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KR20100004766A - 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법 - Google Patents

프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법 Download PDF

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KR20100004766A
KR20100004766A KR1020080065113A KR20080065113A KR20100004766A KR 20100004766 A KR20100004766 A KR 20100004766A KR 1020080065113 A KR1020080065113 A KR 1020080065113A KR 20080065113 A KR20080065113 A KR 20080065113A KR 20100004766 A KR20100004766 A KR 20100004766A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
pattern
communication
coexistence
bluetooth
Prior art date
Application number
KR1020080065113A
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English (en)
Inventor
이진
김용호
공태곤
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/KR2009/003645 priority patent/WO2010002219A2/en
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Abstract

프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법은 단말에서 공존 주기 요청 메시지를 통해 공존 통신 상황에 대응하는 프레임 패턴 정보를 기지국에 전송하고, 상기 프레임 패턴에 대한 승인 메시지가 수신된 후, 상기 슈퍼 프레임 헤더를 통해 상기 프레임 패턴에 대한 공존 설정 지시자를 수신하며, 상기 프레임 패턴에 대응하는 이기종 통신 구간에서 이기종 통신을 수행하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 예들에 의하면, IEEE 802.16m 프레임 구조에서 인접 밴드에 속한 블루투스나 와이파이 시스템을 위한 구간 할당을 위한 프레임 패턴을 이용하여 IEEE 802.16m 무선 인터페이스를 가진 이동 단말이 블루투스나 와이파이에 의한 간섭현상을 최소화하면서 각 시스템과의 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.
Coexistence mode, IEEE 802.16m, Bluetooth, Wi-Fi, Frame alloaction

Description

프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법{Method for performing coexistence commmunication with frame allocation}
본 발명은 IEEE 802.16m 시스템에 관한 것으로, 특히, IEEE 802.16m 무선 인터페이스를 가진 이동 단말이 블루투스나 Wi-Fi에 의한 간섭현상을 최소화하면서 각 시스템과의 통신을 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.
블루투스(Bluetooth; BT)는 이동전화, 컴퓨터, PDA 등이 근거리 무선 접속을 사용하고 있는 가정이나 회사의 전화나 컴퓨터들과의 통신을 가능하게 하는 기술 규격이다. 주파수 2.45GHz ISM band를 사용하고 통신 가능한 최대 범위는 10m, 데이터 전송은 1Mbps(버전 1.0)의 속도로 이루어진다.
도 1은 블루투스 시스템의 구조를 도시한 것이다.
블루투스에서 통신은 마스터-슬레이브 구조로 이루어진다. 통신기기들은 피코넷(Piconet)이라고 불리는 하나의 셀을 형성하는데 하나의 피코넷은 하나의 마스터와 최대 7개의 슬레이브로 구성된다. 슬레이브들 사이에는 디스커버리(discovery) 단계를 제외하고는 직접 통신이 불가능하다. 마스터는 슬레이브들이 전송할 기회를 예약해두는 채널 할당이나 통신을 위한 설정하는 것에 관여한다.
블루투스 기기는 한번에 하나의 물리 채널을 사용할 수 있고 동시에 여러 동작을 보장하기 위해서는 기기들은 채널 사이에 시분할 다중(Time Division Multiplex; TDM)을 사용한다. 이러한 방법으로 기기는 동시에 여러 피코넷에서 동작할 수 있다.
마스터와 슬레이브 사이에 여러 형태의 논리 링크가 형성될 수 있으며 종류는 다음과 같다. SCO (Synchronous connection oriented)는 주로 음성 통신을 위해 사용되며 regular interval에 할당된 슬롯은 상하향 포인트 투 포인트 형태의 대칭(symmetric) 구조이다. 패킷은 단일 시간 슬롯만 허용된다.
ESCO (Extended SCO)는 비대칭 링크이며 통신을 위해 더 많은 패킷 타입을 제공하며 신뢰성 보장을 위해 재전송 기회가 허용되는 오류 검사 음성 채널이다. 1번의 전송 시 할당되는 타임 슬롯은 패킷 내용과 타입에 따라 1-3 시간 슬롯이 할당될 수 있다.
ACL (Asynchronous Connection Oriented)은 주로 최선형 서비스(Best Effort Service)의 데이터 통신을 위해 사용되며 비동기 논리 전송(Asynchronous Logical Transport)으로 일정한 패킷 전송 주기가 정해지지 않는 타입이다. 데이터 무결성을 위한 재전송 기회가 부여되며 마스터와 슬레이브 사이에 하나의 ACL 논리 전송만이 존재한다.
도 2a는 블루투스 멀티 슬롯 패킷 구조를 보여준다.
기본 피코넷 물리 채널은 625 us 길이의 시간 슬롯으로 나누어진다. 마스터와 슬레이브가 비동시적으로 사용하는 TDD 기법을 사용하며 패킷은 슬롯 시작과 할 당되어 전송되어야 한다. 패킷은 한번에 5개의 시간 슬롯까지 사용하여 전송될 수 있으며 패킷 타입에 따라 한번 전송을 위하여 차지되는 시간 슬롯의 개수가 정하여질 수 있다.
도 2b는 SCO 타입과 같은 단일 슬롯 패킷의 경우, 마스터와 슬레이브 사이 전송을 도시한 것이다.
도 2b는 멀티 슬레이브 구조로서, 하나의 마스터와 슬레이브 1,2 사이에 통신을 보여준다. 마스터는 슬레이브 1에게 전송하고 슬레이브 1을 위한 수신 구간을 할당해둔다. 슬레이브 2는 자신에게 명시된 구간이 없으므로 마스터로부터의 슬레이브 슬롯을 들을 필요가 없다. 두 번째 전송 구간에서 마스터는 슬레이브 2에게 전송하고 슬레이브 2를 위한 수신 구간을 할당한다. 마스터는 세 번째, 네 번째 시간 슬롯 구간에서도 해당 슬레이브를 위한 시간 슬롯을 할당하여 한 피코넷 내의 최대 7개의 슬레이브들과 통신이 가능하다.
도 2c는 단일 슬롯 패킷 크기를 갖는 eSCO 윈도우(window) 6의 경우의 예를 도시한 것이다.
재전송 윈도우(Retransmission window)(Wesco)는 4이고 다음 eSCO 시점(instance)까지의 주기(Tesco)는 8인 경우이다. 따라서 단일 시간 슬롯의 패킷을 마스터에서 슬레이브, 슬레이브에서 마스터 방향으로 전송하기 위해서는 재전송을 고려하지 않았을 때 최소 (625us *2) 만큼의 시간이 필요하다.
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서 고려되는 프레임 구조이다.
각 20ms의 슈퍼 프레임은 4개의 5ms 프레임으로 나누어지며 한 프레임은 8개 의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 각 서브프레임은 상향(UL), 하향(DL) 전송을 위해 할당된다. 도 3에서는 5:3 비율로 DL:UL이 할당된다. 하나의 서브프레임은 6개의 심볼로 구성되며 하나의 심볼은 617us이다. 슈퍼 프레임 헤더 (SFH)는 매 20ms 마다 전송되며, 셀 특정(cell-specific)한 시스템 정보 제2 방송 채널(Secondary Broadcast Channel; SBCH)과 공통된 시스템 정보를 담은 제1 방송 채널(Primary Broadcast Channel; PBCH)로 나누어 전송될 수 있다.
또한 IEEE 802.16m에서는 IEEE 802.16e의 광대역 무선 접속 시스템과 달리 MAP의 위치는 유동적으로 전송될 가능성이 있고, 현재 프레임 내의 MAP에서 상향/하향 링크를 모두 지시하여 줄 수 있으므로 데이터 전송 지연을 단축할 수 있다.
도 4는 블루투스와 Wi-Fi의 통신 대역과 인접 통신 대역 사이의 관계를 도시한 것이다.
도 4에서와 같이, IEEE 802.16m 시스템은 블루투스와 Wi-Fi 시스템이 사용하는 주파수 밴드와 인접 밴드를 사용하므로, 이동 단말들 내에 위치하는 여러 무선 기술들을 독립적으로 혹은 동시에 사용하는 경우 심각한 간섭현상을 발생시킨다. 예를 들면, IEEE 802.16m과 블루투스 시스템은 독립적으로 작동하므로 이동 단말이 IEEE 802.16m 시스템으로부터 데이터를 전송받을 때, 블루투스 데이터 패킷은 송신이 차단되어야만 한다. 따라서 종래 WiMAX 시스템에서는 이동 단말이 전력소모 방지를 위하여 시작하는 전력소모 방지 기법(Power Saving Class)를 이용하여 슬립 구간 동안 블루투스 네트워크와 통신을 시도하고, 리스닝 구간 동안에는 WiMAX 네트워크와 통신을 재개하여 시스템간의 간섭현상을 최소화하도록 한다. 이 경우, 이 동 단말은 광대역 무선접속 시스템의 전력소모 방지 기법을 이용하여 블루투스를 간헐적으로 사용할 수 있다.
그러나, 서브프레임 구조를 가정하는 IEEE 802.16m 시스템에서는 블루투스를 이용하기 위한 프레임, MAP 할당 등을 고려한 새로운 방법이 제공되어야만 한다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 2이상의 이기종 통신 인터페이스를 내장한 단말에서 주파수 간섭현상을 최소화하면서 효율적으로 공존 동작을 수행할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 2이상의 이기종 통신 인터페이스를 내장한 단말에서 주파수 간섭현상을 최소화하면서 효율적으로 공존 동작을 수행할 수 있게 프레임을 할당하는 공존 통신 수행방법을 제공하는 데 있다.
상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법은 단말에서 공존 주기 요청 메시지를 통해 공존 통신 상황에 대응하는 프레임 패턴 정보를 기지국에 전송하고, 상기 프레임 패턴에 대한 승인 메시지가 수신된 후, 상기 슈퍼 프레임 헤더를 통해 상기 프레임 패턴에 대한 공존 설정 지시자를 수신하며, 상기 프레임 패턴에 대응하는 이기종 통신 구간에서 이기종 통신을 수행하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 이기종 통신 구간은 블루투스 또는 와이파이 중 적어도 하나의 이기종 통신을 수행하기 위한 구간이다.
바람직하게는, 상기 공존 설정 지시자는 상기 슈퍼프레임 헤더의 제1 방송채널(Primary Broadcast Channel; PBCH) 또는 제2 방송채널(Secondary Broadcast Channel; SBCH) 중 적어도 하나를 통해 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 슈퍼 프레임 헤더가 속한 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 두 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하고, 나머지 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 세 번째 하향링크 서브프레임과 스위칭 시간 구간 사이에 위치하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 각 프레임마다 일정 수의 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 배치되는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이기종 통신을 수행하는 과정에서 IEEE 802.16m의 서브프레임을 이용한 통신을 중단할 수 있다.
상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법은, 단말로부터 공존 주기 요청 메시지를 통해 공존 통신 상황에 대응하는 프레임 패턴 정보를 수신하고, 상기 프레임 패턴에 대한 승인 메시지를 상기 단말에 전송하며, 상기 단말에 슈퍼 프레임 헤더를 통해 상기 프레임 패턴에 대한 공존 설정 지시자를 전송하고, 상기 프레임 패턴에 따른 이기종 통신 구간을 고려하여 상기 슈퍼 프레임 헤더 이후의 서브프레임들을 할당하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 이기종 통신 구간은 블루투스 또는 와이파이 중 적어도 하나의 이기종 통신을 수행하기 위한 구간이다.
바람직하게는, 상기 공존 설정 지시자는 상기 슈퍼프레임 헤더의 제1 방송채널(Primary Broadcast Channel; PBCH) 또는 제2 방송채널(Secondary Broadcast Channel; SBCH) 중 적어도 하나를 통해 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 슈퍼 프레임 헤더가 속한 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 두 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하고, 나머지 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 세 번째 하향링크 서브프레임과 스위칭 시간 구간 사이에 위치하는 패턴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 패턴은 각 프레임마다 일정 수의 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 배치되는 패턴일 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 의하면, IEEE 802.16m 프레임 구조에서 인접 밴드에 속한 블루투스나 와이파이 시스템의 구간 할당을 위한 프레임 패턴을 이용하여 IEEE 802.16m 무선 인터페이스를 가진 이동 단말이 블루투스나 와이파이에 의한 간섭현상을 최소화하면서 각 시스템과의 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한 다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예들은 블루투스와 IMT-Advanced 시스템인 IEEE 802.16m 시스템이 혼재해 있는 네트워크 상황에서 각 무선 인터페이스를 가진 이동 단말이 두 시스템을 혼용하여 통신을 시도하고자 할 때, 이동 단말들과 각 시스템간의 통신 중간에 간섭을 줄이기 위한 방법을 제공한다. 실시 예들은 각 시스템과의 통신 가능 구간을 효율적으로 할당하여 단말이 블루투스/와이파이와 IEEE 802.16m 시스템으로부터 끊김 없는 서비스를 받을 수 있게 한다.
이하에서는 IEEE 802.16m 시스템에서 여러 무선 인터페이스(예를 들면, IEEE 802.16m, 블루투스, 와이파이)를 가진 단말에 블루투스나 와이파이를 사용하기 위한 구간을 할당하는 여러 실시 예들을 설명한다.
IEEE 802.16m 시스템에 접속되어 있는 이동 단말이 블루투스나 와이파이 시스템과 통신을 하고자 할 때, 단말은 공존을 요청하는 IEEE 802.16m MAC 메시지를 기지국에 전송하거나, 기타 다른 방법으로 기지국에 공존을 위한 지시자를 전달할 수 있다. 이러한 지시자를 획득한 기지국은 블루투스와 와이파이를 위한 프레임 할당 정보를 방송 채널(Broadcast Channel; BCH)을 통해 단말에 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공존(Coexistence) 통신 패턴을 슈퍼 프레임에 적용하기 위한 절차를 도시한 것이다.
기지국은 현재 슈퍼 프레임의 설정 정보를 슈퍼 프레임이 시작하는 처음 서브프레임의 채널 즉, 방송 채널(BCH) 혹은 슈퍼 프레임 헤더를 통해 방송한 다(501).
논리적인 개념으로 슈퍼 프레임 헤더에 방송채널(BCH)인 제1 방송 채널(PBCH)과 제2 방송 채널(SBCH)이 존재한다. 다른 실시 예에서는 방송채널(BCH)인 제1 방송 채널(PBCH)과 제2 방송 채널(SBCH)이 슈퍼 프레임 헤더 안에 존재하지 않고 별도로 정의될 수도 있다.
이동 단말은 공존 통신 상황이 발생하면 이를 기지국에 알리며 이때 원하는 프레임 패턴 타입을 전송한다(502). 원하는 프레임 패턴 타입(xx)은 동시에 사용하려 하는 이기종 통신(블루투스 혹은 와이파이)의 전송 특성을 고려하여 선택한다.
이를 수신한 기지국은 이를 허용하거나 지원 가능한 패턴으로 변경하여 전송하거나 혹은 이를 거절할 수 있다. 실시 예에서는 이를 승인하는 것을 보여준다(503).
요청을 받은 다음 슈퍼 프레임의 시작에 전송되는 방송 채널에 슈퍼 프레임에서 사용하는 통신 설정을 알려 주는 지시자를 포함하여 전송한다(504).
이 지시자를 수신한 기지국 내의 단말들은 이 패턴에 따라 통신을 하여야한다. 지시자를 전송하는 방법으로는 패턴을 기지국이 주기적으로 시스템 정보을 전송할 때 전송할 수 있으며 이 주기는 기지국이 중요도에 따라 주기가 작게 혹은 크게 정하여 전송한다. 또는 이 패턴을 이동 단말이 공존 통신을 개시하기 전에 요청하여 수신할 수도 있다. 공존 통신이 계속되는 한 이 정보를 알려 주는 슈퍼 프레임 헤더가 전송된다(505).
이동 단말에서 같이 동작하고 있는 이기종 통신 방법의 변화 등에 의해서 프 레임 패턴을 변경할 필요가 있으면 변경 요청하는 패턴(yy)을 포함한 요청을 기지국에 전송한다(506).
이를 수신한 기지국은 이 요청을 승인, 패턴을 변경하여 전송, 혹은 거절을 할 수 있으며 실시 예에서는 승인하는 것을 보여준다 (507). 요청을 받은 슈퍼 프레임의 다음 슈퍼 프레임부터 변경된 패턴이 적용이 되며 이를 슈퍼 프레임 헤더에 방송한다 (508).
통신이 계속 유지되는 한, 적용되는 패턴이 매 슈퍼 프레임에 표시되어 전송된다(509).
이동 단말에서 공존 통신을 종료할 상황이 발생한 경우 종료 요청을 기지국에 전송한다(510).
이를 수신한 기지국을 종료를 승인한다 (511). 종료 승인 이후에 시작되는 슈퍼 프레임은 공존 패턴이 적용되지 않은 전체 프레임이 IEEE 802.16m 용으로 설정된다 (512).
도 6은 공존 통신이 개시된 후 통신 패턴이 적용된 슈퍼 프레임의 모습을 보여 주는 일 예이다.
슈퍼 프레임의 시작에 포함되는 방송 채널인 제1 방송 채널 혹은 제2 방송 채널에 공존 설정 지시자(Coexistence Configuration Indication; CCI)가 포함되어 전송된다. 공존 설정 지시자는 적용된 통신 패턴의 번호를 지시할 수도 있고, 지시 비트(Indicator bit)를 이용하여 현재 공존 통신 패턴이 사용되고 있는지 유무만 알려 줄 수도 있다. 후자의 경우, 포인터(pointer)를 통해 이 패턴이 어떤 패턴인 지를 전달하는 영역의 위치를 알려 줄 수 있다.
도 7 내지 12는 단말이 공존 모드로 전환할 때, 기지국과 단말 사이에 약속되어 있는 프레임 할당 패턴들의 예이다. 단말은 이러한 패턴에 따라 IEEE 802.16m 시스템과의 인접 밴드에 속한 다른 시스템들(예를 들어, 블루투스, 와이파이)과의 통신을 원활하게 할 수 있다. 이하에서는, 편의상 블루투스로 이기종 통신을 한정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 여기에 설명된 범위에 한정되지는 않는다.
도 7은 Tesco 6인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우, IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 예이다.
도 7의 실시 예에서 재전송은 고려하지 않기로 하고 한 번의 성공적인 블루투스 전송을 가정한다. 또한 오프셋 즉, Desco는 0로 가정한다. 도 7의 실시 예는 매번 IEEE 802.16m 프레임 시작과 동시에 블루투스 패킷 전송이 일치되는 경우이다.
위와 같은 상황에서 매 프레임 1번의 블루투스 전송을 보장하기 위한 패턴은 IEEE 802.16m과 블루투스의 시간 공유(802.16m-BT Timing Sharing)(710) 부분에 제시된다. 이 패턴은 IEEE 802.16m 의 매 3 프레임마다 반복되는 패턴으로 3개의 IEEE 802.16m 서브프레임 주기로 블루투스를 위한 프레임을 할당한다. 이 패턴은 Tesco 12, 16의 경우에도 블루투스의 성공적인 전송/수신을 보장할 수 있다. 이때 IEEE 802.16m 은 매 서브프레임마다 MAP이 할당됨을 가정한다.
도 8은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 예이다.
단말이 블루투스 전송을 위해 공존 모드 요청 후 기지국은 블루투스 패킷 전송의 시작을 항상 0.617ms (DL 서브프레임 크기)후에 시작하는 것으로 가정하며, MAP 정보는 매 4번째 DL 서브프레임 위치마다 할당되는 것으로 가정한다. 따라서 만약 단말이 공존을 위한 모드를 요청할 때, 기지국은 매 4번째 서브프레임마다 MAP을 할당할 것이므로 단말은 DL 4번째 서브프레임에 MAP을 읽고 IEEE 802.16m 통신을 위한 프레임이 할당되었음을 감지한다.
패턴 주기는 매 프레임이다. 첫 번째 블루투스 전송/수신에 실패하면, Wesco 윈도우에서 재전송을 시도하는 방식으로, 블루투스 재전송 기회를 보장하여 Tesco 윈도우 이내에 한 번의 성공적인 블루투스 전송을 보장한다. 그러나 도 8의 패턴(810)의 경우, 블루투스 오프셋이 정확히 617us의 경우 매 4번째 블루투스 전송(820)은 Tesco 6인 경우에 실패할 수 있다. 이러한 단점은 블루투스 오프셋이나 Tesco를 재조정함으로써 해결될 수도 있다.
도 9는 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
IEEE 802.16m 프레임 구조는 슈퍼 프레임 구조를 가정한다. 매 20ms 슈퍼 프레임은 슈퍼 프레임 헤더로 전달되는 시스템 정보를 획득하기 위하여 매 슈퍼 프레임의 첫 번째, 두 번째 DL 서브프레임은 IEEE 802.16m 구간으로 할당하고 MAP 정보를 포함하며, 그 다음 프레임에서는 도 8과 같이 매 4번째 서브프레임마다 MAP을 할당한다. 블루투스 패킷 오프셋(Desco)은 1.234us로 두 개의 DL 서브프레임 길이 와 같다고 가정한다.
패턴 주기는 매 프레임이다. 첫 번째 블루투스 전송/수신에 실패하면, Wesco 윈도우에서 재전송을 시도하는 방식으로, 블루투스 재전송 기회를 보장하여 Tesco 윈도우 이내에 한 번의 성공적인 블루투스 전송을 보장한다. 그러나 도 9의 패턴(910)의 경우, 네 번째 블루투스 전송(920)은 실패할 수 있다. 이러한 단점은 블루투스 오프셋이나 Tesco를 재조정함으로써 해결될 수도 있다.
도 10은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
도 10에서 보여지는 패턴(1010)은 매 프레임 내에 TTG를 포함하여 중간 3개의 서브프레임 구간을 블루투스 구간으로 할당하는 구조이다. 3개의 DL, 2개의 UL 서브프레임이 IEEE 802.16m을 위하여 할당된다. 또한 IEEE 802.16m을 위해 할당되는 DL, UL 구간이 2 서브프레임이상의 간격을 유지하여 해당 프레임 내에서 DL 데이터에 대한 ACK 정보를 전달하는 것이 용이하다. 블루투스 오프셋은 1.851 us로 세 번째 DL 서브프레임이 끝나는 시점이라고 가정한다. 그러나 도 10에서와 같이 패턴은 모든 경우에 블루투스 패킷이 성공적으로 전달될 수 있는 기회를 보장하지 못할 수 있다. 패턴 주기는 매 프레임으로 심플한 구조를 가진다.
도 11은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
도 10의 패턴의 경우 블루투스 패킷 전송을 항상 보장하는 것이 어려운 점이 있는 반면, 도 11의 패턴(1110)은 매 프레임 내에 TTG를 포함하여 중간 4개의 서브 프레임 구간을 블루투스 구간으로 할당하는 구조이다. 2개의 DL, 2개의 UL 서브프레임이 IEEE 802.16m을 위하여 할당되고 또한 IEEE 802.16m을 위해 할당되는 DL, UL 구간이 2 서브프레임이상의 간격을 유지하여 DL 데이터에 대한 ACK 정보를 전달하는 것이 용이하다. 블루투스 오프셋은 1.234 us로 두 번째 DL 서브프레임이 끝나는 시점이라고 가정한다.
재전송 기회를 보장하고 IEEE 802.16m 프레임 할당구간이 9.872ms 으로 전체 49.36%이고 나머지를 블루투스 구간으로 할당하며 현재의 블루투스 오프셋(매 프레임의 세 번째 서브프레임 시작점)으로 가정하였을 때, 다양한 Tesco (6, 12, 16) 값을 갖거나 다중 슬롯(예를 들어, esco 패킷 타입중 Ev4, Ev5의 경우 3 시간 슬롯 패킷 길이를 허용하는 경우)에도 성공적인 블루투스 패킷의 전송을 기대할 수 있다.
도 12는 IEEE 802.16m 프레임의 하향링크 프레임 구간에는 블루투스와 IEEE 802.16m 패킷 전송을 동시에 가능하게 하는 예이다.
상향링크 프레임 구간에서 간섭이 심한 현상을 보이므로 상향링크 프레임 구간에만 블루투스와 IEEE 802.16m 패킷 전송을 선택적으로 수행한다. 도 12의 방식을 도 7 내지 11의 패턴에 적용하면, 공존을 위해 전송을 금지했던 하향 링크 구간을 정상적으로 사용할 수 있고, 각각의 패턴에 의해 정의된 상향 링크 구간만 사용하지 않을 수 있다.
시간 공유 1(1210)과 같이 모든 상향링크 구간 동안 블루투스 전송을 제한할 수도 있다. 또는 시간 공유 2, 3(1220, 1230)과 같이 하향링크 구간에는 블루투스 /IEEE 802.16m이 동시에 사용을 허용하되 상향링크 구간에서는 선택적으로만 블루투스 전송을 허락할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은 IEEE 802.16m 무선 인터페이스를 가진 이동 단말이 블루투스나 Wi-Fi에 의한 간섭현상을 최소화하면서 각 시스템과의 통신을 가능하게 하는 방법에 관한 것으로, 단말 또는 기지국 등의 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 블루투스 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 2a는 블루투스 멀티 슬롯 패킷 구조를 보여준다.
도 2b는 SCO 타입과 같은 단일 슬롯 패킷의 경우, 마스터와 슬레이브 사이 전송을 도시한 것이다.
도 2c는 단일 슬롯 패킷 크기를 갖는 eSCO 윈도우(window) 6의 경우의 예를 도시한 것이다.
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서 고려되는 프레임 구조이다.
도 4는 블루투스와 Wi-Fi의 통신 대역과 인접 통신 대역 사이의 관계를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공존(Coexistence) 통신 패턴을 슈퍼 프레임에 적용하기 위한 절차를 도시한 것이다.
도 6은 공존 통신이 개시된 후 통신 패턴이 적용된 슈퍼 프레임의 모습을 보여 주는 일 예이다.
도 7은 Tesco 6인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우, IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 예이다.
도 8은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 예이다.
도 9는 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
도 10은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
도 11은 Tesco 6, Wesco 4인 블루투스 esco 단일 슬롯의 경우 IEEE 802.16m 시스템의 블루투스를 위한 프레임 할당 방식의 또 다른 예이다.
도 12는 IEEE 802.16m 프레임의 하향링크 프레임 구간에는 블루투스와 IEEE 802.16m 패킷 전송을 동시에 가능하게 하는 예이다.

Claims (13)

  1. 시분할 방식을 사용하여 이기종 통신과 공존 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    단말에서 공존 주기 요청 메시지를 통해 공존 통신 상황에 대응하는 프레임 패턴 정보를 기지국에 전송하는 단계;
    상기 프레임 패턴에 대한 승인 메시지가 수신된 후, 상기 슈퍼 프레임 헤더를 통해 상기 프레임 패턴에 대한 공존 설정 지시자를 수신하는 단계; 및
    상기 프레임 패턴에 대응하는 이기종 통신 구간에서 이기종 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 이기종 통신 구간은 블루투스 또는 와이파이 중 적어도 하나의 이기종 통신을 수행하기 위한 구간인, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공존 설정 지시자는,
    상기 슈퍼프레임 헤더의 제1 방송채널(Primary Broadcast Channel; PBCH) 또는 제2 방송채널(Secondary Broadcast Channel; SBCH) 중 적어도 하나를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 슈퍼 프레임 헤더가 속한 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 두 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하고, 나머지 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 세 번째 하향링크 서브프레임과 스위칭 시간 구간 사이에 위치하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    각 프레임마다 일정 수의 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 배 치되는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이기종 통신을 수행하는 단계는, IEEE 802.16m의 서브프레임을 이용한 통신을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  8. 시분할 방식을 사용하여 이기종 통신과 공존 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    단말로부터 공존 주기 요청 메시지를 통해 공존 통신 상황에 대응하는 프레임 패턴 정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 패턴에 대한 승인 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계;
    상기 단말에 슈퍼 프레임 헤더를 통해 상기 프레임 패턴에 대한 공존 설정 지시자를 전송하는 단계; 및
    상기 프레임 패턴에 따른 이기종 통신 구간을 고려하여 상기 슈퍼 프레임 헤더 이후의 서브프레임들을 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 이기종 통신 구간은 블루투스 또는 와이파이 중 적어도 하나의 이기종 통신을 수행하기 위한 구간인, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공존 설정 지시자는,
    상기 슈퍼프레임 헤더의 제1 방송채널(Primary Broadcast Channel; PBCH) 또는 제2 방송채널(Secondary Broadcast Channel; SBCH) 중 적어도 하나를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 슈퍼 프레임 헤더가 속한 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 두 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하고, 나머지 프레임에서는 상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 첫 번째 하향링크 서브프레임에 바로 인접하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    상기 이기종 통신 구간이 각 프레임의 세 번째 하향링크 서브프레임과 스위 칭 시간 구간 사이에 위치하는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴은,
    각 프레임마다 일정 수의 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는, 프레임 할당을 이용한 공존 통신 수행방법.
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