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KR101390110B1 - 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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KR101390110B1 KR1020070017906A KR20070017906A KR101390110B1 KR 101390110 B1 KR101390110 B1 KR 101390110B1 KR 1020070017906 A KR1020070017906 A KR 1020070017906A KR 20070017906 A KR20070017906 A KR 20070017906A KR 101390110 B1 KR101390110 B1 KR 101390110B1
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Abstract

통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서, 멀티 프레임을 사용하여 신호를 송수신하는 과정을 포함하며,상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고, 상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 송신되고, 상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 송신되고, 상기 제3영역을 통해서 분산 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제4영역을 통해서 연속 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신된다.
Figure R1020070017906
프레임, 부채널, 다이버시티, 대역 적응적 변조 및 코딩, 타일.

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING A SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1 은 일반적인 통신 시스템의 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2는 일반적인 통신 시스템에서 다양한 전송 방법을 지원하는 프레임 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 DL 서브 프레임의 구조를 상세히 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 UL 서브 프레임 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국의 프레임 생성 과정을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말기의 프레임 디코딩 과정을 도시한 도면.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템은 패킷 서비스 통신 시스템(packet service communication system) 형태로 발전되어 왔으며, 패킷 서비스 통신 시스템은 버스트(burst)한 패킷 데이터(packet data)를 다수의 단말기들로 송신하는 시스템으로서, 대용량 고속 데이터 송신에 적합하도록 설계되어 왔다. 또한, 차세대 통신 시스템은 대용량 고속 데이터 송신을 위해 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템 등과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 발전하고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 통신 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역 송신을 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 적용한 통신 시스템이다.
또한 상기 802.16e 통신 시스템은 다양한 전송 방법을 지원하기 위해 시간 분할 다중(TDM: Time Division Multiplexing) 전송 방식을 사용한다. 상기 시간 분할 다중 전송 방식이라 함은 매 프레임 마다 전송되는 프리앰블을 통해 사용자는 초기 접속시에 최소한의 지연으로 시스템에 접속 가능하게 된다. 또한 시간 분할로 나뉘어 지원되는 다양한 서비스를 통해 사용자의 상황에 맞는 최적의 전송 방식을 지원받을 수 있다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 통신 시스템의 프레임(frame)구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 통신 시스템의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1에 도시한 프레임 구조는 시분할 복신(Time Division Duplex) 프레임 구조를 일 예로 도시하였다.
상기 도1을 참조하면, 먼저 상기 프레임은 하향링크(DL : Downlink, 이하 'DL'이라 칭하기로 한다) 서브 프레임(100)과, 상향링크(UL : Uplink, 이하 'UL'이라 칭하기로 한다) 서브 프레임(150)을 포함한다. 상기 DL 서브 프레임(100)은 프리앰블 (preamble)영역(110)과, 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다)영역(120)과, 맵(MAP, 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 영역, 즉 DL-MAP/UL-MAP 영역(130)과, DL 버스트(burst) #1 내지 #5영역들(140-1 내지 140-5)을 포함한다. 또한 상기 UL 서브 프레임(150)은 UL 컨트롤(Control) 영역(160)과, UL 버스트 #1 내지 #3영역들(170-1 내지 170-3)을 포함한다.
먼저, 상기 프리앰블 영역(110)을 통해서는 신호 송신 장치, 일 예로 기지국과 신호 수신 장치들, 일 예로 단말기들간의 동기 획득을 위한 프리앰블 신호가 송신된다. 상기 FCH 영역(120)을 통해서는 FCH가 송신되며, 상기 FCH는 DL-MAP/UL-MAP 영역(130)에 적용된 변조 방식 및 상기 DL-MAP/UL-MAP 영역(130)의 길이에 대한 정보를 포함한다.
상기 DL-MAP/UL-MAP 영역(130)을 통해서는 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지가 송신되며, 상기 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지는 각 단말기들에게 할당된 DL 버스트 영역 및 UL 버스트 영역이 존재하는지 여부를 나타내는 정보와, 상기 각 단말기들에게 할당된 DL 버스트 영역 및 UL 버스트 영역이 존재할 경우 그 할당된 DL 버스트 영역 및 UL 버스트 영역의 위치 정보와 적용되는 변조 방식 정보를 포함한다. 특히, 상기 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지는 모든 단말기들이 수신하는 것이 가능해야 하기 때문에, 상기 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 메시지는 상기 통신 시스템에서 사용 가능한 변조 및 코딩 방식((MCS : Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 중 가장 강건한(robust) MCS 레벨에 상응하게 변조 및 코딩되어 송신된다.
또한 상기 DL 서브 프레임(100)과 UL 서브 프레임(150) 사이에는 시간 보호영역(Guard region)인 송신/수신 천이 구간(TTG: Transmit/Receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭하기로 한다)이 삽입되고, n프레임과 n+1프레임 사이에는 수신/송신 천이 구간(RTG: Receive/Transmit Transition Gap, 이하 'RTG'라 칭하기로 한다)이 삽입된다.
다음으로 도 2를 참조하여 시분할 다중화 방식으로 다양한 전송 방법을 지원하는 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 통신 시스템에서 다양한 전송 방법을 지원하는 프레임 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 2는 시분할 다중 방식으로 다수개의 존을 일정한 시간으로 나누어서 차례로 전송하도록 한다.
상기 도2를 참조하면, 상기 프레임은 복수개의 존(Zone)으로 구성될 수 있다. 상기 프레임은 프리앰블 영역(210)과, PUSC(Partial Usage of Sub-channels) 존(Zone)(220)과, FUSC(Full Usage of Sub-channels) 존(230)과, TUSC(Tile Usage of Sub-channels)존(240)과, 대역(Band) 적응적 변조 및 코딩(AMC : Adaptive Modulation and Coding) 존(250)과, AAS(Adaptive Antenna System) 존(260)을 포함한다.
상기 PUSC존(220) 내지 상기 AAS 존(260)은 상기 프레임의 부채널 할당 방식에 의해 구분되며, 또한 상기 존과 존 사이의 변화정보는 상기 도 1의 DL 서브 프레임(100) 내의 DL-MAP/UL-MAP 영역(130)에서 전송한다.
상술한 바와 같이, 기지국은 단말기로 매 프레임 마다 프리앰블 신호를 송신해야 하고, 시분할 다중 방식으로 다수개의 전송방식을 지원하기 때문에 MAP 크기가 증가하며, 시스템의 오버헤드가 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치를 제안한다.
또한 본 발명은 통신 시스템에서 다양한 전송 기법을 지원하는 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제안한다.
또한 본 발명은 통신 시스템에서 시스템 오버헤드를 줄인 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서, 멀티 프레임을 사용하여 신호를 송수신하는 과정을 포함하며, 상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고, 상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 송신되고, 상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 송신되고, 상기 제3영역을 통해서 분산 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제4영역을 통해서 연속 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서, 멀티 프레임을 사용하여 신호를 송수신하는 과정을 포함하며, 상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고, 상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 수신되고, 상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 수신되고, 상기 제3영역을 통해서 분산 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제4영역을 통해서 연속 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신됨을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 기지국에 있어서, 멀티 프레임을 사용하여 신호를 송신하는 송신기와, 상기 멀티 프레임을 사용하여 신호를 수신하는 수신기를 포함하며, 상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고, 상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 송신되고, 상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 송신되고, 상기 제3영역을 통해서 분산 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제4영역을 통해서 연속 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 이동국에 있어서, 멀티 프레임을 사용하여 신호를 송신하는 송신기와, 상기 멀티 프레임을 사용하여 신호를 수신하는 수신기를 포함하며, 상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고, 상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 수신되고, 상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 수신되고, 상기 제3영역을 통해서 분산 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제4영역을 통해서 연속 자원 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고, 상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고, 상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 통신 시스템에서 다양한 전송 기법을 지원하면서도 시스템 오버헤드를 줄이는 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 이용하여 신호를 송신하는 방법 및 장치를 제안한다. 후술할 본 발명의 실시 예에서는 멀티 프레임(Multi frame) 구조를 제안한다. 다시 말해, 프리앰블 영역의 시스템 오버헤드를 줄이며, 맵(MAP: 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 정보를 주파수 분할 다중(FDM : Frequency Division Multiplex, 이하 'FDM'이라 칭하기로 한다) 방식으로 송신하여 전체적인 시스템 오버헤드를 감소시키는 프레임 구조를 제안한다.
또한 본 발명은 상기 프레임 내 버스트 영역을 단일 존(Zone)으로 구성하여 사용자가 원하는 다양한 전송 기법을 동시에 지원 가능한 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 이용하여 신호를 송신하는 방법 및 장치를 제안한다. 이하, 설명의 편의상 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 상기 통신 시스템의 일 예로 하여 설명하기로 하며, 본 발명에서 제안하는 신호 송수신 장치 및 방법은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 뿐만 아니라 다른 통신 시스템에도 적용 가능함은 물론이다.
또한 본 발명에서 제안하는 프레임 구조는 2.5ms 및 5ms 프레임으로 구성된 20ms 고정 길이를 갖는 멀티 프레임 구조라 가정하기로 한다.
그러면 여기서 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 프레임 구조는 멀티 프레임(300) 구조로 되어 있음을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 멀티 프레임 구조는 프레임의 길이에 따라 2.5ms 길이의 프레임인 경우 8개의 프레임으로 구성되며, 5ms 길이의 프레임인 경우 4개의 프레임으로 구성된다. 본 발명은 일 예로 5ms 길이의 프레임인 경우라 가정하기로 하여 설명하기로 한다.
첫번째 프레임(301)은 하향링크(DL : Downlink, 이하'DL'이라 칭하기로 한다) 서브 프레임(305)과, 상향링크(UL : Uplink, 이하'UL'이라 칭하기로 한다) 서브 프레임(307)을 포함한다.
상기 DL 서브 프레임(305)은 프리앰블(Preamble) 영역(310)과, 공통 채널(BCH : Broadcasting Channel, 이하 'BCH'라 칭하기로 한다)영역(312)과, MAP 헤드(head)(314) 영역과, 다수개의 MAP 영역(316-1,316-2,316-3)과, DL 버스트(burst) 영역을 포함한다. 상기 DL 버스트 영역은 다이버시티(Diversity) 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(318-1) 및 대역 적응적 변조 및 코딩(Band AMC : Band Adaptive Modulation and Coding, 이하 'Band AMC'라 칭하기로 한다) 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(318-2)과, 다중 입력 다중 출력(MIMO : Multi Input Multi Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 미드앰블(Midamble) 영역(318-3)을 포함한다.
상기 UL 서브 프레임(307)은 UL 컨트롤(Control) 영역(320)과, UL 버스트 영역(324-1,324-2,324-3)들을 포함한다.
상기 DL 서브 프레임(305)의 프리앰블 영역(310)을 통해서는 신호 송신 장치, 일 예로 기지국과, 신호 수신 장치들, 일 예로 단말기들간의 동기 획득을 위한 프리앰블 신호가 송신된다. 또한 상기 프리앰블 영역(310)은 프레임(300) 당 한 번씩만 전송이 된다. 상기 BCH 영역(312)은 시스템 정보 및 멀티 프레임 정보를 포함하고 있으며, 커버리지(coverage) 확보를 위해 섹터 스크램블링(Sector Scrambling) 및 1/12의 코딩율을 지원한다.
상기 MAP 헤드(314) 영역 및 다수개의 MAP 영역(316-1,316-2,316-3)은 8개의 심볼 구간 동안 위치하며, FDM 형태를 갖는다. 또한 상기 MAP헤드(314) 영역은 MAP 사이즈 정보와 상기 MAP 들의 변조 및 코딩 방식(MCS : Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 정보를 포함한다. 또한 다수개의 맵(316-1,316-2,316-3) 영역은 MCS 레벨과 파워 부스팅(boosting)레벨을 상이하게 설정할 수 있다. 따라서 커버리지 확보가 용이해지며, 전체 프레임의 오버헤드를 줄일 수 있다.
상기 DL 버스트 영역은 다이버시티 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(318-1) 및 밴드 AMC 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(318-2)와, MIMO 미드앰블 영역(318-3)을 포함한다.
또한 UL 서브 프레임(307)의 UL 버스트 영역의 MIMO 모드로 할당되는 UL 버스트 영역과(324-1), 일반적인 UL-버스트 영역(324-2)과, 밴드 AMC 모드로 할당되는 UL 버스트 영역(324-3)을 포함한다.
또한 두번째 프레임(303)은 MAP 헤드 영역(330)과, 다수개의 MAP 영역(332-1,332-2,332-3,332-4)과, DL 버스트 영역을 포함한다. 또한 상기 두번째 프레임(303)영역에는 프리앰블 영역이 도시되지 않았음을 확인할 수 있다.
상기 DL 버스트 영역은 다이버시티 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-1) 및 밴드 AMC 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-2)과, SISO 다이버시티 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-3)과, MIMO 미드앰블 영역(334-4)을 포함한다.
상기 DL 버스트 영역은 다이버시티 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-1) 및 밴드 AMC 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-2)과, 다이버시티 단일 입력 단일 출력(SISO : Single Input Single Output, 이하 'SISO'라 칭하기로 한다) 모드로 할당되는 DL 버스트 영역(334-3)과, MIMO 미드앰블 영역(334-4)을 포함한다. 상기 다이버시티 SISO 모드로 할당된 DL 버스트 영역(334-3)은 SISO 전송 기법과, 다이버시티를 위한 용도로만 사용하는 영역이다.
상기 MIMO 미드앰블 영역(334-4)은 MIMO 모드의 원활한 운용을 위해 모든 사용자에 대해 모든 대역의 채널 정보를 파악하기 위한 영역이다. 또한 상기 MIMO 미드앰블 영역(334-4)은 7X2 타일(tile) 구조로 되어 있다. 상기 타일 구조에 대해서는 하기에서 자세히 설명할 것이므로 여기에서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
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도 3에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조에 대해 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 프레임 구조에서 DL 서브 프레임에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 DL 서브 프레임의 구조를 상세히 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 DL 서브 프레임은 7X4 타일 구조(400)를 갖는다. 또한 하나의 부채널은 4개의 7X4 타일(400-1,400-2,400-3,400-4)을 포함한다. 또한 1개의 7X4 타일은 4개의 파일럿 톤(pilot tone)과 2개의 데이터 톤(data tone)으로 구성된다. 따라서 하나의 부채널은 96개의 데이터 톤을 포함한다. 상기 7X4 타일로 구성되는 영역을 DL 노말(normal) 부채널이라 정의하며, 상기 DL 노말 부채널 영역은 SISO 및 MIMO 모드, 다이버시티, band AMC 모드로 할당된 DL 버스트 영역들을 포함한다.
한편, 상기 DL 서브 프레임 내의 다이버시티 SISO 모드로 할당된 영역은 7X2 타일로 구성되어 있다. 이는 상기 DL 서브 프레임의 첫번째 프레임과 나머지 프레임의 심볼 개수의 차이가 발생하기 때문이다. 다시 말해, 상기 첫번째 프레임에는 프리앰블 영역과, 공통채널 영역에 의해 7X2 심볼이 사용된다. 따라서 두번째 프레임에는 7X2 심볼이 존재하며, 상기 두번째 프레임의 7X2 심볼부분은 다이버시티 SISO 모드로 할당된 영역으로 사용한다. 상기 다이버시티 SISO 모드로 할당된 영역은 8개의 7X2 심볼(410-1,410-2,410-3,410-4,410-5,410-6,410-7,410-8)을 통해 하나의 부채널을 구성한다.
상기 도 4에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 DL 서브 프레임 구조에 대해 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 다른 통신 시스템의 UL 서브 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 UL 서브 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 UL 서브 프레임은 7X2 타일 구조(500)를 갖는다. 또한 하나의 부채널은 4개의 7X2 타일(500-1,500-2,500-3,500-4)을 포함한다. 또한 1개의 7X2 타일은 2개의 파일럿과 12개의 데이터 톤을 포함한다. 따라서 상기 하나의 부채널은 48개의 데이터 톤을 포함한다.
상기 도 5에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 UL 서브 프레임 구조에 대해 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 프레임을 생성하는 과정을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국의 프레임 생성 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 601단계에서 기지국은 단말기들간의 동기 획득을 위한 섹터(sector) 식별자(ID: IDentifier)를 삽입한 프리앰블 신호를 생성하고 603단계로 진행한다. 상기 603단계에서 상기 기지국은 시스템 정보, 일 예로 DL 영역과 UL 영역의 비율, 다이버시티 모드와 band AMC 모드에 할당된 영역의 비율 등을 삽입하여 공통 채널을 생성하고 605단계로 진행한다. 이 때, 상기 시스템 정보는 기지국 내의 스케줄러(Scheduler)로 전송된다.
상기 605단계에서 상기 기지국은 상기 스케줄러에 포함된 시스템 정보 및, 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information)에 상응하여 MAP 을 생성하고 607단계로 진행한다. 상기 607단계에서 상기 기지국은 버스트 영역, 즉 부채널을 매핑한다. 다시 말해, 다이버시티 모드 및 Band AMC 모드로 할당되는 영역, SISO 모드 및 MIMO 모드로 할당되는 부채널 영역을 매핑하고 609단계로 진행한다. 상기 609단계에서 상기 기지국은 상기 생성된 프레임을 변조한 후, 무선 안테나를 통해 송신하고 종료한다.
상기 도 6에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국의 프레임 생성 과정을 설명하였으며 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말기의 프레임 디코딩 과정을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말기의 프레임 디코딩 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면 먼저 701단계에서 상기 단말기는 상기 기지국이 송신한 프레임을 수신하고, 상기 프레임을 상기 기지국에서 적용한 변조방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 703단계로 진행한다. 상기 703단계에서 상기 단말기는 프리앰블 영역을 디코딩하고 705단계로 진행한다. 상기 디코딩한 프리앰블 영역을 통해 단말기들 간의 동기를 획득한다. 상기 705단계에서 상기 단말기는 BCH 영역을 디코딩하여 시스템 정보, 즉 DL 영역 및 UL 영역 비율, 다이버시티 모드 또는 Band AMC 모드에 할당된 영역의 비율 등을 확인하고 707단계로 진행한다.
상기 707단계에서 상기 단말기는 MAP 헤드 영역을 디코딩하여 MAP 사이즈 정보와 상기 MAP 들의 MCS 레벨 정보 등을 확인하고 709단계로 진행한다. 상기 709단 계에서 상기 단말기는 MAP 영역을 디코딩하여 버스트 할당 정보를 획득하고 711단계로 진행한다. 상기 711단계에서 상기 단말기는 상기 MAP 영역에서 획득한 정보를 바탕으로 다이버시티 모드로 할당된 버스트 영역, 또는 Band AMC 모드로 할당된 버스트 영역을 검출하고 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 멀티 프레임 구조는 기존 프레임 보다 낮은 오버헤드를 가지며, 최소 프레임의 길이가 작아짐으로써 피드백 지연이 감소된다. 이로 인해 수율 증가 효과를 가지며, 상기 짧은 최소 프레임 길이에서도 상기 멀티 프레임 내의 버스트 영역을 단일 존으로 구성하여 다양한 전송 기법을 지원함으로써 추가적인 오버헤드 발생을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

Claims (24)

  1. 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서,
    멀티 프레임을 사용하여 신호를 송수신하는 과정을 포함하며,
    상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크(Downlink) 서브 프레임과 상향링크(Uplink) 서브 프레임을 포함하고,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고,
    상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 송신되고,
    상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 송신되고,
    상기 제3영역을 통해서 분산 자원(distributed resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제4영역을 통해서 연속 자원(contiguous resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제3 및 제4영역은 동일 시구간에 위치함을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1영역 및 상기 제2영역은 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 하나가 포함하는 하향링크 서브 프레임에만 포함되고, 상기 제3 및 제4영역은 동일 시구간에 위치하며 주파수 대역에 의해 구분됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제7영역 및 제8영역을 더 포함하고,
    상기 제7영역을 통해서 미드앰블(midamble) 신호가 송신되고,
    상기 제8영역을 통해서 맵(MAP) 정보가 송신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 8개일 경우,
    상기 8개의 프레임들 각각은 2.5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 4개일 경우,
    상기 4개의 프레임들 각각은 5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 상기 제1영역 및 상기 제2영역을 포함하지 않는 하향링크 서브 프레임은 제9영역을 더 포함하고,
    상기 제9영역을 통해서 다이버시티 단일입력 단일출력(SISO: Single Input Single Output) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  7. 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서,
    멀티 프레임을 사용하여 신호를 송수신하는 과정을 포함하며,
    상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크(Downlink) 서브 프레임과 상향링크(Uplink) 서브 프레임을 포함하고,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고,
    상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 수신되고,
    상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 수신되고,
    상기 제3영역을 통해서 분산 자원(distributed resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제4영역을 통해서 연속 자원(contiguous resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제3 및 제4영역은 동일 시구간에 위치함을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1영역 및 상기 제2영역은 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 하나가 포함하는 하향링크 서브 프레임에만 포함되고, 상기 제3영역 및 상기 제4영역은 동일 시구간에 위치하며 주파수 대역에 의해 구분됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제7영역 및 제8영역을 더 포함하고,
    상기 제7영역을 통해서 미드앰블(midamble) 신호가 수신되고,
    상기 제8영역을 통해서 맵(MAP) 정보가 수신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 8개일 경우,
    상기 8개의 프레임들 각각은 2.5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 4개일 경우,
    상기 4개의 프레임들 각각은 5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 상기 제1영역 및 상기 제2영역을 포함하지 않는 하향링크 서브 프레임은 제9영역을 더 포함하고,
    상기 제9영역을 통해서 다이버시티 단일입력 단일출력(SISO: Single Input Single Output) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  13. 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 기지국에 있어서,
    멀티 프레임을 사용하여 신호를 송신하는 송신기와,
    상기 멀티 프레임을 사용하여 신호를 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크(Downlink) 서브 프레임과 상향링크(Uplink) 서브 프레임을 포함하고,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고,
    상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 송신되고,
    상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 송신되고,
    상기 제3영역을 통해서 분산 자원(distributed resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제4영역을 통해서 연속 자원(contiguous resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제3 및 제4영역은 동일 시구간에 위치함을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1영역 및 상기 제2영역은 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 하나가 포함하는 하향링크 서브 프레임에만 포함되고, 상기 제3영역 및 상기 제4영역은 동일 시구간에 위치하며 주파수 대역에 의해 구분됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제7영역 및 제8영역을 더 포함하고,
    상기 제7영역을 통해서 미드앰블(midamble) 신호가 송신되고,
    상기 제8영역을 통해서 맵(MAP) 정보가 송신됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 8개일 경우,
    상기 8개의 프레임들 각각은 2.5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 4개일 경우,
    상기 4개의 프레임들 각각은 5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 상기 제1영역 및 상기 제2영역을 포함하지 않는 하향링크 서브 프레임은 제9영역을 더 포함하고,
    상기 제9영역을 통해서 다이버시티 단일입력 단일출력(SISO: Single Input Single Output) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 송신됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 기지국.
  19. 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 이동국에 있어서,
    멀티 프레임을 사용하여 신호를 송신하는 송신기와,
    상기 멀티 프레임을 사용하여 신호를 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 멀티 프레임은 제1프레임과 제2프레임을 포함하는, 적어도 두 개의 프레임들을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 프레임들 각각은 하향링크(Downlink) 서브 프레임과 상향링크(Uplink) 서브 프레임을 포함하고,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역을 포함하고, 상기 제1프레임이 포함하는 상향링크 서브 프레임은 제5영역 및 제6영역을 포함하고,
    상기 제1영역을 통해서 프리앰블 신호가 수신되고,
    상기 제2영역을 통해서 시스템 정보 및 상기 멀티 프레임과 관련된 공통 제어 정보가 수신되고,
    상기 제3영역을 통해서 분산 자원(distributed resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제4영역을 통해서 연속 자원(contiguous resource) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신되고,
    상기 제5영역을 통해서 상기 분산 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제6영역을 통해서 상기 연속 자원 모드가 적용된 업링크 데이터 버스트가 송신되고,
    상기 제3 및 제4영역은 동일 시구간에 위치함을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1영역 및 상기 제2영역은 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 하나가 포함하는 하향링크 서브 프레임에만 포함되고, 상기 제3영역 및 상기 제4영역은 동일 시구간에 위치하며 주파수 대역에 의해 구분됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1프레임이 포함하는 하향링크 서브 프레임은 제7영역 및 제8영역을 더 포함하고,
    상기 제7영역을 통해서 미드앰블(midamble) 신호가 수신되고,
    상기 제8영역을 통해서 맵(MAP) 정보가 수신됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 8개일 경우,
    상기 8개의 프레임들 각각은 2.5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 프레임들의 개수가 4개일 경우,
    상기 4개의 프레임들 각각은 5ms 길이를 가짐을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 멀티 프레임이 포함하는 상기 적어도 두 개의 프레임들 중 상기 제1영역 및 상기 제2영역을 포함하지 않는 하향링크 서브 프레임은 제9영역을 더 포함하고,
    상기 제9영역을 통해서 다이버시티 단일입력 단일출력(SISO: Single Input Single Output) 모드가 적용된 하향링크 데이터 버스트가 수신됨을 특징으로 하는 신호를 송수신하는 이동국.
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