KR20080050734A - 광대역 무선통신시스템의 프레임 구성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역(Wide Band) 무선통신시스템에서 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템과의 호환성을 유지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 시스템과 협대역 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보를 확인하는 과정과, 상기 수신신호에서 상기 주파수 대역들 중 상기 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역 정보를 확인하는 과정과, 상기 제 2 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 자원 할당 정보를 확인하는 과정과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하여, 제어 정보에 의한 오버헤드를 줄일 수 있고, 상기 협대역 무선통신시스템과의 호환성을 유지하여 종래 협대역 무선통신시스템의 단말에 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
광대역 무선통신시스템, 협대역 무선통신시스템, 호환성, 프레임 구조
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템의 프레임 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템의 통신 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하는 도면, 및
도 6은 본 발명에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 블록구성을 도시하는 도면.
광대역 무선통신시스템의 프레임 구성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 광대역 무선통신시스템에서 협대역 무선통신시스템과의 호환성(Backward compatibility)을 지원하는 프레임을 구성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하, OFDMA이라 칭함)기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선통신의 후보 기술로 인정받고 있다. 상기 OFDMA 기법은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e의 규격제정그룹(Working group)에서 표준화가 진행되고 있다.
상기 OFDMA 기법의 무선통신시스템은 상기 송신단에서 전송하는 디지털 비트 정보를 효과적으로 수신단에 수신받을 수 있도록 주파수-시간자원을 이용한 하향링크와 상향링크의 프레임을 구성한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 서브 채널 할당 기법을 이용하여 상기 송수신단에 상기 프레임의 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 서브 채널 할당 기법은, FUSC(Full Usage Sub-Carrier), PUSC(Partial Usage Sub-Carrier)등과 같은 다이버시터(Diversity) 서브채널할당 기법과 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 서브채널할당 기법이 있다.
상술한 바와 같이 상기 OFDMA 기법의 무선통신시스템은 서브 채널 할당 기법을 이용하여 각각의 송수신단에게 상기 프레임의 자원을 할당한다. 이때, 상기 송 수신단은 할당받은 자원 정보를 상기 프레임에 포함된 제어 정보를 통해 제공받는다. 따라서, 상기 무선통신시스템에서 상기 송수신단에 할당하는 자원의 자유도가 커질수록 프레임에 포함되는 제어 정보의 오버헤드도 증가하는 문제점이 있다.
종래 기술에 따른 상기 IEEE 802.16e에서 표준화가 진행되는 상기 OFDMA 기법의 무선통신시스템은 하나의 협대역(narrow band) 주파수를 사용한다. 하지만, 최근 멀티미디어 서비스의 수요가 증가하면서 많은 데이터를 더욱 빠르게 전송하기 위해 복수 개의 주파수 대역을 사용하는 광대역(Wide-band) 무선통신시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 이 경우, 상기 광대역 무선통신시스템은 상기 다수의 주파수 대역에 대한 제어 정보에 의한 오버헤드가 더욱 증가하는 문제점이 발생한다. 또한, 상기 광대역 무선통신시스템을 사용하면서 상기 협대역 무선통신시스템과의 호환성을 유지하기 위한 기능이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신시스템에서 협대역 무선통신시스템과의 호환성을 유지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 협대역 무선통신시스템과 호환성을 유지하기 위한 프레임 구성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 제어 정보의 오버헤드를 줄이기 위한 프레임 구성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 적어도 두 개 의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법은, 서비스를 제공하는 단말들에 대한 공통 제어 정보 및 상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역과 상기 시스템만 사용하는 적어도 한 개의 주파수 대역들의 자원 할당 정보를 생성하는 과정과, 상기 주파수 대역들을 사용하는 제 1 단말의 자원할당 정보를 포함할 제 2 주파수 대역을 선택하는 과정과, 상기 공통 제어 정보 및 상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 2 단말의 자원할당 정보 및 상기 제 2 주파수 대역 정보를 포함하는 제 1 주파수 대역의 프레임을 생성하는 과정과, 상기 제 1 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역의 프레임을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템에서 단말의 동작 방법은, 상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보를 확인하는 과정과, 상기 수신신호에서 상기 주파수 대역들 중 상기 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역 정보를 확인하는 과정과, 상기 제 2 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 자원 할당 정보를 확인하는 과정과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템의 기지국 장치는, 상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역과 상기 시스템만 사용하는 적 어도 한 개의 주파수 대역들의 자원을 상기 단말들에 할당하는 스케줄러와, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 주파수 대역들을 사용하는 제 1 단말의 자원할당 정보와 상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 2 단말의 자원할당 정보 및 공통 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성기와, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 공통 제어정보, 상기 제 2 단말의 자원할당 정보 및 전송 데이터를 상기 제 1 주파수 대역의 자원에 매핑하고, 상기 제 1 단말의 자원할당 정보와 전송 데이터를 제 2 주파수 대역의 자원에 매핑하는 자원 매핑기와, 상기 자원 매핑된 신호를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템의 단말 장치는, 상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보를 확인하고, 상기 주파수 대역들 중 상기 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역에서 자원 할당 정보를 확인하는 자원 할당 정보 확인부와, 상기 공통 제어 정보와 상기 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 통해 신호를 수신받는 수신기와, 상기 공통 제어 정보와 상기 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 이용하여 신호를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 적어도 두 개의 주파수 대역을 사용하는 광대역(Wide-band) 무선통신시스템에서 하나의 주파수 대역을 사용하는 협대역(Narrow band) 무선통신시스템과의 호환성(Backward Compatibility)을 유지하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명한다. 이때, 상기 광대역 무선통신시스템은 두 개의 주파수 대역을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다. 여기서, 상기 광대역 무선통신시스템이 사용하는 두 개의 주파수 대역 중, 제 1 주파수 대역은 상기 협대역 무선통신시스템과 상가 광대역 무선통신시스템이 사용하는 주파수 대역을 의미한다. 또한, 제 2 주파수 대역은 상기 광대역 무선통신시스템만 사용하는 주파수 대역을 의미한다. 이때, 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역은 연속적인 인접한 주파수이거나, 연속적이지 않을 수도 있다.
상기 광대역 무선통신시스템은 상기 협대역 무선통신시스템과 호환성을 유지하기 위해 하기 도 1에 도시된 바와 같은 프레임 구조를 갖는다. 이하 설명에서 상 기 광대역 무선통신시스템을 지원하는 단말을 광대역 단말이라 칭하고, 상기 협대역 무선통신시스템을 지원하는 단말을 협대역 단말이라 칭함
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템의 프레임 구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 제 2 주파수 대역의 프레임(150)은 새로운 기능 및 용도를 가지는 선진 기술이 적용될 수 있으므로 상세한 구성을 생략한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)은 시간 영역으로 하향링크 부프레임(110)과 상향링크 부프레임(130)으로 구분되어 구성된다. 이때, 상기 하향링크 부프레임(110)과 상향링크 부프레임(130) 사이에는 시간 보호 영역인 TTG(Transmit/Receive Transition Gap)(161)가 존재한다. 또한, 상기 j번째 프레임(100)과 (j+1)번째 프레임 사이에는 시간 보호 영역인 RTG(Receive/Transmit Transition Gap)가 존재한다.
상기 제 1 주파수 대역 프레임(140)의 하향링크 부프레임(110)은 동기 채널(Preamble), 제 1 제어정보, 광대역 포인터 및 하향링크 버스트로 구성된다. 이때, 상기 제 1 제어 정보는 상기 협대역 무선통신시스템의 자원 할당 정보 및 상기 협대역 무선통신시스템과 광대역 무선통신시스템의 공통 제어 정보를 포함한다. 즉, 상기 제 1 제어 정보는, 일반적인 OFDMA방식의 무선통신시스템의 제어정보와 동일하게 프레임 제어 헤더(Fream Control Header)와 상/하향링크 MAP를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 공통 제어 정보는, 상기 프레임의 길이, 상/하향 전송율(Up/Down Ratio), TTG/RTG 값, CP(Cyclic Prefix)길이 등의 정보를 포함한다.
또한, 상기 제 1 제어 정보에 포함된 상향링크 부프레임의 자원 할당 정보(= 상향링크 MAP)는 상기 프레임(100)의 상향링크 부프레임(130)의 자원할당 정보를 포함할 수도 있고, (j+1)번째 프레임의 상향링크 부프레임의 자원할당 정보를 포함할 수도 있다.
상기 광대역 포인터는 상기 광대역 단말에 대한 제 2 제어 정보를 포함하는 주파수 대역 정보를 포함한다.
상기 하향링크 버스트는, 상기 협대역 단말에 할당된 협대역 버스트와 상기 광대역 단말에 할당된 광대역 버스트를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 주파수 대역 프레임(140)의 상향링크 부프레임(130)은 상기 협대역 단말에 할당된 협대역 버스트와 상기 광대역 단말에 할당된 광대역 버스트를 포함하여 구성된다.
상기 제 2 주파수 대역 프레임(150)의 하향링크 부프레임(110)은 제 2 제어정보와 하향링크 버스트를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 2 제어 정보는 상기 광대역 무선통신시스템의 자원 할당 정보를 포함한다. 이때, 상기 제 2 제어 정보는 상기 제 2 주파수 대역뿐만 아니라 제 1 주파수 대역에 할당된 상기 광대역 무선통신시스템의 자원 할당 정보를 포함한다. 따라서, 상기 광대역 단말은 상기 제 2 제어 정보를 통해 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역에 할당된 자원 정보를 확인한다.
상기 제 2 주파수 대역 프레임(150)의 상향링크 부프레임(130)은 상기 광대역 단말에 할당된 광대역 버스트를 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 단말은 상기 제 2 제어 정보를 통해 자신의 자원 할당 정보를 확인한다. 이때, 상기 단말은 상기 제 2 제어 정보를 통해 상기 광대역 버스트 1(113, 133), 광대역 버스트 2(115, 135), 광대역 버스트 3(117, 137) 중 어느 하나의 버스트 형태로 자원을 할당받는다.
먼저, 상기 광대역 버스트 1(113, 133)은 상기 제 2 주파수 대역의 프레임(150)에 할당되는 버스트로 상기 협대역 무선통신시스템의 부채널 구조 및 할당 방식과 다른 형태의 부채널 구조 및 할당 방식을 사용할 수 있다.
다음으로 상기 광대역 버스트 2(115, 135)는 상기 제 1 주파수 대역의 프레임(140)에서 협대역 버스트와 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplexing) 형태로 할당되는 버스트를 의미한다. 이때, 상기 광대역 버스트 2(115, 135)는 상기 협대역 무선통신시스템의 부채널 구조와 동일한 형태를 갖는다. 만일, 상기 광대역 버스트 2(115, 135)가 상기 협대역 무선통신시스템의 부채널 구조과 다른 구조를 갖는 경우, 상기 광대역 무선통신시스템의 단말은 각 주파수 대역의 부채널 구조를 파악할 수 있어야 한다.
마지막으로 상기 광대역 버스트 3(117, 137)은 상기 제 1 주파수 대역의 프레임(140)에서 상기 협대역 버스트와 시분할 다중(Time Division Multiplexing) 형태로 할당되는 버스트를 의미한다. 즉, 상기 광대역 버스트 3(117, 137)은 상기 제 1 주파수 대역의 프레임(140)에서 광대역 영역(111, 131)을 구분하기 때문에 상기 협대역 무선통신시스템의 부채널 구조 및 할당 방식과 다른 형태의 부채널 구조 및 할당 방식을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 광대역 버스트 3(117, 137)은 상기 광대역 영역(111, 131)을 구분하기 위해 영역 표시자(Zone Indicator)가 필요하다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선통신시스템의 프레임이 구성되는 경우, 상기 광대역 무선통신시스템의 기지국과 단말은 상기 프레임을 이용하여 하기 도 2와 도 3과 같이 동작한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 기지국은 201단계에서 서비스를 제공하는 단말들로 제공할 공통 제어 정보 및 자원 할당 정보를 생성한다. 예를 들어, 상기 단말이 협대역 단말인 경우, 상기 기지국은 상기 제 1 주파수 대역에 할당된 상기 협대역 단말의 자원 할당 정보를 생성한다. 만일, 상기 단말이 광대역 단말인 경우, 상기 기지국은 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역에 할당된 상기 광대역 단말의 자원 할당 정보를 생성한다. 여기서, 상기 공통 제어 정보는, 상기 협대역 단말과 광대역 단말에 공통적으로 포함하는 제어 정보로 상기 프레임의 길이, 상/하향 전송율, TTG/RTG 값, CP길이 등의 정보를 포함한다.
상기 공통 제어 정보와 자원 할당 정보를 생성한 후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 상기 광대역 단말에 대한 자원 할당 정보를 포함할 주파수 대역(예 :제 2 주파수 대역)을 선택한다. 즉, 상기 광대역 무선통신시스템이 다 수개의 주파수 대역을 운영하는 경우, 상기 기지국은 상기 주파수 대역 중 상기 제 1 주파수 대역 이외에 상기 광대역 단말이 사용할 제 2 주파수 대역을 선택한다.
상기 제 2 주파수 대역을 선택한 후, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 공통 제어 정보와 상기 협대역 단말의 자원할당 정보 및 상기 제 2 주파수 대역 정보를 포함하는 제 1 주파수 대역 프레임을 생성한다.
이후, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 상기 광대역 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역 프레임을 생성한다.
상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역의 프레임을 생성한 후, 상기 기지국은 상기 프레임들을 상기 단말들로 전송한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 광대역 단말의 동작 절차를 도시한다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 단말은 301단계에서 제 1 주파수 대역에 포함된 제 1 제어 정보에서 공통 제어 정보를 확인한다. 여기서, 상기 공통 제어 정보는, 상기 프레임의 길이, 상/하향 전송율, TTG/RTG 값, CP길이 등의 정보를 포함한다.
상기 공통 제어 정보를 확인한 후, 상기 단말은 303단계로 진행하여 상기 제 1 주파수 대역에 포함된 광대역 포인터를 확인하여 자신의 제 2 제어 정보가 포함된 주파수 대역(예 :제 2 주파수 대역)을 확인한다. 예를 들어, 상기 도 1에서 상기 단말의 제 2 제어 정보가 상기 제 2 주파수 대역에 존재하는 것을 확인한다.
상기 제 2 제어 정보가 포함된 주파수 대역을 확인한 후, 상기 단말은 305단계로 진행하여 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 제어정보를 확인하여 자신에 할당된 자원 정보를 확인한다. 이때, 상기 단말은 상기 제 1 주파수 대역의 동기 채널을 통해 동기를 획득하였으므로 상기 제 2 주파수 대역은 상기 동기 채널을 포함하기 않아도 된다. 하지만, 상기 제 2 주파수 대역은 상기 동기 채널을 포함할 수도 있다.
이후, 상기 단말은 307단계로 진행하여 자신에 할당된 자원이 제 2 주파수 대역에 존재하는지 확인한다.
만일, 상기 단말에 할당된 자원이 제 2 주파수 대역에 존재하는 경우, 상기 단말은 309단계로 진행하여 상기 제 2 주파수 대역의 자원 할당 영역을 이용하여 통신을 수행한다.
한편, 상기 단말에 할당된 자원이 제 1 주파수 대역에 존재하는 경우, 상기 단말은 311단계로 진행하여 상기 제 1 주파수 대역의 자원 할당 영역을 이용하여 통신을 수행한다.
이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신시스템의 통신 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(401)은 공통 제어 정보와 협대역 단말(403)의 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 주파수 대역 신호와 광대역 단말(405) 의 자원 할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역 신호를 전송한다(411단계). 여기서, 상기 제 1 주파수 대역 신호에 포함된 공통 제어 정보와 상기 협대역 단말(403)의 자원 할당 정보를 제 1 제어 정보라 칭하고, 상기 제 2 주파수 대역 신호에 포함된 상기 광대역 단말(405)의 자원 할당 정보를 제 2 제어 정보라 칭한다.
상기 협대역 단말(403)은 상기 기지국(401)으로부터 제공받은 상기 제 1 제어 정보를 통해 공통 제어 정보 및 자원 할당 정보를 확인한다(413단계). 이후, 상기 협대역 단말(403)은 상기 공통 제어 정보 및 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역을 통해 상기 기지국(401)과 통신을 수행한다(415단계).
상기 광대역 단말(405)은 상기 기지국(401)으로부터 제공받은 상기 제 1 제어 정보를 통해 공통 제어 정보를 확인한 후, 광대역 포인터에서 자신의 자원 할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역을 확인한다. 이후, 상기 광대역 단말(405)은 상기 제 2 주파수 대역에 포함된 제 2 제어 정보를 통해 자원 할당 정보를 확인한다(417단계).
상기 자원할당 정보를 확인한 후, 상기 광대역 단말(405)은 상기 공통 제어 정보와 상기 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역을 통해 상기 기지국(401)과 통신을 수행한다(419단계). 예를 들어, 상기 광대역 단말(405)이 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역의 자원을 할당받은 경우, 상기 광대역 단말(405)은 상기 제 1 주파수 대역을 이용하여 상기 기지국(401)과 통신을 수행한다. 만일, 상기 광대역 단말(405)이 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 2 주파수 대역의 자원을 할당받은 경우, 상기 광대역 단말(405)은 상기 제 2 주파수 대역을 이용하여 상기 기지국(401)과 통신을 수행한다.
이하 설명은 상기 도 1에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행하기 위한 광대역 무선통신시스템의 단말 구조에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 스케줄러(501), 부호화기(503), 부채널 할당기(505), IFFT연산기(507), RF처리기(509) 및 제어 정보 생성기(511)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 스케줄러(501)는 스케줄링 정보에 따라 서비스를 제공할 단말들의 무선 자원을 스케줄링한다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는 상기 단말의 QoS(Quality of Service) 또는 채널 상태 정보를 포함한다.
예를 들어, 상기 스케줄러(501)는 상기 광대역 무선통신시스템이 지원하는 다 수개의 주파수 대역 중 광대역 단말에 할당할 주파수 대역(예 :제 2 주파수 대역)을 선택한다. 또한, 상기 스케줄러(501)는 상기 제 1 주파수 대역에 상기 협대역 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 제 1 주파수 대역또는 제 2 주파수 대역에 상기 광대역 단말에 대한 자원을 할당한다.
상기 부호화기(503)는 상기 스케줄러(501)로부터 제공받은 전송할 데이터를 해당 변조수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다.
상기 제어 정보 생성기(511)는 상기 스케줄러(501)로부터 제공받은 스케줄링 정보에 따라 상기 제 1 제어 정보와 제 2 제어 정보 및 상기 제 1 주파수 대역에 포함되는 광대역 포인터 정보를 생성한다. 즉, 상기 제어 정보 생성기(511)는 상기 스케줄러(501)로부터 제공받은 스케줄링 정보를 이용하여 공통 제어 정보와 상기 협대역 단말의 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 제어 정보를 생성한다. 또한, 상기 제어 정보 생성기(511)는 상기 광대역 단말의 자원 할당 정보를 포함하는 제 2 제어 정보를 생성한다. 여기서, 상기 광대역 포인터 정보는, 상기 광대역 무선통신시스템이 지원하는 다 수개의 주파수 대역 중 상기 광대역 단말의 제 2 제어 정보가 포함된 주파수 대역 정보를 포함한다.
상기 부채널 할당기(505)는 상기 부호화기(503)로부터 제공받은 데이터와 상기 제어 정보 생성기(511)로부터 제공받은 제어 정보를 자원 할당 정보에 따라 상기 무선 자원(부채널)에 매핑하여 출력한다. 예를 들어, 상기 부채널 할당기(505)는 상기 제 1 제어 정보와 상기 광대역 포인터 정보를 상기 제 1 주파수 대역의 무선 자원에 매핑하고, 상기 제 2 제어 정보를 상기 제 2 주파수 대역의 무선 자원에 매핑하여 출력한다.
상기 IFFT연산기(507)는 상기 부채널 할당기(505)로부터 제공받은 주파수 영역 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 시간 영역 신호로 변환한다. 여기서, 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역이 연속적인 인접한 주파수 대역인 경우, 상기 IFFT연산기는 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역을 한번에 역 고속 푸리에 변환하는 광대역 IFFT연산기를 사용한다. 상기 광대역 IFFT 연산기를 사용하는 경우, 상기 IFFT연산기는 상기 협대역 단말에 대한 데이터는 상기 협대역 IFFT 크기가 되는 부분에 상기 데이터를 위치시키고, 이후에 보호 대역을 생성하여 삽입한다.
만일, 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역이 연속적이지 않은 경우, 상기 IFFT연산기는 각각의 주파수 대역별로 전송 신호를 역 고속 푸리에 변환하는 상기 주파수 대역 개수와 동일한 개수의 협대역 IFFT연산기를 사용한다.
상기 RF처리기(509)는 상기 IFFT 연산기(507)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(RF)신호로 주파수 상향 변조하여 안테나를 통해 외부로 송출한다.
상술한 실시 예는 상기 기지국의 송신 장치를 예를 들어 설명하였다. 다른 실시 예로 상기 기지국의 수신 장치는 미 도시되었지만, 수신단을 포함하여 상기 안테나를 통해 신호를 수신받는다. 즉 상기 수신단은 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역을 통해 신호를 수신받는다.
도 6은 본 발명에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 단말은 RF처리기(601), FFT연산기(603), 복호화기(605) 및 자원할당 정보 확인부(607)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 RF 처리기(601)는 안테나를 통해 수신되는 고주파 신호를 기저대역 신호로 주파수 하향변조하여 출력한다.
상기 FFT연산기(603)는 상기 RF처리기(601)로부터 제공받은 시간 영역 신호 를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
상기 복호화기(605)는 상기 FFT연산기(603)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준(MCS레벨)으로 복조 및 복호하여 데이터를 복원한다. 이때, 상기 복호화기(605)는 상기 자원할당 정보 확인부(607)로부터 제공받은 자원할당 정보에 따라 자신에게 할당된 영역의 신호만 복조 및 복호한다. 예를 들어, 상기 단말이 협대역 단말인 경우, 상기 복호화기(605)는 상기 자원할당 정보 확인부(607)로부터 제공받은 상기 제 1 주파수 대역의 자원할당 정보를 토대로 신호를 복조 및 복호한다.
만일, 상기 단말이 광대역 단말인 경우, 상기 복호화기(605)는 상기 자원할당 정보 확인부(607)로부터 제공받은 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 자원할당 정보를 토대로 신호를 복조 및 복호한다.
상기 자원할당 정보 확인부(607)는 수신신호에 포함된 제 1 제어 정보 또는 제 2 제어 정보를 이용하여 확인한 상기 단말의 자원할당 정보를 상기 복호화기(605)로 제공한다. 예를 들어, 상기 단말이 상기 협대역 단말인 경우, 상기 자원할당 정보 확인부(607)는 상기 제 1 주파수 대역의 상기 제 1 제어 정보에서 자신의 자원할당 정보를 확인한다.
만일, 상기 단말이 상기 광대역 단말인 경우, 상기 자원할당 정보 확인부(607)는 상기 제 1 주파수 대역의 광대역 포인터에서 자신의 제 2 제어 정보가 포함된 주파수 대역(예 : 제 2 주파수 대역)을 확인한다. 이후, 상기 자원할당 정보 확인부(607)는 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 제어 정보에서 자신의 자원할당 정보를 확인한다.
상술한 실시 예는 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역이 연속적으로 인접하여 상기 단말에서 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역의 신호를 동시에 수신하는 것을 예를 설명하였다. 여기서, 상기 협대역 단말은 상기 제 1 주파수 대역의 신호만 수신한다. 다른 실시 예로 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역이 연속적이지 않은 경우 상기 광대역 단말은, 각 주파수 대역별로 신호를 수신하는 수신단(예 : RF 처리기, FFT연산기)을 사용하여 상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역의 신호를 수신한다. 즉, 상기 광대역 단말은 상기 주파수 대역 개수와 동일한 개수의 수신단을 사용한다.
또한, 상술한 실시 예는 상기 단말의 수신장치 구조를 예를 들어 설명하였지만, 상기 단말의 송신장치는 미 도시되었지만, 송신단을 포함하여 상기 자원할당 정보 확인부(607)에서 확인된 자원 할당 정보를 이용하여 상기 안테나를 통해 신호를 전송한다. 즉, 상기 송신단은 상기 자원할당 정보 확인부(607)에서 확인된 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 자원 할당 정보를 이용하여 상기 안테나를 통해 신호를 전송한다. 여기서, 상기 송신단은 부호화기, 부채널 매칭기, IFFT연산기 및 RF처리기를 포함하여 구성된다.
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.
상술한 바와 같이, 적어도 두 개의 주파수 대역을 사용하는 광대역 무선통신시스템은 협대역 무선통신시스템과 호환성을 유지하기 위한 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행함으로써, 제어 정보에 의한 오버헤드를 줄일 수 있고, 상기 협대역 무선통신시스템과의 호환성을 유지하여 종래 협대역 무선통신시스템의 단말에 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
Claims (25)
- 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,서비스를 제공하는 단말들에 대한 공통 제어 정보 및 상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역과 상기 시스템만 사용하는 적어도 한 개의 주파수 대역들의 자원 할당 정보를 생성하는 과정과,상기 주파수 대역들을 사용하는 제 1 단말의 자원할당 정보를 포함할 제 2 주파수 대역을 선택하는 과정과,상기 공통 제어 정보 및 상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 2 단말의 자원할당 정보 및 상기 제 2 주파수 대역 정보를 포함하는 제 1 주파수 대역의 프레임을 생성하는 과정과,상기 제 1 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역의 프레임을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 자원할당 정보를 생성하는 과정은,상기 제 1 주파수 대역에 할당된 상기 제 2 단말의 자원 할당 정보를 생성하는 과정과,상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역에 할당된 상기 제 1 단말의 자원 할당 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 공통 제어 정보는, 상기 주파수 대역들에 공통적으로 포함되는 상기 프레임의 길이, 상/하향 전송율, TTG/RTG 값, CP길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 주파수 대역은, 상기 적어도 두 개의 주파수 대역들 중 상기 제 1 주파수 대역을 제외한 주파수 대역들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 주파수 대역들은, 연속적인 인접한 주파수 대역들이거나, 연속적이지 않은 주파수 대역들인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 주파수 대역의 프레임은, 동기 채널, 상기 공통 제어 정보, 상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 2 단말의 자원할당 정보, 상기 제 2 주파수 대역 정보 및 상기 제 1 단말과 제 2 단말에 할당된 버스트 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1 단말에 할당된 버스트 영역은, 상기 제 2 단말에 할당된 버스트 영역과 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplexing)방식 또는 시분할 다중(Time Division Multiplexing) 방식으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 생성된 프레임들을 상기 단말들로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보를 확인하는 과정과,상기 수신신호에서 상기 주파수 대역들 중 상기 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역 정보를 확인하는 과정과,상기 제 2 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 자원 할당 정보를 확인하는 과정과,상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 공통 제어 정보는, 상기 주파수 대역들에 공통적으로 포함하는 상기 프레임의 길이, 상/하향 전송율, TTG/RTG 값, CP길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 제 2 주파수 대역은, 상기 적어도 두 개의 주파수 대역들 중 상기 제 1 주파수 대역을 제외한 주파수 대역들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 주파수 대역들은, 연속적인 인접한 주파수 대역들이거나, 연속적이지 않은 주파수 대역들인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 자원할당 정보는,상기 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역에 할당된 상기 단말의 자원 영역의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 통신을 수행하는 과정은,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역에 자원이 할당된 경우, 상기 제 1 주파수 대역의 자원을 이용하여 통신을 수행하는 과정과,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 2 주파수 대역에 자원이 할당된 경우, 상기 제 2 주파수 대역의 자원을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1 주파수 대역에 자원을 이용하여 통신을 수행하는 경우, 상기 제 1 주파수 대역만을 이용하여 통신을 수행하는 단말에 할당된 영역과 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplexing)방식 또는 시분할 다중(Time Division Multiplexing) 방식으로 구분되는 자원 영역을 이용하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템의 기지국 장치에 있어서,상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역과 상기 시스템만 사용하는 적어도 한 개의 주파수 대역들의 자원을 상기 단말들에 할당하는 스케줄러와,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 주파수 대역들을 사용하는 제 1 단말의 자원할당 정보와 상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 2 단말의 자원할당 정보 및 공통 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성기와,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 공통 제어정보, 상기 제 2 단말의 자원할당 정보 및 전송 데이터를 상기 제 1 주파수 대역의 자원에 매핑하고, 상기 제 1 단말의 자원할당 정보와 전송 데이터를 제 2 주파수 대역의 자원에 매핑하는 자원 매핑기와,상기 자원 매핑된 신호를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 스케줄러는,상기 주파수 대역들 중 상기 제 1 단말의 자원을 할당할 상기 제 2 주파수 대역을 선택하고,상기 제 1 주파수 대역에 상기 제 2 단말에 대한 자원을 할당하고, 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역에 상기 제 1 단말에 대한 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 스케줄러는, 연속적인 인접한 주파수 대역들 또는 연속적이지 않은 주파수 대역들을 이용하여 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 제어 정보 생성기는,상기 주파수 대역들에 공통적으로 포함되는 공통 제어 정보와,상기 제 1 주파수 대역에 할당된 상기 제 2 단말의 자원할당 정보와 상기 제 1 주파수 대역 또는 상기 제 2 주파수 대역에 할당된 상기 제 1 단말의 자원할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 자원 매핑기는,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 주파수 대역의 자원에 상기 공통 제어 정보, 상기 제 2 단말의 자원할당 정보, 상기 제 2 주파수 대역 정보, 상기 제 1 단말로 전송할 데이터, 상기 제 2 단말로 전송할 데이터 중 적어도 하나를 매핑하고,상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 2 주파수 대역의 자원에 상기 제 1 단말의 자원할당 정보, 상기 제 1 단말로 전송할 데이터 중 적어도 하나를 매핑하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 송신기는,상기 자원 매핑기로부터 제공받은 신호를 역 고속 푸리에 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,상기 역 고속 푸리에 변환된 신호를 고주파(RF(Radio Frquency))신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하는 RF처리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 적어도 두 개의 주파수 대역들을 사용하는 광대역(Wide Band) 무선통신시스템의 단말 장치에 있어서,상기 시스템과 협대역(Narrow Band) 무선통신시스템이 사용하는 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보를 확인하고, 상기 주파수 대역들 중 상기 단말의 자원할당 정보를 포함하는 제 2 주파수 대역에서 자원 할당 정보를 확인하는 자원 할당 정보 확인부와,상기 공통 제어 정보와 상기 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 통해 신호를 수신받는 수신기와,상기 공통 제어 정보와 상기 자원 할당 정보를 이용하여 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 할당된 자원을 이용하여 신호를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 22항에 있어서,상기 자원 할당 정보 확인부는,상기 제 1 주파수 대역을 통해 수신되는 신호에서 공통 제어 정보와 상기 제 2 주파수 대역 정보를 확인하고,상기 제 2 주파수 대역에서 상기 자원 할당 정보를 확인하여, 상기 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역에 할당된 자원 정보를 상기 송신기와 수신기에 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 22항에 있어서,상기 수신기는,안테나를 통해 수신되는 고주파(RF(Radio Frquency))신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF처리기와,상기 기저대역 신호를 고속 푸리에 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기와,상기 공통 제어 정보와 자원 할당 정보에 따라 상기 고속 푸리에 변환된 신호에서 해당 신호만을 복조 및 복호하는 복호화부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 22항에 있어서,상기 송신기는,전송할 데이터를 해당 변조 수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 부호 및 변조하는 부호화기와,상기 부호 및 변조된 데이터를 상기 공통 제어 정보와 자원 할당 정보에 따라 해당 자원에 매핑하는 자원 매핑기와,상기 자원에 매핑된 신호를 역 고속 푸리에 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,상기 역 고속 푸리에 변환된 신호를 고주파(RF(Radio Frquency))신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하는 RF처리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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