KR20080015983A

KR20080015983A - 광대역 무선접속 시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080015983A
Application number: KR1020060077441A
Authority: KR
Inventors: 장재혁; 손중제; 김남기; 조민희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-21
Also published as: US20080043650A1

Abstract

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 기지국 장치는, 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 생성하는 제1 생성기와, 상기 제1 생성기로부터의 절대적 자원할당정보를 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 송신하는 송신기를 포함한다. 이와 같은 본 발명은 VoIP와 같이 주기적으로 자원 할당이 필요한 서비스에 대해서, 자원 할당 정보를 큰 주기마다(슈퍼 프레임마다) 전송함으로써 방송되는 제어정보의 사이즈를 현저히 줄일 수 있다.

서킷, 프레임 구조, OFDM, VoIP

Description

광대역 무선접속 시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING FRAME DATA IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 전형적인 IEEE 802.16계열 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 구성을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 단말기의 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 프레임 통신 장치 및 방법에 관한 것 으로, 특히 서킷(circuit) 모드를 지원하기 위한 프레임 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 다중 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선통신의 후보 기술로 인정받고 있다. 2010년경으로 예상되는 4세대 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM 기술이 사용될 것으로 예상되며, 현재 3.5세대 기술이라고 불리우는 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격에 채택하고 있다.

상기 802.16의 규격제정그룹(Working group)중 무선통신 규격으로 대표되는 것은 802.16d, 802.16e 이며, 두 규격은 다시 싱글캐리어(Single Carrier), OFDM, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 규격으로 나누어진다.

상기 OFDM기반의 광대역 무선접속 시스템에서 상/하향링크를 다양한 형태로 자유롭게 할당하기 위해서, 기지국은 매 프레임마다 상/하향링크의 자원 할당을 묘사하는 정보를 전송한다. 상기 IEEE 802.16 계열의 시스템에서는 MAP 메시지가 이 역할을 담당한다.

도 1은 전형적인 IEEE 802.16계열 시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 프레임은 하나의 하향링크 프레임과 하나의 상향링크 프레임으로 구성된다. 하향링크 프레임은 기지국이 단말들로 데이터를 전송하는 구간이고, 상향링크 프레임은 여러 단말들이 정해진 영역에서 기지국으로 데이터를 전 송하는 구간이다.

하향링크 프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(downlink) MAP, UL(uplink) MAP 그리고 하향링크 데이터 버스트들로 구성된다. 그리고, 상향링크 프레임은 크게 제어(control) 영역과 상향링크 데이터 버스트 영역으로 구성된다. 하향링크 프리앰블은 단말의 초기 동기 획득 및 셀 탐색에 이용되며, FCH는 프레임의 기본 구성을 묘사하는 정보를 포함한다. DL MAP은 하향링크 데이터 버스트들의 영역을 알려주는 정보들을 포함하며, UL MAP은 상향링크 프레임의 구조를 알려주는 정보들을 포함한다.

상향링크 프레임의 제어 영역은 레인징(Ranging) 영역, CQICH 영역, ACKCH 영역 및 사운딩(sounding) 영역 등으로 구성된다. 상기 레인징 영역은 기지국의 할당 없이 단말이 코드를 올릴 수 있는 영역으로, 네트워크 초기 접속을 수행하거나 핸드오프를 요청하거나, 자원할당을 요청하는 등의 목적으로 사용된다. 상기 CQICH 영역은 단말이 하향링크 채널 상황을 보고하기 위한 영역이다. ACKCH 영역은 하향링크 데이터 버스트의 성공적인 수신 여부를 보고하기 위한 영역이다. 그리고 상기 사운딩 영역은 상향링크 채널 추정을 위한 사운딩 신호가 전송되는 영역이다.

일반적으로, 프레임의 구성은 기지국에 의해 결정되며, 단말은 기지국이 전송하는 하향링크 프레임의 DL MAP과 UL MAP를 매 프레임마다 수신함으로써 프레임 구조 및 할당 정보를 알 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이, 개념적인 주파수 및 시간영역에서의 데이터 단위를 각각 서브채널(Subchannel)과 심볼(Symbol)로 나타내었으며, 사용자 한 명에게 보 낼 수 있는 최소의 데이터 단위는 하나의 서브채널과 하나의 심볼로 이루어진다. 수직축은 주파수 자원단위인 서브채널이며, 하나의 프레임은 s번째부터 (s+L)번째까지 L+1개의 서브채널들로 구성된다. 수평축은 시간 자원 할당 단위인 OFDM 심볼의 인덱스를 나타내며, 하나의 프레임은 k번째부터 (k+M)번째까지에 해당하는 M+1개의 하향링크(Downlink) OFDM 심볼들과 (k+M+1)번째부터 (k+M+N)까지에 해당하는 N개의 상향링크(Uplink) OFDM 심볼들로 구성된다. 그리고, 하향링크와 상향링크 사이에는 시간가드영역(Guard region)인 TTG(Transmit/receive Transition Gap)가 존재한다.

전술한 바와 같이, OFDM 기반의 광대역 무선접속 시스템에서는 프레임내의 하향링크 버스트 및 상향링크 버스트를 최소 하나의 서브채널 및 하나의 심볼 단위로 할당할 수 있도록 함으로써, 프레임 구성의 자유도를 최대화하고 있다. 하지만, 자유도가 높아지는 만큼 보내야할 제어정보도 많아져서 여러 사용자의 데이터들이 프레임내에 혼재해 있는 경우, DL-MAP, UL-MAP을 통해 사용자에게 알려주는 제어정보는 상당한 오버헤드(overhead)로 작용하게 된다.

특히, 주기적으로 패킷이 전송되는 서비스(예 : VoIP 서비스)의 경우, 기지국이 매번 자원할당메시지(DL-MAP. UL-MAP)를 통해 자원을 할당하는 것은 불필요하게 자원을 낭비하는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 특정 서비스에 대해서 현재의 자원할당 방법 이외의 다른 방법을 사용할 필요가 있으며, 이를 지원하기 위한 새로운 프레임 구조가 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보의 사이즈를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 서킷 모드를 지원하기 위한 프레임 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 서킷 모드를 지원하는 프레임을 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 서킷 통신을 위한 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 기지국 장치에 있어서, 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 생성하는 제1 생성기와, 상기 제1 생성기로부터의 절대적 자원할당정보를 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 단말 장치에 있어서, 기지국으로부터 수신되는 신호를 소정 패킷으로 복원하는 수신기와, 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 수신된 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 획득하는 제1 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 통신 방법 에 있어서, 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 생성하는 과정과, 상기 절대적 자원할당정보를 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 송신하는 과정과, 이번 서브 프레임에서 서킷 서비스에 대한 자원이 변경되는 경우, 변경된 자원에 대한 상대적 자원할당정보를 생성하는 과정과, 상기 상대적 자원할당정보를 이번 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서, 기지국으로부터 수신되는 신호를 소정 패킷으로 복원하는 과정과, 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 수신된 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 획득하는 과정과, 상기 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 수신되는 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 자원변경정보를 나타내는 상대적 자원할당정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 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, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 서킷 모드를 지원하는 프레임 구조 및 서킷 모드를 지원하는 프레임을 통신하기 위한 장치 및 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 슈퍼 프레임(251)은 하향링크 구간(107)과 상향링크 구간(209)으로 구분되는 소정 길이(예 : 5msec)의 프레임(253)을 소정 개수 포함한다. 그리고 상기 슈퍼 프레임(251)의 앞 구간에는 제어영역들(201, 203, 205)이 존재한다. 상기 제어 영역들은 예를 들어 프리앰블 영역(201), 방송제어채널 영역(203), 서킷제어채널 영역(205)을 포함한다. 여기서, 상기 제어영역들이 전송되는 구간을 5msec로 하고, 상기 슈퍼 프레임(251)의 전체 구간을 205msec로 가정하기로 한다. 이럴 경우, 하나의 슈퍼 프레임(251)은 40개의 5msec 프레임들을 포함할 수 있다.

상기 프리앰블 영역(201)은 신규로 접속하는 단말들에게 동기 등을 제공하기 위한 프리앰블 신호가 전송된다. 상기 방송제어채널 영역(203)은 단말들의 동작을 위한 파라미터(예 : UCD(Uplink Channel Descriptor), DCD(Downlink Channel Descriptor) 등) 및 페이징 정보 등이 전송된다. 본 발명에 따른 서킷제어채널 영역(205)은 서킷 서비스를 받는 단말들을 위한 절대적 자원할당정보(예 : MAP정보)가 전송된다, 상기 서킷제어채널 영역(205)을 통해 전송되는 자원할당정보(또는 자원할당메시지)는 이후 <표 1>의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.

다음으로, 5msec의 프레임 구조를 살펴보면, IEEE 802.16e의 프레임 구조에서 프리앰블과 FCH (Frame Control Header)가 제외된 형태와 유사하다. 하향링크 구간(207)의 앞에 위치되는 하향링크 제어영역(211)은 상향링크 및 하향링크에 대한 자원할당정보(예 : DL/UL-MAP)가 전송된다. 여기서, 상기 자원할당정보는 서킷 서비스를 받는 단말들의 상대적 자원할당정보(Mini MAP for circuit)를 포함할 수 있다. 상기 서킷 서비스를 받는 단말들의 상대적 자원할당정보는 이후 표 2의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.

또한, 상기 하향링크 구간(207)은 다수의 하향링크 버스트들(DL-Burst#1 ∼ DL-Burst#N)을 위한 영역(213,215,217)과 서킷 서비스를 위한 영역(233)을 포함하여 구성된다. 여기서, 일반적인 데이터 버스트와 서킷 서비스를 위한 데이터 버스트를 서로 독립적인 영역에 할당하는 것을 예를 들어 설명하지만, 서로 구분하지 않고 할당할 수도 있다. 또한, 서킷 서비스를 위한 데이터 버스트(또는 패킷)를 일차원적으로 순차로 할당하는 경우를 예를 들어 설명하지만, 일반적인 데이터 버스트와 동일하게 2차원적으로 할당할 수도 있다.

상기 상향링크 구간(209)의 앞에 위치되는 상향링크 제어영역(219)은 단말들이 기지국으로 상향링크 제어신호를 전송하기 위한 영역이다. 또한, 상기 상향링크 구간(209)은 다수의 상향링크 버스트들(DL-Burst#1 ∼ DL-Burst#N)을 위한 영역(221,223,225)과 서킷 서비스를 위한 영역(235)을 포함하여 구성된다. 여기서, 일반적인 데이터 버스트와 서킷 서비스를 위한 데이터 버스트를 서로 독립적인 영역에 할당하는 것을 예를 들어 설명하지만, 서로 구분하지 않고 할당할 수도 있다. 또한, 서킷 서비스를 위한 데이터 버스트(또는 패킷)를 일차원적으로 순차로 할당하는 경우를 예를 들어 설명하지만, 일반적인 데이터 버스트와 동일하게 2차원적으 로 할당할 수 있다.

상기와 같은 프레임 구조에서, 상기 서킷제어채널 영역(205)은 서킷 서비스를 받는 단말들을 위한 절대적 자원할당정보가 전송되는 영역이다. 상기 서킷제어채널 영역(206)을 통해 전송되는 자원할당정보(예 : MAP정보)를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다.

MAP_for_circuit_format () {
number of circuit frame (N)	4 bits
reserved	4 bits
for (i=1; i<=N; i++) {
number of downlink user (D)	8 bits
for (j=1; j<=D; j++)
user id	a bits
modulation and coding	b bits
resource allocation info	c bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
number of uplink user (U)	8 bits
for (k=1; k<=U; k++)
user id	a bits
modulation and coding scheme	b bits
resource allocation info	c bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
}
}

상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 서킷 서비스를 받는 단말들에게 절대적인 자원을 할당하기 위한 자원할당메시지는, 슈퍼 프레임내 서킷 프레임의 개수(number of circuit frame), 하향링크로 서비스되는 서킷 사용자의 정보 및 상향링크로 서비스되는 서킷 사용자의 정보를 포함한다. 여기서, 하향링크로 서비스되는 서킷 사용자의 정보는 사용자 식별자(user id), 변조 및 코딩 방식(modulation and coding), 자원할당정보(resource allocation info), 기타 제어정보들(HARQ info, CQICH Allocation info)을 포함할 수 있다. 또한, 상향링크로 서비스되는 사용자의 정보는 사용자 식별자(user id), 변조 및 코딩 방식(modulation and coding), 자원할당정보(resource allocation info), 기타 제어정보들(HARQ info, CQICH Allocation info)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 서킷 프레임의 개수는 서킷 자원 할당 주기와 매칭된다. 예를 들어, VoIP 서비스의 경우 패킷 발생 주기가 20msec 이기 때문에 자원을 20msec 주기로 할당하면 된다. 이런 경우, 상기 서킷 프레임의 개수는 4(0b0100)가 되며, 이는 4개의 프레임들에 대해서 서킷 서비스를 위한 절대적인 자원을 할당한다는 의미이다. 또한, 상기 사용자 식별자는 절대적인 아이디가 되며, 예를 들어 기본 CID(basic CID)가 될 수 있다. 상기 변조 및 코딩 방식은 해당 데이터 버스트(또는 패킷)에 적용되는 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme)을 나타낸다. 상기 자원할당정보는 할당한 자원의 절대적인 정보(예를 들어, 자원의 시작점 및 크기 정보)를 나타낸다.

상기 서킷제어채널 영역(205)을 통해 할당된 절대적인 자원은 변경이 필요하지 않는 한 해당 슈퍼 프레임동안 유지된다. 하지만 단말의 채널 상황이 변하거나, 호(call)가 일시 정지되거나 해제될 때, 혹은 신규 사용자가 추가될 경우에는 자원 할당을 다시 수행해야 한다. 이와 같이, 기 할당된 서킷 서비스의 자원이 변경되는 경우, 변경된 자원을 단말에게 알려주어야 하는데, 기지국은 5msec 프레임(253)의 하향링크 제어영역(211)을 통해 변경된 자원을 단말에게 알려준다. 상기 상향링크 제어영역(211)을 통해 전송되는 서킷 서비스에 대한 상대적 자원할당정보를 살펴보면 하기 <표 2>와 같다.

Mini_MAP_for_circuit_format () {
number of deleted downlink user (DD)	8 bits
for (i=1; i<=DD; i++) {
(relative) user id	x or a bits
}
number of updated downlink user (DU)	8 bits
for (j=1; j<=DU; j++) {
(relative) user id	x or a bits
plus/minus indicator	1 bits
relative resource allocation info	y bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
number of added downlink user (DA)	8 bits
for (k=1; k<=DA; k++) {
user id	a bits
modulation and coding	b bits
resource allocation info	c bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
number of deleted uplink user (UD)	8 bits
for (i=1; i<=UD; i++) {
(relative) user id	x or a bits
}
number of updated uplink user (UU)	8 bits
for (j=1; j<=UU; j++) {
(relative) user id	x or a bits
plus/minus indicator	1 bits
relative resource allocation info	y bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
number of added uplink user (UA)	8 bits
for (k=1; k<=UA; k++) {
user id	a bits
modulation and coding	b bits
resource allocation info	c bits
(HARQ info, CQICH allocation info)	d bits
}
}

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상대적 자원할당정보는 상향링크를 위한 정보와 하향링크를 위한 정보로 구분될 수 있다. 먼저 상향링크를 위한 정보는 이번 프레임에서 하향링크 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 프레임에서 하향링크 자원이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 프레임에서 새롭게 자원을 할당받는 사용자의 정보를 포함한다. 또한 하향링크를 위한 정보도 이번 프레임에서 상향링크 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 프레임에서 상향링크 자원이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 프레임에서 새롭게 자원을 할당받는 사용자의 정보를 포함한다.

여기서, 이번 프레임에서 자원이 해지되는 사용자 및 이번 프레임에서 자원이 변경되는 사용자에 대한 식별자는 앞서 표 1에서 설명된 절대적 아이디를 사용하거나 자원 할당 순서로 매겨진 상대적 아이디를 사용할 수 있다. 어떤 사용자 식별자를 사용하는지는 도 2의 방송제어채널 영역(203)을 통해 알려주거나 시스템 파라미터로 고정할 수 있다. 만일, 상대적 아이디를 사용할 경우, 서킷 사용자들은 서킷 자원 할당이 해지되는 사용자가 발생할 때마다 상대적 아이디를 갱신하여야 한다.

또한, 이번 프레임에서 자원이 변경되는 사용자의 정보는 사용자 식별자, 자원증감 지시자, 자원증감량 및 기타 부가적인 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자원증감 지시자는 자원이 증가인지 감소인지를 나타내는 1비트 플래그 정보이고, 상기 자원증감량은 증가 혹은 감소되는 양을 나타내는 정보이다.

또한, 이번 프레임에서 새롭게 자원을 할당받는 사용자의 정보는 사용자 식별자, 변조 및 코딩(modulation and coding) 레벨, 절대적 자원할당정보 및 기타 부가적인 정보를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기지국은 송신데이터 분류기(300), 스케줄러(302), 제1MAP생성기(304), 제2MAP생성기(306), 제3MAP생성기(308), BCH생성기(310), 패킷 생성기(312), 다중화기(314), 물리계층 인코더(316) 및 RF송신기(318)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 먼저 송신데이터 분류기(300)는 송신 데이터(또는 서비스 패킷)들을 종류별로 분류하여 버퍼링 하였다가 출력한다. 스케줄러(302)는 상기 송신데이터 분류기(300)에 적재된 송신 데이터들에 대한 자원 스케줄링을 수행하고, 그 스케줄링 결과를 MAP생성기들(304, 306, 308)로 출력한다.

제1MAP생성기(304)는 슈퍼 프레임(251)의 제어영역들 중 서킷제어채널 영역(205)을 통해 전송되는 서킷 서비스 사용들에 대한 절대적 자원할당정보(표 1)를 생성하여 출력한다. 제2MAP생성기(306)는 5msec 프레임(253)의 하향링크 제어영역(211)을 통해 전송되는 MAP정보(또는 자원할당정보)를 생성하여 출력한다. 상기 제2MAP생성기(306)는 서킷 서비스가 아닌 다른 서비스들에 대한 MAP정보를 생성하여 출력한다. 제3MAP생성기(308)는 기 할당된 서킷 서비스의 자원이 변경되는 경우 변경된 자원에 대한 자원할당정보를 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 변경된 자원에 대한 자원할당정보는 상기 하향링크 제어영역(211)을 통해 전송된다.

BCH생성기(310)는 슈퍼 프레임(251)의 제어영역들 중 방송제어채널 영역(203)을 통해 전송되는 방송제어정보를 생성하여 출력한다. 패킷 생성기(312)는 상기 송신데이터 분류기(300)로부터의 송신데이터들을 상기 스케줄링 결과에 따라 소정의 패킷(예 : MAC PDU)으로 생성하여 출력한다.

다중화기(314)는 패킷 생성기(312), 제1MAP생성기(304), 제2MAP생성기(306), 제3MAP생성기(308) 및 BCH생성기(310)로부터의 패킷들을 미리 정해진 규칙에 따라 선택하여 출력한다. 예를 들어, 상기 다중화기(314)는 슈퍼 프레임이 시작되면 BCH생성기(310)의 출력을 선택하여 출력하고, 다음으로 제1MAP생성기(304)의 출력을 선택하여 출력한다. 이후 상기 다중화기(314)는 5msec 프레임의 앞구간에서 제2MAP생성기(306)와 제3MAP생성기(308)의 출력을 선택하여 출력하고, 하향링크 구간에서 패킷 생성기(312)로부터의 패킷들을 선택하여 출력한다.

슈퍼 프레임이 시작되면, 물리계층 인코더(316)는 슈퍼 프레임의 맨 처음에 전송되는 프리앰블 신호를 생성하여 출력하고, 이후 상기 다중화기(314)로부터의 패킷들을 물리계층 인코딩하여 출력한다. 여기서, 상기 물리계층 인코더(316)는 채널부호블럭, 변조블럭 등을 포함할 수 있다. OFDM 시스템을 가정할 경우, 상기 채널부호블럭은 채널인코더(channel encoder), 인터리버(interleaver), 변조기(modulation) 등으로 구성되고, 상기 변조블럭은 송신 데이터를 다수의 직교하는 부반송파들에 싣기 위한 IFFT연산기 등으로 구성될 수 있다.

RF송신기(320)는 상기 물리계층 인코더(310)로부터의 기저대역 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 단말기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 단말기는 RF수신기(400), 물리계층 디코더(402), 역다중화기(404), 패킷분석기(406), 서비스 패킷 조립기(408), 제1MAP분석기(410), 제2MAP분석기(412), 제3MAP분석기(414), BCH분석기(416)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 먼저 RF수신기(400)는 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

슈퍼 프레임이 시작되면, 상기 물리계층 디코더(402)는 슈퍼 프레임의 맨 처음에 수신되는 프리앰블 신호를 이용해서 동기를 획득한다. 이후, 물리계층 디코더(402)는 상기 RF수신기(400)로부터의 디지털 신호를 물리계층 디코딩하여 소정의 패킷들을 역다중화기(404)로 전달한다. 여기서, 상기 물리계층 디코더(402)는 변조블럭, 채널복호블럭 등을 포함할 수 있다. OFDM 시스템을 가정할 경우, 상기 변조블럭은 각 부반송파에 실린 데이터를 추출하기 위한 FFT연산기 등으로 구성되고, 상기 채널복호블럭은 복조기(demodulator), 디인터리버(deinterleaver), 채널디코더(channel decoder) 등으로 구성될 수 있다.

상기 역다중화기(404)는 상기 물리계층 인코더(402)로부터의 패킷들을 소정 규칙에 따라 분류하여 해당 분석기로 제공한다. 먼저, 상기 역다중화기(404)는 슈퍼 프레임의 방송제어채널 영역(203)에서 수신되는 패킷들은 BCH분석기(416)로 제공한다. 그러면, 상기 BCH분석기(416)는 상기 역다중화기(404)로부터의 패킷들을 분석하여 방송제어정보(예 : UCD/DCD 등)를 획득한다.

다음으로, 상기 역다중화기(404)는 슈퍼 프레임의 서킷제어채널 영역(205)에서 수신되는 패킷들을 제1MAP분석기(410)로 제공한다. 그러면, 상기 제1MAP분석기(410)는 상기 역다중화기(404)로부터의 패킷들을 분석하여 슈퍼 프레임 기간동안 주기적으로 자원이 할당되는 서킷 서비스에 대한 자원할당정보를 획득한다.

다음으로, 상기 역다중화기(404)는 5msec 프레임마다 하향링크 제어영역에서 수신되는 패킷들을 제2MAP분석기(412)로 제공한다. 그러면, 상기 제2MAP분석기(412)는 상기 역다중화기(404)로부터의 패킷들을 분석하여 5msec 프레임내 하향링크 버스트들 및 상향링크 버스트들에 대한 자원할당정보를 획득한다. 또한, 상기 제2MAP분석기(412)는 서킷 서비스에 대한 자원할당메시지들이 검출될 경우 이를 제3MAP분석기(414)로 제공한다. 그러면, 상기 제3MAP분석기(414)는 상기 제2MAP분석기(412)로부터의 자원할당메시지들을 분석하여 기 할당된 서킷 서비스에 대한 자원변경정보를 획득한다. 단말기는 이와 같이 획득된 자원할당정보 및 자원변경정보를 이용해 하향링크 데이터가 수신되는 자원 및 상향링크 데이터를 송신할 자원을 결정한다.

다음으로, 상기 역다중화기(404)는 5msec 프레임마다 하향링크 구간에서 수신되는 데이터 패킷들을 패킷 분석기(406)로 제공한다. 그러면, 상기 패킷 분석기(406)는 상기 역다중화기(404)로부터의 패킷들에 대한 에러검출 등을 수행하고, 헤더를 제거하여 페이로드를 출력한다. 서비스 패킷 조립기(408)는 상기 패킷분석기(406)로부터의 페이로드들을 가지고 서비스 패킷(예 : Service Data Unit)을 조립하여 출력한다. 이렇게 처리된 서비스 패킷들은 응용계층에서 처리된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 슈퍼 프레임이 시작되는지 검사한다. 상기 슈퍼 프레임이 시작되면, 상기 기지국은 503단계에서 단말들에게 동기를 제공하기 위한 프리앰블 신호를 슈퍼 프레임의 맨 처음에 전송한다.

이후, 상기 기지국은 505단계에서 상기 프리앰블 신호에 연이어 방송제어채널을 전송한다. 그리고, 상기 기지국은 507단계에서 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 상기 방송제어채널에 연이어 전송한다.

이와 같이, 슈퍼 프레임의 앞 구간에서 전송되는 제어정보의 전송이 완료되면, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 이번 5msec 프레임에 새로운 서킷 사용자가 추가되는지 검사한다. 만일, 새로운 서킷 사용자가 추가되면, 상기 기지국은 513단계로 진행하여 상기 새로운 서킷 사용자에 대한 자원할당정보를 생성한후 515단계로 진행한다.

만일, 새로운 서킷 사용자가 추가되지 않으면, 상기 기지국은 511단계로 진행하여 서킷 서비스에 대한 기 할당된 자원이 변경되는지 검사한다. 상기 기 할당된 자원이 유지되는 경우, 상기 기지국은 515단계로 바로 진행한다. 상기 기 할당된 자원이 변경되는 경우, 상기 기지국은 상기 513단계로 진행하여 변경된 자원에 대한 상대적 자원할당정보를 생성한 후 상기 515단계로 진행한다.

이후, 상기 기지국은 상기 515단계에서 5msec 프레임에 대한 전체적인 자원할당정보를 생성하여 전송한다. 그리고 상기 기지국은 517단계에서 상기 자원할당정보에 따라 5msec 프레임의 하향링크 구간동안 하향링크 패킷들을 단말들로 전송하고, 519단계에서 상향링크 구간동안 단말들로부터의 상향링크 패킷들을 수신한다.

이와 같이, 5msec 프레임에 대한 통신이 완료되면, 상기 기지국은 521단계로 진행하여 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되었는지 검사한다. 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되지 않았으면, 상기 기지국은 다음 5msec프레임에 대한 통신을 재개하기 위해 상기 509단계로 되돌아간다. 한편, 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되었으면, 상기 기지국은 다음 슈퍼 프레임에 대한 통신을 재개하기 위해 상기 501단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 먼저 단말은 601단계에서 슈퍼 프레임이 시작되는지 검사한다. 상기 슈퍼 프레임이 시작되면, 상기 단말은 603단계로 진행하여 슈퍼 프레임의 맨 처음에서 수신되는 프리앰블 신호를 이용해서 동기를 획득하고 채널을 추정한다.

이후, 상기 단말은 605단계에서 상기 프리앰블에 연이어 수신되는 방송제어채널을 분석하여 각종 방송제어정보(예 : 시스템 파라미터)를 획득한다. 그리고, 상기 단말은 607단계에서 상기 방송제어채널에 연이어 수신되는 서킷제어채널을 분석하여 상기 슈퍼 프레임 기간동안 유지되는 서킷 서비스의 절대적 자원할당정보를 획득한다.

이후, 상기 단말은 609단계로 진행하여 5msec 프레임의 앞 구간에서 자원할당정보(예 : MAP정보)를 수신하여 분석한다. 이로써, 상기 단말은 해당 5msec 프레임에 대한 전체적인 자원 할당 상황을 파악한다.

한편, 상기 단말은 611단계에서 상기 자원할당정보 내 서킷 서비스에 대한 자원할당정보가 포함되어 있는지 판단한다. 상기 서킷 서비스에 대한 자원할당정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 단말은 615단계로 바로 진행한다. 반면, 상기 서킷 서비스에 대한 자원할당정보가 포함되어 있으면, 상기 단말은 613단계로 진행하여 상기 자원할당정보를 분석하여 서킷 서비스에 대한 자원 변경 상황을 파악한 후 상기 615단계로 진행한다.

그리고, 상기 단말은 상기 615단계에서 판단된 자원 할당 상황에 따라서 5msec 프레임의 하향링크 구간동안 기지국으로부터 하향링크 패킷들을 수신하고, 617단계에서 상향링크 구간동안 사향링크 패킷들을 기지국으로 전송한다.

이와 같이, 5msec 프레임에 대한 통신이 완료되면, 상기 단말은 619단계로 진행하여 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되었는지 검사한다. 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되지 않았으면, 상기 단말은 다음 5msec프레임에 대한 통신을 재개하기 위해 상기 609단계로 되돌아간다. 한편, 상기 슈퍼 프레임에 대한 통신이 완료되었으면, 상기 단말은 다음 슈퍼 프레임에 대한 통신을 재개하기 위해 상기 601단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 VoIP와 같이 주기적으로 자원 할당이 필요한 서비스에 대해서, 자원 할당 정보를 큰 주기마다(슈퍼 프레임마다) 전송함으로써 방송되는 제어정보의 사이즈를 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 작은 주기마다(5msec 프레임마다) 변화된 자원량을 전송함으로써, 호의 해지 등으로 발생할 수 있는 자원낭비를 제거할 수 있는 이점이 있다.

Claims

소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 기지국 장치에 있어서,

서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 생성하는 제1 생성기와,

상기 제1 생성기로부터의 절대적 자원할당정보를 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

이번 서브 프레임에서 서킷 서비스에 대한 자원이 변경되는 경우, 변경된 자원에 대한 상대적 자원할당정보를 생성하는 제2 생성기를 더 포함하며,

상기 송신기는 상기 제2 생성기로부터의 상대적 자원할당정보를 이번 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 서브 프레임의 길이는 5msec 인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 슈퍼 프레임의 앞구간은 프리앰블 신호를 전송하는 제1영역, 방송제어정보를 전송하는 제2영역, 서킷 서비스를 위한 절대적 자원할당정보를 전송하는 제 3영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 절대적 자원할당정보는, 서킷 서비스를 위한 자원 할당 주기, 서킷 서비스를 받는 사용자의 개수, 사용자 식별자, 변조 및 코딩 레벨, 할당된 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

상기 상대적 자원할당정보는, 이번 서브 프레임에서 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 서브 프레임에서 자원량이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 서브 프레임에서 새롭게 자원이 할당되는 사용자의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 서킷 서비스는 VoIP 서비스인 것을 특징으로 하는 장치.
소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 단말 장치에 있어서,

기지국으로부터 수신되는 신호를 소정 패킷으로 복원하는 수신기와,

상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 수신된 패킷들을 분석하여 서킷 서비스 에 대한 절대적 자원할당정보를 획득하는 제1 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 수신되는 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 자원변경정보를 나타내는 상대적 자원할당정보를 획득하는 제2 분석기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 서브 프레임의 길이는 5msec인 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 슈퍼 프레임의 앞구간은 프리앰블 신호를 제1영역, 방송제어정보를 전송하는 제2영역, 서킷 서비스를 위한 절대적 자원할당정보를 전송하는 제3영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 절대적 자원할당정보는, 서킷 서비스를 위한 자원 할당 주기, 서킷 서비스를 받는 사용자의 개수, 사용자 식별자, 변조 및 코딩 레벨, 할당된 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,

상기 상대적 자원할당정보는, 이번 서브 프레임에서 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 서브 프레임에서 자원량이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 서브 프레임에서 새롭게 자원이 할당되는 사용자의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 서킷 서비스는 VoIP 서비스인 것을 특징으로 하는 장치.
소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,

서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 생성하는 과정과,

상기 절대적 자원할당정보를 상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

이번 서브 프레임에서 서킷 서비스에 대한 자원이 변경되는 경우, 변경된 자원에 대한 상대적 자원할당정보를 생성하는 과정과,

상기 상대적 자원할당정보를 이번 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 송신 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 서브 프레임의 길이는 5msec 인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 슈퍼 프레임의 앞구간은 프리앰블 신호를 전송하는 제1영역, 방송제어정보를 전송하는 제2영역, 서킷 서비스를 위한 절대적 자원할당정보를 전송하는 제3영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 절대적 자원할당정보는, 서킷 서비스를 위한 자원 할당 주기, 서킷 서비스를 받는 사용자의 개수, 사용자 식별자, 변조 및 코딩 레벨, 할당된 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 상대적 자원할당정보는, 이번 서브 프레임에서 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 서브 프레임에서 자원량이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 서브 프레임에서 새롭게 자원이 할당되는 사용자의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 서킷 서비스는 VoIP 서비스인 것을 특징으로 하는 방법.
소정 길이의 서브 프레임이 적어도 하나 구성되는 슈퍼 프레임을 통신하는 광대역 무선접속 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,

기지국으로부터 수신되는 신호를 소정 패킷으로 복원하는 과정과,

상기 슈퍼 프레임의 소정 앞구간에서 수신된 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 절대적 자원할당정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,

상기 서브 프레임의 소정 제어영역을 통해 수신되는 패킷들을 분석하여 서킷 서비스에 대한 자원변경정보를 나타내는 상대적 자원할당정보를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,

상기 서브 프레임의 길이는 5msec인 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,

상기 슈퍼 프레임의 앞구간은 프리앰블 신호를 제1영역, 방송제어정보를 전송하는 제2영역, 서킷 서비스를 위한 절대적 자원할당정보를 전송하는 제3영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,

상기 절대적 자원할당정보는, 서킷 서비스를 위한 자원 할당 주기, 서킷 서비스를 받는 사용자의 개수, 사용자 식별자, 변조 및 코딩 레벨, 할당된 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

상기 상대적 자원할당정보는, 이번 서브 프레임에서 자원이 해지되는 사용자의 정보, 이번 서브 프레임에서 자원량이 변경되는 사용자의 정보 및 이번 서브 프레임에서 새롭게 자원이 할당되는 사용자의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서,

상기 서킷 서비스는 VoIP 서비스인 것을 특징으로 하는 방법.