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KR101440625B1 - Ｆｄｄ 프레임에서의 무선자원 할당방법 - Google Patents

Ｆｄｄ 프레임에서의 무선자원 할당방법 Download PDF

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KR101440625B1
KR101440625B1 KR1020080056966A KR20080056966A KR101440625B1 KR 101440625 B1 KR101440625 B1 KR 101440625B1 KR 1020080056966 A KR1020080056966 A KR 1020080056966A KR 20080056966 A KR20080056966 A KR 20080056966A KR 101440625 B1 KR101440625 B1 KR 101440625B1
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uplink
region
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한승희
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권영현
곽진삼
이현우
김동철
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엘지전자 주식회사
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Abstract

무선통신 시스템에서 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임이 주파수 영역으로 구분되는 FDD(frequency division duplex) 프레임에서의 무선자원 할당방법은 상기 하향링크 프레임에 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역을 할당하는 단계 및 상기 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역과 시간적으로 겹치지 않게 상기 상향링크 프레임에 상기 제1 시스템을 위한 상향링크 자원영역을 할당하는 단계를 포함하되, 상기 하향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역을 제외한 자원영역은 제2 시스템을 위한 하향링크 자원영역으로 할당되고, 상기 상향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 상향링크 자원영역을 제외한 자원영역은 상기 제2 시스템을 위한 상향링크 자원영역으로 할당된다. 이종 시스템을 지원하는 FDD 프레임에서 H-FDD 방식의 단말을 지원함에 있어 불필요한 무선자원의 낭비를 최소화하여 무선자원을 효율적으로 활용할 수 있다.

Description

ＦＤＤ 프레임에서의 무선자원 할당방법{Method for allocating radio resource in frequency division duplex frame}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H-FDD 방식의 단말을 효율적으로 지원할 수 있는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법에 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 'WirelssMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelssMAN-SC' 외에'WirelssMAN-OFDM'과 'WirelssMAN-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.
기지국과 단말 간의 통신은 기지국으로부터 단말로의 하향링크(downlink, DL) 전송 및 단말로부터 기지국으로의 상향링크(uplink, UL) 전송으로 이루어진다. 종래 IEEE 802.16e 기반의 시스템 프로파일(profile)은 하향링크 전송 및 상향링크 전송을 시간 영역(time domain)으로 구분하는 TDD(time division duplex) 방식을 지원한다. TDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 동일한 주파수 대역을 사용하면서 서로 다른 시간에 수행되는 방식이다. TDD 방식은 상향링크 채널 특성 및 하향링크 채널 특성이 상보적(reciprocal)이기 때문에 주파수 선택적 스케줄링이 간편한 장점이 있다.
현재, IEEE 802.16e를 기반으로 새로운 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m에 대한 표준화가 진행되고 있다. IEEE 802.16m 표준에서는 FDD(frequency division duplex) 방식뿐만 아니라 H-FDD(half-duplex FDD) 방식이 고려되고 있다. FDD 방식은 하향링크 전송과 상향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 통하여 동시에 수행되는 방식이다. H-FDD 방식은 하향링크 전송과 상향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 통하여 서로 다른 시간에 수행되는 방식이다. 즉, H-FDD 방식은 하향링크 전송과 상향링크 전송이 동시에 수행되지 않는 방식으로, H-FDD 방식을 사용하는 단말에게는 하향링크 무선자원과 상향링크 무선자원이 같은 시간 영역에서 할당되지 않는다.
종래의 시스템(legacy system)으로부터 발전된 시스템(evolution system)은 종래의 시스템을 포괄하여 동작하도록 설계되어야 하는데, 이를 역지원성(backward compatibility)라 한다. TDD 방식을 지원하는 종래의 시스템으로부터 FDD 방식 및 H-FDD 방식이 도입되는 발전된 시스템은 역지원성을 만족하면서 FDD 방식 및 H-FDD 방식을 효율적으로 지원할 수 있어야 한다. 그러나, 종래의 시스템에 대한 역지원성을 만족하면서 H-FDD 방식을 효율적으로 지원할 수 있는 프레임 구조에 대하여 명확히 제시되고 있지 않다.
또한, 서로 다른 통신 방식을 사용하는 이종의 무선통신 시스템이 주파수 대역을 공유하여 사용할 수도 있다. 이종의 무선통신 시스템이 FDD 방식의 프레임에서 TDM(time division multiplexing) 방식으로 주파수 대역을 나누어 사용한다고 할 때, H-FDD 방식을 사용하는 단말을 고려하여 프레임 구조를 설계하여야 한다. 그러나, 이종의 무선통신 시스템 및 H-FDD 방식을 효율적으로 지원할 수 있는 프레임 구조에 대하여 명확히 제시되고 있지 않다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이종의 시스템 및 H-FDD 방식을 효율적으로 지원할 수 있는 FDD 프레임을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임이 주파수 영역으로 구분되는 FDD(frequency division duplex) 프레임에서의 무선자원 할당방법은 상기 하향링크 프레임에 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역을 할당하는 단계 및 상기 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역과 시간적으로 겹치지 않게 상기 상향링크 프레임에 상기 제1 시스템을 위한 상향링크 자원영역을 할당하는 단계를 포함하되, 상기 하향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 하향링크 자원영역을 제외한 자원영역은 제2 시스템을 위한 하향링크 자원영역으로 할당되고, 상기 상향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 상향링크 자원영역을 제외한 자원영역은 상기 제2 시스템을 위한 상향링크 자원영역으로 할당된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 FDD 프레임을 이용한 데이터 전송방법은 제1 시스템을 위한 하향링크 영역을 통하여 제1 데이터를 전송하는 단계 및 상기 제1 데이터의 전송과 동시에 상기 제1 시스템과 서로 다른 통신 방식을 사용하는 제2 시스템을 위한 상향링크 영역을 통하여 제2 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 상 기 제1 시스템을 위한 하향링크 영역과 다른 시간 영역에서 상기 제1 시스템을 위한 상향링크 영역이 할당된다.
이종 시스템을 지원하는 FDD 프레임에서 H-FDD 방식의 단말을 지원함에 있어 불필요한 무선자원의 낭비를 최소화하여 무선자원을 효율적으로 활용할 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 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, 노드-B(Node-B), 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, DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 전송을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 전송을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부 분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
기지국(20)은 적어도 하나의 셀(cell)을 가진다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 하나의 셀 내에서 서로 다른 통신 방식이 사용될 수 있다. 즉, 이종의 무선통신 시스템이 통신 서비스 영역을 공유하면서 존재할 수 있다. 이하, 이종의 무선통신 시스템 또는 이종의 시스템은 서로 다른 통신 방식을 사용하는 시스템을 의미한다. 예를 들어, 이종의 시스템은 서로 다른 접속 기법을 사용하는 시스템이 될 수 있고, 또는 종래의 시스템(legacy system)과 종래의 시스템에 역지원성을 지원하는 발전된 시스템(evolution system)이 될 수 있다.
이하, 제안하는 프레임 구조는 이종 시스템이 주파수 대역을 공유하는 경우를 위한 것으로 이종 시스템의 종류나 정의에 제한되지 않는다. 설명의 편의를 위해 이종 시스템 중 어느 하나를 시스템 A라 하고, 다른 하나를 시스템 B라 한다. 그리고 두 시스템이 FDD(frequency division duplex) 프레임에서 TDM(time division multiplexing) 방식으로 주파수 대역을 공유하는 것으로 가정한다. TDM 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간 영역(time domain)으로 무선자원을 나누어 사 용하는 방식이다. 또한, 송신기와 수신기 간의 전송 지연(propagation delay) 및 하향링크 프레임과 상향링크 프레임 간의 동기(synchronization)에 영향을 주는 지연 요소는 없다고 가정한다. 하향링크와 상향링크 사이의 시간 관계는 실제 구현시에 발생하는 특정 지연 요소만큼 상대적으로 이동시켜(shift) 조정될 수 있을 것이다.
도 2는 이종 시스템을 수용하는 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 전체 주파수 대역에서 시스템 A 및 시스템 B가 시간 영역으로 나뉘는 프레임 구조이다. 즉, 시스템 A를 위한 영역 및 시스템 B를 위한 영역이 TDM 방식으로 다중화되는 프레임 구조이다. 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역 각각의 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임은 주파수 영역으로 나뉘는 FDD 프레임일 수 있다.
프레임은 일정 시간 구간으로 정의될 수 있다. 시간 영역에서 프레임의 길이를 Tf, 하나의 심볼 길이를 Ts, 시스템 A에 할당되는 심볼 수를 NA, 시스템 B에 할당되는 심볼 수를 NB라 하자. 프레임의 유휴시간(idle time)은 Ti = Tf-(NA+NB)*Ts 로 정의된다. 프레임을 시간 구간으로 정의할 때, 프레임의 시작은 이전 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의하고, 프레임의 끝은 해당 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의할 수 있다.
유휴시간은 심볼 간 간섭을 방지하기 위한 CP(cyclic prefix) 길이에 따라 달라질 수 있다.
표 1은 프레임에 대한 파라미터의 일예이다.
Transmission Bandwidth(MHz) 5 10 20
Over-sampling factor 28/25
Sampling Frequency(MHz) 5.6 11.2 22.4
FFT Size 512 1024 2048
Sub-carrier Spacing(kHz) 10.94
OFDM symbol time, Tu(us) 91.4
Cyclic Prefix (CP) Ts(us) OFDM symbols per Frame Idle time(us)
Tg = 1/4 Tu 91.4 + 22.85 = 114.25 43 87.25
Tg = 1/8 Tu 91.4 + 11.42 = 102.82 48 64.64
Tg = 1/16 Tu 91.4 + 5.71 = 97.11 51 47.39
Tg = 1/32 Tu 91.4 + 2.86 = 94.26 53 4.22
CP의 길이에 따라 프레임 당 OFDM 심볼의 수가 달라지고, 유휴시간의 크기가 달라진다. 유휴시간은 데이터 전송을 위해 사용할 수 없는 구간으로 가능한 그 크기를 줄이거나 제거하는 것이 무선자원의 효율을 높일 수 있는 방법이다. 이하에서 설명하는 프레임에는 표 1의 파라미터가 적용될 수 있다. 그러나 이는 한정이 아니며 표 1 이외의 다양한 값의 파라미터가 적용될 수도 있다.
도 3은 H-FDD 방식을 지원하기 위한 FDD 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, H-FDD 방식을 지원하기 위해 FDD 프레임은 시간 영역에서 2 부분으로 나뉠 수 있다. 하향링크 프레임(DL frame)은 제1 하향링크 영역(DL 1) 및 제2 하향링크 영역(DL 2)으로 나뉘고, 상향링크 프레임(UL frame)은 제2 상향링크 영역(UL 2) 및 제1 상향링크 영역(UL 1)으로 나뉜다. 하향링크 프레임에는 시스템 정보와 같이 모든 단말이 수신하여야 하는 필수 정보가 전송되는 제어구간(Tc)이 포함되며, 제어구간에서는 상향링크 전송이 수행되지 않는다. 유휴시간(idle time, Ti)은 프레임의 마지막 부분에 위치한다.
H-FDD 방식은 하향링크 전송과 상향링크 전송이 동시에 수행되지 않는 방식이므로, 단말들을 2개의 그룹으로 나누어 제1 그룹의 단말은 제1 하향링크 영역(DL 1) 및 제1 상향링크 영역(UL 1)을 이용하여 데이터를 송수신하고, 제2 그룹의 단말은 제2 하향링크 영역(DL 2) 및 제2 상향링크 영역(UL 2)을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
하향링크 영역 및 상향링크 영역 간에는 보호시간(guard time)이 할당된다. 보호시간은 단말이 통신모드를 하향링크에서 상향링크로 전환하거나 상향링크에서 하향링크로 전환하는데 요구되는 시간이다. H-FDD 방식의 단말에서 하나의 RF 모듈은 송신과 수신 상태의 전환 시간 및 송수신에 이용하는 주파수 대역을 전환할 시간을 필요로 한다. 제1 그룹의 단말이 사용하는 제1 하향링크 영역(DL 1)과 제1 상향링크 영역(UL 1) 사이에는 TTG1(Transmit/Receive Transition Gap 1)이 할당된다. TTG1은 하향링크에서 상향링크로 전환하는데 필요한 시간이다. 제1 상향링크 영역(UL 1)과 이후 계속되는(subsequent) 제1 하향링크 영역(DL 1) 사이에는 RTG1(Receive/Transmit Transition Gap 1)이 할당된다. RTG1은 TTG1에 대응하는 것으로 상향링크에서 하향링크로 전환하는데 필요한 시간이다. 제2 그룹의 단말이 사용하는 제2 하향링크 영역(DL 2) 및 제2 상향링크 영역(UL 2) 사이에도 상향링크와 하향링크 간의 전환을 위한 TTG2/RTG2가 할당된다.
하향링크 프레임에서 사용 가능한(available) 무선자원을 D1 및 D2이라 하면, D1 및 D2에 대응하여 H-FDD 방식의 단말이 상향링크 프레임에서 접근 가능한(accessible) 무선자원은 T1 및 T2가 된다. H-FDD 방식의 단말이 접근 가능한 무선자원이라 함은 상향링크와 하향링크 간에 시간적으로 겹치지 않는 최대한의 무선자원을 의미한다. 위의 정의를 통하여 제어구간(Tc), 보호시간, 유휴시간(Ti) 및 TTG/RTG를 제외한 상향링크 프레임에서 사용 가능한(useful) 무선자원은 U1 및 U2로 정의할 수 있다. 이는 수학식 1과 같이 표현된다.
U1 = T1 - (TTG1 + RTG1) = D2 + Ti - Tg1, where Tg1 = TTG1 + RTG1
U2 = T2 - (TTG2 + RTG2) = D1 - Tc - Tg2, where Tg2 = TTG2 + RTG2
T1의 경우에 있어서, 유휴시간을 적절히 배치하여 유휴시간만큼의 추가적인 무선자원을 활용할 가능성이 있다.
도 4는 H-FDD 방식을 지원하기 위한 FDD 프레임 구조의 다른 예를 도시한 것이다. 도 3에 대해 유휴시간의 배치를 달리하여 유휴시간만큼의 추가적인 무선자원을 활용하는 경우이다.
도 4를 참조하면, 유휴시간(Ti)이 프레임의 중앙에 위치한다. 즉, 제1 하향링크 영역(DL 1)과 제1 상향링크 영역(UL 1) 사이 또는 제2 상향링크 영역(UL 2)과 제2 하향링크 영역(DL 2) 사이에 유휴시간이 위치하는 경우이다. 유휴시간이 TTG1 및 RTG2에 포함된다.
상향링크 프레임에서 사용 가능한 무선자원은 U1 및 U2는 수학식 2와 같이 표현된다.
U1 = T1 - (TTG1 + RTG1) = D2 + Ti - Tg1, where Tg1 = TTG1 + RTG1
U2 = T2 - (TTG2 + RTG2) = D1 + Ti - Tc - Tg2, where Tg2 = TTG2 + RTG2
유휴시간이 프레임의 마지막 부분에 위치하는 경우에는 유휴시간이 T1에만 속하는 반면, 유휴시간이 프레임의 중앙에 위치하는 경우에는 유휴시간이 T1 및 T2에 모두 속하게 되어 U2는 유휴시간 Ti 만큼 증가한다. 따라서 제2 상향링크 영역(UL 2)은 유휴시간만큼의 추가적인 무선자원을 활용할 수 있다. 즉, H-FDD 방식을 지원하기 위한 프레임에서 사용 가능한 상향링크 무선자원을 결정하는 가장 큰 요소는 TTG 또는 RTG 인데, 유휴시간을 TTG 또는 RTG에 포함되도록 적절히 배치하면 사용 가능한 상향링크 무선자원의 양을 증가시킬 수 있다.
H-FDD 방식을 지원하기 위한 FDD 프레임에서 단말이 송수신 상태를 전환하는데 요구되는 TTG 또는 RTG는 대략 300 us 정도이다. 제1 그룹의 단말 및 제2 그룹의 단말을 모두 고려할 때 하나의 프레임 내에서 대략 600 us 정도의 무선자원이 TTG 또는 RTG로써 소모된다. 이는 무선자원에서 매우 큰 손실이다. 따라서, TTG 또는 RTG로 소모되는 무선자원을 최소화하여 한정된 무선자원의 낭비를 줄일 필요가 있다.
이제, 불필요한 무선자원의 낭비를 줄이고 이종 시스템을 지원하면서 H-FDD 방식을 지원할 수 있는 FDD 프레임에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, FDD 프레임은 하향링크 프레임(DL frame) 및 상향링크 프레임(UL frame)이 주파수 영역으로 나뉜다. 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임은 시스템 A 영역(system A region) 및 시스템 B 영역(system B region)이 시간 영역(time domain)에서 TDM 방식으로 구분된다. 이때, H-FDD 방식을 효율적으로 지원하기 위해 하향링크 프레임에서 할당되는 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 순서와 반대 순서로 상향링크 프레임에서 시스템 B 영역 및 시스템 A 영역이 할당된다. 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 시스템 A 영역은 시간 영역에서 겹치는 부분(ΔT)이 있는 반면 시스템 B 영역은 시간 영역에서 겹치지 않고 ΔT 만큼 떨어진다. 유휴시간(idle time)은 FDD 프레임의 마지막 부분에 할당된다. 유휴시간의 크기는 FDD 프레임의 크기(Tf) 및 CP 길이를 포함한 OFDM 심볼의 크기에 따라 결정될 수 있다.
시스템 B의 하향링크 영역(system B DL region) 및 상향링크 영역(system B UL region)이 시간 영역(time domain)에서 ΔT 만큼 떨어지므로, 시스템 B의 H-FDD 방식을 사용하는 단말을 위한 TTG 또는 RTG는 할당되지 않을 수 있다. 예를 들어, 유휴시간이 시스템 B의 H-FDD 방식의 단말이 하향링크로부터 상향링크로 전환하는데 필요한 시간보다 크면 TTG가 별도로 마련될 필요가 없다. 그리고 ΔT 가 시스템 B의 H-FDD 방식의 단말이 상향링크에서 하향링크로 전환하는데 필요한 시간보다 크면 RTG가 별도로 마련될 필요가 없다. 즉, 시스템 B의 하향링크 영역 및 상향링크 영역 전체는 TTG 및 RTG에 의한 손실 없이 H-FDD 방식의 단말을 위해 할당될 수 있 다. 유휴시간이 TTG 보다 작은 경우에도 H-FDD 단말을 위한 하향 링크 구간을 시스템 B 의 하향 링크 영역의 전반 부에 배치시키면 TTG를 없애거나 TTG에 의한 손실을 줄일 수 있고, ΔT가 RTG보다 작은 경우에도 H-FDD 단말을 위한 하향 링크 구간을 시스템 B의 상향 링크 영역의 전반부에 배치시키면 RTG를 없애거나 ΔT 만큼 RTG에 의한 손실을 줄일 수 있다.
이와 같이, 이종 시스템이 TDM 방식으로 다중화되는 FDD 프레임에서 어느 하나의 시스템의 하향링크 영역과 상향링크 영역을 시간 영역에서 겹치지 않게 떨어뜨려 할당하면 TTG 또는 RTG에 의한 무선자원의 손실을 줄이거나 없앨 수 있다.
여기서는 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역이 동일한 비율로 할당되는 것으로 나타내었다. 그러나, 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역이 서로 다른 비율로 할당될 수도 있다. 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역이 TDM 방식으로 다중화되는 순서를 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 서로 달리 하면 H-FDD 방식의 단말의 지원을 위한 TTG 또는 RTG로 인한 무선자원의 낭비를 줄여서 시스템의 효율을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다. 도 5의 FDD 프레임 구조에서 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말을 지원하는 경우이다.
도 6을 참조하면, FDD 프레임에서 시스템 B 영역보다 더 많은 무선자원을 사용하는 시스템 A는 시간 영역에서 겹치는 부분(ΔT)이 생긴다. 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말에 대한 무선자원으로 시스템 A 영역에서 ΔT 부분을 제외한 영역을 할당한다. 즉, 하향링크 프레임의 시스템 A 영역에서 ΔT 부분을 제외한 영역을 시스템 A의 H-FDD 하향링크 영역(H-FDD DL region for system A)으로 사용하고, 상향링크 프레임의 시스템 A 영역에서 ΔT 부분을 제외한 영역을 시스템 A의 H-FDD 상향링크 영역(H-FDD UL region for system A)으로 사용한다.
이와 같이, 시스템 A 영역에서 ΔT 부분을 제외한 영역을 H-FDD 방식의 단말에게 할당하면, 시스템 B의 경우와 마찬가지로 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말을 위한 TTG 또는 RTG가 별도로 할당되지 않아 TTG/RTG로 낭비되는 무선 구간을 줄일 수 있다. 시스템 A에 있어서, H-FDD 방식의 단말의 지원을 위한 TTG 또는 RTG로 인한 무선자원의 낭비를 줄여서 시스템의 효율을 높일 수 있다.
ΔT 부분의 무선자원은 H-FDD 방식을 사용하지 않는 단말에게 할당할 수 있다. 또는 시스템 A 영역에서 ΔT 부분을 제외한 영역은 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당되고, ΔT 부분은 스케줄링을 통하여 시간영역에서 겹치지 않도록 H-FDD 방식의 단말에게 할당될 수 있다.
시스템 B의 H-FDD 방식의 단말에게는 하향링크 프레임의 시스템 B 영역 및 상향링크 프레임의 시스템 B 영역이 제한 없이 할당될 수 있고, 시스템 B의 H-FDD 방식의 단말은 이를 통하여 데이터를 송수신할 수 있다. 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말의 단말에게는 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 ΔT 부분을 제외한 시스템 A 영역이 제한 없이 할당될 수 있고, 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말은 이를 통하여 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국은 제안하는 FDD 프레임을 이용하여 시 스템 A의 H-FDD 방식의 단말로부터 데이터를 수신하는 동시에 시스템 B의 H-FDD 방식의 단말에게 데이터를 송신할 수 있고, 또는 시스템 A의 H-FDD 방식의 단말에게 데이터를 송신하는 동시에 시스템 B의 H-FDD 방식의 단말로부터 데이터를 수신할 수 있다.
이하, 이종 시스템을 지원하는 FDD 프레임에서 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임의 시작점을 서로 달리하여 H-FDD 방식의 단말에게 효율적으로 무선자원이 할당될 수 있는 FDD 프레임에 대하여 설명한다.
시스템 A 영역 및 시스템 B 영역은 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 동일한 비율로 동일한 순서로 할당되고, 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임의 끝에 유휴시간이 할당되는 것으로 가정한다. 하향링크 프레임의 시작을 이전 하향링크 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의하고, 상향링크 프레임의 시작을 이전 상향링크 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의한다. 그리고 하향링크 프레임의 끝은 해당 하향링크 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의하고, 상향링크 프레임의 끝은 해당 상향링크 프레임의 유휴시간의 끝으로 정의한다.
하향링크 프레임의 시작점을 기준으로 상향링크 프레임의 시작점을 일정 시간 오프셋(time offset)만큼 시프트(shift)시킨다. 이하에서는 하향링크 프레임의 시작점을 기준으로 상향링크 프레임의 시작점을 일정 시간 오프셋만큼 지연시키는 것으로 설명하나, 이와 반대로 상향링크 프레임의 시작점을 기준으로 하향링크 프레임의 시작점을 일정 시간 오프셋만큼 지연시키더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 상향링크 또는 하향링크 프레임 단위로 계속적으로 반복되므로 오프셋에 의한 지연 효과는 연속적인 프레임에 동일하게 적용된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으로부터 시간 영역으로 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다.
수학식 3은 하향링크 프레임에 대한 상향링크 프레임의 상대적인 위치를 양의 값으로 나타내는 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 일예를 나타낸다.
ΔTDU = TB,UL + Ti
여기서, TB,UL 는 상향링크 프레임의 시스템 B 영역을 의미한다. 상향링크 프레임이 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 및 유휴시간 Ti만큼 시프트되면 상향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계는 하향링크 프레임의 끝과 일치한다.
하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,UL은 시간적으로 겹치는 부분이 생기지만, 하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL은 시간적으로 겹치는 부분이 생기지 않는다. 따라서 시스템 B 영역은 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다. 유휴시간이 TTG를 대신할 충분한 크기를 가진다면 시스템 B는 RTG를 특별히 할당하지 않아도 된다. 시스템 A 영역은 시간적으로 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, DL/UL 오프셋을 임의의 값으로 정하여 상향링크 프레임의 시작점을 하향링크 프레임의 시작점으로부터 DL/UL 오프셋만큼 시간 영역으로 시프트시킬 수 있다.
DL/UL 오프셋이 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 및 유휴시간 Ti만큼 보다 작은 값으로 정해지면, 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,UL도 시간적으로 겹치는 부분이 생기지고, 하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL도 시간적으로 겹치는 부분이 생긴다. 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역 모두 시간적으로 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 할당될 수 있다. 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임에서 시간적으로 겹치는 부분이 많아지면 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당할 수 있는 영역이 작아질 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으 로부터 시간 영역으로 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 크기의 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다.
수학식 4는 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 다른 예를 나타낸다.
ΔTDU = TA,DL
상향링크 프레임의 시작은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계와 일치한다.
하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL은 시간적으로 겹치는 부분이 생기지 않는다. 하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL은 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 으로부터 유휴시간만큼 떨어진다. 유휴시간이 RTG를 대신할 충분한 크기를 가진다면 시스템 B는 RTG를 특별히 할당하지 않아도 된다. 시스템 B 영역은 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다. 시스템 A 영역은 시간적으로 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으로부터 시간 영역으로 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 및 유휴시간 Ti 크기 의 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다.
수학식 5는 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 또 다른 예를 나타낸다.
ΔTDU = TA,DL + Ti
상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계에서 유휴시간 Ti 만큼 뒤에 위치한다.
하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL 및 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL은 시간적으로 겹치는 부분이 생기지 않는다. 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 은 하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL으로부터 유휴시간과 일정구간의 시스템 A의 상향구간만큼 떨어진다. 이 시간이 TTG를 대신할 충분한 크기를 가진다면 시스템 B는 TTG를 특별히 할당하지 않아도 된다. 시스템 B 영역은 RTG가 되는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 할당될 수 있다. 시스템 A 영역은 시간적으로 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으로부터 시간 영역으로 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 및 시스템 A의 TTG 크 기의 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다.
수학식 6은 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 또 다른 예를 나타낸다.
ΔTDU = TA,DL + TTG
상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계에서 시스템 A의 TTG 만큼 뒤에 위치한다.
상향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,UL은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 으로부터 TTG 만큼 떨어지므로, 시스템 A는 TTG를 별도로 할당하지 않아도 된다. 시스템 A 영역은 시간적으로 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다. 시스템 B 영역은 일부 겹치는 부분을 제외한 영역이 H-FDD 방식의 단말에게 할당될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으로부터 시간 영역으로 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL 및 시스템 B의 -RTG 크기의 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다(여기서 음수(-)는 시간영역에서 앞선(좌측) 방향으로 시프트됨을 의미한다).
수학식 7은 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 또 다른 예를 나타낸다.
ΔTDU = TA,DL - RTG
상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계에서 시스템 B의 RTG 만큼 앞서 위치한다.
하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL은 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 으로부터 RTG 및 유휴시간 Ti 만큼 떨어지므로, 시스템 B는 RTG를 별도로 할당하지 않아도 된다. 시스템 B 영역은 시간적으로 겹치는 부분이 없으므로 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시작점으로부터 시간 영역으로 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 TA,DL , 시스템 B의 -RTG 및 유휴시간 Ti 크기의 DL/UL 오프셋만큼 시프트된다.
수학식 8은 DL/UL 오프셋 ΔTDU의 또 다른 예를 나타낸다.
ΔTDU = TA,DL - RTG + Ti
상향링크 프레임의 시작점은 하향링크 프레임의 시스템 A 영역 및 시스템 B 영역의 경계에서 시스템 B의 RTG에서 유휴시간 Ti를 뺀 크기(RTG-Ti)만큼 앞서 위치 한다.
하향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,DL은 상향링크 프레임의 시스템 B 영역 TB,UL 으로부터 RTG 만큼 떨어지므로, 시스템 B는 RTG를 별도로 할당하지 않아도 된다. 시스템 B 영역은 시간적으로 겹치는 부분이 없으므로 H-FDD 방식의 단말에게 제한 없이 할당될 수 있다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 이종 시스템을 수용하는 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 3은 H-FDD 방식을 지원하기 위한 FDD 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 H-FDD 방식을 지원하기 위한 FDD 프레임 구조의 다른 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지 원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 시스템 및 H-FDD 방식을 지원하는 FDD 프레임 구조를 도시한 것이다.

Claims (8)

  1. 무선통신 시스템에서 하향링크 프레임 및 상향링크 프레임이 주파수 영역으로 구분되는 FDD(frequency division duplex) 프레임에서의 무선자원 할당방법에 있어서,
    상기 하향링크 프레임에 제1 시스템을 위한 제1 하향링크 자원영역 및 제2 시스템을 위한 제2 하향링크 자원 영역을 특정한 순서로 할당하는 단계; 및
    상기 상향링크 프레임에 상기 제1 시스템을 위한 제1 상향링크 자원영역 및 상기 제2 시스템을 위한 제2 상향링크 자원 영역을 상기 특정한 순서의 반대되는 순서로 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 하향링크 자원 영역은 H-FDD(half-duplex FDD) 방식을 사용하는 단말(UE; user equipment)과 FDD 방식을 사용하는 단말을 위하여 TDD(time division duplex) 방식으로 나뉘며,
    상기 제1 상향링크 자원 영역은 상기 H-FDD 방식을 사용하는 단말과 상기 FDD 방식을 사용하는 단말을 위하여 TDD 방식으로 나뉘며,
    상기 제1 시스템과 상기 제2 시스템은 서로 다른 통신 방식을 사용하는 이종(heterogeneous) 무선 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 하향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 상기 제1 하향링크 자원영역과 상기 제2 시스템을 위한 상기 제2 하향링크 자원영역은 시간적으로 구분되는 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 상향링크 프레임에서 상기 제1 시스템을 위한 상기 제1 상향링크 자원영역과 상기 제2 시스템을 위한 상기 제2 상향링크 자원영역은 시간적으로 구분되는 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 하향링크 프레임 및 상기 상향링크 프레임에서 시간적으로 가장 늦은 부분에 유휴시간(idle time)이 부가되는 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 하향링크 프레임과 상기 상향링크 프레임은 일정 시간 오프셋(time offset) 만큼 시작점을 달리하여 상기 제1 시스템을 위한 상기 제1 하향링크 자원영역과 상기 제1 시스템을 위한 상기 제1 상향링크 자원영역이 시간적으로 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 시스템은 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.16e 시스템이며, 상기 제2 시스템은 IEEE 802.16m 시스템인 것을 특징으로 하는 FDD 프레임에서의 무선자원 할당방법.
  8. 삭제
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