KR20080036534A - Apparatus and method for synchronous spectrum sharing in wireless communication system - Google Patents

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피세크 에란
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Abstract

An apparatus and a method for synchronous spectrum sharing in a wireless communication system are provided to extract idle spectrum information from a sub frame related to a sub channel exclusive for a broadcast frame in an OFDM/OFDMA wireless communication system and transmit data in an identified symbol slot not used, thereby allowing a secondary user of the system to form ad-hoc mesh network communications dynamically in a fixed or mobile scenario. In a wireless communication system having a primary user node and a secondary user node, a synchronous spectrum sharing operation of the secondary user node is performed by extracting idle spectrum information from a sub-frame related to a network sub-channel only for a broadcast frame(1015), and transmitting data within a unused symbol slot, which is identified in the extracted idle spectrum information(1025).

Description

무선 통신 시스템의 동기 스펙트럼 공유 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SYNCHRONOUS SPECTRUM SHARING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Apparatus and method for synchronizing spectrum sharing in wireless communication system {APPARATUS AND METHOD FOR SYNCHRONOUS SPECTRUM SHARING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템의 동기 스펙트럼 공유 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for synchronizing spectrum sharing in an OFDM / OFDMA wireless communication system.

기존의 고정 스펙트럼 할당(fixed spectrum allocation) 기법은 낮은 스펙트럼 사용 효율(spectrum under-utilization)을 유발한다. 예를 들어, 실험들은 3Ghz 이하 스펙트럼의 62% 이상이 가장 붐비는 지역에서조차도 아이들(idle) 상태에 있음을 나타내어 왔다. 이러한 낮은 사용 효율과 증가하는 라디오 스펙트럼을 위한 요구는 좀더 효과적인 스펙트럼 할당 기법과 이용 정책을 필요로 하게 되었다.Existing fixed spectrum allocation techniques result in low spectrum under-utilization. For example, experiments have shown that more than 62% of the sub-3Ghz spectrum is idle even in the busiest regions. These low usage efficiencies and increasing demands on the radio spectrum have resulted in more efficient spectrum allocation techniques and usage policies.

현재, 제 2(secondary) 사용자들은 제 1 사용자(primary)에게 간섭을 일으키지 않는 범위 내에서 오직 자격이 주어진 스펙트럼만을 사용한다. 이러한 요구는 스펙트럼의 사용이 시간에 따라 변화함을 의미하며, 제 1 사용자에 의해 부과된 부하(load)에 의존하게 된다. 여러 기존의 시스템들은 무선 네트워크에서 다중 채널 들을 사용한다. 그러나, 이러한 시스템들은 동적 스펙트럼 접속 네트워크(dynamic spectrum access network)를 이루지 못한다. 예를 들어, 기존 시스템들은 가능한 채널 세트(set)가 정적이라고 가정한다. 즉, 사용 가능한 채널이 네트워크 초기화 시점에 고정된다. 그러나, OFDMA 방식의 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)와 같은 다중 접속 무선 네트워크에서 사용 가능한 채널 세트는 동적으로 변화한다. 뿐만 아니라, 기존의 시스템은 가능한 채널들이 호모 지니어스(homogeneous)(즉, 다른 채널들이 비슷한 범위를 가지며 비슷한 데이터 전송률을 지원한다)임을 가정한다. 이러한 가정들은, 예를 들어, 다른 채널들이 다른 변조 기법과 다른 전달 특성을 보이는 주파수 스펙트럼의 넓게 분리된 부분에 위치하는 경우에 옳지 않게 된다. 더욱이, 기존 시스템은 개인 네트워크 사용자들을 위한 전용 서브채널을 제공하는데 실패한다. Currently, secondary users use only qualified spectrum within the scope that does not cause interference to the primary user. This requirement implies that the use of the spectrum changes over time and depends on the load imposed by the first user. Many existing systems use multiple channels in a wireless network. However, these systems do not form a dynamic spectrum access network. For example, existing systems assume that the set of possible channels is static. That is, the available channel is fixed at the time of network initialization. However, the set of channels available in a multi-access wireless network, such as OFDMA's Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), changes dynamically. In addition, existing systems assume that the possible channels are homogeneous (ie, other channels have similar ranges and support similar data rates). These assumptions are incorrect, for example, when different channels are located in widely separated portions of the frequency spectrum that show different modulation schemes and different propagation characteristics. Moreover, existing systems fail to provide dedicated subchannels for private network users.

따라서, OFDM 또는 OFDMA 신호처리 방식에 기인한 동기 스펙트럼 공유 시스템이 필요하다. 특히, OFDM 또는 OFDMA를 사용하는 전용 네트워크를 위한 동기 스펙트럼 공유 시스템이 필요하다. Accordingly, there is a need for a sync spectrum sharing system due to OFDM or OFDMA signal processing. In particular, there is a need for a sync spectrum sharing system for a dedicated network using OFDM or OFDMA.

본 발명의 목적은 OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템의 동기 스펙트럼 공유 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for synchronizing spectrum sharing in an OFDM / OFDMA wireless communication system.

본 발명의 목적은 OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템에서 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하고, 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내에서 데이터를 전송하기 위한 제 2 사용자 노드의 동기 스펙트럼 공유 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to extract idle spectral information from subframes associated with a dedicated network subchannel of a broadcast frame in an OFDM / OFDMA wireless communication system, and to extract data within an unused symbol slot identified in the extracted idle spectrum information. An apparatus and method for synchronizing spectrum sharing of a second user node for transmission are provided.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 제 1(primary) 사용자 노드와 제 2(secondary) 사용자 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서 제 2 사용자 노드의 동기 스펙트럼 공유 장치는, 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하는 프레임 검출기와, 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내에서 데이터를 전송하는 노드 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, in a wireless communication system including a primary user node and a secondary user node, the apparatus for synchronizing spectrum sharing of a second user node may include: And a frame detector for extracting idle spectrum information from subframes associated with the dedicated network subchannels, and a node modem for transmitting data in unused symbol slots identified in the extracted idle spectrum information.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 제 1(primary) 사용자 노드와 제 2(secondary) 사용자 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서 제 2 사용자 노드의 동기 스펙트럼 공유 방법은, 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널 에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하는 과정과, 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내에서 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a synchronization spectrum sharing method of a second user node in a wireless communication system including a primary user node and a secondary user node may include: And extracting idle spectrum information from a subframe related to a dedicated network subchannel, and transmitting data in an unused symbol slot identified in the extracted idle spectrum information.

본 발명은 OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템에서 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하고, 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내에서 데이터를 전송함으로써, 제 2(secondary) 사용자는 고정 또는 모바일 시나리오 내에서 동적으로 애드 혹 메쉬 네트워크 통신들을 형성할 수 있는 이점이 있다.The present invention extracts idle spectrum information from subframes related to a dedicated network subchannel of a broadcast frame in an OFDM / OFDMA wireless communication system, and transmits data in an unused symbol slot identified in the extracted idle spectrum information. A secondary user has the advantage of being able to dynamically form ad hoc mesh network communications within a fixed or mobile scenario.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명은 OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템의 동기 스펙트럼 공유 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, an apparatus and method for synchronizing spectrum sharing in an OFDM / OFDMA wireless communication system will be described.

도 1은 본 발명에 따른 동기 스펙트럼 공유를 위한 무선 네트워크를 도시하 고 있다. 도시된 바와 같이, 무선 네트워크(100)는 3개의 기지국(Base Station : BS)(101, 102, 103)을 포함한다. 상기 기지국(101)은 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신하며, 예를 들어 인터넷, 독점 IP 네트워크, 또는 다른 데이터 네트워크와 같은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : IP) 네트워크(130)와 통신한다.1 illustrates a wireless network for synchronization spectrum sharing according to the present invention. As shown, the wireless network 100 includes three base stations (BS) 101, 102, 103. The base station 101 is in communication with a base station 102 and a base station 103, for example, with an Internet Protocol (IP) network 130 such as the Internet, a proprietary IP network, or other data network.

상기 기지국(102)은 자신의 커버리지 영역(120) 내에 있는 제 1 다수의 가입국(subscriber station : SS)들에게 상기 기지국(101)을 통해 IP 네트워크(130)로의 무선 광대역 접근(wireless broadband access)을 제공한다. 상기 제 1 다수의 가입국들은 가입국(111) 내지 가입국(116)을 포함하며, 예를 들어 가입국(111)은 작은 회사(Small Business : SB)에 위치하고, 가입국(112)은 기업(Enterprise : E)에 위치하며, 가입국(113)은 위피 핫스팟(WiFi HotSpot : HS)에 위치하고, 가입국(114)은 제 1 주택(Residence : R)에 위치하며, 가입국(115)은 제 2 주택(Residence : R)에 위치하고, 가입국(116)은 모바일 장치(Mobile device : M)일 수 있다.The base station 102 provides wireless broadband access to the IP network 130 via the base station 101 to a first plurality of subscriber stations (SSs) within its coverage area 120. to provide. The first plurality of subscriber states includes a subscriber station 111 to a subscriber station 116, for example, the subscriber station 111 is located in a small business (SB), and the subscriber station 112 is an enterprise (E). The subscriber station 113 is located in a Wi-Fi HotSpot (HS), the subscriber station 114 is located in a first house (Residence: R), and the subscriber station 115 is a second house (Residence: R). Located in, the subscriber station 116 may be a mobile device (M).

상기 기지국(103)은 자신의 커버리지 영역(125) 내에 있는 제 2 다수의 가입국들(115~116)에게 상기 기지국(101)을 통해 IP 네트워크(130)로의 무선 광대역 접근을 제공한다. 여기서, 상기 기지국(102)과 기지국(103)은 기지국(101)을 통해 간접적으로 IP 네트워크(130)에 연결되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 광섬유, 디지털 가입자 회선(Digital Subscriber Line : 이하 'DSL'이라 칭함), 케이블 또는 T1/E1 라인과 같은 유선 광대역 연결을 통해 직접적으로 상기 IP 네트워크(130)에 연결될 수도 있다.The base station 103 provides wireless broadband access to the IP network 130 through the base station 101 to the second plurality of subscriber stations 115-116 within its coverage area 125. Here, although the base station 102 and the base station 103 are described as an example of being connected to the IP network 130 indirectly through the base station 101, an optical fiber, a digital subscriber line (hereinafter referred to as 'DSL') May be directly connected to the IP network 130 through a wired broadband connection such as a cable or a T1 / E1 line.

여기서, 상기 가입국(115)과 가입국(116)은 두 커버리지 영역(120, 125)의 경계에 위치하고, 각각 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신하며 핸드오프 모드로 동작한다. Here, the subscriber station 115 and the subscriber station 116 are located at the boundary of the two coverage areas 120 and 125, and communicate with the base station 102 and the base station 103, respectively, and operate in the handoff mode.

상기 기지국들(101~103)은 서로 통신할 것이며, 상기 가입국들(111-116)과도 IEEE-802.16 메트로폴리탄 영역(metropolitan area) 네트워크 표준(예를 들어, IEEE-802.16e 표준) 혹은 다른 무선 프로토콜(예를 들어, HIPERMAN 무선 메트로폴리탄 영역 네트워크 표준)을 이용하여 통신할 것이다. 상기 기지국(101)은 무선 백홀(backhaul)을 위해 사용되는 기술에 따라 직접 가시거리(line-of-sight) 또는 비 가시거리를 통해 상기 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신할 것이다. 상기 기지국(102)과 기지국(103)은 OFDM 및/혹은 OFDMA 기술을 사용하는 가입국들(111-116)과 비 가시거리를 통해 통신할 것이다.The base stations 101-103 will communicate with each other, and also with the subscriber stations 111-116, an IEEE-802.16 metropolitan area network standard (e.g., an IEEE-802.16e standard) or other wireless protocol ( For example, it will communicate using the HIPERMAN wireless metropolitan area network standard. The base station 101 will communicate with the base station 102 and the base station 103 via direct line-of-sight or non-visible distance depending on the technology used for the wireless backhaul. The base station 102 and the base station 103 will communicate over non-visible distance with subscriber stations 111-116 using OFDM and / or OFDMA technology.

상기 기지국(102)은 T1 수준 서비스(level service)를 기업(E)에 위치하는 가입국(112)에 제공하고 일부의(fractional) T1 수준 서비스를 작은 회사(SB)에 위치하는 가입국(111)에 제공할 것이다. 또한, 상기 기지국(102)은 위피 핫스팟(HS), 예를 들어 공항, 카페, 호텔, 대학 캠퍼스에 위치하는 가입국(113)에 무선 백홀을 제공할 것이며, DSL 수준 서비스를 주택(R)에 위치하거나 혹은 모바일 장치(M)인 가입국(114, 115, 116)에 제공할 것이다.The base station 102 provides the T1 level service to the subscriber station 112 located in the enterprise E and the fractional T1 level service to the subscriber station 111 located in the small company SB. Will provide. In addition, the base station 102 will provide wireless backhaul to subscriber stations 113 located at Wi-Fi hotspots (HS), e.g., airports, cafes, hotels, university campuses, and DSL level services located in homes (R). Or a subscriber station 114, 115, 116, which is a mobile device (M).

상기 가입국(111-116)은 음성, 데이터, 영상, 영상회의, 그리고/또는 다른 광대역 서비스들을 접속하기 위해 IP 네트워크(130)로의 무선 광대역 접근(wireless broadband access)을 사용한다. 상기 가입국(116)은 무선통신이 가 능한 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 개인용 데이터 보조장치(assistant), 노트북, 휴대용(handheld) 장치, 또는 다른 무선통신이 가능한 장치를 포함하는 다수의 모바일 장치 중 하나가 될 것이다. 상기 가입국(114)과 가입국(115)은, 예를 들어, 무선통신이 가능한 개인 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이, 또는 다른 장치가 될 것이다.The subscriber stations 111-116 use wireless broadband access to the IP network 130 to connect voice, data, video, video conferencing, and / or other broadband services. The subscriber station 116 may be one of a plurality of mobile devices including a laptop computer capable of wireless communication, a personal data assistant, a notebook, a handheld device, or other wireless communication enabled device. Will be. The subscriber station 114 and the subscriber station 115 may be, for example, a personal computer, laptop computer, gateway, or other device capable of wireless communication.

상기 기지국(101)으로부터 IP 네트워크(130), 예를 들어 광섬유 라인, 중심 사무실(central office) 또는 다른 운영 업체 POP(point-of-presence)내에 위치한 서버들로의 연결은 광대역 연결을 구성할 것이다. 상기 서버들은 인터넷 프로토콜 기반의 통신을 위하여 인터넷 게이트웨이에 통신을 제공하고, 음성 기반의 통신을 위하여 PSTN(public switched telephone network) 게이트웨이에도 통신을 제공할 것이다. VoIP(voice-over-IP) 형태의 음성기반 통신의 경우, 트래픽은 상기 PSTN 게이트웨이 대신 인터넷 게이트웨이에 직접적으로 전달될 것이다. 여기서, 상기 IP 네트워크(130)로의 연결은 다른 네트워크 노드와 장비에 의해 제공될 수도 있다.The connection from the base station 101 to servers located in an IP network 130, for example a fiber line, a central office or another operator point-of-presence, will constitute a broadband connection. . The servers will provide communication to the Internet gateway for Internet protocol based communication and also to a public switched telephone network (PSTN) gateway for voice based communication. In the case of voice-based communication in the form of voice-over-IP (VoIP), the traffic will be delivered directly to the Internet gateway instead of the PSTN gateway. Here, the connection to the IP network 130 may be provided by other network nodes and equipment.

도 2는 본 발명에 따른 일반적인 OFDM/OFDMA 송신기의 구성을 도시한 블럭도이다. 상기 송신기(200)는 인코딩 및 인터리빙된 데이터 신호의 직렬 출력을 먼저 직렬/병렬 변환기(serial-to-parallel converter)(202)로 전달하여 OFDM/OFDMA 합성 신호를 구성한다. 상기 직렬/병렬 변환기(202)는 각 데이터 신호를 병렬 데이터 스트림으로 분리(즉,

Figure 112007075511303-PAT00001
)하고, 상기 직렬/병렬 변환기(202) 내의 매핑 함수(Mapping function : MAP)를 이용하여 각 병렬 데이터 스트림을 I와 Q 변조 심 볼에 맵핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산기(204)로 제공한다. 상기 IFFT 연산기(204)는 각 데이터 스트림에 IFFT 연산을 수행하고, 연산 결과를 병렬/직렬 변환 및 CP(cyclic prefix) 추가기(206)에 전달한다. 2 is a block diagram showing the configuration of a typical OFDM / OFDMA transmitter according to the present invention. The transmitter 200 first transmits the serial output of the encoded and interleaved data signal to a serial-to-parallel converter 202 to form an OFDM / OFDMA composite signal. The serial / parallel converter 202 separates each data signal into a parallel data stream (ie,
Figure 112007075511303-PAT00001
And mapping each parallel data stream to I and Q modulation symbols using a mapping function (MAP) in the serial / parallel converter 202, and then inverse fast fourier transform (IFFT) operator 204. To provide. The IFFT operator 204 performs an IFFT operation on each data stream and passes the result of the operation to a parallel / serial conversion and a cyclic prefix adder (206).

상기 병렬/직렬 변환 및 CP 추가기(206)는 각 병렬 데이터 스트림을 하나의 데이터 신호로 결합하고, 심볼 간 간섭(Inter-Symbol Interference : 이하 'ISI'라 칭함) 및 블록 간 간섭(Inter-Block Interference : 이하 'IBI'라 칭함) 을 제거하는데 도움이 되도록 상기 결합된 데이터 신호에 CP를 추가한다. 상기 병렬/직렬 변환 및 CP 추가기(206)는 다중 부반송파들을 전송주파수에 더하고, TDD(Time Division Duplex) 모드 동작을 위해 가드 인터벌(Guard Interval)을 상기 신호에 삽입한다. 상기 병렬/직렬 변환 및 CP 추가기(206)의 출력은 윈도우잉 정합된 필터(windowing matched filter)(208)에 전달되고, 이후 업-컨버터(Up-converter)(210)에 전달된다. 상기 업-컨버터(210)의 출력은 RF단(212)에 전달된 후, 안테나(214)를 통해 전송된다. The parallel / serial conversion and CP adder 206 combines each parallel data stream into one data signal, inter-symbol interference (hereinafter referred to as 'ISI') and inter-block interference (Inter-Block). Interference: A CP is added to the combined data signal to help remove the " IBI. &Quot; The parallel / serial conversion and CP adder 206 adds multiple subcarriers to the transmission frequency and inserts a guard interval into the signal for time division duplex (TDD) mode operation. The output of the parallel / serial conversion and CP adder 206 is passed to a windowing matched filter 208 and then to an up-converter 210. The output of the up-converter 210 is transmitted to the RF stage 212 and then transmitted through the antenna 214.

도 3은 본 발명에 따른 일반적인 OFDM/OFDMA 수신기의 구성을 도시한 블럭도이다. 상기 수신기(300)는 전달된 심볼들을 검출하고, 본질적으로 상기 도 2의 송신기(200)에 의해 구현된 프로세스를 반전시킨다. 예를 들어, 안테나(214)에 의해 전송된 신호는 안테나(302)에 의해 수신된다. 상기 신호는 송수신 및 CP 제거기(304)에 전달된다. 상기 송수신 및 CP 제거기(304)는 상기 신호로부터 CP를 제거하여 직렬/병렬 변환기(306)에 전달한다. 상기 직렬/병렬 변환기(306)는 데이 터 신호를 병렬 데이터 스트림(즉,

Figure 112007075511303-PAT00002
)으로 분리한다. 상기 직렬/병렬 변환기(306) 내부의 MAP은 상기 분리된 각 병렬 데이터 스트림을 I 및 Q 변조심볼들에게 매핑하여 FFT 연산기(308)에 전달한다. 상기 FFT 연산기(308)는 각 데이터 스트림에 FFT 연산을 수행하고, 연산 결과를 병렬/직렬 변환 및 디코더(310)로 전달한다. 상기 병렬/직렬 변환 및 디코더(310)는 상기 데이터 스트림을 직렬 데이터 신호로 변환한 후 디코딩하여 원래 신호를 검출한다. 3 is a block diagram showing the configuration of a general OFDM / OFDMA receiver according to the present invention. The receiver 300 detects the transmitted symbols and essentially reverses the process implemented by the transmitter 200 of FIG. For example, the signal transmitted by antenna 214 is received by antenna 302. The signal is transmitted and received and transmitted to the CP canceller 304. The transmit / receive and CP canceller 304 removes the CP from the signal and forwards it to the serial / parallel converter 306. The serial / parallel converter 306 converts the data signal into a parallel data stream (ie,
Figure 112007075511303-PAT00002
Separate with). The MAP inside the serial / parallel converter 306 maps each of the separated parallel data streams to I and Q modulation symbols for delivery to the FFT operator 308. The FFT operator 308 performs an FFT operation on each data stream and transfers the result of the operation to the parallel / serial conversion and decoder 310. The parallel / serial conversion and decoder 310 converts the data stream into a serial data signal and then decodes it to detect the original signal.

도 4는 본 발명에 따른 제 2 사용자의 송/수신기의 구성을 도시한 블럭도이다. 상기 제 2 사용자의 송/수신기(400)는 OFDM/OFDMA 프레임 검출기와 송수신 모듈을 포함하여 구성된다. 상기 OFDM/OFDMA 프레임 검출기(402)는 송수신 모듈(404)로부터 수신 신호를 검출한다. 먼저, 상기 송수신 모듈(404)로부터의 수신 신호는 상기 OFDM/OFDMA 프레임 검출기(402)의 CP 제거기(406)로 전달되며, 상기 CP 제거기(406)는 상기 신호로부터 CP를 제거하여 직렬/병렬 변환기(408)에 전달한다. 상기 직렬/병렬 변환기(408)는 데이터 신호를 병렬 데이터 스트림(즉,

Figure 112007075511303-PAT00003
)으로 분리한다. 상기 직렬/병렬 변환기(408) 내부의 MAP은 상기 분리된 각 병렬 데이터 스트림을 I 및 Q 변조심볼들에게 매핑하여 FFT 연산기(410)에 전달한다. 상기 FFT 연산기(410)는 각 데이터 스트림에 FFT 연산을 수행하고, 연산 결과를 병렬/직렬 변환 및 디코더(412)로 전달한다. 상기 병렬/직렬 변환 및 디코더(412)는 상기 데이터 스트림을 직렬 데이터 신호로 변환한 후 디코딩하여 OFDM/OFDMA 모뎀 및 검출 엔진(414)으로 출력하고, 상기 OFDM/OFDMA 모뎀 및 검출 엔진(414)은 상기 디코딩된 신호에서 원래 신호를 검출하여 상기 송수신 모듈(404)의 노드 모뎀(416)으로 출력한다.4 is a block diagram showing the configuration of a transmitter / receiver of a second user according to the present invention. The transmitter / receiver 400 of the second user includes an OFDM / OFDMA frame detector and a transceiver module. The OFDM / OFDMA frame detector 402 detects a received signal from the transmit / receive module 404. First, the received signal from the transmit / receive module 404 is delivered to the CP remover 406 of the OFDM / OFDMA frame detector 402, which removes the CP from the signal to the serial / parallel converter. Forward to 408. The serial / parallel converter 408 converts a data signal into a parallel data stream (ie,
Figure 112007075511303-PAT00003
Separate with). The MAP inside the serial / parallel converter 408 maps each of the separated parallel data streams to I and Q modulation symbols and delivers them to the FFT operator 410. The FFT operator 410 performs an FFT operation on each data stream and transfers the result of the operation to the parallel / serial conversion and decoder 412. The parallel / serial conversion and decoder 412 converts the data stream into a serial data signal, decodes it, and outputs the decoded data to an OFDM / OFDMA modem and detection engine 414. The OFDM / OFDMA modem and detection engine 414 The original signal is detected from the decoded signal and output to the node modem 416 of the transmission / reception module 404.

상기 OFDM/OFDMA 프레임 검출기(402)는 방송 OFDM 파형(broadcast OFDM waveform)을 검출하고, 상기 파형을 OFDM 프레임에 동기화시키며, 상기 프레임에 대한 하향링크 및 상향링크 채널 할당을 추출한다. 이후, 상기 OFDM/OFDMA 프레임 검출기(402)는 노드 모뎀(416)으로 아이들 스펙트럼 정보(idle spectrum information)를 전달한다. 상기 노드 모뎀(416)은, 예를 들어 모바일 애드 혹 네트워킹(Mobile Ad hoc NETworking : 이하 'MANET'라 칭함) 노드 모뎀을 포함하는 모뎀이 될 것이다. 고정 혹은 모바일 애드 혹 네트워크에서 인터랙티브(interactive) 노드로서 동작하기 위해 상기 송수신 모듈(404)은, 예를 들어, 제어기 및 애드 혹 라우팅 프로토콜 모듈(418), 송수신기(420), 전력 증폭기(Power Amplifier)(422), 듀플렉서(duplexer)(424), 안테나(426), 클럭 및 동기화 모듈(428)을 포함할 수 있다. The OFDM / OFDMA frame detector 402 detects a broadcast OFDM waveform, synchronizes the waveform to an OFDM frame, and extracts downlink and uplink channel assignments for the frame. The OFDM / OFDMA frame detector 402 then delivers idle spectrum information to the node modem 416. The node modem 416 may be, for example, a modem including a mobile ad hoc networking (hereinafter referred to as 'MANET') node modem. To operate as an interactive node in a fixed or mobile ad hoc network, the transmit / receive module 404 may, for example, include a controller and ad hoc routing protocol module 418, a transceiver 420, a power amplifier. 422, duplexer 424, antenna 426, clock and synchronization module 428.

따라서, 상기 송/수신기(400)는 사용 가능한(available) 혹은 아이들 스펙트럼 정보를 식별하고, 제 2 사용자들에게, 예를 들어 IEEE-802.16 혹은 WiMAX 신호들 내에서 상기 아이들 스펙트럼으로의 접속을 제공한다. 즉, 제 2 사용자들은 비-간섭(non-interfering) 또는 리징 베이시스(leasing basis) 상태에서, 예를 들어 IEEE-802.16 혹은 WiMA와 같은 방송 무선 파형 내 사용 가능한 채널(예, 'white space')로 동적 접근할 수 있다.  Thus, the transmitter / receiver 400 identifies available or idle spectrum information and provides access to the idle spectrum to second users, for example within IEEE-802.16 or WiMAX signals. . That is, the second users are in a non-interfering or leasing basis, for example, with available channels (e.g., 'white space') in a broadcast radio waveform, such as IEEE-802.16 or WiMA. Dynamic access is possible.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 심볼을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 OFDM 심볼(500)은 CP(502)와 데이터 페이로드(504)로 구성되며, 전체 심볼 주기(symbol period)(Ts)는 가드 타임(guard time)(Tg) 및 유용한 심볼 주기 (Tu)의 합보다 크다. OFDM 파형은 증가된 심볼 지속 기간(duration)을 제공하고, 이에 따라 채널 지연 확산(channel delay spread)에 대한 OFDM의 강건성(robustness)을 향상시킨다. 따라서, 상기 CP(502)의 추가로, 상기 CP(502)의 지속 기간이 상기 채널 지연 확산보다 길어지면, ISI는 제거될 수 있다. 상기 CP(502)는 전형적으로, 상기 도 5에서 볼 수 있듯이, 데이터 패이로드(504)의 마지막 샘플의 반복이며, 이는 데이터 패이로드(504)의 시작 부분에 덧붙여진다. 상기 CP(502)의 목적은 OFDMA 신호의 스펙트럼이 ‘brick wall’형태를 갖도록 하는 것인데, 좌우 다수 개의 부반송파에 ‘0’ 을 전송(신호 없음)함으로써 FFT 연산을 수행하였을 때, 인접 주파수 대역에 간섭으로 작용하는 신호 성분이 작아지도록 하는 것이다. 5 illustrates an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention. Here, the OFDM symbol 500 is composed of a CP 502 and a data payload 504, the total symbol period (T s ) is the guard time (T g ) and the useful symbol period Is greater than the sum of (T u ). OFDM waveforms provide increased symbol duration, thereby improving the robustness of OFDM to channel delay spread. Thus, in addition to the CP 502, if the duration of the CP 502 is longer than the channel delay spread, ISI may be eliminated. The CP 502 is typically a repetition of the last sample of the data payload 504, as seen in FIG. 5 above, appended to the beginning of the data payload 504. The purpose of the CP (502) is to make the spectrum of the OFDMA signal have a 'brick wall' form, when the FFT operation is performed by transmitting '0' to the left and right subcarriers (no signal), interference to adjacent frequency bands It is to make the signal component acting as small.

OFDMA에도 비슷한 속성이 존재한다. OFDMA 심볼 구조는 세가지 타입의 부반송파들, 즉 (1)데이터 전송을 위한 데이터 부반송파와 (2)추정과 동기 목적을 위한 파일럿 부반송파 그리고 (3)무 전송(no transmission)을 위한 널(Null) 부반송파(일반적으로 가드 대역 및 DC 반송파를 위해 사용됨)로 구성된다. 여기서, 동적 부반송파, 즉 데이터 및 파일럿 부반송파들은 서브채널이라고 불리우는 부반송파들의 서브세트(subset)로 그룹핑된다.Similar attributes exist for OFDMA. The OFDMA symbol structure consists of three types of subcarriers: (1) data subcarriers for data transmission, (2) pilot subcarriers for estimation and synchronization purposes, and (3) null subcarriers for no transmission. Generally used for guard bands and DC carriers). Here, dynamic subcarriers, that is, data and pilot subcarriers, are grouped into a subset of subcarriers called subchannels.

예를 들어, IEEE-802.16-2004 및 IEEE-802.16-2005와 같은 표준들에서, 서브채널화(subchannelization)의 최소 주파수-시간 자원(resource) 단위는 하나의 슬 롯(slot)이다. 상기 서브채널화를 위한 부반송파 순열(permutation)에는 두 가지 타입이 있으며, 이는 다이버시티(diversity) 순열과 인접(contiguous) 순열이다. For example, in standards such as IEEE-802.16-2004 and IEEE-802.16-2005, the minimum frequency-time resource unit of subchannelization is one slot. There are two types of subcarrier permutations for the subchannelization, which are diversity permutation and contiguous permutation.

상기 다이버시티 순열은 하나의 서브채널을 형성하기 위하여 의사 랜덤 방식(pseudo-randomly)으로 부반송파들을 선택한다. 상기 다이버시티 순열은 일반적으로 주파수 다이버시티 및 ICI 평균화를 제공한다. 상기 다이버시티 순열은 DL FUSC, DL PUSC, UL PUSC 및 다른 옵션 순열들을 포함한다. DL PUSC를 통해 전송되는 OFDM 심볼들에 대해, 사용 가능(available)하거나 사용되는(usable) 부반송파들이 심볼당 14개의 인접 부반송파들을 포함하는 클러스터로 그룹핑된다. 여기서, 각 클러스터 단위로 그룹핑된 부반송파들에 파일럿 및 데이터들이 할당된다.The diversity permutation selects subcarriers in a pseudo-randomly manner to form one subchannel. The diversity permutation generally provides frequency diversity and ICI averaging. The diversity permutation includes DL FUSC, DL PUSC, UL PUSC, and other optional permutations. For OFDM symbols transmitted on the DL PUSC, the available or usable subcarriers are grouped into a cluster comprising 14 contiguous subcarriers per symbol. Here, pilot and data are allocated to subcarriers grouped by cluster unit.

재배열 기법(re-arranging scheme)은, 각 그룹이 부반송파 공간을 통해 분산된 클러스터들로 구성되도록, 클러스터들의 그룹을 형성하기 위해 사용된다. 하나의 그룹 내 서브채널은 2 개의 클러스터들을 포함하고, 48 개의 데이터 부반송파들과 8개의 파일럿 부반송파들로 구성된다. DL PUSC를 위한 클러스터 구조와 비슷하게, 타일(tile) 구조가 UL PUSC를 위해 정의된다. 사용 가능한 부반송파 공간은, 타일들과 재배열/순열 기법에 의해 전체 스펙트럼을 거쳐 선택된 6개의 타일들로 나누어지며, 하나의 슬롯을 형성하기 위하여 그룹핑된다. 상기 슬롯은 3개의 연속된 OFDM 심볼 구간에서 48개의 데이터 부반송파들과 24개의 파일럿 부반송파들로 구성된다.A re-arranging scheme is used to form a group of clusters such that each group consists of clusters distributed over subcarrier space. A subchannel in one group includes two clusters and consists of 48 data subcarriers and 8 pilot subcarriers. Similar to the cluster structure for DL PUSC, a tile structure is defined for UL PUSC. The usable subcarrier space is divided into six tiles selected across the entire spectrum by tiles and rearrangement / reordering techniques, grouped to form one slot. The slot is composed of 48 data subcarriers and 24 pilot subcarriers in three consecutive OFDM symbol intervals.

반면, 상기 인접 순열은, 하나의 서브채널을 형성하기 위하여 인접 부반송파들을 하나의 블록으로 그룹핑한다. 상기 인접 순열은 DL AMC(Advanced Modulation and Coding), UL AMC를 포함하고, 상기와 같은 구조를 가진다. 하나의 빈은 하나의 심볼 내에서 9 개의 인접 부반송파들로 구성된다. 여기서, 상기 9개의 인접 부반송파들 중 8개의 부반송파는 데이터를 위해 할당되고, 하나의 부반송파는 파일럿을 위해 할당된다. 상기 AMC 내 하나의 슬롯은 (N x M = 6) 형태의 빈들의 집합으로서 정의된다. 여기서, 상기 N은 인접 빈(bin)들의 수이고, 상기 M은 인접 심볼들의 수이다. 따라서, 허용되는 조합은 [(6 빈, 1 심볼), (3 빈, 2 심볼), (2 빈, 3 심볼), (1 빈, 6 심볼)]이다. 상기 AMC 순열은 최적 주파수 응답을 이용하여 서브채널을 선택함으로써 다중 사용자 다이버시티를 가능하게 한다. On the other hand, the adjacent permutation groups adjacent subcarriers into one block to form one subchannel. The adjacent permutation includes DL Advanced Modulation and Coding (DL AMC) and UL AMC, and has the above structure. One bin consists of nine adjacent subcarriers within one symbol. Here, eight subcarriers of the nine adjacent subcarriers are allocated for data, and one subcarrier is allocated for pilot. One slot in the AMC is defined as a collection of bins of the form (N × M = 6). Where N is the number of adjacent bins and M is the number of adjacent symbols. Thus, the allowed combinations are [(6 bins, 1 symbol), (3 bins, 2 symbols), (2 bins, 3 symbols), (1 bin, 6 symbols)]. The AMC permutation enables multi-user diversity by selecting subchannels using an optimal frequency response.

상기 IEEE-802.16-2005 무선 MAN OFDMA 모드는 S-OFDMA(scalable OFDMA)의 개념에 기반한다. 상기 S-OFDMA는 다양한 스펙트럼 할당과 사용 모델 요구에 대한 필요성을 적응적으로 처리하기 위해 넓은 범위의 대역폭을 제공한다. OFDMA시스템의 확장성(scalability)은 부반송파 주파수 간격을 10.94 kHz로 고정하고, FFT 사이즈를 조절함으로써 얻을 수 있다. 자원 단위 부반송파 대역폭과 심볼 주기가 고정되었기 때문에, 대역폭 조절 시, 상위 계층들로의 영향은 최소가 된다. 여기서, S-OFDMA 파라미터은 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.The IEEE-802.16-2005 wireless MAN OFDMA mode is based on the concept of scalable OFDMA (S-OFDMA). The S-OFDMA provides a wide range of bandwidth to adaptively handle the need for various spectrum allocation and usage model requirements. Scalability of the OFDMA system can be obtained by fixing the subcarrier frequency interval to 10.94 kHz and adjusting the FFT size. Since the resource unit subcarrier bandwidth and the symbol period are fixed, the influence on higher layers is minimized when adjusting bandwidth. Here, the S-OFDMA parameter may be represented as shown in Table 1 below.

파라미터parameter 값value 시스템 채널 대역폭 (MHz)System Channel Bandwidth (MHz) 1.251.25 55 1010 2020 샘플링 주파수 (Fpp in MHz) Sampling Frequency (Fpp in MHz) 1.41.4 5.65.6 11.211.2 22.422.4 FFT 사이즈(NFFT)FFT size (NFFT) 128128 512512 10241024 20482048 서브채널의 수 Number of subchannels 22 88 1616 3232 부반송파 주파수 간격Subcarrier Frequency Interval 10.94 kHz10.94 kHz 사용 가능한 심볼 타임 (Tb=1/f) Available symbol time (Tb = 1 / f) 91.4 microseconds91.4 microseconds 가드 타임 (Tg=Tb/8)Guard time (Tg = Tb / 8) 11.4 microseconds11.4 microseconds OFDMA 심볼 주기 (Ts=Tb+Tg)OFDMA symbol period (Ts = Tb + Tg) 102.9 microseconds102.9 microseconds OFDMA 심볼의 수 (5 ms 프레임)Number of OFDMA Symbols (5 ms Frame) 4848

도 6A 및 6B는 본 발명의 실시 예에 따른 분산된 부반송파 할당을 도시하고 있다. 여기서, 도 6A 및 6B는 각각, 예를 들어 셀(CELL) ID 0 및 셀 ID 1인 경우의 분산된 부반송파 할당(600a, 600b)을 나타내고 있다.6A and 6B illustrate distributed subcarrier allocation according to an embodiment of the present invention. 6A and 6B show distributed subcarrier allocations 600a and 600b in the case of, for example, cell ID 0 and cell ID 1, respectively.

도 6A는 4개의 부반송파 그룹들(602a, 602b, 602c, 602d)을 도시한다. 상기 그룹들(602a, 602b, 602c, 602d) 내부에 도시된 각 부반송파들은 특정 서브채널, 예를 들어 두 개의 서브채널들(604a, 604b)을 구성한다. 상기 서브채널들(604a, 604b) 각각은 일반적으로 48개의 데이터 부반송파들을 포함한다. 비슷한 방식으로, 도 6B는 4개의 부반송파 그룹들(606a, 606b, 606c, 606d)을 도시한다. 상기 그룹들(606a, 606b, 606c, 606d) 내부에 도시된 각 부반송파들은 특정 서브채널, 예를 들어 두 개의 서브채널들(608a, 608b)을 구성한다. 상기 서브채널들(608a, 608b) 각각은 일반적으로 48개의 데이터 부반송파들을 포함한다. 6A shows four subcarrier groups 602a, 602b, 602c, 602d. Each subcarrier shown in the groups 602a, 602b, 602c, 602d constitutes a particular subchannel, for example two subchannels 604a, 604b. Each of the subchannels 604a and 604b generally includes 48 data subcarriers. In a similar manner, FIG. 6B shows four subcarrier groups 606a, 606b, 606c, 606d. Each subcarrier shown in the groups 606a, 606b, 606c, and 606d constitutes a specific subchannel, for example, two subchannels 608a and 608b. Each of the subchannels 608a and 608b generally includes 48 data subcarriers.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD를 위한 WiMAX OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한다. 상기 방송 프레임(700)은 명시된 서브채널 논리적 넘버(subchannel logical number)(702)와 매크로셀(macrocell) OFDM/OFDMA 시간 슬롯 또는 심볼 넘버(704)와의 관계를 도시한다. 상기 방송 프레임(700)은 하향링크 서브프레임(706)과 상향링크 서브프레임(708)으로 나누어지며, 상기 하향링크 서브프레임(706)과 상향링크 서브프레임(708) 내에서 서브채널화(subchannelization)를 지원한다. 상기 하향링크 서브프레임(706)과 상향링크 서브프레임(708)은 송/수신 변환 갭(transmit/receive transition gaps : TTG)과 수/송신 변환 갭(receive/transmit transition gaps : RTG)에 의해 분리된다. 상기 변환 갭(transition gap)(710)은 하향링크와 상향링크 전송 충돌을 방지한다. 상기 하향링크 서브프레임(706)과 상향링크 서브프레임(708)은, 예를 들어 아이들(idle) 블록(712, 714, 716)과 같은 여러 개의 사용하지 않는 스펙트럼 또는 아이들 스펙트럼을 포함한다. 7 illustrates a WiMAX OFDM / OFDMA broadcast frame for TDD according to an embodiment of the present invention. The broadcast frame 700 illustrates the relationship between a specified subchannel logical number 702 and a macrocell OFDM / OFDMA time slot or symbol number 704. The broadcast frame 700 is divided into a downlink subframe 706 and an uplink subframe 708, and subchannelization within the downlink subframe 706 and the uplink subframe 708. Support. The downlink subframe 706 and the uplink subframe 708 are separated by a transmit / receive transition gap (TGT) and a receive / transmit transition gap (RTG). . The transition gap 710 prevents downlink and uplink transmission collisions. The downlink subframe 706 and the uplink subframe 708 include several unused or idle spectra, such as, for example, idle blocks 712, 714, 716.

상기 방송 프레임(700)을 위한 제어 정보가 최적의 시스템 동작을 위해 사용된다. 예를 들어, 상기 제어 정보는 프리앰블(718), 프레임 제어 헤드(이하 'FCH'라 칭함)(720), DL-MAP(722), UL-MAP(724a, 724b), UL 레인징(ranging) 서브채널(726), UL 채널 품질 지시 채널(Channel Quality Indicator CHannel : 이하 'CQICH'라 칭함)(728) 그리고 UL acknowledge 서브채널(이하 'ACK CH'이라 칭함)(730)을 포함할 수 있다. 상기 프리앰블(718)은 상기 방송 프레임(700)의 첫 번째 심볼 넘버(704)의 동기를 위해 사용된다. 상기 FCH(720)는 상기 프리앰블(718)에 이어지고, MAP 메세지 길이(length), 코딩 기법, 사용 가능한 서브채널과 같은 프레임 구성 정보를 제공한다. Control information for the broadcast frame 700 is used for optimal system operation. For example, the control information may include a preamble 718, a frame control head (hereinafter referred to as 'FCH') 720, a DL-MAP 722, a UL-MAP 724a and 724b, and a UL ranging. The subchannel 726 may include a UL channel quality indicator channel (hereinafter referred to as "CQICH") 728 and a UL acknowledge subchannel (hereinafter referred to as "ACK CH") 730. The preamble 718 is used for synchronization of the first symbol number 704 of the broadcast frame 700. The FCH 720 follows the preamble 718 and provides frame configuration information such as MAP message length, coding scheme, and available subchannels.

상기 DL-MAP(722), UL-MAP(724a, 724b)은 하향링크 서브프레임(706)과 상향링크 서브프레임(708)을 위한 서브채널 할당과 제어 정보를 각각 제공한다. 상기UL 레인징(ranging) 서브채널(726)은 대역폭 요청뿐만 아니라 폐쇄 루프(closed-loop) 시간, 주파수, 전력 조절을 실행하기 위해 단말에게 할당된다. 상기 UL CQICH(728)는 채널 상태 정보를 피드백하기 위해 단말에게 할당되고, 반면에 UL ACK CH(730)는 DL HARQ(hybrid automatic request) acknowledgement을 피드백하기 위하여 단말에게 할당된다.The DL-MAP 722 and the UL-MAP 724a and 724b provide subchannel allocation and control information for the downlink subframe 706 and the uplink subframe 708, respectively. The UL ranging subchannel 726 is allocated to the terminal to perform the closed-loop time, frequency, and power adjustment as well as the bandwidth request. The UL CQICH 728 is allocated to the terminal to feed back channel state information, while the UL ACK CH 730 is allocated to the terminal to feed back a DL hybrid automatic request (HARQ) acknowledgment.

상기 하향링크 서브프레임(706)은 여러 개의 DL 데이터 버스트(732a, 732b, 732c, 732d, 732e)를 포함하며, 상기 상향링크 서브프레임(708)은 여러 개의 UL 데이터 버스트(734a, 734b, 734c, 734d)를 포함한다. The downlink subframe 706 includes a plurality of DL data bursts 732a, 732b, 732c, 732d, and 732e, and the uplink subframe 708 includes a plurality of UL data bursts 734a, 734b, 734c, 734d).

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 전용 네트워크 채널과 PU-MAP을 포함하는 OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한다. 상기 방송 프레임(800)은 하향링크 서브프레임(802a)과 상향링크 서브프레임(802b) 및 상기 도 7의 방송 프레임(700)과 비슷한 많은 다른 요소들을 포함한다. 다만, 상기 방송 프레임(800)은 상기 하향링크 서브프레임(802a) 내에서 전용 네트워크 서브 채널(dedicated network subchannel)(804a)와 상기 상향링크 서브프레임(802b) 내에서 전용 네트워크 서브채널(804b)를 포함한다. 8A and 8B illustrate an OFDM / OFDMA broadcast frame including a dedicated network channel and a PU-MAP according to an embodiment of the present invention. The broadcast frame 800 includes a downlink subframe 802a and an uplink subframe 802b and many other elements similar to the broadcast frame 700 of FIG. 7. However, the broadcast frame 800 may include a dedicated network subchannel 804a in the downlink subframe 802a and a dedicated network subchannel 804b in the uplink subframe 802b. Include.

상기 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)은 상기 방송 프레임(800) 내의 전체 또는 다수의 서브채널을 차지할 수 있으며, 하나의 서브채널의 일부분 또는 다수의 채널의 여러 부분을 차지할 수도 있다. 상기 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)은, 예를 들어 개인 네트워크, 기업(enterprise) 네트워크, 프리미엄 서비스 네트워크, 특정 팸토셀(femtocell) 장치 또는 팸토셀 장치들의 그룹, 특정 WiMAX 셀 또는 WiMAX 셀들의 그룹, SOHO(small office/home office) 또는 SOHO들의 그룹, 팸토셀 또는 팸토셀의 그룹, 혹은 어떤 다른 네트워크, 서브네트워크 또는 다른 특정 사용자 또는 사용자 그룹을 위한 전용 서비스를 요구하는 다른 장치 그룹에 의해 사용이 예약된다. The dedicated network subchannels 804a and 804b may occupy all or a plurality of subchannels in the broadcast frame 800, and may occupy a portion of one subchannel or several portions of a plurality of channels. The dedicated network subchannels 804a and 804b may be, for example, a personal network, an enterprise network, a premium service network, a specific femtocell device or a group of femtocell devices, a specific WiMAX cell or a group of WiMAX cells. May be used by a small office / home office (SOHO) or group of SOHOs, a femtocell or group of femtocells, or other device groups requiring dedicated services for any other network, subnetwork or other specific user or group of users. Is reserved.

개인 네트워크 사용자들의 독점 사용을 위한 하나의 분리된 서브채널(예, 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)은 OFDMA 부반송파들이 직교(orthogonal)하기 때문에 셀룰라 서비스의 간섭을 최소화한다. One separate subchannel (eg, dedicated network subchannels 804a, 804b) for private use of private network users minimizes interference of cellular services because the OFDMA subcarriers are orthogonal.

상기 각각의 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)은 개인 사용자 서브프레임 또는 개인 사용자 맵(Private User MAP : 이하 'PU-MAP'라 칭함)(806)과 관련이 있다. 상기 PU-MAP(806)은 상기 전용 네트워크 서브채널(804a)와 전용 네트워크 서브채널(804b) 중 적어도 하나를 위하여 서브채널 할당과 제어 정보를 제공한다. 다시 말해, 상기 PU-MAP(806)은 특정한 전용 네트워크의 맴버들에게 사용 가능한 부반송파들(예, 아이들 스펙트럼)을 식별한다. 예를 들어 상기 PU-MAP(806)은 방송 프레임(800) 내에서 사용 가능한 부반송파에 대한 정보, 좀 더 정확히 말하면, 상기 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)과 관련된 아이들 스펙트럼 정보를 제공한다. 여기서, 상기 PU-MAP(806)은 하기 <표2>와 같은 포맷으로 표현될 수 있다. Each dedicated network subchannel 804a, 804b is associated with a private user subframe or a private user map (hereinafter referred to as a 'PU-MAP') 806. The PU-MAP 806 provides subchannel allocation and control information for at least one of the dedicated network subchannel 804a and the dedicated network subchannel 804b. In other words, the PU-MAP 806 identifies subcarriers (eg, idle spectrum) available to members of a particular dedicated network. For example, the PU-MAP 806 provides information on subcarriers available within the broadcast frame 800, more specifically, idle spectrum information associated with the dedicated network subchannels 804a and 804b. In this case, the PU-MAP 806 may be expressed in a format as shown in Table 2 below.

SyntaxSyntax SizeSize NotesNotes PU_MAP() {PU_MAP () { N_SLOTS N_SLOTS 8 bits8 bits The number of idle slots available in the frame.The number of idle slots available in the frame. For (n=0;n<N_SLOTS;n++){  For (n = 0; n <N_SLOTS; n ++) { PERM_Indicator   PERM_Indicator 1 bit1 bit Indicates whether or not open slot ‘n’, as defined by the parameters below, is available in all future frames.Indicates whether or not open slot ‘n’, as defined by the parameters below, is available in all future frames. UL-DL Indicator    UL-DL Indicator 1 bit1 bit Indicates whether open slot ‘n’ is in the Up Link frame (‘0’) or the Down Link frame (‘1’).Indicates whether open slot ‘n’ is in the Up Link frame (‘0’) or the Down Link frame (‘1’). OFDMA Symbol Offset   OFDMA Symbol Offset 8 bit8 bit The offset of the OFDMA symbol in which slot n starts, measured in OFDMA symbols from the beginning of frame in which open slot ‘n’ is included (either UL or DL, depending on the UL-DL Indicator).The offset of the OFDMA symbol in which slot n starts, measured in OFDMA symbols from the beginning of frame in which open slot ‘n’ is included (either UL or DL, depending on the UL-DL Indicator). Subchannel Offset   Subchannel Offset 6 bit6 bit The lowest index OFDMA subchannel in open slot n, starting from subchannel ‘0’ The lowest index OFDMA subchannel in open slot n, starting from subchannel ‘0’ No. OFDMA Symbols   No. OFDMA Symbols 7 bit7 bit The number of OFDMA symbols that make up open slot ‘n’. The number of OFDMA symbols that make up open slot ‘n’. No. Channels   No. Channels 6 bit6 bit The number of subchannels, with subsequent indexes, that make up slot ‘n’The number of subchannels, with subsequent indexes, that make up slot ‘n’

상기 방송 프레임(800) 내 PU-MAP(806)의 위치는 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 PU-MAP(806)은, 상기 도 8a에 도시된 바와 같이, 전용 네트워크 서브채널(804a)과 같은 예약된 스펙트럼의 일부가 될 수도 있고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 전용 네트워크 서브채널(804b)로부터 분리되어 UL-MAP(624b)에 인접할 수 있다. 또한, 상기 PU-MAP(806)은 제 2 사용자(secondary user)들 또는 제 2 노드들에 의해서 접근하기 쉬운 방송 프레임(800)의 적절한 부분에 위치할 수 있으며, 특정한 방송 프레임(800) 내에서 적절한 수의 서브채널 그리고/또는 심볼 구간을 차지할 수 있다. 또한, 상기 PU-MAP(806)은 DL-MAP(622)에 인접하여 위치할 수 있다. 특정한 전용 네트워크 및 다른 특정 제 2 노드의 멤버들은 상기PU-MAP(806)의 위치를 알 수 있다. 예를 들어, FCH(620) 또는 DL-MAP(622) 내의 비트(bit) 설정은 상기 PU-MAP(806)의 존재를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 상기 PU-MAP(806)의 존재를 지시하는 다른 적절한 방법이 사용될 수 있음은 물론이다. The location of the PU-MAP 806 in the broadcast frame 800 may vary. For example, the PU-MAP 806 may be part of a reserved spectrum, such as dedicated network subchannel 804a, as shown in FIG. 8A, or as shown in FIG. 8B. It may be separated from the network subchannel 804b and adjacent to the UL-MAP 624b. Further, the PU-MAP 806 may be located in an appropriate portion of the broadcast frame 800 that is easily accessible by secondary users or second nodes, and within a particular broadcast frame 800. It may occupy an appropriate number of subchannels and / or symbol intervals. In addition, the PU-MAP 806 may be located adjacent to the DL-MAP 622. Members of a particular dedicated network and other particular second nodes may know the location of the PU-MAP 806. For example, a bit setting in the FCH 620 or DL-MAP 622 may be used to indicate the presence of the PU-MAP 806. Of course, other suitable methods for indicating the presence of the PU-MAP 806 may be used.

예를 들어, 상기 PU-MAP(806)은 하나 또는 그 이상의 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)로 그룹핑한 반송파들을 식별한다. 상기 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)의 포맷은 제 2 노드들에 의한 채널 추정을 위해 사용되는 전용 네트워크 파일럿 부반송파들을 식별한다. 상기 PU-MAP(806)은 상기 전용 네트워크 서브채널들(804a, 804b) 적어도 하나와 관련된 아이들 스팩트럼 정보를 추출하고, 전용 네트워크와 관련된 제 2 노드들에게 상기 정보를 제공한다. For example, the PU-MAP 806 identifies carriers grouped into one or more dedicated network subchannels 804a, 804b. The format of the dedicated network subchannels 804a, 804b identifies dedicated network pilot subcarriers used for channel estimation by the second nodes. The PU-MAP 806 extracts idle spectrum information associated with at least one of the dedicated network subchannels 804a and 804b and provides the information to second nodes associated with the dedicated network.

따라서, 상기 PU-MAP(806)은 데이터를 주고 받는데 있어 도움을 주기 위해, 전용 네트워크의 맴버들에 의해 접근 가능한 정보를 포함한다. 예를 들어, WiMAX 네트워크와 관련된 팸토셀 장치가 DL 버스트 슬롯에 할당될 때, WiMAX BTS(Base Transceiver Station)는 상기 PU-MAP(806)을 팸토셀에 전송한다. 상기 전용 네트워크와 관련된 노드들은, 상기 노드가 상기 PU-MAP(806)과 관련된 정보의 전송에 대한 청취(listen) 시기를 할 때 결정할 수 있도록 상기 팸토셀 장치의 CID를 알아야만 한다. 상기 노드들은 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b) 내에서 DL 그리고 UL 버스트 슬롯들 또는 아이들 스펙트럼을 식별하기 위하여 상기 PU-MAP(806)에 의하여 사용되는 그들 자신의 로컬(local) CID들을 제공한다. 따라서, 상기 전용 네트워크 노드들은 식별된 슬롯들 내에서 버스트를 송/수신 할 수 있다. Thus, the PU-MAP 806 includes information accessible by the members of the dedicated network to assist in sending and receiving data. For example, when a femtocell device associated with a WiMAX network is assigned to a DL burst slot, the WiMAX Base Transceiver Station (BTS) sends the PU-MAP 806 to the femtocell. Nodes associated with the dedicated network must know the CID of the femtocell device so that the node can determine when to listen for transmission of information related to the PU-MAP 806. The nodes provide their own local CIDs used by the PU-MAP 806 to identify DL and UL burst slots or idle spectrum in dedicated network subchannels 804a, 804b. Thus, the dedicated network nodes can transmit / receive bursts in the identified slots.

다음으로, 도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 전용 네트워크 서브채널 내 사용되지 않는 OFDM 심볼 슬롯에서 제 2 노드 데이터 버스트를 포함하는 OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한다. 여기서, 하향링크 서브프레임(802a) 내 아이들 스펙트럼 블록, 즉 제 2 노드 데이터 버스트의 위치를 살펴보면, 상기 제 2 노드 데이터 버스트(808a, 808b, 808c)는 상기 방송 프레임(800) 내 사용되지 않은 심볼 넘버(704)에 위치된다. 예를 들어, 제 2 노드 데이터 버스트(808a)는 전용 네트워크 서브채널(804a) 내 5번째 심볼 넘버를 차지하고, 제 2 노드 데이터 버스트(808b)는 상기 전용 네트워크 서브채널(804a) 내 9 내지 10번째 심볼 넘버를 차지하며, 제 2 노드 데이터 버스트(808c) 역시, 상기 전용 네트워크 서브채널(804a) 내 사용되지 않은 심볼 넘버를 차지하게 된다. 8C illustrates an OFDM / OFDMA broadcast frame including a second node data burst in an unused OFDM symbol slot in a dedicated network subchannel according to an embodiment of the present invention. Here, referring to the positions of the idle spectrum blocks in the downlink subframe 802a, that is, the second node data bursts, the second node data bursts 808a, 808b, and 808c are symbols that are not used in the broadcast frame 800. Is located at number 704. For example, the second node data burst 808a occupies the fifth symbol number in the dedicated network subchannel 804a, and the second node data burst 808b is the ninth to tenth in the dedicated network subchannel 804a. Occupies a symbol number, and the second node data burst 808c also occupies an unused symbol number in the dedicated network subchannel 804a.

도 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 내 제 2 노드의 클러스터를 도시한 예시도이다. 상기 도 8d는 아이들 스펙트럼 블록(808a, 808b, 808c)을 가지는 도 8c의 다른 도시도로서, 제 2 노드들(810a-810k) 각각은 어떤 부반송파 로컬 넘버(702) 및 심볼 넘버(704) 세트가 주어진 OFDM/OFDMA 프레임 동안 아이들 혹은 할당되지 않을 것인지 확인할 수 있다. 예를 들어, 제 2 노드(810)는 방송 프레임(800) 내에서와 같이 주어진 OFDM/OFDMA 프레임 동안 전용 네트워크 서브채널(804a) 내에서 아이들 스펙트럼 블록(808)을 위치시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 노드(810)는, 예를 들어 아이들 블록(712) 또는 아이들 블록(714) 내에서와 같이 방송 프레임(800) 내에서 발견되는 서브채널들 내에서 아이들 스펙트럼을 위치시킬 수 있다.8D is an exemplary diagram illustrating a cluster of second nodes in a wireless network according to an embodiment of the present invention. 8D is another illustration of FIG. 8C with idle spectral blocks 808a, 808b, 808c, wherein each of the second nodes 810a-810k may have a set of subcarrier local number 702 and symbol number 704 set. It may be determined whether to be idle or not allocated for a given OFDM / OFDMA frame. For example, the second node 810 can place the idle spectrum block 808 within the dedicated network subchannel 804a during a given OFDM / OFDMA frame, such as within the broadcast frame 800. In addition, the second node 810 may position the idle spectrum in subchannels found within the broadcast frame 800, such as in the idle block 712 or idle block 714, for example. .

만약, 상기 제 2 노드들(810a-810k) 중 하나가 전송할 데이터를 가지고 있지 않다면, 해당 제 2 노드는 아이들 심볼 주기(예, 아이들 스펙트럼 블록들((808a, 808b, 808c)) 동안 아이들 부반송파를 통해 이웃 제 2 노드에 의해 전송된 데이터 심볼들을 청취한다. 반면, 만약 상기 제 2 노드들(810a-810k) 중 하나가 전송할 데이터를 가지고 있다면, 해당 제 2 노드는 아이들 심볼 주기 동안 아이들 부반송파를 통해 이웃 제 2 노드들에게 전송 데이터를 전송한다. If one of the second nodes 810a-810k does not have data to transmit, then the second node may apply idle subcarriers during idle symbol periods (eg, idle spectral blocks 808a, 808b, 808c). Listens for data symbols transmitted by a neighboring second node on the other hand, if one of the second nodes 810a-810k has data to transmit, then the second node transmits on an idle subcarrier during an idle symbol period. The transmission data is transmitted to neighboring second nodes.

따라서, 본 발명은 비-간섭 또는 리징 베이시스(leasing basis) OFDMA를 사용하는 네트워크들 내에서 애드 혹 네트워크 사용자들에게 공유 스펙트럼을 제공하기 위한 하나의 시스템을 제공한다. 상기 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)은 우선적으로 전용 또는 개인 네트워크들을 위해 예약되고 애드 혹 또는 전용 네트워크의 일부가 아닌 사용자들에게는 할당되지 않아야 한다. 전용 네트워크 내 장치의 RF 송신기 전력은 전용 네트워크 커버리지 영역의 크기(size)를 제한하는데 도움을 주어야 한다.Thus, the present invention provides one system for providing shared spectrum to ad hoc network users in networks that use non-interfering or leasing basis OFDMA. The dedicated network subchannels 804a, 804b should be reserved primarily for dedicated or private networks and not assigned to users who are not part of an ad hoc or dedicated network. The RF transmitter power of the devices in the dedicated network should help limit the size of the dedicated network coverage area.

여기서, 상기 BTS는 특정한 셀 내의 전용 네트워크를 위하여 전용 네트워크의 사용자들에게 예약된 부반송파들을 통보할 수 있다. 예를 들어, 특정한 BTS의 MAC 처리 블록은 전용 네트워크 서브채널(804a, 804b)에 관한 정보를 제 2 노드(810a-810k)로 전달할 수 있다. OFDMA 채널로의 접근을 성립시키기 위하여, 상기 제 2 노드(810a-810k)는 방송 OFDMA 파형을 검출하고, 프레임 검출기를 사용하여 아이들 스펙트럼 정보를 추출하기 위하여 OFDMA 프레임에 동기화한다.Here, the BTS can notify the users of the dedicated network of subcarriers reserved for the dedicated network in a particular cell. For example, the MAC processing block of a particular BTS may convey information about dedicated network subchannels 804a and 804b to the second nodes 810a-810k. In order to establish access to the OFDMA channel, the second nodes 810a-810k detect broadcast OFDMA waveforms and synchronize to OFDMA frames to extract idle spectrum information using a frame detector.

도9 에 따르면, 상기 제 2 노드 데이터 버스트들(808a, 808b, 808c)의 심볼 구간(symbol period) 또는 길이(length)(Tx)는 방송 프레임(800) 내의 OFDM 심볼 구간 (Ts)과 같은 시간 구간 내에서 상기 OFDM 심볼 구간 (Ts)보다 작거나 같도록 유지된다. 상기 제 2 노드 데이터 버스트(808a, 808b, 808c)는 가변 길이 심볼 포맷을 사용할 수 있다. 그러나, 더 짧은 심볼 구간(Tx)은 제 2 노드 변조(modulation)가 OFDM에 따른다면, 더 큰 부반송파 간격을 포함한다. 9, the symbol period or length Tx of the second node data bursts 808a, 808b, 808c is equal to the OFDM symbol period Ts in the broadcast frame 800. The interval is maintained to be smaller than or equal to the OFDM symbol interval Ts. The second node data bursts 808a, 808b, 808c may use a variable length symbol format. However, the shorter symbol interval Tx includes a larger subcarrier spacing if the second node modulation is in accordance with OFDM.

여기서, 상기 제 2 노드(810a-810k)는 상기 도 9에 도시된 ALOHA 기법과 같이 가드 타임(Tg) 후에 전송을 시작한다. 전송 노드는 다른 제 2 노드(810a-810k)가 이미 기존의 CSMA(carrier sense multiple access) 기술에 의해 심볼 넘버(704) 내의 할당되지 않은 부반송파내에서 전송을 하고 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 제 2 노드(810c)가 아이들 스펙트럼 블록(808a)에서 데이터를 전송할 수 있고 동시에 제 2 노드(810b)가 아이들 스펙트럼 블록(808b)에서 데이터를 전송할 수 있다. 더욱이, 두개의 제 2 노드들이 동시에 다른 부반송파내 같은 심볼 넘버(704) 내에서 전송할 수 있다. 만약, 할당되지 않은 부반송파들이 다른 제 2 노드들에 의해 사용되는 것이 발견되면, 다른 제 2 노드들은 다음 아이들 블록을 기다리고(예, 아이들 스펙트럼 블록 (808a, 808b, 808c) 혹은 아이들 블록(712, 714, 716)), 접근 프로세스(process)를 반복한다.Here, the second nodes 810a-810k start transmission after the guard time Tg as in the ALOHA technique shown in FIG. 9. The transmitting node determines whether other second nodes 810a-810k are already transmitting within an unassigned subcarrier in symbol number 704 by existing carrier sense multiple access (CSMA) techniques. For example, the second node 810c may transmit data in the idle spectrum block 808a and at the same time the second node 810b may transmit data in the idle spectrum block 808b. Moreover, two second nodes can transmit simultaneously in the same symbol number 704 in different subcarriers. If unassigned subcarriers are found to be used by other second nodes, then the other second nodes wait for the next idle block (eg, idle spectrum blocks 808a, 808b, 808c) or idle blocks 712, 714. 716), the access process is repeated.

한편, 배터리를 이용하는 제 2 노드의 배터리 수명은 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 노드는 전송할 데이터가 없는 송신기 회로의 전원을 끌 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제 2 노드는 아이들 부반송파가 존재하지 않는 심볼 넘버(704) 동안 수신기 회로 및 다른 비본질적인 회로들의 전원을 끌 수 있다. 상기 제 2 노드는 예를 들어, 방송 프레임(800), DL-MAP(722), UL-MAP(724a, 724b), PU-MAP(806)을 수신하기 위해 적당한 시간에 전원을 켤 수 있다. On the other hand, the battery life of the second node using the battery can be extended. For example, the second node can power off a transmitter circuit that has no data to transmit. In addition, the second node may power off receiver circuitry and other non-essential circuits during symbol number 704 where no idle subcarriers are present. For example, the second node may power on at a suitable time to receive the broadcast frame 800, the DL-MAP 722, the UL-MAP 724a, 724b, and the PU-MAP 806.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 동기 스펙트럼 공유 방법의 절차를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 전용 네트워크 서브 채널은, 예를 들어 상기 도 8a 내지 도 8c의 804a이다. 상기 도 10을 참조하면, 상기 OFDMA 채널에 접속하기 위해 제 2 노드의 OFDM/OFDMA 프레임 검출기는 1005단계에서 방송 OFDMA 파형을 검출하고, 1010단계에서 방송 프레임(800)과 같은 OFDMA 프레임에 상기 검출된 파형을 동기화한다.10 is a flowchart illustrating a synchronization spectrum sharing method according to an embodiment of the present invention. In this case, the dedicated network subchannel is 804a of FIGS. 8A to 8C, for example. Referring to FIG. 10, in order to access the OFDMA channel, the OFDM / OFDMA frame detector of the second node detects a broadcast OFDMA waveform in step 1005, and detects the same in an OFDMA frame such as the broadcast frame 800 in step 1010. Synchronize the waveform.

이후, 상기 프레임 검출기는 1015단계에서 해당 프레임에 대한 하향링크 및 상향링크 채널 할당을 추출하고, 전용 네트워크 채널(804a)에 관련된 개인 사용자 서브프레임 혹은 map(예, PU-MAP(806))으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출한다. 이후, 상기 프레임 검출기는 1020단계에서 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보를 상기 제 2 노드에 포함된 노드 모뎀으로 전달한다. Thereafter, the frame detector extracts downlink and uplink channel assignments for the corresponding frame in step 1015, and idles them from individual user subframes or maps (eg, PU-MAP 806) associated with the dedicated network channel 804a. Extract spectral information. Thereafter, the frame detector transmits the extracted idle spectrum information to the node modem included in the second node in step 1020.

상기 제 2 노드는 아이들 스펙트럼 블록(808)(즉, 'white space')을 사용하여 전용 네트워크 채널(804a)에 동적 접근을 얻게 되며, 1025단계에서 비-간섭(non-interfering) 또는 리징 베이시스(leasing basis) 내 아이들 스펙트럼 블록(808)에서 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 제 2 노드 사용자(secondary user)들은 제 1 사용자(primary user)들 그리고/또는 통상의 엔터티와 같은 다른 사용자들에 의해 부여된 동의/에티켓을 간섭하지 않고 고정 또는 모바일 시나리오 내에서 동적으로 애드 혹 메쉬 네트워크 통신들을 형성할 수 있다.The second node obtains dynamic access to the dedicated network channel 804a using the idle spectrum block 808 (ie, 'white space'), and in step 1025 non-interfering or leasing basis ( Data may be transmitted in an idle spectrum block 808 within a leasing basis. Thus, secondary node users are dynamically added within fixed or mobile scenarios without interfering with consents / etiquette granted by primary users and / or other users, such as ordinary entities. Or may form mesh network communications.

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.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 동기 스펙트럼 공유를 위한 무선 네트워크를 도시한 도면, 1 illustrates a wireless network for synchronization spectrum sharing in accordance with the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 일반적인 OFDM/OFDMA 송신기의 구성을 도시한 블럭도,2 is a block diagram showing the configuration of a general OFDM / OFDMA transmitter according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 일반적인 OFDM/OFDMA 수신기의 구성을 도시한 블럭도,3 is a block diagram showing the configuration of a typical OFDM / OFDMA receiver according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 제 2 사용자의 송/수신기의 구성을 도시한 블럭도,4 is a block diagram showing the configuration of a transmitter / receiver of a second user according to the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 심볼을 도시한 도면,5 illustrates an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention;

도 6A 및 6B는 본 발명의 실시 예에 따른 분산된 부반송파 할당을 도시한 도면,6A and 6B illustrate distributed subcarrier allocation according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 TDD를 위한 WiMAX OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한 도면, 7 illustrates a WiMAX OFDM / OFDMA broadcast frame for TDD according to an embodiment of the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 전용 네트워크 채널과 PU-MAP을 포함하는 OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한 도면, 8A and 8B illustrate an OFDM / OFDMA broadcast frame including a dedicated network channel and a PU-MAP according to an embodiment of the present invention;

도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 전용 네트워크 서브채널 내 사용되지 않는 OFDM 심볼 슬롯에서 제 2 노드 데이터 버스트를 포함하는 OFDM/OFDMA 방송 프레임을 도시한 도면, 8C illustrates an OFDM / OFDMA broadcast frame including a second node data burst in an unused OFDM symbol slot in a dedicated network subchannel according to an embodiment of the present invention;

도 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 내 제 2 노드의 클러스터를 도시한 예시도, 8D is a diagram illustrating a cluster of second nodes in a wireless network according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 주어진 OFDM 심볼 구간에 대한 OFDMA 프레임 구조에 관련된 제 2 노드 데이터 버스트를 도시한 도면, 및9 illustrates a second node data burst associated with an OFDMA frame structure for a given OFDM symbol interval in accordance with an embodiment of the present invention; and

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 동기 스펙트럼 공유 방법의 절차를 도시한 흐름도.10 is a flowchart illustrating a procedure of a synchronization spectrum sharing method according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

제 1(primary) 사용자 노드와 제 2(secondary) 사용자 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서 제 2 사용자 노드의 동기 스펙트럼 공유 장치에 있어서, An apparatus for synchronizing spectrum sharing of a second user node in a wireless communication system including a first user node and a second user node, 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하는 프레임 검출기와, A frame detector for extracting idle spectrum information from subframes related to a dedicated network subchannel of a broadcast frame; 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내에서 데이터를 전송하는 노드 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a node modem for transmitting data in an unused symbol slot identified in the extracted idle spectrum information. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서브 프레임은 상기 전용 네트워크 서브채널의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And the subframe includes a portion of the dedicated network subchannel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서브 프레임은 상기 방송 프레임의 하향링크 서브 프레임과 상기 방송 프레임의 상향링크 서브 프레임 중 적어도 하나와 관련된 것을 특징으로 하는 장치. And the subframe is related to at least one of a downlink subframe of the broadcast frame and an uplink subframe of the broadcast frame. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전용 네트워크 서브채널의 사용자들은 제 2 사용자들의 개인 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. The users of the dedicated network subchannel include a private network of second users. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전용 네트워크 서브채널은 상기 프레임의 전체 서브채널, 상기 프레임의 일부 서브 채널, 상기 프레임의 둘 혹은 그 이상의 서브채널 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. And the dedicated network subchannel comprises at least one of all subchannels of the frame, some subchannels of the frame, and two or more subchannels of the frame. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 프레임 검출기는 방송 파형의 상기 방송 프레임을 검출하는 것을 특징으로 하는 장치. And the frame detector detects the broadcast frame of a broadcast waveform. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방송 프레임은 OFDM 프레임과 OFDMA 프레임 중 하나임을 특징으로 하는 장치.And the broadcast frame is one of an OFDM frame and an OFDMA frame. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 아이들 스펙트럼 정보는 상기 전용 네트워크 서브채널에 관련된 하향링크 채널 할당과 상향링크 채널 할당을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And the idle spectrum information includes a downlink channel assignment and an uplink channel assignment associated with the dedicated network subchannel. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 노드 모뎀과 프레임 검출기는 동기화되는 것을 특징으로 하는 장치.And said node modem and frame detector are synchronized. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 노드 모뎀은 MANET 노드 모뎀임을 특징으로 하는 장치. And said node modem is a MANET node modem. 제 1(primary) 사용자 노드와 제 2(secondary) 사용자 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서 제 2 사용자 노드의 동기 스펙트럼 공유 방법에 있어서, A method of sharing spectrum of a second user node in a wireless communication system including a primary user node and a secondary user node, the method comprising: 방송 프레임의 전용 네트워크 서브채널에 관련된 서브 프레임으로부터 아이들 스펙트럼 정보를 추출하는 과정과, Extracting idle spectrum information from a subframe related to a dedicated network subchannel of a broadcast frame; 상기 추출된 아이들 스펙트럼 정보에서 식별된, 사용되지 않은 심볼 슬롯 내 에서 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Transmitting data in an unused symbol slot identified in the extracted idle spectrum information. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 서브 프레임은 상기 전용 네트워크 서브채널의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The subframe includes a portion of the dedicated network subchannel. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 서브 프레임은 상기 방송 프레임의 하향링크 서브 프레임과 상기 방송 프레임의 상향링크 서브 프레임 중 적어도 하나와 관련된 것을 특징으로 하는 방법.The subframe may be related to at least one of a downlink subframe of the broadcast frame and an uplink subframe of the broadcast frame. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전용 네트워크 서브채널의 사용자들은 제 2 사용자들의 개인 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Users of the dedicated network subchannel include a private network of second users. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 전용 네트워크 서브채널은 상기 프레임의 전체 서브채널, 상기 프레임의 일부 서브 채널, 상기 프레임의 둘 혹은 그 이상의 서브채널 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the dedicated network subchannel comprises at least one of all subchannels of the frame, some subchannels of the frame, and two or more subchannels of the frame. 제 11 항에 있어서, 상기 과정 이전에,The method of claim 11, wherein 방송 파형의 상기 방송 프레임을 검출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Detecting the broadcast frame of a broadcast waveform. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 방송 프레임은 OFDM 프레임과 OFDMA 프레임 중 하나임을 특징으로 하는 방법.The broadcast frame is characterized in that one of the OFDM frame and OFDMA frame. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 아이들 스펙트럼 정보는 상기 전용 네트워크 서브채널에 관련된 하향링크 채널 할당과 상향링크 채널 할당을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The idle spectrum information includes a downlink channel assignment and an uplink channel assignment associated with the dedicated network subchannel.
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