KR20110033030A

KR20110033030A - 무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110033030A
Application number: KR1020100085371A
Authority: KR
Inventors: 임빈철; 이욱봉; 이문일; 김수남; 고현수; 박성호; 구자호; 천진영; 강승현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-03-30
Also published as: US8699315B2; EP2482508A2; WO2011037396A2; US20130163484A1; WO2011037396A3; EP2482508A4

Abstract

무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법이 개시된다. 기존의 프레임 구조, 기존 방식의 안테나 배치 및 통신 시스템으로는 고속으로 움직이는 고속 이동체에 대해 링크 용량 및 품질을 보장하기 어려운 문제가 있어서 새롭게 프레임 구조를 제안할 필요가 있다. 새롭게 제안한 프레임 구조의 일 예로서, 하나의 프레임은 8개의 서브프레임으로 구성되며, 상기 각 8개의 서브프레임은 11개 내지 14개 중 어느 하나 개수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 서브프레임이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하(1/8, 1/16, 1/32, 1/64)이다.

Description

무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법{The apparatus and method for transmitting and receiving signals using predefined frame structure in a wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 논의되고 있는 4G 셀룰러 통신 시스템은 하나의 기본 프레임을 바탕으로 설계되어 있으며, 주로 저속으로 이동하는 사용자를 타겟팅하여 성능을 최적화할 수 있도록 설계되어 있다. 이러한 시스템은 350km/h의 속도로 고속 이동하는 사용자도 지원할 수 있도록 설계는 되어 있지만, 저속의 사용자의 성능과 비교하면 성능이 많이 떨어지는 것이 사실이다.

이러한 셀룰러 통신 시스템을 고속열차에 그대로 적용한다면, 고속 열차의 속도가 350km/h 인 높은 이동성(high mobility) 때문에, 네트워크와 고속 열차 간의 링크 품질(link quality)은 떨어지며, 충분한 링크 용량도 확보하기 어렵다.

따라서, 향후 고속열차의 속도가 기술의 발전에 의해 500km/h를 넘어간다면 성능 열화는 더욱 심해질 것으로 예상되며 탑승객에 대한 무선 데이터 서비스의 품질은 상당히 떨어질 것이다. 또한 매크로 기지국의 용량(capacity)을 고속열차가 일부 사용하는 시나리오가 되어 셀 내의 다른 사용자들의 데이터 통신을 저해하게 된다.

한편 네트워크와 고속 열차 간의 통신에 무선 통신이 아닌 유선 통신을 이용한 방식이 사용되기도 한다. 예를 들어, 고속 열차가 접촉해 있는 선로를 이용하여 교류 신호를 통해 고속 열차와 네트워크 간의 통신이 수행되기도 하지만 이런 시스템은 선로 자체의 용량이 낮다는 단점이 있고 동시 접속하는 선로의 개수가 2개로 한정적이라는 물리적 제약으로 더 많은 링크를 만들어 내기 어렵다는 단점이 있다.

마찬가지로 파워 라인(power line)을 이용하여 통신을 수행하는 PLC(Power Line Comunication) 방식도 있으나 선로를 이용한 통신 방식과 같은 단점을 가지고 있고, 파워 라인이 없는 열차의 경우 적용할 수 없다는 점이 약점이라고 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 기존의 프레임 구조, 기존 방식의 안테나 배치 및 통신 시스템으로는 고속으로 움직이는 고속 이동체에 대해 링크 용량 및 품질을 보장하기 어려운 문제점이 있었다. 그러나, 아직까지 이를 해결하기 위한 방안이 전혀 연구되거나 제시된 바가 없다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법은, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 이용되는 소정의 프레임 구조에서 하나의 프레임은 8개의 서브프레임으로 구성되며, 상기 각 8개의 서브프레임은 11개 내지 14개 중 어느 하나 개수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 서브프레임이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하이다.

상기 프레임은 시간 분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 프레임 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex) 프레임일 수 있다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우, 상기 FDD 프레임은 7개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우, 상기 FDD 프레임은 2개의 타입-5 서브프레임과 6개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우, 상기 FDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우, 상기 FDD 프레임은 5개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우, 상기 TDD 프레임은 8개의 타입-5 서브프레임으로 구성되거나, 또는 1개의 타입-4 서브프레임 및 7개의 타입-5 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-4, 타입-5, 타입-6 서브프레임은 각각 11개, 12개, 13개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우, 상기 TDD 프레임은 3개의 타입-5 서브프레임과 5개의 타입-6 서브프레임으로 구성되거나, 4개의 타입-5 서브프레임과 4개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우, 상기 TDD 프레임은 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되거나, 8개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기 방법에서, 상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우, 상기 TDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되거나, 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치는, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 하나의 프레임이 8개의 서브프레임으로 구성되며, 상기 각 8개의 서브프레임은 11개 내지 14개 중 어느 하나 개수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 서브프레임이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 상기 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 장치.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법은, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 프레임 구조에서 하나의 프레임은 16개의 서브프레임으로 구성되되, 상기 각 16개의 서브프레임은 6개의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 타입-1 서브프레임, 7개의 OFDMA 심볼로 구성된 타입-2 서브프레임 및 5개의 OFDMA 심볼로 이루어진 타입-3 서브프레임 중 어느 하나이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하이다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치는, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 하나의 프레임이 16개의 서브프레임으로 구성되고, 상기 각 16개의 서브프레임은 6개의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 타입-1 서브프레임, 7개의 OFDMA 심볼로 구성된 타입-2 서브프레임 및 5개의 OFDMA 심볼로 이루어진 타입-3 서브프레임 중 어느 하나이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 상기 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법은, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 프레임 구조에서 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 각 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성되며, 부반송파 간의 간격은 30Hz로 설정되고, 각 슬롯은 15개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되며, 상기 프레임에서 CP(Cyclic Prefix) 길이를 제외한 OFDA 심볼 길이(duration)은 1024Ts(여기서, Ts=1/(15000×2048) seconds)이며, 상기 프레임은 CP 길이가 0이다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치는, 상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 각 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성되며, 부반송파 간의 간격은 30Hz로 설정되고, 각 슬롯은 15개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되며, 상기 프레임에서 CP(Cyclic Prefix) 길이를 제외한 OFDA 심볼 길이(duration)은 1024Ts(여기서, Ts=1/(15000×2048) seconds)이며, 상기 프레임은 CP 길이가 0인 상기 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어한다.

본 발명에 따른 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 경우, 고속으로 이동하는 사용자들에게 링크 용량 및 품질을 보장하는 양질의 통신 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 프레임 구조를 이용함으로써, 고속으로 이동하는 사용자에 대한 통신 성능이 향상된다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면,
도 3의 (a)는 IEEE 802.16m 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 3GPP LTE 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 4는 이동 통신 시스템에서 CP(Cyclic Prefix)를 포함하는 심볼 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 통신 시스템은 기지국(100), 중계기(150), 단말(180), 네트워크(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 시스템을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(100), 하나의 중계기(200), 하나의 단말(300)을 도시하였지만, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 복수의 기지국, 중계기, 단말을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기지국(100)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(105), 심볼 변조기(110), 송신기(115), 송수신 안테나(120), 프로세서(125), 메모리(130), 수신기(135), 심볼 복조기(140), 수신 데이터 프로세서(145)를 포함할 수 있다. 그리고, 중계기(150)도 송신(Tx) 데이터 프로세서(155), 심볼 변조기(160), 송신기(165), 송수신 안테나(170), 프로세서(175), 메모리(176), 수신기(177), 심볼 복조기(178), 수신 데이터 프로세서(179)를 포함할 수 있다. 또한, 단말(180)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(182), 심볼 변조기(184), 송신기(186), 송수신 안테나(188), 프로세서(190), 메모리(192), 수신기(194), 심볼 복조기(196), 수신 데이터 프로세서(198)를 포함할 수 있다.

안테나(120, 170 및 188)가 각각 기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)은 복수 개의 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 본 발명에 따른 기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 기지국(100)의 송신 데이터 프로세서(105)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들") 을 제공한다. 심볼 변조기(110)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

기지국(100)의 심볼 변조기(110)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(115)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.

기지국(100)의 송신기(115)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 이어서, 하향링크 신호는 안테나(120)를 통해 단말로 전송된다.

중계기(150)의 수신 안테나(170)는 기지국(100)으로부터 통해 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 중계기(150)의 프로세서(175)는 기지국(100)으로부터 수신한 하향링크 신호를 복조하여 처리한 후, 송신 안테나(170)를 통해 단말(110)로 전송해 줄 수 있다. 또한, 중계기(150)의 수신 안테나(170)는 단말(110)로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 중계기(150)의 프로세서(175)는 단말(110)로부터 수신한 상향링크 신호를 복조하여 처리한 후, 기지국(100)으로 전송할 수 있다.

단말(180)에서, 안테나(188)는 기지국(100) 또는 중계기(150)로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(194)로 제공한다. 수신기(194)는 수신된 신호를 조정 하여(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting))하고, 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(198)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(190)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(196)는 프로세서(190)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(198)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping)) 하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(196) 및 수신 데이터 프로세서(198)에 의한 처리는 각각 기지국(100)에서의 심볼 변조기(110) 및 송신 데이터 프로세서(105)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(180)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(182)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(184)는 데이터 심볼들을 수신하여 파일럿 심볼들과 함께 다중화하여, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(186)로 제공한다. 송신기(186)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시키고, 이러한 상향링크 신호는 안테나(135)를 통해 기지국(100) 또는 중계기(150)로 전송된다.

기지국(100)에서, 단말(180)로부터 상향링크 신호가 안테나(130)를 통해 를 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말기(180)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

기지국(100), 중계기(150), 단말(180) 각각의 프로세서(125, 175, 190)는 각각 기지국(100), 중계기(150), 단말(180)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(125, 175, 190)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리들(130, 176, 192)과 연결될 수 있다. 메모리(130, 176, 192)는 각각 프로세서(125, 175, 190)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(125, 175, 190)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(125, 175, 190)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(125, 175, 190)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(125, 175, 190) 내에 구비되거나 메모리(130, 176, 192)에 저장되어 프로세서(125, 175, 190)에 의해 구동될 수 있다.

기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은, 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 단말(180)과 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 기지국(100), 중계기(150) 및 단말(180)은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환한다.

고속 열차의 탑승객들이 사용할 수 있는 통신 방법에는 탑승객 개인이 직접 이동 통신망에 접속하는 방법과 고속 열차가 중계기(relay)가 되어 네트워크와 탑승객을 연결시켜 주는 방식이 있을 수 있다. 전자의 방식에 비해 후자의 방식이 핸드오버의 횟수가 줄어들기도 하며 중계기와 탑승객 간의 상대 속도가 없기 때문에 CL-MIMO(Closed Loop-MIMO)와 같은 더욱 향상된 방법으로 더 많은 데이터를 주고 받을 수 있게 할 수 있다. 본 명세서에서는 후자의 방식처럼 고속 열차가 네트워크와 탑승객의 데이터 통신을 연결해 주는 가교역할을 함에 있어서 네트워크와 고속열차 간의 링크 용량을 극대화하기 위해 사용될 수 있는 방법에 대해서 제안한다.

이하에서는 네트워크와 고속 열차 간의 링크 용량(link capacity)을 증가시키기 위해서 물리적인 채널 환경을 인위적으로 변형한 통신 시스템을 제안하고 그러한 통신 시스템에 적합한 프레임 구조를 제안한다.

도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 통신 시스템에는 네트워크, 상기 네트워크와 연결된 기지국(100)이 있다. 여기서, 기지국(100)은 AP(Access Point), 매크로셀 기지국(Macrocell BS), 펨토셀 기지국(Femtocell BS) 등 다양한 형태의 기지국일 수 있다. 기지국들은 고속 이동체(이하에서는 고속 이동체를 고속 열차로 예를 들어 설명한다)(200) 선로 또는 궤도를 따라 소정 간격을 유지하며 배치될 수 있다. 특정 영역을 커버하는 기지국(100)은 복수의 안테나를 구비할 수 있다.

최근에 광대역 무선 통신 기술로서 다중 입출력 시스템이 각광받고 있는데 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하여 데이터의 통신 효율을 높이는 시스템을 말한다. MIMO 시스템은 동일 데이터 전송 여부에 따라 공간 다중화 기법(Spatial Multiplexing, SM)과 공간 다이버시티(Spatial Diversity, SD) 기법으로 나눌 수 있다. 공간 다중화 기법은 다수의 송신 안테나를 통하여 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가하지 않고서도 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 방식을 말하며, 공간 다이버시티 기법은 다수의 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 송신 다이버시티를 얻을 수 있는 방식을 말한다. 이러한 공간 다이버시티 기법의 일 예로 시공간 채널 코딩(Space Time Channel coding)이 있다.

또한, MIMO 기술은 수신측에서 송신측으로의 채널 정보의 피드백 여부에 따라 개루프 방식 및 폐루프 방식으로 구분할 수 있다. 개루프 방식에는 송신단에서 정보를 병렬로 전송하며 수신단에서는 ZF(Zero Forcing), MMSE(Minimum Mean Square Error)방식을 반복 사용하여 신호를 검출하고 송신 안테나 수만큼 정보량을 늘릴 수 있는 블라스트(BLAST) 및 공간 영역을 이용하여 전송 다이버시티와 부호화 이득을 얻을 수 있는 STTC(Space-Time Trellis Code) 방식 등이 있다. 그리고 폐루프 방식에는 TxAA(Transmit Antenna Array) 방식 등이 있다.

고속열차(200)와 같이 차량길이가 충분히 긴 경우, 도 2에서 도시한 바와 같이, 많은 수의 수신 안테나를 설치할 수 있다. 이와 같이, 기지국(100)의 안테나(120)가 분산되어 배치됨에 따라, 기지국(100)은 각 송신 안테나(또는 송신 안테나 그룹)의 송신 전력을 조절하여 하나의 송신 안테나(또는 송신 안테나 그룹)가 고속 열차(200)의 하나의 수신 안테나(또는 수신 안테나 그룹)(210)에만 영향을 줄 수 있도록 할 수 있다. 이러한 경우, 기지국(100)의 송신 안테나(또는 송신 안테나 그룹)의 개수만큼 공간 다중화 등급이 증가하기 때문에, 기지국(100)과 고속 열차(200) 간에 대용량의 링크를 확보할 수 있게 된다.

고속 열차(200)의 하나의 안테나(혹은 하나의 안테나 그룹) 기지국(100)의 하나의 안테나(혹은 하나의 안테나 그룹)는 1:1로 링크를 형성할 수 있다. 기지국(100)의 송신 안테나 그룹은 하나 이상의 물리적 안테나로 구성될 수 있으며, 이들 송신 안테나 그룹 간에는 동일한 파일럿 구조와 시퀀스를 공유한다. 고속 열차(200)의 수신 안테나 그룹도 하나 이상의 물리적 안테나로 구성될 수 있다. 이때, 고속 열차(200)에는 각 차량 마다 하나의 수신 안테나 그룹을 형성하여 배치할 수 있다.

기지국(100)과 고속 열차와의 거리가 가깝고 또한 LOS 환경이 지배적이라면 기존에 정의되고 제안된 프레임 구조를 이러한 채널 환경에 최적이 되도록 새로이 재정의할 필요가 있다. 종래의 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e, IEEE 802.16m, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) , 3GPP LTE-A 시스템의 프레임 구조는 다음 도 3에 도시한 바와 같다.

도 3의 (a)는 IEEE 802.16m 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 3GPP LTE 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)를 참조하면, AAI(Advanced Air Interface) 시스템 중 하나인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 시스템에서 프레임은 복수의 서브프레임을 포함하고, 서브프레임은 주파수 축에서는 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함하고 시간 축에서는 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 프레임이 포함하는 복수의 서브프레임 중 일부는 상향링크 데이터를 전송하는데 사용되고 나머지는 하향링크 데이터를 전송하는데 사용된다. 각각의 20ms 수퍼프레임은 4개의 같은 크기의 5ms 프레임으로 나누어진다. 5ms 프레임은 5MHz, 10MHz 및 20MHz 중 하나의 채널 대역폭을 가지며, 채널 대역폭에 따라 각 5ms의 무선 프레임은 7개 또는 8개의 서브프레임으로 구성될 수 있다.

기지국(100)은 프레임 구조에서 제어 채널을 이용하여 단말(180)에게 시스템 정보 및 제어 정보 등을 전송해 줄 수 있고, 나머지 제어 채널을 제외한 프레임 영역에서는 데이터 등을 전송해 줄 수 있다. 기지국(100)이 단말(180)로 제어 정보를 전송해 주는 제어 채널에는 수퍼프레임 헤더(SuperFrame Header, SFH), A-MAP(Advanced-MAP) 등이 있다. 이 중에서 수퍼프레임 헤더는 주 수퍼프레임 헤더(Primary Superframe header, P-SCH) 및 부 수퍼프레임 헤더(Secondary Superframe header, S-SFH)를 포함한다. 수퍼프레임 헤더는 단말(180)에게 필수적이거나 부가적인 시스템 정보를 방송하는데 사용되는 채널이다. 즉, 기지국(100)은 단말(180)에게 수퍼프레임 헤더를 전송해줌으로써 단말(180)이 전원을 켜서 초기에 네트워크에 진입하거나, 혹은 네트워크에 재진입하거나, 단말이 이동함에 따라 핸드오버를 수행하는 경우에 도움을 줄 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 3GPP LTE 시스템에서 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(슬롯)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

기존의 프레임 구조는 공통적으로 수퍼프레임, 프레임, 서브프레임, 슬롯으로 시간 축을 따라 유닛을 구분하여 사용하며 주파수 축으로는 다수개의 부반송파의 집합인 자원블록(RB) 혹은 자원 유닛(RU)를 최소 단위로 하는 구조를 가지고 있다. 기존의 프레임 구조는 기지국(100) 및 단말(180) 간의 통신에서 다중경로 지연(multipath delay)에 의한 신호 왜곡을 방지하기 위해 각 OFDM 심볼 마다 CP (Cyclic Prefix)를 삽입하여 사용하고 있다.

이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템, IEEE 802.16m 시스템 등에서는 다중 반송파 변조방식으로 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 약칭함) 방식을 이용한다. 이하에서 OFDM 방식의 기본원리는 간략히 살펴본다.

OFDM 시스템에서 고속 데이터 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 스트림(data stream)을 저속 데이터 전송률(slow-rate)을 갖는 많은 수의 데이터 스트림으로 나누는데, 이는 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하려는 것이다. 이러한 다수의 반송파 각각을 부반송파(subcarrier)라 부른다. OFDM 시스템에서 다수의 반송파 간에 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신단에서의 검출이 가능하다. 고속 전송률을 갖는 데이터 스트림은 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 스트림(data stream)로 변환되고, 병렬로 변환된 다수의 데이터 스트림에 각각의 부반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 스트림이 합해져서 수신단으로 전송될 수 있다.

직/병렬 변환부에 의해 생성된 다수의 병렬 데이터 스트림은, 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)에 의하여 다수의 부반송파로 전송될 수 있다. 이때, IDFT는 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다. 낮은 전송률을 갖는 부반송파의 심볼 주기(심볼 duration)가 증가하게 되므로 다중경로 지연확산에 의해 발생하는 시간상에서의 상대적인 신호 분산(dispersion)이 감소한다.

이러한 OFDM 방식을 이용한 무선 통신에서, 심볼 간 간섭(Inter-심볼 Interference)을 줄이기 위하여 심볼 사이에 채널의 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입할 수 있다. 즉, 각 심볼이 다중경로 채널을 통해 전송되는 동안, 연속된 심볼 사이에 채널의 최대 지연확산(Delay Spread)보다 긴 보호구간(Guard Interval)을 삽입한다. 이때, 부반송파 간의 직교성(Orthogonality) 파괴를 방지하기 위해 유효 심볼 구간의 마지막 구간(즉, 보호구간)의 신호를 복사하여 심볼의 앞 부분에 삽입한다. 이를 순환 전치부(CP: cyclic prefix, 이하 CP라고 칭한다)라 부른다.

도 4는 이동 통신 시스템에서 CP(Cyclic Prefix)를 포함하는 심볼 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 심볼 주기(Ts)는 실제 데이터가 전송되는 유효 심볼 구간(Tb)과 보호구간(Tg)의 합이 된다. 수신단에서는 보호구간(Tg)을 제거한 후 유효 심볼 구간 동안의 데이터를 취하여 복조를 수행하게 된다. 송신단 및 수신단은 순환전치 부호를 사용하여 서로 동기화를 이룰 수 있으며, 데이터 심볼간 직교성을 유지할 수 있다.

그러나, 본 발명에서 고려하는 안테나 배치에서는 송수신 안테나 간 거리가 매우 짧고 LOS 상황이기 때문에 CP를 생략하여도 지연에 의한 신호 왜곡은 발생하지 않는다. 따라서, 기존의 프레임 구조와 공통성(commonality)을 최대한 유지하되 기존의 프레임 구조에 포함된 CP를 없애거나 CP 길이를 줄이는 방향으로 더 많은 자원을 확보할 수 있는 프레임 구조를 제안한다. IEEE 802.16m 시스템이나 LTE/LTE-A 시스템 모두 기본적으로 스케줄링의 최소 단위가 서브프레임 단위로 되어 있기 때문에 서브프레임 길이를 각각 5ms, 1ms로 유지하는 것이 바람직하다.

3GPP LTE, LTE-A 시스템의 프레임 구조를 바탕으로 본 발명에서 고려하고 있는 채널환경에 맞도록 CP를 제거하거나 줄인 경우의 프레임 구조를 제안한다. LOS 채널 및 짧은 거리를 위한 LTE(프레임 구조 타입 1) 기반 프레임 구조를 설명한다.

LTE 시스템의 프레임 구조에서, 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되며, 한 개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. Normal CP인 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDMA 심볼로 구성되고, CP 길이는 슬롯의 첫 번째 OFDMA 심볼은 160Ts, 그 외 6개의 OFDMA 심볼은 모두 144Ts이다. 여기에서 Ts(= 1/(15000x2048) seconds)는 기본 시간 단위이다. 이러한 프레임 구조는 Δf(부반송파 간격)가 15kHz로서, 고속 열차의 도플러 시프트(Doppler shift)를 고려한다면 Δf를 30kHz로 증가시켜서 OFDM의 부반송파 간의 직교성을 확보하는 것이 바람직하다. Δf를 기존의 프레임 구조에서 정의된 값 보다 소정 배수로 증가시킬 수 있지만, 2배로 증가시키는 것이 이미 구현된 샘플러(sampler)를 사용할 수 있다는 점 등으로 바람직하다. 만약, Δf를 기존의 프레임 구조에서 정의된 값 보다 4배를 증가시키면, 매 심볼마다 CP를 붙여야 하는 단점이 있다.

이와 같이, 부반송파 간격 Δf를 기존의 프레임 구조에서의 부반송파 간격 보다 2배로 증가시켜 새롭게 프레임 구조를 구성하는 경우에, Δf를 바탕으로 물리 파라미터와 슬롯/서브프레임을 재정의하면 다음과 같다. 다음 표 1은 Δf를 기존의 값보다 2배인 30kHz 인 경우에, 새롭게 정의한 물리 파라미터에 대해 나타내고 있다.

파라미터	내용
슬롯 별 OFDM 심볼들의 개수	14개
CP 없이 한 OFDM 심볼의 길이(duration)	1024Ts
CP 크기	14개의 OFDM 심볼 중 하나의 OFDM 심볼의 CP는 88Ts이고 나머지 다른 OFDM 심볼들의 CP는 72Ts이다.
대역폭 별 N_FFT 크기	(BW:N_FFT)=(5MHz:256), (10MHz:512), (20MHz:1024), (40MHz:2048) 여기서, N_FFT는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기

상기 표 1과 달리, Δf=30kHz 인 경우에 표 2와 같이 물리 파라미터를 정의할 수도 있다.

파라미터	내용
슬롯 별 OFDM 심볼들의 개수	15개
CP 없이 한 OFDM 심볼의 길이(duration)	1024Ts
CP 크기	0
대역폭 별 N_FFT 크기	(BW:N_FFT)=(5MHz:256), (10MHz:512), (20MHz:1024), (40MHz:2048) 여기서, N_FFT는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기

다음으로, IEEE 802.16m 시스템의 프레임 구조를 바탕으로 본 발명에서 고려하고 있는 채널환경에 맞도록 CP를 제거한 경우의 프레임 구조를 제안한다. LOS 채널 및 짧은 거리를 위한 IEEE 802.16m 기반 프레임 구조를 설명한다.

The nominal channel bandwidth, BW (MHz)			5	7	8.75	10	20
Sampling factor, n			28/25	8/7	8/7	28/25	28/25
Sampling frequency, F_S (MHz)			5.6	8	10	11.2	22.4
FFT size, N _FFT			256	512	512	512	1024
Subcarrier spacing, Δf (kHz)			21.88	15.63	19.53	21.88	21.88
Useful symbol time, T_b (ms)			45.71	64	51.2	45.71	45.71
CP ratio, G=1/8	OFDMA symbol time, Ts (ms)		51.429	72	57.6	51.429	51.429
	FDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		97	69	86	97	97
	FDD	Idle time (ms)		11.429	32	46.4	11.429	11.429
	TDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		96 (or 95)	68 (or 67)	85 (or 84)	96 (or 95)	96 (or 95)
	TDD	TTG + RTG (ms)		62.857 (or 114.286)	104 (or 176)	104 (or 161.6)	62.857 (or 114.286)	62.857 (or 114.286)
CP ratio, G=1/16	OFDMA symbol time, Ts (ms)		48.571	68	54.4	48.571	48.571
	FDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		102	73	91	102	102
	FDD	Idle time (ms)		45.714	36	49.6	45.714	45.714
	TDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		101 (or 100)	72 (or 71)	90 (or 89)	101 (or 100)	101 (or 100)
	TDD	TTG + RTG (ms)		94.286 (or 142.857 )	104 (or 172)	104 (or 158.4)	94.286 (or 142.857 )	94.286 (or 142.857 )
CP ratio, G=1/32	OFDMA symbol time, Ts (ms)		47.143	66	52.8	47.143	47.143
	FDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		106	75	94	106	106
	FDD	Idle time (ms)		2.857	50	36.8	2.857	2.857
	TDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		105 (or 104)	74 (or 73)	93 (or 92)	105 (or 104)	105 (or 104)
	TDD	TTG + RTG (ms)		50 (or 97.143)	116 (or 182)	89.6 (or 142.4)	50 (or 97.143)	50 (or 97.143)
CP ratio, G=1/64	OFDMA symbol time, Ts (ms)		46.429	65	52	46.429	46.429
	FDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		107	76	96	107	107
	FDD	Idle time (ms)		32.143	60	8	32.143	32.143
	TDD	No. of OFDMA symbols per 5ms frame		106 (or 105)	75 (or 74)	95 (or 94)	106 (or 105)	106 (or 105)
	TDD	TTG + RTG (ms)		78.571 (or 125)	125 (or 190)	60 (or 112)	78.571 (or 125)	78.571 (or 125)

상기 표 3에서는, 고속으로 이동하는 고속 이동체에 대한 환경을 고려하여 고속 이동체에 좋은 성능의 통신 서비스를 제공하기 위해, 기존에 정의된 프레임 구조에서의 물리 파라미터 값을 재정의하였다. 이렇게 새롭게 물리 파라미터의 값을 설계함에 따라 서브프레임 구성도 달라지게 된다. 이하에서는 새롭게 정의된 물리 파라미터 값에 따라 달라지는 서브프레임 구성에 대해 살펴본다.

먼저, 5/10/20MHz의 채널 대역폭을 갖는 경우에 대해 설명한다.

기존 시스템의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 타이밍을 그대로 차용하기 위해 한 개의 프레임은 8개의 서브프레임으로 구성할 수 있다. 이때 새로운 서브프레임을 구성하는 OFDMA(혹은 OFDM) 심볼의 개수는 다음 표 4와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 타입-4 서브프레임은 11개의 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임, 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임, 타입-6 서브프레임은 13개 심볼로 구성된 서브프레임, 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 서브프레임으로 정의하여 사용한다. 정의한 타입-4 내지 타입-7 서브프레임은 일 예로서 반드시 타입-4 프레임이 11개의 OFDMA 심볼로 구성되어야 하는 것은 아니다. 서브프레임 타입을 이와 다르게 정의할 수도 있다.

	FDD				TDD
Subframe type (Number of OFDMA symbols)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8	0	7	1	0	0	8	0	0
					1	7	0	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/16	0	2	6	0	0	3	5	0
					0	4	4	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/32	0	0	6	2	0	0	7	1
					0	0	8	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/64	0	0	5	3	0	0	6	2
					0	0	7	1

표 4에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 7개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성된다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 2개의 타입-5 서브프레임과 6개의 타입-6 서브프레임으로 구성된다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 5개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 4에서 TDD 프레임의 경우에는 CP 비율(G)이 같더라도 셀 반경의 큰지 작은지 여부에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 8개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 1개의 타입-4 서브프레임과 7개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/16인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 3개의 타입-5 서브프레임과 5개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 4개의 타입-5 서브프레임과 4개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다. 한편, CP 비율(G)=1/32인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되고 큰 셀의 경우 8개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀의 경우 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다.

또 다른 설계 방식으로 하나의 서브프레임을 기본 6개의 OFDMA 심볼로 구성하는 구조를 고려할 수 있다. 이 경우 기존 시스템의 매핑 규칙(Mapping rule) 및 퍼뮤테이션 규칙(permutation rule)을 그대로 재활용할 수 있으며 한 개의 프레임은 16개의 서브프레임으로 구성할 수 있다. 이 경우 아래 표 5와 같이 프레임을 구성할 수 있다.

(참고사항: 아래 표 5, 7, 9에서 기존에 16m에서 타입-1 서브프레임은 6개, 타입-2 서브프레임은 7개, 타입-3 서브프레임은 5개 심볼로 구성된 서브프레임으로 정의되어 있어서, 이것에 맞추어 표 5를 작성하였습니다)

	FDD			TDD
Subframe type (Number of OFDMA symbols)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8		15	1		16
				1	15
Number of subframe in a frame in case of G=1/16		10	6		11	5
					12	4
Number of subframe in a frame in case of G=1/32		6	10		7	9
					8	8
Number of subframe in a frame in case of G=1/64		5	11		6	10
					7	9

표 5에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 15개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 10개의 타입-1 서브프레임과 6개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 6개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 5개의 타입-1 서브프레임과 11개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 5에서 TDD 프레임의 경우를 살펴본다. 표 4에서 설명한 바와 같이 TDD 프레임의 경우는 셀 반경(작은 셀, 큰 셀)에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 16개의 타입-1 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 15개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-3 서브프레임으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 11개의 타입-1 서브프레임과 5개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 12개의 타입-1 서브프레임과 4개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 7개의 타입-1 서브프레임과 9개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 8개의 타입-1 서브프레임과 8개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 6개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 7개의 타입-1 서브프레임과 9개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

먼저, 7MHz의 채널 대역폭을 갖는 경우에 대해 설명한다.

기존 시스템의 HARQ 타이밍을 그대로 차용하기 위해 한 개의 프레임이 6개의 서브프레임으로 구성될 수 있으며, 이때 서브프레임을 구성하는 OFDMA 심볼의 개수는 아래 표 6과 같이 나타낼 수 있다. 표 6은 하나의 프레임을 구성하는 새로운 서브프레임의 타입과 각 타입의 개수의 예들을 나타낸 표이다.

	FDD				TDD
Subframe type (Number of OFDMA symbols)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8	3	3	0	0	4	2	0	0
					5	1	0	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/16	0	5	1	0	0	6	0	0
					1	5	0	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/32	0	3	3	0	0	4	2	0
					0	5	1	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/64	0	2	4	0	0	3	3	0
					0	4	2	0

표 6에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 3개의 타입-4 서브프레임과 3개의 타입-5 서브프레임으로 구성된다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 5개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성된다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 3개의 타입-5 서브프레임과 3개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 2개의 타입-5 서브프레임과 4개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 6에서 TDD 프레임의 경우에는 CP 비율(G)이 같더라도 셀 반경의 큰지 작은지 여부에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 4개의 타입-4 서브프레임과 2개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 5개의 타입-4 서브프레임과 1개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/16인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 6개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 1개의 타입-4 서브프레임과 5개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있다. 한편, CP 비율(G)=1/32인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 4개의 타입-5 서브프레임과 2개의 타입-6 서브프레임으로 구성되고 큰 셀의 경우 5개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 3개의 타입-5 서브프레임과 3개의 타입-6 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀의 경우 4개의 타입-5 서브프레임과 2개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다.

또 다른 설계 방식으로 하나의 서브프레임을 기본 6개의 OFDMA 심볼로 구성하는 구조를 고려할 수 있다. 이 경우 기존 시스템의 매핑 규칙 및 퍼뮤테이션 규칙을 그대로 재활용할 수 있으며 한 개의 프레임은 12개의 서브프레임으로 구성할 수 있다. 이 경우 아래 표 7과와 같이 프레임을 구성할 수 있다. 다음 표 7은 하나의 프레임을 구성하는 새로운 서브프레임의 타입과 각 타입의 개수의 예를 나타낸 도면이다.

	FDD			TDD
Subframe type (Number of OFDMA symbols)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8	3	9		4	8
				5	7
Number of subframe in a frame in case of G=1/16		11	1		12
				1	11
Number of subframe in a frame in case of G=1/32		9	3		10	2
					11	1
Number of subframe in a frame in case of G=1/64		8	4		9	3
					10	2

표 7에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 9개의 타입-1 서브프레임과 3개의 타입-3 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 11개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 9개의 타입-1 서브프레임과 3개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 8개의 타입-1 서브프레임과 4개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 7에서 TDD 프레임의 경우를 살펴본다. TDD 프레임의 경우는 셀 반경(작은 셀, 큰 셀)에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 8개의 타입-1 서브프레임 및 4개의 타입-3 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 7개의 타입-1 서브프레임과 5개의 타입-3 서브프레임으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 12개의 타입-1 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 11개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-3 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 10개의 타입-1 서브프레임과 2개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 11개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 9개의 타입-1 서브프레임과 3개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 10개의 타입-1 서브프레임과 2개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

다음으로, 8.75MHz의 채널 대역폭에 대한 프레임 구성에 대해 살펴본다. 다음 표 8은 하나의 프레임을 구성하는 서브프레임의 타입과 각 타입의 개수의 예를 나타낸 표이다.

	FDD				TDD
Subframe type (Number of OFDMA symbols)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)	Type-4 (11)	Type-5 (12)	Type-6 (13)	Type-7 (14)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8	0	5	2	0	0	6	1	0
					0	7	0	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/16	0	0	7	0	0	1	6	0
					0	2	5	0
Number of subframe in a frame in case of G=1/32	0	0	4	3	0	0	5	2
					0	0	6	1
Number of subframe in a frame in case of G=1/64	0	0	2	5	0	0	3	4
					0	0	4	3

표 8에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 5개의 타입-5 서브프레임과 2개의 타입-6 서브프레임으로 구성된다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 7개의 타입-6 서브프레임만으로 구성된다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 4개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 2개의 타입-6 서브프레임과 5개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 8에서 TDD 프레임의 경우에는 CP 비율(G)이 같더라도 셀 반경의 큰지 작은지 여부에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 6개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 7개의 타입-5 서브프레임으로 구성될 수 있다. 그리고, CP 비율(G)=1/16인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 1개의 타입-5 서브프레임과 6개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있고 큰 셀의 경우에는 2개의 타입-5 서브프레임과 5개의 타입-6 서브프레임으로 구성될 수 있다. 한편, CP 비율(G)=1/32인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 5개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되고 큰 셀의 경우 6개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, TDD 프레임은 작은 셀의 경우 3개의 타입-6 서브프레임과 4개의 타입-7 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀의 경우 4개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성될 수 있다.

또 다른 설계 방식으로 하나의 서브프레임을 기본 6개의 OFDMA 심볼로 구성하는 구조를 고려할 수 있다. 이 경우 기존 시스템의 매핑 규칙 및 퍼뮤테이션 규칙을 그대로 재활용할 수 있으며, 한 개의 프레임은 14개의 서브프레임으로 구성할 수 있다. 이 경우 아래 표 9와 같이 프레임을 구성할 수 있다. 다음 표 9는 하나의 프레임을 구성하는 새로운 서브프레임의 타입과 각 타입의 개수의 예를 나타낸 표이다.

	FDD			TDD
Subframe type (No. of OFDMA symbols)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)	Type-3 (5)	Type-1 (6)	Type-2 (7)
Number of subframe in a frame in case of G=1/8		12	2		13	1
					14
Number of subframe in a frame in case of G=1/16		7	7		8	6
					9	5
Number of subframe in a frame in case of G=1/32		4	10		4	9
					5	8
Number of subframe in a frame in case of G=1/64		2	12		3	11
					4	10

표 9에서 FDD 프레임의 경우를 참조하면, CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 12개의 타입-1 서브프레임과 2개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 7개의 타입-1 서브프레임과 7개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 4개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있고, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 2개의 타입-1 서브프레임과 12개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

이와 달리, 표 9에서 TDD 프레임의 경우를 살펴본다. TDD 프레임의 경우는 셀 반경(작은 셀, 큰 셀)에 따라 프레임 구성이 달라질 수 있다. CP 비율(G)=1/8인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 8개의 타입-1 서브프레임 및 6개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 9개의 타입-1 서브프레임과 5개의 타입-2 서브프레임만으로 구성될 수 있다. CP 비율(G)=1/16인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 12개의 타입-1 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 11개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-3 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/32인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 4개의 타입-1 서브프레임과 9개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 5개의 타입-1 서브프레임과 8개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또한, CP 비율(G)=1/64인 경우, FDD 프레임은 작은 셀에서 3개의 타입-1 서브프레임과 11개의 타입-2 서브프레임으로 구성되고, 큰 셀에서 4개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성될 수 있다.

기지국(100), 중계기(180) 및 단말(180)은 상기 표 3 내지 표 9에서 새롭게 구성된 프레임 구조를 이용하여 신호를 송신/수신할 수 있다. 이와 같이, 상기 표 3 내지 표 9에서 제안된 새로운 프레임 구조를 이용함으로써, 기지국(100)과 고속 이동체와의 거리가 가깝고 또한 LOS 환경이 지배적인 환경에서 보다 높은 성능의 통신 서비스가 가능해진다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들을 제한하는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되,
상기 프레임 구조에서 하나의 프레임은 8개의 서브프레임으로 구성되며, 상기 각 8개의 서브프레임은 11개 내지 14개 중 어느 하나 개수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 서브프레임이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 프레임은 시간 분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 프레임 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex) 프레임인 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 FDD 프레임은 7개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 FDD 프레임은 2개의 타입-5 서브프레임과 6개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 FDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우,
상기 FDD 프레임은 5개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 TDD 프레임은 8개의 타입-5 서브프레임으로 구성되거나, 또는 1개의 타입-4 서브프레임 및 7개의 타입-5 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-4, 타입-5, 타입-6 서브프레임은 각각 11개, 12개, 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 TDD 프레임은 3개의 타입-5 서브프레임과 5개의 타입-6 서브프레임으로 구성되거나, 4개의 타입-5 서브프레임과 4개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 TDD 프레임은 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되거나, 8개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우,
상기 TDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되거나, 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되,
상기 프레임 구조에서 하나의 프레임은 16개의 서브프레임으로 구성되되, 상기 각 16개의 서브프레임은 6개의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 타입-1 서브프레임, 7개의 OFDMA 심볼로 구성된 타입-2 서브프레임 및 5개의 OFDMA 심볼로 이루어진 타입-3 서브프레임 중 어느 하나이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 11항에 있어서,
상기 프레임은 시간 분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 프레임 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex) 프레임인 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 FDD 프레임은 15개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 FDD 프레임은 10개의 타입-1 서브프레임과 6개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 FDD 프레임은 6개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우,
상기 FDD 프레임은 5개의 타입-1 서브프레임과 11개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 TDD 프레임은 16개의 타입-1 서브프레임으로 구성되거나, 15개의 타입-1 서브프레임과 1개의 타입-3 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 TDD 프레임은 11개의 타입-1 서브프레임과 5개의 타입-2 서브프레임으로 구성되거나, 12개의 타입-1 서브프레임과 4개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 TDD 프레임은 7개의 타입-1 서브프레임과 9개의 타입-2 서브프레임으로 구성되거나, 8개의 타입-1 서브프레임과 8개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
제 12항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 TDD 프레임은 6개의 타입-1 서브프레임과 10개의 타입-2 서브프레임으로 구성되거나, 7개의 타입-1 서브프레임과 9개의 타입-2 서브프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는, 하나의 프레임이 8개의 서브프레임으로 구성되며, 상기 각 8개의 서브프레임은 11개 내지 14개 중 어느 하나 개수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 서브프레임이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 상기 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 신호 송수신 장치.
제 21항에 있어서,
상기 프레임은 시간 분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 프레임 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex) 프레임인 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 FDD 프레임은 7개의 타입-5 서브프레임과 1개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 FDD 프레임은 2개의 타입-5 서브프레임과 6개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 FDD 프레임은 6개의 타입-6 서브프레임과 2개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/64인 경우,
상기 FDD 프레임은 5개의 타입-6 서브프레임과 3개의 타입-7 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/8인 경우,
상기 TDD 프레임은 8개의 타입-5 서브프레임으로 구성되거나, 또는 1개의 타입-4 서브프레임 및 7개의 타입-5 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-4, 타입-5, 타입-6 서브프레임은 각각 11개, 12개, 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/16인 경우,
상기 TDD 프레임은 3개의 타입-5 서브프레임과 5개의 타입-6 서브프레임으로 구성되거나, 4개의 타입-5 서브프레임과 4개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-5 서브프레임은 12개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 CP 길이가 유효 심볼 길이의 1/32인 경우,
상기 TDD 프레임은 7개의 타입-6 서브프레임과 1개의 타입-7 서브프레임으로 구성되거나, 8개의 타입-6 서브프레임으로 구성되며, 상기 타입-6 서브프레임은 13개의 OFDMA 심볼로 구성되고 상기 타입-7 서브프레임은 14개의 OFDMA 심볼로 구성된 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는, 하나의 프레임이 16개의 서브프레임으로 구성되고, 상기 각 16개의 서브프레임은 6개의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼로 구성된 타입-1 서브프레임, 7개의 OFDMA 심볼로 구성된 타입-2 서브프레임 및 5개의 OFDMA 심볼로 이루어진 타입-3 서브프레임 중 어느 하나이며, 상기 프레임의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 유효 심볼 길이의 1/8 이하인 상기 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 장치.
무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하는 단계를 포함하되,
상기 프레임 구조에서 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 각 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성되며, 부반송파 간의 간격은 30Hz로 설정되고, 각 슬롯은 15개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되며, 상기 프레임에서 CP(Cyclic Prefix) 길이를 제외한 OFDA 심볼 길이(duration)은 1024Ts(여기서, Ts=1/(15000×2048) seconds)이며, 상기 프레임은 CP 길이가 0인 것을 특징으로 하는 신호의 송수신 방법.
무선 통신 시스템에서 소정의 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 장치에 있어서,
상기 소정의 프레임 구조에 따른 프레임을 통하여 신호를 송수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는, 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 각 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성되며, 부반송파 간의 간격은 30Hz로 설정되고, 각 슬롯은 15개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되며, 상기 프레임에서 CP(Cyclic Prefix) 길이를 제외한 OFDA 심볼 길이(duration)은 1024Ts(여기서, Ts=1/(15000×2048) seconds)이며, 상기 프레임은 CP 길이가 0인 상기 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 신호 송수신 장치.