KR101359676B1 - 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서공통제어채널 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서공통제어채널 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 기지국의 동작은, 공통제어신호 송신 시점이 도래하였는지 확인하는 과정과, 서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 존재하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널에 공통제어신호를 매핑하되, 이전 공통제어신호의 송신 시 적용된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널의 위치를 상호 스위칭하(switching)는 과정과, 상기 공통제어신호를 송신하는 과정을 포함하여, 스위칭되는 구조 및 분할 구조를 갖는 공통제어채널을 지원함으로써, 성가 공통제어채널로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다.
주파수 오버레이(frequency overlay), 멀티캐리어(multicarrier), 프레임 구조, 공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel), 동기채널(SCH : Synchronization CHannel), 방송채널(BCH : Broadcast CHannel).

Description

주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 공통제어채널 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EMPLOYING COMMON CONTROL CHANNEL AND BROADCAST CHANNEL IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM WITH FREQUENCY OVERLAY}
본 발명은 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)을 효율적으로 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 방송, 멀티미디어 영상, 멀티미디어 메시지 등과 같은 다양한 서비스를 사용자에게 제공하는 형태로 발전하고 있다. 특히, 차세대 무선 이동 통신 시스템은 고속 이동 사용자에게는 100Mbps 이상의 데이터 서비스 제공을, 저속 이동 사용자에게는 1Gbps 이상의 데이터 서비스를 제공하기 위해 개발되고 있다. 그 대표적 인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템이다. 상기 IEEE 802.16 시스템은 물리 계층(Physical Layer)에서의 광대역(Broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식을 적용한 통신 시스템이다.
광대역 무선통신 시스템에서 서로 다른 가용 대역폭을 갖는 단말들을 지원함은 물론, 하나 이상의 주파수 스펙트럼에서 다수의 주파수 대역들을 운용할 수 있어야 한다. 이와 같이 다양한 대역폭 또는 다수의 주파수 대역을 통해 신호를 송수신하기 위해 멀티캐리어(multi carrier) 방식 또는 주파수 오버레이(frequency overlay) 방식이 사용될 수 있다. 여기서 멀티캐리어 방식 또는 주파수 오버레이 방식은 서로 다른 대역폭 또는 하나 이상의 주파수 대역을 이용하여 동시에 신호를 송수신하는 것을 의미한다.
도 1은 광대역 무선통신 시스템의 기지국이 서로 다른 대역폭을 가진 단말을 지원하기 위해 주파수 대역을 다수 개로 분할 한 경우 예를 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 1개의 FA를 사용하는 단말A(110), 4개의 FA들을 사용하는 단말B(120) 및 2개의 FA들을 사용하는 단말C(130)이 존재하는 경우, 상기 단말A(110)은 FA#2를 사용하고, 상기 단말B(120)은 FA#1 내지 FA#4를 사용하고, 상기 단말C(130)은 FA#2 및 FA#3을 사용한다. 하지만, 상기 단말A(110)는 FA#2만을 사용할 수 있는 것이 아니고, FA#1 내지 FA#4 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다. 그리고, 상기 단말C(130)는 FA#1 내지 FA#4 중 임의의 2개의 FA들을 사용할 수 있다. 여기서 단말 특성에 따라 연속적인 FA 또는 비연속적인 FA 2개를 동시에 사용할 수 있다. 따라서, 기지국(150)은 접속 중인 단말들의 대역폭 사용 능력을 고려하여 각 단말의 사용 FA를 적절하게 조절해야한다. 기지국은 각 단말의 대역폭(대역 처리 능력)에 따라 하나 이상의 FA를 할당하여 신호를 송수신한다.
상술한 바와 같은 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서, 기지국은 모든 단말들에게 프레임 동기를 위한 동기신호 및 통신에 필요한 시스템 정보를 제공해야 한다. 동시에, 기지국은 서로 다른 개수의 FA를 사용하는 단말들을 동시에 지원해야 하므로, 모든 FA를 통해 상기 동기신호 및 상기 시스템 정보를 송신해야 한다. 하지만, 상기 동기신호 및 상기 시스템 정보는 트래픽 데이터와 배타적으로 자원을 점유하기 때문에, 상기 동기신호 및 상기 시스템 정보의 중복 송신은 시스템 용량을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 상기 동기신호 및 상기 시스템 정보로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위한 대안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 서로 다른 대역폭을 가지는 단말들에게 동기신호 및 시스템 획득 정보를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 목적은 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 동기신호 및 시스템 획득 정보로 인한 오버헤드(overrhead)를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 목적은 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 사용하는 FA 개수와 무관하게 모든 단말들이 접근할 수 있는 구조의 공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 목적은 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 FA들에 분산된 구조의 공통제어채널을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 목적은 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 매번 스위칭(switching)되는 구조의 공통제어채널을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 공통제어신호 송신 시점이 도래하였는지 확인하는 과정과, 서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 존재하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널에 공통제어신호를 매핑하되, 이전 공통제어신호의 송신 시 적용된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널의 위치를 상호 스위칭하는 과정과, 상기 공통제어신호를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 공통제어채널을 통해 수신되는 제1부분 공통제어신호를 획득하는 과정과, 공통제어신호 송신 주기 경과 후, 상기 공통제어채널을 통해 수신되는 제2부분 공통제어신호를 획득하는 과정과,상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 서로 다른 FA들에 존재하는 제1공통제어채널 및 제2공통제어채널을 통해 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호를 획득하는 과정과, 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 공통제어신호 송신 시점이 도래하면, 전체 공통제어신호를 분할한 부분 공통제어신호들을 제공하는 생성기와, 서로 다른 FA들에 존재하는 제1공통제어채널 및 제2공통제어채널에 공통제어신호를 매핑하되, 이전 공통제어신호의 송신 시 적용된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널의 위치를 상호 스위칭하는 매핑기들과, 상기 공통제어신호를 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5견지에 따르면, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 공통제어채널을 통해 수신되는 제1부분 공통제어신호를 획득받고, 공통제어신호 송신 주기 경과 후, 상기 공통제어채널을 통해 수신되는 제2부분 공통제어신호를 획득하는 수집기와, 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제6견지에 따르면, 주파수 오버레이를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 서로 다른 FA들에 존재하는 제1공통제어채널 및 제2공통제어채널을 통해 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호를 획득하는 수집기와, 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 스위칭(switching)되는 구조 및 분할된 구조를 갖는 공통제어채널을 지원함으로써, 상기 공통제어채널로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)로 인한 오버헤드(overrhead)를 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 공통제어채널은 단말의 기지국 접속을 위해 가장 우선적으로 수신해야할 신호들 및 정보를 송신하기 위한 채널로서, 일반적으로, 동기채널(SCH : Synchronization CHannel) 및 방송채널(BCH : Broadcast CHannel)을 포함한다. 상기 동기채널은 시간 및 주파수 동기 획득, 프레임 동기 획득, 셀 검색(cell searching), 셀 식별을 위한 신호를 전달하는 채널이다. 일반적으로, 상기 동기채널을 통해 미리 약속된 시퀀스(sequence)로 구성된 동기신호가 송신된다. 상기 방송채널은 셀 내 객체들이 통신을 수행하기 위해 반드시 알아야하는 시스템 정보를 방송(broadcasting)하기 위해 사용되는 채널이다. 예를 들어, CP(Cyclic Prefix) 길이, 대역폭(bandwidth), 자원 블록(resource block) 정보, 안테나 관련 정보 등이 상기 방송채널을 통해 방송된다. 즉, 단말은 상기 동기채널을 이용하여 프레임 동기를 획득한 후, 상기 방송채널을 통해 방송되는 정보들을 수신한다. 따라서, 상기 동기채널 및 상기 방송채널은 프레임 내에서 미리 약속된 위치에 고정적으로 존재한다.
이하 본 발명은 프레임 구조를 도식화한 도면을 참고하여 제안하고자 하는 공통제어채널의 구조에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위해, 4개의 FA(Frequency Assignment)들을 사용하는 기지국을 가정한다. 즉, 기지국이 반드시 4개의 FA들을 사용하는 것은 아니며, 3개 이하 또는 5개 이상의 FA들을 사용할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서, 서로 다른 개수의 FA들을 사용하는 기지국들이 혼재할 수 있다.
상기 공통제어채널은 도 2에 도시된 바와 같이 2개로 분리된 구조를 갖는다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 1개 FA의 대역을 점유하는 공통제어채널(210)은 1개 FA 대역폭의 1/2을 점유하는 공통제어채널1(211) 및 공통제어채널2(212)로 구성된다. 이에 따라, 상기 공통제어채널을 통해 송신되는 공통제어신호는 2개로 분할되고, 분할된 부분 공통제어신호들 각각은 상기 공통제어채널1(211) 및 상기 공통제어채널2(212)를 통해 송신된다. 여기서, 상기 공통제어신호는 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보를 포함하는 의미이다. 예를 들어, 동기신호인 경우, 동기신호의 전체 시퀀스는 2개의 시퀀스들로 분할되고, 분할된 시퀀스들로 구성된 부분 동기신호들 각각은 상기 공통제어채널1(211) 및 상기 공통제어채널2(212)에 포함된 동기채널들을 통해 송신된다.
따라서, 상기 공통제어채널1(211) 및 상기 공통제어채널2(212)를 통해 송신된 부분 공통제어신호들을 결합하면 전체 공통제어신호가 구성된다. 이때, 상기 공통제어채널1(211) 및 상기 공통제어채널2(212)의 위치는 상호 간 바뀔 수 있다. 즉, 상기 도 2의 (a)와 같이 상기 공통제어채널1(211)이 상위 대역, 상기 공통제어채널2(212)가 하위 대역에 위치하거나, 또는, 상기 도 2의 (b)와 같이 상기 공통제어채널2(212)가 상위 대역, 상기 공통제어채널1(211)이 하위 대역에 위치할 수 있다.
상기 도 2와 같은 구조의 공통제어채널은 프레임 내에서 도 3과 같이 사용된다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 공통제어채널1(301) 및 공통제어채널2(302)는 기지국의 중심 주파수 fc를 기준으로 구분되는 상위(upper) 대역 및 하위(lower) 대역에 각각 위치한다. 즉, 상기 공통제어채널1(301) 및 상기 공통제어채널2(302) 각각은 서로 다른 FA들에 위치하며, 상기 서로 다른 FA들은 기지국의 중심 주파수 fc에 인접한 FA들이다. 단, 매 공통제어채널 송신 시점마다, 상기 공통제어채널1(310) 및 상기 공통제어채널2(320)의 상호 간 위치가 스위칭(switching)된다. 다시 말해, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, n번째 공통제어채널 송신 시점(310)에서, 공통제어채널1(301)은 상위 대역에 위치하고, 공통제어채널2(302)는 하위 대역에 위치한다. 그리고, n+1번째 공통제어채널 송신 시점(320)에서, 공통제어채널2(302)는 상위 대역에 위치하고, 공통제어채널1(301)은 하위 대역에 위치한다. 그리고, n+2번째 공통제어채널 송신 시점(310)에서, 공통제어채널1(301)은 상위 대역에 위치하고, 공통제어채널2(302)는 하위 대역에 위치한다. 따라서, 상위 대역 및 하위 대역을 모두 사용하는 단말은 상기 공통제어채널1(301) 및 상기 공통제어채널2(302)를 모두를 통해 동시에 전체 공통제어신호를 검출한다. 반면, 상위 대역 또는 하위 대역 중 일부만을 사용하는 단말은 2회에 걸쳐 부분 공통제어신호들 수신한 후, 전체 공통제어신호를 검출한다.
상기 도 3과 같이 공통제어채널이 사용되는 경우, 단말의 사용 FA 개수에 따른 단말의 사용 대역 형태는 도 4와 같다. 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 단말은 공통제어채널이 존재하는 FA들 중 적어도 하나의 FA를 포함하는 대역에 반드시 접속해야한다. 즉, 1-FA 단말은 FA#2 및 FA#3 중 하나에 접속해야하며, FA#1 및 FA#4에 접속할 수는 없다. 그리고, 2-FA 단말은 FA#1-FA#2, FA#3-FA#4, FA#2-FA#3 중 하나의 형태로 접속해야한다. 2-FA 단말이 FA#1-FA#2, FA#3-FA#4 중 하나의 형태로 접속하였다면, 상기 2-FA 단말은 공통제어채널1 및 공통제어채널2에 동시에 접근할 수 없다. 따라서, 이 경우, 상기 2-FA 단말은 1-FA 단말과 동일하게 2회에 걸쳐 부분 공통제어신호들을 수신한 후, 전체 공통제어신호를 검출해야한다. 또한, 4-FA 단말은 전체 대역을 수신할 수 있으므로 동시에 전체 공통제어신호를 수신한다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같은 구조의 공통제어채널을 사용하는 기지국 및 단말의 동작 및 구성에 대해 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5을 참고하면, 상기 기지국은 501단계에서 n번째 공통제어신호 송신 시점이 도래하였는지 확인한다. 상기 공통제어신호는 주기적으로 송신되며, 공통제어채널을 통해 송신된다. 여기서, 상기 공통제어신호는 동기신호 및 시스템 정보를 포함하는 의미이다. 즉, 상기 기지국은 공통제어채널을 사용할 시점이 도래하였는지 확인한다.
상기 n번째 공통제어신호의 송신 시점이면, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 서로 다른 FA들에 존재하는 공통제어채널1 및 공통제어채널2에 상기 공통제어신호를 분할한 부분 공통제어신호들을 매핑한다. 다시 말해, 상기 기지국은 중심 주파수와 근접한 2개의 FA들에 위치한 공통제어채널1 및 공통제어채널2에 공통제어신호를 분할한 2개의 부분 공통제어신호들을 각각 매핑한다. 단, 상기 기지국은 n-1번째 공통제어신호 송신 시점에서 사용된 상기 공통제어채널1 및 상기 공통제어채 널2의 위치를 스위칭한다. 예를 들어, n-1번째 공통제어신호 송신 시점에서 상기 공통제어채널1이 FA#2에, 상기 공통제어채널2가 FA#3에 위치한 경우, 상기 기지국은 상기 공통제어채널1을 FA#3에, 상기 공통제어채널2를 FA#2에 위치시킨다. 예를 들어, 상기 공통제어채널1 및 상기 공통제어채널2의 구조는 상기 도 3에 도시된 바와 같다.
이후, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 하향링크 신호를 송신한다. 즉, 상기 기지국은 상기 503단계에서 상기 공통제어채널1 및 상기 공통제어채널2에 매핑된 신호들을 OFDM 심벌들로 변환하고, RF(Radio Frequency) 대역 신호로 상향변환한 후, 안테나를 통해 송신한다. 또한, 상기 기지국은 제어 메시지 및 트래픽 데이터들을 송신한다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 하나의 공통제어채널만 사용하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 6은 임의의 하나의 공통제어채널을 수신하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6를 참고하면, 상기 단말은 601단계에서 공통제어채널을 통해 수신되는 제1부분 공통제어신호를 획득한다. 즉, 공통제어신호는 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호로 나누어지고, 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호는 서로 다른 FA들을 통해 송신되므로, 상기 단말은 동시에 두 공통제어신호들을 수신할 수 없다. 여기서, 상기 공통제어신호는 동기신호 및 시스템 정보 신호를 포함하는 의미이다.
상기 제1부분 공통제어신호를 획득하고 공통제어신호 송신 주기 경과 후, 상기 단말은 603단계로 진행하여 상기 공통제어채널을 통해 수신되는 제2부분 공통제어신호를 획득한다. 예를 들어, 상기 공통제어채널1 및 상기 공통제어채널2의 구조는 상기 도 3에 도시된 바와 같다.
상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 획득한 후, 상기 단말은 605단계로 진행하여 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성한다.
이후, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 공통제어신호를 이용하여 동기 및 시스템 정보를 획득한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 전체 공통제어신호를 동기신호 및 시스템 정보 신호로 분리한다. 그리고, 상기 단말은 상기 동기신호를 이용하여 기지국과 동기화를 수행하고, 상기 기지국의 시스템 정보를 획득한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 모든 공통제어채널들을 사용하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 7은 다수의 FA들을 사용하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 701단계에서 서로 다른 FA들에 존재하는 공통제어채널1 및 공통제어채널2를 통해 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호를 획득한다. 여기서, 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호는 전체 공통제어신호를 분할한 것이다. 예를 들어, 상기 공통제어채널1 및 상기 공통제어채널2의 구조는 상기 도 3에 도시된 바와 같다.
상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 획득한 후, 상기 단말은 703단계로 진행하여 상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성한다.
이후, 상기 단말은 705단계로 진행하여 상기 공통제어신호를 이용하여 동기 및 시스템 정보를 획득한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 전체 공통제어신호를 동기신호 및 시스템 정보 신호로 분리한다. 그리고, 상기 단말은 상기 동기신호를 이용하여 기지국과 동기화를 수행하고, 상기 기지국의 시스템 정보를 획득한다.
상기 도 6 및 상기 도 7을 참고하여 설명한 실시 예에서, 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호는 동일한 것일 수 있다. 이 경우, 반복 송신을 통해 링크 성능이 향상된다. 즉, 상기 도 6에 나타난 절차에 따라 동작하는 단말은 한 전송 시점에서 하나의 공통제어신호를 수신한다. 이 경우, 링크 성능의 향상은 없으나, 한번에 공통제어신호 전체가 수신된다. 그리고, 상기 도 7에 나타난 절차에 따라 동작하는 단말은 한 전송 시점에서 두 개의 공통제어신호를 수신함으로써 반복전송을 통해 3 dB 이상의 결합 이득 및 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 공통제어신호생성기(802), 제어채널구성기(804), 다수의 매핑기들(806-1 내지 806-4), OFDM변조기(808), RF송신 기(810)를 포함하여 구성된다.
상기 공통제어신호생성기(802)는 공통제어채널을 통해 송신될 공통제어신호를 생성한다. 여기서, 상기 공통제어신호는 프레임 동기를 위한 동기신호 및 기지국 접속에 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 의미이다. 예를 들어, 공통제어신호는 동기 시퀀스, 안테나 관련 정보, 대역폭 정보, CP 길이 정보 및 자원 블록 정보 등을 포함하여 다수의 신호로 구성될 수 있다. 이때, 상기 공통제어신호생성기(802)는 상기 공통제어신호를 다수의 부분 공통제어신호들로 분할하고, 상기 부분 공통제어신호들을 제공한다.
상기 제어채널구성기(804)는 상기 공통제어신호생성기(802)로부터 제공되는 공통제어신호를 부분 공통제어신호들로 구분하고, 상기 부분 공통제어신호들 상기 다수의 매핑기들(806-1 내지 806-4)로 제공한다. 특히, 상기 제어채널구성기(804)는 상기 부분 공통제어신호들을 상기 다수의 매핑기들(806-1 내지 806-4) 중 공통제어채널1 및 공통제어채널2를 포함하는 FA를 담당하는 제2매핑기(806-2) 및 제3매핑기(806-3)로 제공한다. 이때, 상기 제어채널구성기(804)는 매 공통제어채널 송신 시점마다 상기 제2매핑기(806-2) 및 상기 제3매핑기(806-3)으로 제공되는 부분 공통제어신호들을 스위칭한다. 예를 들어, n-1번째 공통제어채널 송신 시점에서 상기 제2매핑기(806-2)로 제1부분 공통제어신호가 제공되고, 상기 제3매핑기(806-3)로 제2부분 공통제어신호가 제공된 경우, n번째 공통제어채널 송신 시점에서 상기 제어채널구성기(804)은 상기 제2매핑기(806-2)로 제2부분 공통제어신호를, 상기 제3매핑기(806-3)로 제1부분 공통제어신호를 제공한다.
상기 다수의 매핑기들(806-1 내지 806-4) 각각은 자신과 대응되는 FA를 통해 송신될 신호들을 자신과 대응되는 FA의 프레임 구조에 따라 매핑한다. 특히, 상기 제2매핑기(806-2) 및 상기 제3매핑기(806-3) 각각은 상기 제어채널구성기(804)로부터 제공되는 부분 공통제어신호를 공통제어채널1 또는 공통제어채널2에 매핑한다. 이때, 상기 제2매핑기(806-2) 및 상기 제3매핑기(806-3) 각각에 의해 처리되는 공통제어채널1 또는 공통제어채널2는 매 공통제어신호 송신 시점마다 스위칭된다. 따라서, 상기 제2매핑기(806-2) 및 상기 제3매핑기(806-3)는 매 공통제어채널 송신 시점에서 이전 공통제어신호 송신 시점과는 다른 부분 공통제어신호를 제공받는다. 공통제어채널이 제공되지 않는 매핑기에는 유니캐스트 제어 채널(unicast control channel) 또는 데이터 채널(data channel)이 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기의 전송 방식이 2개의 중심 주파수들에 제공될 수 있다. 즉, 제1중심 주파수에 대해서는 상기 제1매핑기(806-1)와 상기 제2매핑기(806-2)를 이용하고, 제2중심 주파수에 대해서는 제3매핑기(806-3)와 제4매핑기(806-4)를 이용하여 공통제어채널을 제공할 수 있다.
상기 OFDM변조기(808)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 상기 다수의 매핑기들(806-1 내지 806-4)로부터 제공되는 주파수 영역에 매핑된 신호들을 시간 영역 신호로 변환한 후, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌들을 구성한다. 상기 RF송신기(810)는 상기 OFDM변조기(808)로부터 제공되는 OFDM 심벌들을 RF 대역의 신호로 상향변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF수신기(902), OFDM복조기(904), 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2), 제어채널수집기(908), 제어신호결합기(910), 제어정보해석기(912)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(902)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(904)는 상기 RF수신기(902)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, CP를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 복원한다. 그리고, 상기 OFDM복조기(904)는 주파수 영역의 신호들을 FA 별로 구분하고, FA 별로 구분된 신호들을 상기 다수의 디매핑기들(906-1 내지 906-2)로 제공한다.
상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 각각은 자신과 대응되는 FA를 통해 수신되는 신호들을 자신과 대응되는 FA의 프레임 구조에 따라 추출한다. 이때, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 각각과 대역 간의 매핑관계는 기지국이 제공하는 주파수 오버레이 상황과 단말이 접속한 중심 주파수의 위치에 따라 달라진다.특히, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 각각은 공통제어채널에 대응되는 자원에 매핑된 신호를 추출하고, 이를 상기 제어채널수집기(908)로 제공한다. 이때, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)의 공통제어채널 처리 기능은 상기 제어채널수집기(908)의 제어에 따른다.
상기 제어채널수집기(908)는 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)로부터 제공되는 공통제어채널1 및 공통제어채널2를 통해 수신된 부분 공통제어신호들을 상기 제어신호결합기(910)로 제공한다. 이를 위해, 먼저, 상기 제어채널수집기(908)는 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)로부터 제공받은 신호들에 대해 동기 시퀀스와의 상관도를 측정한다. 만일, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)로부터 제공된 신호들 모두에서 동기 시퀀스와의 높은 상관도가 검출되면, 상기 제어채널수집기(908)는 공통제어채널을 포함하는 중심 주파수 대역에 접속 중이라 판단한다. 예를 들어, 상기 도 4에서 4-FA 단말이 이 경우에 해당된다. 반면, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)로부터 제공된 신호들 중 하나에서만 동기 시퀀스와의 높은 상관도가 검출되면, 상기 제어채널수집기(908)는 부분 공통제어신호가 제공되는 중심 주파수 대역에 접속 중이라 판단한다. 예를 들어, 상기 도 4에서, 1-FA 단말이 이 경우에 해당된다. 판단 결과에 따라, 상기 제어채널수집기(908)는 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2)로부터 제공되는 신호들과 동기 시퀀스와의 상관도에 따라 공통제어채널을 수신해야 하는 매핑기를 선택한다. 이때, 단말의 대역폭 및 대역 처리 능력에 따라 하나 이상의 매핑기가 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제어채널수집기(908)는 선택된 매핑기로부터 제공되는 공통제어채널1 또는 공통제어채널2에서 추출된 부분 공통제어신호들을 수집한다.
만일, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 중 하나를 통해 공통제어신호를 제공받는 경우, 상기 제어채널수집기(908)는 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 중 하나로부터 부분 공통제어신호를 2회 제공받은 후, 2회에 걸쳐 수집된 부분 공통제어신호들을 상기 제어신호결합기(910)로 제공한다. 반면, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 모두를 통해 공통제어신호를 제공받는 경우, 상기 제어채널수집기(908)는 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 각각으로부터 부분 공통제어신호들을 동시에 제공받은 후, 수집된 신호들을 상기 제어신호결합기(910)로 제공한다. 이때, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 각각으로부터 제공되는 부분 공통제어신호는 매번 스위칭된다. 예를 들어, n-1번째 공통제어신호 수신 시점에서 제1부분 공통제어신호는 제1디매핑기(906-1)로부터, 제2부분 공통제어신호는 제2디매핑기(906-2)로부터 제공된 경우, n번째 공통제어신호 수신 시점에서 제1부분 공통제어신호는 제2디매핑기(906-2)로부터, 제2부분 공통제어신호는 제1디매핑기(906-1)로부터 제공된다.
상기 제어신호결합기(910)는 상기 제어채널수집기(908)로부터 제공되는 부분 공통제어신호들을 결합하여 전체 공통제어신호를 구성한다. 만일, 공통제어정보가 반복 전송되고, 상기 다수의 디매핑기들(906-1, 906-2) 중 하나를 통해 공통제어신호를 수신하는 경우, 상기 제어신호결합기(910)는 링크 성능 향상을 위해 여러 번의 전송 시점에서 수집된 부분 공통제어신호를 신호들을 결합시킬 수 있다. 여기서, 상기 공통제어신호는 시스템 획득에 필요한 동기신호 및 시스템 정보를 포함하는 의미로서, 예를 들어, 동기 시퀀스, 안테나 관련 정보, 대역폭 정보, CP 길이 정보 및 자원 블록 정보 등을 포함한다. 그리고, 상기 제어신호결합기(910)는 구성된 공통제어신호를 상기 제어정보해석기(912)로 제공한다. 상기 제어정보해석기(912)는 상기 제어신호결합기(910)로부터 제공되는 공통제어신호를 정보 비트열로 변환하고, 시스템 정보를 획득한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공통 제어 채널 전송 구조는 하나의 전송 구조를 통해 주파수 오버레이 시스템과 비(non)-주파수 오버레이 시스템을 지원할 수 있는 장점을 가지며, 이로 인해, 단말 및 시스템 구성에 대한 공통성(commonality) 을 극대화할 수 있다. 여기서, 상기 공통성은 주파수 오버레이를 지원하는 시스템 또는 주파수 오버레이를 지원하지 않는 시스템이 동일한 구조, 즉, 시스템에서 임의의 중심 주파수 대역을 기준으로 하나의 공통제어채널을 제공하는 구조를 사용할 수 있음을 의미하며, 이로 인해, 따라 시스템 및 단말의 구현 복잡도를 줄일 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 광대역 무선통신 시스템에서 주파수 오버레이(frequency overlay) 방식에 따른 FA(Frequency Assignment) 사용 예를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)의 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 공통제어채널의 사용 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 사용 FA 개수에 따른 FA 사용 형태의 예를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 하나의 공통제어채널만 사용하는 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 모든 공통제어채널들을 사용하는 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (24)

  1. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    공통제어신호 송신 시점이 도래하였는지 확인하는 과정과,
    서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 위치하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널에 공통제어신호를 매핑하되, 이전 공통제어신호의 송신 시 적용된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널의 위치를 상호 스위칭하는 과정과,
    스위칭된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널을 통해 상기 공통제어신호를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널은, 동기채널(SCH : Synchronization CHannel) 및 방송채널(BCH : Broadcast CHannel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 1개 FA의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    제1공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)을 통해 수신되는 제1부분 공통제어신호를 획득하는 과정과,
    공통제어신호 송신 주기 경과 후, 상기 제1공통제어채널이 송신되었던 위치에서 제2공통제어채널을 통해 수신되는 제2부분 공통제어신호를 획득하는 과정과,
    상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 과정을 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 1개 FA(Frequency Assignment)의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호에서 동기신호를 분리하는 과정과,
    상기 동기신호를 이용하여 프레임 동기를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 위치하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널을 통해 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호를 획득하는 과정과,
    상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 과정을 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하며, 1개 FA의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호에서 동기신호를 분리하는 과정과,
    상기 동기신호를 이용하여 프레임 동기를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    공통제어신호 송신 시점이 도래하면, 전체 공통제어신호를 분할한 부분 공통제어신호들을 제공하는 생성기와,
    서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 위치하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널에 공통제어신호를 매핑하되, 이전 공통제어신호의 송신 시 적용된 상기 제1공통제어채널과 상기 제2공통제어채널의 위치를 상호 스위칭하는 매핑기들과,
    스위칭된 상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널을 통해 상기 공통제어신호를 송신하는 송신기를 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널은, 동기채널(SCH : Synchronization CHannel) 및 방송채널(BCH : Broadcast CHannel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 1개 FA의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    제1공통제어채널(CCCH : Common Control CHannel)을 통해 수신되는 제1부분 공통제어신호를 획득받고, 공통제어신호 송신 주기 경과 후, 상기 제1공통제어채널이 송신되었던 위치에서 제2공통제어채널을 통해 수신되는 제2부분 공통제어신호를 획득하는 수집기와,
    상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 결합기를 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 1개 FA(Frequency Assignment)의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 동기신호를 이용하여 프레임 동기를 획득하는 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 주파수 오버레이(frequency overlay)를 지원하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    서로 다른 FA(Frequency Assignment)들에 위치하는 제1공통제어채널(CCCH : Common Control Channel) 및 제2공통제어채널을 통해 제1부분 공통제어신호 및 제2부분 공통제어신호를 획득하는 수집기와,
    상기 제1부분 공통제어신호 및 상기 제2부분 공통제어신호를 결합함으로써 전체 공통제어신호를 구성하는 결합기를 포함하며,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 중심 주파수(center frequency)에 인접한 2개의 FA들 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1공통제어채널 및 상기 제2공통제어채널 각각은, 1개 FA의 대역폭의 1/2을 점유하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 전체 공통제어신호는, 프레임 동기 획득을 위한 동기신호 및 기지국 접속을 위해 필요한 시스템 정보의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 동기신호를 이용하여 프레임 동기를 획득하는 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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