KR20080101368A - 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법 - Google Patents

Abstract

기지국이 단말에게 무선자원을 할당하는 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법을 제공한다. 상기 무선자원 할당 방법은 복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌과 복수의 서브채널을 포함하고, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역으로 분할되는 프레임을 생성하는 단계 및 상기 가변 개수 영역 또는 상기 가변 크기 영역에 상기 무선자원을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 가변 개수 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 일정한 크기를 갖는 복수의 자원요소를 포함하고, 상기 가변 크기 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 그 크기가 가변하는 적어도 하나의 자원영역을 포함한다.

Description

무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법{Method for allocating radio resource in wireless communication system}

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 프레임의 일 예를 나타낸다.

도 3은 도 2의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 4는 프레임의 다른 예를 나타낸다.

도 5는 도 4의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 6은 프레임의 또 다른 예를 나타낸다.

도 7은 도 6의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 시스템에서 무선자원 할당 방법에 관한 것이다.

무선통신 시스템은 다양한 종류의 통신을 제공하기 위해 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 음성 및/또는 데이터가 무선통신 시스템에 의해 제공되고 있다. 일반적인 무선통신 시스템은 다중 사용자에게 하나 또는 그 이상의 공유 자원을 제공한다. 예를 들어 무선통신 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 및 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.

무선통신 시스템은 적용 영역(coverage area)을 제공하는 하나 또는 그 이상의 기지국을 채용한다. 전형적인 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 데이터 스트림은 단말이 독립적으로 수신할 수 있는 데이터의 스트림이다. 또한, 단말도 기지국 또는 다른 단말로 데이터 스트림을 전송할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.

일반적으로 기지국은 무선자원을 스케줄링한다. 무선자원은 상향링크에서 상향링크 자원이 되고, 하향링크에서 하향링크 자원이 된다. 하향링크에서 기지국은 데이터 스트림에 할당된 하향링크 자원을 단말에게 알려주고, 단말은 상기 하향링 크 자원을 통해 데이터 스트림을 수신한다. 상향링크에서 기지국은 할당된 상향링크 자원을 단말에게 알려주고, 단말은 상기 상향링크 자원을 통해 데이터 스트림을 전송한다.

전송할 데이터 스트림의 양, 채널 상태나 Qos(Quality of Service)에 따라서 할당되는 무선자원의 크기는 달라질 수 있다. 데이터 스트림의 양이 많으면 많은 무선자원이 할당되어야 한다. 하지만, 무선자원의 크기는 유한하므로, 무선자원은 효율적으로 할당되어야 한다.

또한, 무선자원 할당에 관한 정보는 수시로 단말로 제공되어야 한다. 상향링크 또는 하향링크에서 무선자원 할당 정보를 알아야 단말이 데이터 스트림을 수신할 수 있기 때문이다. 무선자원 할당 정보는 제어신호로 전용 제어채널(dedicated control channel)이나 공용 제어채널(common control channel)을 통해 단말로 전송된다. 전용 제어채널은 특정한 적어도 하나의 단말을 위한 제어채널을 말하고, 공용 제어채널은 적용 영역 내의 모든 단말을 위한 제어채널을 말한다.

제어채널을 통해 전송할 수 있는 무선자원 할당 정보의 크기는 한정되어 있다. 제어채널의 크기는 한정되어 있기 때문이다. 무선자원 할당 정보의 크기가 커질수록 더 많은 제어채널이 필요하다. 한정된 무선자원하에서 제어채널이 많아질수록 데이터 전송에 필요한 데이터채널은 줄어든다.

무선통신 시스템에서 무선자원 할당의 효율성을 높이면서, 무선자원 할당 정보의 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있는 기법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 프레임을 2개의 영역으로 구분하고, 각 영역별로 무선자원을 할당하는 무선자원 할당 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 기지국이 단말에게 무선자원을 할당하는 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법을 제공한다. 상기 무선자원 할당 방법은 복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌과 복수의 서브채널을 포함하고, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역으로 분할되는 프레임을 생성하는 단계 및 상기 가변 개수 영역 또는 상기 가변 크기 영역에 상기 무선자원을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 가변 개수 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 일정한 크기를 갖는 복수의 자원요소를 포함하고, 상기 가변 크기 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 그 크기가 가변하는 적어도 하나의 자원영역을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 기지국이 프레임 상에서 단말에게 무선자원을 할당하는 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법을 제공한다. 상기 무선자원 할당 방법은 제1 기본단위를 갖는 제1 영역과 제2 기본단위를 갖는 제2 영역으로 분할되는 상기 프레임을 생성하는 단계, 상기 제1 영역에 대한 제1 무선자원 할당 정보를 생성하는 단계 및 상기 제2 영역에 대한 제2 무선자원 할당 정보를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 제1 기본단위는 상기 제1 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위이고, 상기 제2 기본단위는 상기 제2 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

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.

무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 OFDMA 기반의 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.

본 발명은 상향링크 전송 또는 하향링크 전송에 적용될 수 있다. 이하에서 프레임(frame)은 상향링크 전송에 있어서 상향링크 프레임이 되고, 하향링크 전송에 있어서 하향링크 프레임이 된다. 프레임은 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 을 포함할 수 있다. 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

도 2는 프레임의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 일축은 시간 영역에서 OFDMA 심벌 인덱스를 나타내고, 다른 축은 주파수 영역에서 서브채널(subchannel) 인덱스를 나타낸다. 서브채널은 주파수 자원을 나누는 기본적인 단위로 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. 프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDMA 심벌과 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. TTI(Transmission Time Interval)은 하나의 프레임을 전송하는 데 필요한 시간을 말한다.

여기서, 하나의 프레임은 N+1 OFDMA 심벌과 K+1 서브채널을 포함하나(N, K는 임의의 자연수), OFDMA 심벌의 수 및 서브채널의 수에는 제한이 없다. OFDMA 인덱스 및 서브채널 인덱스도 다양하게 바뀔 수 있다.

하나의 2차원 프레임 내에서 단말에는 그리드(grid) 상에서 적어도 하나의 자원요소(resource element)가 할당될 수 있다. 자원요소는 단말에게 할당될 수 있는 무선자원의 최소 기본 단위로, 예를 들어 1 OFDMA 심벌과 1 서브채널을 포함할 수 있다. 이 자원요소의 크기는 하나의 프레임 내에서 일정하고, 단말에게는 할당되는 자원요소의 수를 가변하여 무선자원을 할당한다. 즉, 무선자원 할당 정보는 자원요소의 수와 오프셋을 포함하고, 무선자원 할당 정보를 통해 단말은 자신에게 할당된 무선자원을 알 수 있다. 오프셋은 할당되는 무선자원의 위치를 나타내는 값 이다.

단말에게 무선자원을 할당하기 위한 무선자원 할당 정보를 다음 표 1과 같이 정의할 수 있다.

Name	Number of bits	Description
OFDMA symbol offset	8	Offset from start symbol of frame
Subchannel offset	7	Offser from start subchannel of frame
Number of OFDMA symbols	7	-
Number of subchannels	7	-

OFDMA 심벌 오프셋은 할당이 시작되는 OFDMA 심벌 인덱스를 나타내고, 서브채널 오프셋은 할당이 시작되는 서브채널 인덱스를 나타내고, OFDMA 심벌의 수는 할당된 OFDMA 심벌의 수를 나타내고, 서브채널의 수는 할당된 서브채널의 수를 나타낸다고 한다. 표 1에 나타난 명칭과 비트 수는 일 예에 불과하고, 제한이 아니다. 명칭과 비트 수는 시스템에 따라 다양하게 바뀔 수 있다.

미리 일정한 크기를 갖는 자원요소를 정의하고, 자원요소의 수와 오프셋을 무선자원 할당 정보로 생성하여 단말에게 전송한다. 자원요소의 수와 오프셋을 통해 하나의 프레임 내에서 임의의 위치와 임의의 크기로 단말에게 무선자원을 할당할 수 있다. 이는 무선자원 할당의 자유도가 크다고 할 수 있다. 단말에게 필요한 무선자원의 크기에 따라서 유연하게 무선자원을 할당할 수 있다. 그러나 이 방식에 의하면 무선자원 할당 정보의 크기가 커진다. 표 1의 예제에서, 하나의 할당된 무선자원을 가리키기 위해, 적어도 29비트의 무선자원 할당 정보가 필요하다.

도 3은 도 2의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 프레임 내에서 단말에게 할당영역(A1)이 할당된다고 하자. 이하에서 할당영역은 단말에게 할당된 무선자원을 말한다. 할당영역(A1)의 크기나 위치는 예시에 불과하다. 할당영역(A1)은 적어도 하나의 자원요소를 포함하는 자원요소의 집합으로 나타낼 수 있다. 할당영역(A1)은 자원요소의 수와 오프셋으로 나타낼 수 있다. 할당영역(A1)은 24 자원요소를 포함하고, 표 1의 표현을 사용하면, 무선자원 할당 정보는 "OFDMA symbol offset = 2, Subchannel offset = 3, Number of OFDMA symbols = 4, Number of subchannels = 6" 으로 나타낼 수 있다.

도 4는 프레임의 다른 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 일축은 시간 영역에서 OFDMA 심벌의 인덱스이고, 다른 축은 주파수 영역에서 서브채널 인덱스를 나타낸다. 프레임은 다수의 자원영역(Resource Region)을 포함한다.

자원영역은 단말에게 할당될 수 있는 무선자원의 기본 단위이다. 자원영역은 자원요소와 달리 하나의 프레임 내에서 크기가 달라질 수 있다. 여기서는 하나의 프레임은 8 자원영역을 포함하고, 각 자원영역에 대해 ID(Identifier)로 0~7을 순서대로 할당하고 있다. 자원영역의 수나 자원영역 ID의 배치는 제한이 아니고 자원영역의 수와 자원영역 ID는 임의로 지정할 수 있다.

각 자원영역의 크기나 위치에 대한 정보는 단말과 기지국이 서로 알고 있다. 예를 들어, 자원영역 ID가 3인 자원영역에 대해 "OFDMA symbol offset = 4, Subchannel offset = 0, Number of OFDMA symbols = 4, Number of subchannels = 4"와 같은 크기와 위치 정보를 단말과 기지국은 공유한다.

단말에게 무선자원을 할당하기 위한 무선자원 할당 정보는 자원영역 ID만으로 충분하다. 이를 다음 표 2와 같이 정의할 수 있다.

Name	Number of bits	Description
Resource Region ID	8	Index to the region defined in frame

단말에게 적어도 하나의 자원영역 ID을 알려줌으로써 무선자원 할당 정보를 알려줄 수 있다. 표 2에 나타난 명칭이나 비트 수는 예시에 불과하고, 자원영역의 수나 배치에 따라 바뀔 수 있다.

가변 크기를 갖는 자원영역을 정의하고, 자원영역 ID에 관한 정보를 무선자원 할당 정보로 단말에게 전송한다. 자원영역 ID를 통해 하나의 프레임 내에서 임의의 위치와 임의의 크기를 갖는 적어도 하나의 자원영역을 단말에게 무선자원으로 할당할 수 있다. 자원영역 ID 만을 지정하는 경우 전송할 무선자원 할당 정보의 크기는 줄어드나 무선자원 할당의 자유도가 줄어든다. 표 2의 예제에서 자원영역 ID를 포함하는 무선자원 할당 정보를 전송하는 데, 8비트만을 사용하면 된다. 그러나, 자원영역의 크기는 미리 정해져 있으므로 자원영역에 실리는 데이터 스트림의 크기가 자원영역의 크기보다 작은 경우 무선자원의 낭비가 발생할 수 있다.

도 5는 도 4의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 프레임 내에서 단말에게 할당영역(A2)이 할당된다고 하자. 여기서는, 자원영역 ID가 3인 자원영역이 할당영역(A2)으로 할당된다. 할당영역(A2)에 가리키는 자원영역의 수나 위치는 예시에 불과하다. 할당영역(A2)은 자원영역 ID로 나타낼 수 있다. 할당영역(A2)은 1 자원영역을 포함하고, 표 2의 표현을 사용하면, 무선자원 할당 정보는 "Resource Region ID = 3" 으로 나타낼 수 있다.

도 6은 프레임의 또 다른 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 일축은 시간 영역에서 OFDMA 심벌의 인덱스이고, 다른 축은 주파수 영역에서 자원블록(resource block) 인덱스를 나타낸다. 자원블록은 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 자원블록은 12 부반송파를 포함할 수 있다.

여기서, 하나의 프레임은 N+1 OFDMA 심벌과 K+1 자원블록을 포함하나, OFDMA 심벌의 수 및 자원블록의 수는 제한이 없고, OFDMA 인덱스, 자원블록 인덱스는 다양하게 바뀔 수 있다.

하나의 프레임 내에서 단말에게는 적어도 하나의 자원블록이 할당될 수 있다. 자원블록은 단말에게 할당될 수 있는 무선자원의 기본 단위로, 자원요소와 달리 시간 영역 자원에 대한 인덱스는 없다. 하나의 프레임에 대한 TTI가 비교적 짧은 경우 시간 영역의 자원에 대한 인덱스는 두지 않을 수 있기 때문이다. 자원블록의 크기는 하나의 프레임 내에서 일정하고, 단말에게는 할당되는 자원블록의 수를 가변하여 무선자원을 할당한다. 즉, 무선자원 할당 정보는 자원블록의 수와 위치를 포함하고, 무선자원 할당 정보를 통해 단말은 자신에게 할당된 무선자원을 알 수 있다. 자원블록의 수와 위치는 비트맵(bitmap) 형식으로 알려줄 수 있다.

미리 자원블록을 정의하고, 할당되는 자원블록의 수와 위치를 비트맵 형태의 무선자원 할당 정보로 단말에게 전송한다. 하나의 프레임 내에서 임의의 위치와 임의의 수로 단말에게 무선자원을 할당할 수 있다. 단말에게 요구되는 무선자원의 크기에 따라서 유연하게 무선자원을 할당할 수 있다.

자원블록은 미리 지정된 크기를 갖는 점에서 자원요소와 거의 대등하다. 이하에서는 자원블록과 자원요소는 동일한 개념으로 사용될 수 있다.

도 7은 도 6의 프레임을 이용한 무선자원 할당의 예를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 프레임 내에서 단말에게 할당영역(A3)이 할당된다고 하자. 여기서는, 4개의 자원블록이 할당영역(A3)에 할당된다. 할당영역(A3)은 자원블록 인덱스 0, 5, 6, 7의 4 자원블록을 포함한다. 할당영역(A3)에 포함되는 자원블록의 수나 위치는 예시에 불과하다.

무선자원 할당 정보는 비트맵(bitmap) 형식이 될 수 있다. 하나의 프레임이 10개의 자원블록을 포함하는 경우 10비트의 비트맵을 이용하여 자원블록의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 비트맵은 하나의 비트가 하나의 자원블록에 매칭된다. 예를 들어, 해당하는 자원블록이 할당되면 '1'을, 해당하는 자원블록이 할당되지 않으면 '0'을 지정함으로써 자원블록의 수와 위치를 가리키는 방식을 말한다. 할당영역(A3)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형식으로 나타내면, (1000111000)₂가 된다. (·)₂는 이진수를 나타낸다.

단말에게 프레임 상에서 가변 개수의 자원요소나 자원블록을 무선자원으로 할당하는 경우 그 시작점 및 오프셋을 무선자원 할당 정보를 알려주어야 하므로 무선자원 할당 정보의 전송에 따른 오버헤드가 있을 수 있다. 가변 크기의 자원영역을 무선자원으로 할당하는 경우 무선자원을 효율적으로 사용하지 못할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 프레임은 2 영역으로 분할되는 무선자원 할당 구조를 가진다. 가변 개수 영역(variable count region)은 자원요소 단위로 무선자원을 할당한다. 가변 크기 영역(variable size region)은 자원영역 단위로 무선자원을 할당한다.

가변 개수 영역과 가변 크기 영역을 구분하기 위해 구분자(divider)를 지정할 수 있다. 구분자는 프레임 내에서 가변 개수 영역과 가변 크기 영역을 분할하기 위한 인덱스라 할 수 있다. 구분자는 제어신호로 기지국에서 단말로 제어채널을 통해 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 구분자로 시간 영역에서 OFDMA 심벌 인덱스를 지정하여, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역이 서로 다른 시간을 사용하도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, 구분자로 주파수 영역에서 서브채널 인덱스로 지정하여, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역이 서로 다른 주파수를 사용하도록 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 구분자로 OFDMA 심벌 인덱스 및 서브채널 인덱스로 지정하여, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역이 프레임 상에서 임의의 크기와 위치를 가지도록 할 수 있다.

도 8의 예에서, 하나의 프레임은 10개의 OFDMA 심벌과 12개의 서브채널을 포함한다. 자원영역의 수는 4개이고, 자원영역 ID는 0~3로 한다. 구분자(M)는 OFDMA 심벌 인덱스를 사용하고, M = 6이다. 즉 OFDMA 심벌 인덱스 0~5 까지는 자원요소에 의해 무선자원을 할당하는 가변 개수 영역이 되고, OFDMA 심벌 인덱스 6~9 까지는 4개의 자원영역에 의해 무선자원을 할당하는 가변 크기 영역이 된다. 이는 예시에 불과하고, 가변 개수 영역에 포함되는 자원요소의 크기와 수, 가변 크기 영역에 포함되는 자원영역의 크기와 수는 시스템에 따라 다양하게 바뀔 수 있다.

하나의 프레임에서 복수의 구분자를 가질 수 있다. 즉 제1 구분자와 제2 구분자를 두어 하나의 프레임을 3개의 영역, 예를 들어 2개의 가변 개수 영역과 1개의 가변 크기 영역으로 분할할 수 있다.

가변 개수 영역은 구분자에 따라 자원요소의 수가 가변한다. 자원요소는 가변 개수 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위이다. 자원요소는 가변 개수 영역에서 크기가 일정하다. 자원요소는 일정한 크기를 가지므로, 구분자에 따라 가변 개수 영역의 크기가 정해지면 하나의 가변 개수 영역에 포함되는 자원요소의 수가 정해진다. 가변 개수 영역에서는 할당되는 자원요소의 개수를 단말에 따라 가변하여 무선자원을 할당한다. 자원요소의 크기는 하나의 자원 개수 영역에서는 일정하나, 시스템에 따라 자원 개수 영역에 따라 자원요소의 크기는 바뀔 수 있다.

가변 크기 영역(variable size region)은 구분자에 따라 자원영역의 크기가 가변한다. 자원영역은 가변 크기 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위이다. 자원영역의 크기는 달라질 수 있으며, 자원영역의 수는 미리 지정될 수 있다. 즉 할당되는 자원영역 ID에 따라 자원영역의 수는 결정되고, 가변 크기 영역의 크기가 변함에 따라 자원영역의 크기는 변할 수 있다. 자원요소의 크기는 절대적인 크기로 정해지나, 자원영역의 크기는 가변 크기영역의 크기와 가변 크기 영역에 포함되는 자원영역의 수에 따라 상대적으로 변할 수 있다.

기지국은 무선자원의 양이나 QoS를 고려하여 적절한 방식으로 무선자원을 가변 개수 영역 및/또는 가변 크기 영역에 할당할 수 있다. 예를 들어, 전송하는 데이터 스트림의 양이 일정한 단말에 대해서는 가변 크기 영역에 할당하고, 데이터 스트림의 양이 시간에 따라 편차가 큰 단말에 대해서는 가변 개수 영역에 할당할 수 있다.

하나의 단말에 대한 데이터 스트림에 대해서도 일부는 가변 개수 영역에 할당하고, 나머지는 가변 크기 영역에 할당할 수 있다.

가변 개수 영역은 단말에게 전달할 무선자원 할당 정보의 양은 많지만, 무선자원 활용의 효율성을 높일 수 있다. 가변 크기 영역은 무선자원 할당에 대한 유연성은 떨어지지만 단말에게 전달할 무선자원 할당 정보의 양은 적게 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 하나의 프레임은 10개의 OFDMA 심벌과 12개의 서브채널을 포함한다. 자원영역의 수는 4개이고, 자원영역 ID는 0~3까지로 한다. 구분자(M)는 OFDMA 심벌 인덱스를 사용하고, M = 2인 경우이다. 즉 OFDMA 심벌 인덱스 0~1 까지는 자원요소에 의해 무선자원을 할당하는 가변 개수 영역이 되고, OFDMA 심벌 인덱스 2~9 까지는 4개의 자원영역에 의해 무선자원을 할당하는 가변 크기 영역이 된다.

도 8의 예와 도 9의 예를 비교하면, 구분자가 M=6에서 M=2로 바뀜에 따라 가변 개수 영역의 크기는 줄고, 가변 크기 영역의 크기는 늘어난다. 가변 개수 영역에 포함되는 자원요소의 수는 72에서 24로 줄어든다. 가변 크기 영역에 포함되는 자원영역는 그 수는 4로 일정하나, 가변 크기 영역의 크기가 늘어남에 따라 자원영역의 크기가 늘어난다.

가변 크기 영역에 포함되는 자원영역의 수는 구분자와 함께 또는 별도로 바뀔 수 있다.

당업자라면 가변 개수 영역과 가변 크기 영역을 하나의 프레임 내에서 다양한 형태로 분할할 수 있을 것이다. 프레임을 가변 개수 영역과 가변 크기 영역으로 분할하는 방법이나 분할되는 가변 개수 영역의 수 및 가변 크기 영역의 수에는 제한이 없다. 예를 들어, 시간상으로 가변 크기 영역이 가변 개수 영역보다 앞설 수 있다. 또는, 2개의 가변 개수 영역을 사이에 두고 중심에 가변 크기 영역을 둘 수도 있다.

이하에서는 무선자원할당 방법에 대해 기술한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해 프레임은 도 8의 프레임 구조를 사용한다.

도 10을 참조하면, 제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(B1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(B2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(B1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(B2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(B1)은 8 자원요소를 포함하고, 이는 오프셋 및 자원요소의 수를 무선자원 할당 정보로 사용할 수 있다. 표 1의 표현을 사용하면, 제1 할당영역(B1)에 대한 무선자원 할당 정보는 "OFDMA symbol offset = 0, Subchannel offset = 2, Number of OFDMA symbols = 2, Number of subchannels = 4" 이 된다.

제2 할당영역(B2)은 1 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 2이다. 제2 할당영역(B2)에 대한 무선자원 할당 정보는 자원영역 ID로 나타낼 수 있다. 표 2의 표현을 사용하면, 제2 할당영역(B2)에 대한 무선자원 할당 정보는 "자원영역 ID= 2" 가 된다.

본 발명에 의하면 프레임을 가변 개수 영역과 가변 크기 영역으로 나눈다. 상기 가변 크기 영역의 무선자원 할당 정보는 가변 개수 영역의 무선자원 할당 정보보다 전송할 정보는 작지만, 무선자원 할당에 따른 자유도는 떨어진다. 기지국은 단말에 따라 적절하게 무선자원을 가변 개수 영역 및/또는 가변 크기 영역에 할당함으로써 무선자원 할당의 자유도와 제어신호 전송에 따른 오버헤드 사이의 트레이드 오프(trade-off)를 조화시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해 프레임은 도 8의 프레임 구조를 사용한다.

도 11을 참조하면, 제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(C1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(C2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(C1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(C2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(C1)은 8 자원요소를 포함하고, 이는 오프셋 및 자원요소의 수를 무선자원 할당 정보로 사용할 수 있다. 표 1의 표현을 사용하면, 제1 할당영역(B1)에 대한 무선자원 할당 정보는 "OFDMA symbol offset = 0, Subchannel offset = 2, Number of OFDMA symbols = 2, Number of subchannels = 4" 이 된다.

제2 할당영역(C2)은 2 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 0 및 2이다. 제2 할당영역(C2)에 대한 무선자원 할당 정보는 비트맵으로 표현할 수 있다. 비트맵은 하나의 비트가 하나의 자원영역에 매칭되어 예를 들어, 해당하는 자원블록이 할당되면 '1'을, 해당하는 자원영역이 할당되지 않으면 '0'을 지정함으로써 자원영역의 수와 위치를 가리키는 방식을 말한다. 여기서, 가변 크기 영역은 4개의 자원영역을 포함하므로, 4비트의 비트맵을 이용하여 자원영역의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 따라서, 제2 할당영역(C2)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형태로 나타내면, (1010)₂가 된다. (·)₂는 이진수를 나타낸다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 하나의 프레임은 10개의 OFDMA 심벌과 12개의 서브채널을 포함한다. 자원요소의 수는 8, 자원요소 ID는 0~7, 자원영역의 수는 4, 자원영역 ID는 0~3이다. 구분자(M)는 OFDMA 심벌 인덱스를 사용하고, M = 4인 경우이다. 즉 OFDMA 심벌 인덱스 0~3은 자원요소에 의해 무선자원을 할당하는 가변 개수 영역이 되고, OFDMA 심벌 인덱스 4~9는 자원영역에 의해 무선자원을 할당하는 가변 크기 영역이 된다.

도 8의 실시예와 비교할 때, 자원요소의 크기는 2 OFDMA 심벌 × 3 서브채널이다. 자원요소의 크기는 하나의 자원 개수 영역에서는 일정하나, 시스템에 따라 그 크기는 바뀔 수 있다. 자원요소의 크기는 일정하므로 구분자(M)가 정해지면 그 개수는 정해진다. 예를 들어, 구분자(M)가 4이면, 가변 개수 영역은 OFDMA 심벌 인덱스 0~3 사이에 위치하고, 자원요소의 수는 8이 된다. 구분자(M)가 6이면, 가변 개수 영역은 OFDMA 심벌 인덱스 0~5 사이에 위치하고, 자원요소의 수는 12이 된다.

기지국과 단말은 각 자원요소 ID에 따른 자원요소의 위치를 서로 알고 있다고 한다. 이 경우 무선자원할당 정보는 자원요소 ID 또는 자원영역 ID의 형식이 될 수 있다.

제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(D1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(D2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(D1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(D2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(D1)에 대한 무선자원 할당 정보와 제2 할당영역(D2)에 대한 무선자원 할당 정보는 각각 자원요소 ID와 자원영역 ID로 나타낼 수 있다. 제1 할당영역(D1)은 1 자원요소를 포함하고, 그 자원요소 ID는 1이다. 따라서, 제1 할당영역(D1)에 대한 무선자원 할당 정보는 "자원요소 ID = 1" 이 된다. 제2 할당영역(D2)은 1 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 2이다. 따라서, 제2 할당영역(D2)에 대한 무선자원 할당 정보는 "자원영역 ID = 2" 이 된다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해 프레임은 도 12의 프레임 구조를 사용한다.

도 13을 참조하면, 제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(E1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(E2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(E1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(E2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(D1)은 1 자원요소를 포함하고, 그 자원요소 ID는 1이다. 제1 할당영역(D1)에 대한 무선자원 할당 정보는 자원요소 ID로 표현할 수 있다. 따라서, 제1 할당영역(D1)에 대한 무선자원 할당 정보는 "자원요소 ID = 1" 이 된다.

제2 할당영역(D2)은 2 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 0 및 2이다. 제2 할당영역(D2)에 대한 무선자원 할당 정보는 비트맵으로 표현할 수 있다. 여기서, 가변 크기 영역은 4개의 자원영역을 포함하므로, 4비트의 비트맵을 이용하여 자원영역의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 제2 할당영역(D2)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형식으로 나타내면, (1010)₂가 된다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해 프레임은 도 12의 프레임 구조를 사용한다.

도 14를 참조하면, 제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(F1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(F2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(F1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(F2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(F1)은 4 자원요소를 포함하고, 그 자원요소 ID는 0, 1, 5, 6이다. 제1 할당영역(F1)에 대한 무선자원 할당 정보는 비트맵으로 표현할 수 있다. 여기서, 가변 개수 영역은 8 자원요소를 포함하므로, 8비트의 비트맵을 이용하여 자원요소의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 제1 할당영역(F1)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형식으로 나타내면, (11000110)₂가 된다.

제2 할당영역(F2)은 1 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 2이다. 제2 할당영역(F2)에 대한 무선자원 할당 정보는 자원영역 ID로 표현할 수 있다. 따라서, 제2 할당영역(F2)에 대한 무선자원 할당 정보는 "자원영역 ID = 2" 이 된다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선자원할당 방법을 기술하기 위한 프레임 구조를 나타낸다. 설명을 명확히 하기 위해 프레임은 도 12의 프레임 구조를 사용한다.

도 15를 참조하면, 제1 단말(UE1)에는 제1 할당영역(G1)이 할당되고, 제2 단말(UE2)에는 제2 할당영역(G2)이 할당된다고 한다. 제1 할당영역(G1)은 가변 개수 영역에 배치되고, 제2 할당영역(G2)은 가변 크기 영역에 배치된다.

제1 할당영역(G1)은 4 자원요소를 포함하고, 그 자원요소 ID는 0, 1, 5, 6이다. 제1 할당영역(G1)에 대한 무선자원 할당 정보는 비트맵으로 표현할 수 있다. 여기서, 가변 개수 영역은 8 자원요소를 포함하므로, 8비트의 비트맵을 이용하여 자원요소의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 제1 할당영역(G1)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형식으로 나타내면, (11000110)₂가 된다.

제2 할당영역(G2)은 2 자원영역을 포함하고, 그 자원영역 ID는 0 및 2이다. 제2 할당영역(G2)에 대한 무선자원 할당 정보는 비트맵으로 표현할 수 있다. 여기서, 가변 크기 영역은 4개의 자원영역을 포함하므로, 4비트의 비트맵을 이용하여 자원영역의 수와 위치를 나타낼 수 있다. 제2 할당영역(G2)에 대한 무선자원 할당 정보를 비트맵 형식으로 나타내면, (1010)₂가 된다.

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.

본 발명에 의하면 기지국은 단말에 따라 적절하게 무선자원을 가변 개수 영역 및/또는 가변 크기 영역에 할당함으로써 무선자원 할당의 자유도와 제어신호 전송에 따른 오버헤드 사이의 트레이드 오프(trade-off)를 조화시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 기지국이 단말에게 무선자원을 할당하는 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법에 있어서,

   복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌과 복수의 서브채널을 포함하고, 가변 개수 영역과 가변 크기 영역으로 분할되는 프레임을 생성하는 단계; 및

   상기 가변 개수 영역 또는 상기 가변 크기 영역에 상기 무선자원을 할당하는 단계를 포함하되,

   상기 가변 개수 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 일정한 크기를 갖는 복수의 자원요소를 포함하고, 상기 가변 크기 영역은 상기 무선자원을 할당하기 위한 기본 단위로 그 크기가 가변하는 적어도 하나의 자원영역을 포함하는 무선자원 할당 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 개수 영역의 크기가 달라짐에 따라 상기 자원요소의 수가 달라지는 무선자원 할당 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 크기 영역의 크기가 달라짐에 따라 상기 자원영역의 크기가 달라 지는 포함하는 무선자원 할당 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 개수 영역과 상기 가변 크기 영역은 서로 다른 시간을 사용하는 무선자원 할당 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 개수 영역과 상기 가변 크기 영역은 서로 다른 주파수를 사용하는 무선자원 할당 방법.
6. 기지국이 프레임 상에서 단말에게 무선자원을 할당하는 무선통신 시스템의 무선자원 할당 방법에 있어서,

   제1 기본단위를 갖는 제1 영역과 제2 기본단위를 갖는 제2 영역으로 분할하되는 상기 프레임을 생성하되, 상기 제1 기본단위는 상기 제1 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위이고, 상기 제2 기본단위는 상기 제2 영역에서 무선자원 할당의 기본 단위인 단계;

   상기 제1 영역에 대한 제1 무선자원 할당 정보를 생성하는 단계; 및

   상기 제2 영역에 대한 제2 무선자원 할당 정보를 생성하는 단계를 포함하는 무선자원 할당 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 무선자원 할당 정보와 상기 제2 무선자원 할당 정보는 동일한 형식인 무선자원 할당 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 무선자원 할당 정보와 상기 제2 무선자원 할당 정보는 서로 다른 형식인 무선자원 할당 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 기본단위는 상기 제1 영역 내에서 크기가 일정한 무선자원 할당 방법.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 제2 무선자원 할당 정보는

    할당되는 상기 제2 기본 단위의 ID(identifier) 또는 할당되는 상기 제2 기본 단위를 가리키는 비트맵인 무선자원 할당 방법.

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