KR100871244B1

KR100871244B1 - 무선 통신 시스템에서 안전 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100871244B1
Application number: KR1020040017812A
Authority: KR
Inventors: 박중신; 임근휘; 장홍성; 심재정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2008-11-28
Also published as: EP1726138A4; US7333463B2; WO2005088925A1; US20050202822A1; KR20050091607A; EP1726138A1; EP1726138B1

Abstract

본 발명은무선 통신 시스템에서 핸드오버 단말에게 안전 채널을 할당하여 데이터 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 기지국은 매 프레임마다 상기 핸드오버 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 Bin 옵셋과 부채널의 개수를 결정하고, 상기 핸드오버 단말을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보를 포함하며, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성한 후 상기 프레임 내에서 상기 맵 정보를 전송하는 시점에 상기 생성된 맵 정보를 전송하는 과정과, 상기 핸드오버 단말은 상기 기지국으로부터 매 프레임마다 수신된 상기 맵 정보 요소를 수신하고, 상기 맵 정보 요소에 상응하는 할당된 안전 채널에서 미리 결정된 프레임의 수 동안 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.

광대역 무선 접속 시스템, 휴대인터넷, Safety channel, MAP 정보 요소.

Description

무선 통신 시스템에서 안전 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 방법 및 시스템{Method and System for transmitting data using a Safety channel in Broadband Wireless Access System}

도 1은 일반적인 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안전 채널을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서의 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안전 채널의 사용을 위한 MAP 정보 요소의 구조를 도시한 도면,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 안전 채널을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 도시한 흐름도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 안전 채널을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 MAP 정보 요소를 해석하기 위한 동작을 도시한 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 분할 다중 접속 시스템에서 밴드 적응적 변조 및 코딩 방식을 사용하여 데이터를 전송하기 위한 방법 및 시스템 대한 것이다.

상기 이동통신 시스템의 대표적인 시스템이 셀룰라 시스템이다. 셀룰라 시스템이란, 무선 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 기지국과 상기 기지국과 유선 네트워크를 연결하기 위한 시스템이다. 또한 이러한 셀룰라 시스템으로 대표적인 시스템은 코드분할 다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 셀룰라 이동통신 시스템이 있다.

상기 셀룰라 시스템은 기본적으로 음성 통신을 제공하기 위해 개발되었으나, 현재에는 다양한 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템들이 등장하기에 이르렀다. 또한 사회가 급속도로 발전하면서, 각 사용자들마다 요구되는 데이터의 양이 증가하고 있으며, 보다 많은 데이터를 보다 빨리 전송할 수 있기를 원하고 있다. 따라서 코드분할 다중접속 방식을 사용하는 셀룰라 시스템에서 이를 지원하기 위해 다양한 연구가 이루어져 왔다.

한편, 사용자들에게 보다 많은 양의 데이터를 고속으로 제공하기 위해 코드 분할 다중접속 방식과 다른 방식인 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 시스템에 대한 연구가 한창 진행 중에 있다. 또한 상기 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 시스템을 상용화하기 위해 현재 많은 논의가 이루어지고 있다. 이에 따라 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE")의 IEEE 802.16 표준화 그룹은 고정 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d 표준 제정을 추진하고 있다.

상기 OFDM 방식은 시간 분할 접속(Time Division Access 이하, TDA라 약칭함)과 주파수 분할 접속(Frequency Division Access 이하, FDA라 약칭함) 기술을 결합하는 2차원 접속 방법으로 정의할 수 있다. IEEE P802.16d/D3-2004에서는 전체 대역을 부반송파(sub carrier) 단위로 나누고 이들 부반송파들 중 몇 개를 모아 그룹화하여 부채널(sub channel)로 하여 각 부채널을 사용자들에게 할당하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방법을 사용하고 있다. 때문에 시스템 내의 모든 사용자 단말들은 전체 대역에 걸쳐 넓게 퍼진 부반송파들로 구성된 부채널을 사용하게 된다. 때문에 상기 OFDMA 방식을 사용하는 시스템(이하, OFDMA 시스템이라 함)은 데이터를 소정의 서브 채널을 구성하는 일부 부반송파들에 나누어 실어 전송한다.

한편, 광대역 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템은 기지국에 연결된 모든 사용자가 채널을 공유하여 사용하며, 각 사용자가 채널을 사용하는 구간은 매 프레임마다 기지국에 의하여 할당된다. 그러므로 기지국은 접속 정보를 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보로 나누고, 매 프레임 앞부분에 상기 상향 접속 정보와 하향 접속 정보를 할당하여 모든 사용자에게 방송한다.

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도 1은 일반적인 광대역 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 상하향 링크를 포함한 프레임 구조를 도시한 블록도이다. 상기 도 1에서 프레임에서 세로축은 여러 개의 부채널 번호(S, S+1, S+2, ..., S+L)(147)를 나타내며, 시간축(t)인 가로축은 OFDMA 심볼의 번호(145)를 나타낸다.

상기 도 1을 참조하면, 프레임은 하향 링크(Down Link : DU)(149)와 상향 링크(Up Link : UP)(153)가 시간 분할되어 있으며, 1개의 OFDMA 프레임은 다수개(예를 들어, 12개)의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수개(예를 들어 L개)의 부채널들로 구성된다. 이러한 OFDMA 시스템은 시스템에서 사용하는 데이터 부반송파들을 전체 주파수 대역에 분산시켜 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 획득하는 통신 시스템이다.

상기 하향 링크(149)는 송신측 단말기와 수신측 기지국간의 동기를 맞추기 위한 프리엠블(111)이 가장 앞단에 포함되고, 다음으로 FCH(Frame Control Header) (113), DL_MAP(115), UL_MAP(117)과 같은 브로드케스트(broadcast, 방송) 데이터 정보가 포함되며, 이어서 전송되는 심볼들에 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들이 포함된다.

상기 상향 링크는 각 상향 링크 버스트(137, 139, 141) 앞에 송신측 단말기와 수신측 기지국간의 동기를 맞추기 위한 프리엠블(131, 133, 135)들이 존재하며, 기지국 수신 전력을 조정하는 레인징 부채널(143)이 존재하게 된다. 상향 버스트(137, 139, 141)와 하향 버스트(121, 123, 125, 127, 129)들의 위치와 할당에 관한 정보는 DL_MAP(115), UL_MAP(117)를 통하여 상기 기지국이 상기 단말에게 알려주고 상기 단말은 이 정보를 통해 매 프레임마다 주파수와 심볼이 결합된 부채널을 가변적으로 할당 받아서 기지국과 통신하게 된다. 즉 매 프레임마다 고정된 부채널이 아닌 서로 다른 부채널을 사용하게 된다.

또한, 하향 링크에서 상향 링크로의 변환시에 일정 시간의 공백 구간, 즉 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간(TTG : Transmit/receive Transition Gap)을 가지며, 상향 링크에서 하향 링크로의 변환시에도 즉, 프레임이 달라지는 경우에도 일정 시간의 공백 구간, 즉 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간(RTG : Receive/transmit Transition Gap)을 가진다. 이러한 상기 변환을 위한 시간이 경과한 후에는 프리엠블(preamble) 영역을 두어 단말이 시스템 동기를 획득할 수 있도록 한다.

이와 같은 프레임내에서 각 단말의 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 전 가장 양호한 코딩율 및 전송률에 따라 코딩 및 변조 방법을 채택하여 데이터를 전송한다. 이러한 코딩율 및 전송율은 단말의 셀 내 위치에 따라 결정할 수 있다. 즉, 기지국과 단말간 채널 상태의 변화는 단말의 위치에 따라 가변적일 수 있다. 이러한 위치에 따른 채널 상태는 일반적으로, 셀 중심에 위치한 단말은 채널 상태가 좋다. 따라서, 셀 중심의 단말에게는 효율이 높은 변조 방식 및 낮은 코딩율을 적용한다. 반면에 단말이 셀 경계면에 위치한 경우 이웃한 기지국들로부터 간섭을 받아 채널 상태가 열악할 수 있다. 때문에 효율이 낮은 변조 방식 및 높은 코딩율을 적용함으로써 전송 효율보다는 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.

그러나 종래의 OFDMA 시스템에서는 전체 대역으로 넓게 퍼진 부 반송파들로 구성된 부 채널을 사용하므로 데이터를 전송하고자 하는 채널 상태가 양호하다고 판단되는 경우에만 효율이 높은 변조 방식 및 코딩율을 사용하여 전송할 수 있다. 그러므로, 단말이 자신의 채널 상태에 따라 품질이 양호하다고 판단되는 일부 주파수 밴드만을 사용하여 채널 품질에 따라 코딩이나 변조 방법 등을 변경하는 것은 불가능하다. 일반적으로 부채널 상태가 매우 나쁘다고 보고된 채널일지라도 경우에 따라서는 일부 주파수 밴드에서는 높은 품질을 보일 수 있다. 왜냐하면, 하나의 부 채널은 다수의 주파수 밴드 혹은 다수의 부 반송파들로 구성되기 때문이다.
그러므로 상기한 바와 같이 상태가 나쁘다고 보고된 특정 채널에 포함된 부 반송파들 중 특정 부 반송파는 높은 품질을 보일 수 있다. 따라서 이러한 경우 전체 채널의 품질에 따라 변조 방법과 코딩률을 결정하는 방법 대신에 높은 품질을 보이는 주파수 밴드들만을 사용하여 높은 효율을 갖는 변조 방법과 코딩률을 사용하여 전송할 수 있도록 하는 방법을 사용한다면 데이터 전송 효율을 높일 수 있게 된다.

단말이 셀의 경계에 위치하는 경우, 채널의 품질은 다른 셀과의 신호 간섭으로 인하여 열화되기 쉬운데 만약 셀 경계에서도 단말이 양호한 품질을 가질수 있는 임의의 주파수 밴드를 제공한다면 이 밴드를 사용하여 위에서 설명한 효율적인 전송이 가능하게 될 것이다. 이러한 목적으로 각 셀에서 미리 예약되는 채널을 안전 채널(Safety channel)이라고 하며, 상기 안전 채널은 본 출원인이 2004년 3월 5일자로 한국에 출원한 출원번호 2004-15218호에 이미 상세히 개시하고 있다. 그런데 상기 안전 채널을 가지는 통신 시스템에서 현재 제공되고 있는 방법만으로는 상향링크 및 하향링크 MAP을 제공할 수 있는 방법이 없다.

삭제

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 채널 상황에 따라 안전 채널을 사용하여 데이터를 고속 전송하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 안전 채널을 사용하기 위해 새로운 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 안전 채널을 사용하는 광대역 무선 접속 시스템에서 새로운 MAP 정보 요소를 사용하여 상하향 링크의 버스트를 동시에 할당하여 오버헤드를 줄여 데이터를 전송하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 시스템은, 무선 통신 시스템에 있어서, 단말을 포함하며, 매 프레임마다 상기 핸드오버 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 Bin 옵셋과 부채널의 개수를 결정하고, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성한 후 상기 프레임 내에서 상기 맵 정보를 전송하는 시점에 상기 생성된 맵 정보를 전송하는 기지국을 포함하며, 상기 맵 정보 요소는 핸드오버 단말임을 지시하는 단말 식별자 정보, 상기 결정된 Bin 옵셋 정보 및 상기 결정된 부채널 개수 정보를 포함하며, 상기 핸드오버 단말은 상기 기지국으로부터 매 프레임마다 수신된 상기 맵 정보 요소를 수신하고, 상기 맵 정보 요소들을 해석하여 할당된 안전 채널에서 결정된 프레임의 수 동안 데이터를 송수신한다.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 무선 통신 시스템에서 핸드오버 단말에게 안전 채널을 할당하여 데이터 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 기지국은 매 프레임마다 상기 핸드오버 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 Bin 옵셋과 부채널의 개수를 결정하고, 상기 핸드오버 단말을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보를 포함하며, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성한 후 상기 프레임 내에서 상기 맵 정보를 전송하는 시점에 상기 생성된 맵 정보를 전송하는 과정과, 상기 핸드오버 단말은 상기 기지국으로부터 매 프레임마다 수신된 상기 맵 정보 요소를 수신하고, 상기 맵 정보 요소에 상응하는 할당된 안전 채널에서 미리 결정된 프레임의 수 동안 데이터를 송수신한다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 무선 통신 시스템에서 기지국에서 핸드오버 단말에게 안전 채널을 할당하여 데이터 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 매 프레임마다 상기 핸드오버 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 빈(Bin) 옵셋과 부채널의 개수를 결정하는 과정과, 상기 핸드오버 단말을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보를 포함하며, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성하는 과정과, 상기 생성된 맵 정보 요소를 상기 프레임 내에서 상기 맵 정보를 전송하는 시점에 전송하는 과정을 포함한다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 무선 통신 시스템에서 안전 채널 할당에 따른 핸드오버 단말의 데이터 통신 방법에 있어서, 기지국으로부터 매 프레임마다 핸드오버 단말을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보 및 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 포함하는 상기 맵(MAP) 정보 요소를 수신하는 과정과, 상기 맵 정보 요소에 상응하게 할당된 안전 채널에서 결정된 프레임의 수 동안 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 무선 통신 시스템에서, 데이터 송수신을 위해 기지국이 핸드오버 단말에 안전 채널을 할당하는 방법에 있어서, 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 포함하는 맵 정보 요소(MAP IE), 핸드오버 단말임을 지시하는 핸드오버 단말 식별자 정보 및 빈 옵셋(bin offset) 정보를 송신하는 과정과, 상기 맵 정보 요소에 따라 상기 핸드오버 단말로부터 데이터 버스트를 수신하는 과정을 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지 도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 안전 채널을 사용하기 위해 요구되는 MAP 정보 요소의 구성 방법과 이를 기지국과 단말이 생성하고 해석하는 방법을 제안한다. 안전채널은 각 셀에서 사용되지 않는 예약된 채널로 사용하지 않고 남겨 둠으로써 이웃 셀에 속한 단말이 셀 경계에서 받는 간섭량을 줄일 수 있도록 하고 이로써 해당 단말이 높은 품질을 갖는 채널을 가질 수 있도록 하는 것이다. 기존의 부 반송파를 그룹화하여 사용하는 방식과 달리 안전 채널을 사용하는 방식은 소규모 주파수 밴드를 특정 단말에게 독점적으로 부 채널로 할당하여 사용한다.

후술되는 본 발명은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access: BWA) 방식의 하나인 직교 주파수 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access 이하, OFDMA이라 함) 시스템에 바람직하게 적용할 수 있다. 상기 OFDMA 시스템에서 기지국(Base Station: BS)과 사용자 단말(Subscriber Station: SS)이 안전 채널을 사용하여 통신하는 경우, 상기 기지국이 상기 사용자 단말에게 안전 채널에 사용되는 할당 정보들을 단말에게 알려준다. 이를 위해서는 안전 채널을 위한 새로운 MAP 정보 요소를 정의하여야 한다. 그리고 새롭게 생성된 MAP 정보 요소의 전달 시 발생하는 오버헤드를 최소화할 수 있는 방안도 함께 고려되어야 한다. 따라서 이하, 후술되는 본 발명의 실시예에서는 광대역 무선 접속 시스템에서 안전 채널을 사용하는 하는데 필요한 낮은 오버헤드를 갖는 MAP 정보 요소의 형식을 새롭게 정의하고, 이러한 MAP 정보 요소를 생성하고 해석하기 위한 방식을 설명하기로 한다.

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도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드별 다중 코딩 방식을 사용하는 광대역 직교 주파수 다중화 접속 시스템에서 상하향 링크의 프레임 구조를 도시한 블록도이다. 상기 도 2에서 주파수 밴드별 다중 코딩 부 채널(Band AMC subchannel 이하, 서브 채널이라 약칭함)은 하향 k+1개, 상향 h개이며, 각각의 부 채널은 Band AMC DL Bust #k+1와 Band AMC UL Bust #h로 표시하여 도시하였다, 가로축은 OFDMA 심벌을 표시하며, 세로축은 부채널을 표시한다.

도 2를 참조하면, 프레임은 세로축을 기준으로 하나의 주파수 대역이 m+1개의 부 주파수 대역(Band 0, Band 1, Band 2, ..., Band m)으로 구분되며, 가로축 즉, 시간(t) 축을 기준으로 각각의 OFDM 심볼들이 Bin 형태로 구분된다. 여기서 상기 Bin은 소정 개수의 부반송파(sub carrier)들을 모아 구성한 주파수 분할 다중 코딩 방식 채널에서 사용하는 할당 단위를 의미한다.

도 2를 보다 상세히 설명하면, 상기 프레임은 하향 링크(DL)와 상향 링크(UL)로 구분되며, 각각의 링크의 앞 두 OFDMA 심벌 영역에 프리엠블을 포함하고, 다음 OFDMA 심벌 영역에 시스템 방송 정보 채널(System Information Channel 이하, SICH라 약칭함)을 포함한다. 상기 SICH는 모든 단말이 수신하여야 하는 방송 채널을 의미한다. 이후 이어지는 제어 영역은 상향 또는 하향 링크 MAP 정보 요소가 포함되는 하향 링크(DL: Downlink) 다이버시티 영역을 가진다. 이후 Band AMC DL 버스트가 포함되는 하향 링크 Band AMC 영역이 포함된다.

상기 하향 링크 다이버시티 영역에는 다이버시티 부채널과 다중 AMC 부채널을 통해 전송되는 각 DL/UL 버스트의 위치와 해당 단말을 지정하기 위한 MAP 정보 요소가 포함된다. 상기 MAP 정보 요소는 기존의 방식과는 달리 하향 MAP 정보 요소와 상향 MAP 정보 요소가 따로 배치되는 것이 아니라 서로 섞여서 배열되는데 이것이 가능한 것은 도2의 OFDMA 시스템에서는 상하향 MAP 정보 요소가 같은 형식을 사용하기 때문이다. 상기 상향 및 하향 MAP 정보 요소가 공통 요소를 가지고 서로 섞여 배열되기 때문에 각 정보 요소들은 상향과 하향을 구별하기 위하여 정보 요소 내에 UL/DL Indication 필드를 가지고 있으며 이 값에 따라 해당 MAP 요소가 상향 링크에 대한 MAP 정보 요소인지 하향 링크에 대한 MAP 정보 요소인지를 구별할 수 있게 된다. 또한, 도 2의 MAP 정보 요소들은 다이버시티 부채널에 대한 정보 요소와 AMC 채널에 대한 MAP 정보 요소가 서로 섞여 배열될 수 있으며 이들을 구별하기 위하여 정보 요소 내에 Type 필드를 사용한다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 아래 각 필드에 대한 설명 부분에서 다루기로 한다.

기지국은 해당 단말이 부 주파수 대역들중 가장 좋은 채널 상황을 보이는 부 주파수 대역에 위치한 Bin을 가변적으로 할당하며, 할당된 위치를 본 발명에서 제안된 MAP 정보 형식을 사용하여 프레임의 상기 MAP 정보 요소 전송을 위한 제어 영역을 통해 방송된다. 여기서 할당되는 Bin의 개수는 Nsch의 값에 명시되며, 예를 들어 6개의 빈(Bin)을 하나의 전송을 위한 단위로 구성하여 버스트(burst)를 전송할 수 있다. 이러한 경우 하나의 단말에 하나의 전송 단위가 할당되는 경우 6개의 Bin이 한 단말에 할당되며, 한 단말에 2개의 전송 단위가 할당되는 경우 12개의 Bin이 할당되고, 한 단말에 4개의 전송 단위가 할당되는 경우 24개의 Bin이 할당된다. 이와 같이 다수의 Bin이 하나의 전송 단위로 묶일 때, Bin의 숫자는 대체로 대역폭에 따라 달라질 수 있는데, 대역폭이 10Mhz인 경우 6개의 Bin이 하나의 전송 단위로 묶이며, 대역폭이 20Mhz인 경우 12개의 Bin이 하나의 전송 단위로 묶일 수 있다. 이러한 전송 단위는 각 시스템마다 달라질 수 있다.

예를 들어, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 Band AMC DL 버스트는 12개의 Bin과 6개의 Bin으로 구성된 부채널을 통해 전송되고, 제 3 Band AMC DL 버스트 는 12개의 Bin으로 구성된 부채널을 통해 전송되며, 제 2 Band AMC DL 버스트는 6개 Bin으로 이루어진 2개의 서브 채널을 통해서 전송된다. 제5 Band AMC DL 버스트는 6개의 Bin으로 구성된 하나의 서브 채널을 통해 전송되며, 제 4Band AMC DL 버스트는 도 2에는 나타나 있지 않으나 생략된 부 대역 중 하나를 통해 전송될 것이다.

그리고 상기 부 주파수 대역들에는 미리 설정된 방식에 따라 안정화 채널(Safety Channel)이 할당된다. 이러한 안전 채널은 단말의 핸드오프 시에 사용된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 단말이 특정 기지국의 영역에서 통신을 수행하면, 도 2에 도시한 바와 같이 소정 부채널을 통해 데이터를 송신하게 된다. 이러한 부채널들은 다수의 서브 캐리어들이 모여서 이루어진 것이다. 따라서 상기 단말이 자신이 통신을 수행하던 기지국에서 인접한 다른 기지국의 영역으로 이동할 시 인접 기지국에서 동일한 서브 캐리어들로 데이터를 송신하게 된다. 그러면 상기 단말은 동일한 서브 캐리어간 간섭으로 인하여 원활히 통신을 수행할 수 없다. 따라서 본 발명에 따른 안전 채널을 사용하여 통신을 하게 되는 것이다. 즉, 단말은 인접한 다른 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안전 채널을 검출하여 현재 통신을 수행하는 기지국에게 상기 채널을 통해 통신을 요구한다.
그러면 상기 핸드오버를 수행하는 단말과 통신하는 기지국은 요구된 채널 즉, 안전 채널을 할당하여 통신이 원활히 이루어지도록 하는 것이다. 안전 채널을 이용한 통신은 상기 단말의 핸드오버가 종료될 때까지 할당해야만 한다. 또한 상기 기지국에서 안전 채널을 사용할 수 있는지를 단말로 알려야 하며, 특정 안전 채널이 하나의 단말에게만 점유되는 것을 방지하기 위해 할당되는 시간을 알려야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안전 채널의 사용을 위한 MAP 정보 요소의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 안전 채널에 사용하기 위한 MAP 정보 요소(MAP_IE) 포맷에서 최초 2비트의"Type"필드는 MAP 정보 요소의 형식(Type)을 나타낸다. 여기서 상기 형식 필드는 모두 4개의 형식(diversity, band AMC, circuit stream, safety)을 지원할 수 있도록 구성되어 있으나 각 형식에 대한 자세한 설명은 발명의 요지와는 관계가 없으므로 생략하기로 한다. 여기서는 안전 채널(safety)을 사용하므로 Type 값을 3으로 설정한다. 상기 Type 값은 시스템을 구성하는 운용자가 안전 채널의 Type 값을 다른 값을 사용하도록 구성할 경우 그에 따라 안전 채널을 지시하도록 하면 된다.

다음 1 bit의 "DL/UL indication"필드는 하향 링크와 상향 링크를 구별하기 위한 식별자를 나태는 필드로서, 해당 MAP 정보 요소가 하향 링크에 대한 Band AMC 부채널 할당인 경우 '0'의 값을 가지며, 상향 링크에 대한 부채널 할당인 경우 '1'의 값을 갖는다. 여기서 MAP 정보 요소는 기존의 IEEE 802.16 시스템과 달리 상향과 하향 버스트에 대해 서로 다른 형식을 사용하는 것이 아니라 필요에 따라 상기 형식을 갖는 하나의 공통된 형식을 사용하다. 이로써 필요에 따라 상향 및 하향 버스트 정보를 나타내는 MAP 정보 요소를 하나로 구성하는 것이 가능하고 이에 의해 MAP 정보 요소를 공지하기 위해 사용되는 시스템 오버헤드를 줄일 수 있다.

16 비트의 " Basic CID"필드는 해당 MAP 정보 요소를 수신할 단말의 연결 식별자를 나타낸다. 각 단말은 기지국에 초기 접속시 1개의 Basic CID를 할당 받으므로 상기 Basic CID를 사용하여 각 MAP 정보 요소를 수신할 단말을 표시한다. 상기 Basic CID 값을 통해 MAP 정보 요소의 수신처로 지정된 단말은 수신한 MAP 정보 요소에 포함된 각 변수들의 내용을 해석하여 기지국과 데이터를 송수신할 부채널의 위치를 찾아내고 정해진 시간에 해당 부채널을 통해 데이터를 송수신한다.

4비트의 "Nep" 필드는 해당 MAP 정보 요소에 의하여 단말이 송신 또는 수신해야 할 상향 (UL Burst)또는 하향 버스트(DL Burst)의 인코더 패킷(Encoder Packet) 크기를 나타낸다. 7비트의 "Bin Offset"필드는 안전 채널로 사용되는 Bin의 위치를 나타낸다. 이어지는 2비트의 "Nsch"필드는 상기 Bin Offest 정보에 의하여 단말이 수신하여야 할 데이터 버스트의 위치로 지정된 Bin 내에서의 부채널 크기 및 위치를 나타낸다.

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1비트의 "UL continue" 필드는 상기 MAP 정보 요소가 하향 링크에 대한 정보 요소일 때, 같은 프레임 안에서 단말에 할당될 상향 링크에 대한 MAP 정보 요소가 필요한 경우 바로 뒤에 동일 단말에 대한 축소된 상향 MAP 정보를 포함하기 위한 정보를 나타낸다. 여기서 만약, 상기 UL continue가 1로 설정된 경우는 동일 단말에 할당되는 상향 MAP 정보 요소에서 Type, DL/UL Indication Basic CID 등의 반복되는 정보는 제외하고, 할당과 직접적으로 관련된 부분만을 사용하도록 할 수 있다. 이를 통해 MAP 정보 요소로 인한 오버헤드를 줄이게 된다. 나머지 필드들인 Nep, Bin offset 및 Nsch는 상향링크의 정보를 지시한다는 점을 제외하면 하향링크에서 설명한 바와 동일하므로 그 설명은 이하에서 생략하기로 한다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 첨부된 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다. 상기한 정보를 생성하는 것은 앞에서 설명한 바와 같이 핸드오버를 수행하는 단말의 요구 또는 기지국이 핸드오버 단말을 검출함 의한 것이며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 단말이 상기 채널을 요구하는 경우로 가정하여 설명하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 안전 채널을 사용을 위한 MAP 정보 요소를 생성하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다. 여기서 MAP 정보 요소는 기지국이 단말에게 할당된 주파수 밴드와 사용할 코딩 방법 등을 알리기 위한 정보들이므로 상기 도 4a 및 4b에 대한 동작을 기지국의 입장에서 설명한다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 401단계에서 기지국은 MAP 정보 요소의 타입(Type)의 할당이 안전 채널에 대한 할당인지를 판단한다. 이러한 판단은 전술한 바와 같이 핸드오버를 수행하는 단말의 요구 또는 기지국이 핸드오버 단말을 검출하는 경우이다. 상기 판단한 결과가 안전 채널에 대한 할당이 아닌 경우에는 402단계에서 다이버시티 타입에 대한 MAP 정보 요소를 할당하는 소정의 동작을 수행한 후 동작을 종료한다. 반면, 판단한 결과가 안전 채널에 대한 할당인 경우에는 403단계에서 메시지 타입(Type)을 3으로 설정한다.

404단계에서 기지국은 Basic CID 필드에 해당 MAP 정보 요소를 수신할 단말의 ID를 설정하고, Nep 필드에 단말이 송수신 해야할 상향 버스트 또는 하향 버스트의 인코더(Encoder) 패킷 크기를 설정한다.

405단계에서 기지국은 하향 링크(DL) 또는 상향 링크(UL) 할당인지를 확인한다. 확인한 결과가 상향 링크(UL)에 대한 Band AMC 부채널 할당이면, 406단계에서 기지국은 UL/DL indicator 필드를 1로 설정한 후 408단계로 이동한다. 반면, 하향 링크(DL)에 대한 Band AMC 부채널 할당이면, 407단계에서 UL/DL indicator 필드를 0으로 설정한다.

408단계에서 기지국은 Bin Offset 필드에 사용할 Bin의 옵셋 값을 결정하고, 409단계에서 Nsch 필드에 지정된 Bin에서 사용할 부채널의 크기를 설정한다. 이후, 410단계에서 상기 기지국은 상술한 할당이 하향 링크(DL) 할당인지를 확인한다. 만약, 하향 링크 할당이 아니면 동작을 종료하고, 하향 링크 할당이면, 411단계에서 동일한 CID를 가진 UL자원의 할당이 필요한지를 판단한다. 이때, 판단한 결과가 필요하지 않은 경우라면, 412단계에서 UL continue를 필드를 0으로 설정한다.

반면, 상기 411단계에서 동일한 CID를 가진 UL 자원 할당이 필요한 경우라면, 413단계에서 기지국은 UL continue 필드를 1로 설정하고, 414단계에서 UL MAP 정보 요소를 위한 Nep 필드를 설정한다. 이후, 415단계에서 기지국은 UL MAP 정보 요소를 위한 Bin의 옵셋값을 결정한 후 416단계에서 Nsch 필드에 UL MAP 정보 요소로 지정된 Bin에서 사용할 부채널의 크기를 결정하여 기록한다. 여기서 상기 Bin의 옵셋 값은 단말에게 할당할 즉, 인접한 기지국의 안전 채널로 설정된 Bin을 지시하는 값이 된다. 그리고 Nsch 필드는 인접한 기지국의 안전 채널을 한 단말에게 전용하여 사용하지 않고 다른 핸드오버 단말과 공유하기 위해 서브 채널의 사용 구간을 정하기 위한 것이다.

다음으로 상기와 같이 생성된 MAP 정보 요소를 단말이 수신하여 해석하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 생성된 MAP 정보 요소를 해석하기 위한 동작을 도시한 흐름도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 501단계에서 단말은 수신된 MAP 정보 요소를 분석하여 Type 필드 값을 확인한다. 상기 Type 필드 값이 3으로 설정된 경우가 아니라면, 502단계에서 다른 Type에 대한 MAP 정보 요소를 해석하는 과정을 수행한 후 동작을 종료한다. 반면, Type 필드 값이 3으로 설정된 경우, 단말은 503단계에서 다음 1비트인 UL/DL Indicator 필드 값이 0으로 설정되었는지를 확인하다. 상기 UL/DL Indicator값이 0으로 설정된 경우가 아니라면, 504단계에서 단말은 상향 안전 채널에 대한 MAP 정보 요소로 해석하고, 0으로 설정된 경우라면, 505단계에서 하향 안전 채널에 대한 MAP 정보 요소로 해석한 다음 506단계로 진행한다. 506단계에서 단말은 16비트 기본 CID(Basic CID)를 해석한 후 507단계로 진행한다.

507단계에서 단말은 상기 기지국으로부터 수신된 MAP 정보 요소에 포함된 Basic CID가 초기 설정시 할당 받은 자신의 Basic CID와 일치하는 지를 판단한다. 만약, 수신된 MAP 정보 요소에 포함된 Basic CID가 자신의 Basic CID와 일치하지 않으면 동작을 종료하고, 일치하는 경우에는 508단계에서 다음 4비트의 Nep 필드를 해석하여 단말이 송수신해야 할 하향 버스트 또는 상향 버스트의 인코더 패킷 크기를 파악한다. 즉, Band bitmap을 작성한다.

509단계에서 단말은 다음 7비트를 Bin의 옵셋값으로 해석하고, 510단계에서 다음 2비트를 Nsch 값으로 해석한 후 511단계에서 지정된 Bin에서 사용할 부채널의 위치 및 크기를 계산한다.

그런 다음 512단계에서 단말은 이전에 검사한 UL/DL indicator의 값을 확인한다. 만약, 상기 UL/DL indicator의 값이 0이 아닌 경우이면, 즉, 이전에 해석한 값이 상향링크의 MAP 정보라면 상기 동작을 종료한다. 반면에 상기 UL/DL indicator의 값이 0으로 설정된 경우이면, 이전에 해석한 값이 하향링크으 MAP 정보라면 513단계에서 단말은 다음 1비트를 UL Continue 값으로 해석한다.
그런 다음 514단계에서 다시 단말은 상기 해석된 UL Continue 값이 1인지를 확인한다. 확인한 결과, 1이 아닌 경우라면 동작을 종료하고, 그렇지 않고 1로 설정된 경우라면, 515단계에서 다음 4비트를 상향 MAP 정보 요소의 Nep으로 해석하고, 516단계에서 다음 7비트를 상향 MAP 정보 요소의 Bin의 옵셋 값으로 결정한다. 이후 517단계에서 단말은 다음 2비트를 Nsch로 해석하여 부채널의 위치를 계산한 후 동작을 종료한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 안전 채널을 사용함으로써 필요한 MAP 정보 요소를 새롭게 생성 및 해석함으로써 단말 별로 안전 채널과 안전 채널에서 사용할 코딩 및 변조 방식 등을 효율적으로 할당할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상향과 하향 버스트의 MAP 정보를 나타내기 위하여 공통된 형식을 사용함으로써 필요에 따라 상향 및 하향 버스트 정보를 나타내는 MAP 정보 요소를 하나로 구성하는 것이 가능하고 이에 의해 MAP 정보 요소를 공지하기 위해 사용되는 시스템 오버헤드를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말에게 안전 채널을 할당하여 데이터 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서,

기지국은 상기 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 Bin 옵셋과 부채널의 개수를 결정하고, 상기 단말이 핸드오버 대상 단말임을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보를 포함하며, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성한 후 상기 생성된 맵 정보 요소를 전송하는 과정과,

상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 맵 정보 요소를 수신하고, 상기 수신한 맵 정보 요소에 상응하는 할당된 안전 채널을 통해 상기 기지국과 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
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제1항에 있어서, 상기 MAP 정보 요소는,

인코더 패킷의 개수 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
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무선 통신 시스템에 있어서,

단말과,

상기 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 Bin 옵셋과 부채널의 개수를 결정하고, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성하고, 상기 생성된 맵 정보 요소를 상기 단말로 전송하는 기지국을 포함하며,

상기 맵 정보 요소는 상기 단말이 핸드오버 대상 단말임을 지시하는 식별자 정보, 상기 결정된 Bin 옵셋 정보 및 상기 결정된 부채널 개수 정보를 포함하며,

상기 단말은 상기 기지국으로부터 매 프레임마다 수신된 상기 맵 정보 요소를 수신하고, 상기 맵 정보 요소들을 해석하여 할당된 안전 채널을 통해 상기 기지국과 데이터를 송수신함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
무선 통신 시스템에서 기지국에서 단말에게 안전 채널을 할당하여 데이터 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서,

상기 단말에 할당할 안전 채널을 지시하는 빈(Bin) 옵셋과 부채널의 개수를 결정하는 과정과,

상기 단말이 핸드오버 대상 단말임을 지시하는 단말 식별자 정보와 상기 결정된 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보를 포함하며, 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 설정하여 맵(MAP) 정보 요소를 생성하는 과정과,

상기 생성된 맵 정보 요소를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
제7항에 있어서, 상기 안전 채널의 할당 전에 상기 단말이 핸드오버 대상 단말인가를 검사하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
제8항에 있어서, 상기 단말이 핸드오버 대상 단말인가의 검사는 상기 단말로부터 안전 채널 할당 요구를 수신하였는지를 검사함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
제7항에 있어서, 상기 MAP 정보 요소는,

인코더 패킷의 개수 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
무선 통신 시스템에서 안전 채널 할당에 따른 단말의 데이터 통신 방법에 있어서,

기지국으로부터 핸드오버 대상 단말임을 지시하는 단말 식별자 정보와 Bin 옵셋 정보와 부채널의 개수 정보 및 상기 안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 포함하는 맵(MAP) 정보 요소를 수신하는 과정과,

상기 맵 정보 요소에 상응하게 할당된 안전 채널을 통해 상기 기지국과 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 통신 수행 방법.
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무선 통신 시스템에서, 데이터 송수신을 위해 기지국이 단말에 안전 채널을 할당하는 방법에 있어서,

안전 채널 할당을 지시하는 지시자를 포함하는 맵 정보 요소(MAP IE), 상기 단말이 핸드오버 대상 단말임을 지시하는 단말 식별자 정보 및 빈 옵셋(bin offset) 정보를 송신하는 과정과,

상기 안전 채널을 통해 상기 단말과 데이터를 송수신하는 과정을 포함하는 기지국이 단말에 안전 채널을 할당하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 안전 채널의 할당 이전에 상기 단말이 핸드오버 대상 단말인지 결정하는 과정을 더 포함하는 기지국이 단말에 안전 채널을 할당하는 방법.
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제13항에 있어서,

상기 맵 정보 요소는 인코더 패킷 개수 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 기지국이 단말에 안전 채널을 할당하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 맵 정보 요소는 부채널 개수 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 기지국이 단말에 안전 채널을 할당하는 방법.