WO2010062086A2 - 무선통신 시스템에서 데이터의 전송장치 및 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 데이터의 전송장치 및 방법 Download PDF

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WO2010062086A2
WO2010062086A2 PCT/KR2009/006880 KR2009006880W WO2010062086A2 WO 2010062086 A2 WO2010062086 A2 WO 2010062086A2 KR 2009006880 W KR2009006880 W KR 2009006880W WO 2010062086 A2 WO2010062086 A2 WO 2010062086A2
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subframe
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downlink
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문성호
곽진삼
한승희
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엘지전자주식회사
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to an apparatus and method for transmitting data in a wireless communication system.
  • IEEE 802.16 The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 standard provides technologies and protocols to support Broadband Wireless Access. Standardization has been in progress since 1999, and IEEE 802.16-2001 was approved in 2001. This is based on the Single Carrier physical layer called 'WirelessMAN-SC'. Later, in the IEEE 802.16a standard approved in 2003, 'WirelessMAN-OFDM' and 'WirelessMAN-OFDMA' were added to the physical layer in addition to 'WirelessMAN-SC'. After the completion of the IEEE 802.16a standard, the revised IEEE 802.16-2004 standard was approved in 2004. In order to correct bugs and errors in the IEEE 802.16-2004 standard, IEEE 802.16-2004 / Cor1 (hereinafter referred to as IEEE 802.16e) was completed in 2005 in the form of 'corrigendum'.
  • IEEE 802.16e IEEE 802.16-2004 / Cor1
  • a frame is a sequence of data for a fixed time used by physical specifications. This may be referred to section 8.4.4.2 of the IEEE standard 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” (hereafter reference 1).
  • a frame includes a downlink (DL) frame and an uplink (UL) frame.
  • TDD Time Division Duplex
  • uplink and downlink transmissions share the same frequency but occur at different times.
  • the downlink frame is temporally ahead of the uplink frame.
  • the downlink frame starts with a preamble, a frame control header (FCH), a downlink (DL) -MAP, an uplink (MAP) -MAP, and a burst region.
  • a guard time for distinguishing the uplink frame and the downlink frame is inserted in the middle part (between the downlink frame and the uplink frame) and the last part (after the uplink frame) of the frame.
  • a transmit / receive transition gap is a gap between a downlink burst and a subsequent uplink burst.
  • a receive / transmit transition gap (RTG) is a gap between an uplink burst and a subsequent downlink burst.
  • the preamble is used for initial synchronization, cell search, frequency offset, and channel estimation between the base station and the terminal.
  • the FCH includes the length of the DL-MAP message and the coding scheme information of the DL-MAP.
  • DL-MAP is an area where a DL-MAP message is transmitted.
  • the DL-MAP message defines the connection of the downlink channel.
  • the UL-MAP is an area in which the UL-MAP message is transmitted.
  • the UL-MAP message defines the access of an uplink channel.
  • IEEE 802.16m a newly developed technical standard, should be designed to support IEEE 802.16e designed earlier.
  • the technology of the newly designed system should be configured to efficiently cover the existing technology (IEEE 802.16e). This is called backward compatibility.
  • a frame that satisfies backward support for an existing system is called a dual frame.
  • the existing system may mean an IEEE 802.16e system, and the new system may mean IEEE 802.16m. Therefore, studies on the structure of a frame that can satisfy the back support for the IEEE 802.16e system in the IEEE 802.16m system.
  • the system profile based on the conventional IEEE 802.16 standard supports only the TDD (Time Division Duplexing) scheme
  • the system profile is also intended to support the FDD (Fequency Division Duplexing) scheme in which uplink transmission and downlink transmission are simultaneously performed in different frequency bands.
  • FDD Frequency Division Duplexing
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting data in a wireless communication system.
  • a data transmission apparatus in a wireless communication system.
  • the apparatus may include an OFDM symbol generator for generating a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols, a frame configuration unit for configuring a frame including the plurality of OFDM symbols, and the plurality of frames based on the configured frames. It includes a transmitter for transmitting the OFDM symbol of.
  • the frame is divided into a plurality of subframes, and the number of OFDM symbols included in any subframe is any one of 5, 6, and 7, and the system bandwidth of the wireless communication system is 8.75 MHz.
  • a data transmission method in a wireless communication system includes generating a plurality of OFDM symbols, constructing a frame comprising the plurality of OFDM symbols, and transmitting the plurality of OFDM symbols based on the configured frames.
  • the frame is divided into a plurality of subframes, and the number of OFDM symbols included in any subframe is any one of 5, 6, and 7, and the system bandwidth of the wireless communication system is 8.75 MHz.
  • the time length of each OFDM symbol is equal to the sum of the CP and the effective symbol time, and the ratio of the CP and the effective symbol time may be 1: 8. In another embodiment, the number of the plurality of OFDM symbols is 43.
  • the wireless communication system is a time division duplex (TDD) system in which uplink transmission and downlink transmission are divided in subframe units. Within the frame, the ratio of the downlink subframe used for the downlink transmission and the uplink subframe used for the uplink transmission is N: M, and N + M is any one of 6, 7, and 8. At least one OFDM symbol in the frame may be used as a transport interval (RX / TX gap) for distinguishing adjacent uplink subframes and downlink subframes.
  • TDD time division duplex
  • a data transmission apparatus in a wireless communication system.
  • the apparatus generates an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbol by performing a Fast Fourier Transform (FFT) and an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on an input modulation symbol, and generated by the OFDM Symbol Generator.
  • K basic subframes consisting of six OFDM symbols, n exceptional subframes consisting of m OFDM symbols generated by the OFDM symbol generator, and one OFDM symbol generated by the OFDM symbol generator And a frame constituting unit constituting a frame including a preliminary section, and a data transmitting unit transmitting data using the frame.
  • the wireless communication system may be a time division duplex (TDD) system in which uplink transmission and downlink transmission are divided in a time domain.
  • the preliminary section may be located at a boundary between a subframe used for the uplink transmission and a subframe used for the downlink transmission.
  • the wireless communication system may be a frequency division duplex (FDD) system in which uplink transmission and downlink transmission are divided in a frequency domain.
  • the preliminary section may be used as a midamble used to estimate channel conditions of a plurality of antennas.
  • a data transmission apparatus in a wireless communication system.
  • the apparatus includes an OFDM symbol generator for generating OFDM symbols by performing FFT and IFFT on an input modulation symbol, k basic subframes consisting of six OFDM symbols generated by the OFDM symbol generator, and the OFDM symbol. And a frame constructing unit constituting a frame including n exceptional subframes composed of m OFDM symbols generated by the generating unit, and a data transmitting unit transmitting data using the frame.
  • 6k + mn 45.
  • a data transmission method in a wireless communication system includes generating an OFDM symbol by performing FFT and IFFT on an input modulation symbol, k basic subframes consisting of six OFDM symbols generated by the OFDM symbol generator, and the OFDM symbol generator. Constructing a frame comprising n extraordinary subframes composed of m OFDM symbols, and a preliminary section consisting of one OFDM symbol generated by the OFDM symbol generator, and using the frame Transmitting the data.
  • the new frame configuration allows you to meet new parameter requirements while considering backward support.
  • FIG. 1 shows an example of a frame structure in an IEEE 802.16e system.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
  • FIG. 5 shows a data transmission apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG 7 is another example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG 8 is another example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG. 9 is an example of a frame structure of an FDD scheme configured by a frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG 10 is another example of the frame structure of the FDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG 11 is another example of a frame structure of the FDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a data transmission apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an example of a frame structure constituted by a frame configuration unit according to the present invention.
  • FIG. 14 is an example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • FIG. 15 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • FIG. 16 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • 17 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • FIG. 18 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • FIG. 19 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • 20 is another example of a frame structure constituted by a frame structure unit according to the present invention.
  • 21 is another example of a frame structure constituted by a frame constructing unit according to the present invention.
  • FIG. 22 is an example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • FIG. 23 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • FIG. 24 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • FIG. 25 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • FIG. 26 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • FIG. 27 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • FIG. 28 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • 29 is another example of a frame structure constituted by a frame constructing unit according to the present invention.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless communication system.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice and packet data.
  • the wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station 20 (BS).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
  • the base station 20 generally refers to a fixed station for communicating with the terminal 10 and may be referred to in other terms such as a NodeB, a base transceiver system (BTS), and an access point. .
  • One or more cells may exist in one base station 20.
  • downlink means communication from the base station 20 to the terminal
  • uplink means communication from the terminal 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
  • the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • a radio resource used for downlink transmission and a radio resource such as frequency, time, and code region used for uplink transmission are required to be distinguished from each other.
  • This method is called duplex.
  • the uplink and the downlink can be distinguished in the frequency, time, and code domains.
  • the duplex method is largely divided into a frequency division duplexing (FDD) method for dividing uplink and downlink into frequency and a time division duplexing (TDD) method for dividing uplink and downlink into time.
  • FDD frequency division duplexing
  • TDD time division duplexing
  • the FDD scheme since uplink and downlink are distinguished in the frequency domain, data transmission between the base station and the terminal may be continuously performed in the time domain on each link.
  • the FDD scheme symmetrically allocates frequencies of the same size to the uplink and the downlink, and has been frequently used for symmetric services such as voice calls.
  • H-FDD Half-FDD
  • the UE may not simultaneously perform uplink transmission and downlink transmission on different frequency bands. Therefore, in the H-FDD system, when terminals belonging to one group perform uplink transmission, the base station performs downlink transmission for terminals belonging to another group. That is, the uplink and the downlink are frequency-divided, and each group divides time from each other.
  • the TDD scheme can allocate different time slots for uplink and downlink, the TDD scheme is suitable for asymmetric services.
  • Another advantage of the TDD scheme is that uplink and downlink are transmitted and received in the same frequency band, and thus the channel state of the uplink and downlink is almost identical. Therefore, the channel state can be estimated immediately upon receiving the signal, which is suitable for array antenna technology.
  • the TDD method uses the entire frequency band as uplink or downlink, but since the uplink and downlink are distinguished in the time domain, it is used as an uplink for a predetermined time and as a downlink for another predetermined time. Data transmission and reception between the base station and the terminal can not be made at the same time.
  • the wireless communication system may be an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) based system.
  • OFDM uses multiple orthogonal subcarriers.
  • OFDM utilizes orthogonality between Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and Fast Fourier Transform (FFT).
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the transmitter generates an OFDM symbol by performing IFFT on the data and transmits the OFDM symbol.
  • the receiver performs FFT on the received OFDM symbol to recover the original data.
  • the transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • T g is a Cyclic Prefix (CP) and T s is a useful symbol time.
  • CP is used to remove inter-symbol interference due to multiple paths in the OFDM transmission scheme, and may be referred to as a guard interval or a guard time.
  • T b is the remainder of T s except for CP and is an OFDM symbol part required to recover actual data.
  • G 1/8 or 1/16.
  • CP when G is 1/16 is called a normal CP, and when G is 1/8, a CP is called an extended CP.
  • the table below shows an example of parameters for an OFDM system. This is a system parameter in the IEEE 802.16m standard.
  • each parameter is independently set according to the system transmission bandwidth.
  • a superframe includes a superframe header (SFH) and four frames (frames, F0, F1, F2, and F3).
  • FSH superframe header
  • frames F0, F1, F2, and F3
  • the transmission period of control information that does not need to be transmitted frequently can be increased in units of superframes, thereby increasing the efficiency of transmission.
  • data allocation and scheduling may be performed most frequently in units of superframes, thereby reducing delay characteristics of data transmission considering a retransmission mechanism.
  • the size of each superframe is 20ms and the size of each frame is illustrated as 5ms, but is not limited thereto. Frames may be considered as variable sizes for compatibility with heterogeneous or legacy wireless communication systems.
  • the superframe header may be placed at the front of the superframe, and a common control channel is assigned.
  • the common control channel is a channel used for transmitting control information that can be commonly used by all terminals in a cell, such as information on frames constituting a superframe or system information.
  • a sync signal or preamble is located in the superframe header. The preamble is used for initial synchronization, cell search, frequency offset, and channel estimation between the base station and the terminal.
  • One frame includes k subframes (Subframe, SF0, SF1, SF2, ..., SF (k-1)).
  • TTI transmission time interval
  • SF subframe
  • 4 is a case where k is 7.
  • the subframe may consist of 5, 6 or 7 OFDM symbols.
  • Time division duplexing (TDD) or frequency division duplexing (FDD) may be applied to the frame.
  • TDD Time division duplexing
  • FDD frequency division duplexing
  • each subframe is used in uplink or downlink at different times at the same frequency. That is, subframes in the TDD frame are divided into an uplink subframe and a downlink subframe in the time domain.
  • each subframe is used as uplink or downlink on a different frequency at the same time. That is, subframes in the FDD frame are divided into uplink and downlink in the frequency domain. In this case, the uplink transmission and the downlink transmission occupy different frequency bands and may be simultaneously performed.
  • the midamble is a signal for channel estimation transmitted by a base station to obtain a channel state for each antenna in a multiple-input multiple-output (MIMO) system using a plurality of antennas.
  • MIMO multiple-input multiple-output
  • the terminal may estimate the channel state for each antenna of the base station by receiving the midamble.
  • a time used for uplink transmission in one cell may be used as downlink transmission in another cell. That is, when an uplink period and a downlink period overlap between heterogeneous systems or between adjacent cells, interference occurs between adjacent cells.
  • FIG. 5 shows a data transmission apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the data transmission apparatus 100 may include an OFDM symbol generating unit 110, a frame configuring unit 120, and a transmitting unit 130.
  • the OFDM symbol generator 110 generates a plurality of OFDM symbols by performing a fast fourier transform (FFT) and an inverse FFT (IFFT) on the input data symbols.
  • FFT fast fourier transform
  • IFFT inverse FFT
  • the frame configuration unit 120 configures a frame used in a system bandwidth of 8.75 MHz, and the frame includes the plurality of OFDM symbols.
  • the general configuration of the frame is as described in FIG.
  • the frame is divided into a plurality of subframes, and any subframe includes 5, 6 or 7 OFDM symbols.
  • all subframes may include the same number of OFDM symbols or may include different numbers of OFDM symbols.
  • the number of OFDM symbols included in one frame should be kept constant to 43.
  • the frame may be a frame of the TDD scheme, the FDD scheme, or the H-FDD scheme.
  • a transition between an uplink subframe and a downlink subframe may occur.
  • a transition gap is inserted to smoothly perform a transition from an uplink subframe to a downlink subframe or a transition from a downlink subframe to an uplink subframe.
  • the frame configuration unit 120 may transmit / receive at least one OFDM symbol to transmit / receive a transmission / reception gap (TX / RX transition gap; TTG) or a transmission / transmission transition interval (RX / TX transition gap) to distinguish the adjacent uplink subframe and the downlink subframe. RTG). This transition interval is also called idle gap.
  • a frame of the FDD scheme or the H-FDD scheme does not require a transition interval unlike a frame of the TDD scheme. Accordingly, the frame configuration unit 120 may allocate one OFDM symbol to a subframe or use it for another purpose.
  • An OFDM symbol used for another purpose is called a redundant OFDM symbol.
  • the redundant OFDM symbol may be used as a preamble, a synchronization channel, a midamble, or a sounding signal.
  • the transmitter 130 transmits the plurality of OFDM symbols based on the frame constituted by the frame constructor 120.
  • FIG. 6 is an example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • Frame structure types A-1 to A-5 are cases in which a frame is constructed using 42 OFDM symbols except one OFDM symbol used as a transmission / reception transition interval or a transmission transition interval.
  • the number in parentheses of each subframe indicates the number of OFDM symbols included in the subframe. In order to make the number of OFDM symbols included in the subframe the same, seven subframes in one frame are configured. Based on this, each subframe includes six OFDM symbols.
  • this configuration can support the basic frame structure (subframe including six OFDM symbols) of IEEE 802.16m.
  • all subframes have the same type including the same number of OFDM symbols.
  • the transmission and reception transition interval is located between adjacent downlink subframes and uplink subframes. That is, subframes before the transmission / reception transition interval (TTG) are downlink subframes, and subframes after the transmission / reception transition interval (TTG) are uplink subframes. Accordingly, frame structure types A-1, A-2, A-3, A-4, and A-5 have ratios of downlink subframes and uplink subframes of 2: 5, 3: 4, 4: 3, 5: 2, 6: 1.
  • the transmission and reception transition interval (TTG) is 87.2 us, and the transmission and reception transition interval (RTG) is 74.4 us.
  • FIG 7 is another example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • Frame structure type B-1 to B-5 is a case of configuring a frame using 42 remaining OFDM symbols except one OFDM symbol used as a transmission / reception transition interval or a transmission transition interval.
  • Frame structure types B-1, B-2, B-3, and B-4 have ratios of downlink subframes and uplink subframes of 2: 4, 3: 3, 4: 2, and 5: 1, respectively.
  • FIG 8 is another example of a frame structure of the TDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • Frame structure type C-1 to C-5 is a case of constructing a frame using 42 remaining OFDM symbols except one OFDM symbol used as a transmission / reception transition interval or a transmission transition interval. It configures 8 subframes in one frame. Based on this, each subframe includes five or six OFDM symbols. That is, six subframes include five OFDM symbols, and the other two subframes include six OFDM symbols.
  • Frame structure types C-1, C-2, C-3, C-4, C-5, and C-6 have ratios of downlink subframes and uplink subframes 3: 5, 4: 4, 5: 3, 6: 2. 5: 3.
  • frame structure types C-1 to C-5 two subframes containing six OFDM symbols are located at both ends of the frame, respectively.
  • the frame structure type C-6 two subframes including six OFDM symbols are located at the front of the frame. This is a method in which uplink can support the frame configuration of IEEE 802.16e, which is 15 OFDM symbols.
  • the position of the transmission and reception transition interval (TTG) is between the fifth subframe and the sixth subframe, but this is only an example and may be located between other subframes.
  • the number of subframes per frame considered in the system bands of 5, 10, and 20 MHz of IEEE 802.16m can be unified.
  • control information in subframe units such as a HARQ protocol or a downlink-to-uplink ratio designed to support a 5, 10, 20 MHz system band can be made in the same form. Since the number of subframes is even, symmetrical allocation of the downlink subframe and the uplink subframe is possible. Symmetrical assignment may facilitate the performance of the HARQ process.
  • FIG. 9 is an example of a frame structure of an FDD scheme configured by a frame configuration unit according to the present invention.
  • a frame of the FDD scheme or the H-FDD scheme does not require a transition interval unlike a frame of the TDD scheme. Accordingly, the frame configuration unit 120 may allocate all 43 OFDM symbols to a subframe or use at least one OFDM symbol for other purposes. The at least one OFDM symbol used for another purpose is called a redundant OFDM symbol.
  • Frame structure types D-1 through D-5 include all seven subframes. Only one specific subframe includes 7 OFDM symbols, and the remaining subframes include 6 OFDM symbols. In the particular subframe, considering the H-FDD frame structure considering the H-FDD UE, and considering the case where the group of UEs is divided into two, an additional idle symbol is likely to occur in the middle of the frame. . Therefore, the position of the specific subframe is preferably third, fourth, fifth.
  • Frame structure types D-2 through D-5 include all six subframes equally six OFDM symbols. Thus, one surplus OFDM symbol may be used for other purposes depending on the system.
  • Frame structure type D-2 is a configuration in which redundant OFDM symbols are placed at the front of the frame. This is because the control information of a symbol unit such as a preamble or an FCH is mainly located in the front part of the frame, so that the redundant OFDM symbol is used as the control information and maintains the form of a subframe composed of 6 OFDM symbols for data transmission.
  • Frame structure types D-3 and D-4 are configurations that consider H-FDD frames or midambles. Accordingly, redundant OFDM symbols are placed between the third and fourth subframes or between the fourth and fifth subframes.
  • Frame structure type D-5 is a configuration in which sounding signals are considered. Thus, redundant OFDM symbols are placed at the end of the frame. Thus, additional control information can be transmitted without harming the configuration of the type-1 subframe of IEEE 802.16m.
  • FIG 10 is another example of the frame structure of the FDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • Frame structure type D-1 is a configuration in which redundant OFDM symbols are placed in the center of a frame.
  • the redundant OFDM symbol can be utilized for H-FDD or midamble.
  • Frame structure type D-2 is a configuration in which redundant OFDM symbols are placed at the front of the frame, and the redundant OFDM symbols are used for essential control information such as a preamble or an FCH.
  • Frame structure type D-3 is a configuration in which sounding signals are considered. Thus, redundant OFDM symbols are placed at the end of the frame. Thus, additional control information can be transmitted without harming the configuration of the type-1 subframe of IEEE 802.16m.
  • FIG 11 is another example of a frame structure of the FDD scheme configured by the frame configuration unit according to the present invention.
  • the method of configuring eight subframes is as follows. As an example, five subframes include five OFDM symbols, and the remaining three subframes include six OFDM symbols. Frame structure types F-1 and F-2 are the constructions by this method. One of three subframes including six OFDM symbols is preferably disposed in the middle, that is, the fourth or fifth subframe in consideration of the H-FDD scheme. However, in the present patent this is only an example, and there is no limitation on any other located FDD structure.
  • six subframes include five OFDM symbols, the remaining two subframes include six OFDM symbols, and one redundant OFDM symbol.
  • Frame structure types F-3 to F-5 are the constructions by this method.
  • a redundant OFDM symbol may be considered to be arranged independently.
  • the redundant OFDM symbol is used for essential control information such as an H-FDD scheme or a preamble.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a data transmission apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the data transmission apparatus 200 includes an OFDM symbol generator 210, a frame constructer 220, and a data transmitter 230.
  • the OFDM symbol generator 210 generates an OFDM symbol by performing FFT and IFFT on the input modulation symbol.
  • the structure of the OFDM symbol is as described in FIG.
  • the frame configuration unit 220 configures a frame used at a system bandwidth of 8.75 MHz.
  • the frame includes a plurality of subframes, each subframe being one of a basic subframe and an exceptional subframe. A subframe including six OFDM symbols is called a basic subframe, and a subframe including five or seven OFDM symbols is called an exceptional subframe.
  • the frame configuration unit 220 may organically change the number k of basic subframes, the number n of exceptional subframes, and the number m of OFDM symbols included in the exceptional subframe so as to satisfy a predetermined number of OFDM symbols.
  • the frame configuration unit 220 may include a reserved gap composed of one OFDM symbol in the frame. The use of the spare section depends on whether the frame is a TDD scheme, an FDD scheme or an H-FDD scheme.
  • the frame configuration unit 220 may change positions of the basic subframe, the exceptional subframe, and the preliminary interval in the frame. The total number of OFDM symbols in the frame should be 45.
  • a frame may be configured such that a downlink period (or an uplink period) in a heterogeneous system or an adjacent cell may avoid overlapping an uplink period (downlink period) in a serving cell. Can be. Therefore, interference between adjacent cells is reduced and compatibility with heterogeneous systems can be maintained.
  • the frame of the FDD scheme or the H-FDD scheme does not require a transition period unlike a frame of the TDD scheme. Accordingly, the frame configuration unit 220 may use the preliminary section as a preamble, a synchronization channel, a midamble, or a sounding sign.
  • the data transmitter 230 transmits an OFDM symbol based on a frame configured by the frame constructor 220.
  • a basic subframe may be called a type-1 subframe
  • an exceptional subframe may be called a type-2 subframe or a type-1 short subframe.
  • the frame includes a total of seven subframes.
  • FIG. 13 is an example of a frame structure constituted by a frame configuration unit according to the present invention.
  • a frame includes five basic subframes, two exceptional subframes, and one preliminary section.
  • the number in parentheses described in each subframe means the number of OFDM symbols included in the subframe.
  • This frame can be applied not only to the TDD system but also to the FDD system.
  • the preliminary section is used as a transition gap that distinguishes the downlink and the uplink.
  • the spare section may be used as a midamble.
  • the exceptional subframes are arranged one by one on both sides of the preliminary section, and the preliminary section is shown after the third subframe.
  • the frame configuration unit 220 may perform such a transformation by referring to whether the frame configuration unit 220 is compatible with a frame of a system having a different CP length (for example, matching transition periods). This is to satisfy backward support and to prevent interference between adjacent cells.
  • FIG. 14 is an example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13. This is a TDD frame structure.
  • It is a frame structure.
  • the other frame and the frame according to the present invention are cases where the ratio of the uplink subframe and the downlink subframe is 2: 5.
  • the other frame includes seven basic subframes consisting of six OFDM symbols and TTG, and includes a total of 43 OFDM symbols.
  • the section on the left is a downlink section and the section on the right is an uplink section centering on the TTG.
  • the downlink interval includes 13 OFDM symbols and has a length of 1414.4 us.
  • the uplink interval includes a total of 31 OFDM symbols, the length is 3372.8 us.
  • a frame according to the present invention includes 13 OFDM symbols in a downlink period and 31 OFDM symbols in an uplink period. That is, two OFDM symbols remaining compared to other frame structures are added to one downlink period and one uplink period, and one OFDM symbol is used for a transition period (TTG and RTG).
  • one exceptional subframe consisting of seven OFDM symbols is located in the downlink period and the uplink period of the frame according to the present invention.
  • the positions of the exceptional subframes in the downlink period and the positions of the exceptional subframes in the uplink period are indicated by the end, but this is merely an example and the positions of the exceptional subframes in each period may be changed.
  • the TTG is located between the second and third subframes, the TTG of another frame and the TTG of the frame according to the present invention are somewhat matched, and more precisely, the DL end of the other frame and the frame according to the present invention. This means that the UL start part of the frame does not overlap, and the UL start part of another frame and the DL end part of the frame according to the present invention do not overlap, whereby another frame and the frame according to the present invention can coexist.
  • FIG. 15 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13. This is a TDD frame structure.
  • the upper frame is indicated to indicate that it is compatible with the frame according to the present invention.
  • the section on the left is the downlink section and the section on the right is the uplink section centering on the TTG.
  • FIG. 14 differs from FIG. 14 in that the ratio of the downlink subframe to the uplink subframe is 3: 5 (that is, TTG is positioned between the third and fourth subframes).
  • the frame according to the present invention shows that one exceptional subframe is positioned around the TTG, and the position of the exceptional subframe in the downlink period may be the first or second subframe.
  • FIG. 16 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13. This is a TDD frame structure.
  • the ratio of a downlink subframe to an uplink subframe is 4: 3.
  • the section on the left is the downlink section and the section on the right is the uplink section centering on the TTG.
  • the position of the exceptional subframe in the downlink period may be the first or second subframe.
  • 17 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13. This is a TDD frame structure.
  • the ratio of downlink subframes to uplink subframes is 5: 2.
  • the section on the left is the downlink section and the section on the right is the uplink section centering on the TTG.
  • the position of the exceptional subframe in the downlink period may be the first or second subframe.
  • FIG. 18 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13. This is a TDD frame structure.
  • the ratio of a downlink subframe to an uplink subframe is 6: 1.
  • the section on the left is the downlink section and the section on the right is the uplink section centering on the TTG.
  • the position of the exceptional subframe in the downlink period may be the first or second subframe.
  • FIG. 19 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 13.
  • This is an FDD frame structure.
  • the FDD frame structure preferably goes in the same form as the TDD structure. This is because the design of the channel for the necessary control information or additional control information can be reused in the design of the physical layer considered in the system design.
  • the FDD structure since the same TTG / RTG is not required as in the TDD structure, it is possible to select whether to use one OFDM symbol as a spare section or to additionally configure one exceptional subframe by eliminating the spare section.
  • 12 is an FDD frame structure including a preliminary section.
  • Case A1 and Case A2 are the same in that the exceptional subframes are located at both ends of the frame, but the positions of the spare sections are different.
  • the preliminary section is located between the fourth and fifth subframes, and in the frame of Case A2, the preliminary section is located between the third and fourth subframes.
  • the location of the preliminary section may change with consideration of H-FDD.
  • 20 is another example of a frame structure constituted by a frame structure unit according to the present invention.
  • the frame structures of Cases A3, A4, and A5 include four basic subframes and three exceptional subframes.
  • An exceptional subframe is located at both ends of each frame structure.
  • each of Cases A3, A4, and A5 has a difference in that one additional exceptional subframe is a fourth, fifth, and third subframe. This considers the H-FDD structure, and when considering the H-FDD structure, an additional idle period is needed between groups. For this purpose, it is desirable to make such additional space through an exceptional subframe.
  • the frame includes a total of eight subframes.
  • 21 is another example of a frame structure constituted by a frame constructing unit according to the present invention.
  • a frame includes four basic subframes, four exceptional subframes, and a preliminary section.
  • This frame can be applied not only to the TDD system but also to the FDD system.
  • the preliminary section is used as a transition section that distinguishes the downlink and the uplink.
  • the spare section may be used as a midamble.
  • the frame configuration unit 120 may perform this modification by referring to whether the frame configuration unit 120 is compatible with a frame of a system having a different CP length (for example, matching transition periods). This is to satisfy backward support and to prevent interference between adjacent cells.
  • FIG. 22 is an example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • FIG. 22 another frame structure having a CP length of T b / 8 at the top and a CP length of T b / 16 at the bottom of the frame structure according to the present invention in which the other frame structure and the back support are satisfied are illustrated. It is. All of these frame structures have a 3: 5 ratio of downlink subframes to uplink subframes. The left section is the downlink section and the right section is the uplink section centering on the TTG. Referring to the frame structure according to the present invention, two exceptional subframes are included in each of the downlink period and the uplink period.
  • the first subframe of the downlink period is preferably configured as a basic subframe in order to have commonality with the superframe header structure when the system bandwidth is 5MHz, 10MHz, 20MHz.
  • FIG. 23 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • FIG. 23 another frame structure having a CP length of T b / 8 at the top and a CP length of T b / 16 at the bottom of the frame structure according to the present invention in which the other frame structure and the back support are satisfied are illustrated. It is.
  • the ratio of the downlink subframe and the uplink subframe in the frame is 4: 4.
  • the frame according to the present invention is a structure in which the downlink section and the uplink section are exactly symmetrical. Therefore, there is an advantage that HARQ performance is very easy.
  • FIG. 24 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 14. This is a TDD frame structure.
  • an upper frame structure having a CP length of T b / 8 is shown at the top, and a CP length of T b / 16 is shown at the bottom thereof, and a frame structure according to the present invention in which the other frame structure and back support are satisfied is illustrated. It is.
  • the ratio of the downlink subframe and the uplink subframe in the frame is 5: 3.
  • FIG. 25 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • an upper frame structure having a CP length of T b / 8 is shown at the top, and a CP length having T b / 16 at the bottom thereof, and shows a frame structure according to the present invention in which the other frame structure and back support are satisfied. It is.
  • the ratio of the downlink subframe and the uplink subframe in the frame is 6: 2. All exceptional subframes belong to a downlink period. The positions of the basic subframe and the exceptional subframe in the downlink period do not necessarily depend on the illustrated configuration and may be modified.
  • FIG. 26 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • FIG. 26 another frame structure having a CP length of T b / 8 at the top and a CP length of T b / 16 at the bottom of the frame structure according to the present invention in which the other frame structure and the back support are satisfied are illustrated. It is.
  • the ratio of the downlink subframe and the uplink subframe in the frame is 7: 1. Accordingly, the downlink period includes three basic subframes.
  • FIG. 27 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21. This is a TDD frame structure.
  • the frame structure shown in the upper box is another frame structure having a CP length of T b / 8
  • Cases B1 to B4 below the CP frame have a length of T b / 16 and the other frame.
  • a frame structure according to the present invention is shown which shows that the structure and back support are met.
  • Cases B1, B2, and B3 have a ratio of downlink subframes and uplink subframes in a frame of 5: 3
  • case B4 has a ratio of downlink subframes and uplink subframes of a frame of 5: 2.
  • the frame structure of Case B3 includes six basic subframes, one exceptional subframe and one extra subframe located at the end, and the singular subframe includes three OFDM symbols.
  • Case B4 includes five basic subframes, one exceptional subframe, and one singular subframe located at the end, and the singular subframe includes nine OFDM symbols. Cases B3 and B4 have the advantage of increasing the number of basic subframes as much as possible.
  • FIG. 28 is another example of a frame structure derived from the frame structure of FIG. 21.
  • This is an FDD frame structure.
  • the FDD frame structure preferably goes in the same form as the TDD structure. This is because the design of the channel for the necessary control information or additional control information can be reused in the design of the physical layer considered in the system design.
  • the FDD structure since the same TTG / RTG is not required as in the TDD structure, it is possible to select whether to use one OFDM symbol as a spare section or to additionally configure one exceptional subframe by eliminating the spare section.
  • 21 is an FDD frame structure including a preliminary section.
  • Cases B5 to B7 have four basic subframes positioned at two ends of the frame, and four exceptional subframes are disposed in the middle. However, the location of the spare section is different. In the frame of Case B5, the preliminary section is located between the fourth and fifth subframes, and in the frame of Case B6, the preliminary section is located between the third and fourth subframes. Located between the sixth subframe. The location of the preliminary section may change with consideration of H-FDD.
  • FIG. 29 is another example of a frame structure constituted by a frame constructing unit according to the present invention.
  • the frame structure of Case B8 includes five basic subframes and three exceptional subframes.
  • the arrangement of the basic subframe and the exceptional subframe takes into account the H-FDD structure, and when the H-FDD structure is considered, an additional idle period is needed between groups. For this purpose, it is desirable to make such additional space through an exceptional subframe.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • an OFDM symbol is generated by performing FFT and IFFT on an input modulation symbol (S100).
  • a frame includes k basic subframes consisting of 6 OFDM symbols, n exceptional subframes consisting of m OFDM symbols, and a preliminary section consisting of 1 OFDM symbol (S110).
  • the configured frame may be any one of the frame structures of FIGS. 6 to 22.
  • the OFDM symbols are transmitted using the configured frame (S120).
  • the invention can be implemented in hardware, software or a combination thereof.
  • an application specific integrated circuit ASIC
  • DSP digital signal processing
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field programmable gate array
  • the module may be implemented as a module that performs the above-described function.
  • the software may be stored in a memory unit and executed by a processor.
  • the memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부, 상기 복수의 OFDM 심벌을 포함하는 프레임(frame)을 구성하는 프레임 구성부, 및 상기 구성되는 프레임에 기초하여 상기 복수의 OFDM 심벌을 전송하는 전송부를 포함한다. 상기 프레임은 복수의 서브프레임으로 나뉘고, 이 중 임의의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 5, 6 및 7개 중 어느 하나이며, 상기 무선통신 시스템의 대역폭(system bandwidth)은 8.75MHz이다.새로운 프레임 구성을 통해, 역지원성을 고려하면서 새로운 파라미터 요구사항을 충족시킬 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 데이터의 전송장치 및 방법
본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 데이터의 전송장치 및 방법에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelessMAN-SC'라는 단일 반송파(Single Carrier) 물리 계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리 계층에 'WirelessMAN-SC'외에 'WirelessMAN-OFDM'과 'WirelessMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1(이하, IEEE 802.16e)이 2005년에 완료되었다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems"(이하, 참조 문헌 1)의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 시간 분할 듀플렉스(Time Division Duplex, TDD)는 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰블(Preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다. 프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다.
현재, IEEE 802.16e를 기반으로 새로운 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m에 대한 표준화가 진행되고 있다. IEEE 802.16m의 표준화에 있어서, 기존 시스템 파라미터들이 새롭게 정의될 수 있다. 따라서, 새롭게 정의되는 시스템 파라미터들을 효율적으로 지원할 수 있도록 프레임 구조를 구성할 필요가 있다.
또한, 새로이 개발되는 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m은 앞서 설계된 IEEE 802.16e를 함께 지원할 수 있도록 설계되어야 한다. 새로이 설계되는 시스템의 기술은 기존 기술(IEEE 802.16e)을 효율적으로 포괄하여 동작하도록 구성하여야 한다. 이를 역지원성(Backward Compatibility)이라 한다. 기존 시스템에 대한 역지원성을 만족하는 프레임을 이중 프레임이라 한다. 기존 시스템은 IEEE 802.16e 시스템을 의미하고, 새로운 시스템은 IEEE 802.16m을 의미할 수 있다. 따라서, IEEE 802.16m 시스템에서 IEEE 802.16e 시스템에 대한 역지원성을 만족시킬 수 있는 프레임의 구조에 대한 연구가 진행되고 있다.
나아가, 종래 IEEE 802.16 표준 기반의 시스템 프로파일(profile)은 TDD(Time Division Duplexing)방식만을 지원하나, 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역에서 동시에 이루어지는 FDD(Fequency Division Duplexing) 방식도 지원하려는 시도가 있다. 따라서, 시스템 설계의 편리성 및 하드웨어의 공유를 위해 TDD 프레임 구조와 공통성을 가지는 FDD 프레임 구조를 설계할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 데이터의 전송장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부, 상기 복수의 OFDM 심벌을 포함하는 프레임(frame)을 구성하는 프레임 구성부, 및 상기 구성되는 프레임에 기초하여 상기 복수의 OFDM 심벌을 전송하는 전송부를 포함한다. 상기 프레임은 복수의 서브프레임으로 나뉘고, 이 중 임의의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 5, 6 및 7개 중 어느 하나이며, 상기 무선통신 시스템의 대역폭(system bandwidth)은 8.75MHz이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선통신 시스템에서의 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 OFDM 심벌을 생성하는 단계, 상기 복수의 OFDM 심벌을 포함하는 프레임을 구성하는 단계, 및 상기 구성되는 프레임에 기초하여 상기 복수의 OFDM 심벌을 전송하는 단계를 포함한다. 상기 프레임은 복수의 서브프레임으로 나뉘고, 이 중 임의의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 5, 6 및 7개 중 어느 하나이며, 상기 무선통신 시스템의 대역폭(system bandwidth)은 8.75MHz이다.
일 실시예에 있어서, 각 OFDM 심벌의 시간길이는 CP와 유효 심벌 시간의 합과 같고, 상기 CP와 상기 유효 심벌 시간의 비율은 1:8일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 상기 무선통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 분할되는 TDD(Time Division Duplex) 시스템이다. 상기 프레임 내에서, 하향링크 전송에 사용되는 하향링크 서브프레임과 상향링크 전송에 사용되는 상향링크 서브프레임의 비율은 N:M이고, N+M은 6, 7 및 8 중 어느 하나이다. 상기 프레임내의 적어도 하나의 OFDM 심벌은 인접한 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임을 구분하는 수송신간격(RX/TX gap)으로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 데이터 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 입력되는 변조심벌에 대해 FFT(Fast Fourier Transform) 및 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 6개의 OFDM 심벌로 구성되는 k개의 기본적 서브프레임, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 m개의 OFDM 심벌로 구성되는 n개의 예외적 서브프레임, 및 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 1개의 OFDM 심벌로 구성되는 예비구간을 포함하는 프레임을 구성하는 프레임 구성부, 및 상기 프레임을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송부를 포함한다. 여기서, 6k+mn=44 이고, k=n이다.
일 실시예에 있어서, m=7이고, k+n=7일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, m=5이고, k+n=8일 수 있다. 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 상기 OFDM 심벌의 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 Tb라 하고, CP(Cyclic Prefix)를 Tg라 할 때, Tg=Tb/16 일 수 있다. 상기 무선 통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시간영역에서 분할되는 TDD(Time Division Duplex) 시스템일 수 있다. 상기 예비구간은 상기 상향링크 전송에 사용되는 서브프레임과 상기 하향링크 전송에 사용되는 서브프레임의 경계에 위치할 수 있다. 상기 무선 통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 주파수영역에서 분할되는 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템일 수 있다. 상기 예비구간은 다수의 안테나의 채널상태를 추정하는데 사용되는 미드앰블(midamble)로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 데이터 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 입력되는 변조심벌에 대해 FFT 및 IFFT을 수행하여 OFDM 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 6개의 OFDM 심벌로 구성되는 k개의 기본적 서브프레임 및 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 m개의 OFDM 심벌로 구성되는 n개의 예외적 서브프레임을 포함하는 프레임을 구성하는 프레임 구성부, 및 상기 프레임을 이용하여 데이터를전송하는 데이터 전송부를 포함한다. 여기서, 6k+mn=45 이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 시스템에서 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 입력되는 변조심벌에 대해 FFT 및 IFFT을 수행하여 OFDM 심벌을 생성하는 단계, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 6개의 OFDM 심벌로 구성되는 k개의 기본적 서브프레임, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 m개의 OFDM 심벌로 구성되는 n개의 예외적 서브프레임, 및 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 1개의 OFDM 심벌로 구성되는 예비구간을 포함하는 프레임을 구성하는 단계, 및 상기 프레임을 이용하여 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. 여기서, 6k+mn=44 이고, k=n이다.
새로운 프레임 구성을 통해, 역지원성을 고려하면서 새로운 파라미터 요구사항을 충족시킬 수 있다. 또한 다른 시스템 대역폭을 가지는 이종 프레임 구조와 공통성을 유지하고, 서로 다른 CP(Cyclic Prefix) 길이를 지원하는 TDD 프레임간의 간섭을 제거할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 OFDM 심벌 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 슈퍼프레임 구조이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 일 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 다른 예이다.
도 8은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 9는 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 일 예이다.
도 10은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 다른 예이다.
도 11은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 일 예이다.
도 14는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 일 예이다.
도 15는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 다른 예이다.
도 16은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 17은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 18은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 19는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 20은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 다른 예이다.
도 21는 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 22는 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 일 예이다.
도 23은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 24는 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 25는 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 26은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 27은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 28은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 29는 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 30은 본 발명의 일 예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 2를 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
이하에서 하향링크(Downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하고, 상향링크(Uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
하향링크 전송에 사용되는 무선자원과, 상향링크 전송에 사용되는 주파수, 시간 및 코드영역과 같은 무선자원이 겹치지 않도록 구분하는 방식이 필요한데, 이러한 방식을 듀플렉스(duplex)라고 한다. 서로 다른 사용자를 구분하기 위한 다중접속기술(multiple access scheme)에서와 마찬가지로 상향링크와 하향링크의 구분은 주파수, 시간 및 코드 영역에서 가능하다. 듀플렉스 방식은 크게 상향링크와 하향링크를 주파수로 구분하는 FDD(Frequency Division Duplexing)방식과 상향링크와 하향링크를 시간으로 구분하는 TDD(Time Division Duplexing)방식으로 나뉜다.
FDD 방식에서는 주파수 영역에서 상향링크와 하향링크가 구분되므로, 기지국과 단말간의 데이터의 전송이 각 링크에서 시간영역에서 연속적으로 이루어질 수 있다. FDD방식은 상향링크와 하향링크에 같은 크기의 주파수를 대칭적으로 할당하고 있어, 음성통화와 같은 대칭형 서비스(symmetric service)에 적절하여 많이 사용되었다. 한편, FDD 방식의 일종인 H-FDD (Half-FDD) 방식이 있다. H-FDD 방식에서, 단말은 상향링크 전송과 하향링크 전송을 서로 다른 주파수 대역상에서 수행하면서, 동시에 수행할 수 없다. 따라서, H-FDD 시스템에서는 어느 하나의 그룹에 속한 단말들이 상향링크 전송을 수행할 때, 기지국은 다른 그룹에 속한 단말들을 위해 하향링크 전송을 수행한다. 즉, 상향링크와 하향링크는 주파수 분할되어 있고, 각 그룹이 서로 시간을 분할하여 사용한다.
TDD 방식은 상향링크, 하향링크에 서로 다른 비율의 시간 슬롯을 할당할 수 있기 때문에, 비대칭형 서비스에 적합하다는 이점이 있다. TDD 방식의 또 다른 장점으로는 상향링크와 하향링크가 동일 주파수 대역에서 송수신되므로 상향링크와 하향링크의 채널 상태가 거의 일치한다. 따라서 신호를 수신하면 바로 채널상태를 추정할 수 있어 어레이 안테나(Array Antenna) 기술등에 적합하다. TDD방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 또는 하향링크로 사용하되, 시간영역에서 상향링크와 하향링크를 구분하고 있으므로, 일정 시간 동안은 상향링크로 사용하고, 또 다른 일정 시간 동안은 하향링크로 사용하므로 기지국과 단말간에 데이터 송수신이 동시에 이루어질 수 없다.
무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)과 FFT(Fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 OFDM 심벌을 생성하고, 이를 전송한다. 수신기는 수신된 OFDM 심벌에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다.
하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있다.
도 3은 OFDM 심벌 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 하나의 OFDM 심벌의 총 시간길이를 Ts=Tg+Tb이다. 여기서, Tg는 CP(Cyclic Prefix)이고, Ts는 유효 심벌 시간(useful symbol time)이다. CP는 OFDM 전송 방식에서 다중 경로에 의한 심벌 간 간섭(inter-symbol interference)을 제거하기 위한 용도로 사용되며, 보호구간(guard interval) 또는 보호시간(guard time)이라 불릴 수도 있다. Tb는 Ts에서 CP를 제외한 나머지 부분이며, 실제 데이터를 복원하는데 필요한 OFDM 심벌부분이다.
Tg와 Tb간의 비를 G라 하면, 다음의 수학식이 성립한다.
수학식 1
Figure PCTKR2009006880-appb-M000001
여기서, G=1/8 또는 1/16이다. G가 1/16일 경우의 CP는 일반 CP(normal CP)라고 불리고, G가 1/8일 경우의 CP는 확장된 CP(extended CP)라고 불린다.
아래의 표는 OFDM 시스템에 대한 파라미터의 일 예를 나타낸다. 이는 IEEE 802.16m 표준에서의 시스템 파라미터이다.
표 1
Figure PCTKR2009006880-appb-T000001
표 1을 참조하면, 시스템 전송 대역폭에 따라 각 파라미터들이 독립적으로 설정되는 것을 알 수 있다. 특히, 시스템 전송 대역폭이 8.75MHz인 시스템에서, G=1/8이면 매 5ms의 프레임내에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 43개이고, G=1/16이면 매 5ms의 프레임내에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 45개이다. 이러한 새로운 파라미터들에 기하여 시스템이 효율적으로 동작할 수 있는 프레임을 구성하는 방법이 요구된다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 슈퍼프레임 구조이다.
도 4를 참조하면, 슈퍼프레임(Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header; SFH)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임을 이용하는 경우, 빈번하게 전송될 필요가 없는 제어정보의 전송 주기가 슈퍼프레임 단위로 늘어날 수 있어, 전송의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 데이터의 할당과 스케쥴링은 가장 빈번하게는 슈퍼프레임 단위로 이루어지게 하여 재전송 매커니즘을 고려한 데이터 전송의 지연특성을 줄여줄 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 프레임은 이종 또는 종래(legacy)의 무선 통신 시스템과의 호환을 위해 가변적인 크기로서 고려될 수 있다.
슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임의 가장 앞서 배치될 수 있으며, 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이 셀내 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어정보를 전송하기 위하여 사용되는 채널이다. 슈퍼프레임 헤더에는 동기신호 혹은 프리앰블이 위치한다. 프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다.
하나의 프레임은 k개의 서브프레임(Subframe, SF0, SF1, SF2,..., SF(k-1))을 포함한다. k>0인 정수이다. 기지국과 단말이 프레임을 주고받을 때에, 데이터 송수신의 기본단위인 TTI(Transmission Time Interval)의 최소 크기가 서브프레임이다. 도 4는 k가 7인 경우이다. 서브프레임은 5, 6 또는 7개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있다. 프레임에는 TDD(Time Division Duplexing) 또는 FDD(Frequency Division Duplexing)가 적용될 수 있다. TDD에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 또는 하향링크로 사용된다. 즉, TDD 프레임내의 서브프레임들은 시간영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다.
FDD에서, 각 서브프레임이 동일한 시간에서 서로 다른 주파수에 상향링크 또는 하향링크로 사용된다. 즉, FDD 프레임내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크와 하향링크로 구분된다. 이 때, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다. 미드앰블(midamble)은 다수의 안테나를 이용하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 안테나별 채널상태를 얻기 위하여 기지국이 전송하는 채널 추정을 위한 신호이다. 단말은 미드앰블을 수신하여 기지국의 안테나별 채널상태를 추정할 수 있다.
전술된 바와 같이, 시스템 전송 주파수 대역이 8.75MHz인 시스템에서, G=1/8이면 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수가 43개이다. 그리고, G=1/16이면 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수가 45개이다. TDD 시스템에서는 상향링크 전송과 하향링크 전송이 모두 동일한 주파수 대역을 사용하므로, 어느 셀(cell)에서 상향링크 전송으로 사용되는 시간이, 다른 셀에서 하향링크 전송으로 사용되는 경우가 있을 수 있다. 즉, 이종 시스템간 혹은 인접셀간에 상향링크 구간과 하향링크 구간이 겹치는 경우, 인접셀간에 간섭(interference)이 발생한다.
이러한 시스템에서, 역지원성을 고려하면서 다른 CP길이의 OFDM 심벌을 사용하는 인접셀간의 간섭을 줄일 필요가 있다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해서는, 모든 서브프레임의 유형을 되도록이면 동일하게 함으로써, 물리계층의 파일럿(pilot), 자원블록의 구성 및 구조(structure)를 동일하게 유지할 수 있는 프레임을 구성할 필요가 있다.
이하에서는 G=1/8일 경우와 G=1/16일 경우를 구별하여 데이터 전송장치 및 전송방법을 개시한다.
1. G=1/8일 경우
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 데이터 전송장치(100)는 OFDM 심벌 생성부(OFDM symbol generating unit, 110), 프레임 구성부(frame configuring unit, 120) 및 전송부(transmitting unit, 130)을 포함한다.
OFDM 심벌 생성부(110)는 입력되는 데이터 심벌에 FFT(Fast Fourier Transform) 및 IFFT(Inverse FFT)를 수행하여 복수의 OFDM 심벌을 생성한다. OFDM 심벌의 구조는 도 3에서 설명된 바와 같다.
프레임 구성부(120)는 8.75 MHz의 시스템 대역폭에서 사용되는 프레임을 구성하며, 상기 프레임은 상기 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 프레임의 일반적인 구성은 도 4에서 설명된 바와 같다. 프레임은 복수의 서브프레임으로 나뉘고, 임의의 서브프레임은 5, 6 또는 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 물론, 모든 서브프레임이 동일한 개수의 OFDM 심벌을 포함할 수도 있고, 서로 다른 개수의 OFDM 심벌을 포함할 수도 있다. 다만, 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 43개로 일정하게 유지되어야 한다. 프레임은 TDD 방식, FDD 방식 또는 H-FDD 방식의 프레임일 수 있다.
TDD 방식의 프레임에 있어서, 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임간의 전이(transition)가 이루어지는 경우가 있다. 상향링크 서브프레임에서 하향링크 서브프레임으로의 전이, 또는 하향링크 서브프레임에서 상향링크 서브프레임으로의 전이를 원활히 수행하기 위해 전이 간격(transition gap)이 삽입된다. 프레임 구성부(120)는 적어도 하나의 OFDM 심벌을 인접한 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임을 구분하는 송수신 전이 간격(TX/RX transition gap; TTG) 또는 수송신 전이 간격(RX/TX transition gap; RTG)으로 사용할 수 있다.이러한 전이 간격을 휴지 구간(idle gap)이라고도 한다.
FDD 방식 또는 H-FDD 방식의 프레임은, TDD 방식의 프레임과 달리 전이 간격이 필요하지 않다. 따라서, 프레임 구성부(120)는 하나의 OFDM 심벌을 서브프레임에 할당하거나, 다른 용도로 사용할 수 있다. 다른 용도로 사용되는 OFDM 심벌을 잉여 OFDM 심벌이라 한다. 잉여 OFDM 심벌은 프리앰블, 동기채널, 미드앰블, 또는 사운딩 신호(sounding signa)로 사용될 수 있다.
전송부(130)는 프레임 구성부(120)에 의해 구성되는 프레임에 기초하여 상기 복수의 OFDM 심벌을 전송한다.
도 6은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 일 예이다.
도 6을 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 프레임 구조 유형(frame structure type) A-1 내지 A-5는 송수신 전이 간격 또는 수송신 전이 간격으로 사용되는 1개의 OFDM 심벌을 제외한 나머지 42개의 OFDM 심벌을 이용하여 프레임을 구성하는 경우이다. 각 서브프레임의 괄호안의 숫자는 그 서브프레임이 포함하는 OFDM 심벌의 개수를 나타낸다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수를 모두 동일하게 하기 위해, 한 프레임내의 서브프레임을 7개로 구성한다. 이에 기초하면, 각 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함한다.
따라서, 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 7(서브프레임 개수) 6(OFDM 심벌수/서브프레임)+1(전이 간격)=43이다. 이러한 프레임 구성에 따르면, 이렇게 구성하므로 인해서 IEEE 802.16m의 기본 프레임 구조(6개 OFDM 심벌을 포함하는 서브프레임)을 지원할 수 있다. 또한, 모든 서브프레임이 동일한 수의 OFDM 심벌을 포함하는 동일한 유형을 가지게 된다.
송수신 전이 간격은 인접한 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임사이에 위치한다. 즉, 송수신 전이간격(TTG)이전의 서브프레임들은 하향링크 서브프레임이고, 송수신 전이간격(TTG)이후의 서브프레임들은 상향링크 서브프레임이다. 따라서, 프레임 구조 유형 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5는 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 각각 2:5, 3:4, 4:3, 5:2, 6:1이다. 송수신 전이간격(TTG)는 87.2 us이고, 수송신 전이 간격(RTG)는 74.4 us이다.
도 7은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 다른 예이다.
도 7을 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 프레임 구조 유형(frame structure type) B-1 내지 B-5는 송수신 전이 간격 또는 수송신 전이 간격으로 사용되는 1개의 OFDM 심벌을 제외한 나머지 42개의 OFDM 심벌을 이용하여 프레임을 구성하는 경우이다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수를 모두 동일하게 하기 위해, 한 프레임내의 서브프레임을 6개로 구성한다. 이에 기초하면, 각 서브프레임은 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 따라서, 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 6(서브프레임 개수) 7(OFDM 심벌수/서브프레임)+1(전이 간격)=43이다. 이는 IEEE 802.16m에서의 타입-2 서브프레임과 같다.
한 프레임내의 서브프레임의 개수가 짝수개이므로 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 대칭적 할당이 가능하다. 대칭적 할당은 HARQ 프로세스의 수행을 수월하게 할 수 있다. 프레임 구조 유형 B-1, B-2, B-3, B-4는 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 각각 2:4, 3:3, 4:2, 5:1이다.
도 8은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 TDD 방식의 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 8을 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 프레임 구조 유형(frame structure type) C-1 내지 C-5는 송수신 전이 간격 또는 수송신 전이 간격으로 사용되는 1개의 OFDM 심벌을 제외한 나머지 42개의 OFDM 심벌을 이용하여 프레임을 구성하는 경우이다. 한 프레임내의 서브프레임을 8개로 구성한다. 이에 기초하면, 각 서브프레임은 5개 또는 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 즉, 6개의 서브프레임은 5개의 OFDM 심벌을 포함하고, 다른 2개의 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 프레임 구조 유형 C-1, C-2, C-3, C-4, C-5, C-6은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 각각 3:5, 4:4, 5:3, 6:2. 5:3이다.
프레임 구조 유형 C-1 내지 C-5에서는 6개 OFDM 심벌을 포함하는 2개의 서브프레임이 각각 프레임의 양 끝단에 위치한다. 반면, 프레임 구조 유형 C-6에서는 6개 OFDM 심벌을 포함하는 2개의 서브프레임이 모두 프레임의 전단에 위치한다. 이는 상향링크가 15개의 OFDM 심벌인 IEEE 802.16e의 프레임 구성을 지원할 수 있는 방법이다. 프레임 구조 유형 C-6에서 송수신 전이 간격(TTG)의 위치가 5번째 서브프레임과 6번째 서브프레임의 사이에 있으나, 이는 예시일 뿐 다른 서브프레임 사이에 위치할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 한 프레임을 8개의 서브프레임으로 나눔으로써, IEEE 802.16m의 5, 10, 20MHz의 시스템 대역에서 고려하고 있는 프레임당 서브프레임의 수인 8개와 통일시킬 수 있다. 또한, 5,10,20MHz 시스템 대역을 지원하기 위해 설계되었던 HARQ 프로토콜이나 하향링크 대 상향링크 비율과 같은 서브프레임 단위의 제어정보를 동일한 형태로 만들 수 있다. 그리고, 서브프레임의 수가 짝수이므로, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 대칭적 할당이 가능하다. 대칭적 할당은 HARQ 프로세스의 수행을 수월하게 할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 일 예이다.
도 9를 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. FDD 방식 또는 H-FDD 방식의 프레임은, TDD 방식의 프레임과 달리 전이 간격이 필요하지 않다. 따라서, 프레임 구성부(120)는 43개의 OFDM 심벌을 모두 서브프레임에 할당하거나, 적어도 하나의 OFDM 심벌을 다른 용도로 사용할 수 있다. 다른 용도로 사용되는 상기 적어도 하나의 OFDM 심벌을 잉여 OFDM 심벌이라 한다.
프레임 구조 유형 D-1 내지 D-5는 모두 7개의 서브프레임을 포함한다. 이 중 하나의 특정한 서브프레임만이 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 나머지 서브프레임들은 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 상기 특정한 서브프레임은 H-FDD 단말을 고려한 H-FDD 프레임 구조를 고려하고, 단말의 그룹이 2개로 나누어지는 경우를 고려하면, 추가적인 휴지 심벌(idle symbol)이 프레임의 중간부분에 발생할 가능성이 크다. 따라서, 상기 특정한 서브프레임의 위치는 세번째, 네번째, 다섯번째가 바람직하다.
프레임 구조 유형 D-2 내지 D-5는 모든 서브프레임이 동일하게 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 따라서, 1개의 잉여 OFDM 심벌은 시스템에 따라 다른 용도로 사용될 수 있다. 프레임 구조 유형 D-2는 잉여 OFDM 심벌을 프레임의 전단에 위치시킨 구성이다. 이는 프리앰블 또는 FCH와 같은 심볼단위의 제어정보들이 주로 프레임이 앞쪽 부분에 위치하므로, 잉여 OFDM 심벌을 제어정보로 사용하고, 데이터 전송을 위해서는 6 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 형태를 유지시켜주는 것이다.
프레임 구조 유형 D-3 및 D-4는 H-FDD 프레임이나 미드앰블을 고려한 구성이다. 따라서, 3번째와 4번째 서브프레임 사이 또는 4번째와 5번째 서브프레임 사이에 잉여OFDM 심벌을 배치한다.
프레임 구조 유형 D-5는 사운딩 신호를 고려한 구성이다. 따라서, 잉여 OFDM 심벌을 프레임의 종단에 위치시킨다. 이로써, 추가적인 제어정보를 IEEE 802.16m의 타입-1 서브프레임의 구성을 해치지 않고 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 다른 예이다.
도 10을 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 한 프레임내의 서브프레임을 6개로 구성한다. 이에 기초하면, 각 서브프레임은 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 남은 하나의 잉여 OFDM 심벌은 서브프레임에 포함시키지 않는다. 이는 만약 잉여 OFDM 심벌이 서브프레임에 포함되면, 하나의 서브프레임은 8개의 OFDM 심벌을 포함하게 되는데, 이는 IEEE 802.16m에서의 기본적인 프레임 구성을 해친다. 따라서, 잉여 OFDM 심벌은 다른 용도로만 사용된다.
프레임 구조 유형 D-1은 잉여 OFDM 심볼을 프레임의 정중앙에 배치하는 구성이다. 잉여 OFDM 심벌은 H-FDD나 미드앰블용으로 활용할 수 있다.
프레임 구조 유형 D-2는 잉여 OFDM 심볼을 프레임의 전단에 배치하는 구성이며, 잉여 OFDM 심벌을 프리앰블이나 FCH와 같은 필수 제어정보용으로 사용한다.
프레임 구조 유형 D-3은 사운딩 신호를 고려한 구성이다. 따라서, 잉여 OFDM 심벌을 프레임의 종단에 위치시킨다. 이로써, 추가적인 제어정보를 IEEE 802.16m의 타입-1 서브프레임의 구성을 해치지 않고 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 FDD 방식의 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 11을 참조하면, 시스템 전송 대역폭은 8.75MHz이고, G=1/8이다. 따라서, 하나의 프레임내에서 가용한 OFDM 심벌의 수는 43개이다. 한 프레임내의 서브프레임을 8개로 구성한다. 각 서브프레임은 5개 또는 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 기본적은 구성은 TDD 방식의 프레임 구조 및 5, 10, 20MHz의 시스템 대역폭에서 G=1/16인 경우와 통일시키기 위해, 프레임의 전단과 후단에 길이가 긴 서브프레임(즉, 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 서브프레임)을 배치한다.
8개의 서브프레임을 구성하는 방법은 다음과 같다. 일 예로서, 5개의 서브프레임은 5개의 OFDM 심벌을 포함하고, 나머지 3개의 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함한다. 프레임 구조 유형 F-1과 F-2가 이 방법에 의한 구성이다. 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 3개의 서브프레임 중 하나는 H-FDD 방식을 고려하여 가운데, 즉 4번째나 5번째 서브프레임에 배치되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 특허에서 이는 예시에 지나지 않으며, 다른 임의의 위치하는 FDD 구조에 대해서 제한을 두지는 않는다.
다른 예로서, 6개의 서브프레임은 5개의 OFDM 심벌을 포함하고, 남은 2개의 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함하며, 잉여 OFDM 심벌은 1개이다. 프레임 구조 유형 F-3 내지 F-5가 이 방법에 의한 구성이다. 잉여 OFDM 심벌은 독립적으로 배치하는 방법을 고려할 수 있다. 잉여 OFDM 심벌을 H-FDD 방식 또는 프리앰블과 같은 필수 제어정보용으로 사용한다.
2. G=1/16일 경우
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 데이터 전송장치(200)는 OFDM 심벌 생성부(210), 프레임 구성부(220) 및 데이터 전송부(230)을 포함한다.
OFDM 심벌 생성부(210)는 입력되는 변조 심벌에 FFT 및 IFFT를 수행하여 OFDM 심벌을 생성한다. OFDM 심벌의 구조는 도 3에서 설명된 바와 같다.
프레임 구성부(220)는 8.75 MHz의 시스템 대역폭에서 사용되는 프레임을 구성한다. 프레임의 일반적인 구조는 도 4에서 설명된 바와 같다. 다만, Tg=Tb/16인 OFDM 심벌 구조하에서, 하나의 프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 45개로 일정하게 유지되어야 한다. 프레임은 복수의 서브프레임을 포함하고, 각 서브프레임은 기본적 서브프레임(basic subframe) 및 예외적 서브프레임(exceptional subframe) 중 어느 하나이다. 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 서브프레임을 기본적 서브프레임이라 하고, 5개 또는 7개의 OFDM 심벌을 포함하는 서브프레임을 예외적 서브프레임이라 한다.
프레임 구성부(220)는 정해진 OFDM 심벌 수를 만족시키도록, 기본적 서브프레임의 개수 k와 예외적 서브프레임의 개수 n, 그리고 예외적 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수 m을 유기적으로 변경할 수 있다. 프레임 구성부(220)는 기본적 서브프레임과 예외적 서브프레임 이외에도, 1개의 OFDM 심벌로 구성된 예비 구간(reserved gap)을 프레임에 포함시킬 수 있다. 예비 구간의 용도는 프레임이 TDD 방식, FDD 방식 또는 H-FDD 방식의 프레임인지 여부에 따라 다르다. 프레임 구성부(220)는 프레임내에서 기본적 서브프레임, 예외적 서브프레임 및 예비 구간의 위치를 변경할 수 있다. 프레임내의 총 OFDM 심벌의 개수가 45개가 되어야 한다. 따라서, 예비 구간이 프레임에 포함되는 경우, 6k+mn=44를 만족하고, 예비 구간이 프레임에 포함되지 않는 경우에는 6k+mn=45를 만족한다. 여기서, k(기본적 서브프레임의 개수)=n(예외적 서브프레임의 개수)이다.
프레임 구성부(220)에 의하면, 이종 시스템 또는 인접셀에서의 하향링크 구간(또는 상향링크 구간)이 서빙셀에서의 상향링크 구간(하향링크 구간)이 겹치는 것을 회피할 수 있도록, 프레임이 구성될 수 있다. 따라서 인접셀간의 간섭이 줄어들고, 이종 시스템과의 호환성을 유지할 수 있다.
FDD 방식 또는 H-FDD 방식의 프레임은, TDD 방식의 프레임과 달리 전이 구간이 필요하지 않다. 따라서, 프레임 구성부(220)는 예비 구간을 프리앰블, 동기채널, 미드앰블, 또는 사운딩 신호(sounding signa)로 사용할 수 있다.
데이터 전송부(230)는 프레임 구성부(220)에 의해 구성되는 프레임에 기초하여 OFDM 심벌을 전송한다.
IEEE 802.16e 및 IEEE 802.16m 표준에서 기본적 서브프레임은 type-1 서브프레임이라 불리기도 하고, 예외적 서브프레임은 type-2 서브프레임 또는 type-1 short 서브프레임이라 불리기도 한다.
이하에서, 6k+mn=44이며, k=5, m=7, n=2인 프레임 구조에 관하여 설명된다. 이는 프레임에 예비 구간이 프레임에 포함되는 경우이다. 프레임은 총 7개의 서브프레임을 포함한다.
도 13은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 일 예이다.
도 13을 참조하면, 프레임은 5개의 기본적 서브프레임, 2개의 예외적 서브프레임 및 1개의 예비구간을 포함한다. 각 서브프레임내에 기재된 괄호내의 숫자는 그 서브프레임내에 포함되는 OFDM 심벌의 수를 의미한다. 이 프레임은 TDD 시스템뿐만 아니라, FDD 시스템에도 적용될 수 있다. 이 프레임이 TDD 시스템에 적용되는 경우, 예비구간은 하향링크와 상향링크를 구분짓는 전이구간(Transition Gap)으로 사용된다. 이 프레임이 FDD 시스템에 적용되는 경우, 예비구간은 미드앰블로 사용될 수 있다.
예외적 서브프레임은 예비구간을 기준으로 양쪽에 하나씩 배치되고, 예비구간이 3번째 서브프레임의 다음에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐 예비구간의 위치 및 예외적 서브프레임의 위치는 이외에도 다양하게 변형이 가능하다. 프레임 구성부(220)는 다른 CP 길이를 가지는 시스템의 프레임과 호환이 되는지 여부(예컨대 전이구간의 일치)를 참조하여, 이러한 변형을 수행할 수 있다. 이는 역지원성을 만족시키고, 인접셀간 간섭을 막기 위함이다.
도 14는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 일 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 14를 참조하면, 상단에 도시된 프레임은 Tg=Tb/8인 타 프레임 구조이고, 하단에 도시된 프레임은 상기 타 프레임과 호환성을 가지는 Tg=Tb/16인 본 발명에 따른 프레임 구조이다. 상기 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임은 모두 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임의 비율이 2:5인 경우이다. 상기 타 프레임은 6개의 OFDM 심벌로 구성된 기본적 서브프레임 7개와 TTG를 포함하고, 총 43개의 OFDM 심벌을 포함한다.
TTG를 중심으로 왼쪽의 구간이 하향링크 구간이고, 오른쪽의 구간이 상향링크 구간이다. 하향링크 구간은 13개의 OFDM 심벌을 포함하고, 길이는 1414.4 us이다. 반면, 상향링크 구간은 총 31개의 OFDM 심벌을 포함하고, 길이는 3372.8 us이다.
타 프레임의 상향링크/하향링크의 경계점에서 간섭이 발생하지 않도록 하기 위해, 본 발명에 따른 프레임은 하향링크 구간에 13개의 OFDM 심볼을, 상향링크 구간에 31 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 즉, 타 프레임 구조에 비해 남는 2개의 OFDM 심볼을 하향링크 구간에 하나, 상향링크 구간에 하나씩 추가하고, 전이 구간(TTG and RTG)을 위해서 1 개의 OFDM 심볼을 사용한다.
따라서, 본 발명에 따른 프레임의 하향링크 구간과 상향링크 구간에 7개의 OFDM 심벌로 구성되는 예외적 서브프레임이 하나씩 위치한다. 도 7에서는 하향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치 및 상향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치가 끝단으로 표시되었으나, 이는 예시일 뿐 각 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치는 변동될 수 있다. 한편, TTG는 2번째와 3번째 서브프레임 사이에 위치하게 되므로, 타 프레임의 TTG와 본 발명에 따른 프레임의 TTG가 어느정도 일치하게 되며, 더 정확하게는 타 프레임의 DL 끝부분과 본 발명에 따른 프레임의 UL 시작 부분이 겹치지 않고, 타 프레임의 UL 시작부분과 본 발명에 따른 프레임의 DL 끝 부분이 겹치지 않음을 의미하며, 이를 통해 타 프레임과 발명에 따른 프레임이 공존할 수 있다.
도 15는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 15를 참조하면, 상단의 프레임은 본 발명에 따른 프레임과 호환될 수 있음을 나타내기 위해 표시되었다. TTG를 중심으로 왼쪽의 구간이 하향링크 구간이고, 오른쪽의 구간이 상향링크 구간이다. 도 14는 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 3:5인 점에서(즉, TTG가 3번째와 4번째 서브프레임의 사이에 위치) 도 14와 차이가 있다. 본 발명에 따른 프레임은 TTG를 중심으로 예외적 서브프레임이 각각 하나씩 위치하며, 하향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치가 첫번째 또는 2번째 서브프레임이 될 수 있음을 보여준다. 이로써, 도 14와 마찬가지의 이유로 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임의 상향링크/하향링크 간의 간섭문제가 해결될 수 있다.
도 16은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 16을 참조하면, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 4:3인 프레임 구조이다. TTG를 중심으로 왼쪽의 구간이 하향링크 구간이고, 오른쪽의 구간이 상향링크 구간이다. 본 발명에 따른 프레임 구조에 있어서, 하향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치가 첫번째 또는 2번째 서브프레임이 될 수 있음을 보여준다. 도 14, 도 15과 마찬가지의 이유로 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임의 상향링크/하향링크 간의 간섭문제가 해결될 수 있다.
도 17은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 17을 참조하면, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 5:2인 프레임 구조이다. TTG를 중심으로 왼쪽의 구간이 하향링크 구간이고, 오른쪽의 구간이 상향링크 구간이다. 본 발명에 따른 프레임 구조에 있어서, 하향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치가 첫번째 또는 2번째 서브프레임이 될 수 있음을 보여준다. 도 14 내지 도 16와 마찬가지의 이유로 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임의 상향링크/하향링크 간의 간섭문제가 해결될 수 있다.
도 18은 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 18을 참조하면, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 6:1인 프레임 구조이다. TTG를 중심으로 왼쪽의 구간이 하향링크 구간이고, 오른쪽의 구간이 상향링크 구간이다. 본 발명에 따른 프레임 구조에 있어서, 하향링크 구간에서의 예외적 서브프레임의 위치가 첫번째 또는 2번째 서브프레임이 될 수 있음을 보여준다. 도 14 내지 도 17과 마찬가지의 이유로 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임의 상향링크/하향링크 간의 간섭문제가 해결될 수 있다.
도 19는 도 13의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 FDD 프레임 구조이다. FDD 프레임 구조는 TDD 구조와 동일한 형태로 가는게 바람직하다. 이는 시스템 설계 시에 고려되는 물리계층의 디자인에서 필수 제어정보나 추가적인 제어정보를 위한 채널의 디자인을 재활용할 수 있기 때문이다. FDD구조에서는 TDD 구조에서와 같은 TTG/RTG가 필요없기 때문에, 하나의 OFDM 심볼을 예비구간으로 사용할 것인지, 아니면 예비구간을 없애고 하나의 예외적 서브프레임을 추가적으로 구성할 것인지를 선택할 수 있다. 도 12는 예비구간이 포함된 FDD 프레임 구조이다.
도 19를 참조하면, Case A1과 Case A2는 예외적 서브프레임이 프레임의 양 끝단에 위치하는 점에서 동일하나, 예비구간의 위치가 다르다. Case A1의 프레임에서 예비구간은 4번째와 5번째 서브프레임 사이에 위치하고, Case A2의 프레임에서 예비구간은 3번째와 4번째 서브프레임 사이에 위치한다. 예비구간의 위치는 H-FDD에 대한 고려에 따라 바뀔 수 있다.
도 20은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 다른 예이다. 이는 예비구간을 없애고 예외적 서브프레임을 하나 더 추가한 FDD 프레임 구조이다. 따라서, 6k+mn=45이며, k=4, m=7, n=3인 프레임 구조이다.
도 20을 참조하면, Case A3, A4, A5의 프레임 구조는 모두 4개의 기본적 서브프레임과 3개의 예외적 서브프레임을 포함한다. 그리고, 각 프레임 구조의 양 끝단에 예외적 서브프레임이 위치한다. 다만, Case A3, A4, A5 각각은, 추가적인 1개의 예외적 서브프레임이 4번째, 5번째, 3번째 서브프레임이라는 점에서 차이가 있다. 이는 H-FDD 구조를 고려한 것으로, H-FDD 구조 고려 시 그룹간에 추가적인 휴지 구간이 필요하다. 이를 위해서는 예외적 서브프레임을 통해서 이러한 추가적인 공간을 만들어 놓는 것이 바람직하다.
이하에서, 6k+mn=44이며, k=4, m=5, n=4인 프레임 구조에 관하여 설명된다. 이는 프레임에 예비 구간이 프레임에 포함되는 경우이다. 프레임은 총 8개의 서브프레임을 포함한다.
도 21은 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 또 다른 예이다.
도 21을 참조하면, 프레임은 4개의 기본적 서브프레임, 4개의 예외적 서브프레임 및 예비구간을 포함한다. 이 프레임은 TDD 시스템뿐만 아니라, FDD 시스템에도 적용될 수 있다. 이 프레임이 TDD 시스템에 적용되는 경우, 예비구간은 하향링크와 상향링크를 구분짓는 전이구간으로 사용된다. 이 프레임이 FDD 시스템에 적용되는 경우, 예비구간은 미드앰블로 사용될 수 있다.
예비구간이 4번째와 5번째 서브프레임의 사이에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐 예비구간의 위치 및 예외적 서브프레임의 위치는 이외에도 다양하게 변형이 가능하다. 프레임 구성부(120)는 다른 CP 길이를 가지는 시스템의 프레임과 호환이 되는지 여부(예컨대 전이구간의 일치)를 참조하여, 이러한 변형을 수행할 수 있다. 이는 역지원성을 만족시키고, 인접셀간 간섭을 막기 위함이다.
도 22는 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 일 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 22를 참조하면, 상단에는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조가, 하단에는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족되는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. 이들 프레임 구조는 모두 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 3:5이다. TTG를 중심으로 좌측의 구간이 하향링크 구간, 우측이 상향링크 구간이다. 본 발명에 따른 프레임 구조를 참조하면, 하향링크 구간과 상향링크 구간에 각각에 2개의 예외적 서브프레임이 포함된다. 하향링크 구간의 첫번째 서브프레임은 시스템 대역폭이 5MHz, 10MHz, 20MHz인 경우의 슈퍼프레임 헤더 구조와 공통성을 가지기 위해, 기본적 서브프레임으로 구성하는 것이 바람직하다. 이로써, 타 프레임과 본 발명에 따른 프레임의 상향링크/하향링크 간의 간섭문제가 해결될 수 있다.
도 23은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 23을 참조하면, 상단에는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조가, 하단에는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족되는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 4:4이다. 본 발명에 따른 프레임은 하향링크 구간과 상향링크 구간이 정확하게 대칭을 이루는 구조이다. 따라서, HARQ 수행이 매우 용이해지는 장점이 있다.
도 24은 도 14의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 24를 참조하면, 상단에는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조가, 하단에는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족되는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 5:3이다.
도 25은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 25를 참조하면, 상단에는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조가, 하단에는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족되는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 6:2이다. 예외적 서브프레임은 모두 하향링크 구간에 속한다. 하향링크 구간에서의 기본적 서브프레임 및 예외적 서브프레임의 위치는 반드시 도시된 구성에 따르지 아니하고, 변형될 수 있다.
도 26는 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 26을 참조하면, 상단에는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조가, 하단에는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족되는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 7:1이다. 따라서, 하향링크 구간은 3개의 기본적 서브프레임을 포함한다.
도 27은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 TDD 프레임 구조이다.
도 27을 참조하면, 상단 박스(box)내에 도시된 프레임 구조는 CP길이가 Tb/8인 타 프레임 구조이고, 그 아래의 Case B1 내지 B4는 CP 길이가 Tb/16으로서, 상기 타 프레임 구조와 역지원성이 충족됨을 보여주는 본 발명에 따른 프레임 구조가 도시되어 있다. Case B1, B2, B3은 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 5:3이고, Case B4는 프레임내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율이 5:2이다.
Case B3의 프레임 구조는 6개의 기본적 서브프레임, 1개의 예외적 서브프레임 및 마지막에 위치한 1개의 특이 서브프레임(extra subframe)을 포함하며, 상기 특이 서브프레임은 3개의 OFDM 심벌을 포함한다.
Case B4의 프레임 구조는 5개의 기본적 서브프레임, 1개의 예외적 서브프레임 및 마지막에 위치한 1개의 특이 서브프레임을 포함하며, 상기 특이 서브프레임은 9개의 OFDM 심벌을 포함한다. Case B3과 B4는 기본적 서브프레임의 수를 최대한 늘릴 수 있다는 면에서 장점을 가지고 있다.
도 28은 도 21의 프레임 구조로부터 파생되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 FDD 프레임 구조이다. FDD 프레임 구조는 TDD 구조와 동일한 형태로 가는게 바람직하다. 이는 시스템 설계 시에 고려되는 물리계층의 디자인에서 필수 제어정보나 추가적인 제어정보를 위한 채널의 디자인을 재활용할 수 있기 때문이다. FDD구조에서는 TDD 구조에서와 같은 TTG/RTG가 필요없기 때문에, 하나의 OFDM 심볼을 예비구간으로 사용할 것인지, 아니면 예비구간을 없애고 하나의 예외적 서브프레임을 추가적으로 구성할 것인지를 선택할 수 있다. 도 21은 예비구간이 포함된 FDD 프레임 구조이다.
도 28을 참조하면, Case B5 내지 B7은 4개의 기본적 서브프레임이 2개씩 프레임의 양단에 위치하고, 중간에 4개의 예외적 서브프레임이 배치되는 구성이다. 다만, 예비구간의 위치가 다르다. Case B5의 프레임에서 예비구간은 4번째와 5번째 서브프레임 사이에 위치하고, Case B6의 프레임에서 예비구간은 3번째와 4번째 서브프레임 사이에 위치하며, Case B7의 프레임에서 예비구간은 5번째와 6번째 서브프레임 사이에 위치한다. 예비구간의 위치는 H-FDD에 대한 고려에 따라 바뀔 수 있다.
도 29는 본 발명에 따른 프레임 구성부에 의해 구성되는 프레임 구조의 또 다른 예이다. 이는 예비구간을 없애고 예외적 서브프레임을 하나 더 추가한 FDD 프레임 구조이다. 따라서, 6k+mn=45이며, k=5, m=5, n=3인 프레임 구조이다.
도 29를 참조하면, Case B8의 프레임 구조는 5개의 기본적 서브프레임과 3개의 예외적 서브프레임을 포함한다. 기본적 서브프레임과 예외적 서브프레임의 배치는 H-FDD 구조를 고려한 것으로, H-FDD 구조 고려 시 그룹간에 추가적인 휴지 구간이 필요하다. 이를 위해서는 예외적 서브프레임을 통해서 이러한 추가적인 공간을 만들어 놓는 것이 바람직하다.
도 30은 본 발명의 일 예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 30을 참조하면, 입력되는 변조 심벌에 FFT 및 IFFT를 수행하여 OFDM 심벌을 생성한다(S100). 6개의 OFDM 심벌로 구성되는 k개의 기본적 서브프레임, m개의 OFDM 심벌로 구성되는 n개의 예외적 서브프레임, 및 1개의 OFDM 심벌로 구성되는 예비구간을 포함하는 프레임을 구성한다(S110). m은 5 및 7 중 어느 하나이며, k=m이다. 상기 구성되는 프레임은 상기 도 6 내지 도 22의 프레임 구조 중 어느 하나일 수 있다. 상기 구성된 프레임을 이용하여 상기 OFDM 심벌들을 전송한다(S120).
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (15)

  1. 무선통신 시스템에서의 데이터 전송장치에 있어서,
    복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부;
    상기 복수의 OFDM 심벌을 포함하는 프레임(frame)을 구성하는 프레임 구성부; 및
    상기 구성되는 프레임에 기초하여 상기 복수의 OFDM 심벌을 전송하는 전송부를 포함하되,
    상기 프레임은 복수의 서브프레임으로 나뉘고, 이 중 임의의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 5, 6 및 7개 중 어느 하나이며, 상기 무선통신 시스템의 대역폭(system bandwidth)은 8.75MHz인, 데이터 전송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 OFDM 심벌의 시간길이(time length)는 CP(cyclic prefix)와 유효 심벌 시간(useful symbol time)의 합과 같고, 상기 CP와 상기 유용시간의 비율은 1:8인, 데이터 전송장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 OFDM 심벌의 수는 43개인, 데이터 전송장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의의 서브프레임은 하향링크 전송에 사용되는 하향링크 서브프레임 및 상향링크 전송에 사용되는 상향링크 서브프레임 중 어느 하나인, 데이터 전송장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임내의 적어도 하나의 OFDM 심벌은 인접한 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 구분하는 송수신간격(TX/RX gap)으로 사용되는, 데이터 전송장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의의 서브프레임내에서, 하향링크 전송을 위한 주파수 대역과 상향링크 전송을 위한 주파수 대역이 구분되어 할당되는, 데이터 전송장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임내의 적어도 하나의 OFDM 심벌은 프리앰블(preamble) 또는 미드앰블(midamble)로 사용되는, 데이터 전송장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브프레임 각각에 포함되는 OFDM 심벌은 6개로 모두 동일한, 데이터 전송장치.
  9. 무선 통신 시스템에서 데이터 전송장치에 있어서,
    입력되는 변조심벌에 대해 FFT(Fast Fourier Transform) 및 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 OFDM 심벌 생성부;
    상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 6개의 OFDM 심벌로 구성되는 k개의 기본적 서브프레임, 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 m개의 OFDM 심벌로 구성되는 n개의 예외적 서브프레임, 및 상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 1개의 OFDM 심벌로 구성되는 예비구간을 포함하는 프레임을 구성하는 프레임 구성부; 및 상기 프레임을 이용하여 데이터를 전송하는 데이터 전송부를 포함하되, 여기서, 6k+mn=44 이고, k=n인, 데이터 전송장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    m=7이고, k+n=7인, 데이터 전송장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    m=5이고, k+n=8인, 데이터 전송장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 OFDM 심벌 생성부에 의해 생성되는 상기 OFDM 심벌의 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 Tb라 하고, CP(Cyclic Prefix)를 Tg라 할 때, Tg=Tb/16 인, 데이터 전송장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시간영역에서 분할되는 TDD(Time Division Duplex) 시스템인, 데이터 전송장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 예비구간은 상기 상향링크 전송에 사용되는 서브프레임과 상기 하향링크 전송에 사용되는 서브프레임의 경계에 위치하는, 데이터 전송장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 주파수영역에서 분할되는 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템인, 데이터 전송장치.
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