KR101517617B1 - 이동 통신 시스템에서 프레임 운용 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서, 기지국의 존 지시 방법에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 이동국의 채널 상태, 상기 이동국의 이종망간의 통신 지원 여부, 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 확인하는 과정과, 상기 확인된 어느 하나 이상의 상태에 근거하여 상기 이동국이 전체 존들중 일부의 존을 통한 신호 송수신이 가능한지 판별하는 과정과, 상기 이동국이 상기 일부의 존을 통한 신호 송수신이 가능한 경우, 상기 이동국으로 상기 이동국이 신호 송수신에 사용할 수 있는 존을 지시하는 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다.
프레임, 상향링크 서브 프레임, 하향링크 서브 프레임, 존

Description

이동 통신 시스템에서 프레임 운용 방법 및 그 시스템{METHOD FOR OPERATING FRAME IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 통신 시스템에서 프레임 운용 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
현재 이통 통신 시스템은 방송, 멀티미디어 영상, 멀티미디어 메시지 등 다양한 서비스를 제공하는 형태로 발전하고 있다. 특히, 4세대 이동 통신 시스템은 음성 및 패킷 데이터 통신 위주에서 고속 이동 사용자에게는 100Mbps이상의 데이터 전송 속도를, 저속 이동 사용자에게는 1Gbps 이상의 이상의 데이터 서비스를 제공하기 위해 개발되고 있다.
한편, 이동 통신 시스템에서는 유한한 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 다중 접속(Multiple Access) 방안을 고려한다. 또한, 상기 이동 통신 시스템에서는 양방향, 즉 상향링크(uplink)와 하향링크(downlink)의 연결을 구분하는 듀플렉싱(duplexing) 방안을 고려한다. 이러한 다중 접속과 듀플렉싱을 고려한 방안으로 시분할듀플렉싱(TDD: Time Division Duplexing) 방안과 주파수 분할 듀플렉 싱(FDD: Frequency Division Duplexing) 방안이 있다.
도 1은 일반적인 TDD-OFDMA(Time Division Duplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, TDD-OFDMA 프레임은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임으로 구분되며, 두 서브 프레임 간에는 TTG(Transmission/reception Time Gap)와 RTG(Reception/transmission Time Gap)로 구분된다. 상기 하향링크 서브 프레임은 프리앰블(preamble) 영역, 제어 정보를 포함하는 영역 및 하향링크 데이터 버스트 영역으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임은 상향링크 데이터 버스트 영역으로 구성된다. 상기 제어 정보는 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header), DL-MAP(Downlink-MAP) 및 UL-MAP(Uplink-MAP)을 포함한다.
한편, 이동 통신 시스템에서 신뢰성 있는 고속의 데이터 송신을 위해서는 짧은 레이턴시(short latency)가 요구된다. 예컨대, 실시간 서비스인 VoIP(Voice over IP(Internet Protocol)) 서비스에 하이브리드 자동 재전송 요구(H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat Request)를 적용하기 위해서는 짧은 레이턴시가 요구된다. 하지만, 모든 패킷(packets)이 짧은 레이턴시를 요구하는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 짧은 레이턴시를 요구하는 패킷이 존재할 수 있으며, 이러한 패킷이 고속으로 전송되기 위해서는 짧은 레이턴시를 지원하는 프레임이 존재하여야 한다. 또한, 짧은 레이턴시를 요구하지 않는 패킷과 짧은 레이턴시를 요구하는 패킷이 함께 존재하는 시스템에서 상기 패킷들을 효율적으로 전송할 수 있는 프레임이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 짧은 레이턴시를 요구하는 패킷을 효율적으로 송수신 할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 짧은 레이턴시를 요구하는 패킷을 효율적으로 송수신하기 위한 프레임을 제공하고, 그에 따른 프레임 운용 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 제1 방법은; 이동 통신 시스템에서, 기지국의 존 지시 방법에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 이동국의 채널 상태, 상기 이동국의 이종망간의 통신 지원 여부, 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 확인하는 과정과, 상기 확인된 어느 하나 이상의 상태에 근거하여 상기 이동국이 전체 존들중 일부의 존을 통한 신호 송수신이 가능한지 판별하는 과정과, 상기 이동국이 상기 일부의 존을 통한 신호 송수신이 가능한 경우, 상기 이동국으로 상기 이동국이 신호 송수신에 사용할 수 있는 존을 지시하는 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제2 방법은; 이동 통신 시스템에서, 이동국이 존 지시를 수신하는 방법에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 기지국으로 하향링크 채널 상태를 보고하는 과정과, 상기 하향링크 채널 상태를 보고받은 상기 기지국으로부터 전체 존들 중 일부의 존을 통한 신호 송수신을 지시하는 제어 정보를 수신하는지 판별하는 과정과, 제어 정보 수신시, 상기 일부의 존을 통해 신호를 송수신하는 과정과, 상기 제어 정보에서 지시되지 않은 나머지 존에서는 적어도 하나의 슬립 모드 또는 이종망간 통신 모드로 동작하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제3 방법은; 이동 통신 시스템에서, 기지국의 존 지시 방법에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 이동국의 채널 상태, 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 확인하는 과정과, 상기 확인된 상태에 근거하여 상기 이동국에 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경이 필요한지 판단하는 과정과, 상기 판단 결과에 상응하여, 상기 이동국으로 증감 혹은 변경된 존을 지시하는 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제4 방법은; 이동 통신 시스템에서, 이동국이 존 지시를 수신하는 방법에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 상기 기지국으로부터 상기 이동국이 이용할 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 수신하는지 판단하는 과정과, 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보에 상응하여, 증감 혹은 변경된 존을 통해 상기 기지국과 신호를 송수신하는 과정과, 상기 신호 송수신에 사용되는 존을 제외한 나머지 존에서는 슬립 모드 또는 이종망간 통신 모드 중 적어도 하나로 동작하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제1 시스템은; 기지국과 이동국을 포함하는 이동 통신 시스템에서 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 상기 기지국은 상기 이동국의 채널 상태, 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 확인하고, 확인된 상태에 근거하여 상기 이동국이 일부 존을 통한 신호 송수신이 가능한지 판별하고, 상기 이동국이 상기 일부의 존을 통한 신호 송수신이 가능한 경우, 상기 이동국으로 상기 이동국이 송수신에 사용할 수 있는 존을 지시하는 제어 정보를 송신하며, 상기 이동국은 상기 기지국으로 하향링크 채널 상태를 보고하고, 상기 보고받은 하향링크 채널 상태를 고려한 상기 기지국으로부터 전체 존들 중 일부의 존을 통한 신호 송수신을 지시하는 제어 정보를 수신하는지 판별하고, 제어 정보 수신시, 상기 제어 정보에 의해 지시되는 존을 통해 신호를 송수신하고, 상기 제어 정보에 지시되지 않은 나머지 존에서는 슬립 모드 또는 이종망간 통신 모드 중 적어도 하나로 동작한다.
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본 발명의 제2 시스템은; 기지국과 이동국을 포함하는 이동 통신 시스템에 있어서, 프레임은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임으로 구성되며, 상기 상향링크 서브 프레임 및 하향링크 서브 프레임 각각은 다수의 존들을 포함하며, 상기 기지국은 상기 이동국의 채널 상태, 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 확인하고, 확인된 상태에 근거하여 상기 이동국이 이용할 존의 증감 혹은 변경이 필요한지 판단하고, 상기 이동국이 이용할 존의 증감 혹은 변경이 필요한 경우, 상기 이동국으로 증감 혹은 변경된 존을 지시하는 제어 정보를 송신하며, 상기 이동국은 상기 기지국으로부터 상기 이동국이 이용할 상기 존의 증감 혹은 상기 변경을 지시하는 제어 정보를 수신하는지 판단하고, 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 수신하고, 상기 제어 정보에 상응하여, 증감 혹은 변경된 존을 통해 신호를 송수신한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 새로운 프레임 구조를 제안하고, 제안된 프레임 구조를 효율적으로 운영하도록 하는 시스템 및 방법을 제공함으로써 짧은 레인턴시를 요구하는 패킷을 송신할 수 있는 이점이 있다. 또한, 이동국이 일부의 존을 통해 신호를 송수신하고, 나머지 존들에서는 슬립 모드(sleep mode)로 동작함으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 짧은 레이턴시(short latency) 신호 송수신 을 지원하는 새로운 프레임 구조를 제안하고, 이동국(MS: Mobile Station)의 상태(status)에 따라 제안한 프레임을 효율적으로 운용할 수 있는 방법 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명에서 새롭게 제안하는 프레임 구조는 상향링크 서브 프레임 및/혹은 하향링크 서브 프레임을 다수의 존(zone)들로 분할한 형태를 가진다. 여기서, 상기 프레임은 시분할 듀플렉싱 직교 주파수 분할 다중 접속(TDD-OFDMA: Time Division Duplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'TDD-OFDMA'라 칭함) 프레임이 될 수 있다. 하향링크 서브 프레임내의 각 존은 대응되는 상향링크 서브 프레임의 내의 존을 가지며, 상기 하향링크 서브 프레임내의 각 존은 자원 할당 정보 및 피드백 정보와 관련된 제어 정보를 포함한다. 즉, 상기 각 존들은 짧은 레이턴시를 요구하는 신호의 송수신을 만족시키는 전송 영역이며, 하기와 같이 정의할 수 있다.
- 짧은 레이턴시 존(SLZ: Short Latency Zone): 짧은 레이턴시 존을 통해 데이터가 전송되면, 상기 데이터는 짧은 레이턴시를 만족할 수 있다. 상기 짧은 레이턴시 존은 상향링크 및 하향링크에서 각각 존재한다. 상기 짧은 레이턴시 존은 짧은 레이턴시가 요구되는 데이터에 대해 우선적으로 사용되며, 자원 활용 측면에서 짧은 레이턴시를 요구하지 않는 데이터에 대해서도 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 짧은 레이턴시 존들을 포함하는 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임으 로 구분되며, 상기 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임간 심볼(symbol) 비율은 일 예로 29:18이 될 수 있다. 상기 하향링크 서브 프레임은 5개의 존들(201 내지 209)로 구성되고, 상기 상향링크 서브 프레임은 3개의 존들(211 내지 215)로 구성된다.
각 존들에서 Assignment_DLx 혹은 Assignment_ULx는 데이터 버스트가 할당되는 DLx 영역 혹은 ULx 영역의 데이터 버스트 할당 정보 및 패킷 포맷과 같은 제어 정보가 포함되는 영역이다. 즉, 이동국은 하향링크 서브 프레임내의 각 존에 포함된 제어 정보를 획득한 후, 자신에게 할당된 데이터 버스트를 복호한다. 상기 이동국이 각 존의 제어 정보를 획득하기 위해서는 전력이 소요된다. 하지만, 어떤 존에서는 상기 이동국에 할당된 데이터 버스트가 존재하지 않는 경우도 있다. 이러한 경우 상기 이동국이 모든 존의 제어 정보를 획득하는 것은 불필요하게 전력을 낭비하는 요인이 된다.
이를 위해 이하에서는 새롭게 제안한 프레임 구조, 이동국의 상태, 기지국의 상태 및 셀(cell) 상태 등을 고려하여 이동국을 효율적으로 스케줄링함으로써 전력 낭비를 줄일 수 있는 방안에 대해 설명하기로 한다.
기지국은 이동국의 상태, 이종망간의 통신 지원 여부, 기지국의 상태 및 셀 상태 등을 고려하여 스케줄링 대상 이동국이 모든 존들에서 제어 정보를 획득하도록 스케줄링 하거나, 지정된 존에서만 제어 정보를 획득하도록 스케줄링한다. 여기서, 상기 상태들은 셀 로딩(loading) 상황, 이동국의 능력(capability), 서비스 타입(type), 데이터 레이트(data rate), 이동국의 지리적 위치 등이 될 수 있다.
예를 들어, 고속의 서비스 제공을 요구하는 이동국이 대량의 데이터를 송수신하기 위해서는 기준 이상의 많은 자원을 할당받아야 한다. 때문에 상기 이동국은 기준 개수의 존들보다 많은 다수의 존들을 통해 기지국과 신호를 송수신하여야 한다.그리고 셀 경계에 위치하여 채널 상태가 기준보다 열악한 이동국은 다수의 존에 걸쳐 신호를 송수신하여야 하는 상황이 발생할 수 있다.
반면에, 저속의 서비스 제공을 요구하는 이동국이 기준 이하의 소량의 데이터를 송수신하기 위해서는 상기 기준 개수보다 적은 개수의 일부 존을 통해 신호를 송수신 할 수 있다. 한편, 셀 중심에 위치한 이동국은 채널 상태가 기준보다 양호하기 때문에 전체 존이 아니라 일부 존에서만 신호를 송수신하여도 되는 상황이 발생할 수 있다. 또한, 어떤 이동국은 일정한 양의 데이터를 송수신하기 위해서 일정 주기의 일정 수의 존을 통해 신호를 송수신 할 수 있다. 따라서, 기지국은 다양한 상황에 따라 각 이동국이 서비스를 제공받는 존을 적응적으로 활성화 할 수 있다. 즉, 상기에서 일부 존이라 함은 전체 존의 개수보다는 작은 적어도 하나 이상의 존을 의미한다.
한편, 이동국은 상기 활성화 존을 제외한 시간 구간에서 이종 통신 시스템과 통신할 수 있다. 즉, 상기 이동국이 서로 다른 통신 시스템과의 통신을 모두 지원하는 경우(CLC: Co-Located Co-existence), 상기 이동국은 슬립 모드 시간동안 와이파이(WiFi), 블루투스(bluetooth)와 같은 이종 통신 시스템과 통신을 수행할 수 있다.
상기와 같이 기지국과 이동국은 사전 협상(negotiation)을 통해 임의의 존 통신을 활성화할 수 있다. 또한, 상기와 같이 기지국은 통신 상황에 따라 적응적으로 상기 이동국에게 활성화 된 존과 관련된 제어 정보를 제공하며, 상기 이동국은 수신한 제어 정보에 따라 상기 활성화 된 존에서 신호를 송수신한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서의 이동국은 기지국과 존 활성화 여부를 협상한 다음, 제어 정보를 획득한 후, 자신에게 활성화 된 존을 인지하고, 다음 프레임에서의 신호 송수신부터 활성화 된 존을 통해 신호를 송수신 할 수 있다. 한편, 기지국은 각 존별로 제어 정보를 포함시키지 않고 이동국에게 메시지를 송신함으로써 활성화 존 정보를 지시할 수 있다.
이하에서는 상기 제어 정보를 각 존에 포함시켜 통신이 이루어지는 방안에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 이동국에게 제어 정보를 송신하는 과정을 도시한 흐름도이다. 여기서 기지국과 이동국은 사전 협상을 통해 일부 존이 활성화된 상태이다.
도 3을 참조하면, 일부 존이 활성화된 이동국에 대해, 302단계에서 상기 기지국은 상기 이동국의 상태, 기지국의 상태 및 셀 상태 등을 확인하고 304단계로 진행한다. 여기서, 상기 이동국의 상태 확인은 이동국이 상기 기지국으로 피드백하는 정보를 통해 확인하거나 기지국이 수신한 헤드룸(headroom) 정보 등을 통해 확인할 수 있다. 그리고, 상기 기지국의 상태는 부하(load) 상태가 될 수 있으며, 상기 셀 상태는 자원 사용 상태가 될 수 있다. 즉, 상기 기지국은 스케줄링 대상 이동국이 일부 존을 통해 서비스를 제공받을 수 있는 상태, 즉 이동국의 채널 상태가 미리 설정한 기준 채널 상태보다 양호하거나 혹은 기지국의 부하율이 기준 부하율보다 낮은 상태이거나 셀 자원 사용율이 기준 자원 사용율보다 낮은 상태인지 확인한다.
상기 304단계에서 상기 기지국은 상기 이동국이 전체 존이 아닌 일부 존을 통해 서비스를 제공받을 수 있거나 혹은 상기 기지국이 일부 존을 통해 서비스를 제공할 수 있는 경우, 306단계에서 상기 기지국은 상기 이동국이 상향링크 신호 및 하향링크 신호를 송수신 할 수 있는 일부 존을 알려주는 제어 정보를 상기 이동국으로 송신한다. 상기 이동국은 수신한 제어 정보에 따라 존을 활성화하고, 활성화된 존을 통해 신호를 송수신한다. 상기 이동국은 활성화된 존이 변경되기 전까지는 계속하여 활성화된 존을 통해서만 신호를 송수신한다. 여기서 상기 활성화된 존은 매 프레임 또는 일정 프레임 주기로 활성화 혹은 변경될 수 있다. 반면에 상기 304단계에서 일부 존을 통해 서비스를 제공하지 못할 경우, 308단계에서 상기 기지국은 모든 존의 활성화를 이동국에게 지시하거나 혹은 아무런 지시 없이 암시적으로 모든 존을 활성화할 수 있다.
즉, 상기 이동국은 기지국과의 사전 협상을 통해 일부 존의 활성화가 가능한지를 협상/인지 한 후, 각 존의 제어 정보를 수신하여 각 존의 활성화 여부를 판별한다. 그런 다음, 이후부터는 활성화된 존에서만 신호를 송수신한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 제어 정보 수신 여부에 따라 신호를 처리하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 402단계에서 상기 이동국은 자신의 일부 존을 통한 통신이 가능한지의 여부, 이동국의 능력, 제공받고자 하는 서비스 타입 등을 기지국으로 보고하고 404단계로 진행한다. 상기 404단계에서 상기 이동국은 모든 존별로 제어 정보를 수신한다. 상기 제어 정보에 활성화 존 정보가 없거나 모든 존의 활성화 정보를 지시하는 경우, 406단계에서 상기 이동국은 전체 존을 통해 신호를 송수신한다. 반면에, 상기 제어 정보가 활성화 존을 통해 신호를 송수신하라는 지시인 경우, 408단계에서 상기 이동국은 지시받은 활성화 존을 통해 신호를 송수신한다. 상기 408단계에서 상기 이동국은 지시받지 않은 나머지 존에서는 슬립 모드(sleep mode)로 동작한다.
상술한 바와 같이, 상기 이동국이 일부 존을 통해서만 신호를 송수신 하는 경우, 상기 일부 존을 제외한 나머지 존에서 신호를 수신하거나 복호할 필요가 없기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 상기 나머지 존에서는 슬립 모드로 동작하기 때문에 보다 효율적으로 전력 낭비를 줄일 수 있다. 한편, 상기 이동국은 채널 추정 보고를 위해 필요한 경우에 활성화되지 않은 존에서 신호를 수신하고 채널 추정을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 이동국은 활성화되지 않은 존에서의 데이터는 복호하지 않는다.
도 5는 본 발명에 실시예에 따른 일부 존을 통해 통신을 수행하는 이동국의 신호 송수신을 나타내는 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1이동국은 하향링크 서브 프레임의 첫번째 존과 두번째 존의 DL1 및 DL2 영역을 통해 하향링크 신호를 수신하고, 나머지 하향링크 서브 프레임의 존들(세번째 존 내지 다섯번째 존)에서는 신호를 수신하지 않는 슬립 모드 로 동작한다. 또한, 상기 제1이동국은 상향링크 서브 프레임의 첫번째 존의 UL1 영역을 통해 상향링크 신호를 송신하고, 나머지 상향링크 서브 프레임의 존들(두번째 존 및 세번째 존)에서는 슬립 모드로 동작한다.
제2이동국은 하향링크 서브 프레임의 첫번째 존, 네번째 존 및 다섯번째 존의 DL1 및 DL6 영역을 통해 하향링크 신호를 수신하고, 나머지 하향링크 서브 프레임의 존들(두번째 존 및 세번째 존)에서는 슬립 모드로 동작한다. 또한, 상기 제2이동국은 상향링크 서브 프레임 전체 존들을 통해 상향링크 신호를 송신한다.
상기 제1이동국은 채널 상태가 양호하여 일부의 존을 통해 신호를 송수신하여도 되는 이동국일 수 있으나, 상기 제2이동국은 채널 상태가 열악하여 상기 제1이동국에 비해 많은 존을 통해 신호를 송신하여야 한다. 상기 제1이동국 및 제2이동국이 이용하는 존은 매 프레임 혹은 일정 프레임 주기로 변경될 수 있다. 따라서, 상기 이동국은 활성화 존의 정보가 변경되기 전까지 매 프레임 혹은 일정 프레임 주기로 활성화 존을 유지한다.
한편, 기지국은 셀의 부하(loading) 상태를 고려하여 존 운용을 적응적으로 할 수 있다. 예컨대, 5개의 존들로 이루어진 하향링크 서브 프레임에서, 셀 부하율이 낮은 기지국은 전체 존을 이용하여 신호를 송신하는 것이 아니라 일부의 존들만을 활성화하여 신호를 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 활성화 존의 증감 혹은 변경시 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 602단계에서 기지국은 이동국의 상태, 기지국의 상태 및 셀 상태 등을 확인하고 604단계로 진행한다. 상기 604단계에서 상기 기지국은 확인된 다양한 상태 등을 고려하여 해당 이동국이 이용할 존의 추가 혹은 변경이 필요한지 판단한다. 상기 기지국은 일 예로 이동국의 채널 상태가 기준 채널 상태보다 열악하면 존의 추가를 결정하고, 채널 상태가 기준 채널 상태보다 양호하면 존의 감소를 결정할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 다양한 요인들을 고려하여 상기 이동국이 이용하고 있던 존을 다른 존으로 변경할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 현재 1번 존을 이용하고 있던 이동국에게 2번 존을 이용하도록 변경 지시할 수 있다.
판단 결과, 존의 증감 혹은 변경이 필요한 경우, 606단계에서 상기 기지국은 증감 및 변경된 존 지시 정보에 해당하는 제어 정보를 해당 이동국으로 송신한다. 반면에, 존의 증감 혹은 변경이 불필요한 경우, 608단계에서 상기 기지국은 이전 프레임의 제어 정보를 그대로 송신하거나 혹은 아무런 제어 정보를 송신하지 않는다. 한편, 상술한 바와 같이 상기 기지국은 브로드캐스트 형태로 존 지시 정보를 제공할 수도 있으나, 다른 하기와 같이 다양한 형태로 존 지시 정보를 제공할 수도 있다.
첫번째로, 상기 기지국은 해당 이동국에 현재 활성화 된 존들 중 특정 존을 통해 증감 혹은 변경될 모든 존의 지시 정보를 제공할 수 있다. 상기 존 지시 정보는 현재 프레임 혹은 다음 프레임부터 활성화 될 존의 개수 및 위치 정보를 포함한다. 상기 첫번째 방안은 증감 혹은 변경될 존이 많은 경우에 사용할 수 있다.
두번째로, 하나의 존에서 하나의 존을 활성화 시키는 방안이 있다. 예컨대, 현재 1번 존이 활성화 되어 있는 상태에서 2개의 존, 즉 2번 및 3번 존을 추가로 활성화하고자 하는 경우, 상기 기지국은 1번 존에서 2번 존을 활성화시키는 존 지시 정보를 제공하고, 상기 2번 존에서 3번 존을 활성화시키는 존 지시 정보를 제공한다. 두번째 방안의 경우, 상기 존 지시 정보는 활성화 될 존의 위치 정보만이 필요할 뿐 존의 개수 정보는 필요하지 않게 되므로, 존 지시에 필요한 자원량이 첫번째 방안의 경우에 비해 줄어들게 된다.
세번째로, 상기 기지국은 현재 존 이후의 모든 존 혹은 현재 프레임의 모든 존을 활성화시킬 수 있다. 세번째의 경우는 일부 존을 이용하는 이동국에게 전체 존을 이용하도록 지시하는 경우이다. 예컨대, 상기 기지국은 1비트의 지시자 정보를 포함하는 제어 정보, 즉 전체 존 통신을 지시하는 제어 정보를 이동국으로 송신함으로써, 상기 이동국으로 하여금 전체 존 통신으로 전환하도록 한다. 상기 이동국은 전체 존 통신 지시에 따라 전체 존 통신으로 전환한 후 각 존의 제어 정보를 고려하여 다시 일부 존 통신으로 전환할 수 있다.
네번째로, 상기 기지국은 비트맵(bitmap)을 이용하여 존의 증감 혹은 변경을 지시할 수 있다. 예컨대, 하나의 프레임이 8개의 존으로 구분된 경우, 8비트 크기를 가지는 비트맵을 이용하여 각 존의 활성화 여부를 지시할 수 있다. 즉, 2번 존만이 활성화 되는 경우, 상기 기지국은 '01000000'을 포함하는 존 지시 정보를 이동국에게 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 존 증감 혹은 변경 지시 수신에 따라 이동국의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 702단계에서 이동국은 현재 존을 확인하고 704단계로 진행 한다. 상기 704단계에서 상기 이동국은 현재 존이 활성화 존에 해당하는지 판단한다. 판단 결과, 활성화 존인 경우, 706단계에서 상기 이동국은 활성화 존에서 신호 송수신을 수행하고 708단계로 진행한다. 상기 708단계에서 상기 이동국은 해당 존이 활성화 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 포함하고 있는지 판별한다. 판별 결과, 해당 존이 다른 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 포함하고 있는 경우, 712단계에서 상기 이동국은 상기 제어 정보에 상응하게 이후 활성화 될 존의 증감 혹은 변경을 인지한다.
한편, 상기 704단계에서 상기 이동국은 해당 존이 활성화 존이 아닌 경우, 710단계에서 상기 이동국은 해당 존에서 슬립 모드로 동작한다. 또한, 708단계에서 해당 존이 제어 정보를 포함하지 않는 경우에도 710단계에서 상기 이동국은 해당 존에서 슬립 모드로 동작한다.
한편, 본 발명에 따른 신호 송수신 방법은 기지국에도 적용 가능하다. 구체적으로 설명하면, 상기 기지국은 기지국의 부하 상태를 고려하여 적어도 하나 이상의 특정 존에서만 하향링크 신호를 이동국으로 송신할 수 있다. 예컨대, 5개의 존으로 이루어진 하향링크 서브프레임에서 2번 및 3번 존에서의 부하 상태가 다른 존에서의 부하 상태보다 양호하거나 혹은 기준 부하 상태보다 양호한 경우, 상기 기지국은 상기 2번 및 3번 존만을 통해 상기 이동국으로 신호를 송신할 수 있다. 물론, 상기 이동국은 상기 기지국으로부터 2번 및 3번 존을 통해 신호를 수신하기 전에 상기 2번 및 3번 존을 통해 신호가 송신될 것임을 알고 있어야 한다. 이는 상기 기지국과 이동국간의 사전 협상을 통해 가능하게 된다.
이와 유사하게, 상기 기지국은 상향링크 서브프레임내의 특정 존을 이동국에게 지시함으로써, 지시된 특정 존에서만 상기 이동국이 상향링크 신호를 송신할 수 있게 할 수도 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 TDD-OFDMA 프레임 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 짧은 레이턴시 존들을 포함하는 프레임 구조를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국이 이동국에게 제어 신호를 송신하는 과정을 도시한 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 제어 신호 수신 여부에 따라 신호를 처리하는 과정을 도시한 흐름도
도 5는 본 발명에 실시예에 따른 일부 존을 통해 통신을 수행하는 이동국의 신호 송수신을 나타내는 프레임 구조를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 활성화 존의 증감 혹은 변경시 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 존 증감 혹은 변경 지시 수신에 따라 이동국의 동작 과정을 도시한 흐름도

Claims (24)

  1. 이동 통신 시스템에서 기지국의 존 지시 방법에 있어서,
    이동국의 채널 상태, 상기 이동국의 이종망간의 통신 지원 여부, 상기 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 사용 상태 중 적어도 하나를 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과를 기반으로, 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능한지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 이동국이 상기 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능한 경우, 상기 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 존을 지시하는 제어 정보를 송신하는 과정을 포함하는 기지국의 존 지시 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단하는 과정은,
    상기 이동국의 채널 상태가 미리 정해진 기준 채널 상태보다 양호한 상태이거나 상기 기지국의 부하 상태가 미리 정해진 기준 부하 상태보다 낮거나 상기 셀 자원 사용 상태가 미리 정해진 기준 자원 사용 상태보다 낮은 경우, 상기 이동국이 상기 전체 존들 중 상기 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능하다고 판단하는 과정임을 특징으로 하는 기지국의 존 지시 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 적어도 하나의 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 기지국의 존 지시 방법.
  4. 삭제
  5. 이동 통신 시스템에서 이동국이 존 지시를 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로 하향링크 채널 상태를 보고하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 신호 송수신이 가능한 적어도 하나의 존을 지시하는 제어 정보가, 상기 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 수신되는지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 제어 정보가 수신될 경우, 상기 적어도 하나의 존을 통해 신호를 송수신하는 과정과,
    상기 전체 존들 중 상기 적어도 하나의 존을 제외한 나머지 존에서는 슬립 모드로 동작하는 과정을 포함하는 이동국의 존 지시 수신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 적어도 하나의 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동국의 존 지시 수신 방법.
  7. 삭제
  8. 이동 통신 시스템에서 기지국의 존 지시 방법에 있어서,
    이동국의 채널 상태, 상기 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 적어도 하나를 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과를 기반으로, 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경이 필요한지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 판단 결과를 기반으로, 상기 이동국으로 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 상기 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 송신하는 과정을 포함하는 기지국의 존 지시 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 판단하는 과정은,
    상기 이동국의 채널 상태가 미리 정해진 기준 채널 상태보다 열악한 경우, 상기 현재 활성화된 존의 개수를 증가시킬 것으로 결정하고, 상기 이동국의 채널 상태가 상기 미리 정해진 기준 채널 상태보다 양호한 경우, 상기 현재 활성화된 존의 개수를 감소시킬 것으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 기지국의 존 지시 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경에 따른 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 기지국의 존 지시 방법.
  11. 이동 통신 시스템에서 이동국이 존 지시를 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보가, 상기 전체 존들 중 상기 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 수신되는지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 제어 정보가 수신될 경우, 상기 제어 정보에 상응하여 상기 현재 활성화된 존을 증감 혹은 변경하고, 상기 증감 혹은 변경된 현재 활성화된 존을 통해 신호를 송수신하는 과정과,
    상기 전체 존들 중 상기 신호 송수신에 사용된 존을 제외한 나머지 존에서는 슬립 모드로 동작하는 과정을 포함하는 이동국의 존 지시 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경에 따른 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동국의 존 지시 수신 방법.
  13. 이동 통신 시스템에서 존을 지시하는 기지국에 있어서,
    이동국의 채널 상태, 상기 이동국의 이종망간의 통신 지원 여부, 상기 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 사용 상태 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 확인 결과를 기반으로, 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능한지 여부를 판단하는 제어부와,
    상기 이동국이 상기 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능한 경우, 상기 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 존을 지시하는 제어 정보를 송신하는 송수신부를 포함하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동국의 채널 상태가 미리 정해진 기준 채널 상태보다 양호한 상태이거나 상기 기지국의 부하 상태가 미리 정해진 기준 부하 상태보다 낮거나 상기 셀 자원 사용 상태가 미리 정해진 기준 자원 사용 상태보다 낮은 경우, 상기 이동국이 상기 전체 존들 중 상기 적어도 하나의 존을 통한 신호 송수신이 가능하다고 판단함을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 적어도 하나의 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
  16. 삭제
  17. 이동 통신 시스템에서 존 지시를 수신하는 이동국에 있어서,
    기지국으로부터 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 신호 송수신이 가능한 적어도 하나의 존을 지시하는 제어 정보가, 상기 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 수신되는지 여부를 판단하는 제어부와,
    상기 기지국으로 하향링크 채널 상태를 보고하고, 상기 제어 정보가 수신될 경우, 상기 적어도 하나의 존을 통해 신호를 송수신하고, 상기 전체 존들 중 상기 적어도 하나의 존을 제외한 나머지 존에서는 슬립 모드로 동작하는 송수신부를 포함하는 이동국.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 적어도 하나의 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동국.
  20. 이동 통신 시스템에서 존을 지시하는 기지국에 있어서,
    이동국의 채널 상태, 상기 기지국의 부하(load) 상태 및 셀 자원 상태 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 확인 결과를 기반으로, 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경이 필요한지 여부를 판단하는 제어부와,
    상기 판단 결과를 기반으로, 상기 이동국으로 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보를 상기 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 송신하는 송수신부를 포함하는 기지국.
  21. 제20에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동국의 채널 상태가 미리 정해진 기준 채널 상태보다 열악한 경우, 상기 현재 활성화된 존의 개수를 증가시킬 것으로 결정하고, 상기 이동국의 채널 상태가 상기 미리 정해진 기준 채널 상태보다 양호한 경우, 상기 현재 활성화된 존의 개수를 감소시킬 것으로 결정함을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경에 따른 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
  23. 이동 통신 시스템에서 존 지시를 수신하는 이동국에 있어서,
    기지국으로부터 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임에 포함되는 전체 존들 중 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경을 지시하는 제어 정보가, 상기 전체 존들 중 상기 현재 활성화된 존의 자원을 이용하여 수신되는지 여부를 판단하는 제어부와,
    상기 제어 정보가 수신될 경우, 상기 제어 정보에 상응하여 상기 현재 활성화된 존을 증감 혹은 변경하고, 상기 증감 혹은 변경된 현재 활성화된 존을 통해 신호를 송수신하고, 상기 전체 존들 중 상기 신호 송수신에 사용된 존을 제외한 나머지 존에서는 슬립 모드로 동작하는 송수신부를 포함하는 이동국.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 현재 활성화된 존의 증감 혹은 변경에 따른 존의 개수 및 위치에 관련된 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동국.
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