KR101476443B1 - 주파수 오버레이 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)과 이동국(MS: Mobile Station) 간의 통신 방법에 있어서, BS가 적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 프레임(frame)을 구성하고, 상기 프레임을 상기 MS에게 전송하며, 상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함한다.
주파수 오버레이 시스템, 식별 정보

Description

주파수 오버레이 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING A DATA IN FREQUENCY OVERLAY SYSTEM}
본 발명은 주파수 오버레이 시스템에 관한 것으로, 특히 주파수 오버레이 시스템에서 식별정보를 기반으로 한 주파수 할당 정보 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 표준에 따르면 각 이동 단말기(mobile station)에는 5~20MHz의 주파수 자원이 할당된다. 기지국의 가용 주파수 자원은 다수의 주파수 할당(Frequency Allocation, 이하 FA라 칭함)으로 분할되어 각 이동 단말기에 할당된다. IEEE 802.16m에서는 저 복잡성, 적은 오버헤드, 세퍼레이트 코딩(separate coding) MAP 메시지, 그리고, 각 단말기의 MAP 정보 요소(Information Element, 이하 IE 라 칭함)의 높은 링크 적용 이득(high link adaptation gain) 으로 인하여 1차원 자원 할당기법을 사용한다.
주파수 오버레이(Frequency Overlay)는 다양한 대역폭을 사용하는 단말기들을 지원하기 위한 것으로서, 이를 위해 기지국의 주파수 자원은 다중 FA들로 분할되며, 단말기는 대역폭 가용에 따라 각 FA에 접속할 수 있다. 따라서 다중 FA에 효율적으로 동작될 수 있는 세퍼레이트 코딩 1차원 자원 할당 기법 알고리즘은 주파수 오버레이 시스템에서 제공되는 것이다.
도 1은 일반적으로 각 10MHz인 2개의 주파수 자원을 가지는 주파수 오버레이 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 주파수 오버레이 시스템의 기지국(140)은 20MHz의 주파수 자원이 할당된 경우, 상기 기지국(140)에 할당된 주파수 자원을 10MHz 주파수 자원들로 분할한다. 그리고, 분할된 주파수 자원들 중에서 이동 단말기A(110)에는 10MHz의 주파수 자원이 할당(FA#1)되고, 이동 단말기C(130) 역시 10MHz의 주파수 자원이 할당(FA#2)된다. 그리고, 이동 단말기B(120)에는 상기 FA#1과 FA#2가 할당된다. 이처럼, 단말기에는 적어도 하나 이상의 주파수 자원이 할당될 수 있다.
도 1을 이용하여 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지의 개념을 설명하면 다음과 같다. MAP 메시지의 IE들은 각 단말기 별로 부호화된다. 상기 MAP 메시지에 의해 기지국은 MCS(Modulation and Coding Selection) 레벨을 조절한다. 세퍼레이트 코딩이 사용되는 경우, 통신 상태가 최악의 단말기 대신에 지정 단말기의 현재 채널 상태에 따라 각 IE의 전력이 활성화된다. 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지에서 각 IE는 1개의 MAP 메시지로서 고려되며, CRC(Cyclic Reduncancy Check)는 각 IE의 끝에 추가된다. 이러한 부가적인 오버헤드 문제점은 각 IE로부터 단말기의 CID(Connection Identifier) 필드를 제거함으로써 완화될 수 있다. 이럴 경우, 각 IE가 특정 단말기에 의해 확인될 수 있도록, 각 IE는 오직 확인된 단말기만이 상기 IE를 복호화할 수 있는 방법으로 개별적으로 스크램블 된다. 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지가 사용되는 경우, 각 단말기가 다른 단말기의 IE들을 검출할 것을 요구하지 않는 방법이 사용된다.
도 2a 내지 2c는 일반적으로 주파수 오버레이 시스템에서의 프로토콜 구조를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, 시스템의 주파수 오버레이 커패시티를 위해 다양한 프로토콜 구조가 제공된다. 가장 단순한 프로토콜 구조는 도 2a에 도시된 단일-FA이다. 상기 단일 FA 프로토콜 구조에서는 MAC 계층들(202, 204)과 물리 계층들(206, 208)이 분리되어 있으며, 분리된 계층들을 통해서 각 주파수가 할당된다. 이와 같이, MAC 계층과 물리 계층이 분리되어 있는 이유는 공유된 정보의 결핍 때문이다. 이러한, 공유된 정보의 결핍은 모든 FA들의 MAC 계층과, 네트워크 엔트리와 같은 MAC 처리 과정들과, 대역폭 요구와, 그리고 불필요한 오버헤드가 불가피하게 증가하는 각 FA에서 반복되는 QoS(Quality of Service)에 관련된 프로세싱의 처리로 야기된다.
이러한 문제를 완화하기 위해 도 2b와 같이 주파수 오버레이 프로토콜 구조는 한 개의 공통 MAC 계층(210)과 다수의 물리 계층들(212, 214)로 구성된다. 각각의 물리 계층은 각 FA에 관련된다. 도 2b와 같은 구조를 다중 FA 프로토콜 구조라 칭한다. 상기 다중 FA 프로토콜 구조에서 공유된 MAC 계층은 각 FA와 효율적으로 조화될 수 있으므로, 다수의 FA들을 반복 처리함으로써 MAC 오버헤드가 감소될 수 있다. 그러나, 다수의 물리계층들이 존재함으로써 MAC 패킷을 다중 물리 패킷으로 부호화하는 게 요구되며, 한 개의 부가적인 CRC가 각 물리 패킷마다 필요하기 때문 에, 각 물리 계층 내의 부호화된 물리 패킷은 부가적인 오버헤드를 발생시킨다. 또한, MAP IE는 각 FA마다 독립적으로 구성되어 전송된다.
주파수 자원의 할당으로 인해 발생되는 오버헤드 문제를 완화하기 위해 도 2c에 도시된 바와 같이, 오직 한 개의 MAC과 물리 계층(216)으로 구성되는 주파수 오버레이 프로토콜 구조가 사용될 수 있다. 이러한 구조에서는 오직 한 개의 물리 계층만이 존재하기 때문에, MAC 패킷은 한 개의 물리 패킷으로 부호화되며, 상기 한 개의 물리 패킷은 추후 사용 가능한 FA들 내에서 분류된다. 또한, 다중 FA들 내에서 주파수 자원 할당을 나타내기 위해 단일 MAP IE가 사용될 수 있다. 그래서, 주파수 오버레이 시스템에서 주파수 자원을 할당함으로써 발생 되는 오버헤드를 줄일 수 있다.
IEEE 802.16m 표준에서 적용되는 주파수 자원 할당 기법은 1차원 할당 기법이다.
도 3은 일반적인 1차원 할당 기법들을 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, 1차원 할당 기법(1 dimensional allocation scheme)으로는 시작-길이(Start-Length) 할당 기법(도 3의 (a)), 런-길이(Run-Length) 할당 기법(도 3의 (b)), 트리-기반(Tree-Based) 할당 기법(도 3의 (c)) 및 패턴-기반(Pattern-Based) 할당 기법(도 3의 (d))이 있다.
도 3의 (a)에 개시된 시작-길이 할당 기법이란 각 단말기의 주파수 자원 할당이 스타팅 포인트와 할당된 주파수 자원의 길이로 구분되는 것을 말하며, 도 3의 (b)에 개시된 트리-기반 할당 기법이란, 기지국의 전체 주파수 자원들을 나타내기 위해 트리구조로 구성된 노드들을 사용하고, 각 단말기에 할당된 주파수 자원을 트리 구조에서 해당 노드의 노드 ID로서 나타낸 것이다. 또한, 도 3의 (c)에 개시된 런-길이 할당 기법이란 각 단말기의 주파수 자원 할당이 할당된 주파수 자원의 길이로만 구분되는 것을 말한다. 이 경우, 각 단말기는 스타팅 포인트를 계산하기 위해 이전 단말기들에 할당된 모든 길이 필드를 검출한다.
그리고, 도 3의 (b)에 개시된 패턴-기반 할당 기법은 각 단말기에 할당된 주파수 자원 할당 패턴을 나타내기 위해 연속적인 비트들을 사용한다.
이러한 4개의 할당 기법들은 잘 알려진 기법들이며, 4개의 할당 기법들 중에서 런-길이 할당 기법은 조인트 코딩 MAP 메시지에서 가장 적은 MAP 오버헤드를 가지며, 각 단말기는 다른 단말기들의 모든 개별 MAP IE들을 검출할 수 있다. 반면에, 트리-기반 할당 기법은 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지의 경우 가장 낮은 오버헤드를 가지며, 각 개별 MAP IE는 해당 단말기에 의해서만 검출될 수 있다.
그런데, 종래 FA들 간의 주파수 자원 할당을 위한 MAP IE 포맷은 많은 오버헤드를 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 식별 정보 기반의 주파수 자원 할당 기법은 주파수 오버레이 시스템에서 단말기들의 적은 MAP 오버헤드를 제공하는 주파수 자원 할당 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은, 멀티캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)과 이동국(MS: Mobile Station) 간의 통신 방법에 있어서, BS가 적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 프레임(frame)을 구성하는 과정과, 상기 프레임을 상기 MS에게 전송하는 과정을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 멀티캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)과 이동국(MS: Mobile Station) 간의 통신 방법에 있어서, MS가 BS로부터 프레임(frame)을 수신하는 과정과, 적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 상기 프레임을 획득하는 과정을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 이동국(MS: Mobile Station)이 적어도 하나의 주파수를통해 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 주파수를 이용하여 기지국(BS: Base Station)과의 통신을 구성하는 과정과, 상기 적어도 하나의 주파수 중 프라이머리 주파수에서의 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 하는 캐리어 지시자 정보, 적어도 두 개의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 수신하는 과정과, 상기 프라이머리 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 BS로부터 데이터를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)이 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 주파수를 이용하여 이동국(MS: Mobile Station)과의 통신을 구성하는 과정과, 상기 적어도 하나의 주파수 중 프라이머리 주파수에서의 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 하는 캐리어 지시자 정보, 적어도 두 개의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 전송하는 과정과, 상기 프라이머리 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 MS로 데이터를 전송하는 과정을 포함하며, 상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치는, 멀티캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 이동국(MS: Mobile Station)과 통신하는 기지국(BS: Base Station)에 있어서, 적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 프레임(frame)을 구성하는 제어부와, 상기 프레임을 상기 MS에게 전송하는 전송부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 멀티캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)과 통신하는 이동국(MS: Mobile Station)에 있어서, BS로부터 프레임(frame)을 수신하는 수신부와, 적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 상기 프레임을 획득하는 제어부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 수신하는 이동국(MS: Mobile Station)에 있어서, 적어도 하나의 주파수를 이용하여 기지국(BS: Base Station)과의 통신을 구성하는 통신 모듈과, 상기 적어도 하나의 주파수 중 프라이머리 주파수에서의 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 하는 캐리어 지시자 정보, 적어도 두 개의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 수신하고, 상기 프라이머리 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 BS로부터 데이터를 수신하는 수신기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 전송하는 기지국(BS: Base Station)에 있어서, 적어도 하나의 주파수를 이용하여 이동국(MS: Mobile Station)과의 통신을 구성하는 통신 모듈과, 상기 적어도 하나의 주파수 중 프라이머리 주파수에서의 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 하는 캐리어 지시자 정보, 적어도 두 개의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 전송하고, 상기 프라이머리 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 MS로 데이터를 전송하는 송신기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이, 본 발명은 다중 FA 단말기들의 MAP 오버헤드를 낮추는 효율적인 ID 할당 방법을 제공함으로써 오버헤드를 줄이고, 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등 에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다수의 FA를 하나의 프라이머리 FA(primary FA, 이하 제1 FA라 칭함)와 적어도 하나의 세컨더리 FA(secondary FA, 이하 제2 FA로 칭함)로 구분하고, 각 FA를 통해 주파수 자원을 할당한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 식별 정보 기반의 주파수 자원을 할당하는 예시도이다.
도시된 바와 같이, 비교적 적은 비트수의 식별 정보(예: 미니 ID)는 제1 FA 내의 MAP IE(402)를 통해 다중 FA를 사용 가능하며 자원이 할당된 각 단말기에 할당된다. 제1 FA의 MAP IE(402)는 식별 정보 및 자원 지시자(resource indication)와 함께 추가적으로 다른 제어 정보, 즉 CID 및 MCS 레벨등을 더 포함한다. 제2 FA의 MAP IE(404)는 오직 주파수 자원 지시자와 식별 정보를 포함한다. 즉, 제2 FA에서 단말기의 CID나 MCS 레벨과 같은 여분의 오버헤드는 제거될 수 있고, 그러한 여분의 제어 정보는 제1 FA에 할당된 MAP IE(402)를 통해 확인될 수 있다. 이와 같이, 제2 FA에 할당된 MAP IE(402)의 크기가 작기 때문에, 제2 FA에 할당된 MAP IE(404)들은 1 개의 CRC 필드를 가진 한개의 48 비트 물리 자원 블록에 포함될 수 있다. 다시 말하면, 제1 FA의 MAP IE(402)에는 식별 정보, 주파수 자원 지시자, MCS 레벨과 같은 제어 정보들이 전송되고, 제2 FA의 MAP IE(404)에는 오직 식별 정보와 주파수 자원 지시자만이 전송된다.
이러한 주파수 자원 할당 기법을 식별 정보 기반 주파수 자원 할당 기법이라 한다.
본 발명에 따른 식별 정보 기반 주파수 자원 할당 기법은 도 2b 및 도 2c의 프로토콜 구조에 적용되며, 도 2c의 공통 물리 계층(218) 환경 하에서 동작되는 경우 보다 적은 MAP 오버헤드를 갖는다. 반면에, 본 발명의 식별 정보 기반 주파수 자원 할당 기법을 적용한 도 2b의 프로토콜 구조는 주파수 오버레이 시스템을 지원하지 않는 단말기들의 성능 감소를 줄이는데 적용된다.
이처럼 MAP 오버헤드를 줄이기 위해 본 발명은 제1 FA를 통해 자원이 할당된 단말기의 식별 정보를 할당하는 개념을 기술한다. 이와 같이, 제1 FA를 통해 할당된 각 단말기의 식별 정보를 제2 FA의 MAP IE에 포함시킴으로써, 서로 다른 FA들 간에 중첩된 정보를 전송함으로써 발생되는 오버헤드를 감소시킨다. 특히, 단말기들의 제1 FA의 MAP IE는 각 단말기들에 할당된 하나의 식별 정보를 포함한다. 상기 식별 정보는 모든 제2 FA들 내에 전송되는 단말기들의 MAP IE들을 확인하는데 사용된다. 그래서 각 제2 FA내의 MAP IE는 특정 FA에 할당된 주파수 자원의 위치를 나타내는데 사용되는 자원 지시자 필드만 포함하고, 제1 FA들의 MAP IE에 주어진 제어정보를 사용하는데 관계되는 CID, MCS와 같은 잉여 오버헤드를 포함하지 않는다. 따라서, 한 개의 서브프레임에 존재하는 단말기들의 수가 적어질 경우, 식별 정보 필드를 나타내는데에는 단지 몇 비트(예를 들어 3bits)로 충분하다.
식별 정보는 고정적으로 할당되지는 않는다. 각 기지국은 자원 할당이 변경될 시마다 혹은 주기적으로 식별 정보의 할당을 결정하고, 각 단말기는 제1 FA가 감지되는 경우 매번 새로운 주파수 자원 할당 MAP IE를 업데이트한다. 또한, 하나의 식별 정보는 특정 주기 동안에만 유효하고, 각 단말기는 상기 특정 주기가 만료되면 식별 정보를 삭제한다.
상술한 본 발명에 따른 식별 정보 기반 주파수 자원 할당 기법은 조인트 코딩(Joint Coding)과 세퍼레이트 코딩(Seperate Coding)에 따라 다르게 적용된다.
조인트 코딩의 경우, 런-길이 기법은 가능한 적은 MAP 오버헤드를 제공하기 위해 할당된 주파수 자원 지시 방법을 적용한다. 각 FA에서 주파수 자원을 나타내기 위해 세퍼레이트 MAP IE를 사용하는 것은 모든 FA들의 주파수 자원을 나타내기 위해 하나의 MAP IE만을 사용하면 된다는 장점이 있다. 이러한 이유는 런-길이 알고리즘에서 일부 복잡성에 관련한다. 바꿔 말하면, MAP IE에 의해 부여된 다른 FA들에 할당된 주파수 자원의 위치는 불명료하다. 이것은 다른 정보를 포함함으로써 해결될 수 있다. 조인트 코딩의 경우 제1 및 제2 FA내의 식별 정보, 런-길이 MAP IE 포맷은 <표 1> 및 <표 2> 에 도시하였으며, 하기 <표 1>은 조인트 코딩 MAP 메시지에서 제1 FA MAP IE의 필드 구성을 나타내고, <표 2>는 조인트 코딩 MAP 메시지에서 제2 FA MAP IE의 필드 구성을 나타낸다.
Fields Bits Comment
CID 16
DIUC 4
Repetition Coding Indication 2
Power Boosting 3
Length 7 Number of allocated slots in primary FA
Multi-FA allocation flag 1 0: Single-FA alloc. 1: Multi-FA alloc.
if(Multi-FA allocation flag ==1){
Mini ID
}		 3 ID used to identify user in secondary FA(s)
Fields Bits Comment
Mini ID 3 ID used to identify user in secondary FA(s)
Length 7 Number of allocated slots in each secondary FA
상기 <표 1>에서 제1 FA의 MAP IE는 CID, DIUC(Downlink Interval Usage Code), 반복 코딩 지시자(Repetition Coding Indication), 전력 부스팅(Power Boosting), 길이(Length), 다중-FA 할당 플래그(Multi-FA allocation flag), 및 미니 ID(Mini ID)를 포함한다. 상기 CID는 단말기와 기지국간의 연결을 식별하기 위한 것이며, 단말기의 상기 미니 ID는 식별 정보이며, 상기 DIUC은 MCS 레벨로서 각 단말기가 수신해야 할 슬롯의 수와 해당 슬롯의 위치를 나타내며, 전송에 사용되는 버스트 프로파일(burst profile) 정보가 단말기로 전송되는 MAP에 포함되어 전송된다.
상기 Length는 7 bits를 가지며 제1 FA에 할당된 슬롯의 길이 즉, 슬롯의 수를 나타내고, 상기 Multi-FA allocation flag는 단일 또는 다중 할당을 나타내는 플래그로서 1 bit를 가지며, 그 값이 '0'이면 단일 FA 할당을 의미하고, '1'이면 다중 FA 할당을 의미하는 필드이다. 즉, allocation flag는 미니 ID 즉, 식별 정보의 유무를 나타낸다. 그리고, 상기 Mini ID는 제2 FA들에서 단말기를 식별하는데 사용되는 필드이다.
또한, 상기 <표 2>에서 제2 FA의 MAP IE는 Mini ID, Length를 포함한다.
상기 Mini ID는 3 bits를 가지며 제2 FA들에서 단말기를 식별하는데 사용되는 필드를 나타내고, Length는 7 bits를 가지며 각 제2 FA에 할당된 슬롯 수를 나타낸다.
그리고, 세퍼레이트 코딩의 경우, 트리-기반 기법은 가능한 최소의 오버헤드를 제공하기 위해 주파수 자원 할당 방법에 적용된다. 각 단말기의 제1 FA의 MAP IE는 다른 FA들의 단말기 확인을 위해 할당된 식별 정보를 포함한다. 이러한 ID는 각 MAP IE가 예정된 단말기에 의해 디코딩 될 수 있기 때문에 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지에 필요하지 않는다. 그런데, 본 발명에 따른 식별 정보 기반 주파수 자원 할당 기법에서 제2 FA들의 MAP IE 크기는 48-bit 물리 자원 블록보다 작다. 그래서 적은 MAP 오버헤드를 보증하기 위해 많은 제2 FA들의 MAP IE들은 1개의 물리 자원 블록에 패킷화되고, 끝 부분에는 최대 16bit CRC가 추가된다. 동일한 주파수 자원 블록에 존재한 MAP IE들을 사용하는 모든 단말기들은 상기 MAP IE들을 디코딩하기 위해 스크램블 키를 공유한다. 세퍼레이트 코딩의 경우 제1 및 제2 FA들에 사용된 MAP IE 포맷은 <표 3> 및 <표 4> 에 도시하였으며, 하기 <표 3>은 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지에서 제1 FA의 MAP IE 구성을 나타내고, <표 4>는 세퍼레이트 코딩 MAP 메시지에서 제2 FA의 MAP IE 구성을 나타낸다.
Fields Bits Comment
DIUC 4
Repetition Coding Indication 2
Power Boosting 3
Node ID 12 Represents a node in node tree
Multi-FA allocation flag 1 0: Single-FA alloc. 1: Multi-FA alloc.
if(Multi-FA allocation flag ==1){
Mini ID
}		 3 ID used to identify user in secondary FA(s)
CRC 16
Fields Bits Comment
Mini ID 3
Node ID 12 Represents a node in node tree
if(End of resource block CRC)
상기 <표 3>에서 제1 FA의 MAP IE는 CID, 반복 코딩 지시자(Repetition Coding Indication), 전력 부스팅(Power Boosting), 노드 ID(Node ID), 다중-FA 할당 플래그( Multi-FA allocation flag), 미니 ID(Mini ID) 및 CRC를 포함한다.
상기 DIUC은 MCS 레벨로서 각 단말기가 수신해야 할 슬롯의 수와 해당 슬롯의 위치를 나타내며, 전송에 사용되는 버스트 프로파일(burst profile) 정보가 단말기로 전송되는 MAP에 포함되어 전송된다. 상기 Node ID는 12 bits를 가지며 트리 노드에서 노드를 나타내고, 상기 Multi-FA allocation flag는 단일 또는 다중 할당을 나타내는 플래그로서 1 bit를 가지며, 그 값이 '0'이면 단일 FA 할당을 의미하고, '1'이면 다중 FA 할당을 의미하는 필드이다. 즉, allocation flag는 미니 ID 즉, 식별 정보의 유무를 나타낸다. 그리고, 상기 Mini ID는 제2 FA들에서 단말기를 식별하는데 사용되는 필드이고, CRC는 에러 체크하는데 사용되는 필드이다.
또한, 상기 <표 4>에서 제2 FA의 필드는 Mini ID, Node ID를 포함한다.
상기 Mini ID는 3 bits를 가지며 제2 FA들에서 단말기를 식별하는데 사용되는 필드를 나타내고, Node ID는 12 bits를 가지며 트리 노드에서 노드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 식별 정보 기반 주파수 오버레이 자원 할당 장치를 나타낸 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 기지국의 식별 정보 기반 주파수 오버레이 자원 할당 장치(500)는 송신부(510)와, 제어부(512)와, 수신부(514)를 포함하여 구성된다. 기지국의 제어부(512)는 제1 FA MAP에 식별 정보, 자원 지시자, 및 MCS와 같은 제어 정보를 포함시켜 구성하고, 상기 구성된것 들 중에서 상기 식별 정보 및 자원 지시자만을 제2 FA MAP에 할당한다. 상기 제1 FA 및 제2 FA의 MAP 정보들은 송신부(510)에 의해 해당 FA에 실려 전송된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 식별 정보 기반 주파수 오버레이 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 기지국은 각 단말기들에 할당된 FA가 다중인지 단일인지 체크를 한다(S610, S612). 체크 결과, 단일 FA가 할당되어 있으면, 제1 FA의 MAP IE에 각 단말기에 할당된 주파수 자원을 나타내는 자원 지시자를 포함시키고, 다중 FA 할당 플래그를 '0'으로 설정한다(S616). 그리고, 상기 프라이 머리 FA의 MAP IE를 상기 단말기에 전송한다(S618).
만일, 상기 과정(S612)에서 다중 FA가 할당되어 있으면, 제1 FA의 MAP IE에 각 할당된 주파수 자원을 나타내는 자원 지시자를 포함시키고, 다중 FA 할당 플래그를 '1'로 설정한다(S620, S622). 상기 과정(S622) 이후, 주파수 자원이 할당된 단말기들의 식별 정보을 제1 FA의 MAP IE에 할당하고, 상기 할당된 제1 FA의 MAP IE를 전송한다(S624, S626). 그리고, 각 단말기의 식별 정보 및 할당된 주파수 자원을 제2 FA의 MAP IE에 표시하고, 제2 FA의 MAP IE를 단말기로 전송한다(S628, S630).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 식별 정보 기반 주파수 오버레이 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 단말기는 기지국으로부터 수신된 제1 FA의 MAP IE를 디코딩하고, 상기 제1 FA의 MAP IE로부터 추출된 다중 FA 할당 플래그 필드를 체크한다(S710). 상기 다중 FA 할당 플래그 필드가 0이면 종료하고, 1이면 제1 FA의 MAP IE로부터 자신에게 할당된 식별 정보를 디코딩한다(S714, S716). 그리고, 동일한 식별 정보를 갖는 제2 FA의 MAP IE를 디코딩하여 할당된 자원을 지시하는 자원 지시자를 획득한 후, 할당된 자원을 사용하여 기지국과 통신을 수행한다(S718).
도 1은 일반적으로 각 10MHz인 2개의 주파수 자원을 가지는 주파수 오버레이 시스템을 나타낸 예시도.
도 2a 내지 도 2c는 일반적으로 주파수 오버레이 시스템에서 프로토콜 구조를 나타낸 예시도.
도 3은 일반적인 1차원 할당 기법들을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미니 ID 기반의 주파수 자원을 할당하는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 미니 ID 기반 주파수 오버레이 자원 할당 장치를 나타낸 블럭도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 미니 ID 기반 주파수 오버레이 자원 할당 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 미니 ID 기반 주파수 오버레이 자원 할당 방법을 나타낸 순서도.

Claims (48)

  1. 다중 캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)이 이동국(MS: Mobile Station)과 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 서브 프레임(sub-frame)을 구성하는 과정과,
    상기 서브 프레임을 상기 MS에게 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어에 대한 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 지시하는 정보와 전력 부스팅 정보를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 프레임을 전송하는 과정은, 상기 서브 프레임을 상기 다중 캐리어들 중 제1캐리어를 통해 상기 MS에게 전송하는 과정을 포함하며, 상기 캐리어 지시자는 상기 다중 캐리어들 중 제2캐리어를 지시함을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다중 캐리어들 각각은 하나의 전송 블록에 맵핑됨을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 다중 캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 이동국(MS: Mobile Station)이 기지국(BS: Base Station)과 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 BS로부터 서브 프레임(sub-frame)을 수신하는 과정과,
    적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 획득하는 과정을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어에 대한 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 지시하는 정보와 전력 부스팅 정보를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 서브 프레임을 수신하는 과정은, 상기 서브 프레임을 상기 다중 캐리어들 중 제1캐리어를 통해 상기 BS로부터 수신하는 과정을 포함하며, 상기 캐리어 지시자는 상기 다중 캐리어들 중 제2캐리어를 지시함을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 다중 캐리어들 각각은 하나의 전송 블록에 맵핑됨을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 다중 캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 이동국(MS: Mobile Station)과 통신을 수행하는 기지국(BS: Base Station)에 있어서,
    적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 포함하는 서브 프레임(sub-frame)을 구성하는 제어부와,
    상기 서브 프레임을 상기 MS에게 전송하는 전송부를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어에 대한 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 BS.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 지시하는 정보와 전력 부스팅 정보를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 더 포함함을 특징으로 하는 BS.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전송부는 상기 서브 프레임을 상기 다중 캐리어들 중 제1캐리어를 통해 상기 MS에게 전송하고, 상기 캐리어 지시자는 상기 다중 캐리어들 중 제2캐리어를 지시함을 특징으로 하는 BS.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 다중 캐리어들 각각은 하나의 전송 블록에 맵핑됨을 특징으로 하는 BS.
  13. 다중 캐리어(multi-carrier) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)과 통신을 수행하는 이동국(MS: Mobile Station)에 있어서,
    상기 BS로부터 서브 프레임(sub-frame)을 수신하는 수신부와,
    적어도 하나의 MS를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 포함하는 제어 파트(control part)와 데이터 파트(data part)를 획득하는 제어부를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 상기 MS에게 할당되는 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어를 지시하는 캐리어 지시자(carrier indicator)와, 상기 MS에게 할당된 식별(identification) 정보와, 상기 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어에 대한 주파수 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 MS.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 메시지는 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 지시하는 정보와 전력 부스팅 정보를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 더 포함함을 특징으로 하는 MS.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 서브 프레임을 상기 다중 캐리어들 중 제1캐리어를 통해 상기 BS로부터 수신하고, 상기 캐리어 지시자는 상기 다중 캐리어들 중 제2캐리어를 지시함을 특징으로 하는 MS.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 다중 캐리어들 각각은 하나의 전송 블록에 맵핑됨을 특징으로 하는 MS.
  17. 무선 통신 시스템에서 이동국(MS: Mobile Station)이 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 주파수를 이용하여 기지국(BS: Base Station)과의 통신을 구성하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 제1 주파수에서 캐리어 지시자 정보와 함께 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보 중 적어도 두 개를 포함하는 제어 메시지를 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 수신하는 과정과,
    상기 제1 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 BS로부터 데이터를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 MS는 상기 적어도 하나의 주파수를 위한 하나의 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control) 계층을 통해 상기 통신을 구성함을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 MAC 계층은 상기 적어도 하나의 주파수 각각 별로 적어도 하나의 패킷을 관리하도록 구성됨을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    복수의 제어 메시지들은 상기 제1 주파수에서 전송됨을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 제어 메시지들은 개별적으로 부호화됨을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 각 MS 별로 구성됨을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 RA는 연속적인 주파수의 셋(set)임을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어 지시자 정보의 존재(presence)는 설정될 수 있음을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  25. 무선 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)이 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 주파수를 이용하여 이동국(MS: Mobile Station)과의 통신을 구성하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 제1 주파수에서 캐리어 지시자 정보와 함께 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보 중 적어도 두 개를 포함하는 제어 메시지를 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 전송하는 과정과,
    상기 제1 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 MS로 데이터를 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 BS는 상기 적어도 하나의 주파수를 위한 하나의 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control) 계층을 통해 상기 통신을 구성함을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 MAC 계층은 상기 적어도 하나의 주파수 각각 별로 적어도 하나의 패킷을 관리하도록 구성됨을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    복수의 제어 메시지들은 상기 제1 주파수에서 전송됨을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 복수의 제어 메시지들은 개별적으로 부호화됨을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 각 MS 별로 구성됨을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 RA는 연속적인 주파수의 셋(set)임을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 캐리어 지시자 정보의 존재(presence)는 설정될 수 있음을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  33. 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 수신하는 이동국(MS: Mobile Station)에 있어서,
    적어도 하나의 주파수를 이용하여 기지국(BS: Base Station)과의 통신을 포함하는 통신 모듈과,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 제1 주파수에서 캐리어 지시자 정보와 함께 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보 중 적어도 두 개를 포함하는 제어 메시지를 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 수신하고, 상기 제1 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 BS로부터 데이터를 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 하는 MS.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 상기 적어도 하나의 주파수를 위한 하나의 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control) 계층을 통해 상기 통신을 구성함을 특징으로 하는 MS.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 MAC 계층은 상기 적어도 하나의 주파수 각각 별로 적어도 하나의 패킷을 관리하도록 구성됨을 특징으로 하는 MS.
  36. 제33항에 있어서,
    복수의 제어 메시지들은 상기 제1 주파수에서 전송됨을 특징으로 하는 MS.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 복수의 제어 메시지들은 개별적으로 부호화됨을 특징으로 하는 MS.
  38. 제33항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 각 MS 별로 구성됨을 특징으로 하는 MS.
  39. 제33항에 있어서,
    상기 RA는 연속적인 주파수의 셋(set)임을 특징으로 하는 MS.
  40. 제33항에 있어서,
    상기 캐리어 지시자 정보의 존재(presence)는 설정될 수 있음을 특징으로 하는 MS.
  41. 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 주파수를 통해 데이터를 전송하는 기지국(BS: Base Station)에 있어서,
    적어도 하나의 주파수를 이용하여 이동국(MS: Mobile Station)과의 통신을 구성하는 통신 모듈과,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 제1 주파수에서 캐리어 지시자 정보와 함께 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 자원 할당(RA: Resource Allocation) 및 전력 제어 정보 중 적어도 두 개를 포함하는 제어 메시지를 MS 식별자(Identifier)를 기반으로 전송하고, 상기 제1 주파수에서의 상기 제어 메시지를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주파수를 통해 상기 MS로 데이터를 전송하는 송신기를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 중 하나는 상기 캐리어 지시자 정보에 의해 지시됨을 특징으로 하는 BS.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 상기 적어도 하나의 주파수를 위한 하나의 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control) 계층을 통해 상기 통신을 구성함을 특징으로 하는 BS.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 MAC 계층은 상기 적어도 하나의 주파수 각각 별로 적어도 하나의 패킷을 관리하도록 구성됨을 특징으로 하는 BS.
  44. 제41항에 있어서,
    복수의 제어 메시지들은 상기 제1 주파수에서 전송됨을 특징으로 하는 BS.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 복수의 제어 메시지들은 개별적으로 부호화됨을 특징으로 하는 BS.
  46. 제41항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 각 MS별로 구성됨을 특징으로 하는 BS.
  47. 제41항에 있어서,
    상기 RA는 연속적인 주파수의 셋(set)임을 특징으로 하는 BS.
  48. 제41항에 있어서,
    상기 캐리어 지시자 정보의 존재(presence)는 설정될 수 있음을 특징으로 하는 BS.
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