KR20090100199A - 무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법은 복수의 제 1 서브프레임을 포함하는 제 1 프레임을 설정하는 단계, 복수의 제 2 서브프레임을 포함하는 제 2 프레임을 설정하는 단계 및 상기 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 1 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼 및 상기 제 2 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 서로 다르며, 상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임의 길이는 서로 동일하다. 본 발명에 따르면, 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 프레임 상호 간에 공존성을 만족시킬 수 있다. 또한, 하나의 프레임 내에서 서브프레임 별로 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 경우, 서브프레임 상호 간에도 공존성을 만족시킬 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법{A METHOD OF TRANSMMITING A FRAME IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 서브프레임 별로 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 전송 방법에 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 'WirelessMAN-SC'라는 단일 반송파(Single Carrier) 물리 계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리 계층에 'WirelessMAN-SC'외에 'WirelessMAN-OFDM'과 'WirelessMAN-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.
현재, IEEE 802.16e를 기반으로 새로운 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m에 대 한 표준화가 진행되고 있다. 새로이 개발되는 기술 표준 규격인 IEEE 802.16m은 앞서 설계된 IEEE 802.16e를 함께 지원할 수 있도록 설계되어야 한다. 즉, 새로이 설계되는 시스템의 기술(IEEE 802.16m)은 기존 기술(IEEE 802.16e)을 효율적으로 포괄하여 동작하도록 구성하여야 한다. 이를 역지원성(Backward Compatibility)이라 한다.
새로운 기술의 기지국은 자신이 지원할 수 있는 대역폭 내에서 기존 기술의 단말 또는 새로운 기술의 단말에 대하여 무선자원을 스케줄링한다. 무선자원의 스케줄링은 시간 영역으로 복수의 OFDM 심볼 및 주파수 영역으로 복수의 서브채널로 이루어지는 논리적 프레임에서 수행될 수 있다. 따라서, IEEE 802.16m 시스템에서 IEEE 802.16e 시스템에 대한 역지원성을 만족시킬 수 있는 프레임의 구조에 대한 연구가 진행되고 있다.
현재, IEEE 802.16m 시스템에서 IEEE 802.16e 시스템에 대한 역지원성을 만족시킬 수 있는 프레임 구조로, CP(Cyclic Prefix) 길이가 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)의 1/8배인 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 구조가 제시되고 있다. 그러나, 1/8배를 제외한 다른 CP길이를 가지는 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 구조에 대하여 명확히 제시되고 있지 않다.
따라서, 인접 셀에 1/8Tu를 제외한 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 구조를 지원하는 IEEE 802.16m 시스템이 존재하는 경우, 인접 셀 간 시스템에서 간섭이 일어나지 않도록 프레임 구조를 설계하는 것이 필요하다. 또한, 동일 셀 내에서 서로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 구조가 공존하거나, 하 나의 프레임 내에서 서로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 서브프레임 구조가 공존하도록 프레임 구조를 설계하는 것이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 서브프레임 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법은 복수의 제 1 서브프레임을 포함하는 제 1 프레임을 설정하는 단계, 복수의 제 2 서브프레임을 포함하는 제 2 프레임을 설정하는 단계 및 상기 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 1 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼 및 상기 제 2 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 서로 다르며, 상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임의 길이는 서로 동일하다.
본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법은 복수의 서브프레임을 포함하는 프레임을 설정하는 단계 및 상기 프레임을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 서브프레임 별로 독립적으로 선택되며, 상기 복수의 서브프레임의 길이는 서로 동일하다.
본 발명에 따르면, 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 프레임 상호 간에 공존성을 만족시킬 수 있다. 또한, 하나의 프레임 내에서 서브프레임 별로 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 경우, 서브프레임 상호 간에도 공존성을 만족시킬 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 일부분일 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.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 논리적 프레임으로, IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" 의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 하향링크 프레임을 통하여 하향링크 전송이 수행되고, 상향링크 프레임을 통하여 상향링크 전송이 수행된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 TDD(Time Division Duplex) 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL-MAP, UL-MAP, 버스트 영역의 순 서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.
프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다.
DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
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
상기 표 1과 같이, CP길이에 따라 OFDM 심볼의 길이는 달라진다.
OFDM 심볼은 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 통하여 생성된다. 상기 OFDM 심볼의 지속 시간(Time Duration)을 유효 심볼 시간(Useful Symbol time, Tu)라고 하고, CP는 유효 심볼 기간(Useful Symbol Period)인 최종 Tg의 복사본으로, 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)에 대한 비율로 나타낼 수 있다. 즉, 하나의 OFDM 심볼의 길이는 CP 길이와 유효 심볼 시간(Tu)의 합이다.
이하, 상기 표 1에 제시된 파라미터의 일부를 추출한 TDD(Time Division Duplexing) 프레임 구조를 기존 시스템(Legacy System)의 프레임 구조로 정의한다. 여기서, TDD 프레임이란 전체 주파수 대역을 상향링크 또는 하향링크로 사용하되, 시간영역에서 상향링크와 하향링크를 구분하는 프레임을 말한다. 기존 시스템은 IEEE 802.16e 표준 기술을 사용하는 무선통신 시스템을 의미하고, 새로운 시스템은 IEEE 802.16m 표준 기술을 사용하는 무선통신 시스템을 의미할 수 있다. 기존 시스템의 프레임은 프레임을 구성하는 OFDM의 CP길이가 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)의 1/8배이고, IEEE 802.16e 표준에 따라 프리앰블, FCH 및 DL-MAP 등과 같은 제어 정보가 정의된다. 프리앰블, FCH 및 DL-MAP은 단말이 시스템의 네트워크에 접속하여 통신을 수행하기 위한 필수 제어정보라 할 수 있다. 프레임은 5ms의 크기를 가질 수 있다. 필수 제어정보는 프레임에서 시간적으로 가장 앞서 할당된다.
도 3은 기존 시스템의 TDD 프레임 구조와 공통성을 가지고 새로운 시스템을 지원하는, CP길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 TDD 프레임의 일 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 프레임은 5ms의 길이를 가지고, 8개의 서브프레임 및 유휴 시간(Idle Time)을 포함한다. 하나의 서브프레임은 0.617ms의 길이를 가지고, 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 의미한다.
도 3은 TDD 프레임 구조를 나타내고 있으나, FDD(Frequency Division Duplexing) 프레임 구조도 상기 TDD 프레임 구조와 공통성을 가진다. 여기서, FDD 프레임이란 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어지는 것을 말한다.
도 3과 같이, 6개의 OFDM 심볼을 하나의 서브프레임으로 구성하면, TDD 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율을 효율적으로 설정할 수 있고, 상향링크 구간의 OFDM 심볼 개수를 3의 배수로 맞출 수 있으며, 데이터 지연 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존 시스템의 프레임 구조와 마찬가지로 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 프레임을 구성하면, 기존 시스템의 프레임 구조와 새로운 시스템의 프레임 구조의 TTG 구간이 겹쳐지므로, 인접한 셀 간에 기존 시스템과 새로운 시스템이 공존하여 운영되는 경우 셀의 경계 부분에 위치한 단말 간의 간섭을 방지할 수 있다.
그러나, 도 3은 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 프레임에 대한 예시이다. 만약, 인접 셀에 1/8Tu가 아닌 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 프레임 구조를 고려한 새로운 시스템이 존재하는 경우, 두 시스템이 공존하기 위하여 프레임 간의 공통성이 필요하다. 또한, 하나의 셀 내에서 서로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 프레임이 공존하도록 하거나, 하나의 프레임 내에 서로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임이 공존하도록 프레임을 설계하는 것이 필요하다.
새로운 시스템을 지원하는 프레임은 일정한 길이의 구간으로 나누어진 복수의 서브프레임을 포함한다. 일반적으로, 서브프레임 단위로 데이터의 할당 및 스케줄링이 이루어진다. 또한, TDD 프레임에서 서브프레임 단위로 하향링크 구간 및 상향링크 구간으로 나누어질 수 있다. 하나의 서브프레임은 동일한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성되고, 서브프레임 별로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 따라서, 기존 시스템 및 새로운 시스템의 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 이루어진 프레임과 상호 간섭 없이 공존성을 만족하기 위하여, 다양한 CP 길이를 가진 OFDM 심볼로 이루어진 서브프레임을 상기 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 이루어진 프레임을 구성하는 서브프레임과 공통성을 가지도록 구성하는 것을 고려할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 CP 길이에 관계없이 모든 서브프레임의 길이를 동일하게 설정하여, CP 길이가 다른 경우에도 프레임간 또는 서브프레임간 공존성을 만족시키는 서브프레임 구조를 제시한다.
이하, 다양한 CP 길이의 OFDM 심볼로 이루어진 서브프레임의 길이를 동일하게 설정하는 다양한 실시예에 대하여 설명한다.
하기, 도 4 내지 도 8은 전송 대역(Transmission Bandwidth)이 10MHz인 경우를 예시한 것이다. 상기 표 1을 참조하면, 전송 대역이 10MHz인 경우, 샘플링 주파수(Sampling Frequency)는 11.2MHz이므로, 1 샘플 간격은 1/11.2MHz=89.2ns이다. 또한, 도 4 내지 도 8은 TDD 프레임 구조에 대하여 예시하고 있으나, FDD 프레임 구조에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 나타내고, Sk는 서브프레임 내에서 k번째 OFDM 심볼을 나타낸다.
도 4를 참조하면, CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 6개의 OFDM 심볼로 구성되고, 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 길이는 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 길이와 동일하게 설정된다. 즉, 1/8Tu를 제외한 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임과 길이를 맞추기 위하여, OFDM 심볼 단편(fraction) 및 유휴 구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, CP 길이가 1/4Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 5개의 OFDM 심볼과 1/4 OFDM 심볼 단편을 포함하고, CP 길이가 1/16Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 6개의 OFDM 심볼, 1/4 OFDM 심볼 단편 및 64샘플(Samples)의 유휴 구간을 포함하며, CP 길이가 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 6개의 OFDM 심볼, 1/2 OFDM 심볼 단편 및 32샘플의 유휴 구간을 포함한다. 여기서, 상기 OFDM 심볼 단편의 CP 길이는 상기 OFDM 심볼 단편이 속해 있는 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이와 동일하다.
도 4에서, CP 길이가 1/4Tu, 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임에서 OFDM 심볼 단편 또는 유휴 구간을 프레임 내에서 시간상으로 뒤에 위치시키고 있으나, 이에 한정되지 않고, 서브프레임 앞 또는 OFDM 심볼 사이에 위치시킬 수도 있다.
표 2는 도 4에 따른 서브프레임의 구성을 나타낸다.
CP Length (Tu=1024 Samples) CP Duration (Samples) Number of Samples(10MHz) m/n=CP Length/Useful OFDM Symbol Length
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 Idle Per Subframe
1/8Tu 128 128/1024 128/1024 128/1024 124/1024 128/1024 128/1024 N/A 0
1/4Tu 256 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/256 N/A 0
1/16Tu 64 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/256 64
1/32Tu 32 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/512 32
표 2에서, OFDM 심볼 단편을 6번째 심볼 구간에 위치시키고 있으나, 이는 예시에 지나지 않고, 서브프레임 내의 어느 심볼 구간에 위치시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 나타내고, Sk는 서브프레임 내에서 k번째 OFDM 심볼을 나타낸다.
도 5를 참조하면, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 유휴 구간을 제외하면, 도 4에서 도시된 서브프레임 구조와 동일하다. 여기서, 도 4의 유휴 구간에 해당하는 구간을 서브프레임 내의 임의의 OFDM 심볼의 CP 구간으로 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 유휴 구간에 해당하는 구간은 CP 길이가 1/16Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 1/4 OFDM 심볼 단편 앞 및 CP 길이가 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 1/2 OFDM 심볼 단편 앞에 위치시킬 수 있다. 따라서, 상기 OFDM 심볼 단편의 CP 길이는 상기 OFDM 심볼 단편이 속해 있는 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이의 2배이다.
다만, 도 5에서는, 상기 유휴 구간에 해당하는 구간을 OFDM 심볼 단편 앞에 위치시키고 있으나, 이에 한정되지 않고, 다른 OFDM 심볼 앞에 위치시킬 수도 있다. 또한, OFDM 심볼 단편을 6번째 심볼 구간에 위치시키고 있으나, 이에 한정되지 않고, 서브프레임 내의 어느 심볼 구간에도 위치시킬 수 있다.
표 3은 도 5에 따른 서브프레임의 구성을 나타낸다.
CP Length (Tu=1024 Samples) CP Duration (Samples) Number of Samples(10MHz) m/n=CP Length/Useful OFDM Symbol Length
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 Idle Per Subframe
1/8Tu 128 128/1024 128/1024 128/1024 124/1024 128/1024 128/1024 N/A 0
1/4Tu 256 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/256 N/A 0
1/16Tu 64 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 128/256 0
1/32Tu 32 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 64/512 0
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 나타내고, Sk는 서브프레임 내에서 k번째 OFDM 심볼을 나타낸다.
도 6을 참조하면, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 유휴 구간을 제외하면, 도 4에서 도시된 서브프레임 구조와 동일하다. 여기서, 도 4의 유휴 구간에 해당하는 구간은 서브프레임 내 임의의 OFDM 심볼의 사이클릭 포스트픽스(Cyclic Postfix)로 이용할 수 있다. 예를 들어, CP 길이가 1/16Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 1/4 OFDM 심볼 단편 뒤 및 CP 길이가 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 1/2 OFDM 심볼 단편 뒤에 사이클릭 포스트픽스를 위치시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 유휴 구간에 해당하는 구간은 서브프레임 내 다른 OFDM 심볼의 사이클릭 포스트픽스로 구성할 수도 있다. 또한, OFDM 심볼 단편을 6번째 심볼 구간에 위치시키고 있으나, 이에 한정되지 않고, 서브프레임 내 어느 심볼 구간에도 위치시킬 수 있다.
표 4는 도 6에 따른 서브프레임의 구성을 나타낸다.
CP Length (Tu=1024 Samples) CP Duration (Samples) Number of Samples(10MHz) m/n=CP Length/Useful OFDM Symbol Length
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 Idle Per Subframe
1/8Tu 128 128/1024 128/1024 128/1024 124/1024 128/1024 128/1024 N/A 0
1/4Tu 256 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/256 N/A 0
1/16Tu 64 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/256/64 0
1/32Tu 32 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/512/32 0
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 나타내고, Sk는 서브프레임 내에서 k번째 OFDM 심볼을 나타낸다.
도 7을 참조하면, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 구조를 제외하면, 도 4에서 도시된 서브프레임 구조와 동일하다. 여기서, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임 내에 다수 개의 OFDM 심볼 단편을 배치하여, 도 4의 유휴 구간에 해당하는 구간을 상기 OFDM 심볼 단편의 CP 구간으로 이용할 수 있다. 예를 들어, CP 길이가 1/16Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 5개의 OFDM 심볼, 2개의 1/2 OFDM 심볼 단편 및 1개의 1/4 OFDM 심볼 단편을 포함하고, CP 길이가 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임은 5개의 OFDM 심볼 및 3개의 1/2 OFDM 심볼 단편을 포함한다. 여기서, 상기 OFDM 심볼 단편의 CP 길이는 상기 OFDM 심볼 단편이 속해 있는 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이와 동일하다.
도 7에서, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임에서 OFDM 심볼 단편을 5번째, 6번째 및 7번째 심볼 구간에 위치시키고 있으나, 이에 한정되지 않고, 서브프레임 내 어느 심볼 구간에도 위치시킬 수 있다.
표 5는 도 7에 따른 서브프레임의 구성을 나타낸다.
CP Length (Tu=1024 Samples) CP Duration (Samples) Number of Samples(10MHz) m/n=CP Length/Useful OFDM Symbol Length
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Idle Per Subframe
1/8Tu 128 128/1024 128/1024 128/1024 124/1024 128/1024 128/1024 N/A N/A 0
1/4Tu 256 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/256 N/A N/A 0
1/16Tu 64 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/1024 64/512 64/512 64/256 0
1/32Tu 32 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/1024 32/512 32/512 32/512 0
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 여기서, SFk는 k번째 서브프레임을 나타내고, Sk는 서브프레임 내에서 k번째 OFDM 심볼을 나타낸다.
도 8을 참조하면, CP 길이가 1/16Tu 및 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 유휴 구간을 제외하면, 도 4에서 도시된 서브프레임 구조와 동일하다. 여기서, 도 4의 유휴 구간에 해당하는 구간을 서브프레임 내 OFDM 심볼의 CP 구간으로 더 할당할 수 있다. 즉, CP 길이를 1/16Tu+Δt 및 1/32Tu+Δt로 둘 수 있다.
예를 들어, CP 길이가 1/16Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 CP 길이는 원래의 CP 길이인 64샘플보다 9샘플 늘어난 73샘플로 하고, 하나의 CP 길이만 74샘플로 구성한다. 여기서, 74샘플은 서브프레임 내의 어느 OFDM 심볼 또는 OFDM 심볼 단편의 CP 길이가 될 수 있다.
CP 길이가 1/32Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임에서는 두 가지 방법이 있다. 먼저, 6개의 CP 길이를 원래의 CP 길이인 32샘플보다 4샘플이 늘어난 36샘플로 구성하고, 하나의 CP 길이를 40샘플로 구성하는 방법이 있다. 다음으로, 6개의 CP 길이를 37 샘플로 구성하고, 하나의 CP길이를 34샘플로 구성하는 방법이 있다. 여기서, 상기 40샘플 또는 상기 34샘플은 서브프레임 내의 어느 OFDM 심볼 또는 OFDM 심볼 단편의 길이가 될 수 있다.
표 6은 도 8에 따른 서브프레임 구성을 나타낸다.
CP Length (Tu=1024 Samples) CP Duration (Samples) Number of Samples(10MHz) m/n=CP Length/Useful OFDM Symbol Length
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 Idle per Subframe
1/8Tu 128 128/1024 128/1024 128/1024 128/1024 128/1024 128/1024 N/A 0
1/4Tu 256 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/1024 256/256 N/A 0
1/16Tu+Δt 73or74 73/1024 73/1024 73/1024 73/1024 73/1024 73/1024 74/256 0
1/32Tu+Δt(Option 1) 36or40 36/1024 36/1024 36/1024 36/1024 36/1024 36/1024 40/512 0
1/32Tu+Δt(Option 2) 37or34 37/1024 37/1024 37/1024 37/1024 37/1024 37/1024 34/512 0
표 6에서, 6번째 심볼의 CP 길이를 다른 심볼의 CP 길이와 다르게 설정하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 4는 유휴 구간을 포함하고 있으나, 도 5 내지 도 8은 상기 유휴 구간을 CP 또는 사이클릭 포스트픽스로 이용하고 있다. 이에 따라, RF단에서 불연속 전송(discontinuous transmission)을 피함으로, 전송 효율을 높일 수 있다.
도 4 내지 도 8에 따르면, 도 3의 CP 길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임의 길이와 동일하게 서브프레임을 구성한다. 따라서, 서로 다른 CP 길이의 OFDM 심볼로 구성된 서브프레임 간에 상호 공존성을 만족시킬 수 있다.
상기 도 4 내지 도 8은 전송 대역이 10MHz인 경우에 대한 예시이다. 표 1을 참조하면, 전송 대역이 5MHz라면 샘플링 주파수는 10MHz의 1/2배이므로 1 샘플은 10MHz의 2배가 되고, 전송 대역이 20MHz라면 샘플링 주파수는 10MHz의 2배이므로 1 샘플은 10MHz의 1/2배가 된다. 따라서, 본 발명은 전송 대역이 10MHz인 경우에 한정되지 않고, 다양한 전송 대역에 대하여 활용할 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다.
도 3은 기존 시스템의 TDD 프레임 구조와 공통성을 가지고 새로운 시스템을 지원하는, CP길이가 1/8Tu인 OFDM 심볼로 구성된 TDD 프레임의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임 구조를 도시한 것이다.

Claims (9)

  1. 무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법에 있어서,
    복수의 제 1 서브프레임을 포함하는 제 1 프레임을 설정하는 단계;
    복수의 제 2 서브프레임을 포함하는 제 2 프레임을 설정하는 단계; 및
    상기 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 1 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼 및 상기 제 2 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 서로 다르며, 상기 제 1 서브프레임과 상기 제 2 서브프레임의 길이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이는 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)의 1/8배이고, 상기 제 2 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이는 유효 심볼 시간의 1/4배, 1/16배 및 1/32배로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이는 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)의 1/8배이고, 상기 제 2 서브프레임을 구성하는 OFDM 심볼의 CP 길이는 유효 심볼 시간의 1/4배, 1/16배보다 긴 길이 및 1/32배보다 긴 길이로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브프레임은 6개의 OFDM 심볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 서브프레임은 적어도 하나의 OFDM 심볼 단편(fraction)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 서브프레임은 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임으로 시분할되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은 하향링크에 대한 프레임 또는 상향링크에 대한 프레임인 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  8. 무선통신 시스템에서 프레임 전송 방법에 있어서,
    복수의 서브프레임을 포함하는 프레임을 설정하는 단계; 및
    상기 프레임을 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이는 서브프레임 별로 독립적으로 선택되며, 상기 복수의 서브프레임의 길이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 CP 길이는 유효 심볼 시간(Useful Symbol Time, Tu)의 1/4배, 1/8배, 1/16배 및 1/32배로 이루어진 그룹으로부터 서브프레임 별로 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송 방법.
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