WO2011159095A2 - 프레임 구성방법과, 그를 위한 기지국 및 사용자기기 - Google Patents

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WO2011159095A2
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frame
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이욱봉
곽진삼
최진수
류기선
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • the present invention relates to a method and apparatus for constructing a frame in which heterogeneous wireless communication system signals can be transmitted.
  • the wireless communication system 100 includes a plurality of base stations 110a, 110b and 110c and a plurality of user equipments 120a-120i.
  • the wireless communication system 100 may include a homogeneous network or a heterogeneous network.
  • the heterogeneous network refers to a network in which different network entities coexist such as WiFi, IEEE 802.16, LTE, and the like.
  • legacy and enhanced systems can coexist, depending on the network version.
  • the IEEE 802.16e standard and the IEEE 802.16m standard have a relationship between a legacy standard and an improved standard
  • the 3GPP LTE Release 8 standard (hereinafter referred to as 3GPP LTE standard) is a standard after 3GPP LTE Release 9 (hereinafter referred to as 3GPP LTE- A standard) is a relationship between legacy standards and improved standards.
  • 3GPP LTE- A standard 3GPP LTE Release 8 standard
  • 3GPP LTE- A standard 3GPP LTE Release 9
  • a network implemented according to IEEE 802.16e / 3GPP LTE becomes a legacy network for a network implemented according to IEEE 802.16m / 3GPP LTE-A.
  • each network the user equipment and the base station communicate using a structured data structure of fixed duration.
  • the frame structure used for communication is generally different depending on the network.
  • the frame structure used in IEEE 802.16 is different from the frame structure used in 3GPP LTE.
  • different frame structures are used in the homogeneous network depending on the standard version. That is, the frame structure used in IEEE 802.16e is different from the frame structure used in IEEE 802.16m.
  • the present invention proposes a frame structure that can be used for communication between heterogeneous networks and / or communication between different versions of networks.
  • a time resource within a frame having a predetermined duration (duration) Dividing a into a plurality of time units having the same length;
  • a frame configuration method comprising the step of configuring one of the third time units connecting the first time unit and the second time unit, divided into a second part which is not used in the communication mode.
  • a user equipment supporting a first communication mode and a second communication mode different from the first communication mode comprising: connecting a base station and the first communication mode; Receiving frame configuration information from the base station; A first time unit for dividing a time resource in a frame of a predetermined duration into a plurality of time units having the same length according to the frame configuration information, and each of the plurality of time units dedicated for the first communication mode; And the first time unit and the second time unit which are not used in the first communication mode, a first part used for the first communication mode, and a second part which is not used in the first communication mode.
  • a frame configuration method is provided, comprising the step of configuring one of the third time units connecting the second time unit.
  • a base station supporting a first communication mode and a second communication mode different from the first communication mode, the base station comprising: a transceiver configured to transmit or receive a signal with a user equipment; And a processor configured to control the transceiver, wherein the processor divides a time resource in a frame of a predetermined duration into a plurality of time units having the same length, and each of the plurality of time units is configured for the first communication.
  • a first time unit dedicated for the mode, a second time unit not used in the first communication mode, a first part used for the first communication mode, and a second part not used in the first communication mode There is provided a base station, which is configured to be configured to be any one of a third time unit that is configured to connect the first time unit and the second time unit.
  • a user equipment supporting a first communication mode and a second communication mode different from the first communication mode comprising: a transceiver configured to transmit or receive a signal with a base station; And a processor configured to control the transceiver, wherein the processor controls the transceiver to connect to the base station in the first communication mode; Control the transceiver to receive frame configuration information from the base station; According to the frame configuration information, the first time is divided into a plurality of time units having the same length of time resources in a frame of a predetermined duration, each of the plurality of time units is dedicated for the first communication mode A unit, a second time unit not used in the first communication mode, a first part used for the first communication mode, and a second part not used in the first communication mode, and A user device is provided, which constitutes one of the third time units connecting the second time unit.
  • uplink or downlink transmission for a first user equipment operating in the first communication mode may be scheduled in the first portion of the first time unit and the third time unit. have.
  • the second portion of the third time unit may comprise a time resource dedicated to the second communication mode.
  • Link transmission can be scheduled.
  • heterogeneous network entities and / or different versions of homogeneous network entities can be efficiently communicated.
  • the present invention has the advantage that time resources allocated to heterogeneous network entities and / or other versions of coin network entities can be used efficiently.
  • 1 illustrates a wireless communication system
  • FIG. 2 shows an example of a radio frame structure of IEEE 802.16m.
  • 3 shows an example of a radio frame structure of 3GPP LTE.
  • FIG. 4 illustrates a TDD frame configuration that can support two or more heterogeneous systems.
  • FIG 5 shows an example of an IEEE 802.16x frame structure.
  • FIG. 6 shows an example of a frame structure including a special time unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows another example of a frame structure including a special time unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating components of a user equipment (UE) and a base station (BS) for carrying out the present invention.
  • UE user equipment
  • BS base station
  • a user equipment may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station to transmit and receive user data and / or various control information belong to the same.
  • the user equipment may be a terminal equipment, a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), a wireless modem ( It may be called a wireless modem, a handheld device, or the like.
  • a base station generally refers to a fixed station that communicates with a user equipment and / or another base station, and communicates with the user equipment and other base stations for various data and control information. Replace it.
  • the base station may be called in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • heterogeneous systems a system belonging to a heterogeneous network from the specific system and / or a system belonging to the same network as the specific network system but different in version are referred to as heterogeneous systems.
  • the WiFi system and the LTE system belong to heterogeneous networks with respect to the IEEE 802.16m system and thus are heterogeneous systems.
  • the IEEE 802.16e system and the IEEE 802.16m system belong to the same network, but since the system versions are different, the IEEE 802.16e system and the IEEE 802.16m system are in a heterogeneous system.
  • frame refers to a structured data sequence having a fixed duration used by some physical layer (PHY) standards.
  • FIG. 2 shows an example of a radio frame structure of IEEE 802.16m.
  • the radio frame structure may include a 20 ms superframe SU0-SU3 supporting a 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz, or 20 MHz bandwidth.
  • the superframe may include four 5ms frames (F0-F3) having the same size and starts with a super frame header (SFH).
  • the superframe header carries essential system parameters and system configuration information.
  • the downlink synchronization signal in the IEEE 802.16m system includes a main synchronization signal composed of a primary advanced preamble (PA) and a floating signal composed of a SA advanced preamble (SA).
  • PA primary advanced preamble
  • SA SA advanced preamble
  • the PA-preamble carries system bandwidth and carrier configuration information, and thus, the UE can acquire system bandwidth and carrier configuration information through the PA-preamble.
  • the SA-preamble carries the cell ID of the base station. The UE may detect the cell ID of the corresponding base station or perform cell scanning during handover using the SA-preamble.
  • One frame may include a predetermined number of subframes. For example, for a system bandwidth of 5/10/20 MHz, one frame may contain eight subframes (SF0-SF7), and for a system bandwidth of 8.75 MHz, seven frames (SF0-SF6) It may include a subframe, and in case of a system bandwidth of 7 MHz, may include six subframes (SF0-SF5). Subframes are allocated for downlink or uplink transmission.
  • a subframe is a basic unit of a transmission time interval (TTI). That is, one TTI is defined as one or more subframes. In general, the basic TTI is set to one subframe. TTI means a time interval for transmitting a packet encoded in the physical layer through the air interface. Thus, one subframe or a plurality of contiguous subframes may be used when transmitting data packets.
  • TTI transmission time interval
  • the subframe includes a plurality of OFDMA symbols in the time domain and includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the number of OFDMA symbols included in one subframe may vary depending on the channel bandwidth and the length of the CP.
  • 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 all subframes of the same type or different subframes.
  • the number of subframes included in one frame having a fixed duration varies according to the system bandwidth, and the one subframe may include various types of subframes.
  • subframes may vary in length.
  • 3 shows an example of a radio frame structure of 3GPP LTE.
  • a radio frame used in 3GPP LTE has a length of 10 ms (307200 Ts) and is composed of 10 equally sized subframes.
  • Each of 10 subframes in one radio frame may be assigned a number. have.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. Twenty slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe index), a slot number (or slot index), and the like.
  • Slots of 3GPP LTE include a plurality of OFDMA symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • the OFDMA symbol may mean one symbol period.
  • the RB includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the number of OFDM symbols in one slot having a length of 0.5 ms may be variously changed according to the channel bandwidth and the length of the CP. For example, one slot includes seven OFDM symbols in the case of a normal CP, but one slot includes six OFDM symbols in the case of an extended CP.
  • the radio frame of 3GPP LTE carries a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS).
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the BS. To this end, the UE may receive a synchronization signal from the BS, for example, PSS and SSS, synchronize with the BS, and obtain information such as a cell identifier (ID).
  • ID cell identifier
  • frames generally have a fixed duration and carry at least one synchronization signal.
  • the duration of each radio frame, the type and number of synchronization signals carried by each radio frame may be different.
  • the frame is again configured to include a plurality of time units (eg, subframe, slot, etc.).
  • a frame of each system must be configured in a form compatible with other systems.
  • PAR Provide Request
  • RATs remote access technologies
  • OFDMA parameters such as subcarrier spacing, sampling time, etc. are defined differently from those of the existing IEEE 802.16 system is being discussed.
  • the present invention proposes a frame structure that enables various heterogeneous systems to coexist in a wireless communication system.
  • a method of coexisting a plurality of heterogeneous systems in a wireless communication system will be described using the IEEE 802.16m system and the new system as an example.
  • IEEE 802.16x the official name of the system newly introduced in IEEE 802.16 has not been determined, hereinafter referred to as IEEE 802.16x.
  • the IEEE 802.16m system and the IEEE 802.16x system are merely examples of heterogeneous systems, and the present invention can be applied to a wireless communication system in which other heterogeneous systems coexist as well as a wireless communication system in which the IEEE 802.16m system and the IEEE 802.16x system coexist. have.
  • the present invention proposes a TDD frame structure supporting two or more heterogeneous systems.
  • Frames of each network system may be configured differently according to the duplex mode.
  • the duplex mode For example, in the frequency division duplex (Frequency Divsion, Duplex, FDD) mode, since downlink transmission and uplink transmission are divided by frequency, the frames of FIGS. 2 and 3 are either a downlink subframe or an uplink subframe. Include only one thing. In the FDD mode, an idle time may exist at the end of every frame.
  • TDD time division duplex
  • TDD time division duplex
  • subframes in the frames of FIGS. 2 and 3 are divided into downlink subframes and uplink subframes. .
  • TTG Transmit / receive Transition Gap
  • RTG Receiveive / transmit Transition Gap
  • the BS may operate in a heterogeneous system support mode or a heterogeneous system non-support mode.
  • the heterogeneous system unsupported mode refers to a mode in which only signals for UEs of one system are transmitted in uplink and downlink, and in heterogeneous system support mode, signals for a plurality of system UEs are transmitted in downlink and / or uplink within one frame. Say the mode. If a BS supports a heterogeneous system, the heterogeneous system UE supported by the BS in coverage of the BS will recognize as if the BS is a BS belonging to the same system as the UE. The UE may operate normally regardless of whether the BS supports a UE belonging to a system different from the UE.
  • a frame structure for supporting heterogeneous systems will be described with reference to a TDD frame structure supporting IEEE 802.16m system and IEEE 802.16e system together in IEEE 802.16m.
  • the heterogeneous system support mode may be classified into an FDM based heterogeneous system support mode and a TDM based legacy system support mode according to a manner in which signals of heterogeneous systems are multiplexed.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • the present invention relates to the neuralology, i.e., the frame structure used in heterogeneous systems with different OFDMA parameters, OFDMA symbols cannot be shared between the heterogeneous systems. Therefore, in the present invention, only the TDM mode can be applied to uplink / downlink signal multiplexing of the different heterogeneous systems.
  • Table 1 illustrates the OFDMA parameters of 802.16m.
  • the OFDM symbol time is 102.857 ⁇ s
  • the number of OFDMA symbols per 5ms frame for TDD is 47
  • TTG + RTG 165.714 ⁇ s.
  • Table 2 illustrates some of the frame configurations for a channel bandwidth of 5/10/20 MHz.
  • D downlink subframes
  • U uplink subframes
  • U 8: 0, 6: 2, 5: 3 or 3: 5.
  • the IEEE 802.16e frame and the IEEE 802.16m frame are offset by a fixed number of subframes. For example, if an IEEE 802.16m frame supports an IEEE 802.16e system for 5/10/20 MHz channel bandwidth, the IEEE 802.16m downlink start point is 5 + 6 * (FRAME_OFFSET- based on the IEEE 802.16e downlink start point. 1) followed by one OFDMA symbol. In other words, the first IEEE 802.16e downlink time zone in the IEEE 802.16m frame includes 5 + 6 * (FRAME_OFFSET-1) OFDMA symbols. Referring to Table 2, a frame configuration No. with a DL offset of 3, a DL length of 2, and an UL length of 1 is shown.
  • a frame for IEEE 802.16m is configured to be transmitted in an uplink type-1 subframe, followed by three unused subframes.
  • the unused subframe is an unused subframe for the UE operating in the IEEE 802.16m mode.
  • the unused subframe may be used for a UE of a heterogeneous system. For example, in the IEEE 802.16m legacy support mode, unused subframe (s) may be used for the IEEE 802.16e UE.
  • the uplink OFDMA symbols of the IEEE 802.16e system are first configured following the downlink, TTG of the IEEE 802.16m system and Then, uplink OFDMA symbols of the IEEE 802.16m system are configured in units of one subframe of IEEE 802.16m.
  • FIG. 4 illustrates a TDD frame configuration that can support two or more heterogeneous systems.
  • FIG. 4 shows the frame configuration No. 12, 14, 16, 18, 20, and 22 show the frame structure according to each.
  • IEEE 802.16m frame configuration No. In 12, 14, 16, 18, 20, and 22, time resources not used for IEEE 802.16m downlink (hereinafter, 16m DL) and IEEE 802.16m uplink (hereinafter, 16m UL) are different from IEEE 802.16m. For example, it can be used for communication for entities of IEEE 802.16x. That is, subframes / slots for heterogeneous systems may be allocated to time zones that are not used for IEEE 802.16m.
  • each frame configuration of FIG. 4 shows a case in which a first subframe is configured without considering TTG and RTG, and a preamble is allocated to a second OFDMA symbol instead of the first OFDMA symbol.
  • (2) shows a case in which the positions of TTG and RTG are fixed to be identical to the positions of TTG and RTG of IEEE 802.16m, and a preamble is allocated to the first OFDMA symbol of IEEE 802.16x.
  • the downlink and uplink switching time of the frame may be kept the same regardless of the frame configuration.
  • the frame structure of the IEEE 802.16x system is shown in FIG. It is good to become (2).
  • the present invention will be described assuming that an IEEE 802.16x frame, which is an example of a heterogeneous system, starts immediately after RTG. However, the starting point of IEEE 802.16x is different from each other so that time resources that are not used for communication can be minimized. It is also possible to be defined.
  • a frame generally consists of a plurality of time units.
  • One method is to allocate time units of various lengths to frames according to the frame configuration, such as subframes of IEEE 802.16e / m, and the other method is to assign fixed time units to frames, such as 3GPP LTE.
  • 3GPP LTE 3GPP LTE
  • fixed length subframes or slots may be used.
  • the subframe length may be defined as 1 ms and the slot length may be defined as 0.5 ms.
  • FIG. 5 shows an example of an IEEE 802.16x frame structure.
  • FIG. 5 shows the frame configuration No. 4 of FIG.
  • an IEEE 802.16m frame is configured according to 12
  • a method of configuring an IEEE 802.16x frame by allocating a time unit having 0.5 ms to a time resource not used in IEEE 802.16m is illustrated.
  • the length of the DL time zone is 1748.571429 mu s and the length of the UL time zone is 1234.285714 mu s.
  • one time unit which is the basic transmission time interval of IEEE 802.16x, is defined as 0.5 ms
  • time resources of 248.571429 ⁇ s in downlink and 734.285714 ⁇ s in uplink are idle among the time resources available for IEEE 802.16x. It will be sent empty.
  • the time resources corresponding to 248.571429 ⁇ s of the IEEE 16x DL time zone of 1748.571429 ⁇ s and the time resources corresponding to 734.285714 ⁇ s of the IEEE 16x UL time zone of 1234.285714 ⁇ s are not used for both IEEE 802.16m and IEEE 802.16x. do.
  • an embodiment of the present invention introduces a special time unit into a special time unit.
  • Special time units may be named special subframes or slots. According to the present embodiment, when the lengths of time units used by a plurality of heterogeneous systems to be supported by the wireless communication system are different, there is an advantage that time resources can be efficiently utilized.
  • the special time unit may basically consist of a downlink OFDMA symbol, a guard time, an uplink OFDMA symbol.
  • the number of downlink OFDMA symbols, guard time, and uplink OFDMA symbols included in the special time unit may be configured differently according to heterogeneous systems to be compatible within a time resource of a predetermined duration.
  • the configuration of this special time unit may be predefined to the BS and the UE in the form of a table, and the BS may notify the UE by determining the number of downlink / uplink OFDMA symbols and guard time according to the communication environment.
  • Table 3 shows the frame configuration No. 4 of FIG. An example in which the present embodiment is applied to a time resource of (2) of the present invention is shown.
  • D denotes a downlink time unit
  • X denotes a time unit not used in the corresponding system
  • S denotes a special time unit
  • U denotes an uplink time unit.
  • FIG. 6 shows an example of a frame structure including a special time unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a frame structure constructed according to Table 3.
  • D denotes a downlink time unit
  • X denotes a time unit not used in the corresponding system
  • S denotes a special time unit
  • U denotes an uplink time unit.
  • the first 88.5711 ⁇ s in the special time unit S may be used as an IEEE 802.16m downlink OFDMA symbol or as a guard.
  • the IEEE 802.16x UE and BS do not send any signal in the first 88.5711 ⁇ s of the special time unit S.
  • a time resource corresponding to 411.428857 ⁇ s at the rear of the special time unit S may be used as an uplink OFDMA symbol for IEEE 802.16x. If the boundary of the OFDMA symbol is not correct, the time resource of 411.428857 ⁇ s may be used as a post fix or a time when no signal is transmitted.
  • Table 3 one special time unit is configured in one frame, but a plurality of special time units may be configured.
  • Table 4 shows the frame configuration No. 4 of FIG. Another example in which the present embodiment is applied to a time resource of (2) of the present invention is shown.
  • D is a downlink time unit
  • X is a time unit not used in the system
  • S1, S2, S3 is a special time unit
  • U means an uplink time unit.
  • FIG. 7 shows another example of a frame structure including a special time unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a frame structure constructed in accordance with Table 7.
  • D denotes a downlink time unit
  • X denotes a time unit not used in the corresponding system
  • S1, S2, and S3 each represents a special time unit
  • U denotes an uplink time unit.
  • the front 248.571429 ⁇ s in the special time unit S1 may be used as a downlink OFDMA symbol for IEEE 802.16x. If some OFDMA symbol boundaries do not match, the preceding 248.571429 ⁇ s in the special time unit S1 may be used as a post fix or a time when nothing is transmitted.
  • the rear 251.428571 ⁇ s of the special time unit S1 may be used as an uplink OFDMA symbol for IEEE 802.16m or may be used as a guard.
  • the IEEE 802.16x UE and BS do not transmit any signal at 251.428571 ⁇ s behind the special time unit S1.
  • the front 88.5711 ⁇ s may be used as a downlink OFDMA symbol for IEEE 802.16m or as a guard.
  • the IEEE 802.16x UE and the BS do not transmit any signal in the guard.
  • a time resource corresponding to the rear 411.428857 ⁇ s of the special time unit S2 may be used as an uplink OFDMA symbol for IEEE 802.16x. If the boundary of the OFDMA symbol is not correct, the time resource of 411.428857 ⁇ s may be used as a post fix or a time when no signal is transmitted.
  • the first 322.856857 ⁇ s is used as an uplink OFDMA symbol for IEEE 802.16x.
  • the first 322.856857 ⁇ s of the special time unit S3 may be used as a post fix or time when no signal is transmitted.
  • the remaining 177.14314 ⁇ s may be used as a downlink OFDMA symbol for guard or IEEE 802.16m. Although the remaining 177.14314 ⁇ s is used as a downlink OFDMA symbol for IEEE 802.16m, the IEEE 802.16x entities do not transmit any signal in the downlink OFDMA symbol.
  • the BS of the present invention may support at least two heterogeneous systems.
  • the BS may communicate in one frame with an IEEE 802.16m UE operating in an IEEE 802.16m mode and an IEEE 802.16x UE operating in an IEEE 802.16x mode.
  • the BS configures uplink and / or downlink time units for IEEE 802.16m UE (s) in some of the time resources in the frame, and uplink and / or for IEEE 802.16x UE (s) in the remaining time resources.
  • a downlink time unit may be configured.
  • the BS divides the IEEE 802.16x frame having a predetermined duration into a plurality of IEEE 802.16x time units, and the IEEE 802.16x mode is used in some of the plurality of IEEE 802.16x time units. Uplink and / or downlink transmission for the IEEE 802.16x UE (s) connected to the BS can be scheduled.
  • the BS configures the IEEE 802.16x time unit within a time zone not used in IEEE 802.16m. If the length of the time zone that is not used in IEEE 802.16m is not a multiple of the IEEE 802.16x time unit, there is a time resource that cannot be utilized as an IEEE 802.16x time unit.
  • the BS according to the method 1 of the present invention is to reduce the unused time resources in both IEEE 802.16x and IEEE 802.16m, IEEE 802.16x time zone and IEEE 802.16m time of the IEEE 802.16x time unit in the IEEE 802.16x frame
  • At least one IEEE 802.16x time unit located at the boundary of the zone is configured as a special time unit. That is, the BS configures at least one of the IEEE 802.16x time unit (s) spanning the IEEE 802.16x time zone and the IEEE 802.16m time zone as a special time unit.
  • the BS uses time resources (hereinafter, IEEE 802.16x time resources) belonging to the IEEE 802.16x time zone among the special time units for uplink / downlink transmission with the IEEE 802.16x UE, and time resources belonging to the IEEE 802.16m time zone.
  • IEEE 802.16m time resource is used for uplink / downlink transmission with an IEEE 802.16m UE.
  • the BS may schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16x UE in an IEEE 802.16x time resource of the special time unit, but cannot schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16m UE.
  • the BS may schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16m UE in an IEEE 802.16m time resource of the special time unit, but cannot schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16x UE.
  • the BS may transmit information indicating the frame configuration to the IEEE 802.16m UE and / or the IEEE 802.16x UE in the area serviced by the BS.
  • the BS is the frame configuration No. 12 constitutes an IEEE 802.16m frame, and the frame configuration No. Assume that an IEEE 802.16x time unit is allocated to a time resource corresponding to an unused subframe of 12. In this case, the BS transmits the frame configuration No. 1 to the IEEE 802.16m UE (s).
  • Information indicating 12 may be broadcast.
  • the BS may transmit information indicating the configuration of a frame configured for the IEEE 802.16x UE (s) to the IEEE 802.16x UE (s).
  • the IEEE 802.16m UE and the IEEE 802.16x in the coverage of the BS may receive frame configuration information transmitted by the BS, and configure a frame for communication with the BS according to the frame configuration information.
  • the IEEE 802.16x UE does not receive a downlink signal from the BS and does not transmit an uplink signal to the BS in time resources belonging to the IEEE 802.16m time zone among the special time units. Similarly, the IEEE 802.16m UE does not receive a downlink leak signal from the BS in a time resource belonging to the IEEE 802.16x time zone among the special time units, and does not transmit an uplink signal to the BS.
  • the BS configures an uplink / downlink subframe of IEEE 802.16m according to an IEEE 802.16m frame configuration in the IEEE 802.16m time zone and communicates with an IEEE 802.16m UE in the IEEE 802.16m time zone.
  • Embodiments of Method 1 present an efficient frame construction method for supporting a system using a time unit of a length defined with a specific value and a system using a time unit of a length different from the specific value. That is, in the embodiment of the method 1, it is assumed that a fixed length of time unit should be allocated to the frame. When time units of fixed length are configured in a frame, the lengths of all time units in the frame are the same. However, systems that must be supported in one frame may not be constrained to use fixed length time units. In other words, the length of time units allocated to each frame may vary, and time units of different lengths may be allocated to one frame. For example, various length units of time may be defined in the IEEE 802.16x system, rather than one length of time unit.
  • subframes may be determined in the IEEE 802.16x system. For example, a subframe consisting of five OFDMA symbols, a subframe consisting of six OFDMA symbols, and a subframe consisting of seven OFDMA symbols may be defined for IEEE 802.16x.
  • the combination of subframes may be determined such that as many OFDMAs as possible are placed in time resources for IEEE 802.16x.
  • the time resources left unavoidably among the time resources for IEEE 802.16x may be set to an idle time when no signal is transmitted.
  • the frame configuration No. A maximum of 20 OFDMA symbols may be configured in the IEEE 802.16x DL time zone according to (2) of 12. When 20 OFDMA symbols are configured, 82.1651786 ⁇ s of the IEEE 802.16x DL time zones is left. 20 OFDMA symbols may be composed of a subframe consisting of five OFDMA symbols, two subframes consisting of seven OFDMA symbols and one subframe consisting of six OFDMA symbols. . Frame configuration no. A maximum of 14R OFDMA symbols may be configured in the IEEE 802.16x UL time zone according to (2) of 12. When 14 OFDMA symbols are configured, 67.80 ⁇ s of the IEEE 802.16x UL time zones is left.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating components of a user equipment (UE) and a base station (BS) for carrying out the present invention.
  • UE user equipment
  • BS base station
  • the UE operates as a transmitter in uplink and as a receiver in downlink.
  • the BS may operate as a receiver in uplink and as a transmitter in downlink.
  • the UE and BS are antennas 500a and 500b capable of receiving information and / or data, signals, messages, and the like, transmitters 100a and 100b for transmitting messages by controlling the antennas, and messages by controlling the antennas.
  • the UE and BS each include processors 400a and 400b operatively connected to components such as a transmitter, a receiver, and a memory included in the UE or BS to control the components to perform the present invention. .
  • the transmitter 100a, the receiver 300a, the memory 200a, and the processor 400a in the UE may be implemented as independent components by separate chips, respectively, and two or more are one chip. It may be implemented by.
  • the transmitter 100b, the receiver 300b, the memory 200b, and the processor 400b in the BS may be implemented as separate components by separate chips, respectively, and two or more may be implemented as one chip ( chip).
  • the transmitter and the receiver may be integrated to be implemented as one transceiver in the UE or BS.
  • the antennas 500a and 500b transmit a signal generated by the transmitters 100a and 100b to the outside, or receive a radio signal from the outside and transmit the signal to the receivers 300a and 300b.
  • Antennas 500a and 500b are also called antenna ports.
  • Each antenna port may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna port can no longer be resolved by the receiver 300a in the UE.
  • the reference signal transmitted corresponding to the corresponding antenna port defines an antenna port viewed from the UE's point of view, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or a plurality of physical antenna elements including the antenna port.
  • a transceiver supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas may be connected to two or more antennas.
  • MIMO multi-input multi-output
  • Processors 400a and 400b typically control the overall operation of various modules in a UE or BS.
  • the processor 400a or 400b includes various control functions for performing the present invention, a medium access control (MAC) frame variable control function according to service characteristics and a propagation environment, a power saving mode function for controlling idle mode operation, and a hand. Handover, authentication and encryption functions can be performed.
  • the processors 400a and 400b may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like. Meanwhile, the processors 400a and 400b may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • firmware or software When implementing the present invention using hardware, application specific integrated circuits (ASICs) or digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays) may be provided in the processors 400a and 400b.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 400a and 400b or may be stored in the memory 200a and 200b to be driven by the processors 400a and 400b.
  • the transmitters 100a and 100b perform a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted from the processor 400a or 400b or a scheduler connected to the processor to be transmitted to the outside, and then an antenna ( 500a, 500b).
  • the transmitters 100a and 100b convert the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, and modulation.
  • the K layers are transmitted through the transmit antennas 500a and 500b through a transmitter in the transmitter.
  • the transmitters 100a and 100b and the receivers 300a and 300b of the UE and BS may be configured differently according to a process of processing a transmission signal and a reception signal.
  • the memories 200a and 200b may store a program for processing and controlling the processors 400a and 400b and may temporarily store information input and output.
  • the memory 200a, 200b may be utilized as a buffer.
  • the memory may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type or a card type memory (e.g. SD or XD memory, etc.), RAM Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Magnetic Memory, Magnetic Disk, It can be implemented using an optical disk or the like.
  • the BS processor 400b of the present invention may support at least two heterogeneous systems.
  • the BS processor 400b may configure a frame supporting both an IEEE 802.16m UE operating in the IEEE 802.16m mode and an IEEE 802.16x UE operating in the IEEE 802.16x mode.
  • the BS processor 400b configures an uplink and / or downlink time unit for the IEEE 802.16m UE (s) in some of the time resources in the frame, and the IEEE 802.16x UE (s) for the remaining time resources.
  • An uplink and / or downlink time unit may be configured.
  • the BS processor 400b divides an IEEE 802.16x frame having a predetermined duration into a plurality of IEEE 802.16x time units, and then selects a portion of the plurality of IEEE 802.16x time units. It is possible to schedule uplink and / or downlink transmission for IEEE 802.16x UE (s) connected to the BS in IEEE 802.16x mode. At this time, the BS processor 400b configures the IEEE 802.16x time unit within a time zone not used in IEEE 802.16m.
  • the BS processor 400b includes at least one located in the IEEE 802.16x frame having a predetermined duration and located at a boundary between the IEEE 802.16x time zone and the IEEE 802.16m time zone among the IEEE 802.16x time units.
  • IEEE 802.16x time unit can be configured as a special time unit. That is, the BS processor 400b may configure at least one of the IEEE 802.16x time unit (s) that spans the IEEE 802.16x time zone and the IEEE 802.16m time zone as a special time unit.
  • the BS processor 400b uses time resources (hereinafter, IEEE 802.16x time resources) belonging to the IEEE 802.16x time zone among the special time units for uplink / downlink transmission with the IEEE 802.16x UE, and the IEEE 802.16m time zone.
  • the time resources belonging to may control the BS transceivers 100b and 300b to be used for uplink / downlink transmission with the IEEE 802.16m UE.
  • the BS processor 400b may schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16x UE in an IEEE 802.16x time resource of the special time unit, but may perform uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16m UE. Cannot be scheduled.
  • the BS processor 400b may schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16m UE in an IEEE 802.16m time resource of the special time unit, but may schedule uplink / downlink transmission for an IEEE 802.16x UE. Can not.
  • the BS processor 400b transmits frame configuration information indicating the frame configuration for the IEEE 802.16m UE and / or the frame configuration for the IEEE 802.16x UE to the IEEE 802.16m UE and / or the IEEE 802.16x UE in the area serviced by the BS.
  • the BS transmitter 100b may be controlled to make the BS transmitter 100b.
  • the BS processor 400b uses the frame configuration No. 12 constitutes an IEEE 802.16m frame, and the frame configuration No. Assume that an IEEE 802.16x time unit is allocated to a time resource corresponding to an unused subframe of 12. In this case, the BS processor 400b transmits the frame configuration No. 1 to the IEEE 802.16m UE (s).
  • the BS transmitter 100b may be controlled to broadcast information indicating twelve.
  • the BS processor 400b may control the BS transmitter 100b to transmit information indicating the configuration of a frame configured for the IEEE 802.16x UE (s) to the IEEE 802.16x UE (s).
  • the IEEE 802.16m UE receiver 300a and the IEEE 802.16x receiver 300a in the coverage of the BS receive the frame configuration information transmitted by the BS, and the IEEE 802.16m UE processor 400a and the IEEE 802.16x processor 400a may configure a frame for communication with the BS according to the frame configuration information.
  • the IEEE 802.16x UE processor 400a does not control the IEEE 802.16x UE receiver 300a to receive a downlink signal from the BS in a time resource belonging to an IEEE 802.16m time zone among the special time units, and the BS does not control the IEEE 802.16x UE receiver 300a.
  • the IEEE 802.16x UE transmitter 100a is not controlled to transmit an uplink signal through the network. That is, the IEEE 802.16x UE transceivers 100a and 300a do not communicate with the BS in time resources belonging to the IEEE 802.16m time zone.
  • the IEEE 802.16m UE processor 400a does not control the IEEE 802.16m UE receiver 300a to receive a downlink leakage signal from the BS in a time resource belonging to the IEEE 802.16x time zone among the special time units.
  • the IEEE 802.16m UE transmitter 100a is not controlled to transmit an uplink signal. That is, the IEEE 802.16m UE transceivers 100a and 300a do not communicate with the BS in time resources belonging to the IEEE 802.16x time zone.
  • the BS processor 400b configures an uplink / downlink subframe of IEEE 802.16m according to an IEEE 802.16 frame configuration in the IEEE 802.16m time zone, and communicates with an IEEE 802.16m UE in the IEEE 802.16m time zone.
  • the BS transceivers 100b and 300b may be controlled to perform the same.
  • the UE connects / connects to the BS in a mode supported by the BS among the supported heterogeneous systems, and communicates with the BS using a frame structure of the corresponding mode. Can be performed.
  • the UE can operate in the IEEE 802.16m mode and the IEEE 802.16x mode
  • the UE connects to the IEEE 802.16m BS in the IEEE 802.16m mode and uses the IEEE 802.16m frame structure. Communicate with the BS.
  • the UE may access an IEEE 802.16x BS in an IEEE 802.16x mode and communicate with the IEEE 802.16x BS using an IEEE 802.16x frame structure configured according to an embodiment of the present invention.
  • the UE may be connected / connected to the BS in one system mode of the two or more specific heterogeneous systems.
  • the UE and the BS can support both the IEEE 802.16m system and the IEEE 802.16x system
  • the UE connects the BS with one of both the IEEE 802.16m mode and the IEEE 802.16x mode and is connected to the frame structure of the mode. It can communicate with the BS using.
  • embodiments of the present invention have been described in the form of configuring a heterogeneous system in an IEEE 802.16m frame structure.
  • the IEEE 802.16m UE when the IEEE 802.16m frame configuration is supported, the IEEE 802.16m UE may be connected to the heterogeneous system and the IEEE 802.16m even if information on the heterogeneous system is not signaled to the IEEE 802.16m UE. Communicate with the BS supporting the system.
  • the frame structure of the heterogeneous system should be configured so that the IEEE 802.16m UE can operate clearly without knowing the time zone for the heterogeneous system. .
  • the BS schedules an uplink / downlink signal only in a time unit allocated only to the IEEE 802.16m, or sets a relay zone and additionally signals information about the relay zone to the IEEE 802.16m UE, thereby transmitting the IEEE 802.16m. Allow the UE to communicate with the BS without knowing the time zone for the heterogeneous system. This also applies to heterogeneous systems configured to operate in the IEEE 802.16m frame structure.
  • the relay zone is configured in a frame of IEEE 802.16m or a frame of a heterogeneous system
  • the BS may broadcast information about the relay to the UE in the form of broadcast information such as a system configuration descriptor. .
  • the BS may broadcast configuration information of a dedicated relay zone to the UE.
  • the heterogeneous system in the present invention includes a variety of TDD-based systems such as TD-LTE, Telephony and Data System (TDS) -Code Division Multiplexing Access (CDMA), and is not limited to a specific TDD system.
  • TDD-based systems such as TD-LTE, Telephony and Data System (TDS) -Code Division Multiplexing Access (CDMA)
  • CDMA Code Division Multiplexing Access
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station or user equipment or other equipment in a wireless communication system.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 둘 이상의 이종 시스템을 지원가능한 시분할다중화(TDD) 프레임을 구성하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 따른, 일 시스템을 위한 TDD 프레임은 적어도 하나의 특수 시간유닛을 포함하여 구성된다. 상기 특수 시간유닛의 일부는 상기 일 시스템을 위한 시간자원으로 사용되고, 상기 특수 시간유닛의 나머지는 상기 일 시스템에서 불사용되는 시간자원이다. 상기 일 시스템에서 불사용되는 시간자원은 상기 일 시스템과는 다른 시스템에서 이용가능하다. 본 발명에 의하면, 이종 시스템들을 위한 시간유닛들이 불사용되는 자원을 최소화하면서 소정 지속시간 내에 할당될 수 있다.

Description

프레임 구성방법과, 그를 위한 기지국 및 사용자기기
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이종의 무선 통신 시스템 신호가 전송될 수 있는 프레임을 구성하는 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.
한편, 동종 네트워크 내에서도, 네트워크 버전에 따라 레거시 시스템과 개선 시스템이 공존할 수 있다. 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 네트워크는 IEEE 802.16m/3GPP LTE-A에 따라 구현된 네트워크에 대해 레기시 네트워크가 된다.
각 네트워크에서, 사용자기기와 기지국은 고정된 지속시간(duration)의 구조화된 데이터 구조를 사용하여 통신을 수행한다. 통신에 사용되는 프레임 구조는 네트워크에 따라 다른 것이 일반적이다. 예를 들어, IEEE 802.16에서 사용되는 프레임 구조는 3GPP LTE에서 사용되는 프레임 구조와 상이하다. 또한, 동종 네트워크에서도 표준 버전에 따라 다른 프레임 구조가 사용된다. 즉, IEEE 802.16e에서 사용되는 프레임 구조는 IEEE 802.16m에서 사용되는 프레임 구조와 다르다.
무선 통신 시스템(100)에 다양한 네트워크 엔터티들이 공존하게 됨에 따라, 이종 네트워크 엔터티들 및/또는 동종 네트워크 내 서로 다른 버전의 엔터티들이 상호 충돌없이 통신에 사용할 수 있는 프레임 구조가 요구된다. 따라서, 본 발명은 이종 네트워크 사이의 통신 및/또는 서로 다른 버전의 네트워크 사이의 통신에 사용될 수 있는 프레임 구조를 제안한다.
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.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양상으로 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 기지국에 있어서, 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하는 단계; 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 하나로 구성하는 단계를 포함하는, 프레임 구성방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 사용자기기에 있어서, 기지국과 상기 제1통신모드로 연결하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 프레임 구성 정보를 수신하는 단계; 상기 프레임 구성 정보에 따라 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 하나로 구성하는 단계를 포함하는, 프레임 구성방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 기지국에 있어서, 사용자기기와 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신기; 및 상기 송수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 어느 하나로 구성하도록 구성된, 기지국이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 사용자기기에 있어서, 기지국과 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신기; 및 상기 송수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 제1통신모드로 상기 기지국에 접속하도록 상기 송수신기를 제어하고; 상기 기지국으로부터 프레임 구성 정보를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하며; 상기 프레임 구성 정보에 따라, 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 어느 하나로 구성하는, 사용자기기가 제공된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1시간유닛과 상기 제3시간유닛의 상기 제1부분에, 상기 제1통신모드로 동작하는 제1사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송이 스케줄링될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제3시간유닛의 상기 제2부분은 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원을 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제2시간유닛과, 상기 제3시간유닛 중 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원에 상기 제2통신모드에서 동작하는 제2사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송을 스케줄링될 수 있다.
상기 기술적 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 의하면, 이종 네트워크 엔터티 및/또는 다른 버전의 동종 네트워크 엔터티끼리 효율적으로 통신할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 이종 네트워크 엔터티 및/또는 다른 버전의 동전 네트워크 엔터티들에 배분된 시간자원이 효율적으로 사용될 수 있다는 장점이 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 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 3GPP LTE의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 4는 둘 이상의 이종 시스템을 지원할 수 있는 TDD 프레임 구성을 예시한 것이다.
도 5는 IEEE 802.16x 프레임 구조의 일예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 특수 시간유닛을 포함하여 구성된 프레임 구조를 일 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 특수 시간유닛을 포함하여 구성된 프레임 구조를 다른 예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명을 수행하는 사용자기기(UE) 및 기지국(BS)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
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, 특정 시스템에 대하여, 상기 특정 시스템과는 이종의 네트워크에 속한 시스템 및/또는 상기 특정 네트워크 시스템과 동종 네트워크에 속하나 버전이 다른 시스템을 이종 시스템이라고 칭한다. 예를 들어, WiFi 시스템 및 LTE 시스템은 IEEE 802.16m 시스템에 대하여 IEEE 802.16m과는 이종의 네트워크에 속하므로 이종 시스템이 된다. 또한, IEEE 802.16e 시스템과 IEEE 802.16m 시스템은 동종 네트워크에 속하지만, 시스템 버전이 다르므로 IEEE 802.16e 시스템과 IEEE 802.16m 시스템은 서로 이종 시스템의 관계에 있다.
본 발명에서 프레임이라 함은 몇몇 물리 레이어(PHY) 표준에 의해 사용되는 고정된 지속시간(duration)을 갖는 구조화된 데이터 시퀀스를 의미한다.
IEEE 802.16m 시스템을 위한 프레임 구조
도 2는 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임 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.
하나의 수퍼프레임에는 최대 4개의 하향링크 동기신호(synchronization signal)가 전송된다. 하향링크 동기신호는 하향링크 동기화에 사용된다. IEEE 802.16m을 예로 하면, IEEE 802.16m 시스템에서 하향링크 동기신호는 PA-프리앰블(Primary Advanced preamble)로 구성된 주동기신호 및 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)로 구성된 부동기신호를 포함한다. PA-프리앰블은 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 나르며, 따라서, UE는 PA-프리앰블을 통해 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 획득할 수 있다. SA-프리앰블은 기지국의 셀 아이디를 나른다. UE는 SA-프리앰블을 이용하여, 해당 기지국의 셀 아이디를 탐지하거나 핸드오버시의 셀 스캐닝을 수행할 수 있다.
한 개의 프레임은 소정 개수의 서브프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 5/10/20MHz의 시스템 대역폭의 경우, 한 개의 프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함할 수 있고, 8.75MHz의 시스템 대역폭의 경우, 7개(SF0-SF6)의 서브프레임을 포함할 수 있고, 7MHz의 시스템 대역폭의 경우, 6개(SF0-SF5)의 서브프레임을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하향링크 또는 상향링크 전송에 할당된다.
서브프레임은 전송시간간격(Transmission Time Interval, TTI)의 기본 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 복수의 인접한 서브프레임이 데이터 패킷을 전송할 때 이용될 수 있다.
서브프레임은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. IEEE 802.16m 시스템에서, 일 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.
IEEE 802.16m 시스템의 프레임 구조에 의하면, 고정된 지속시간을 갖는 일 프레임에 포함된 서브프레임의 개수가 시스템 대역폭에 따라 다르며, 상기 일 서브프레임이 다양한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 따라서, IEEE 802.16m 시스템에서, 서브프레임들은 그 길이가 다양할 수 있다.
3GPP LTE 시스템을 위한 프레임 구조
도 3은 3GPP LTE의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 3GPP LTE에서 사용되는 무선 프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임으로 구성된다.일 무선 프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048x15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선 프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. IEEE 802.16m 시스템에서와 마찬가지로, 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(TTI: transmission time interval)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 인덱스라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
3GPP LTE의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDMA 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 자원블록은 주파수 도메인에서 다수의 부반송파를 포함한다. 0.5ms의 길이를 갖는 하나의 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정상(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다.
3GPP LTE의 무선 프레임은 주 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 부 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 나른다. UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 BS와 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해, UE는 BS로부터 동기신호, 예를 들어, PSS 및 SSS를 수신하여 BS와 동기를 맞추고, 셀 식별자(Identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.
도 2 및 도 3로부터 알 수 있듯이, 일반적으로 프레임은 고정된 지속시간을 가지며, 적어도 하나의 동기신호를 나른다. 각 네트워크 시스템의 정의에 따라, 각 무선 프레임의 지속시간, 각 무선 프레임이 나르는 동기신호의 종류 및 개수 등은 상이할 수 있다. 또한, 프레임은 다시 복수의 시간유닛(예를 들어, 서브프레임, 슬롯 등)을 포함하도록 구성된다.
무선 통신 시스템에 다양한 이종 시스템이 공존하기 위해서는, 각 시스템의 프레임이 다른 시스템과 양립할 수 있는 형태로 구성되어야 한다. 예를 들어, 다른 원격접근기술(Remote Access Technonlogy,RAT)를 지원하기 위한 PAR(Project Authorization Request)를 작성하고, 이에 따라 새로운 뉴머롤러지(numerology)를 갖는 새로운 시스템을 IEEE 802.16 시스템에 도입하자는 의견이 IEEE 802.16에서 논의되고 있다. 다시 말해, 부반송파 간격(subcarrier spacing), 샘블링 시간(sampling time) 등과 같은 OFDMA 파리미타가 기존 IEEE 802.16 시스템의 그건과는 다르게 정의된 새로운 시스템의 도입이 논의되고 있다. 상기 새로운 시스템이 IEEE 802.16에 도입되는 경우, 상기 새로운 시스템과, IEEE 802.16e/m 시스템, 3GPP LTE 시스템 등과 같은 이종 시스템이 하나의 무선 통신 시스템에서 공존될 수 있는 방법이 모색될 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 다양한 이종 시스템이 무선 통신 시스템에 공존할 수 있도록 하는, 프레임 구조를 제안된다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, IEEE 802.16m 시스템과 상기 새로운 시스템을 예로 하여, 복수의 이종 시스템을 무선 통신 시스템에서 공존시키는 방안을 설명한다. 상기 새로이 IEEE 802.16에 도입되는 시스템의 정식 명칭은 정해지지 않았으나, 이하에서는 IEEE 802.16x라 가칭된다. IEEE 802.16m 시스템과 IEEE 802.16x 시스템은 이종 시스템의 예시에 불과하며, 본 발명은 IEEE 802.16m 시스템 및 IEEE 802.16x 시스템이 공존하는 무선 통신 시스템 뿐만 아니라 다른 이종 시스템들이 공존하는 무선 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
특히, 본 발명은 둘 이상의 이종 시스템을 지원하는 TDD 프레임 구조를 제안한다. 각 네트워크 시스템의 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 주파수분할듀플렉스(Frequency Divsion, Duplex, FDD) 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 도 2 및 도 3의 프레임은 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 한 가지만을 포함한다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, 시분할듀플렉스(Time Divsion Duplex, TDD) 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 도 2 및 도 3의 프레임 내 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 휴지시간이 존재할 수 있다.
본 발명에서 BS는 이종 시스템 지원 모드 혹은 이종 시스템 비지원 모드로 동작할 수 있다. 이종 시스템 비지원 모드는 오직 한가지 시스템의 UE를 위한 신호만이 상하향링크로 전송되는 모드를 말하며, 이종 시스템 지원 모드는 복수의 시스템 UE들을 위한 신호가 일 프레임 내에서 하향링크 및/또는 상향링크로 전송되는 모드를 말한다. BS가 이종 시스템을 지원하는 경우, 상기 BS의 커버리지 내 상기 BS에 의해 지원되는 이종 시스템 UE는 마치 상기 BS가 상기 UE와 동일한 시스템에 속한 BS인 것처럼 인식하게 된다. 상기 UE는 상기 BS가 상기 UE와는 다른 시스템에 속한 UE를 지원하는지와 관계없이, 정상적으로 동작할 수 있다. 이종 이하에서는 IEEE 802.16m에서, IEEE 802.16m 시스템과 IEEE 802.16e 시스템을 함께 지원하는 TDD 프레임 구조를 참고하여, 이종 시스템 지원을 위한 프레임 구조에 관한 본 발명의 실시예들을 설명한다.
한편, 이종 시스템 지원 모드는 이종 시스템들의 신호가 다중화되는 방식에 따라 FDM 기반 이종 시스템 지원 모드와 TDM 기반 레거시 시스템 지원 모드로 구분될 수 있다. IEEE 802.16m의 TDD 프레임 구조에서는, 상향링크의 경우, 시분할다중화(Time Division Multiplexing, TDM) 모드와 주파수분할다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 모드가 모두 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 뉴머롤러지, 즉, OFDMA 파라미터가 상이한 이종 시스템들에서 사용되는 프레임 구조에 관한 것이므로, OFDMA 심볼이 상기 이종 시스템들 간에 공유될 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 TDM 모드만이 상기 상이한 이종 시스템들의 상/하향링크 신호 다중화에 적용될 수 있다.
표 1은 802.16m의 OFDMA 파리미터들을 예시한 것이다.
표 1
OFDMA parameters
The nominal channel bandwidth, BW (MHz) 5 7 8.75 10 20
Sampling factor, n 28/25 8/7 8/7 28/25 28/25
Sampling frequency, Fs(MHz) 5.6 8 10 11.2 22.4
FFT size, NFFT 512 1024 1024 1024 2048
Subcarrier spacing, △f(kHz) 10.94 7.81 9.77 10.94 10.94
Useful symbol time, Tb(μs) 91.4 128 102.4 91.4 91.4
CP ratio, G=1/8 OFDMA symbol time, Ts(μs) 102.857 144 115.2 102.857 102.857
FDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 48 34 43 48 48
Idle time(μs) 62.857 104 46.40 62.857 62.857
TDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 47 33 42 47 47
TTG + RTG(μs) 165.714 248 161.6 165.714 165.714
CP ratio, G=1/6 OFDMA symbol time, Ts(μs) 97.143 136 108.8 97.143 97.143
FDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 51 36 45 51 51
Idle time(μs) 45.71 104 104 45.71 45.71
TDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 50 35 44 50 50
TTG + RTG(μs) 142.853 240 212.8 142.853 142.853
CP ratio, G=1/4 OFDMA symbol time, Ts(μs) 114.286 160 128 114.286 114.286
FDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 43 31 39 43 43
Idle time(μs) 85.694 40 8 85.694 85.694
TDD Number of OFDMA symbols per 5ms frame 42 30 37 42 42
TTG + RTG(μs) 199.98 200 264 199.98 199.98
표 1을 참고하면, 5/10/20MHz의 채널 대역폭에서 1/8 CP가 사용되는 경우, OFDM 심볼 시간은 102.857μs이며, TDD를 위한 5ms 프레임 당 OFDMA 심볼 개수는 47개이며, TTG+RTG=165.714μs이다. 타입-1 서브프레임은 총 6개의 OFDM 심볼로 구성되므로, 타입-1 서브프레임 시간은 6*102.857μs=617.142μs이다.
표 2는 5/10/20MHz의 채널 대역폭을 위한 프레임 구성들 중 일부를 예시한 것이다. 특히, 표 2는 TDD 모드에서 사용될 수 있는 프레임 구성들 중 1/8 CP를 사용하고 하향링크 서브프레임의 개수(D):상향링크 서브프레임의 개수(U)=5:3인 프선 프레임 구성들을 예시한 것이다. 참고로, IEEE 802.16m 5/10/20MHz의 TDD 모드에서는 D:U=8:0, 6:2, 5:3 또는 3:5가 될 수 있다.
표 2
No. 프레임 구성 인덱스(Frame Configuration index) 서브프레임 예비(Subframe provision) 서브프레임 타입(Subframe Type_ TTG/RTG(μs)
DL 오프셋(DL Offset) DL 길이(DL Length) UL 길이(UL Length) #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #8
12 6 3 2 1 DL Type1 DL Type1 Not Used Not Used UL Type1 Not Used Not Used Not Used 105.714/60
14 8 2 3 2 DL Type1 DL Type1 DL Type1 Not Used UL Type1 UL Type1 Not Used Not Used 105.714/60
16 10 2 2 1 DL Type1 DL Type1 Not Used Not Used Not Used UL Type1 Not Used Not Used 105.714/60
18 12 1 4 2 DL Type1 DL Type1 DL Type1 DL Type1 Not Used UL Type1 UL Type1 Not Used 105.714/60
20 14 1 3 2 DL Type1 DL Type1 DL Type1 Not Used Not Used UL Type1 UL Type1 Not Used 105.714/60
22 16 1 2 1 DL Type1 DL Type1 Not Used Not Used Not Used Not Used UL Type1 Not Used 105.714/60
IEEE 802.16m 레거시 지원 모드에서는, IEEE 802.16e 프레임과 IEEE 802.16m 프레임은 고정된 개수의 서브프레임만큼 오프셋된다. 예를 들어, IEEE 802.16m 프레임이 5/10/20MHz 채널 대역폭에 대해 IEEE 802.16e 시스템을 지원하는 경우, IEEE 802.16m 하향링크 시작점은 IEEE 802.16e 하향링크 시작점을 기준으로 5+6*(FRAME_OFFSET-1)개 OFDMA 심볼만큼 뒤에 온다. 다시 말해, IEEE 802.16m 프레임에서 첫번째 IEEE 802.16e 하향링크 시간 존은 5+6*(FRAME_OFFSET-1)개의 OFDMA 심볼을 포함한다. 표 2를 참조하면, DL 오프셋(DL offset)이 3이고, DL 길이(DL length)가 2이며, UL 길이(UL length)가 1인 프레임 구성 No. 12의 경우, IEEE 802.16e 하향링크 시작점으로부터 5+6*(3-1)=17개 OFDMA 심볼 뒤에, 3개의 하향링크 타입-1 서브프레임, 2개의 불사용(Not Used) 서브프레임, 1개의 상향링크 타입-1 서브프레임, 3개의 불사용 서브프레임 순으로 전송되도록, IEEE 802.16m을 위한 프레임이 구성된다. 상기 불사용 서브프레임은 IEEE 802.16m 모드로 동작하는 UE를 위해 사용되지 않는 서브프레임이다. 상기 불사용 서브프레임은, 이종 시스템의 UE를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.16m 레거시 지원 모드에서는, 불사용 서브프레임(들)이 IEEE 802.16e UE를 위해 사용될 수 있다. 불사용 서브프레임(들)이 IEEE 802.16e 시스템을 위해 사용된다고 가정하면, 상향링크 TDM 모드의 경우, IEEE 802.16e 시스템의 상향링크 OFDMA 심볼들이 먼저 IEEE 802.16m 시스템의 하향링크, TTG에 이어서 구성되고, 그 후 IEEE 802.16m 시스템의 상향링크 OFDMA 심볼들이 IEEE 802.16m의 일 서브프레임 단위로 구성된다.
도 4는 둘 이상의 이종 시스템을 지원할 수 있는 TDD 프레임 구성을 예시한 것이다. 특히, 도 4는 표 2의 프레임 구성 No. 12, 14, 16, 18, 20, 22 각각에 따른 프레임 구조를 도시한 것이다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 도 4에서, RTG=60μs, TTG=105.714μs, 5개 심볼시간=514.285μs, 6개 심볼시간=617.142μs이다. 도 4에서 IEEE 802.16m 프레임 구성 No. 12, 14, 16, 18, 20, 22에서, IEEE 802.16m 하향링크(이하, 16m DL) 및 IEEE 802.16m 상향링크(이하, 16m UL)에 사용되지 않는 시간 자원은 IEEE 802.16m과는 다른 시스템, 예를 들어, IEEE 802.16x의 엔터티들을 위한 통신에 사용될 수 있다. 즉, IEEE 802.16m을 위해 불사용되는 시간 존에 이종 시스템을 위한 서브프레임/슬롯이 할당될 수 있다.
도 4의 각 프레임 구성 중 (1)은 TTG 및 RTG를 고려하지 않고 첫번째 서브프레임이 구성되되, 첫번째 OFDMA 심볼이 아닌 두번째 OFDMA 심볼에 프리앰블이 할당되는 케이스를 나타낸다. 도 4의 각 프레임 구성 중 (2)는 TTG 및 RTG의 위치를 IEEE 802.16m의 TTG 및 RTG 위치와 동일하게 고정되고, IEEE 802.16x의 첫 OFDMA 심볼에 프리앰블이 할당되는 케이스를 나타낸다. 프레임의 하향링크와 상향링크 변환시간(swithing time)은 프레임 구성에 관계없이 동일하게 유지되는 것이 좋다. 따라서, 프레임의 하향링크/상향링크 변환시간이 동일하게 맞춰줘야 한다면, IEEE 802.16x 시스템이 IEEE 802.16m 모드로 동작하는 UE를 지원하는 경우, IEEE 802.16x 시스템의 프레임 구조는 도 4의 각 프레임 구성 중 (2)가 되는 것이 좋다. 이하에서는, 이종 시스템의 일 예인 IEEE 802.16x의 프레임이 RTG 직후에 시작한다고 가정하여 본 발명을 설명하나, 통신에 사용되지 않고 버려지는 시간자원이 최소화될 수 있도록, IEEE 802.16x의 시작점이 이와 다르게 정의되는 것도 가능하다.
도 2 및 도 3에서 언급한 바와 같이, 프레임에는 일반적으로 복수의 시간유닛으로 구성된다. 프레임에 시간유닛을 구성하는 방법은 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 그 한 가지는 IEEE 802.16e/m의 서브프레임과 같이 프레임 구성에 따라 다양한 길이의 시간유닛을 프레임에 할당하는 방법이고, 다른 한 가지는 3GPP LTE와 같이 고정된 길이의 시간유닛을 프레임에 할당하는 방법이다. 이하에서는 각 방법에 따른 본 발명의 실시예들을 설명한다.
<방법 1: 시간유닛의 길이가 기정의된 경우>
IEEE 802.16x 시스템에서는 고정된 길이의 서브프레임 또는 슬롯이 사용될 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.16x에서, 서브프레임 길이는 1ms이고 슬롯 길이는 0.5ms로 정의될 수 있다. 고정된 길이의 IEEE 802.16x 서브프레임/슬롯과, 프레임 구성에 다라 그 길이가 달라지는 IEEE 802.16m 서브프레임/슬롯이 일정 시간 자원에 함께 구성되어야 하는 경우, 어느 시스템에서도 사용되지 못하고 낭비되는 자원이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
도 5는 IEEE 802.16x 프레임 구조의 일예를 나타낸 것이다. 특히, 도 5는 도 4의 프레임 구성 No. 12에 따라 IEEE 802.16m 프레임이 구성되는 경우, IEEE 802.16m에서 불사용되는 시간자원에 0.5ms를 갖는 시간유닛이 할당하여 IEEE 802.16x 프레임을 구성하는 방법을 예시한다.
도 5를 참조하면, IEEE 802.16m 프레임 구성 No. 12의 (2)의 경우, 16m DL 및 16m UL에 사용되지 않는 시간 자원 중에서 DL 시간 존의 길이는 1748.571429μs이고 UL 시간 존의 길이는 1234.285714μs이다. IEEE 802.16x의 기본 전송시간간격인 일 시간유닛이 0.5ms로 정의되는 경우, IEEE 802.16x가 이용가능한 시간 자원 중, 하향링크에서는 248.571429μs, 상향링크에서는 734.285714μs의 시간자원이 유휴(idle)로 비워진채 전송되게 된다. 즉, 1748.571429μs의 IEEE 16x DL 시간 존 중 248.571429μs에 해당하는 시간자원과, 1234.285714μs의 IEEE 16x UL 시간 존 중 734.285714μs에 해당하는 시간자원이 IEEE 802.16m과 IEEE 802.16x 둘 다에 사용되지 않게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 특수(special) 시간유닛을 특수(special) 시간유닛을 도입한다. 특수 시간유닛은 특수 서브프레임 혹은 슬롯으로 명명될 수도 있다. 본 실시예에 의하면, 무선 통신 시스템이 지원해야 하는 복수의 이종 시스템이 사용하는 시간유닛의 길이가 상이할 때, 시간자원이 효율적으로 활용될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서, 특수 시간유닛은 기본적으로 하향링크 OFDMA 심볼, 가드(guard) 시간, 상향링크 OFDMA 심볼로 구성될 수 있다. 특수 시간유닛에 포함되는 하향링크 OFDMA 심볼, 가드 시간, 상향링크 OFDMA 심볼의 개수는 일정 지속시간의 시간자원 내에 양립되어야 하는 이종 시스템들에 따라 다르게 구성될 수 있다. 이 특수 시간유닛의 구성은 표(table) 형태로 BS 및 UE에 기정의될 수도 있고, BS가 통신 환경에 따라 하향링크/상향링크 OFDMA 심볼의 개수와 가드시간을 정하여 UE에 통지할 수도 있다.
표 3은 도 4의 프레임 구성 No. 12 중 (2)의 시간자원에 본 실시예를 적용한 일 예를 나타낸 것이다.
표 3
시간유닛 인덱스(Time unit index) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
용도(Usage) D D D X X X S U X X
표 3에서 D는 하향링크 시간유닛, X는 해당 시스템에서 사용되지 않는 시간유닛, S는 특수 시간유닛, U는 상향링크 시간유닛을 의미한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 특수 시간유닛을 포함하여 구성된 프레임 구조를 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 6은 표 3에 따라 구성된 프레임 구조를 예시한다. 도 6에서, D는 하향링크 시간유닛, X는 해당 시스템에서 사용되지 않는 시간유닛, S는 특수 시간유닛, U는 상향링크 시간유닛을 의미한다.
도 6을 참조하면, 특수 시간유닛 S에서 처음 88.5711μs는 IEEE 802.16m 하향링크 OFDMA 심볼로 사용되거나 또는 가드로서 사용될 수 있다. IEEE 802.16x UE와 BS는 상기 특수 시간유닛 S 중 처음 88.5711μs에서 어떠한 신호도 보내지 않는다. 특수 시간유닛 S 중 뒤의 411.428857μs에 해당하는 시간자원은 IEEE 802.16x를 위한 상향링크 OFDMA 심볼로서 사용될 수 있다. OFDMA 심볼의 경계가 맞지 않는 경우, 상기 411.428857μs의 시간자원은 후치(post fix) 또는 아무런 신호도 전송되지 않는 시간으로 사용될 수도 있다.
이와 같이, 특수 시간유닛 S가 사용되는 경우, 하향링크에서는 하향링크에 이용가능한 시간 1748.571429μs 중 1500μs가 사용되고, 상향링크에서는 상향링크에 이용가능한 시간 1234.285714μs 중 911.428857μs가 사용되게 된다. 하향링크에서는 248.571429μs, 상향링크에서는 322.856857μs의 시간자원이 유휴(idle)로 비워진채 전송되게 된다. 따라서, 도 5와 비교하여, 도 6에서는 불사용되는 시간자원이 줄어들게 된다.
표 3에서는 일 프레임에 1개의 특수 시간유닛이 구성되었으나, 복수의 특수 시간유닛이 구성되는 것도 가능하다. 표 4는 도 4의 프레임 구성 No. 12 중 (2)의 시간자원에 본 실시예를 적용한 다른 예를 나타낸 것이다.
표 4
시간유닛 인덱스(Time unit index) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
용도(Usage) D D D S1 X X S2 U S3 X
표 3에서 D는 하향링크 시간유닛, X는 해당 시스템에서 사용되지 않는 시간유닛, S1, S2, S3는 특수 시간유닛, U는 상향링크 시간유닛을 의미한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 특수 시간유닛을 포함하여 구성된 프레임 구조를 다른 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 7은 표 7에 따라 구성된 프레임 구조를 예시한다. 도 7에서, D는 하향링크 시간유닛, X는 해당 시스템에서 사용되지 않는 시간유닛, S1, S2, S3 각각은 특수 시간유닛, U는 상향링크 시간유닛을 의미한다.
도 7을 참조하면, 특수 시간유닛 S1에서 앞쪽 248.571429μs는 IEEE 802.16x를 위한 하향링크 OFDMA 심볼로 사용될 수 있다. 일부 OFDMA 심볼 경계가 맞지 않는 경우, 상기 특수 시간유닛 S1에서 앞 248.571429μs는 후치(post fix) 혹은 아무것도 전송되지 않는 시간으로 사용될 수도 있다. 상기 특수 시간유닛 S1의 뒤쪽 251.428571μs는 IEEE 802.16m을 위한 상향링크 OFDMA 심볼로서 사용되거나 또는 가드로 사용될 수 있다. IEEE 802.16x UE와 BS는 상기 특수 시간유닛 S1의 뒤쪽 251.428571μs에서 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
특수 시간유닛 S2에서, 앞쪽 88.5711μs는 IEEE 802.16m을 위한 하향링크 OFDMA 심볼로서 사용되거나 또는 가드로서 사용될 수 있다. 상기 특수 시간유닛 S2에서 앞쪽 88.5711μs에 해당하는 시간자원이 가드로서 사용되는 경우, IEEE 802.16x UE와 BS는 상기 가드에서 어떠한 신호도 전송하지 않는다. 특수 시간유닛 S2 중 뒤쪽 411.428857μs에 해당하는 시간자원은 IEEE 802.16x를 위한 상향링크 OFDMA 심볼로서 사용될 수 있다. OFDMA 심볼의 경계가 맞지 않는 경우, 상기 411.428857μs의 시간자원은 후치(post fix) 또는 아무런 신호도 전송되지 않는 시간으로 사용될 수도 있다.
특수 시간유닛 S3에서, 처음 322.856857μs는 IEEE 802.16x를 위한 상향링크 OFDMA 심볼로 사용된다. S1 및 S2에서와 마찬가지로, OFDMA 심볼 경계가 맞지 않는 경우, 상기 특수 시간유닛 S3의 처음 322.856857μs는 후치(post fix) 또는 아무런 신호도 전송되지 않는 시간으로 사용될 수도 있다. 나머지 177.14314μs는 가드 혹은 IEEE 802.16m을 위한 하향링크 OFDMA 심볼로 사용될 수 있다. 나머지 177.14314μs가 IEEE 802.16m을 위한 하향링크 OFDMA 심볼로 사용되더라도, 상기 하향링크 OFDMA 심볼에서는 IEEE 802.16x 엔터티들이 아무런 신호도 전송하지 않는다.
도 7에서는 복수의 특수 시간유닛이 사용되어, 도 6에 비해 불사용되는 시간자원이 더 줄어들게 된다.
본 발명의 BS는 적어도 두 가지 이종 시스템을 지원할 수 있다. 예를 들어, 상기 BS는 IEEE 802.16m 모드로 동작하는 IEEE 802.16m UE와 IEEE 802.16x 모드로 동작하는 IEEE 802.16x UE과 일 프레임에서 통신할 수 있다. 상기 BS는 상기 프레임 내 시간 자원 중 일부에 IEEE 802.16m UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 시간유닛을 구성하고, 나머지 시간 자원에는 IEEE 802.16x UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 시간유닛을 구성할 수 있다.
IEEE 802.16x 시간유닛의 길이가 일정한 경우, 상기 BS는 소정 지속시간을 갖는 IEEE 802.16x 프레임을 복수의 IEEE 802.16x 시간유닛으로 구분하고, 상기 복수의 IEEE 802.16x 시간유닛 중 일부에 IEEE 802.16x 모드로 상기 BS에 연결된 IEEE 802.16x UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 전송을 스케줄링할 수 있다. 이때, 상기 BS는 상기 IEEE 802.16x 시간유닛을 IEEE 802.16m에서 불사용되는 시간 존 내에서 구성한다. IEEE 802.16m에서 불사용되는 상기 시간 존의 길이가 IEEE 802.16x 시간유닛의 배수가 아닌 경우, IEEE 802.16x 시간유닛으로 활용되지 못하는 시간자원이 생기게 된다. 본 발명의 방법 1에 따른 BS는 IEEE 802.16x 및 IEEE 802.16m 둘 다에서 불사용되는 시간자원을 줄이기 위해, IEEE 802.16x 프레임 내 IEEE 802.16x 시간유닛들 중 IEEE 802.16x 시간 존과 IEEE 802.16m 시간 존의 경계에 위치하는 적어도 하나의 IEEE 802.16x 시간유닛을 특수 시간유닛으로 구성한다. 즉, 상기 BS는 IEEE 802.16x 시간 존과 IEEE 802.16m 시간 존에 걸쳐 있는 IEEE 802.16x 시간유닛(들) 중 적어도 하나를 특수 시간유닛으로서 구성힌다.
상기 BS는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간 존에 속하는 시간자원(이하, IEEE 802.16x 시간자원)은 IEEE 802.16x UE와의 상/하향링크 전송에 사용하고, IEEE 802.16m 시간 존에 속한 시간자원(이하, IEEE 802.16m 시간자원)은 IEEE 802.16m UE와의 상/하향링크 전송에 사용한다. 다시 말해, 상기 BS는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간자원에는 IEEE 802.16x UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 있으나, IEEE 802.16m UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 없다. 마찬가지로, 상기 BS는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16m 시간자원에는 IEEE 802.16m UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 있으나, IEEE 802.16x UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 없다.
상기 BS는 프레임 구성을 나타내는 정보를 상기 BS에 의해 서비스되는 지역 내 IEEE 802.16m UE 및/또는 IEEE 802.16x UE에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 BS가 표 2의 프레임 구성 No. 12로 IEEE 802.16m 프레임을 구성하고, 상기 프레임 구성 No. 12의 비사용 서브프레임에 해당하는 시간자원에 IEEE 802.16x 시간유닛을 할당한다고 가정하자. 이 경우, 상기 BS는 IEEE 802.16m UE(들)에 상기 프레임 구성 No. 12를 나타내는 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 또한, 상기 BS는 IEEE 802.16x UE(들)을 위해 구성한 프레임의 구성을 나타내는 정보를 상기 IEEE 802.16x UE(들)에게 전송할 수 있다. 상기 BS의 커버리지 내 IEEE 802.16m UE와 IEEE 802.16x는 상기 BS에 의해 전송된 프레임 구성정보를 수신하고, 해당 프레임 구성정보에 맞춰 상기 BS와의 통신을 위한 프레임을 구성할 수 있다.
IEEE 802.16x UE는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16m 시간 존에 속한 시간자원에서는 상기 BS로부터 하향링크 신호를 수신하지 않으며, 상기 BS로 상향링크 신호를 전송하지 않는다. 마찬가지로, IEEE 802.16m UE는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간 존에 속한 시간자원에서는 상기 BS로부터 하향리크 신호를 수신하지 않으며, 상기 BS로 상향링크 신호를 전송하지 않는다.
한편, 상기 BS는 상기 IEEE 802.16m 시간 존에 IEEE 802.16m 프레임 구성에 따라 IEEE 802.16m의 상/하향링크 서브프레임을 구성하여, 상기 IEEE 802.16m 시간 존에서 IEEE 802.16m UE와 통신을 수행할 수 있다.
<방법 2: 시간유닛의 길이가 기정의되지 않은 경우>
방법 1의 실시예들은, 특정 값으로 기정의된 길이의 시간유닛을 사용하는 시스템과 상기 특정 값과 다른 길이의 시간유닛을 사용하는 시스템을 지원하기 위한, 효율적인 프레임 구성방법을 제시한다. 즉, 방법 1의 실시예에서는, 고정된 길이의 시간유닛이 프레임에 할당되어야 한다는 것을 전제한다. 고정된 길이의 시간유닛이 프레임에 구성되는 경우, 상기 프레임 내 모든 시간유닛의 길이는 동일하다. 그러나, 일 프레임에서 지원되어야 하는 시스템이 고정된 길이의 시간유닛을 사용하도록 제약되지 않을 수도 있다. 다시 말해, 프레임마다 할당된 시간유닛의 길이가 달라질 수도 있으며, 일 프레임에 상이한 길이의 시간유닛들이 할당될 수도 있다. 예를 들어, 한가지 길이의 시간유닛이 아니라, 다양한 길이의 시간유닛들이 IEEE 802.16x 시스템에서 정의될 수도 있다. 즉, IEEE 802.16m 시스템에서 여러 개의 서브프레임 타입이 정의되듯이, IEEE 802.16x 시스템에서도 여러 개의 서브프레임이 결정될 수 있다. 예를 들어, 5개 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임, 6개 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임, 7개 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임이 IEEE 802.16x를 위해 정의될 수 있다. IEEE 802.16x를 위한 시간자원에 최대한 많은 OFDMA가 배치되도록, 서브프레임의 조합이 결정될 수 있다. IEEE 802.16x를 위한 시간자원 중 부득이하게 남겨진 시간 자원은 아무 신호도 전송되지 않는 유휴 시간으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 일 OFDMA 심볼이 차지하는 심볼 지속시간이 83.32μs라고 가정하면, 도 4 중 프레임 구성 No. 12의 (2)에 따른 IEEE 802.16x DL 시간 존에는 최대 20개의 OFDMA 심볼이 구성될 수 있으며, 20개의 OFDMA 심볼이 구성되는 경우, 상기 IEEE 802.16x DL 시간 존 중 82.1651786μs가 남겨진다. 20개의 OFDMA 심볼은 5개 OFDMA 심볼로 구성되는 서브프레임에 의해 구성될 수도 있고, 7개 OFDMA 심볼로 구성되는 서브프레임 2개 및 6개 OFDMA 심볼로 구성되는 서브프레임 1개에 의해 구성될 수도 있다. 도 4 중 프레임 구성 No. 12의 (2)에 따른 IEEE 802.16x UL 시간 존에는 최대 14R개의 OFDMA 심볼이 구성될 수 있으며, 14개의 OFDMA 심볼이 구성되는 경우, 상기 IEEE 802.16x UL 시간 존 중 67.80μs가 남겨진다.
도 8은 본 발명을 수행하는 사용자기기(UE) 및 기지국(BS)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
UE는 상향링크에서는 송신장치로 동작하고 하향링크에서는 수신장치로 동작한다. 이와 반대로, BS는 상향링크에서는 수신장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신장치로 동작할 수 있다.
UE 및 BS는 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, UE 및 BS는 UE 또는 BS에 포함된 송신기 및 수신기, 메모리 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 본 발명을 수행하도록 구성된 프로세서(400a, 400b)를 각각 포함한다. 상기 UE 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 BS 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 UE 또는 BS 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 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될 수 있다. 각 안테나 포트로부터 전송된 신호는 UE 내 수신기(300a)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나 포트에 대응하여 전송된 참조신호는 UE의 관점에서 본 안테나 포트를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나 포트를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 UE로 하여금 상기 안테나 포트에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나 포트는 상기 안테나 포트 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 포트 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 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 UE 또는 BS 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 레이어로 변환한다. 상기 K개의 레이어는 송신기 내 송신처리기를 거쳐 송신 안테나(500a, 500b)를 통해 전송된다. UE 및 BS의 송신기(100a, 100b) 및 수신기(300a, 300b)는 송신신호 및 수신신호를 처리하는 과정에 따라 다르게 구성될 수 있다.
메모리(200a, 200b)는 프로세서(400a, 400b)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(200a, 200b)가 버퍼로서 활용될 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.
본 발명의 BS 프로세서(400b)는 적어도 두 가지 이종 시스템을 지원할 수 있다. 예를 들어, 상기 BS 프로세서(400b)는 IEEE 802.16m 모드로 동작하는 IEEE 802.16m UE와 IEEE 802.16x 모드로 동작하는 IEEE 802.16x UE를 모두 지원하는 프레임을 구성할 수 있다. 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 프레임 내 시간 자원 중 일부에 IEEE 802.16m UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 시간유닛을 구성하고, 나머지 시간 자원에는 IEEE 802.16x UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 시간유닛을 구성할 수 있다.
IEEE 802.16x 시간유닛의 길이가 일정한 경우, 상기 BS 프로세서(400b)는 소정 지속시간을 갖는 IEEE 802.16x 프레임을 복수의 IEEE 802.16x 시간유닛으로 구분하고, 상기 복수의 IEEE 802.16x 시간유닛 중 일부에 IEEE 802.16x 모드로 상기 BS에 연결된 IEEE 802.16x UE(들)을 위한 상향링크 및/또는 하향링크 전송을 스케줄링할 수 있다. 이때, 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 IEEE 802.16x 시간유닛을 IEEE 802.16m에서 불사용되는 시간 존 내에서 구성한다. 본 발명의 방법 1에 따른 BS 프로세서(400b)는, 소정 지속시간을 갖는 IEEE 802.16x 프레임 내, IEEE 802.16x 시간유닛들 중 IEEE 802.16x 시간 존과 IEEE 802.16m 시간 존의 경계에 위치하는 적어도 하나의 IEEE 802.16x 시간유닛을 특수 시간유닛으로 구성할 수 있다. 즉, 상기 BS 프로세서(400b)는 IEEE 802.16x 시간 존과 IEEE 802.16m 시간 존에 걸쳐 있는 IEEE 802.16x 시간유닛(들) 중 적어도 하나를 특수 시간유닛으로서 구성할 수 있다.
상기 BS 프로세서(400b)는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간 존에 속하는 시간자원(이하, IEEE 802.16x 시간자원)은 IEEE 802.16x UE와의 상/하향링크 전송에 사용하고, IEEE 802.16m 시간 존에 속한 시간자원(이하, IEEE 802.16m 시간자원)은 IEEE 802.16m UE와의 상/하향링크 전송에 사용하도록 BS 송수신기(100b, 300b)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간자원에는 IEEE 802.16x UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 있으나, IEEE 802.16m UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 없다. 마찬가지로, 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16m 시간자원에는 IEEE 802.16m UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 있으나, IEEE 802.16x UE를 위한 상/하향링크 전송을 스케줄링할 수 없다.
상기 BS 프로세서(400b)는 IEEE 802.16m UE용 프레임 구성 및/또는 IEEE 802.16x용 프레임 구성을 나타내는 프레임 구성정보를 상기 BS에 의해 서비스되는 지역 내 IEEE 802.16m UE 및/또는 IEEE 802.16x UE에게 전송하도록 상기 BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 BS 프로세서(400b)가 표 2의 프레임 구성 No. 12로 IEEE 802.16m 프레임을 구성하고, 상기 프레임 구성 No. 12의 비사용 서브프레임에 해당하는 시간자원에 IEEE 802.16x 시간유닛을 할당한다고 가정하자. 이 경우, 상기 BS 프로세서(400b)는 IEEE 802.16m UE(들)에 상기 프레임 구성 No. 12를 나타내는 정보를 브로드캐스트하도록 상기 BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 BS 프로세서(400b)는 IEEE 802.16x UE(들)을 위해 구성한 프레임의 구성을 나타내는 정보를 상기 IEEE 802.16x UE(들)에게 전송하도록 상기 BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 상기 BS의 커버리지 내 IEEE 802.16m UE 수신기(300a)와 IEEE 802.16x 수신기(300a)는 상기 BS에 의해 전송된 프레임 구성정보를 수신하고, 상기 IEEE 802.16m UE 프로세서(400a)와 상기 IEEE 802.16x 프로세서(400a)는 해당 프레임 구성정보에 맞춰 상기 BS와의 통신을 위한 프레임을 구성할 수 있다.
상기 IEEE 802.16x UE 프로세서(400a)는, 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16m 시간 존에 속한 시간자원에서는, 상기 BS로부터 하향링크 신호를 수신하도록 IEEE 802.16x UE 수신기(300a)를 제어하지 않으며 상기 BS로 상향링크 신호를 전송하도록 IEEE 802.16x UE 송신기(100a)를 제어하지 않는다. 즉, 상기 IEEE 802.16x UE 송수신기(100a, 300a)는 상기 IEEE 802.16m 시간 존에 속한 시간자원에서는 상기 BS와 통신을 수행하지 않는다. 마찬가지로, IEEE 802.16m UE 프로세서(400a)는 상기 특수 시간유닛 중 IEEE 802.16x 시간 존에 속한 시간자원에서는 상기 BS로부터 하향리크 신호를 수신하도록 IEEE 802.16m UE 수신기(300a)를 제어하지 않으며, 상기 BS로 상향링크 신호를 전송하도록 IEEE 802.16m UE 송신기(100a)를 제어하지 않는다. 즉, 상기 IEEE 802.16m UE 송수신기(100a, 300a)는 상기 IEEE 802.16x 시간 존에 속한 시간자원에서는 상기 BS와 통신을 수행하지 않는다.
한편, 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 IEEE 802.16m 시간 존에 IEEE 802.16 프레임 구성에 따라 IEEE 802.16m의 상/하향링크 서브프레임을 구성하며, 상기 IEEE 802.16m 시간 존에서 IEEE 802.16m UE와 통신을 수행하도록 상기 BS 송수신기(100b, 300b)를 제어할 수 있다.
UE가 여러 이종 시스템을 지원가능한 경우, 예를 들어, 상기 UE는 상기 지원가능한 여러 이종 시스템 중 BS가 지원하는 모드로 상기 BS에 접속/연결하고, 해당 모드의 프레임 구조를 이용하여 상기 BS와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 UE가 IEEE 802.16m 모드와 IEEE 802.16x 모드로 동작할 수 있는 경우, 상기 UE는 IEEE 802.16m BS에는 IEEE 802.16m 모드로 접속하고 IEEE 802.16m 프레임 구조를 이용하여 상기 IEEE 802.16m BS와 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 UE는 IEEE 802.16x BS에는 IEEE 802.16x 모드로 접속하고, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 IEEE 802.16x 프레임 구조를 이용하여 상기 IEEE 802.16x BS와 통신을 수행할 수 있다. 한편, 둘 이상의 특정 이종 시스템이 상기 BS와 상기 UE에 의해 지원가능한 경우, 상기 UE는 상기 BS에 상기 둘 이상의 특정 이종 시스템 중 일 시스템 모드로 접속/연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 UE와 상기 BS가 IEEE 802.16m 시스템과 IEEE 802.16x 시스템을 모두 지원가능한 경우, 상기 UE는 상기 BS와 IEEE 802.16m 모드와 IEEE 802.16x 모두 중 하나로 접속하여 접속된 모드의 프레임 구조를 이용하여 상기 BS와 통신할 수 있다.
이제까지, IEEE 802.16m 프레임 구조에 이종 시스템을 구성하는 형태로 본 발명의 실시예들이 설명되었다. 그러나, 이와는 반대로, 이종 시스템의 프레임의 일부를 유보(reserve)하고, 상기 유보된 시간자원이 IEEE 802.16m 시스템에 할당되는 것도 가능하다. 이종 시스템의 시간유닛의 길이가 본 발명의 방법 1에서와 같이 소정 길이, 예를 들어, 0.5ms 혹은 1ms로 고정되어 있는 경우, 프레임 내 복수 시간유닛 중 하나 또는 그 이상이 IEEE 802.16m에 할당되고, 상기 범위에서 IEEE 802.16m BS와 UE가 통신을 수행하는 것도 가능하다. 이 경우, 본 발명에서 설명한 바와 같이, IEEE 802.16m 프레임 구성이 지원되는 경우에는 상기 이종 시스템에 대한 정보가 IEEE 802.16m UE에 시그널링되지 않더라도, 상기 IEEE 802.16m UE이 상기 이종 시스템과 상기 IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 BS와 통신할 수 있다. 그러나, IEEE 802.16m 프레임 구성과 다른 프레임 구성이 사용되는 경우, IEEE 802.16m UE가 상기 이종 시스템을 위한 시간 존을 인지하지 않은 채 명확하게 동작할 수 있도록, 상기 이종 시스템의 프레임 구조가 구성되어야 한다. BS는 IEEE 802.16m에만 할당된 시간유닛에서만 상향링크/하향링크 신호를 스케줄링하거나, 중계 존(relay zone)을 설정하고 상기 중계 존에 관한 정보를 추가적으로 IEEE 802.16m UE에 시그널링함으로써, 상기 IEEE 802.16m UE로 하여금, 상기 이종 시스템을 위한 시간 존을 인지하지 않은 채, 상기 BS와 통신할 수 있도록 할 수 있다. 이는 IEEE 802.16m 프레임 구조에서 이종시스템이 동작하도록 설정되는 경우에도 해당된다. 중계 존이 IEEE 802.16m의 프레임 혹은 이종 시스템의 프레임에 구성되는 경우, BS는 중계(relay)에 관한 정보를 시스템 구성 디스크립터(System Configuration Descriptor)와 같은 브로드캐스트 정보 형태로 UE에 브로드캐스트할 수 있다. 또한, BS는 전용 중계 존(dedicated relay zone)의 구성 정보를 UE에 브로드캐스트할 수 있다.
본 발명에서 이종 시스템은 TD-LTE, TDS(Telephone and Data System)-CDMA(Code Division Multiplexing Access) 등 TDD 기반의 다양한 시스템을 포함하며, 특정 TDD 시스템으로 제한되지 않는다.
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 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 기지국에 있어서,
    소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하는 단계;
    상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 하나로 구성하는 단계를 포함하는,
    프레임 구성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1시간유닛과 상기 제3시간유닛의 상기 제1부분에, 상기 제1통신모드로 동작하는 제1사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송을 스케줄링하는 단계를 포함하는,
    프레임 구성방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3시간유닛의 상기 제2부분은 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원을 포함하는,
    프레임 구성방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2시간유닛과, 상기 제3시간유닛 중 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원에 상기 제2통신모드에서 동작하는 제2사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송을 스케줄링하는 단계를 포함하는,
    프레임 구성방법.
  5. 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 사용자기기에 있어서,
    기지국과 상기 제1통신모드로 연결하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 프레임 구성 정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 구성 정보에 따라 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 하나로 구성하는 단계를 포함하는,
    프레임 구성방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기지국으로부터, 상기 제1시간유닛과 상기 제3시간유닛의 상기 제1부분에 대한 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 기지국과 상향링크 전송 혹은 하향링크 전송을 수행하는 단계를 포함하는,
    프레임 구성방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제3시간유닛의 상기 제2부분은 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원을 포함하는,
    프레임 구성방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사용자기기가 상기 기지국과 제2통신모드로 연결된 경우, 상기 제2시간유닛과 상기 제3시간유닛 중 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원에서 상기 기지국과 통신하는,
    프레임 구성방법.
  9. 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 기지국에 있어서,
    사용자기기와 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 송수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 어느 하나로 구성하도록 구성된,
    기지국
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1시간유닛과 상기 제3시간유닛의 상기 제1부분에, 상기 제1통신모드로 동작하는 제1사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송을 스케줄링하도록 구성된,
    기지국.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제3시간유닛의 상기 제2부분은 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제2시간유닛과, 상기 제3시간유닛 중 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원에 상기 제2통신모드에서 동작하는 제2사용자기기를 위한 상향링크 혹은 하향링크 전송을 스케줄링하도록 구성된,
    기지국.
  12. 제1통신모드와 상기 제1통신모드와는 다른 제2통신모드를 지원하는 사용자기기에 있어서,
    기지국과 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 송수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 제1통신모드로 상기 기지국에 접속하도록 상기 송수신기를 제어하고; 상기 기지국으로부터 프레임 구성 정보를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하며; 상기 프레임 구성 정보에 따라, 소정 지속시간(duration)의 프레임 내 시간자원을 동일 길이를 갖는 복수의 시간유닛으로 분할하고, 상기 복수의 시간유닛 각각을 상기 제1통신모드를 위해 전용되는 제1시간유닛, 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2시간유닛, 상기 제1통신모드를 위해 사용되는 제1부분 및 상기 제1통신모드에서 불사용되는 제2부분으로 구분되어 상기 제1시간유닛과 상기 제2시간유닛을 연결하는 제3시간유닛 중 어느 하나로 구성하는,
    사용자기기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 송수신기는 상기 기지국으로부터 상기 제1시간유닛과 상기 제3시간유닛의 상기 제1부분에 대한 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 기지국과 상향링크 전송 혹은 하향링크 전송을 수행하도록 상기 송수신기를 제어하는,
    사용자기기.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제3시간유닛의 상기 제2부분은 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 사용자기기가 상기 기지국과 제2통신모드로 연결된 경우, 상기 제2시간유닛과 상기 제3시간유닛 중 상기 제2통신모드에 전용되는 시간자원에서 상기 기지국과 통신하도록 상기 송수신기를 제어하는,
    사용자기기.
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