WO2011108846A2 - 다중 반송파를 이용한 통신 방법 및 장치 - Google Patents

다중 반송파를 이용한 통신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011108846A2
WO2011108846A2 PCT/KR2011/001443 KR2011001443W WO2011108846A2 WO 2011108846 A2 WO2011108846 A2 WO 2011108846A2 KR 2011001443 W KR2011001443 W KR 2011001443W WO 2011108846 A2 WO2011108846 A2 WO 2011108846A2
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천진영
곽진삼
임빈철
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엘지전자 주식회사
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a communication method and apparatus for supporting multiple carriers.
  • the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16e standard is the sixth standard for the International Mobile Telecommunications (IMT-2000) in the ITU-Radiocommunication Sector (ITU-R) under the International Telecommunication Union (ITU) in 2007. It was adopted under the name OFDMA TDD '.
  • the IEEE 802.16 Working Group decided to implement the IEEE 802.16m project in late 2006 with the aim of creating an amendment specification for the existing IEEE 802.16e as a standard for IMT-Advanced systems.
  • the IEEE 802.16m standard implies two aspects: the past continuity of modification of the IEEE 802.16e standard and the future continuity of the specification for next generation IMT-Advanced systems. Therefore, the IEEE 802.16m standard is required to satisfy all the advanced requirements for the IMT-Advanced system while maintaining compatibility with the Mobile WiMAX system based on the IEEE 802.16e standard.
  • the IEEE 802.16m system Since the IEEE 802.16m system has backward compatibility, it can support not only a terminal supporting the IEEE 802.16m system but also a terminal supporting the IEEE 802.16e system. When the IEEE 802.16m system supports an 802.16e terminal, this may be referred to as a legacy support mode.
  • An object of the present invention is to provide a communication method and apparatus using multiple carriers.
  • a communication method using multiple carriers includes activating a first carrier, activating a second carrier adjacent to the first carrier, and communicating with a base station using the first carrier and the second carrier.
  • a first frame including a legacy uplink (UL) region and an advanced air interface (AAI) UL region is defined on one carrier
  • a second frame including an AAI UL region is defined on the second carrier
  • the first frame is defined.
  • the legacy UL region and the AAI UL region within occupy different frequencies, and guard subcarriers between the AAI UL region of the first frame and the AAI UL region of the second frame are not used for data transmission.
  • the legacy resource allocation unit used in the legacy UL region and the AAI resource allocation unit used in the AAI UL region may be different from each other.
  • the legacy resource allocation unit may include 3 Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) symbols, and the AAI resource allocation unit may include 6 OFDMA symbols.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • the first frame may further include a legacy downlink (DL) region and an AAI DL region, and the legacy DL region and the AAI DL region may occupy different times at the same frequency.
  • DL legacy downlink
  • the second frame further includes an AAI DL region, and between the first carrier and the second carrier in a region where the AAI DL region of the first frame and the AAI DL region of the second frame overlap in a time domain.
  • Guard subcarriers of may be used for data transmission.
  • the method may further include receiving information from the base station about whether the guard subcarriers are used.
  • the first carrier and the second carrier may have the same cyclic prefix (CP) length.
  • CP cyclic prefix
  • a communication apparatus using multiple carriers includes an RF unit for transmitting and receiving a radio signal, and a processor connected to the RF unit, wherein the processor activates a first carrier, activates a second carrier adjacent to the first carrier, And a first frame communicating with a base station using the first carrier and the second carrier, wherein a first frame including a legacy uplink (UL) region and an advanced air interface (AAI) UL region is defined on the first carrier.
  • a second frame including an AAI UL region is defined in a second carrier, and the legacy UL region and the AAI UL region in the first frame occupy different frequencies, and the AAI UL region and the second frame of the first frame.
  • Guard subcarriers between the AAI UL regions of are not used for data transmission.
  • 1 shows a frame structure supporting multi-carrier operation.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a carrier wave.
  • FIG 5 shows the structure of a tile used in the legacy support mode.
  • FIG. 6 shows a frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a frame structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the present invention can be applied to various wireless communication systems.
  • the present invention can be applied to the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 standard.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • IEEE 802.16e is based on the IEEE 802.16-2009 standard published in May 2009.
  • IEEE 802.16m is based on IEEE 802.16m / D4, released in February 2010.
  • a system based on IEEE 802.16e is called a legacy system.
  • a system based on IEEE 802.16m is also called an advanced air interface (AAI) system.
  • AAA advanced air interface
  • the wireless communication system includes at least one mobile station (MS) and at least one base station (BS).
  • the mobile station may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant, a wireless modem. It may be called other terms such as a wireless modem and a handheld device.
  • a base station generally refers to a fixed station that communicates with a mobile station, and may be referred to in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • IEEE 802.16m introduces multiple carriers to support a wider bandwidth than IEEE 802.16e.
  • Multi-carrier transmission is a base station and a mobile station that transmit and receive data using a plurality of carriers.
  • the carrier may be called another term such as a component carrier or a cell.
  • the carrier corresponds to one cell, it can be said that the service is provided from a plurality of serving cells of the mobile station.
  • 1 shows a frame structure supporting multi-carrier operation.
  • Superframe includes four frames (F0, F1, F2, F3). According to IEEE 802.16m / D4, the length of a super frame is 20 ms and the length of each frame is 5 ms.
  • One frame includes eight subframes SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7.
  • Each subframe may be an uplink (UL) subframe or a downlink (DL) subframe.
  • UL uplink
  • DL downlink
  • the number of subframes included in the frame may vary.
  • One subframe includes a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • a type of a subframe may be defined according to the number of OFDMA symbols included in the subframe. For example, the type-1 subframe may be defined to include 6 OFDMA symbols, the type-2 subframe includes 7 OFDMA symbols, the type-3 subframe includes 5 OFDMA symbols, and the type-4 subframe includes 9 OFDMA symbols. have.
  • One frame may include subframes of the same type. Alternatively, one frame may include different types of subframes.
  • IEEE 802.16m supports Time Division Duplex (TDD) mode and Frequency Division Duplex (FDD) mode.
  • TDD Time Division Duplex
  • FDD Frequency Division Duplex
  • the UL subframe and the DL subframe are transmitted at different times at the same frequency.
  • the FDD mode the UL subframe and the DL subframe may be transmitted at the same time at different frequencies.
  • the Supreme Frame Header is transmitted in the first subframe of the first frame F0 of the super frame.
  • the SFH may carry essential system parameters and system configuration information.
  • SFH may include primary-SFH (P-SFH) and secondary-SFH (S-SFH).
  • S-SFH can be divided into three subpackets (S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3). Each subpacket may be transmitted periodically with a different period.
  • S-SFH SP1 may be transmitted in the shortest period, and S-SFH SP3 may be transmitted in the longest period.
  • S-SFH SP1 contains information about network re-entry.
  • S-SFH SP2 includes information about initial network entry and network discovery.
  • S-SFH SP3 contains the remaining important system information.
  • PRU Physical Resource Unit
  • Nsym may be determined according to the type of the subframe. For example, when one subframe consists of 6 OFDMA symbols, the value of Nsym is 6.
  • Logical Resource Unit is a basic logical unit for distributed and continuous resource allocation.
  • the DLRU may be used to obtain frequency diversity gain.
  • the DLRU includes subcarrier groups distributed in one frequency partition.
  • the minimum allocation unit constituting the UL DLRU is called a tile.
  • the UL DLRU may include a subcarrier group from three tiles distributed.
  • a tile may be defined with six subcarriers and Nsym OFDMA symbols.
  • Contiguous Logical Resource Units may be used to obtain frequency selective scheduling gains.
  • the CLRU includes contiguous subcarrier groups within locally allocated resources.
  • the CLRU is composed of data subcarriers in a CRU (Contiguous Resource Unit).
  • the size of the CRU is equal to the size of the PRU.
  • UL resources may be mapped through a process such as subband partitioning, miniband permutation, frequency partitioning, and the like.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a carrier wave.
  • carriers are defined by center frequency and bandwidth.
  • the band of the carrier includes used subcarriers and guard subcarriers on both sides.
  • the used subcarrier is used for data transmission.
  • Guard subcarriers are used to mitigate interference between carriers.
  • the band used by the used subcarriers is called a usable band, and the band used by the guard subcarriers is called a guard band.
  • the following table shows the configuration of guard subcarriers between AAI and legacy.
  • Table 1 5 MHz (512 FFT) 10 MHz (1024 FFT) 20 MHz (2048 FFT) AAI Number of PRUs 24 48 96 Number of subcarriers used 433 865 1729 Number of guard subcarriers (40,39) (80,79) (160, 159) Number of guard PRUs 0 One 2 Legacy Number of PRUs 17 35 70 Number of subcarriers used 409 841 1681 Number of guard subcarriers (52,51) (92,91) (184,183)
  • the base station informs the mobile station of the starting point and number of LRUs in resource allocation. According to Table 1, it can be seen that the number of PRUs in the AAI system is always larger than the number of PRUs in the legacy system.
  • Carriers may be contiguous or non-contiguous. When two carriers are adjacent, the center frequencies of the two carriers are separated by the bandwidth of the carrier.
  • Carrier # 1 and carrier # 2 are adjacent to each other, and the interval of the center frequency is a multiple of the subcarrier spacing.
  • guard subcarriers between adjacent frequency channels may be used for data transmission.
  • the base station may inform whether the guard subcarriers are used through a guard indicator in a multi-carrier response (MC-RSP) message shown in FIG. 9. This will be described later.
  • M-RSP multi-carrier response
  • Legacy support mode means that the IEEE 802.16m system operates to be compatible with the legacy system.
  • Legacy frames and AAI frames have an offset equal to the frame offset.
  • the DL zone includes a legacy DL zone 215 and an AAI DL zone.
  • the frame includes a preamble 211, a frame control header (FCH) 212, a MAP 213 and a legacy DL region 215 and an AAI DL region.
  • the preamble 211 is used for initial synchronization, cell search, frequency offset, and channel estimation between the base station and the terminal.
  • the FCH 212 includes a length of a DL-MAP message and coding scheme information of the DL-MAP.
  • the MAP 213 is an area in which a DL-MAP message and / or a UL-MAP message are transmitted.
  • the DL-MAP message defines access to the downlink channel.
  • the AAI DL region includes three DL AAI subframes 221, 222, and 223, but the number of DL AAI subframes is not limited. Since the legacy DL area 215 and the AAI DL area are transmitted at different times, they are TDM.
  • TGT Transmit / Receive Transition Gap
  • RMG Receive / Transmit Transition Gap
  • the AAI UL region includes three UL AAI subframes 241, 242, and 243, but the number of UL AAI subframes is not limited. Since the legacy UL region 230 and the AAI DL region are transmitted on different subcarriers at the same time, they are FDM.
  • a subcarrier group including a plurality of subcarriers, namely a subchannel, is allocated to one or more legacy UL regions 230. Further subchannels including the remaining plurality of subcarriers are allocated to the AAI UL region. If the bandwidth is one of 5, 7, 10 or 20 MHz, all UL AAI subframes become Type 1 subframes. That is, it includes six OFDMA symbols. When the bandwidth is 8.75 MHz, the first UL subframe is a type-1 subframe, and the remaining UL subframes are type-4 subframes.
  • the sub-view (A) shows the AAI tile used in the AAI UL region
  • the sub-view (B) shows the legacy tile used in the legacy UL region.
  • the AAI tile includes four consecutive subcarriers and six OFDMA symbols.
  • the DLRU of the AAI UL region is composed of six AAI tiles distributed.
  • a legacy tile consists of four consecutive subcarriers and three OFDMA symbols.
  • the subchannels in the legacy region consist of six tiles distributed. The subchannel is positioned in the frequency domain according to the PUSC permutation rule of the legacy system.
  • Legacy support mode may also be applied to multi-carrier operation.
  • One carrier of the plurality of carriers applies a legacy support mode, and the other carriers are AAI subframes applied.
  • legacy and AAI systems use the legacy system's PUSC permutation. That is, the AAI system configures the LDRU based on the number of subchannels and permutation defined in the IEEE 802.16e standard.
  • a carrier using a legacy support mode which is called a legacy support carrier
  • a carrier using an AAI this is called an AAI carrier
  • how to utilize guard carriers between two carriers is not disclosed.
  • FIG. 6 shows a frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • Carrier # 1 and Carrier # 2 are adjacent to each other and are AAI carriers that support AAI. Therefore, guard subcarriers between carrier # 1 and carrier # 2 may be used for data transmission.
  • Carrier # 2 and carrier # 3 are adjacent to each other, and carrier # 3 is a legacy support carrier that supports the legacy support mode.
  • carrier # 2 and carrier # 3 the UL support setting (TDM or FDM), DL / UL ratio, and CP length are the same.
  • Guard subcarriers of carrier # 3 and carrier # 2 to which UL PUSC FDM is applied may also be used for data transmission. However, the guard subcarriers between the DL region and the carrier # 2 used by the legacy system in the carrier # 3 are not used.
  • the guard subcarriers may be used to generate a PRU (called a guard PRU). After dividing this guard PRU into tiles, permutation may be applied together with tiles to which legacy PUSC is applied.
  • the guard subcarriers can be utilized, and the guard PRU can be used for the purpose of PUSC for obtaining frequency diversity.
  • the guard PRU may be generated with only guard subcarriers. Using a plurality of adjacent tiles composed of guard PRUs, it can be used as a new CRU composed of 24 consecutive subcarriers. Alternatively, when there are two or more guard PRUs, new DRUs may be configured by tying up non-adjacent tiles. For example, tiles with even indexes may be allocated to the first guard PRU and tiles with odd indexes may be allocated to the second guard PRU.
  • the resource index may be used to indicate whether the allocated PRU is a guard PRU.
  • the number of PRUs in an AAI frame is always greater than the number of PRUs in a legacy frame. Therefore, when the guard subcarrier is used in the legacy frame, the index of the guard PRU used may be used as the value of the number or more of the PRUs supported by the legacy frame. For example, a legacy frame having a 5 MHz bandwidth has 17 PRUs, and 17 PRUs have indices of 0-16. The index of the guard PRU may have 17 or more. Thus, the mobile station can know that if the index of the allocated PRU is 17, it uses the guard PRU.
  • Existing UL control channels are not affected by the presence of a guard PRU if they are allocated only to the PRU of the used subcarriers as before.
  • the first accessing mobile station may receive the UL control channels without knowing whether the guard PRU is in use.
  • guard subcarriers may be mapped to AAI carriers in a UL PUSC FDM support mode.
  • Legacy support carriers are difficult to apply subcarrier offset for alignment between carriers. This is because if a legacy mobile station using the legacy support carrier scans the legacy support carrier while maintaining the raster, the subcarrier offset may affect the legacy mobile station.
  • a carrier adjacent to the legacy support carrier is an AAI carrier pie
  • subcarrier offset may be applied to maintain alignment of the legacy support carrier and the subcarrier. Therefore, the guard subcarrier of the legacy support carrier can be used.
  • Available guard subcarriers may be assigned to mobile stations operating in legacy support mode.
  • the AAI carrier can be indexed or permutated to use the guard subcarrier of the legacy support carrier. For example, when subcarrier alignment is applied to an AAI carrier adjacent to the legacy support carrier, the guard PRU of the legacy support carrier is mapped to the PRU index of the AAI carrier.
  • the index of the guard PRU is additionally defined in the available PRU index of the AAI carrier.
  • An AAI frame of an AAI carrier has 17 PRUs, and 17 PRUs have an index of 0 to 16.
  • the index of one guard PRU of the neighbor legacy carrier may have 17. Since the mobile station knows that the carrier adjacent to the AAI carrier is a legacy support carrier, it can know that the guard PRU is used when receiving the PRU index 17 from the AAI carrier.
  • the base station may inform the mobile station whether to use the guard subcarrier.
  • the guard subcarrier may be classified into a left guard subcarrier and a right guard subcarrier.
  • the left guard PRU and the right guard PRU may be allocated respectively.
  • the carrier adjacent to the left guard subcarrier is carrier 1 and the carrier adjacent to the right guard subcarrier is carrier 3
  • the left guard PRU is allocated through carrier 1
  • the right guard PRU may be allocated through carrier 2.
  • Carrier # 1 and Carrier # 2 are adjacent to each other and are AAI carriers that support AAI. Therefore, guard subcarriers between carrier # 1 and carrier # 2 may be used for data transmission.
  • Carrier # 2 and carrier # 3 are adjacent to each other, and carrier # 3 is a legacy support carrier that supports the legacy support mode.
  • carrier # 2 and carrier # 3 the UL support setting (TDM or FDM), DL / UL ratio, and CP length are the same.
  • guard subcarriers between the DL region and the carrier # 2 used by the legacy system in the carrier # 3 are not used.
  • guard subcarriers of carrier # 3 and carrier # 2 are used for data transmission.
  • guard subcarriers of carrier # 3 and carrier # 2 are not used for data transmission in a UL region to which UL PUSC FDM is applied.
  • PUSC subchannels are configured by using six distributed tiles among the tiles configured in units of four subcarriers.
  • the guard subcarriers are adjacent to each other, they cannot be dispersed without performing permutation. Because legacy systems cannot change their structure, it is necessary to maintain PUSC permutation. Thus, it may be simpler not to use guard subcarriers than to define a new permutation to use the guard subcarriers.
  • the carrier may be classified into a primary carrier and a secondary carrier.
  • the primary carrier is a carrier for which the mobile station has completed an initial network entry process or a network reentry process. There is only one primary carrier, and the message related to multi-carrier operation is sent to the mobile station via the primary message.
  • the secondary carrier is an additional carrier assigned by the base station to the mobile station.
  • Available carriers are all carriers supported by the base station.
  • Assigned Carrier A carrier assigned by the base station to the mobile station according to the capability of the mobile station. The subset of usable carriers becomes the assigned carrier.
  • An active carrier is an active carrier among the assigned carriers and is a carrier used for data transmission between a mobile station and a base station.
  • the messages may be exchanged on the primary carrier.
  • the mobile station expires the network entry process with the base station (S910).
  • the base station transmits a carrier configuration (CFG) message to the mobile station (S920).
  • CFG message contains carrier information for all available carriers in the network.
  • the carrier information includes the number of available carriers, the center frequency of each available carrier, and the carrier index of each available carrier.
  • the carrier index is used to identify each carrier in the following messages.
  • the base station transmits a multi-carrier advertisement (MC-ADV) message to the mobile station (S930).
  • the MC-ADV message is broadcast periodically to all mobile stations.
  • the MC-ADV message includes basic radio configuration information of available carriers.
  • the basic radio configuration information uses a carrier index defined in the CFG message. Basic radio settings are given for the usable carrier identified by the carrier index.
  • the mobile station transmits a multi-carrier request (MC-REQ) message to the base station (S940).
  • the MC-REQ message is used to request a list of assigned carriers.
  • the mobile station may transmit the MC-REQ message after receiving the CFG message and the MC-ADV message.
  • the mobile station can determine a set of carriers that can be processed simultaneously under its hardware capability.
  • the mobile station includes in the MC-REQ message a set of determined candidate assigned carriers as a set of carrier indices.
  • the base station transmits a multi-carrier response (MC-RSP) message in response to the MC-REQ message (S950). Based on the information in the MC-REQ message, the base station transmits information about the assigned carrier to the mobile station through the MC-RSP message.
  • the MC-RSP message may include a carrier index, a direction indicator, and a guard indicator of the assigned carrier.
  • the direction indicator indicates whether the assigned carrier is allocated for both DL and UL or only for DL.
  • the guard indicator indicates whether data transmission is supported using guard subcarriers between two adjacent carriers.
  • the MC-RSP message may be sent to update the list of carriers assigned by the base station without receiving the MC-REQ message.
  • the base station transmits a carrier management command (CM-CMD) message to the mobile station (S960).
  • CM-CMD carrier management command
  • the CM-CMD message is used for activation / deactivation of the carrier or primary carrier change.
  • the CM-CMD message includes a list of carriers that are activated and a list of carriers that are deactivated.
  • the mobile station transmits a carrier management indication (CM-IND) message to the base station (S970).
  • CM-IND carrier management indication
  • the CM-IND message is used by the mobile station to inform the successful activation of the target carrier newly activated by the CM-CMD message or the successful change of the primary carrier.
  • the base station and the mobile station communicate using the frame structure shown in the embodiments of FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 50 includes a processor 51, a memory 52, and an RF unit 53.
  • the memory 52 is connected to the processor 51 and stores various information for driving the processor 51.
  • the RF unit 53 is connected to the processor 51 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 51 implements the proposed functions, processes and / or methods. 6, 7 and 9 the operation of the base station may be implemented by the processor 51.
  • the mobile station 60 includes a processor 61, a memory 62, and an RF unit 63.
  • the memory 62 is connected to the processor 61 and stores various information for driving the processor 61.
  • the RF unit 63 is connected to the processor 61 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 61 implements the proposed functions, processes and / or methods. 6, 7 and 9 the operation of the mobile station may be implemented by the processor 61.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

다중 반송파를 이용한 통신 방법 및 장치가 제공된다. 이동국은 제1 반송파를 활성화하고, 상기 제1 반송파와 인접하는 제2 반송파를 활성화한다. 상기 제1 반송파에서 레거시 UL(uplink) 영역과 AAI(Advanced Air Interface) UL 영역을 포함하는 제1 프레임이 정의되고, 상기 제2 반송파에서 AAI UL 영역을 포함하는 제2 프레임이 정의되고, 상기 제1 프레임내의 상기 레거시 UL 영역과 상기 AAI UL 영역은 서로 다른 주파수를 차지하고, 상기 제1 프레임의 AAI UL 영역과 상기 제2 프레임의 AAI UL 영역 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는다.

Description

다중 반송파를 이용한 통신 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 반송파를 지원하는 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다.
IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.
IEEE 802.16m 시스템은 하위 호환성(backward compatibility)을 가지므로, IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 단말뿐 아니라 IEEE 802.16e 시스템을 지원하는 단말도 지원할 수 있다. IEEE 802.16m 시스템이 802.16e 단말을 지원하는 경우 이를 레거시 지원 모드(legacy support mode)라 할 수 있다.
레거시 지원 모드에서 무선 자원을 보다 효율적으로 할당하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 다중 반송파를 이용한 통신 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
일 양태에 있어서, 다중 반송파를 이용한 통신 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 반송파를 활성화하는 단계, 상기 제1 반송파와 인접하는 제2 반송파를 활성화하는 단계, 및 상기 제1 반송파 및 상기 제2 반송파를 이용하여 기지국과 통신하는 단계를 포함하되, 상기 제1 반송파에서 레거시 UL(uplink) 영역과 AAI(Advanced Air Interface) UL 영역을 포함하는 제1 프레임이 정의되고, 상기 제2 반송파에서 AAI UL 영역을 포함하는 제2 프레임이 정의되고, 상기 제1 프레임내의 상기 레거시 UL 영역과 상기 AAI UL 영역은 서로 다른 주파수를 차지하고, 상기 제1 프레임의 AAI UL 영역과 상기 제2 프레임의 AAI UL 영역 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는다.
상기 레거시 UL 영역에서 사용되는 레거시 자원 할당 단위와 상기 AAI UL 영역에서 사용되는 AAI 자원 할당 단위는 서로 다를 수 있다.
상기 레거시 자원 할당 단위는 3 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌을 포함하고, 상기 AAI 자원 할당 단위는 6 OFDMA 심벌을 포함할 수 있다.
상기 제1 프레임은 레거시 DL(downlink) 영역과 AAI DL 영역을 더 포함하고, 상기 레거시 DL 영역과 상기 AAI DL 영역은 동일한 주파수에서 서로 다른 시간을 차지할 수 있다.
상기 제2 프레임은 AAI DL 영역을 더 포함하고, 상기 제1 프레임의 상기 AAI DL 영역과 상기 제2 프레임의 상기 AAI DL 영역이 시간 영역에서 중복되는 영역에서 상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용될 수 있다.
상기 방법은 상기 가드 부반송파들의 사용 여부에 관한 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파는 동일한 CP(cyclic prefix) 길이를 가질 수 있다.
다른 양태에서, 다중 반송파를 이용한 통신 장치가 제공된다. 상기 통신 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제1 반송파를 활성화하고, 상기 제1 반송파와 인접하는 제2 반송파를 활성화하고, 및 상기 제1 반송파 및 상기 제2 반송파를 이용하여 기지국과 통신하되, 상기 제1 반송파에서 레거시 UL(uplink) 영역과 AAI(Advanced Air Interface) UL 영역을 포함하는 제1 프레임이 정의되고, 상기 제2 반송파에서 AAI UL 영역을 포함하는 제2 프레임이 정의되고, 상기 제1 프레임내의 상기 레거시 UL 영역과 상기 AAI UL 영역은 서로 다른 주파수를 차지하고, 상기 제1 프레임의 AAI UL 영역과 상기 제2 프레임의 AAI UL 영역 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는다.
레거시 지원 모드에서 UL PUSC가 사용될 때, 가드 부반송파들을 활용하기 위한 기법이 제안된다.
도 1은 다중 반송파 동작을 지원하는 프레임 구조를 나타낸다.
도 2는 반송파를 나타낸 개념도이다.
도 3은 인접하는 2개의 반송파를 나타낸다.
도 4는 레거시 지원 모드를 위한 프레임 구조를 나타낸다.
도 5는 레거시 지원 모드에서 사용되는 타일의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.
도 8는 다중 반송파 관리 모델을 나타낸다.
도 9는 다중 반송파 동작의 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 발명은 다양한 무선통신 시스템에 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 발명은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준에 적용될 수 있다.
이하에서 IEEE 802.16e는 2009년 5월에 발표된 IEEE 802.16-2009 표준에 기반한다. IEEE 802.16m은 2010년 2월에 발표된 IEEE 802.16m/D4를 기반으로 한다. IEEE 802.16e에 기반하는 시스템을 레거시(legacy) 시스템이라 한다. IEEE 802.16m에 기반하는 시스템을 AAI(Advanced Air Interface) 시스템이라고도 한다.
무선통신 시스템는 적어도 하나의 이동국(mobile station, MS)과 적어도 하나의 기지국(base station, BS)을 포함한다. 이동국은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 이동국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e 보다 더 넓은 대역폭(bandwidth)를 지원하기 위해, 다중 반송파가 도입된다. 다중 반송파 전송(Multi-carrier transmission)은 기지국과 이동국이 복수의 반송파를 사용하여 데이터를 송신 및 수신하는 것이다.
반송파는 요소 반송파(component carrier) 또는 셀(cell) 과 같은 다른 용어로 불릴 수 있다. 반송파가 하나의 셀에 대응될 때, 이동국의 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
도 1은 다중 반송파 동작을 지원하는 프레임 구조를 나타낸다.
반송파들 #1 ~ #N (N>1)이 있으며, 각 반송파는 각자의 슈퍼 프레임(Superframe)을 구성한다.
슈퍼프레임은 4개의 프레임(frame)(F0, F1, F2, F3)을 포함한다. IEEE 802.16m/D4에 의하면, 슈퍼프레임의 길이는 20ms이고, 각 프레임의 길이는 5ms로 규정하고 있다.
하나의 프레임은 8개의 서브프레임(subframe)(SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 UL(uplink) 서브프레임 또는 DL(downlink) 서브프레임일 수 있다. 대역폭 및 CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 달라질 수 있다.
하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. 서브프레임에 포함하는 OFDMA 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다.
IEEE 802.16m은 TDD(Time Division Duplex) 모드와 FDD(Frequency Division Duplex) 모드를 지원한다. TDD 모드에서 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 UL 서브프레임과 DL 서브프레임이 전송된다. FDD 모드에서 서로 다른 주파수에서 UL 서브프레임과 DL 서브프레임이 동일한 시간에 전송될 수 있다.
SFH(Supre Frame Header)는 슈퍼 프레임의 첫번째 프레임(F0)의 첫번째 서브프레임에서 전송된다. SFH는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. SFH는 P-SFH(primary-SFH) 및 S-SFH(secondary-SFH)를 포함할 수 있다. S-SFH는 S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3의 3개의 서브패킷(sub-packet)으로 나뉠 수 있다. 각 서브패킷은 서로 다른 주기를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다. S-SFH SP1, S-SFH SP2 및 S-SFH SP3을 통해 전송되는 정보의 중요도는 서로 다를 수 있으며, S-SFH SP1이 가장 짧은 주기로, S-SFH SP3이 가장 긴 주기로 전송될 수 있다. S-SFH SP1은 네트워크 재진입(network re-entry)에 관한 정보를 포함한다. S-SFH SP2는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 네트워크 탐색(network discovery)에 관한 정보를 포함한다. S-SFH SP3는 나머지 중요한 시스템 정보를 포함한다.
PRU(Physical Resource Unit)는 자원 할당을 위한 기본 물리적 단위로, 18개의 연속한 부반송파와 Nsym개의 연속한 OFDMA 심벌을 포함한다. Nsym은 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심벌로 구성될 때, Nsym의 값은 6이다.
LRU(Logical Resource Unit)은 분산적 및 연속적 자원 할당을 위한 기본적인 논리 단위이다.
DLRU(Distributed Logical Resource Unit)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DLRU는 하나의 주파수 파티션(frequency partition) 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. UL DLRU를 구성하는 최소 할당 단위를 타일(tile)이라 한다. UL DLRU는 분산된 3개의 타일로부터 부반송파 그룹을 포함할 수 있다. 타일은 6개의 부반송파 및 Nsym개의 OFDMA 심벌로 정의될 수 있다.
CLRU(Contiguous Logical Resource Unit)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CLRU는 국부적으로(localized) 할당된 자원 내에서 연속한 부반송파 그룹을 포함한다. CLRU는 CRU(Contiguous Resource Unit) 내의 데이터 부반송파로 구성된다. CRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.
복수의 셀이 존재할 때 UL 자원은 서브밴드 파티셔닝(subband partitioning), 미니밴드 퍼뮤테이션(miniband permutation), 주파수 파티셔닝(frequency partitioning) 등의 과정을 거쳐 맵핑될 수 있다.
도 2는 반송파를 나타낸 개념도이다. 주파수 영역에서, 반송파는 중심 주파수와 대역폭에 의해 정의된다. 반송파의 대역은 사용 부반송파(used subcarriers)와 양측의 가드 부반송파(guard subcarrier)를 포함한다. 사용 부반송파는 데이터 전송에 사용된다. 가드 부반송파는 반송파들간 간섭을 완화하기 위해 사용된다.
사용 부반송파들이 사용하는 대역을 사용 대역(used band)라 하고, 가드 부반송파들이 사용하는 대역을 가드 밴드(guard band)라 한다.
다음 표는 AAI와 레거시 간의 가드 부반송파의 구성을 나타낸다.
표 1
5MHz(512 FFT) 10MHz(1024 FFT) 20MHz(2048 FFT)
AAI PRU의 갯수 24 48 96
사용 부반송파의 개수 433 865 1729
가드 부반송파의 개수 (40,39) (80,79) (160, 159)
가드 PRU의 개수 0 1 2
레거시 PRU의 개수 17 35 70
사용 부반송파의 개수 409 841 1681
가드 부반송파의 개수 (52,51) (92,91) (184,183)
기지국은 이동국에게 자원 할당시 LRU의 시작점과 개수를 알려준다. 상기 표 1에 의하면, AAI 시스템의 PRU 개수는 레거시 시스템의 PRU 개수보다 항상 많다는 것을 알 수 있다.
반송파들은 인접할(contiguous) 수 있고, 또는 비-인접할 수도 있다. 2개의 반송파가 인접할 때, 상기 2개의 반송파의 중심 주파수(center frequency)들은 반송파의 대역폭만큼 떨어져 있다.
도 3은 인접하는 2개의 반송파를 나타낸다. 반송파 #1과 반송파 #2는 서로 인접하고, 중심 주파수의 간격이 부반송파 간격(subcarrier spacing)의 배수이다.
다중 반송파 동작에서 인접하는 반송파들이 관여되어 있을 때, 인접하는 주파수 채널들간의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용될 수 있다.
기지국은 가드 부반송파들의 사용 여부를 도 9에 나타난 MC-RSP(multi-carrier response) 메시지 내의 가드 지시자를 통해 알려줄 수 있다. 이는 후술한다.
한편, IEEE 802.16m은 레거시 지원 모드(legacy support mode)를 지원한다. 레거시 지원 모드는 IEEE 802.16m 시스템이 레거시 시스템과 호환되도록 동작하는 것을 말한다.
도 4는 레거시 지원 모드를 위한 프레임 구조를 나타낸다.
레거시 프레임과 AAI 프레임은 프레임 오프셋(offset) 만큼의 오프셋을 가진다.
DL 영역(zone)은 레거시 DL 영역(215)과 AAI DL 영역을 포함한다. 프레임은 프리앰블(211), FCH(Frame Control Header)(212), MAP(213) 및 레거시 DL 영역(215) 및 AAI DL 영역을 포함한다. 프리앰블(211)은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH(212)는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. MAP(213)은 DL-MAP 메시지 및/또는 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널에의 접속(access)을 정의한다.
AAI DL 영역은 3개의 DL AAI 서브프레임(221, 222, 223)을 포함하고 있으나, 포함되는 DL AAI 서브프레임의 수에 제한이 있는 것은 아니다. 레거시 DL 영역(215)과 AAI DL 영역은 서로 다른 시간에 전송되므로, TDM되어 있다.
TTG(Transmit/Receive Transition Gap)는 DL 영역과 계속되는(subsequent) UL 영역 사이의 갭이다. RTG(Receive/Transmit Transition Gap)는 UL 영역과 계속되는 DL 영역 사이의 갭이다.
레거시 지원 모드에서 UL PUSC(Partially Used SubCarrier) 퍼뮤테이션이 지원된다. AAI UL 영역은 3개의 UL AAI 서브프레임(241, 242, 243)을 포함하고 있으나, 포함되는 UL AAI 서브프레임의 수에 제한이 있는 것은 아니다. 레거시 UL 영역(230)과 AAI DL 영역은 서로 같은 시간에 서로 다른 부반송파를 통해 전송되므로, FDM되어 있다.
UL FDM 모드에서, 복수의 부반송파를 포함하는 부반송파 그룹, 즉 부채널(subchannel)이 하나 이상의 레거시 UL 영역(230)에 할당된다. 나머지 복수의 부반송파를 포함하는 또 다른 부채널들이 AAI UL 영역에 할당된다. 대역폭이 5, 7, 10 또는 20 MHz 중 하나인 경우, 모든 UL AAI 서브프레임은 타입-1 서브프레임이 된다. 즉, 6개의 OFDMA 심벌을 포함한다. 대역폭이 8.75 MHz인 경우에 첫번째 UL 서브프레임은 타입-1 서브프레임이며, 나머지 UL 서브프레임은 타입-4 서브프레임이 된다.
도 5는 레거시 지원 모드에서 사용되는 타일의 구조를 나타낸다. 부도면 (A)는 AAI UL 영역에서 사용되는 AAI 타일을 나타낸고, 부도면 (B)는 레거시 UL 영역에서 사용되는 레거시 타일을 나타낸다.
AAI 타일은 4개의 연속한 부반송파와 6개의 OFDMA 심벌을 포함한다. 레거시 지원 모드에서 AAI UL 영역의 DLRU는 분산된 6개의 AAI 타일로 구성된다. 이와 비교하여, 레거시 타일은 4개의 연속한 부반송파와 3개의 OFDMA 심벌로 구성된다. 레거시 영역에서의 부채널은 분산된 6개의 타일로 구성된다. 부채널은 레거시 시스템의 PUSC 퍼뮤테이션 규칙(permutation rule)에 따라 주파수 영역에서의 위치가 결정된다.
레거시 지원 모드는 다중 반송파 동작에도 적용될 수 있다. 복수의 반송파 중 하나의 반송파는 레거시 지원 모드를 적용하고, 나머지 반송파는 AAI 서브프레임들이 적용되는 것이다.
레거시 지원 모드에서는 레거시 시스템과 AAI 시스템 양자 모두 레거시 시스템의 PUSC 퍼뮤테이션을 사용한다. 즉, AAI 시스템은 IEEE 802.16e 표준에서 정의되는 부채널의 개수와 퍼뮤테이션을 기반으로 LDRU를 구성한다.
하지만, 레거시 지원 모드를 사용하는 반송파(이를 레거시 지원 반송파라 함)와 AAI를 사용하는 반송파(이를 AAI 반송파라 함)가 인접할 때, 두 반송파 사이의 가드 반송파들을 어떻게 활용할 것인지 개시되고 있지 않다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.
반송파 #1과 반송파 #2는 서로 인접하고, AAI를 지원하는 AAI 반송파이다. 따라서, 반송파 #1과 반송파 #2 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용될 수 있다.
반송파 #2와 반송파 #3은 서로 인접하고, 반송파 #3은 레거시 지원 모드를 지원하는 레거시 지원 반송파이다. 반송파 #2와 반송파 #3에서, UL 지원 설정(TDM 또는 FDM), DL/UL 비(ratio) 및 CP 길이는 동일하다.
UL PUSC FDM이 적용되는 반송파 #3과 반송파 #2의 가드 부반송파들도 데이터 전송에 사용될 수 있다. 다만, 반송파 #3에서 레거시 시스템이 사용하는 DL 영역과 반송파 #2 사이의 가드 부반송파들은 사용하지 않는다.
가드 부반송파들을 데이터 전송에 사용하기 위해, 가드 부반송파들을 이용하여 PRU(이를 가드 PRU라 한다)를 생성할 수 있다. 이 가드 PRU를 타일 단위로 나눈 후, 레거시 PUSC가 적용된 타일들과 함께 퍼뮤테이션을 적용할 수 있다. 가드 부반송파들을 활용할 수 있고, 또한 가드 PRU를 주파수 다이버시티를 획득하기 위한 PUSC 라는 목적에 맞게 사용할 수 있다는 장점이 있다.
다른 실시예로, 가드 부반송파들만으로 가드 PRU를 생성할 수 있다. 가드 PRU들로 구성된 복수의 인접하는 타일을 이용하여, 24개의 연속된 부반송파로 구성된 새로운 CRU로 사용할 수 있다. 또는, 가드 PRU가 두 개 이상일 경우, 인접하지 않은 타일들을 묶어서 새로운 DRU를 구성할 수 있다. 예를 들어, 짝수 인덱스의 타일들은 제1 가드 PRU에 할당하고, 홀수 인덱스의 타일들은 제2 가드 PRU에 할당할 수 있다.
자원 인덱스(resource index)를 이용하여, 할당된 PRU가 가드 PRU 인지 여부를 알려줄 수 있다. 표 1에 나타난 바와 같이, AAI 프레임내의 PRU 개수는 레거시 프레임내의 PRU 개수보다 항상 많다. 따라서, 레거시 프레임에서 가드 부반송파를 사용할 때, 사용되는 가드 PRU의 인덱스를 레거시 프레임이 지원하는 PRU 개수이상의 값으로 사용하면 된다. 예를 들어, 5MHz 대역폭을 갖는 레거시 프레임은 17개의 PRU를 가지고, 17개의 PRU들이 0~16의 인덱스를 가진다고 하자. 가드 PRU의 인덱스는 17 이상을 가질 수 있다. 따라서, 이동국은 할당된 PRU의 인덱스가 17이면 가드 PRU를 사용한다는 것을 알 수 있다.
기존 UL 제어 채널들은 기존과 같이 사용 부반송파들의 PRU에게만 할당된다면, 가드 PRU의 존재 여부에 영향을 받지 않는다. 처음 접속하는 이동국은 가드 PRU의 사용 여부를 알지 않다고, UL 제어 채널들의 수신할 수 있다.
또 다른 실시예에서, UL PUSC FDM 지원 모드에서 가드 부반송파들을 AAI 반송파로 맵핑하여 사용할 수 있다.
특정 반송파가 레거시 지원 모드를 사용하는 레거시 지원 번송파라 하자. 레거시 지원 반송파는 반송파들간 정렬(alignement)을 위해 부반송파 오프셋을 적용하기 어렵다. 레거시 지원 반송파를 사용하는 레거시 이동국이 래스터(raster)를 유지하면서 레거시 지원 반송파를 스캔하면, 부반송파 오프셋으로 인해 레거시 이동국이 영향을 받을 수 있기 때문이다.
만약 레거시 지원 반송파에 인접하는 반송파가 AAI 반송파이면, 부반송파 오프셋을 적용하여 레거시 지원 반송파와 부반송파 정렬을 유지할 수 있다. 따라서, 레거시 지원 반송파의 가드 부반송파를 사용할 수 있다.
사용가능한 가드 부반송파를 레거시 지원 모드에서 동작하는 이동국에 할당할 수 있다. 레거시 지원 반송파의 가드 부반송파를 사용할 수 있도록 AAI 반송파에서 인덱싱하거나 퍼뮤테이션을 적용할 수 있다. 예를 들어, 레거시 지원 반송파에 인접하는 AAI 반송파에서 부반송파 정렬이 적용되면, 레거시 지원 반송파의 가드 PRU를 AAI 반송파의 PRU 인덱스에 맵핑하는 것이다. AAI 반송파의 사용 가능한 PRU 인덱스에 가드 PRU의 인덱스를 추가적으로 정의하는 것이다. AAI 반송파의 AAI 프레임은 17개의 PRU를 가지고, 17개의 PRU들이 0~16의 인덱스를 가진다고 하자. 인접하는 레거지 지원 반송파의 1개의 가드 PRU의 인덱스는 17을 가질 수 있다. 이동국은 AAI 반송파에 인접하는 반송파가 레거시 지원 반송파임을 알고 있으므로, AAI 반송파로부터 PRU 인덱스 17을 수신하면, 가드 PRU가 사용됨을 알 수 있다.
기지국은 이동국에게 가드 부반송파의 사용 여부를 알려줄 수 있다.
가드 부반송파는 왼쪽 가드 부반송파와 오른쪽 가드 부반송파로 분류될 수 있다. 왼쪽 가드 PRU와 오른쪽 가드 PRU는 각각 할당될 수 있다. 왼쪽 가드 부반송파에 인접하는 반송파를 반송파 1, 오른쪽 가드 부반송파에 인접하는 반송파는 반송파 3이라 할 때, 왼쪽 가드 PRU는 반송파 1을 통해 할당되고, 오른쪽 가드 PRU는 반송파 2를 통해 할당될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다. 반송파 #1과 반송파 #2는 서로 인접하고, AAI를 지원하는 AAI 반송파이다. 따라서, 반송파 #1과 반송파 #2 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용될 수 있다.
반송파 #2와 반송파 #3은 서로 인접하고, 반송파 #3은 레거시 지원 모드를 지원하는 레거시 지원 반송파이다. 반송파 #2와 반송파 #3에서, UL 지원 설정(TDM 또는 FDM), DL/UL 비(ratio) 및 CP 길이는 동일하다.
반송파 #3에서 레거시 시스템이 사용하는 DL 영역과 반송파 #2 사이의 가드 부반송파들은 사용하지 않는다. DL AAI 서브프레임이 속하는 DL 영역에서, 반송파 #3과 반송파 #2의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용된다.
도 6의 실시예와 비교하여, UL PUSC FDM이 적용되는 UL 영역에서 반송파 #3과 반송파 #2의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는다.
PUSC 부채널들은 4 부반송파 단위로 구성된 타일들 중 분산된 타일 6개를 이용하여 구성된다. 그러나, 가드 부반송파들은 서로 인접되어 있기 때문에 퍼뮤테이션을 수행하지 않으면 분산시킬 수가 없다. 레거시 시스템은 그 구조를 변경할 수 없으므로, PUSC 퍼뮤테이션은 유지하는 것이 필요하다. 따라서, 가드 부반송파를 사용하기 위해 새로운 퍼뮤테이션을 정의하는 것보다, 가드 부반송파들을 사용하지 않는 것이 보다 간단할 수 있다.
이제 도 6 및 7의 실시예에 나타난 프레임 구조를 이용한 다중 반송파 동작에 대해 기술한다.
반송파는 1차(primary) 반송파와 2차 반송파로 분류될 수 있다. 1차 반송파는 이동국이 초기 네트워크 진입(network entry) 과정 또는 네트워크 재진입(reentry) 과정을 완료한 반송파이다. 하나의 1차 반송파만이 있고, 다중 반송파 동작과 관련된 메시지는 1차 메시지를 통해 이동국에게 전송된다. 2차 반송파는 기지국이 이동국에게 할당하는 추가적인 반송파이다.
도 8는 다중 반송파 관리 모델을 나타낸다.
사용가능 반송파(Available Carrier)는 기지국에서 지원되는 모든 반송파이다.
할당된 반송파(Assigned Carrier) : 이동국의 역량(capability)에 따라서 기지국이 이동국에게 할당하는 반송파이다. 사용가능한 반송파들의 부분집합이 할당된 반송파가 된다.
활성 반송파(Active Carrier)는 할당된 반송파들 중 활성화되는 반송파로, 이동국과 기지국간의 데이터 전송에 사용되는 반송파이다.
도 9는 다중 반송파 동작의 일 예를 나타낸다. 메시지들은 1차 반송파를 통해 교환될 수 있다.
이동국은 기지국과 네트워크 진입 과정을 만료한다(S910).
기지국은 이동국에게 CFG(carrier configuration) 메시지를 전송한다(S920). CFG 메시지는 네트워크에서 모든 사용가능 반송파에 대한 반송파 정보를 포함한다. 반송파 정보는 사용가능 반송파들의 개수, 각 사용가능 반송파의 중심 주파수, 각 사용가능 반송파의 반송파 인덱스를 포함한다. 반송파 인덱스는 이하의 메시지들에서 각 반송파를 식별하기 위해 사용된다.
기지국은 이동국에게 MC-ADV(multi-carrier advertisement) 메시지를 전송한다(S930). MC-ADV 메시지는 모든 이동국에게 주기적으로 브로드캐스트된다. MC-ADV 메시지는 사용가능 반송파들의 기본 라디오 설정(basic radio configuration) 정보를 포함한다. 기본 라디오 설정 정보는 CFG 메시지에서 정의된 반송파 인덱스를 이용한다. 반송파 인덱스에 의해 식별되는 사용가능 반송파에 대해 기본 라디오 설정이 주어진다.
이동국은 기지국에게 MC-REQ(multi-carrier request) 메시지를 전송한다(S940). MC-REQ 메시지는 할당된 반송파의 리스트를 요청하는데 사용된다. 이동국은 CFG 메시지와 MC-ADV 메시지를 수신한 후, MC-REQ 메시지를 전송할 수 있다. MC-ADV 메시지 내의 기본 라디오 설정 정보에 따라서 이동국은 자신의 하드웨어 역량(hardware capability) 하에서 동시에 처리할 수 있는 반송파들의 집합을 결정할 수 있다. 이동국은 결정된 후보(candiate) 할당된 반송파들의 집합을 반송파 인덱스의 집합으로써 MC-REQ 메시지에 포함시킨다.
기지국은 MC-REQ 메시지의 응답으로 MC-RSP(multi-carrier response) 메시지를 전송한다(S950). MC-REQ 메시지 내의 정보를 기반으로, 기지국은 할당된 반송파에 관한 정보를 MC-RSP 메시지를 통해 이동국에게 전송한다. MC-RSP 메시지는 할당된 반송파의 반송파 인덱스, 방향 지시자 및 가드 지시자를 포함할 수 있다. 방향 지시자는 할당된 반송파가 DL 과 UL 모두에 대해 할당되는지 또는 DL 에 대해서만 할당되는지 여부를 나타낸다. 가드 지시자는 2개의 인접하는 반송파들간 가드 부반송파들을 이용하여 데이터 전송이 지원되는지 여부를 나타낸다.
MC-RSP 메시지는 MC-REQ 메시지의 수신없이, 기지국에 의해 할당된 반송파의 리스트를 갱신하기 위해 전송될 수 있다.
기지국은 이동국에게 CM-CMD(Carrier Management Command) 메시지를 전송한다(S960). CM-CMD 메시지는 반송파의 활성화/비활성화 또는 1차 반송파 변경에 사용된다. CM-CMD 메시지는 활성화되는 반송파들의 리스트 및 비활성화되는 반송파들의 리스트를 포함한다.
이동국은 기지국에게 CM-IND(Carrier Management Indication) 메시지를 전송한다(S970). CM-IND 메시지는 이동국이 CM-CMD 메시지에 의해 새로이 활성화되는 타겟 반송파의 성공적인 활성화 또는 1차 반송파의 성공적 변경을 알려주기 위해 사용된다.
활성화된 반송파에서 도 6 및 7의 실시예에 나타난 프레임 구조를 이용하여 기지국과 이동국은 통신한다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 도 6, 7 및 9의 실시예에서 기지국의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
이동국(60)은 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 도 6, 7 및 9의 실시예에서 이동국의 동작은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 다중 반송파를 이용한 통신 방법에 있어서,
    제1 반송파를 활성화하는 단계;
    상기 제1 반송파와 인접하는 제2 반송파를 활성화하는 단계; 및
    상기 제1 반송파 및 상기 제2 반송파를 이용하여 기지국과 통신하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 반송파에서 레거시 UL(uplink) 영역과 AAI(Advanced Air Interface) UL 영역을 포함하는 제1 프레임이 정의되고,
    상기 제2 반송파에서 AAI UL 영역을 포함하는 제2 프레임이 정의되고,
    상기 제1 프레임내의 상기 레거시 UL 영역과 상기 AAI UL 영역은 서로 다른 주파수를 차지하고,
    상기 제1 프레임의 AAI UL 영역과 상기 제2 프레임의 AAI UL 영역 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 프레임의 레거시 UL 영역에서 사용되는 레거시 자원 할당 단위와 상기 제1 프레임의 AAI UL 영역에서 사용되는 AAI 자원 할당 단위는 서로 다른 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 레거시 자원 할당 단위는 3 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌을 포함하고, 상기 AAI 자원 할당 단위는 6 OFDMA 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 프레임은 레거시 DL(downlink) 영역과 AAI DL 영역을 더 포함하고, 상기 레거시 DL 영역과 상기 AAI DL 영역은 동일한 주파수에서 서로 다른 시간을 차지하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 프레임은 AAI DL 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 프레임의 상기 AAI DL 영역과 상기 제2 프레임의 상기 AAI DL 영역이 시간 영역에서 중복되는 영역에서 상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 가드 부반송파들의 사용 여부에 관한 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파는 동일한 CP(cyclic prefix) 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 다중 반송파를 이용한 통신 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    제1 반송파를 활성화하고;
    상기 제1 반송파와 인접하는 제2 반송파를 활성화하고; 및
    상기 제1 반송파 및 상기 제2 반송파를 이용하여 기지국과 통신하되,
    상기 제1 반송파에서 레거시 UL(uplink) 영역과 AAI(Advanced Air Interface) UL 영역을 포함하는 제1 프레임이 정의되고,
    상기 제2 반송파에서 AAI UL 영역을 포함하는 제2 프레임이 정의되고,
    상기 제1 프레임내의 상기 레거시 UL 영역과 상기 AAI UL 영역은 서로 다른 주파수를 차지하고,
    상기 제1 프레임의 AAI UL 영역과 상기 제2 프레임의 AAI UL 영역 사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 레거시 UL 영역에서 사용되는 레거시 자원 할당 단위와 상기 AAI UL 영역에서 사용되는 AAI 자원 할당 단위는 서로 다른 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 레거시 자원 할당 단위는 3 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌을 포함하고, 상기 AAI 자원 할당 단위는 6 OFDMA 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 프레임은 레거시 DL(downlink) 영역과 AAI DL 영역을 더 포함하고, 상기 레거시 DL 영역과 상기 AAI DL 영역은 동일한 주파수에서 서로 다른 시간을 차지하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 프레임은 AAI DL 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 프레임의 상기 AAI DL 영역과 상기 제2 프레임의 상기 AAI DL 영역이 시간 영역에서 중복되는 영역에서 상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파사이의 가드 부반송파들은 데이터 전송에 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 가드 부반송파들의 사용 여부에 관한 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 반송파와 상기 제2 반송파는 동일한 CP(cyclic prefix) 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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