JP2009538032A - 無線通信システムにおける効果的で効率的な送信のために無線資源を構成する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法を提供する。
【解決手段】直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法において、アクセスターミナル(AT)からフィードバック情報を受信する段階と、前記フィードバック情報に基づいてCP(cyclic prefix)とデータ部分の可変期間及びCPの可変個数のうち少なくとも一つを使用して室内環境または室外環境用データパケットを構成する段階と、前記構成されたデータパケットをATに送信する段階とを含んでデータパケット送信方法を構成する。
【選択図】図1
【解決手段】直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法において、アクセスターミナル(AT)からフィードバック情報を受信する段階と、前記フィードバック情報に基づいてCP(cyclic prefix)とデータ部分の可変期間及びCPの可変個数のうち少なくとも一つを使用して室内環境または室外環境用データパケットを構成する段階と、前記構成されたデータパケットをATに送信する段階とを含んでデータパケット送信方法を構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、データを送信する方法に関するもので、特に、無線通信システムにおける効果的で効率的な送信のために無線資源を構成する方法に関するものである。
セルラー通信において、当業者は、1G、2G及び3Gという用語を頻繁に用いる。これら用語は、使用されるセルラー技術世代を示す。すなわち、1Gは第1世代を示し、2Gは第2世代を示し、3Gは第3世代を示す。
1Gは、AMPS(Advanced Mobile Phone Service)電話システムとして知られたアナログ電話システムを示す。2Gは、一般的に全世界に広がったデジタルセルラーシステムを示すために使用され、CDMAOne、GSM(Global System for Mobile communications)及び時分割多重アクセス(TDMA)を含む。2Gシステムは、1Gシステムより密集された領域でより多くの使用者を支援することができる。
3Gは、一般的に現在展開されているデジタルセルラーシステムを示す。これら3G通信システムは、多少の重大な差異点を有するが、概念的には互いに類似している。
最近の無線通信システムにおいて、使用者(またはモバイル)は、妨害のないサービスを楽しみながら自由に歩き回ることができる。このために、無線システムの全ての種類の異なる条件及び環境下で通信システムのサービスの効率及び効果を改善する方式及び技術開発が重要である。多様な条件及び環境に対処し、通信サービスを向上させるために、不必要な信号伝送の減少を含む多様な方法は、より効果的で効率的な送信を促進するとともに、資源を解放させるのに使用される。
本発明は、従来技術の限界及び短所による一つ以上の問題点を実質的に除去できる、無線通信システムにおける効果的で効率的な送信のために無線資源を構成する方法に関するものである。
本発明の目的は、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法を提供することにある。
本発明の他の利点、目的及び特徴は、部分的には以下の説明に記載されており、部分的には当業者にとって自明であるか、本発明の実行を通して知ることができる。本発明の目的及び利点は、添付された図面のみならず、詳細な説明及び特許請求の範囲に記載された構造によって実現及び獲得される。
本発明の目的によって上記の目的及び他の利点を達成するために、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法として、アクセスターミナル(AT)からフィードバック情報を受信する段階と、前記フィードバック情報に基づいてCP(cyclic prefix)とデータ部分の可変期間及びCPの可変個数のうち少なくとも一つを使用して室内環境または室外環境用データパケットを構成する段階と、前記構成されたデータパケットをATに送信する段階とを含む方法が提供される。
本発明の他の形態において、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法として、前記無線資源をノードツリーに対応するように構成する段階と、前記ノードツリーから一つのノードを各使用者に割り当て、前記各使用者が前記割り当てられたノート及び前記割り当てられたノードから由来する一つ以上のノードを一緒に使用する段階と、一つ以上のノードがノードツリーから割り当てられない場合、前記一つ以上の割り当てられないノードを正規データトーン、ガードトーンまたはパイロットトーンのうち少なくとも一つに割り当てる段階とを含む方法が提供される。
本発明の他の形態において、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法として、前記無線資源をノードツリーに対応するように構成する段階と、各無線資源をノードツリーのノードに割り当て、前記ノードがタイルである段階と、一つ以上のタイルが使用されない場合、前記一つ以上の割り当てられないタイルを正規データトーン、ガードトーンまたはパイロットトーンのうち少なくとも一つに割り当てる段階とを含む方法が提供される。
上述した一般的な説明と本発明の詳細な説明は、例示的なものであり、本発明を具体的に説明するために提供されたものである。
本発明によると、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法を提供することができる。
また、本発明によると、直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。図面において、同一の部分または類似した部分には、可能な限り同一の参照番号を付している。
データ送信において、送信機及び/または受信機の環境は送信に影響を与える。環境は、2個の範疇、すなわち、室内環境及び室外環境に分類される。
室内環境では、一般的に遅延拡散が小さく、送信機及び/または受信機が低速動作または停止している。結果的に、この環境(例えば、室内環境)では、より狭いトーン(またはサブキャリア)が使用されるという点で直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)のCP(cyclic prefix)の長さが減少する。
シンボル当たりのCPが短くなるほど、データ送信のために使用されるエネルギーは、より小さいCPオーバーヘッドのために増加する。すなわち、総データ送信時間は、より狭いOFDMトーンの使用によって更に増加し、結果的にデータシンボル期間がより長くなる。
図1は、より長いデータシンボル期間を示した例示的な図である。図1を参照すると、以前のOFDMは2個のCPを有し、それぞれのCPはx個のチップの長さを有する。その後、128個のチップの長さを有するデータシンボルが存在する。新しいOFDMシンボルにおいて、x個のチップの長さを有する一つのCPが存在し、その後に256個のチップを有するデータシンボルが存在する。ここで、以前のOFDMシンボル(または上部シンボル)は、室外環境のためのシンボル設計として見なされ、新しいOFDMシンボル(または下部シンボル)は、室内環境のためのシンボル設計として見なされる。
すなわち、上部OFDMシンボルは、期間Tにかけて2個のCPを必要とするが、下部(新しい)OFDMシンボルは、ただ一つのCPを必要とする。これは、xとしてCP長さが選択された例である。データチップの長さまたは数を変更可能な他のCP長さが使用されることもあり、室内環境に対して、CP長さが小さくなることもある。
また、図1の例では、上部(以前の)OFDMシンボルのデータ部分に対して128個のチップを用いるが、他のサンプルチップサイズが使用されることもある(例えば、256個のチップ)。また、倍数が上記のように2である必要はなく、3、4などの他の倍数が使用されることもある。
使用者の移動性のために、使用者は、頻繁に室外環境から室内環境に移動したり、室内環境から室外環境に移動する。一般的に、セルラーシステムにおいて、OFDM数秘学(numerologies)は、室外環境で性能を最適化するように設計される。他のセットのフォーマットまたはOFDM数秘学は、室内使用に一層効果的になるように設計される。
モバイル(または使用者)が室内及び室外環境の間を歩き回るので、フレーム/スロット構造がその2個の環境に対して同期されるように、室内及び室外フォーマットのOFDMシンボル境界が周期的にアラインされる。この方法は、モバイルが2個の環境の間を移動するとき、ターゲットシステムの同期及び獲得のために遅延を除去することができる。また、この方法は、2個の環境の間の遷移を容易にするために、2個の環境(例えば、異なるフォーマットは、時分割マルチプレキシング方式で異なるインターレースに使用される。)に適したシステムを設計するのに有用である。
例えば、一つのインターレースは室内用として使用され、他のインターレースは室外用として使用される。すなわち、室内環境及び室外環境のためのサブパケットがインターレースされる。これは、室内セルと室外セルとの間の境界領域で助けになる。また、インターレース(例えば、室内及び室外のインターレーシング)の混合は、室内使用者と室外使用者との間のトラフィック必須要件に依存して適応することができる。
本発明の実施例は、室内使用に適したOFDMフォーマットセットを説明し、そのシンボル期間は室外フォーマットの倍数である。同一のフレーム/スロット構造が両環境に使用されるように、両フォーマットのシンボル境界が周期的にアラインされる。また、一つのシステムは、単一化されたフレーム/スロット構造を用いて二つの形態のOFDMフォーマットを時間的にマルチプレキシングすることができる。
システム帯域幅より大きいかそれと同一のサンプリング周波数に対応する最小の高速フーリエ変換(FFT)大きさは、OFDM信号を送信及び/または受信するのに使用される。例えば、1.68MHz基盤のクロックで、このようなシステム帯域幅に一般的に使用される2048の代わりに、1536のFFT大きさが20.16MHzまでのシステム帯域幅のための室外展開(または室外環境)に使用される。以下、異なるCP及びトーンスペーシングを有する他の例を説明する。
次の説明は、異なるシンボル設計と関連したOFDMシンボル設計及び数秘学に関するものである。例えば、設計は、室外環境のための1.2288MHz及び1.68MHzクロック(またはチップ)レートに基づいて行われる。室外環境のためのフォーマットは、従来の設計に基づいており、室外環境のためのフォーマットは、より狭いトーン(またはサブキャリア)スペーシングを有するより短いCPを有することができる。したがって、CPオーバーヘッドが減少する。すなわち、スロット/フレーム当たりのCPオーバーヘッドが減少することで、シンボル期間が室外シンボル期間の二倍になる。最後に、スロット/フレーム構造は、室内及び/または室外展開(または環境)のためにアラインされる。
次の表は、室内及び室外環境のためのOFDMシンボル設計数秘学の多様な例を示している。実際のOFDMシンボル設計数秘学は、次の例に限定されることなく、他の数秘学が具現されることもある。
叙述されたフォーマットは、室内環境のために意図されたものであるが、遅延拡散がCP期間と低移動度より小さい任意の環境にも適用される。
上述したように、多様な数秘学が室内及び室外環境に適用される。動作において、数秘学は、基地局(またはネットワーク)の位置によって構成される。特に、基地局(BS)またはネットワークは、まず、室内または室外シンボル数秘学がアクセスターミナル(AT)からのチャネル品質情報(CQI)及び/またはセクター情報(例えば、CQIカバー)に基づいているかを判定することができる。
CQIに基づいた室内環境にATが位置するとBSまたはネットワークが判定する場合、BS(またはネットワーク)は、ATに順方向リンク(FL)のための室内数秘学を使用するように指示する。すなわち、BSは、室内数秘学を使用してデータを伝送する。
さらに、CQIに基づいた室内環境にATが位置するとBSが判定する場合、BS(またはネットワーク)は、ATに逆方向リンク(RL)のための室内数秘学を使用するように指示する。すなわち、BSは、BSにデータを伝送するとき、ATに室内数秘学を使用するように指示する。
さらに、CQIに基づいた室外環境にATが位置するとBSまたはネットワークが判定する場合、BS(またはネットワーク)は、ATに順方向リンク(FL)のための室外数秘学を使用するように指示する。すなわち、BSは、室外数秘学を使用してデータを伝送する。
さらに、CQIに基づいた室外環境にATが位置するとBSが判定する場合、BS(またはネットワーク)は、ATに逆方向リンク(RL)のための室外数秘学を使用するように指示する。すなわち、BSは、BSにデータを伝送するとき、ATに室外数秘学を使用するように指示する。
ATが室内または室外であることを表す室内または室外数秘学の応用において、ATを一つの位置から他の位置に移動させることができる。すなわち、ATは、室内環境から室外環境に、または室外環境から室内環境に移動することができる。この場合、ハンドオフ(またはハンドオーバー)が各環境の間で発生しうる。
上述したように、BS(またはネットワーク)からATに室内または室外数秘学を使用するようにする指示を伝送するにおいて、スーパーフレームプリアンブルが使用される。スーパーフレームは、25物理的フレーム及びプリアンブルで構成される。それぞれの物理的フレームは、8個のOFDMシンボル(例えば、8×113.93μs(6.51μs CP)=911.44μs))で構成される。また、プリアンブルは、8個のOFDMシンボルを含む。また、第1RL物理的フレームは、FL及びRL伝送をアラインするように延長される。図2は、FL及びRLのスーパーフレーム構造を示した例示的な図で、図3は、FL及びRLのスーパーフレーム構造を示した他の例示的な図である。
室内及び室外動作を具現するために、多少の物理的フレームが室内動作に割り当てられる。この情報は、スーパーフレームプリアンブルに含まれる。室内環境のために割り当てられた物理的フレームは、減少したCP期間及び/または異なる数秘学を有する。
また、2個のスーパーフレーム構造、すなわち、室内環境のためのスーパーフレーム構造及び室外環境のためのスーパーフレーム構造がある。ここで、スーパーフレームは、互いにアラインされる。両フレーム構造は、信頼性のある獲得のために共通スーパーフレームプリアンブルを共有可能であるが、減少したCP期間及び/または異なる数秘学を有する異なる物理的フレームを有することができる。
OFDMシステムにおいて、時間及び周波数資源のうち一部が互いに割り当てられる。時間及び周波数資源の一部を割り当て、効率的な資源割り当てを容易にするために、全ての資源が複数のブロック(タイル(tile))に分割される。すなわち、複数のブロック(タイル)が互いに割り当てられる。
一般的に、ブロックまたはタイルは、16個のサブキャリア及び8個のシンボル(例えば、OFDMシンボル)で構成される。ブロック(またはタイル)はサブタイルに細分化される。
表18乃至表21は、タイル当たりに固定された32個のトーン(またはサブキャリア)を有するタイル設計の例を示している。タイル当たりに固定された数のトーンを有することで、タイル当たりに統一された数のトーン(例えば、128トーン/タイル)が異なるサブキャリアスペーシング及びCP+W(ウィンドウ時間)と関係なしに与えられる。すなわち、全ての場合に対して、同一の資源分割方式が用いられる。
また、各時間は、図4に示すように、2進ツリーノードとして使用者に割り当てられる。図4は、資源割り当てのためのツリー構造を示した例示的な図である。
図4を参照すると、ノード((8,0)乃至(8,7))は、1.25MHzの帯域幅を有する表18に対するタイルを示している。ノードは、多様な方式で割り当てられる。例えば、一つのノードが一人の使用者に割り当てられ、任意の数のノードがそれぞれの使用者に割り当てられ、ノードジャンク(すなわち、(4,1)、(2,1)または(1,0))が一人の使用者に割り当てられる。ここで、(4,1)は、2個の連続されたタイル((8,2)及び(8,3))を意味し、(2,1)は、4個の連続されたタイル((8,4)乃至(8,7))を意味し、(1,0)は、一人の使用者に1.25MHzの8個のファイルが割り当てられたことを意味する。
また、任意のタイプのツリー構造は、与えられた時間及び周波数資源で全ての数のタイルを満足させるのに使用される。すなわち、他のタイプのツリー構造も同一の目的を達成するために使用される。上述したように、図4は、ツリー構造(例えば、2進ノードツリー)の一例を示している。
上記の2進ツリー構造(または任意の他のツリー構造)が資源割り当てに使用されると、余分の(または残余の)タイル及び/または余分の(または残余の)トーンがある。これは、表18乃至表21の最後の2個のカラム("余分のタイルの#"及び"残余のトーンの#")に示されている。
これら余分の(または残余の)タイル及び/またはトーンは、正規データトーン、ガードトーンまたはパイロットトーンとして使用される。特に、余分の(または残余の)トーンは、各タイルの間に挿入されたパイロット信号として使用される。
表18乃至表21に示したタイル設計に基づいて、追加的なタイル設計が具現される。これらタイル設計は、タイル大きさを制御または調節する方式で余分の(または残余の)タイルを減少させることに重点を置いている。
表22乃至表25は、タイル当たりに異なる数のトーンを有するタイル設計の例を示している。タイル当たりに異なる数のトーンを有することで、より効率的に資源が割り当てられるとともに、余分の(または残余の)タイルの数が減少する。
表に示すように、帯域幅及び/またはトーンスペーシングに依存して、余分の(または残余の)タイルが発生する。小さい数の余分または残余のタイル(例えば、1または2タイル)が、例えば、ガードタイルとして使用される。一般的に、2個のタイルは、5MHz帯域幅でガードトーンに使用される。また、余分または残余のタイルは、データトーン及び/またはパイロットトーンに使用される。また、これら余分または残余のトーンは、正規データトーン、ガードトーン、各タイルの間に挿入されるパイロットトーンと同一の方法で使用される。
本発明の範囲を逸脱しない限度内で多様な変更及び修正が可能である。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲及びその同等物内で提供される本発明の変更及び修正をカバーする。
Claims (20)
- 直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムでデータパケットを送信する方法において、
アクセスターミナル(AT)からフィードバック情報を受信する段階と、
前記フィードバック情報に基づいてCP(cyclic prefix)とデータ部分の可変期間及びCPの可変個数のうち少なくとも一つを使用して室内環境または室外環境用データパケットを構成する段階と、
前記構成されたデータパケットをATに送信する段階と
を含むことを特徴とするデータパケット送信方法。 - 前記フィードバック情報は、チャネル品質情報及びセクター情報のうち一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 前記データパケットは、複数の物理的フレーム及びプリアンブルを表すことを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 前記プリアンブルは、前記データパケットが前記室内環境または室外環境のためのものであるかを表すことを特徴とする請求項3に記載のデータパケット送信方法。
- 逆方向リンク及び順方向リンクのためのデータパケットが周期的にアラインされることを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 前記構成されたデータパケットは、前記室内及び室外環境の時間的にマルチプレクスされたフォーマットを表すことを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 前記構成されたデータパケットは、1.2288MHz、1.68MHZまたはこれらの倍数のチップレートを有することを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 前記室内環境用として構成されたデータパケットは、室外環境用として構成されたデータパケットより狭いトーンスペーシング及び短いCPを有することを特徴とする請求項1に記載のデータパケット送信方法。
- 直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法において、
前記無線資源をノードツリーに対応するように構成する段階と、
前記ノードツリーから一つのノードを各使用者に割り当て、前記各使用者が、前記割り当てられたノート及び前記割り当てられたノードから由来する一つ以上のノードを一緒に使用する段階と、
一つ以上のノードがノードツリーから割り当てられない場合、前記一つ以上の割り当てられないノードを正規データトーン、ガードトーンまたはパイロットトーンのうち少なくとも一つに割り当てる段階と
を含む無線資源割り当て方法。 - 前記無線資源は、タイルであることを特徴とする請求項9に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記タイルは、16個のサブキャリア及び8個のOFDMシンボルで構成されることを特徴とする請求項10に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記タイルは、構成可能な数のサブキャリア及びOFDMシンボルを有することを特徴とする請求項10に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記タイルは、32個以上のサブキャリア及び4個以上のOFDMシンボルで構成されることを特徴とする請求項12に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記OFDMシステムは、可変サブキャリアスペーシング及びCPを有することを特徴とする請求項9に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記ノードツリーは、2進ノードツリーであることを特徴とする請求項9に記載の無線資源割り当て方法。
- 直交周波数分割マルチプレキシング(OFDM)システムで無線資源を割り当てる方法において、
前記無線資源をノードツリーに対応するように構成する段階と、
各無線資源をノードツリーのノードに割り当て、前記ノードがタイルである段階と、
一つ以上のタイルが使用されない場合、前記一つ以上の割り当てられないタイルを正規データトーン、ガードトーンまたはパイロットトーンのうち少なくとも一つに割り当てる段階と
を含む無線資源割り当て方法。 - 前記タイルは、構成可能であることを特徴とする請求項16に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記タイルは、32個以上のサブキャリア及び4個以上のシンボルで構成されることを特徴とする請求項17に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記使用されないタイルは、各タイルの間に挿入されたパイロットトーンとして使用されることを特徴とする請求項16に記載の無線資源割り当て方法。
- 前記ノードツリーは、2進ノードツリーであることを特徴とする請求項16に記載の無線資源割り当て方法。
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