KR20080114103A - 무선 통신 시스템에서 주파수 자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직교 주파수 다중 접속(OFDM) 시스템에서 순방향 자원 할당에 있어서 단말의 수신 복잡도를 늘이지 않고 적정의 시그널링 오버헤드를 이용하여 효율적으로 할당된 자원을 지시하는 방법을 제시한다. 동일한 형식을 가지는 기준 시그널링을 이용하여 하나의 연속자원을 알려주고, 상기 기준 시그널링에 지시자를 포함하여 상기 지시자에 따라서 추가적인 자원이 존재하는지의 여부와, 상기 추가 자원을 다른 형식의 시그널링을 통하여 알려준다.

OFDM, PDCCH, RESOURCE ALLOCATION, RESOURCE INDICATION

Description

무선 통신 시스템에서 주파수 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATION OF FREQUENCY RESOURCES IN WIRELESS TELECOMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 통상적인 OFDM 시스템의 송신기 구조를 도시한 도면,

도 2는 통상적인 OFDM 시스템의 리소스를 개념적으로 설명한 도면,

도 3은 통상적인 OFDM 시스템에서의 데이터 송수신 절차를 나타낸 도면,

도 4는 통상적인 OFDM 시스템에서의 주파수 자원 할당 방법을 나타낸 도면,

도 5는 통상적인 OFDM 시스템에서의 주파수 자원 할당의 예시를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 제어채널들의 리소스 매핑을 나타낸 도면,

도 7a은 종래의 리소스 할당을 위한 제어 채널의 구조를 나타낸 도면,

도 7b는 본 발명의 리소스 할당을 위한 제어 채널의 구조를 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 동작을 도시한 흐름도,

도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 흐름도,

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 장치의 구조를 도시한 블록 도.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 "OFDMA"라 함) 방식의 무선 통신 시스템에서 주파수 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 무선통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 "OFDM"이라 함) 및 OFDMA 방식에 대하여 활발한 연구가 이루어지고 있다. OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(Symbol) 열을 병렬 변환하고, 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티-캐리어 변조(Multi-Carrier Modulation) 방식의 일종이다.

도 1은 통상적인 OFDM 시스템의 송신기 구조를 도시한 도면이다.

OFDM 송신기는 채널 부호기(101)와 변조기(102)와 직/병렬 변환기(103)와 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform : 이하 "IFFT"라 함)기(104)와 병/직렬 변환기(105)와 순환 전치 심볼CP(Cyclic Prefix : 이하 "CP"라 함) 부가기(106)를 구비하여 구성된다. 채널 부호기(101)는 일명, 채널 인코딩(Channel encoding) 블록이라 하며, 소정의 정보 비트(Information bit) 열을 입력으로 받아 채널 부호화를 수행한다. 일반적으로 부호기(101)는 길쌈 부호기(Convolutional encoder), 터보 부호기(Turbo encoder) 또는 저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check : 이하 "LDPC"라 함) 부호기 등이 사용된다. 변조기(102)는 부호기(101)의 출력에 대해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 8PSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM 등의 변조(Modulation)를 수행하여 변조 심볼들을 생성한다. 한편, 도 1에서는 생략되었으나, 채널 부호기(101)와 변조기(102) 사이에 반복(Repetition) 및 천공(Puncturing) 등을 수행하는 레이트 매칭(Rate matching) 블록이 추가로 들어갈 수 있다. 직/병렬 변환기(103)는 변조기(102)의 출력을 입력으로 받아 병렬 데이터로 만들어 주는 역할을 수행한다.

IFFT 변환기(104)는 직/병렬 변환기(103)의 출력을 입력으로 받아 IFFT 연산을 수행한다. IFFT 변환기(104)의 출력은 병/직렬 변환기(105)에 의해 직렬 데이터로 변환된다. CP 삽입기(106)에서는 병/직렬 변환기(105)의 출력에 CP 부호를 삽입하여 출력한다. 비동기 방식인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에서 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템의 차세대 무선통신 시스템으로 논의중인 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서는, OFDMA 방식이 가지는 첨두 대비 평균 전력 비(Peak to Average Power Ratio : 이하 "APR"라 함)가 높아지는 단점을 해결하기 위하여 역방향 링크에 대해 단반송파 주파수 다중 접속(Single Carrier Frequency Division Multiple Access : 이하 "SC-FDMA"라 칭함) 방식을 사용한다. S-FDMA 방식은 OFDM 방식의 일종으로서 IFFT 변환기(104) 앞에 FFT 변환기를 부가하여 IFFT 변환기(104)에서 변환되기 전의 데이터를 프리코딩함으로써 구현될 수 있다.

도 2는 통상적인 OFDM 시스템의 리소스를 개념적으로 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이 OFDM 혹은 SC-FDMA 방식에서 무선 리소스는 시간 축과 주파수 축의 2차원 배열로 표현된다. 도 2에서 가로축은 시간 도메인(201)을, 세로축은 주파수 도메인(202)을 나타낸다. 시간 도메인(201)에서는 7개의 OFDM 심볼들이 하나의 슬롯(204)을 구성하고, 두 개의 슬롯들이 하나의 서브프레임(205)을 구성한다. 일반적으로 하나의 서브프레임(205)은 기본적인 전송 단위인 TTI와 동일한 길이를 가진다.

도 3은 통상적인 OFDM 시스템에서 기지국과 단말간의 데이터 송수신 절차도이다.

단말(320)은 303단계에서 기지국(310)이 전송하는 파일럿과 같은 기준 시그널(Reference signal : 이하 "RS"라 칭함)을 수신하여 순방향 채널 상황을 나타내는 채널 품질 지시자(Channel Quality indicator : 이하 "CQI"라 함)를 생성하고, 304단계에서 CQI를 기지국(310)으로 전송한다. 이때 단말(320)은 CQI와 함께 역방향 채널 상황을 기지국(301)이 알 수 있도록 채널 알림 기준 시그널(Channel Sounding Reference Signal : 이하 "CS/RS"라 칭함)을 전송할 수 있다. CQI 및/혹은 CS/RS를 수신한 기지국(310)은 305단계에서 스케쥴링을 통하여 단말(320)에게 할당할 순방향 혹은 역방향 리소스를 결정한다. 그리고 기지국(310)은 306단계에서 결정된 순방향/역방향 리소스를 나타내는 스케쥴링 그랜트(Grant)를 단말(320)에게 전송한다. 그러면 먼저 단말(320)은 307단계에서 스케쥴링 그랜트가 자신에게 전달된 것인지를 판단한다. 단말(320)은 307단계의 판단 결과 스케쥴링 그랜트가 단말(320)에게 전달된 것이면, 단말(320)은 308단계에서 스케쥴링 그랜트가 지시하는 순방향/역방향 리소스를 파악하고 할당된 순방향/역방향 리소스를 이용하여 기지국(310)과 데이터 송수신을 수행하게 된다.

그러면 스케쥴링이 이루어지는 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다. 기지국(310)은 스케쥴링 그랜트를 이용하여 단말(320)에게 송수신에 필요한 정보를 전달하게 되는데, 스케쥴링 그랜트는 순방향 물리 제어 채널(Forward Physical Downlink Control Channel : 이하 "PDCCH")을 통하여 단말(320)로 전송된다. PDCCH는 도 2에서 보여지는 리소스 중 일부를 사용한다. 기지국(310)은 사용 가능한 복수 개의 PDCCH들 중에서 한 개 혹은 복수 개의 PDCCH를 선택하고, 상기 선택된 PDCCH(들)를 통하여 단말(320)에게 스케쥴링 그랜트를 전송하게 된다.

상기 스케쥴링 그랜트에는 여러가지 정보를 포함하게 되는데, 대표적인 정보가 패킷 정보의 양, 변조 방법, 할당 자원, HARQ 정보들이 있을 수 있다. 상기 정보 중에서 할당 자원에 대한 정보는 직교 주파수 다중 접속 통신 시스템에서 중요한 의미를 가질 수 있게 된다. 직교 주파수 다중 접속 통신 시스템에서는 임의의 시간에 주파수 영역에 따라서 채널 응답이 좋은 부분과 나쁜 부분이 나누어질 수 있다. 상기 채널 응답이 좋은 주파수 영역의 자원을 단말에게 할당하는 것이 주파 수 선택 스케쥴링의 성능을 높일 수 있는 기준이 된다. 따라서 최대한 주파수 선택 스케쥴링의 성능을 높일 수 있는 자원 할당 방법이 필요하다.

도 4는 일반적인 OFDM 시스템에서 주파수 자원 할당 방법의 예를 도시한 도면이다.

도 4에서 예시된 주파수 자원 할당 방법은 자원 블록의 시작점과 자원 블록의 개수를 알려주는 방법이다. 도 4에서 전체 주파수 영역(401)이 N개의 자원 블록(Resource block)으로 구성되어 있고, 임의의 단말에게 자원 블록 6번(402)부터 자원 블록 9번(403)까지 할당하고 싶은 경우, 스케쥴링 그랜트에 포함되는 자원 할당 정보는 상기 할당 자원의 시작점인 자원 블록 6번(404)과 할당 자원 블록의 수(405)를 포함하여 상기 단말에게 할당된 자원을 지시한다.

도 5는 일반적인 OFDM 시스템에서 주파수 자원이 할당되는 경우를 예시한 도면이다.

도 5에서는 임의의 단말에게 할당되는 주파수 블록들의 집합에 대한 여러 가지 경우를 도면으로 도시하였다. 참조부호 501은 하나의 연속된 리소스 블록 집합이 하나의 단말에게 할당되는 경우를 나타내며, 참조부호 502는 복수 개의 연속된 리소스 블록 집합이 하나의 단말에게 할당되는 경우를 나타내며, 참조부호 503은 전체 리소스 블록 모두가 하나의 단말에게 할당되는 경우를 나타내고 있다. 이때 참조부호 501과 참조부호 503과 같은 경우는 상기 도 4를 통하여 설명한 자원 할당 방법을 이용하여서는 하나의 시작점과 자원 블록의 개수만으로 자원 할당이 가능하게 된다. 하지만, 참조부호 502의 경우에 참조부호 511, 512, 513의 자원을 하나의 단말에 할당하고자 하는 경우 자원 할당을 위해서는 연속된 자원 블록 집합이 복수 개가 있기 때문에 상기 연속된 자원 블록 집합의 개수만큼 상기 시작점과 자원 블록 개수를 각각 지정해 주어야 한다.

직교 주파수 다중 접속 통신 시스템의 주파수 선택 스케쥴링 성능을 높이기 위해서는 도 5의 참조부호 502와 같이 연속된 자원 블록의 개수가 복수개인 경우를 가정해야 한다. 반면, 자원 할당을 위하여 자원 블록의 시작점과 자원 블록 개수를 알려주는 방법을 택한다면, 연속된 자원 블록 집합의 개수에 따라서 시그널링 되어야 하는 정보의 양이 달라지게 되어 단말에게 전송되는 스케쥴링 그랜트 채널의 형식이 여러 개가 되는 단점이 생기게 된다. 이와 같이 스케쥴링 그랜트 채널의 형식이 여러 개가 되는 경우, 단말은 여러 가지 형식의 채널을 모두 복호화 해야만 스케쥴링 그랜트 채널이 상기 단말에게 전송된 채널인지 판단할 수 있으므로, 스케쥴링 그랜트 채널의 형식이 많아질수록 수신 복잡도가 커지게 된다. 또한 많은 스케쥴링 그랜트 채널을 송신해야 하기 때문에 자원의 효율적 활용도가 저하된다.

따라서 본 발명의 목적은 OFDM 및/혹은 OFDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 자원 효율을 증대시킬 수 있는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 OFDM 및/혹은 OFDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 복잡도를 줄일 수 있는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDM 및/혹은 OFDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 전송 효율을 증대시킬 수 있는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 송신 방법은, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하기 위한 자원 할당 방법으로, 직교 주파수에서 최초로 연속된 자원들을 할당하기 위한 기준 자원 할당 정보와, 기타 제어 정보 및 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부를 알리는 추가 자원 할당 지시자로 기준 제어 채널을 구성하는 과정과, 추가적인 연속된 자원 블록이 존재할 경우 추가 자원 할당 정보를 이용하여 추가 제어 채널을 구성하는 과정을 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하기 위한 자원 할당 장치로, 단말에 직교 주파수에서 최초로 연속된 자원 블록들로 구성되는 기준 할당 자원과 추가적인 연속 자원 블록들로 구성되는 추가 할당 자원을 할당하고, 기타 제어 정보를 출력하며, 상기 추가 할당 자원의 정보 생성 값을 출력하는 스케줄러와, 상기 기준 할당 자원과 상기 추가 할당 자원의 정보와 상기 기타 제어 정보를 다중화하는 다중화기와, 상기 다중화기의 출력을 부호화하는 제1부호기와, 상기 추가 할당 자원을 각각 부호화하는 제2부호기와, 상기 각 부호기들의 출력을 물리채널에 매핑하는 채널 매핑부를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수신 방법은, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 제어 정보를 수신 하기 위한 자원 할당 제어 정보의 수신 방법으로, 직교 주파수에서 최초로 연속된 자원들의 정보와 기타 제어 정보 및 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부를 알리는 기준 제어 채널을 수신하는 과정과, 상기 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부 값에 근거하여 추가 제어 채널을 수신하여 자원 할당 정보를 수신하는 과정을 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 본 명세서에서는 LTE 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 무선통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.

본 발명에서는 무선통신 시스템에서 기지국이 단말에게 송수신을 위한 제어 정보를 전달함에 있어서 효율적인 자원 할당 정보를 전달하는 방법을 제시함에 있다. 여기에는 단말이 송/수신해야 하는 자원에 대한 지시 정보를 포함하는 제어 채널을 구성하는 방법을 포함한다.

도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 제어 채널의 구성도이다.

전체 주파수 대역(601)에서 리소스의 가장 작은 시간 단위는 7개(혹은 기타 복수개)의 OFDM 심볼들을 포함하는 한 슬롯(603)이며, 2개의 슬롯들이 하나의 서브프레임(602)를 구성한다. 서브프레임(602)은 리소스 할당의 가장 작은 단위이며, 일반적으로 데이터 전송 단위인 TTI(Transmission Time Interval)와 동일한 길이를 가진다. 하나의 서브프레임(602)에 포함된 복수개의 OFDM 심볼들 중에서 가장 앞에 위치한 몇 개의 OFDM 심볼들(이하 "제어 채널 리소스 영역"이라 칭함)(604)에 PDCCH들이 매핑되며, 나머지 OFDM 심볼들(605)에는 패킷 데이터가 운반되는 순방향 물리 공유 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)들이 매핑된다.

상기 제어채널 리소스 영역(604)에는 복수개의 단말들을 위한 순방향 혹은 역방향 전송에 대한 PDCCH들이 존재하는데, 각 PDCCH의 생성에 대하여는 아래에서 설명하기로 한다. PDCCH를 구성하기 위하여 소정 크기의 제어 채널 요소(Control Channel Element : 이하 "CCE"라 칭함)가 사용되는데, 하나의 PDCCH는 하나 혹은 복수개의 CCE로 구성된다. 즉 채널 상태가 좋은 단말에게는 하나의 CCE로 구성된 PDCCH를 이용하여 높은 부호율을 이용하여 제어 정보를 전송하며, 반면 채널 상태가 좋지 않는 단말에게는 복수 개의 CCE들로 구성된 PDCCH를 이용하여 같은 크기의 제어 정보를 전송한다. 이로써 나쁜 채널 상황의 단말도 PDCCH를 통해 제어 정보를 안정적으로 수신할 수 있다.

예를 들어 전체 제어 채널 리소스 영역(604)에 존재하는 복수개의 CCE들(606) 중, 1개(608), 2개(609), 4개(610) 혹은 8개의 CCE로 구성된 CCE 집합들을 이용하여 PDCCH 후보들(607)이 구성된다. 전체 CCE 개수가 N개라고 할 경우, 각 PDCCH에 대해 1개의 CCE가 사용하는 경우 N개 PDCCH 후보들이, 각 PDCCH에 대해 2개의 CCE들이 사용하는 경우 [N/2]개의 PDCCH 후보들이, 각 PDCCH에 대해 4개의 CCE들이 사용하는 경우 [N/4]개의 PDCCH 후보들이, 각 PDCCH에 대해 8개의 CCE들이 사용하는 경우 [N/8]개의 PDCCH 후보들이 구성된다. 여기서 [A]는 A를 넘지 않는 최대의 정수를 의미한다.

도 6에서 PDCCH들(611,612)은 각각 하나의 CCE를 사용하여 각각의 단말에게 할당되며, PDCCH(613)는 두 개의 CCE로 구성되고, PDCCH(614)는 네 개의 CCE를 사용하여 구성된다. 상기 PDCCH들(611, 612, 613, 614)은 615단계에 도시한 바와 같이 제어 채널 리소스 영역(604)에 함께 매핑(604)된다.

복수개의 PDCCH들이 매핑되는 제어채널 리소스 영역(604)은 하나의 서브프레임 내에 최초 몇 개의 OFDM 심볼들을 이용한다. 이때 동시에 사용되는 PDCCH들의 개수, 혹은 필요한 CCE들의 개수는 현재 존재하는 단말들의 개수와 단말들의 채널 상태 등을 고려하면 매번 달라질 수 있으며, PDCCH들을 위한 제어채널 리소스 영역(604)의 크기가 참조번호 616과 같이 달라지게 된다. LTE 시스템은 주기적인 정보인 제어 채널 형식 지시자(Control Channel Format Indicator : 이하 "CCFI"라 함)를 이용하여 PDCCH가 포함되는 제어채널 리소스 영역(604)의 크기(616)를 바꾸어 줄 수 있다.

상기 PDCCH에는 전송되는 패킷 데이터의 크기, 안테나 정보, 변조 방법, HARQ 정보, 그리고 자원 할당 정보 등이 포함되게 된다. 하기부터 편의상 자원 할 당 정보 이외의 정보인 데이터의 크기, 안테나 정보, 변조 방법, HARQ 정보 등은 기타 제어 정보라고 칭한다. 상기 기타 제어 정보는 정보의 크기가 항상 동일하게 유지된다. 하지만, 자원 할당 정보는 종래 기술에서 기술한 바와 같이 연속된 자원 블록 집합의 개수에 따라서 필요한 정보의 크기가 달라지게 된다.

도 7a는 LTE 시스템에서 자원 할당을 위해 사용되고 있는 제어 채널의 구조를 도시한 도면이다.

참조부호 701의 기타 제어 정보는 크기가 동일하지만, 참조부호 702의 자원 할당 정보는 연속된 자원 블록 집합의 개수에 따라서 참조부호 703과 같이 가장 작은 크기부터 참조부호 704d와 같은 크기로 가변된다. 즉, 연속된 자원 블록 집합의 개수에 따라 정보가 추가적으로 포함될 수 있다. 따라서 참조부호 704와 같이 가변 정보에 따라서 크기가 달라지면, PDCCH 형식이 달라지게 되며, 단말이 수신함에 있어서 가능한 모든 조합에 대하여 복호화를 수행하여야 하는 부담을 가지게 된다.

따라서 본 발명에서는 단말이 우선 수신해야 하는 PDCCH의 형식은 하나로 고정하여 단말의 복호화 부담을 줄일 수 있고, 연속된 자원 블록 집합의 개수가 다른 경우도 만족시킬 수 있는 채널 구조를 제시한다.

도 7b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 자원 정보를 할당하기 위한 제어 채널 구조의 개념도이다.

도 7b는 각 단말에게 전송되는 PDCCH를 참조부호 717의 기준 제어 채널과 참조부호 718의 추가 제어 채널의 두 개로 분리한다. 기준 제어 채널(717)은 기타 제어 정보(711)와 최초 연속된 자원 블록(이하 "기준 자원 블록"이라 함) 정보(712) 를 포함하는 채널이다. 이때, 추가적인 연속된 자원 블록이 존재하는지의 여부는 추가 자원 할당 지시자(713)를 통하여 알려 준다. 즉, 상기 복수 자원 할당 지시자에 따라서 상기 추가 제어 채널(718)의 존재 여부가 결정된다. 상기 추가 제어 채널(718)의 크기는 추가적인 연속된 자원 블록의 개수에 따라 변할 수 있지만, 단말이 블라인드 복호(blind decoding)를 해야 하는 채널은 도 7a와 같이 모든 제어 채널 형식을 이용한 복호가 필요없게 된다. 즉, 단말은 우선 정해진 형식의 기준 제어 채널에 대하여 블라인드 복호를 수행하고, 상기 기준 제어 채널(717)의 복호화가 성공한 경우, 추가로 상기 기준 제어 채널(717)이 지시하는 한도 내에서 추가 제어 채널(718)의 블라인드 복호만 수행하면 되므로, 수신 복호에 필요한 복잡도 및 부담은 작아진다고 할 수 있다. 하기에서 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 기술한다.

< 제 1 실시 예 >

제 1 실시 예에서 단말은 기준 제어 채널에 포함된 복수 자원 할당 지시자를 한 비트로 추가 제어 채널 존재 여부만을 알려 준다. 즉, 스케쥴러에 따라 할당되는 자원이 복수개의 연속된 자원 블록이 존재 하는지의 여부만을 알려주는 것이다. 그러면 이하에서 도 8과 도 9를 이용하여 본 발명의 실시 예를 위한 기지국과 단말의 송수신 동작을 기술한다.

도 8은 본 발명에 따라 기지국에서 자원 할당 정보의 제공시 제어 흐름도이다.

도 8에서 기지국은 송신 동작이 시작되면, 802단계에서 스케쥴링을 수행한다. 그런 후 기지국은 803단계에서 임의의 단말에 대한 자원 할당이 수행되었는지 판단한다. 만일 자원 할당이 이루어지지 않은 경우는 도 8의 루틴을 종료한다. 반면에 특정 단말에 자원이 할당된 경우 기지국은 804단계로 진행하여 연속된 자원 블록 집합을 확인하고, 첫 번째 연속된 자원 블록을 기준 자원 블록으로 설정한다. 이후 기지국은 805단계로 진행하여 연속 자원 블록 집합이 추가적으로 존재하는지를 판단한다. 상기 805단계의 판단 결과 연속 자원 블록 집합의 개수가 복수개인 경우 즉, 연속 자원 블록이 추가로 존재하는 경우 806단계로 진행하고, 연속 자원 블록이 추가로 존재하지 않는 경우 809단계로 진행한다.

기지국은 809단계로 진행하면, 복수 자원 할당 지시자를 연속 자원 블록 집합이 단수 개를 나타내도록 설정하고, 810단계로 진행하여 기준 자원 블록 정보와, 기타 제어 정보, 그리고 단수 개를 지시하는 복수 자원 할당 지시자를 포함하여 기준 제어 채널로 부호화 한다. 이후 기지국은 811단계로 진행하여 상기 생성된 기준 제어 채널을 전송한 후 송신 동작을 종료한다.

반면에 상기 805단계에서 806단계로 진행하는 경우 즉, 연속 자원 블록 집합이 추가적으로 존재한다고 판단되면, 기지국은 806단계로 진행하여 상기 복수 자원 할당 지시자를 연속 자원 블록 집합이 복수 개를 나타내도록 설정하고, 807단계로 진행하여 기준 자원 블록 정보와, 기타 제어 정보, 그리고 복수 개를 지시하는 복수 자원 할당 지시자를 포함하여 기준 제어 채널로 부호화 한다. 이후 기지국은 808단계에서 추가적인 연속 자원 블록 정보를 부호화하여 추가 제어 채널을 만든 다. 이후 기지국은 811단계로 진행하여 앞의 과정에서 생성된 기준 제어 채널과 추가 제어 채널을 전송하고 송신 동작을 종료한다.

도 9는 본 발명에 따른 단말에서 자원 할당 정보를 수신하여 패킷 데이터의 송/수신 시 제어 흐름도이다.

먼저 단말의 수신 동작이 시작되면, 902단계에서 기준 제어 채널의 복호를 수행하고, CRC를 검사한다. 상기 902단계는 기준 제어 채널의 형식만을 이용하여 수신되는 기준 제어 채널이 존재하는지를 확인하는 것이다. 이때, CRC의 확인을 통하여 수신된 정보의 오류 유무를 판단하도록 한다. 이후 단말은 903단계로 진행하여 스케쥴링 그랜트가 전송되었는지를 판단한다. 상기 903단계의 검사결과 단말에게 기준 제어 채널이 전송되지 않은 것으로 판단되면, 상기 단말은 상기 도 9의 루틴을 종료한다.

반면에 상기 903단계의 판단 결과 단말에게 기준 제어 채널이 전송된 것으로 판단되면, 단말은 904단계로 진행하여 기준 제어 채널에 포함된 기준 자원 블록을 확인한다. 그런 후 단말은 905단계로 진행하여 복수 할당 자원 지시자를 확인한다. 즉, 복수 할당 자원 지시자의 값을 확인하는 것이다. 단말은 906단계에서 복수 할당 자원 지시자의 값이 연속 자원 블록 집합의 개수가 복수개를 지시하는가를 검사하여, 연속 자원 블록 집합의 개수가 복수 개라면, 907단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 909단계로 진행한다.

상기 906단계의 판단 결과 복수 할당 자원 지시자의 정보가 연속 자원 블록 집합이 단수개를 지시하는 경우 908단계로 진행하여 기준 자원 블록만을 이용하여 패킷 데이터를 수신, 복호화 하고, 수신 동작을 완료한다. 반면에 상기 906단계의 판단 결과 복수 할당 자원 지시자의 정보가 연속 자원 블록 집합이 복수 개로 판단되면, 907단계로 진행하여 추가 제어 채널을 찾아 수신 및 복호하고, 908단계로 진행하여 추가 제어 채널에 포함되는 추가 자원 블록 정보를 확인한 후 909단계로 진행하여 기준 자원 블록과 추가 자원 블록 정보를 이용하여 패킷 데이터를 수신 및 복호화 한 후 수신 동작을 종료한다.

그러면 이하에서 도 10 및 도 11을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 위한 송/수신기 구조에 대하여 살펴보기로 한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국 송신기의 주요 내부 블록 구성도이다.

스케쥴러(1001)는 임의의 단말에 대한 자원을 할당하고, 연속 자원 집합에 따라서 기준 할당 자원(1002)과 추가 할당 자원(1003)으로 분리한다. 상기 기준 할당 자원(1002)은 스케쥴러(1001)에서 생성한 기타 제어 정보(1004) 및 복수 할당 자원 지시자(1006)와 함께 다중화기(1007)로 입력된다. 다중화기(1007)는 상기 입력된 정보들을 다중화하여 제1부호기(1008)로 출력한다. 그러면 제1부호기(1008)는 수신된 정보들을 미리 결정된 소정의 방식에 따라 부호화하여 기준 제어 채널을 구성한다. 이와 같이 부호화된 심볼들은 채널 매핑부(1010)로 입력되어 물리 채널에 매핑된 후 단말로 전송된다.

또한 스케쥴러(1001)는 복수 할당 자원 지시자(1006)의 설정 정보를 자원 할당 제어부(1005)로 출력한다. 그러면 자원 할당 제어부(1005)는 복수 할당 자원 지 시자(1006) 정보를 생성하여 다중화기로 출력한다. 즉, 자원 할당 제어부(1005)는 스케쥴러(1001)의 스케쥴링 결과에 따라서 연속된 자원 블록 집합의 여부를 정하게 된다. 자원 할당 제어부(1005)에서 연속된 자원 블록 집합이 복수개인 것으로 판단되면, 상기 추가 할당 자원(1003)은 제2부호기(1009)로 입력된다. 그러면 제2부호기(1009)는 추가 할당 자원(1003)을 미리 결정된 방식으로 부호화하여 추가 제어 채널을 구성하고, 채널 매핑부(1010)로 출력한다. 그러면 채널 매핑부(1010)는 추가 제어 채널을 기준 제어 채널과 함께 물리 채널에 매핑한 후 전송부(1012)를 통하여 단말로 전송한다.

채널 매핑부(1010)에 추가 제어 채널이 매핑되는 규칙은 자원 할당 제어부(1005)에서 제어하는 제어신호(1011)로 제어될 수 있다. 상기 제어 신호(1011)의 구체적인 방법으로 상기 기준 제어 채널이 도 6에서 보여주는 하나의 CCE로 매핑이 되면, 추가 제어 채널은 상기 기준 제어 채널이 매핑된 CCE 바로 다음에 오는 CCE로 매핑되는 것을 가정할 수 있다. 또한 유연성을 가지기 위하여 추가 제어 채널은 상기 기준 제어 채널이 매핑된 CCE와 상관없이 아무 CCE로 매핑되는 것도 가능하다. 상기 기준 제어 채널이 매핑되는 CCE의 수는 채널 상황에 따라서 바뀔 수 있으며, 이에 따라 추가 제어 채널이 매핑되는 CCE의 수도 정해지게 되며, 또한 추가 할당 자원(1003)에 포함되는 연속된 자원 블록 집합의 개수에 따라서 추가 제어 채널의 크기가 달라지므로, 상기 추가 제어 채널이 매핑되는 CCE의 수도 함께 달라질 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기의 내부 블록 구성도이 다.

단말은 수신부(1101)를 통하여 수신한 신호를 역다중화기(1102)에서 역다중화한다. 이와 같이 역다중화된 신호는 기본적으로 기준 제어 채널 확인부(1104)로 입력된다. 즉, 역다중화기(1102)는 기준 제어 채널 신호를 우선적으로 구분하여 기준 제어 채널 확인부(1104)로 출력한다. 기준 제어 채널 확인부(1104)는 단말에게 기준 제어 채널이 수신되었는지의 여부를 판단한다. 그리고 기준 제어 채널 확인부(1104)는 기준 제어 채널이 수신된 경우, 기준 제어 채널에 포함된 추가 자원 할당 지시자를 추가 자원 제어부(1103)로 출력한다. 그러면 추가 자원 제어부(1103)는 기준 제어 채널 안에 포함된 복수 할당 자원 지시자의 값에 따라 역다중화부(1102)를 제어한다. 즉, 복수 할당 자원 지시자가 추가 자원이 포함되어 있음을 지시하면, 추가 자원 제어부(1103)는 역다중화기(1102)를 제어하여 기준 제어 채널 이외의 채널 신호를 추가 제어 채널 확인부(1105)로 역다중화하도록 제어한다. 즉, 상기 복수 할당 자원 지시자가 단수개를 지시하면, 상기 추가 자원 제어부(1103)는 역다중화부(1102)를 제어하여 추가 제어 채널 수신을 하지 않는다. 반면에 추가 자원 제어부(1103)는 복수 할당 자원 지시자가 복수개를 지시하면, 상기 추가 자원 제어부(1103)는 역다중화부(1102)를 제어하여 추가 제어 채널 수신을 하도록 하여 추가 제어 채널 확인부(1105)에서 추가 할당 자원을 확인 한다. 이후 상기 기준 제어 채널 확인부의 정보와 추가 제어 채널 확인부(1105)의 정보는 제어부(1106)로 입력되어 물리 채널을 수신하는데 사용된다. 도 11에서는 데이터의 수신 및 송신에 필요한 구성은 일반적인 구성을 그대로 따를 수 있고, 변형되는 어떠한 형태로도 가능하기 때문에 도 11에는 도시하지 않았다. 그러나 이러한 사항은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.

< 제 2 실시 예 >

제 2 실시 예에서는 제 1 실시 예와 달리 단말은 기준 제어 채널에 포함된 복수 자원 할당 지시자를 복수 개의 비트를 이용하며, 복수 자원 할당 지시자는 추가 제어 채널 존재 여부와 함께, 추가 제어 채널에 포함되는 연속된 자원 블록 집합의 개수까지 알려 준다. 아래의 <표 1>과 같이 2비트가 사용된 경우 상기 복수 자원 할당 지시자가 나타내는 정보는 4가지가 될 수 있다.

복수 자원 할당 지시자	해석
00	추가 제어 채널 없음.
01	추가 제어 채널 있음. 추가 연속 자원 블록 1개
10	추가 제어 채널 있음. 추가 연속 자원 블록 2개
11	추가 제어 채널 있음. 추가 연속 자원 블록 3개 이상

본 발명의 제 2 실시 예는 상기 복수 자원 할당 지시자에 따라서 추가 제어 채널의 형식을 규정함으로써, 단말이 추가 제어 채널의 수신을 위하여 수행하는 블라인드 복호의 회수를 줄여서 단말 수신 동작의 복잡도와 부담을 줄일 수 있게 된다.

< 제 3 실시 예 >

본 발명의 실시 예는 기준 제어 채널에 포함되는 자원 할당 정보에 따라서 추가 제어 채널에 포함되는 자원 할당 정보의 크기가 달라지는 것을 포함한다. 즉, 기준 제어 채널은 주파수 영역에서 가장 최초 연속 자원 블록 집합을 포함하고, 추가 제어 채널에는 그 외의 연속 자원 블록 집합을 포함하게 된다.

앞에서 설명한 도 5를 참조하면, 기준 제어 채널에는 참조부호 511이 표시하는 자원 블록 집합이 포함되며, 추가 제어 채널에는 참조부호 512와 참조부호 513이 표시하는 자원 블록 집합이 포함된다. 이때 상기 최초 연속 자원 블록 집합인 참조부호 511을 표시하는데 있어서 시작점을 표현하는데 필요한 비트의 수는 주파수 대역에 있는 모든 가능한 자원 블록의 수를 모두 나타낸 수 있을 정도의 비트수가 필요하다. 즉, 기준 자원 블록의 시작점을 나타내는 비트는 하기 <수학식 1>과 같이 도시할 수 있다.

기준자원블록_시작점_비트 =

상기 <수학식 1>에서

는 a보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.

따라서 100개의 RB가 사용되는 10MHz 시스템의 경우 자원 블록의 시작점을 나타내는 비트의 수는 7비트가 필요하다. 하지만, 추가 할당 자원 블록이 할당되는 부분은 상기 기준 자원 블록이 할당되는 블록 이후로 한정되기 때문에 시작점을 나타내는 비트의 수가 줄어들 수 있다. 즉, 상기 기준 자원 블록이 할당된 후, 추가 할당 자원 블록이 할당될 수 있는 부분이 50개의 RB로 줄어 들면, 상기 추가 할당 자원 블록에 대하여 시작점은 6비트로 충분하게 된다. 이를 수학식으로 도시하면 하기 <수학식 2>와 같이 도시할 수 있다.

추가자원블록_시작점_비트 =

즉, 제 3 실시 예는 추가 할당 자원의 표현에 있어서 기준 할당 자원에 따라서 정보 비트의 크기를 다르게 하는 것을 포함한다. 추가 할당 자원 비트가 작아지면, 추가 제어 채널의 송신에 있어서 송신 파워를 아끼고 커버리지를 늘일 수 있는 장점을 가지게 된다. 상기 비트 사이즈를 변경하는 방법은 자원 할당의 시작점 뿐 아니라, 자원블록 길이에도 함께 적용될 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명을 적용하면, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 통신 시스템에서 효율적으로 할당 자원에 대한 시그널링을 통하여 단말의 수신 동작을 단순화 하고, 유연성 있는 자원 할당이 가능하며, 동시에 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하기 위한 자원 할당 방법에 있어서,

   직교 주파수에서 최초로 연속된 자원들을 할당하기 위한 기준 자원 할당 정보와, 기타 제어 정보 및 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부를 알리는 추가 자원 할당 지시자로 기준 제어 채널을 구성하는 과정과,

   추가적인 연속된 자원 블록이 존재할 경우 추가 자원 할당 정보를 이용하여 추가 제어 채널을 구성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 주파수 자원 할당 방법.
2. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하기 위한 자원 할당 장치에 있어서,

   단말에 직교 주파수에서 최초로 연속된 자원 블록들로 구성되는 기준 할당 자원과 추가적인 연속 자원 블록들로 구성되는 추가 할당 자원을 할당하고, 기타 제어 정보를 출력하며, 상기 추가 할당 자원의 정보 생성 값을 출력하는 스케줄러와,

   상기 기준 할당 자원과 상기 추가 할당 자원의 정보와 상기 기타 제어 정보를 다중화하는 다중화기와,

   상기 다중화기의 출력을 부호화하는 제1부호기와,

   상기 추가 할당 자원을 각각 부호화하는 제2부호기와,

   상기 각 부호기들의 출력을 물리채널에 매핑하는 채널 매핑부를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 주파수 자원 할당 장치.
3. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 제어 정보를 수신하기 위한 자원 할당 제어 정보의 수신 방법에 있어서,

   직교 주파수에서 최초로 연속된 자원들의 정보와 기타 제어 정보 및 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부를 알리는 기준 제어 채널을 수신하는 과정과,

   상기 추가적인 연속 자원 블록의 존재 여부 값에 근거하여 추가 제어 채널을 수신하여 자원 할당 정보를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 할당된 자원의 수신 방법.

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