), 상기 16m BS는 UL_PermBase를 따로 전송하지 않는다. 다만, 상기 16m BS의 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블은 전송한다. 상기 16m BS에 TDM 기반 레거시 시스템 모드 혹은 레거시 시스템 비지원 모드로 연결된 16m UE는 상기 SA-프리앰블을 수신하여 상기 셀 아이디를 획득하고, 상기 셀 아이디를 수학식 2의 UL_PermBase에 대입하여 수학식 2에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행한다(S740). 상기 16m UE는 수학식 2에 따라 퍼뮤테이션된 상향링크 신호를 상기 16m BS에 전송한다(S750). 상기 16m UE의 프로세서(400a)는 상기 SA-프리앰블로부터 상기 셀 아이디를 획득하고, 상기 셀 아이디를 UL_PermBase로 사용하여 수학식 2에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행할 수 있다. 상기 16m UE 프로세서(400a)의 제어 하에, 상기 16m UE 송신기(100a)의 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는, 수학식 2에 따른 타일 퍼뮤테이션에 의한 물리타일과 논리타일의 맵핑 관계에 따라, 상향링크 데이터를 부반송파들에 맵핑할 수 있다. 상기 16m UE 송신기(100a)는 상기 상향링크 데이터를 해당 부반송파들에서 상기 16m BS에 전송할 수 있다.
상기 16m BS는 상기 16m UE가 상기 셀 아이디를 UL_PermBase 값으로 하여 수학식 2에 따라 타일 퍼뮤테이션을 수행한 것을 알고 있다. 따라서, 상기 셀 아이디 및 수학식 2를 토대로 상기 16m UE가 전송한 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디를 토대로 상기 16m UE의 상향링크 데이터가 전송되는 부반송파들을 알 수 있다. 상기 16m BS 프로세서(400b)는 상기 셀 아이디 및 수학식 2를 토대로 상기 부반송파들에서 상기 상향링크 데이터를 검출하도록 상기 16m BS의 수신기(300b)를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는
범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서의 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치에 적용될 수 있다.
100: 무선 통신 시스템
110a, 110b, 110c: 기지국 120a ~ 120i: 사용자기기
100a, 100b: 송신기 200a, 200b: 메모리
300a, 300b: 수신기 400a, 400b: 프로세서
500a, 500b: 안테나
110: MIMO 인코더 120: MIMO 프리코더
130: N-포인트 FFT 140,...,140-K: 부반송파맵퍼
150: OFDM/SC-FDM 신호 생성기
210: CP 제거기 220: M-포인트 FFT
230: 부반송파디맵퍼/등화기 240: N-포인트 IFFT
250: 다중화기 260: MIMO 디코더

Claims (10)

  1. 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 사용자기기가 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기인 경우,
    상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상향링크 신호를 제1규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하고, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제2규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하는 단계; 및
    상기 상향링크 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 개선 사용자기기는 상기 기지국으로부터 수신한 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)에 대응하는 셀 아이디를 토대로 상기 제1규칙 또는 상기 제2규칙을 적용하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하는,
    신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1규칙은 하기 수학식1과 같이 정의되고:
    수학식1
    Tiles(s,n) = N subchannels ×n + (Pt[(s+n) mod N subchannels ] + UL_PermBase) mod N subchannels
    여기에서,
    Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고,
    Pt는 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타내고,
    상기 제2규칙은 하기 수학식2와 같이 정의되되:
    수학식2
    Tiles(s,n,t) = L DRU,FPi ×n + {PermSeq[(n + 107*s +1213*t) mod L DRU,FPi ] + UL_PermBase} mod L DRU,FPi
    여기에서,
    Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    L DRU,FPi 는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며,
    PermSeq()는 길이 L DRU,FPi 의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타내되,
    상기 개선 사용자기기는 상기 수학식1 및 상기 수학식2의 UL_PermBase를 상기 셀 아이디로 설정하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하는,
    신호 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자기기가 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기인 경우,
    상기 레거시 사용자기기는 상기 기지국으로부터 UL_PermBase를 수신하고, 상기 수학식1의 UL_PermBase를 상기 수신한 UL_PermBase로 설정하여, 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하는,
    신호 전송 방법.
  4. 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 신호를 전송함에 있어서,
    상기 사용자기기가 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기인 경우,
    기지국으로부터 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하도록 구성된 송신기;
    상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제1규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하고, 상기 개선 사용자기기가 레거시 시스템 비지원 모드로 상기 기지국과 연결된 경우에는 상기 상향링크 신호를 제2규칙에 따라 주파수 축으로 퍼뮤테이션하도록 구성되고; 상기 상향링크 신호를 상기 기지국에 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 SA-프리앰블에 대응하는 셀 아이디를 토대로 상기 제1규칙 또는 상기 제2규칙을 적용하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하도록 구성된,
    사용자기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1규칙은 하기 수학식1과 같이 정의되고:
    수학식1
    Tiles(s,n) = N subchannels ×n + (Pt[(s+n) mod N subchannels ] + UL_PermBase) mod N subchannels
    여기에서,
    Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고,
    Pt는 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타내고,
    상기 제2규칙은 하기 수학식2와 같이 정의되되:
    수학식2
    Tiles(s,n,t) = L DRU,FPi ×n + {PermSeq[(n + 107*s +1213*t) mod L DRU,FPi ] + UL_PermBase} mod L DRU,FPi
    여기에서,
    Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    L DRU,FPi 는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며,
    PermSeq()는 길이 L DRU,FPi 의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타내되,
    상기 프로세서는 상기 셀 아이디를 상기 수학식1 및 상기 수학식2의 UL_PermBase로 설정하여 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하도록 구성된,
    사용자기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사용자기기가 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기인 경우,
    상기 수신기는 상기 기지국으로부터 UL_PermBase를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 수학식1의 UL_PermBase를 상기 수신한 UL_PermBase로 설정하여, 상기 상향링크 신호를 퍼뮤테이션하도록 구성된,
    사용자기기.
  7. 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국이 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우:
    상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기에는 상기 기지국의 셀 아이디를 상향링크 펌베이스(UL_PermBase)로서 전송하고, 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기에는 상기 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 전송하는 단계; 및
    상기 레거시 사용자기기와 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제1규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 레거시 사용자기기의 상향링크 신호와 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 각각 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 기지국이 레거시 시스템 비지원 모드로 동작하는 경우:
    상기 개선 사용자기기에 상기 셀 아이디에 대응하는 상기 SA-프리앰블을 전송하는 단계; 및
    상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제2규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 수신하는 단계를 포함하는,
    신호 수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1규칙은 하기 수학식1과 같이 정의되고:
    수학식1
    Tiles(s,n) = N subchannels ×n + (Pt[(s+n) mod N subchannels ] + UL_PermBase) mod N subchannels
    여기에서,
    Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고,
    Pt는 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타내고,
    상기 제2규칙은 하기 수학식2와 같이 정의되되:
    수학식2
    Tiles(s,n,t) = L DRU,FPi ×n + {PermSeq[(n + 107*s +1213*t) mod L DRU,FPi ] + UL_PermBase} mod L DRU,FPi
    여기에서,
    Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    L DRU,FPi 는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며,
    PermSeq()는 길이 L DRU,FPi 의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타내되,
    상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호는 상기 수학식1 및 상기 수학식2의 UL_PermBase가 상기 셀 아이디로 설정되어 퍼뮤테이션된,
    신호 수신 방법.
  9. 레거시(legacy) 시스템 및 상기 레거시 시스템에 하나 이상의 기능을 부가한 개선 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기로부터 신호를 수신함에 있어서,
    신호를 전송하도록 구성된 송신기; 및
    신호를 수신하도록 구성된 수신기;
    상기 송신기 및 수신기와 연결되어 상기 송신기 및 수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 기지국이 레거시 시스템 지원 모드로 동작하는 경우:
    상기 프로세서는 상기 레거시 시스템에 따른 레거시 사용자기기에는 상기 기지국의 셀 아이디를 상향링크 펌베이스(UL_PermBase)로서 전송하도록 상기 송신기를 제어하고, 상기 개선 시스템에 따른 개선 사용자기기에는 상기 셀 아이디에 대응하는 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)을 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되며; 상기 레거시 사용자기기와 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제1규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 레거시 사용자기기의 상향링크 신호와 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 각각 수신하도록 상기 수신기를 제어하도록 구성되고,
    상기 기지국이 레거시 시스템 비지원 모드로 동작하는 경우:
    상기 프로세서는 상기 개선 사용자기기에 상기 셀 아이디에 대응하는 상기 SA-프리앰블을 전송하도록 상기 송신기를 제어하고; 상기 개선 사용자기기로부터 상기 셀 아이디를 토대로 제2규칙에 따라 주파수 축에서 퍼뮤테이션된 상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호를 수신하도록 상기 수신기를 제어하도록 구성된,
    기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1규칙은 하기 수학식1과 같이 정의되고:
    수학식1
    Tiles(s,n) = N subchannels ×n + (Pt[(s+n) mod N subchannels ] + UL_PermBase) mod N subchannels
    여기에서,
    Tiles(s,n)는 s-번 부채널에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    Nsubchannels는 부채널의 개수를 나타내고,
    Pt는 타일 퍼뮤테이션 패턴을 나타내고,
    상기 제2규칙은 하기 수학식2와 같이 정의되되:
    수학식2
    Tiles(s,n,t) = L DRU,FPi ×n + {PermSeq[(n + 107*s +1213*t) mod L DRU,FPi ] + UL_PermBase} mod L DRU,FPi
    여기에서,
    Tiles(s,n,t)는 t-번 서브프레임의 s-번 분산 LRU(Distributed LRU; DLRU)에 있는 n-번 타일에 대한 물리 타일 인덱스를 나타내고,
    L DRU,FPi 는 주파수 파티션 i에 포함된 DRU의 개수를 나타내며,
    PermSeq()는 길이 L DRU,FPi 의 퍼뮤테이션 시퀀스를 나타내되,
    상기 개선 사용자기기의 상향링크 신호는 상기 수학식1 및 상기 수학식2의 UL_PermBase가 상기 셀 아이디로 설정되어 퍼뮤테이션된,
    기지국.
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