KR20080002901A

KR20080002901A - 통신 시스템 내의 왕복 대기시간 및 오버헤드를 줄이기위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080002901A
Application number: KR1020077025064A
Authority: KR
Inventors: 프라이언 케이. 크라쓴; 케빈 엘. 바움; 아미타바 고시; 로버트 티. 러브; 비자이 난기아; 케니스 에이. 스튜어트
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2008-01-04
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2008535392A; WO2006105005A3; US8780937B2; MX2007011789A; EP2879308A1; RU2007139903A; EP1869801B1; EP1869801A4; BRPI0608958B8; BRPI0608958B1; US20110310837A1; WO2006105005A2; JP5067903B2; RU2378760C2; US8031583B2; ES2648238T3; EP2879308B1; US20070064669A1; JP2011045111A; BRPI0608958A2

Abstract

동작 동안, 무선 프레임은 복수의 서브프레임들(301)로 분할된다. 데이터는 복수의 서브프레임들 내에서 무선 프레임들을 통해 전송되고, 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간들(701, 702, 703)로부터 선택된 프레임 지속시간을 갖는다.

무선 프레임, 서브프레임, 지속시간, 대기 시간, 동기화 및 제어 영역

Description

통신 시스템 내의 왕복 대기시간 및 오버헤드를 줄이기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING ROUND-TRIP LATENCY AND OVERHEAD WITHIN A COMMUNICATION SYSTEM}

관련 출원

본 출원은 2005년 3월 30일자 제출된 미국 가출원 번호 제60/666494호에 대하여 우선권을 주장한다.

발명의 분야

본 발명은 포괄적으로 통신 시스템에 관한 것이고, 특히 통신 시스템 내의 왕복 대기시간(round-trip latency) 및 오버헤드를 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

3GPP(3^rd generation partnership project) LTE(Long Term Evolution)과 같은 무선 광대역 시스템 개발에 대한 하나의 핵심 요구사항은 사용자 경험을 개선하기 위해 대기시간을 줄이는 것이다. 링크 계층 관점에서, 대기시간에 대한 핵심 기여 요소는 패킷 전송과 패킷 수신의 수신확인응답 간의 왕복 지연이다. 라우드-트립 지연은 전형적으로 프레임의 수로 정의되며, 여기서 프레임은 스케줄링이 수 행될 시의 시간 지속시간이다. 왕복 지연 자체는 제1 패킷 전송과 그 다음 패킷 전송 간의 지연과 같은 디자인 매개변수를 포함하는 전체 ARQ(automatic repeat request) 디자인 또는 그 개수만큼의 하이브리드 ARQ 채널(인스턴스(instance))을 결정한다. 이에 따라 최적 프레임 지속시간에 초점을 맞춘 대기시간의 감소는 미래 통신 시스템에서의 개선된 사용자 경험의 개발에의 핵심이다. 이러한 시스템은 3GPP 내의 향상된 관련 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access) 및 관련 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)(또는 EUTRA 및 EUTRAN으로 알려짐), 및 다른 기술 명세 생성 기관 내의 통신 시스템의 발달(3GPP2 내의 '페이즈(phase) 2' 및 IEEE 802.11, 802.16, 802.20 및 802.22의 발달과 같음)을 포함한다.

불행하게도, 상이한 서비스 품질(QoS) 특성을 요구하고 상이한 패킷 크기를 제공하는 상이한 트레픽 유형에 대해서는 단일 프레임 지속시간이 없는 것이 최적이다. 이는 프레임 내의 제어 채널 및 파일럿 오버헤드(pilot overhead)가 고려될 때 특히 그러하다. 예를 들어, 절대 제어 채널 오버헤드가 자원 할당 마다의 사용자마다 일정하고 한 명의 사용자가 프레임마다 할당되면, 0.5ms의 프레임 지속시간은 2ms의 프레임 지속시간보다 대략 4배 덜 효율적일 것이다. 이외에, 상이한 제조업자 또는 오퍼레이터(operator)들이 상이한 프레임 지속시간을 선호할 수 있지만, 이는 산업 표준 또는 호환가능한 장치의 개발을 어렵게 한다. 따라서, 통신 시스템 내의 왕복 대기시간 및 오버헤드 모두를 줄이기 위한 진보된 방법이 필요하다.

전술된 요구사항을 처리하기 위해, 왕복 대기시간을 줄이기 위한 방법 및 장치가 본원에 제공된다. 동작 동안, 무선 프레임이 복수의 서브프레임들로 분할된다. 데이터는 복수의 서브프레임들 내의 무선 프레임들을 통해 전송되고, 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간으로부터 선택된 프레임 지속시간을 갖는다.

본 발명은 통신 시스템 내에서 왕복 대기시간을 줄이기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는데, 여기서 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함한다. 프레임 지속시간은 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간으로부터 선택되는데, 여기서 프레임은 다수의 서브프레임들과 실질적으로 동일하다. 데이터는 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치하며, 프레임은 무선 프레임을 통해 다수의 데이터 서브프레임들을 가지며 전송된다.

본 발명은 추가적으로 무선 프레임을 통해 제1 사용자에게 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 방법을 포함하는데, 여기서 무선 프레임은 다수의 서브프레임들을 포함한다. 프레임 지속시간은 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간으로부터 제1 사용자에 대하여 선택되는데, 여기서 프레임은 실질적으로 다수의 서브프레임들과 동일하다. 제1 사용자에 대한 데이터는 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치되어 무선 프레임을 통해 다수의 데이터 서브프레임들을 가지고 제1 사용자에게 전송된다. 무선 프레임을 통해 제2 사용자에게 전송되는 제2 데이터가 수신된다. 제2 프레임 지속시간은 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간으로부터 제2 사용자에 대하여 선택되는데, 여기서 제2 프레임은 실질적으로 다수의 서브프레임들과 동일하다. 제2 사용자를 위한 제2 데이터는 제2 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치되고, 제2 프레임은 무선 프레임을 통해 제2 다수의 데이터 서브프레임들을 가지고 제2 사용자에게 전송된다.

본 발명은 통신 시스템 내에서 데이터를 전송하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는데, 여기서 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함한다. 프레임 길이는 다수의 서브프레임들을 포함하여 선택되고, 서브프레임 유형은 다수의 서브프레임들에 대한 2개 이상의 서브프레임들 유형들 중 하나로부터 선택된다. 데이터는 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치하고, 프레임은 무선 프레임을 통해 다수의 데이터 서브프레임들 및 서브프레임 유형을 가지고 전송된다.

본 발명은 통신 시스템 내에서 데이터를 전송하기 위한 방법을 포함한다. 본 발명은 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는데, 여기서 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함한다. 한 프레임이 선택되는데, 여기서 이 프레임은 다수의 서브프레임들과 실질적으로 동일하다. 데이터는 다수의 데이터 서브프레임을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치하며, 공통 파일럿(common pilot)은 다수의 서브프레임들의 각각의 서브프레임 내에 위치한다. 다수의 데이터 서브프레임들을 갖는 프레임은 무선 프레임을 통해 전송된다.

본 발명은 통신 시스템 내에서 데이터를 전송하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 2개 이상의 시스템 대역폭으로부터 시스템 대역폭을 결정하는 단계, 및 그 시스템 대역폭 및 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함하고, 무선 프레임 지속시간 및 서브프레임 지속시간은 시스템 대역폭에 기초한다. 한 프레임이 선택되는데, 여기서 프레임은 실질적으로 다수의 서브프레임들과 동일하다. 데이터는 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임들 내에 위치하며, 프레임은 무선 프레임을 통해 다수의 데이터 서브프레임들 및 서브프레임 유형을 가지고 전송된다.

본 발명은 통신 시스템 내에서 데이터를 전송하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 반송파 대역폭을 결정하는 단계 및 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는데, 여기서 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함한다. 한 프레임이 선택되는데, 여기서 프레임은 다수의 서브프레임들과 실질적으로 동일하며, 각각의 서브프레임은 자원 구성요소들을 포함하고, 자원 구성요소는 다수의 서브-반송파를 포함하여, 반송파 대역폭은 다수의 자원 구성요소들로 분할된다. 데이터는 다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 다수의 서브프레임 내에 위치하며, 프레임은 무선 프레임을 통해 다수의 데이터 서브프레임들 및 서브프레임 유형을 가지며 전송된다.

도 1은 통신 시스템의 블럭도.

도 2는 업링크 및 다운링크 전송을 수행하기 위해 사용되는 회로의 블럭도.

도 3은 무선 프레임의 블럭도.

도 4는 연속적인 짧은 프레임들의 시퀀스(sequence)를 나타내는 도면.

도 5는 연속적인 긴 프레임들의 시퀀스를 나타내는 도면.

도 6은 10ms 무선 프레임 및 대략 0.5ms, 0.55556ms, 0.625ms, 및 0.67ms의 서브프레임들에 대한 표를 나타내는 도면.

도 7은 0.5ms 서브프레임 및 긴 프레임(3ms)당 6개의 서브프레임의 제3 데이터 행에 대한 예를 나타내는 도면.

도 8은 2ms 긴 프레임들 및 0.5ms 짧은 프레임들의 조합에 기초한 무선 프레임들의 2개의 예를 나타내는 도면.

도 9는 유니캐스트 전송에 대해 사용될 수 있는 5.56㎲의 주기적 전치부호(cyclic prefix; 901)를 각각 갖는 j=10 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임을 나타내는 도면.

도 10은 브로드캐스트 전송에 대해 사용될 수 있는 11.11㎲의 주기적 전치부호(1001)을 각각 갖는 j=9 심볼들을 포함하는 '브로드캐스트' 서브프레임을 나타내는 도면.

도 11은 3가지 서브프레임 유형의 예를 포함하는 표를 나타내는 도면.

도 12는 전체적으로 브로드캐스트 서브프레임들을 포함하는 또는 전체적으로 공통의 (유니캐스트) 서브프레임들을 포함하는 긴 프레임을 나타내는 도면.

도 13은 하나 이상의 브로드캐스트 유형 짧은 프레임들 및 공통의 또는 브로드캐스트 서브프레임을 포함하는 짧은 프레임을 나타내는 도면.

도 14는 무선 프레임 오버헤드의 예를 나타내는 도면.

도 15는 동기화 및 제어(S+C) 영역이 무선 프레임의 일부가 아니고 (S+C) 영역이 매 j 무선 프레임마다와 함께 송신되는 무선 프레임을 포함하는 보다 큰 계층적 프레임 구조의 일부인, 임의의 크기의 대안적 무선 프레임 구조를 나타내는 도면.

도 16 및 17은 수퍼 프레임(Super frame)이 n+1개의 무선 프레임들을 포함한다고 정의된 계층적 프레임 구조를 나타내는 도면.

도 18은 다운링크 서브프레임과 동일한 구성의 업링크 서브프레임을 나타내는 도면.

도 19 내지 21은 프레임 유형 긴 RACH, 데이터 또는 그 혼합물인 0.5ms 서브프레임을 포함하는 2ms 길이 프레임을 나타내는 도면.

도 22 내지 24는 각각 몇몇의 사용자들에 대한 짧은 프레임 주파수 선택적(frequency selective; FS) 및 주파수 다양(frequency diverse; FD) 자원 할당을 나타내는 도면.

이제 도면에서, 유사한 참조번호는 유사한 컴포넌트를 지정하며, 도 1은 통신 시스템(100)의 블럭도이다. 통신 시스템(100)은 각각이 복수의 원격 또는 이동 유닛(101-103)과 통신하는 기지국 송수신기(BTS 또는 기지국; 104)을 갖는 복수의 셀(105)(단지 1개만 도시됨)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 통신 시스템(100)은 차세대 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexed) 또는 주 기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 또는 갖지 않는 OFDM(예, 주기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 종래의 OFDM, 펄스 쉐이핑(pulse shaping)은 갖지만 주기적 전치부호 또는 보호 구간은 갖지 않는 OFDM(IOTA(Isotropic Orthogonal Transform Algorithm) 프로토타입 필터(prototype filter)를 갖는 OFDM/OQAM)), 또는 주기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 또는 갖지 않는 단일 반송파(예, IFDMA, DFT-확산-OFDM) 또는 다른 것들과 같은 멀티 반송파 기반 아키텍처를 사용한다. 데이터 전송은 다운링크 전송 또는 업링크 전송일 수 있다. 전송 스킴(scheme)은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)을 포함할 수 있다. 이 아키텍처는 또한 멀티-반송파 CDMA(MC-CDMA), 멀티-반송파 다이렉트 시퀀스 CDMA(multi-carrier direct sequence CDMA; MC-DS-CDMA), 하나 이상의 차원 확산을 갖는 OFCDM(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing) 등의 확산 기술의 사용을 포함할 수 있고, 또는 보다 단순한 시간 및/또는 주파수 분할 다중화/다중 액세스 기술 또는 이들 다양한 기술의 조합에 기초할 수 있다. 그러나, 대안의 실시예에서, 통신 시스템(100)은 TDMA 또는 다이렉트 시퀀스 CDMA 등의 광대역 셀룰러(cellular) 통신 시스템 프로토콜을 사용할 수 있지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.

OFDM 이외에, 통신 시스템(100)은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)를 사용한다. AMC를 사용하여, 특정 수신자에 대해 전송되는 데이터 스트림의 변조 및 코딩 포맷을, 전송되는 특정 프레임에 대한 현재 수신되는 신호 품질(수신자에서의)에 탁월하게 매치하도록 바꾼다. 변조 및 코딩 스킴은 이동 통신 시스템에서 발생하는 채널 품질 변화를 추적하기 위해 프레임-바이(by)-프레임 기반으로 바뀔 수 있다. 따라서, 품질이 낮아짐에 따라 변조 순서 및/또는 코드율이 낮아지는 것으로, 고품질 스트림은 전형적으로 보다 높은 순서의 변조율 및/또는 보다 높은 채널 코딩율이 어싸인(assign)된다. 고품질을 경험하는 이들 수신자에 대해서는 16 QAM, 64 QAM, 및 256 QAM 등의 변조 스킴이 사용되는 한편, 저품질을 경험하는 이들 수신자에 대해서는 BPSK 또는 QPSK 등의 변조 스킴이 사용된다.

품질과 전송되는 신호 특징 간의 보다 밀접한 매치를 가능하게 하도록, 우수한 AMC 입자성(granularity)을 제공하기 위해, 각각의 변조 스킴에 대해 다수의 코딩율이 사용가능할 수 있다(예, QPSK에 대하여 R=1/4, 1/2 및 3/4, 16 QAM에 대하여 R=1/2 및 R=2/3 등). AMC는 시간 차원에서(예, 매 N_t OFDM 심볼 기간마다 변조/코딩을 갱신함), 주파수 차원에서(예, 매 N_sc 서브반송파마다 변조/코딩을 갱신함) 또는 이 둘의 조합에서 수행될 수 있음을 주의하자.

선택된 변조 및 코딩은 채널 품질 측정 지연 또는 오류, 또는 채널 품질 보고 지연 등의 이유로 단지 현재 수신된 신호 품질에 탁월하게 매치할 수 있다. 이러한 대기시간은 전형적으로 패킷 전송과 패킷 수신의 수신확인응답 간의 왕복 지연에 의해 발생한다.

대기시간을 줄이기 위해, 무선 프레임(RAF) 및 서브프레임은, RAF이 다수의(바람직한 실시예에서, 정수) 서브프레임들로 분할되도록 정의된다. 무선 프레임 내에서, 프레임은 사용가능한 2개 이상의 지속시간을 가지고(예, 하나의 서브프레 임의 제1 프레임 지속시간, 및 3개의 서브프레임들의 제2 프레임 지속시간), 데이터 전송을 위한 정수 개의 서브프레임들로부터 구조된다.

예를 들어, 무선 프레임당 N_rf개의 서브프레임들(예, N_rf=20 T_sf=0.5ms 서브프레임들, 여기서 T_sf는 하나의 서브프레임의 지속시간)을 갖는, UTRA로부터의 10ms 코어 무선 프레임 구조가 정의될 수 있다. OFDM 전송에 대해서, 서브프레임은 정수 P개의 OFDM 심볼 구간(예, T_sn=50us 심볼에 대하여 P=10, 여기서 T_sn은 하나의 OFDM 심볼의 지속시간)을 포함하고, 하나 이상의 서브프레임 유형들이 보호 구간 또는 주기적 전치부호에 기초하여 정의될 수 있다(예를 들어, 표준의 또는 브로드캐스트).

당업자는, 프레임이 스케줄링된 데이터 전송에 연관됨을 인식할 것이다. 프레임은 스케줄링가능한 유닛 또는 '스케줄링가능'한 자원으로 정의될 수 있으며, 즉 그것은 자원의 사용을 제어하는(즉, 사용자에의 할당 등) 연관된 제어 구조- 고유하게 연관되는 것이 가능함 -를 갖는다. 예를 들어, 사용자가 한 프레임에 대해 스케줄링되면, 프레임에 대응하는 자원 할당 메시지가 전송에 대한 프레임 내에 자원(예, OFDM 시스템에 대하여, 각각이 하나의 OFDM 심볼에 대한 하나의 서브반송파의 다수의 변조 심볼)을 제공할 것이다. 프레임에 대한 데이터 전송의 수신확인응압이 반환될 것이고, 새로운 데이터 또는 데이터의 재전송이 미래의 프레임에 스케줄링될 수 있다. 프레임 내의 모든 자원이 자원 할당(OFDM 시스템 내에서와 같은)에 할당되지 않을 수 있기 때문에, 자원 할당은 프레임 내의 전체 시간 자원 및/또 는 사용가능한 대역폭에 걸치지 않을 수 있다.

상이한 프레임 지속시간을 사용하여 행해지는 트레픽의 유형에 기초하여 대기시간 및 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어, VoIP(voice over internet protocol)를 신뢰적으로 수신하기 위해 제1 전송 및 재전송이 요구되고, 재전송은 단지 하나의 프레임 지연 이후에만 발생할 수 있으면, 2ms 프레임 대신 0.5ms 프레임 내에 자원을 할당하는 것이 신뢰적인 수신에 대한 대기시간을 6ms(전송, 휴지 프레임, 재전송)에서 1.5ms로 줄인다. 다른 예에서, 단편화 없이 사용자의 패킷에 맞을 자원 할당을 제공하는 것은(0.5ms 프레임 대신 1ms 프레임과 같은) 다수의 패킷 단편들에 대한 제어 및 수신확인응답 시그널링과 같은 오버헤드를 줄일 수 있다.

연속적인 OFDM 심볼과 같은 자원의 집합을 반영하는 다른 이름이 서브프레임, 프레임 및 무선 프레임 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 용어 '슬롯'은 '서브프레임'에 대해서 사용될 수 있거나, '전송 시간 구간(TTI)'은 '프레임' 또는 '프레임 지속시간'에 대해서 사용될 수 있다. 이외에, 프레임은 사용자 전송 특정 양(사용자 및 데이터 흐름에 연관된 TTI 등)으로 고려될 수 있고, 따라서 프레임은 사용자들 또는 심지어 동일한 사용자로부터의 전송들 간에 동기화될 또는 정렬될 필요가 없다(예, 하나의 서브프레임은 하나의 서브프레임 프레임 내에서 제1 전송되는 및 4개의 서브프레임 프레임 내에서 제2 전송되는, 사용자로부터의 2개의 데이터 전송 부분을 포함할 수 있음). 물론, 시간이 0.5ms 또는 2ms 프레임들의 시퀀스로 분할될 때 및 모든 자원 할당이 이들 프레임들 내에 있어야만할 때, 한 사 용자와의 전송들 또는 다수의 사용자들과의 전송들을 동기화된 또는 할당된 프레임을 갖도록 제한하는 것이 이로울 수 있다. 전술된 바와 같이, 무선 프레임은 상이한 크기의 서브프레임들 또는 프레임들의 집합, 또는 서브프레임 내의 심볼 수를 초과하는 연속적인 OFDM 또는 DFT-SOFDM 심볼들과 같은 자원들의 집합을 나타낼 수 있는데, 여기서 각각의 심볼은 반송파 대역폭에 따라 소정 수의 서브반송파들을 포함한다.

추가적으로 무선 프레임 구조를 사용하여, 사용자 장치(원격 유닛)에서 프로세싱을 단순화하고 배터리 수명을 늘릴 수 있는 서브프레임 시퀀스로 시분할 다중화되는 방식으로 다운링크(DL) 전송에 대한 공통 제어 채널(브로드캐스트 채널, 페이징 채널, 동기화 채널 및/또는 표시 채널)을 정의할 수 있다. 업링크(UL) 전송과 유사하게, 추가적으로 무선프레임 구조를 사용하여 공유된 데이터 채널로 다중화된 파일럿 시간을 포함하는 제어 채널, 경쟁 채널(예, 랜덤 액세스 채널_(RACH))을 정의할 수 있다.

도 2는 기지국(104) 또는 이동국(101-103)이 업링크 및 다운링크 전송을 수행하기 위한 회로(200)의 블럭도이다. 나타낸 바와 같이, 회로(200)는 논리 회로(201), 전송 회로(202), 및 수신 회로(203)를 포함한다. 논리 회로(200)는 프리스케일 파워PC 마이크로프로세서와 같은 마이크로프로세서 제어기를 포함하는 것이 바람직하지만, 이에만 제한되는 것은 아니다. 전송 및 수신 회로(202-203)는 잘 알려진 네트워크 프로토콜을 사용하는 통신에 대한 본 기술에 잘 알려진 통상의 회로이며, 메시지를 전송 및 수신하기 위한 수단으로 동작한다. 예를 들어, 전송 기(202) 및 수신기(203)는 3GPP 네트워크 프로토콜을 사용하는 잘 알려진 전송기 및 수신기인 것이 바람직하다. 다른 가능한 전송기 및 수신기는 블루투스, IEEE 802.16 또는 HyperLAN 프로토콜을 사용하는 전송기를 포함하지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.

동작 동안, 전송기(202) 및 수신기(203)는 전술된 바와 같이 데이터 프레임을 전송 및 수신하고 정보를 제어한다. 특히, 데이터 전송은 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신함으로써 행해질 수 있다. 무선 프레임(도 3에 나타냄)은 복수의 서브프레임들(300)(단지 1개만 레이블링됨)을 포함하는데, 여기서 서브프레임(301)의 지속시간은 실질적으로 일정하고, 무선 프레임(300)의 지속시간도 일정하다. 단지 예로서, 무선 프레임은 j=10 심볼들로 이루어진 지속시간 0.5ms의 m=20 서브프레임들(300)을 포함한다. 전송 동안, 논리 회로(201)는 2개 이상의 프레임 지속시간들로부터 프레임 지속시간을 선택하는데, 여기서 프레임 지속시간은 실질적으로 다수로 곱셈된(multiplied) 서브프레임 지속시간이다. 프레임 지속시간에 기초하여, 다수의 서브프레임들이 프레임으로 그룹화되고, 데이터가 서브프레임들 내에 위치된다. 전송은 다수의 서브프레임을 갖는 프레임(300)이 무선 프레임을 통해 전송되는 전송기(202)에 의해 행해진다.

전술된 바와 같이, 데이터 전송은 다운링크 전송 또는 업링크 전송일 수 있다. 전송 스킴은 주기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 또는 갖지 않는 OFDM(예, 주기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 종래의 OFDM, 펄스 쉐이핑은 갖지만 주기적 전치부호 또는 보호 구간은 갖지 않는 OFDM(IOTA 프로토타입 필터를 갖는 OFDM/OQAM), 또는 주기적 전치부호 또는 보호 구간을 갖는 또는 갖지 않는 단일 반송파(예, IFDMA, DFT-확산-OFDM), CDM 또는 다른 것일 수 있다.

프레임 지속시간들

2개 이상의 지속시간들이 있다. 2개의 프레임 지속시간들이 정의되면, 그들은 짧고 김이 지정될 수 있는데, 여기서 짧은 프레임 지속시간은 긴 프레임 지속시간보다 적은 서브프레임들을 포함한다. 도 4는 일련의 연속적인 짧은 프레임(401)(짧은 프레임 복합물)을 나타내고, 도 5는 일련의 연속적인 긴 프레임(501)(긴 프레임 복합물)을 나타낸다. 시간은 일련의 서브프레임들로 분할될 수 있고, 서브프레임은 2개 이상의 지속시간들의 프레임들로 그룹화되고, 프레임 지속시간은 연속적인 프레임들 간에 상이할 수 있다. 프레임의 서브프레임들은 전형적으로 2개 이상의 서브프레임 유형들을 갖는 프레임 유형이다. 각각의 짧은 및 긴 프레임은 ns (n) 서브프레임들을 포함하는 스케줄가능한 유닛이다. 도 4 및 5의 예에서, 다른 값들도 사용될 수 있지만, 서브프레임은 짧은 프레임(401)에 대해서는 ns=1, 긴 프레임(501)에 대해서는 m=6(3ms)인 지속시간 0.5ms 및 10 심볼들이다. 무선 프레임은 정의될 필요가 없지만, 만약 정의된다면, 프레임(예, 짧은 또는 긴 프레임)은 2개 이상의 무선 프레임에 걸칠 수 있다. 예로서, 공통 파일럿 또는 공통 참조 심볼 또는 공통 참조 신호는 각각의 서브프레임의 제1 심볼 상에서 TDM(time division multiplexed)되고, 제어 심볼들은 각각 프레임의 제1 심볼들 상에서 TDM된다(FDM, CDM 및 조합물과 같은 다른 형태의 다중화도 또한 사용될 수 있음). 파일럿 심볼들 및 자원 할당 제어 구성들은 다음 섹션에서 설명될 것이다(여 기서의 의도는, 긴 프레임에 대한 제어 오버헤드는 짧은 프레임에 대한 제어 오버헤드보다 작을 수 있다는 것을 보이는 것임).

무선 프레임(무선 프레임)은 짧은 프레임(401), 긴 프레임(501), 또는 짧은 및 긴 프레임들의 몇몇 조합을 포함할 수 있다. 한 명의 사용자는 무선 프레임 내에 짧은 프레임 및 긴 프레임 모두를 가질 수도 있고, 또는 하나의 프레임 지속시간에 제한될 수 있다. 다수의 사용자들의 프레임들은 동기화 또는 정렬될 수 있거나, 또는 동기화되거나 정렬되지 않을 수 있다. 일반적으로, 프레임(예, 짧은 또는 긴 프레임)은 2개 이상의 무선 프레임에 걸칠 수 있다. 몇몇의 상이한 긴 프레임 구성이 도 6의 표 1에 나타나 있으며, 이는 10ms 무선 프레임 및 대략 0.5ms, 0.55556ms, 0.625ms, 및 0.67ms의 서브프레임에 대한 것이다. 이 예에서, 짧은 프레임 지속시간은 1개의 서브프레임이고, 긴 프레임 지속시간은 가변적이다. 무선 프레임당 짧은 프레임둘의 최소 수뿐만 아니라 무선 프레임당 긴 프레임들의 최대 수가 각각의 구성에 대하여 나타나있다. (서브프레임 내의) 선택적 무선 프레임 오버헤드는, 무선 프레임 오버헤드 다중화 섹션에서 후술되는 것처럼 가정된다(예, 전술된 공통 제어 채널들에 대해서). 그러나, 무선 프레임 및 다른 오버헤드들은 또한 프레임들(데이터 서브프레임들) 내에서 다중화될 수 있다. 간단함 및 유연성을 위해, 무선 프레임 오버헤드는 정수 개의 서브프레임들인 것이 바람직하지만, 이것이 요구되는 것은 아니다.

도 7은 0.5ms 서브프레임들 및 긴 프레임(3ms)당 6개의 서브프레임들을 갖는, 표 1의 제3 데이터 행에 대한 예를 나타낸다. 도 7의 예에서, 무선 프레임은 18개의 짧은 프레임들(702)(단지 1개만 레이블링됨) 또는 3개의 긴 프레임들(703)(단지 1개만 레이블링됨)이 뒤따르는 2개의 동기화 및 제어 서브프레임들(무선 프레임 오버헤드; 701)로 시작하는데, 여기서 각각의 긴 프레임은 6개의 서브프레임들을 포함한다. 이 예의 추가(선택적) 매개변수는 무선 프레임당 짧은 프레임들의 최소 수(표의 마지막 열)이다. 이 매개변수는 무선 프레임이 소정의 짧은 프레임들을 포함해야만 하는지 여부를 결정한다. 무선 프레임당 짧은 프레임들의 최소 수를 영(0)으로 설정함으로써, 무선 프레임이 짧은 프레임 없이 완벽하게 긴 프레임들로만 채워지는 것이 허용된다. 무선 프레임당 짧은 프레임들의 최소 수가 영이기 때문에, 짧은 및 긴 프레임들의 혼합이 (일반적으로는 허용됨) 무선 프레임 내에서는 금지될 수 있다.

대안적으로, 표 1은 또한 0.5ms 서브프레임들 및 긴 프레임(2ms)당 4개의 서브프레임들을 갖는 표 엔트리를 나타낸다. 도 8은 2ms 긴 프레임들 및 0.5ms 짧은 프레임들의 조합에 기초한 무선 프레임들의 2개의 예를 나타낸다. 긴 프레임에 대한 가능한 시작 위치는 무선 프레임 내의 알려진 위치에 제한될 수 있다.

특정 프레임 지속시간들을 선택하는 이유

예를 들어, 프레임 지속시간은 부분적으로 다음에 기초하여 선택될 수 있다:

●사용자 장치의 성능을 포함하는, 한 프레임 지속시간을 선호하는 특정 하드웨어.

●(다른 것들 중에서) 배치 선호사항 또는 사용가능한 스펙트럼 및 다른 배치된 무선 시스템에의 이웃을 포함할 수 있는 오퍼레이터 또는 제조자 선호사항.

●채널 대역폭(1.25MHz 또는 10MHz 등).

●한 명 이상의 사용자들로부터의 사용자 조건, 여기서 사용자 조건은 속도(도플러(Doppler)), 무선 채널 조건, 셀 내의 사용자 위치(예, 셀의 변두리), 또는 다른 사용자 조건일 수 있음.

●대기시간 요구사항, 패킷 크기, 오류율, 허용가능한 재전송 횟수 등의 한 명 이상의 사용자들에 대한 사용자 트레픽 특성.

●프레임 지속시간은 부분적으로 한 명 이상의 사용자들에 대한 오버헤드를 최소화하는 것에 기초하여 선택될 수 있음. 오버헤드는 제어 오버헤드, 단편화 오버헤드(예, CRC), 또는 다른 오버헤드일 수 있음.

●프레임 내에 스케줄링된 사용자들의 수.

●각각의 셀 내의 사용자 수 및 시스템 '로드'를 포함하는 무선 네트워크 상태.

●레거시 시스템들(legacy systems)과의 역방향 호환성.

●할당된 트레픽 유형 및 반송파에 참여하는 변조 및 주파수: 전체 반송파는 각가의 대역에서 사용되는 상이한 변조 유형을 갖는 상이한 크기의 2개 이상의 대역들로 분할되어(예, 반송파 대역폭은 CDMA 또는 단일 반송파 또는 확산 OFDM 대역 및 다수의 반송파 OFDM 대역으로 분할됨), 상이한 프레임 크기들이 각각의 대역 내의 할당된 또는 스케줄링된 트레픽 유형(예, CDMA 대역 내의 VoIP, 및 다른 OFDM 대역 내의 웹브라우징)에 보다 좋거나 (거의) 최적이게 할 수 있음.

예로서, 짧은 프레임(예, 서브프레임들의 최대 수보다 짧은 지속시간의 프레 임)과 긴 프레임(예, 서브프레임들의 최소 수보다 긴 지속시간의 프레임) 간의 프레임 지속시간을 한 명의 사용자에 대해서 선택하는 것을 고려하자. 짧은 프레임은 최저 대기시간, 최소 패킷, 중간 도플러, 큰 대역폭, 또는 다른 이유로 선택될 수 있다. 긴 프레임은 보다 적은 오버헤드, 적은 대기시간, 보다 큰 패킷, 낮은 또는 높은 도플러, 셀의 변두리, 작은 대역폭, 다수-사용자 스케줄링, 주파수 선택적 스케줄링, 또는 다른 이유로 선택될 수 있다. 일반적으로, 강력하고 완곡한 규칙이 적용될 필요는 없지만, 그러나, 임의의 대기시간, 패킷 크기, 대역폭, 도플러, 위치, 스케줄링 방법 등이 임의의 프레임 지속시간(짧은 또는 긴)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 지속시간이 임의의 프레임 지속시간(짧은 또는 긴)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 지속시간은 최소 다운링크 프레임 또는 TTI에 대응할 수 있다. 다수의 서브프레임들을 보다 긴 프레임 또는 TTI로 연관시키는 것은, 예를 들어 보다 낮은 데이터율 및 QoS 최적화에 대한 향상된 지원을 제공할 수 있다.

프레임 지속시간은 다수의 입자들 중 임의의 것에 대해서 선택될 수 있다. 프레임 지속시간 또는 TTI는 반고정 또는 동적 전송 채널 속성일 수 있다. 이와 같이, 프레임 지속시간 또는 TTI는 프레임-바이-프레임(및 이에 따라 동적) 기반으로 또는 반고정된 기반으로 결정될 수 있다. 동적 기반의 경우에서, 네트워크(노드 B)는 명시적으로(예, L1 비트들로) 또는 암시적으로(예, 전송 블럭 크기 및 변조 및 코딩율을 나타냄으로써) 프레임 지속시간을 시그널링할 것이다. 반고정된 프레임 지속시간 또는 TTI의 경우에서, 프레임 지속시간 또는 TTI는 보다 높은 계 층(예, L3) 시그널링을 통해 설정될 수 있다. 입자들은 무선 프레임 내에서, 무선 프레임 간에, 모든 다수의 무선 프레임(10, 20, 100 등), 핸드오버 시에, 시스템 등록, 시스템 배치, L3 메시지 수신 시에 프레임-바이-프레임 기반을 포함하지만, 이에만 한정되는 것은 아니다. 입자성은 고정, 반-고정, 반-동적, 동적이라고, 또는 이와다르게 언급될 수 있다. 프레임 지속시간 또는 TTI는 또한 전술된 '선택' 특성 중 임의의 것에의 변화 또는 임의의 다른 이유로 개시될 수 있다.

서브프레임 유형

다운링크 및 업링크에서, 적어도 하나의 서브프레임 유형이 존재하며, 전형적으로 다운링크에 대해서(때때로 업링크에 대해서), 보통 2개 이상의 서브프레임 유형들(각각은 실질적으로 동일한 지속시간을 가짐)이 존재한다. 예를 들어, 유형은 (다운링크 전송에 대해) '표준' 및 '브로드캐스트', 또는 유형 A, B, 및 C 등일 수 있다. 이 경우에, 데이터 전송 절차는 다음을 포함하도록 확장된다:

●무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계, 여기서 무선 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함하고, 서브프레임의 지속시간은 실질적으로 일정하고 무선 프레임의 지속시간도 일정함;

●2개 이상의 프레임 지속시간들로부터 프레임 지속시간을 선택하는 단계, 여기서 프레임 지속시간은 실질적으로 한 수로 곱셈된 서브프레임 지속시간임.

●프레임 지속시간에 기초하여, 다수의 서브프레임들을 프레임으로 그룹화하는 단계.

●서브프레임 유형을 선택하는 단계, 여기서 선택된 서브프레임의 유형은 서 브프레임에 맞는 데이터의 양을 나타냄.

●서브프레임 유형의 서브프레임들 내에 데이터를 위치시키는 단계.

●무선 프레임을 통해 다수의 서브프레임들을 갖는 프레임을 전송하는 단계.

나타낸 바와 같이, 일반적으로 한 프레임 내에서 서브프레임 유형은 혼합적일 수 있지만, 프레임 내의 모든 서브프레임들은 동일한 유형을 갖는다.

서브프레임 유형은 전송 매개변수에 의해 구별될 수 있다. OFDM 전송에 대해서, 이는 보호 구간 지속시간, 서브반송파 스페이싱(spacing), 서브반송파들의 수, 또는 FFT 크기를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 서브프레임 유형은 전송의 보호 구간(또는 주기적 전치부호)에 의해 구별될 수 있다. 본 기술에 알려진 바와 같이, 보호 구간은 또한 단일 반송파(예, IFDMA) 또는 확산(예, CDMA) 신호에 적용될 수 있지만, 본 예에서, 이러한 전송은 OFDM 전송으로 참조된다. 동기화 요구사항을 완화하거나 업링크 전송을 위해, 보다 긴 보호 구간이 보다 긴 셀들에 대한 배치, 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 전송을 위해 사용될 수 있다.

예로서, 22.5kHz 서브반송파 스페이싱 및 44.44㎲(확장되지 않음) 심볼 지속시간을 갖는 OFDM 시스템을 고려하자. 도 9는 유니캐스트 전송을 위해 사용될 수 있는 5.56㎲의 주기적 전치부호(901)를 각각 갖는 j=10 OFDM 심볼들을 포함하는 서브프레임(900)을 나타낸다. 도 10은 브로드캐스트 전송을 위해 사용될 수 있는 11.11㎲의 주기적 전치부호(1001)를 각각 갖는 j=9 심볼들을 포함하는 '브로드캐스트' 서브프레임(1000)을 나타낸다. 도면들에서, 서브프레임 내의 심볼들의 사용은 나타내지 않는다(예, 데이터, 파일럿, 제어, 또는 다른 기능들). 명백하게, 브로 드캐스트 서브프레임들의 주기적 전치부호(1001)는 유니캐스트(멀티캐스트 또는 브로드캐스트가 아님) 서브프레임들에 대한 주기적 전치부호(901)보다 길다(시간적으로). 따라서, 프레임들은 그들의 주기적 전치부호 길이에 의해 짧다고 또는 길다고 식별될 수 있다. 물론, 보다 긴 CP를 갖는 서브프레임들이 유니케스트를 위해 사용될 수 있고 보다 짧은 CP를 갖는 서브프레임들이 브로드캐스트를 위해 사용될 수 있으므로, 이러한 서브프레임 유형 A 또는 B의 지정이 적절하다.

3개의 서브프레임 유형들의 예들이 도 11에 나타난 표 2에 제공되며, 이는 22.5kHz 서브반송파 스페이싱 및 대략 0.5, 0.55556, 0.625 및 0.6667ms의 서브프레임들에 대한 것이다. (서브프레임 유형 A, B 및 C에 대한) 3개의 주기적 전치부호 지속시간들이 각각의 서브프레임 지속시간에 대해 나타난다. 7-8kHz, 12-13kHz, 15kHz, 17-18kHz등의 다른 서브반송파 스페이싱들이 또한 정의될 수 있지만, 이에만 제한되는 것은 아니다. 또한, 서브프레임에서, 모든 심볼들은 상이한 보호 지속시간(주기적 전치부호) 또는 상이한 서브-반송파 스페이싱들 또는 FFT 크기로 인해 동일한 심볼 지속시간이 아닐 수 있다.

사용된 OFDM 수비학(numerology)은 단지 예시적인 것이며 여러 다른 것들도 가능하다. 예를 들어, 도 11에 나타낸 표 3은 25kHz 서브반송파 스페이싱을 사용한다. 이 예에서 나타낸 바와 같이(예, 0.5ms 서브프레임, 5.45us 보호 구간), 원하는 심볼 수가 결국 서브프레임당 그 수의 샘플들을 분할하지 않는 것과 같이, 서브프레임 내의 보호 구간들의 일정하지 않은 지속시간이 존재할 수 있다. 이 경우에, 표 엔트리는 서브프레임의 심볼들에 대한 평균 주기적 전치부호를 나타낸다. 서브프레임 심볼당 주기적 전치부호를 어떻게 수정하는지에 대한 예가 측정가능 대역폭 섹션에 나타나있다.

긴 프레임은 전체적으로 브로드캐스트 서브프레임들로 구성되거나, 전체적으로 표준 (유니캐스트) 서브프레임들(도 12 참조) 또는 표준 및 브로드캐스트 서브프레임들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 브로드캐스트 유형 긴 프레임들은 무선 프레임 내에서 발생할 수 있다. 짧은 프레임은 또한 표준 또는 브로드캐스트 서브프레임으로 구성될 수 있고, 하나 이상의 브로드캐스트 유형 짧은 프레임들은 무선 프레임 내에서 발생할 수 있다(도 13 참조). 브로드캐스트 프레임들은 다른 브로드캐스트 프레임들과 그룹화되어, 유니캐스트 및 유니캐스트가 아닌 데이터에 대한 채널 측정을 향상시킬 수 있고(파일럿 심볼 섹션을 참조; 공통 파일럿은 인근 서브프레임들로부터 사용될 수 있음), 및/또는 브로드캐스트 프레임들은 시간 상호배치를 위해 브로드캐스트가 아닌 프레임들과 함께 인터스페이싱(interspacing)될 수 있다. 나타나진 않지만, 적어도 하나의 추가 서브프레임 유형은 '블랭크(blank)' 유형일 수 있다. 블랭크 서브프레임은 비어있거나 고정된 또는 수도-무작위로 생성된 페이로드(pseudo-rendomly generated payload)를 포함할 수 있다. 블랭크 서브프레임은 간섭 회피, 간섭 측정, 또는 데이터가 무선 프레임 내의 프레임 내에 없을 때 사용될 수 있다. 다른 서브프레임 유형이 또한 정의될 수 있다.

무선 프레임 보조 기능 다중화

무선 프레임의 일부가 보조 기능들을 위해 보존될 수 있다. 보조 기능들은 무선 프레임 제어(공통 제어 구조들을 포함), 동기화 필드 또는 시퀀스, (FDD 반송파 쌍 동료 주파수와 같은) 보완 무선 채널 상에서의 활동에의 응답을 시그널링하는 표시자, 또는 다른 오버헤드 유형을 포함할 수 있다.

도 14에서, "동기화 및 제어 영역"으로 불리는 무선 프레임 오버헤드의 일례가 나타나있다. 이 예에서, 오버헤드는 20개의 서브프레임 무선 프레임 내로 시간-다중화된 2개의 서브프레임들이다. 서브프레임들 내의 동기화 및 제어를 다중화하는 것의 다른 형태들도 또한 가능하다. 동기화 및 제어 영역은 다양한 유형의 동기화 심볼들(2개 이상의 네트워크 에지(edge) 노드들 간에 공유된 글로벌 동기화 심볼(GSS), 셀-특정 셀 동기화 심볼(CSS)을 포함), 공통 파일럿 심볼들(CPS), 페이징 표시자 채널 심볼들(paging indicator channel symbols; PI), 수신확인응답 표시자 채널 심볼들(AI), 다른 표시자 채널(OI), 브로드캐스트 표시자 채널(BI), 브로드캐스트 제어 채널 정보(BCCH), 및 페이징 채널 정보(PCH)를 포함할 수 있다. 이들 채널들은 보통 셀룰러 통신 시스템들 내에서 발생하고, 상이한 이름들을 갖거나 몇몇 시스템들 내에 존재하지 않을 수 있다. 추가로, 다른 제어 및 동기 채널들이 존재할 수 있고, 이 영역 동안 전송될 수 있다.

도 15는 임의의 크기의 대안적인 무선 프레임 구조를 나타내는데, 여기서 동기화 및 제어 (S+C) 영역은 무선 프레임의 일부는 아니고 (S+C) 영역이 모든 j개의 무선 프레임들 마다에 전송되는 무선 프레임들을 포함하는 보다 큰 계층적 프레임 구조의 일부이다. 이 예에서 S+C 영역을 따르는 무선 프레임은 18개의 서브프레임들이다.

도 16 및 17은 계층적 프레임 구조를 나타내는데, 여기서 수퍼 프레임은 n+1개의 무선 프레임들을 포함하도록 정의된다. 도 16에서, 무선 프레임 및 수퍼 프레임 각각은 각각 제어 영역, 및 동기화 및 제어 영역을 가지며, 도 17에서는 단지 수퍼 프레임만이 제어 영역을 포함한다. 무선 프레임 제어 및 동기화 영역들은 동일한 유형일 수 있거나 수퍼 프레임 내의 상이한 무선 프레임 영역들에 대해 상이할 수 있다.

무선 프레임의 동기화 및 제어 부분은 하나 이상의 서브프레임들의 모두 또는 그 일부일 수 있으며, 고정된 지속시간일 수 있다. 그것은 또한 무선 프레임 시퀀스가 내장되어 있는 계층적 구조에 따라 무선 프레임들 간에 가변적일 수 있다. 예를 들어, 도 16에 나타난 바와 같이, 그것은 각각의 무선 프레임의 제1의 2개의 프레임을 포함할 수 있다. 일반적으로, 동기화 및/또는 제어가 다수의 서브프레임들의 모두 또는 일부 내에 존재하면, 상기 다수의 서브프레임들은 서로와 직접적으로 근접할 필요는 없다. 다른 예에서, 하나의 무선 프레임 내에 2개의 서브프레임을, 및 다른 무선 프레임 내에 3개의 서브프레임들을 포함할 수 있다. 오버헤드의 추가적 서브프레임(들)을 갖는 무선 프레임은 드물게 발생할 수 있으며, 추가적인 오버헤드는 표준 (빈번한) 무선 프레임 오버헤드에 근접하거나 근접하지 않은 서브프레임들 내에서 발생할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 오버헤드는 무선 프레임 내에 있지만, 무선 프레임이 서브프레임들로 동일하게 분할되지 않고 그 대신 오버헤드 영역과 정수의 서브프레임들의 합으로 분할되면 발생할 수 있는 정수의 서브프레임들이 아닐 수 있다. 예를 들어, 10ms 무선 프레임은 10개의 서브프 레임들을 포함하는데, 각각의 서브프레임은 0.9ms의 길이를 가지며, 무선 프레임 오버헤드에 대하여 (예, 무선 프레임 페이징 또는 브로드캐스트 채널) 1ms 부분을 더한다.

후술된 바와 같이, 모든 또는 몇몇의 무선 프레임들 무선 프레임의 동기화 및 제어 부분은 짧은/긴 서브프레임 구성의 맵(map)과 같은 (예 - 무선 프레임이 짧은 프레임이 뒤따르는 2개의 긴 프레임들을 가지면, 구성은 L-L-S로 나타내질 수 있음) 무선 프레임의 레이아웃 및 사용에 대한 정보를 전달하도록 구성될 수 있다(그러나 그러도록 요구되지는 않음). 추가로, 동기화 및 제어 부분은 어떤 서브프레임이 브로드캐스트를 위해 사용될 수 있는지 등을 특정할 수 있다. 이 방식으로 무선 프레임 레이아웃을 전달하는 것은 프레임 레이아웃의 서브프레임-바이-서브프레임 블라인드 검출(blind detection)에 대한 필요성, 보다 높은 계층 시그널링을 통한 무선 프레임 '스케줄'의 전달, 또는 무선 프레임 시퀀스의 유한 수의 선험 명제 정의(어떤 것이 다음으로 선택되고 초기 시스템 액세스에서 사용자 장치로 시그널링될지)를 줄이거나 잠재적으로 제거할 것이다. 표준 데이터 프레임을 또한 사용하여 계층-3(L-3) 메시지들을 전달할 수 있다는 것이 주의될 수 있다.

프레이밍 제어

SS(subscriber station; 101-103)가 무선 프레임 내의 프레이밍 구조(및 서브프레임 유형들)를 결정할 수 있는 몇몇 방식들이 존재한다. 예를 들어:

●블라인드(예, BS에 의해 동적으로 제어되지만 시그널링되지 않으며, 따라서 SS는 무선 프레임 내의 프레임 시작을 결정해야만 함. 프레임 시작은 프레임 내의 파일럿 또는 제어 심볼의 존재에 기초할 수 있음).

●수퍼프레임(예, 매 1초마다, BS가 프레임 구성을 특정하는 정보를 다음 수퍼프레임까지 전송함).

●시스템 배치(기지국) 및 등록(모바일)

●무선 프레임 동기화 및 제어 부분 내의 시그널링

●무선 프레임의 제1 프레임 내의 시그널링(다른 프레임들의 맵을 나타낼 수 있음)

●제어 어싸인 내의 자원 할당

일반적으로, 무선 프레임에 2개 이상의 프레임 지속시간들 및 서브프레임 유형들이 있을 수 있다. 무선 프레임 내의 짧은 및 긴 프레임들의 혼합이 가변적이도록 통신 시스템(100)이 구성되면, 긴 프레임들의 가능한 시작 위치들은 시그널링/검색을 줄이도록 고정될 수 있다. 무선 프레인이 단지 단일 프레임 지속시간 또는 단일 서브프레임 유형만을 가지면, 시그널링/검색이 더 감소된다. 여러 경우에, 무선 프레임의 프레이밍 구조의 결정은 또한 자원 할당 제어(다음 섹션)가 각각의 프레임(짧은 또는 긴)의 제2 심볼 내의 시작에 위치될 때와 같은 무선 프레임 내에 제어 및 파일럿 정보의 위치에 대한 정보를 제공한다.

몇몇의 제어 방법은 프레임 바이 프레임 기반으로 트레픽 조건들을 제어하도록 보다 더욱 적응될 수 있다. 예를 들어, 지정된 서브프레임 내에 무선 프레임당 제어 맵을 갖는 것은(첫번째로 무선 프레임 내,이전 무선 프레임의 마지막) 큰 패킷들(예, TCP/IP)이 하나의 무선 프레임 내에서 효율적으로 처리되고, 여러 VoIP 사용자들이 다르게 처리되는 것을 허용한다. 대안적으로, 사용자 트레픽 유형들이 상대적으로 느리게 변하면, 수퍼프레임 시그널링은 무선 프레임 내의 제어 채널 할당을 바꾸기에 충분할 수 있다.

자원 할당( RA ) 제어

프레임은 사용자들에의 자원의 사용(할당)을 제어하는 연관된 제어 구조- 고유하게 연관되는 것이 가능함 -를 갖는다. 자원 할당(RA) 제어는 전형적으로 각각의 프레임 및 그것의 각각의 프레임 지속시간에 대해 제공되어, 재전송들을 스케줄링할 때 지연을 줄인다. 여러 경우에, 무선 프레임의 프레이밍 구조의 결정은 자원 할당 제어가 각각의 프레임(긴 또는 짧은)의 제2 심볼 내의 시작에 위치될 때와 같은, 무선 프레임 내의 자원 할당 제어(프레임당)의 위치에 대한 정보를 또한 제공한다. 제어 채널은 TDM(예, 하나 이상의 TDM 심볼들)인 것이 바람직하며, 프레임의 시작에 또는 그 근방에 위치하지만, 또한 대안적으로 시간(심볼들), 주파수(서브반송파들) 또는 그 둘 모두로 프레임을 통해 분배되어 발생할 수 있다. 제어 정보의 일 또는 이차원 확산 및 코드 분할 다중화(CDM)가 또한 사용될 수 있으며, TDM, FDM, CDM 등의 다양한 다중화 방법이 또한 시스템 구성에 따라 조합될 수 있다.

일반적으로, TDM과 같이 프레임당 단일 사용자로 제한하는 것이 가능하지만, TDM/FDM/CDM 다중화와 같이 프레임 내에 2명 이상의 사용자 할당된 자원이 있을 수 있다. 따라서, 프레임 내에 제어 채널이 존재하면, 그것은 한 명 이상의 사용자들에 대해 자원을 할당할 수 있다. 또한 프레임 내에 2명의 사용자들에 대한 자원 할당을 위해 개별 제어 채널이 사용되면, 프레임 내에 2개 이상의 제어 채널이 존재할 수 있다.

이 제어 필드는 또한 단지 그 프레임에 대한 자원 할당 이외의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운링크 상에서, RA 제어는 업링크 자원 할당 및 업링크에 대한 수신확인응답 정보를 포함할 수 있다. 개별 프레임에 대응하는 빠른 수신확인응답은 빠른 스케줄링 및 가장 낮은 대기시간에 대해 선호될 수 있다. 추가적 예는, 제어 필드가 2개 이상의 프레임에 대해 적용가능하게 남아있는 불변의 자원 할당을 만들 수 있다는 것이다(예를 들어, 특정된 수의 프레임들 또는 무선 프레임들에 대해 불변하는 자원 할당, 또는 상이한 프레임 내의 다른 제어 메시지에 의해 턴오프되기(turned off) 전까지).

무선 프레임의 제1 프레임(또는 이전 무선 프레임의 마지막 프레임) so의 제어 정보는 또한 다음(또는 보다 포괄적으로, 미래의) 프레임 또는 나머지 무선 프레임에 대한 프레이밍(및 이에 따라 제어 위치들)을 또한 제공할 수 있다. 2개의 추가적 변수는 다음과 같다:

●중첩하는 제어 영역들: 제1 프레임 내의 제어 채널은 자신의 프레임에의 어싸인뿐만 아니라 제2 프레임에의 몇몇 어싸인을 만들 수 있으며, 제2 프레임 내의 제어 채널은 제2 프레임에의 추가적 어싸인을 만든다. 이 능력은 단일 무선 프레임 내에 상이한 트레픽 유형(예를 들어, VoIP 및 큰 패킷)을 조합하는데 유용할 수 있다.

●무선 프레임 내의 추가적 스케줄링 유연성(부분적인 모호성): 제1 프레임 내의 제어 채널(또는 무선 프레임 내의 프레이밍 제어 MAP)은 무선 프레임에 대한 제어 맵의 약간 모호한 명세를 제공하여, 프레임-바이-프레임 유연성을 더욱 가능하게할 수 있다. 예를 들어, 제어 맵은 확정된 또는 가능한 프레임/제어 위치들을 나타낼 수 있다. 반-블라인드 수신기(semi-blind receiver)는 확정된 위치들을 알 수 있지만, 가능한 프레임/제어 위치들이 유효하면 블라인드적으로 결정되어야만 한다.

파일럿 심볼들

파일럿 또는 참조 심볼들은 TDM, FDM, CDM 또는 이들의 다양한 조합에 의해 프레임 또는 서브프레임 내에서 다중화될 수 있다. 파일럿 심볼들은 (임의의 사용자에 의해 수신되어 사용되는) 공통적이거나 (특정 사용자 또는 특정 사용자들 그룹에 대해서) 전용적일 수 있으며, 공통 및 전용 파일럿들의 혼합이 프레임에 존재할 수 있다. 예를 들어, 공통 파일럿 심볼(CPS) 참조 심볼은 서브프레임(TDM 파일럿) 내의 제1 심볼이므로, 이에 따라 무선 프레임을 통해 고유하게 스페이싱된 공통 파일럿 심볼들을 실질적으로 제공한다. 다운링크 및 업링크는 상이한 파일럿 심볼 포맷들을 가질 수 있다. 파일럿 심볼 할당들은 일정할 수 있거나 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 공통 파일럿 심볼 위치들은 하나 이상의 RAF들에 대한 무선 프레임 제어 내에서 시그널링될 수 있다. 다른 예에서, (임의의 공통 파일럿 이외에) 전용 파일럿은 프레임에 대한 RA 제어 내에서 프레임 내에 나타난다.

일 실시예에서, 프레임 정의는 공통 파일럿 스페이싱에 링크될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임이 단일 공통 파일럿 심볼을 포함하도록 정의되면, 서브프레임 길이는 배치되고 있는 시스템에 대한 채널의 최소 예측 가간섭성 시간에 관련되는 것이 바람직하다. 이 접근법으로, 서브프레임 지속시간은 공통 파일럿 스페이싱에 의해 간단하게 결정될 수 있다(확실히 서브프레임 길이를 정의하는 다른 방법이 또한 허용됨). 공통 파일럿 스페이싱은 주로 시스템 내의 사용자의 변조, 속도 분배, 가간섭성 시간에 의해 결정되는 패널 평가 수행에 의해 결정된다. 예를 들어, 파일럿들은 매 5보(baud) 마다 1개로 스페이싱되어, 50us 보로 120kph 사용자들을 처리할 수 있다(40us 사용가능한 지속시간 + 10us 주기적 전치부호 또는 보호 지속시간). 여기서 사용된 것과 같은 보는 OFDM 또는 DFT-SOFDM 심볼 시간을 참조한다는 것을 명심하자.

도플러율이 매우 느리면, 공통 파일럿의 모두 또는 일부는 특정 프레임들 또는 서브프레임들로부터 생략될 수 있는데, 이는 이전의 또는 다음의 서브프레임/프레임으로부터의, 또는 무선 프레임의 제어 영역으로부터의 파일럿들이 이 경우의 채널 추적에 충분할 수 있기 때문이다. 게다가, 상이한/비가간섭성 변조가 사용되면 파일럿이 필요 없을 것이다. 그러나, 간단하게 나타내기 위해, 각각의 서브프레임을 파일럿 심볼들과 함께 나타냈다.

업링크 및 다운링크

나타낸 무선 프레임 구성은 FDD 시스템의 업링크 또는 다운링크에 대한 것일 수 있다. 업링크 및 다운링크에 대해 사용될 때의 일 예가 도 18에 나타나있다. 도 18은 다운링크 서브프레임들과 동일한 구성의 업링크 서브프레임들을 나타내지만, 일반적으로 그들은 서브프레임당 상이한 수의 심볼들을 갖거나, 심지어는 상이 한 서브프레임 지속시간들 및 프레임당 상이한 수의 서브프레임들을 가질 수 있다. 업링크에 대한 변조는 다운링크와 상이할 수 있다(예, OFDM 대신 DS-CDMA, IFDMA 또는 DFT-SOFDM(DET-확산-OFDM)). 영(0) 오프셋도 가능하지만, 업링크 무선 프레임은 보다 빠른 수신확인응답을 허용함으로써 HARQ 타이밍 요구사항을 용이하게 하기위해 다운링크 무선 프레임 구조로부터의 오프셋을 나타낸다. 오프셋은 하나의 서브프레임, 다수의 서브프레임들, 또는 서브프레임의 단편(예, 몇몇 수의 OFDM 또는 DFT-SOFDM 심볼 주기들)을 포함하는 임의의 값일 수 있다. 업링크 무선 프레임 내의 제1 서브프레임들은 랜덤 액세스 채널(RACH) 서브프레임들과 같은 공통 제어/경쟁 채널들로 어싸인될 수 있으며 다운링크 동기화 및 제어 서브프레임들에 대응할 수 있다. 업링크 제어 정보, CQI, 다운링크 Ack/NacK 메시지들, 파일럿 심볼들 등을 전달하는 제어 프레임들(또는 보다 포괄적으로, 메시지들)은 데이터 프레임들로 시간 또는 주파수 다중화될 수 있다.

대안적인 업링크

업링크 상에 단지 1개의 프레임 지속시간들을 갖는 2개의 대안적인 FDD 업링크 구조들이 나타나있다. 그러나, 2개 이상의 긴 프레임 유형들이 정의된다. 도 19 및 20에서, 0.5ms 서브프레임들을 포함하는 2ms 긴 프레임들은 긴 RACH, 데이터 또는 복합 프레임 유형이다. 긴 RACH는 드물게, 예를 들어 매 100ms 마다 발생할 수 있다. 복합 프레임들은 데이터, 제어 및 짧은 RACH를 갖는다. 짧은 RACH는 지속시간 내에서 하나의 서브프레임보다 작을 수 있다. 데이터 프레임들(도시되지 않음)은 복합 프레임들과 유사하지만, 데이터 서브프레임 내에 위치하는 짧은 RACH 를 갖는다. 제어, RACH, 및 파일럿은 모두 알려진 TDM이지만, FDM 또는 조합 TDM/FDM일 수 있다. 전술된 바와 같이, 서브프레임 유형이 정의되며, 보호 구간 지속시간에 기초하거나 RACH 프레임 또는 IFDM/DFT-SOFDM 및 OFDM 스위칭에 대한 것일 수 있다. 도 21은 도 19 및 20과 유사하지만, 6개의 서브프레임들의 프레임 및 유형 데이터 또는 복합물을 갖는다. 단지 복합 데이터 프레임만 사용되면, 모든 프레임이 제어 및 짧은 RACH를 포함할 것이다. 긴 RACH는 정수(바람직함) 또는 정수가 아닌 수의 서브프레임들을 갖고, 드물게 발생한다(서브프레임당 한번 나타남).

TDD

TDD(time division duplexing)로, 시스템 대역폭은 시간 다중화된 방식으로 업링크 또는 다운링크에 할당된다. 일 실시예에서, 업링크와 다운링크 간의 스위칭이 무선 프레임당 한번과 같이 몇몇 프레임당 한번 발생한다. 업링크 및 다운링크 서브프레임들은 서브프레임 입자로 결정된 'TDD 스프릿(split)'을 갖고, 동일하거나 상이한 지속시간일 수 있다. 다른 실시예에서, 다운링크 및 업링크 모두는 가능하게 고정된 지속시간의 긴 프레임을 갖고, 2개 이상의 서브프레임들의 긴 프레임 내에서 발생한다. 단일 서브프레임의 짧은 프레임이 또한 가능하지만 프레임 내의 선회가 어렵거나 오버헤드의 관점에서 비용이 많이 든다. 업링크 및 다운링크는 서브프레임 입장성으로 결정된 'TDD 스프릿'을 갖고, 동일하거나 상이한 지속시간일 수 있다. 둘 중 하나의 실시예에서, 램프-업(ramp-up) 및 램프-다운과 같은 TDD 오버헤드들은 내부 또는 외부 서브프레임들을 포함할 수 있다.

측정가능 대역폭

전송은 2개 이상의 대역폭들 중 하나에서 발생할 수 있는데, 여기서 무선 프레임 지속시간은 각각의 대역폭에 대해 동일하다. 대역폭은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 또는 20MHz, 또는 소정의 대략 값일 수 있다. 프레임 지속시간(및 그에 따라 최소의 가능한 프레임 지속시간)은 사용가능한 프레임 지속시간들의 세트인 각각의 대역폭에 대해 동일한 것이 바람직하다. 대안적으로, 프레임 지속시간 및 다수의 프레임 지속시간들은 각각의 대역폭에 대해 구성될 수 있다.

표 4는 22.5kHz 서브반송파 스페이싱을 갖는 6개의 반송파 대역폭들의 예를 나타내며, 표 5는 25kHz 서브반송파 스페이싱을 갖는 6개의 반송파 대역폭들의 예를 나타낸다. 서브프레임 유형 섹션에 설명된 바와 같이, 서브프레임 내의 심볼당 보호 구간(예, 주기적 전치부호 길이)이 일정하지 않다는 것이 표 5에서 주지된다. 서브프레임에서, 심볼들 모두는 상이한 보호 지속시간(주기적 전치부호)으로 인해 동일한 심볼 지속시간이 아닐 수 있다. 이 예에 대해서, 단일 심볼에 모든 초과 샘플들이 주어지며, 다른 예에서, 2 또는 3개 이상의 보호 구간 값들이 서브프레임에 대해 정의될 수 있다. 다른 예로서, 15kHz 서브반송파 스페이싱 및 0.5ms 서브프레임 지속시간으로, 7개의 심볼들의 짧은 프레임은 ~4.69㎲(0.25MHz에의 9개의 샘플들, 보다 높은 대역폭들에 대해 측정함) 및 ~5.21㎲(1.25MHz에의 10개의 샘플들, 보다 높은 대역폭들에 대해 측정함)을 갖는 6개의 심볼들을 갖고, ~4.7㎲(마이크로초)의 평균 CP를 가질 수 있다.

[표 4 - 표준(데이터) 서브프레임들에 대한 상이한 반송파 대역폭들에 대한 OFDM 수리학]

매개변수	반송파 대역폭(MHz)
매개변수	20	15	10	5	2.5	1.25
프레임 지속시간(ms)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
FFT 크기	1024	768	512	256	128	64
서브반송파들(점유됨)	768	576	384	192	96	48
심볼 지속시간(us)	50	50	50	50	50	50
사용가능(us)	44.44	44.44	44.44	44.44	44.44	44.44
보호(us)	5.56	5.56	5.56	5.56	5.56	5.56
보호(샘플들)	128	96	64	32	16	8
서브반송파 스페이싱(kHz)	22.5	22.5	22.5	22.5	22.5	22.5
점유된 BW(MHz)	17.28	12.96	8.64	4.32	2.16	1.08
프레임당 심볼들	10	10	10	10	10	10
16QAM 데이터율(Mbps)	49.15	36.86	24.58	12.29	6.14	3.07

[표 5 - 표준(데이터) 서브프레임들에 대한 상이한 반송파 대역폭들에 대한 OFDM 수리학]

매개변수	반송파 대역폭(MHz)
매개변수	20	15	10	5	2.5	1.25
프레임 지속시간(ms)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
FFT 크기	1024	768	512	256	128	64
서브반송파들(점유됨)	736	552	368	184	96	48
심볼 지속시간(us)	45.45	45.45	45.45	45.45	45.45	45.45
사용가능(us)	40.00	40.00	40.00	40.00	40.00	40.00
보호(us)	5.45	5.45	5.45	5.45	5.45	5.45
보호(샘플들)	139.64	104.78	69.82	34.91	17.45	8.73
정규 보호(us)	5.43	5.42	5.39	5.31	5.31	5.00
비정규 보호(us)	5.70	5.83	6.09	6.87	6.87	10.00
서브반송파 스페이싱(kHz)	25	25	25	25	25	25
점유된 BW(MHz)	18.4	13.8	9.2	4.6	2.4	1.2
서브채널들	92	69	46	23	12	6
프레임당 심볼들	11	11	11	11	11	11
16QAM 데이터율(Mbps)	52.99	39.74	26.50	13.25	6.91	3.46

ARQ

ARQ 또는 HARQ를 사용하여 데이터 신뢰성을 제공한다. (H)ARQ 프로세스들은 서브프레임 유형들(예, 표준 및 브로드캐스트)에 걸쳐 상이하거나 공유될 수 있으며, 아마도 프레임 지속시간들에 걸쳐 상이하거나 공유될 수도 있다. 특히, 상이한 프레임 지속시간을 갖는 재전송들이 허용되거나 금지될 수 있다. 개별 프레임 에 대응하는 빠른 수신확인응답들은 빠른 스케줄링 및 가장 느린 대기시간에 대해 바람직할 수 있다.

HARQ

다수의-프레임 개념은 신뢰성을 위해 ARQ과 또는 추가적인 신뢰성을 위해 HARQ과 함께 사용될 수 있다. ARQ 또는 HARQ 스킴은 SAW(stop-and-wait) 프로토콜, 선택적 반복 프로토콜, 또는 본 기술에 알려진 다른 스킴일 수 있다. 후술된 바와 같은 바람직한 실시예는 다수의 프레임 동작을 위해 수정된 다수의-채널 SAQ HARQ을 사용한다.

N-채널 SAW HARQ 내의 채널들의 수는 왕복 전송(RTT)에 대한 대기시간에 기초하여 설정된다. 채널이 계속적으로 한 명의 사용자로부터의 데이터로 완전히 점유될 수 있기에 충분한 채널들이 정의된다. 채널들의 최소 수는 따라서 2이다.

선회 시간이 프레임 길이에 비례하면, 짧은 및 긴 프레임들 모두는 동일한 N개의 채널들(예, 3)을 사용할 수 있다. 선회 시간이 상대적으로 고정되어있으면, 짧은 프레임 지속시간에 대해 필요한 채널들의 수는 긴 프레임 지속시간에 대한 것과 동일하거나 그보다 많을 것이다. 예를 들어, 0.5ms 서브프레임 및 짧은 프레임, 및 3ms 긴 프레임에 대해서, 또한 전송들 간에 1ms 선회 시간(즉, 전송을 디코딩하고 요청된 피드백(ACK/NACK와 같은)으로 응답하기에 유효한 수신기 처리 시간)이 주어지면, 짧은 프레임들에 대해서는 3개의 채널을 갖고 긴 프레임들에 대해서는 2개의 채널을 가질 것이다.

하나의 프레임 크기로부터 다른 프레임 크기로의 스위칭이 드물고 무선 프레 임 내의 프레임 지속시간들의 혼합이 없으면, 프레임 크기에 대한 기존 프로세스가 종료되고 각각의 프레임 크기에 대한 HARQ에 대한 시그널링 및 채널들의 수는 독립적일 수 있다. 동적 프레임 지속시간 또는 TTI의 경우에서, 연쇄된 서브프레임들의 수는 적어도 초기 전송에 대해서 및 가능하게 재전송에 대해서 동적으로 가변적일 수 있다. 패킷의 재전송이 상이한 프레임 유형들 상에서 발생하는 것이 허용되면, HARQ 프로세스들은 프레임 지속시간들 간에 공유될 수 있다(예, HARQ 프로세스 식별자는 명시적 또는 암시적 방법으로 짧은 또는 긴 프레임을 참조할 수 있음). 요청되는 채널의 수는 모든 짧은 또는 모든 긴 프레임들의 시퀀스를 다중화하는 것에 기초하여 정의되므로, 패킷들이 상대적으로 고정적인 또는 비례적인 선회를 갖는지 여부(예, 디코딩 및 ACK/NACK 전송)를 고려할 수 있다. 고정된 선회에 대해서, N은 주로 짧은 프레임 복합물 요구사항들에 기초하여 결정될 수 있다. 비례적인 선회로, 요구된 N은 짧은 및 긴 프레임 복합물들 모두에 대해서 대략 동일할 수 있다. 짧은 및 긴 프레임들 간에 임의의 스위칭을 처리하도록 N을 지정하는 것은 추가적인 HARQ 채널들(보다 큰 N)을 요구할 수 있다. 예를 들어, 지속시간에서 4개의 짧은 프레임들과 동일한 긴 프레임을 갖고, 짧은 또는 긴 프레임 복합물의 각각에 대한 N=3 요구사항을 고려하자(비례적인 선회). 명백하게, HARQ 채널 사용의 시퀀스는 제한 없이 모두 짧거나(1, 2, 3, 1, 2, 3...) 또는 모두 길(1, 2, 3, 1, 2, 3..) 수 있다. 그러나, 긴 프레임(채널 ID 1을 가짐)은 2개의 긴 프레임들과 등가의 길이에 의해 뒤따라져야만 하는데, 이는 채널(1)이 짧은 또는 긴 프레임을 재전송하는데 사용될 수 있기 전에 그래야만 한다. 이들 2개의 긴 프레임들의 길 이에서, 채널(2 및 3)이 짧은 프레임에 대해 사용될 수 있지만, 이 시점에서 채널(2)은 아직 재사용 불가능하고 채널(1)은 사용불가능하므로, 여분의 채널(4)이 사용되어야만 한다. N<=(긴 프레임 내의 짧은 프레임들의 수)에 대해서, 요구되는 채널들의 총 수는 N+(N-1)일 수 있다. 이는, 2개의 긴 프레임들(채널 ID(1 및 2))이 짧은 프레임들에 의해 뒤따라져서 채널(3)이 재사용될 수 있기 전에 채널 ID(3, 4, 및 5)가 요구되면, 상기 예에서 계속적으로 나타날 수 있다. 이 예에서, 5개의 채널들은 개별적인 복합물에 대해 요청된 3개 이상이다.

다차원(시간, 주파수, 및 공간) HARQ

선회 시간에만 기초하여 N을 정의하는 것에 반하여, 원격 유닛들(101-103)을 스케줄링 엔티티 또는 주어진 프레임에 대한 하나 이상의 패킷으로 스케줄링하는 것이 허용되는 것은 보다 효율적일 수 있다(예, 코딩 및 자원 할당 입자성의 관점에서). 원격 유닛에 대해 프레임당 하나의 HARQ 채널을 할당하는 대신, 최대 N2 HARQ 채널들이 고려된다. 따라서, N-채널 SAW HARQ가 주어지면, N은 단지 선회 시간에만 기초하고, 그 각각의 프레임은 또한 원격 유닛에 대하여 N2 HARQ 채널들을 가질 것이고, 최대 NxN2 HARQ 채널들이 원격 유닛당 지원된다. 예를 들어, 각각의 연속적인 긴 프레임은 N-채널 SAW HARQ 프로토콜의 N 채널중 하나에 대응할 것이다. 각각의 긴 프레임이 'n'개의 서브프레임들을 포함하기 때문에, 각각의 서브프레임이 또한 HARQ 채널이 되도록 허용되면, 원격 유닛당 최대 Nxn HARQ 채널들을 가질 것이다. 따라서, 이 경우, 개별적으로 수신확인응답이 가능한 유닛은 긴 프레임이 아니라 서브프레임일 것이다. 대안적으로, 반송파당 'p' 주파수 대역들이 정의되면, 각각의 하나는 HARQ 채널일 수 있으며, 이에 따라 원격 유닛당 Nxp HARQ 채널들까지 결과로 낳는다. 보다 포괄적으로, 's' 공간 채널들에 대해서, 원격 유닛당 최대 'n'x'p'x's'x'N' HARQ 채널들이 있을 수 있다. OFDM 심볼 기반으로 정의되고 서브프레임당 'j'개의 OFDM 심볼들이 있으면, 매개변수 'n'은 보다 클 수 있다. 임의의 경우에, 채널은 N에 연관된 시간 제한이 경과되기 전까지 수정되지 않은 HARQ와 함께 처럼 재사용되지 않을 수 있다.

HARQ 채널의 수를 치수화(dimensioning)하는 또 다른 방법은 최대 변조 및 코딩율 및 1500바이트(+오버헤드) 패킷들과 함께 처럼, 프레임에 할당될 수 있는 최대 길이 패킷들의 최대 수를 결정하는 것이다. 보다 작은 패킷들은 채널에 대한 최대 집합 패킷 크기에 연속될 수 있다. 예를 들어, (최소 왕복 시간(RTT)에 대해서) N=2이고 4개의 패킷들이 64QAM R=3/4 및 사용가능한 폐쇄형 루프 빔포밍(beamforming)으로 서브프레임 내에서 전송될 수 있으면, 짧은 프레임들에 대해 8=2*4개의 채널들이 필요하고 4개의 서브프레임 긴 프레임들에 대해 32개의 채널이 필요할 것이다. 상이한 프레임 유형들 상에서 패킷의 재전송들이 발생하도록 허용되면, 이 예에서, 채널들의 수는 전술된 바와 같이 더욱 조정될 수 있다.

제어 시그널링은 단지 선회 시간에만 기초하지는 않으면서 치수화하는 HARQ 채널에 대해 또는 짧은/긴 프레임들에 대해 수정되는 HARQ 시그널링을 지원하기 위한 수정을 요구할 것이다. EUTRA 응용에 대응하는 일 실시예에서, ACK/NACK 및 CQI 피드백뿐만 아니라 "새로운 데이터 표시자(NDI)", "여분 버전 표시자(RVI)", "HARQ 채널 표시자(HCI)" 및 "전송 블럭 크기(TBS)"의 현재 사용에 대한 수정이 존 재한다. 다른 기술적인 명세는 HARQ에 대해 유사한 기술방법을 사용할 수 있다. 일 예에서, 최대 'n' 또는 'p' 원격 유닛 패킷들이 하나의 긴 프레임 전송 내에서 송신될 수 있다. 각각의 패킷은 구별 제어 시그널링 속성들(NDI, RVI, HCI 및 TBS)에 따라 개별적인 주파수 선택적(FS) 또는 주파수 다양(FD) 자원 구성요소들로 어싸인될 수 있다. 원격 유닛 식별정보로 CRC(cyclic redundancy check) 계산을 행사는 것과 같은 컬러 코딩은 각각의 다운링크 패킷의 CRC에 적용되어 목표 원격 유닛을 나타낼 수 있다. HCI 필드의 소정의 확장(예, 비트 수=log₂('n'x'N'))은 패킷 전송들의 부드러운 버퍼 조합을 올바르게 수행하기 위해 필요할 것이다. 유사하게, ACK/NACK 피드백은 유사하게 HCI 필드 또는 컬러 코딩을 요청하여, 짧은 또는 긴 프레임 전송 내의 원격 유닛의 패킷들의 어떤 세트가 ACK 또는 NACK되고 있는지를 나타낼 것이다.

주파수 선택적 할당들

도 22 및 23은 각각 몇몇의 사용자들에 대한 짧은 프레임 주파수 선택적(FS) 및 주파수 다양(FD) 자원 할당들을 나타낸다. FS 스케줄링에 대해서, 자원 구성요소(또는 자원 블럭 또는 자원 유닛 또는 청크(chunk))는 다수의 서브-반송파들로 이루어진다고 정의되므로, 반송파 대역폭은 다수의(정수가 바람직함) 어싸인가능한 RE로 분할된다(예, 192개의 서브반송파들을 갖는 5MHz 반송파는 각각 8개의 서브반송파들의 24 RE를 가짐). 시그널링 오버헤드를 줄이고 전형적인 채널의 채널 관련 대역폭을 보다 잘 매치시키기 위해(예, 보행자 B에 대해서 1MHz 및 차량 A에 대해 서 2.5MHz), RE는 px8 서브반송파들이라고 정의될 수 있으며, 여기서 'p'는 3이고 여전히 대부분의 FS 스케줄링 장점을 성취하기 위해 필요한 해결방법을 제공할 수 있다. 다수를 위해 기반으로서 사용되는 서브반송파들의 수는 또한 8이 아닌 수로 설정될 수 있다(예, 서브반송파들의 수가 5MHz에서 300이면, 총 RE 크기는 15 또는 25이거나, 서브반송파들의 수가 288이면 24개의 서브반송파들임).

도 24와 유사하게, FS 및 FD 자원은 동일한 긴 프레임으로 할당될 수 있다. 그러나, 자원 할당 충돌 및 시그널링 복잡도를 피하기 위해 동일한 시간 구간에 걸쳐 FS 및 FD 자원을 할당하지 않는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명이 구체적으로 나타내지고 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명에서 본 발명의 취지 및 영역으로부터 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에 다양한 변화가 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변화는 다음의 청구항들은 영역에 속하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 다수의 이산적인 반송파 주파수들을 포함하는 전송 시스템의 경우에서, 프레임 내의 파일럿 정보 및 시그널링은 컴포넌트 반송파 주파수들의 몇몇에만 존재하고 다른 것에는 존재하지 않을 수 있다. 추가로, 파일럿 및/또는 제어 심볼은 직접적인 시퀀스 확산 또는 코드-분할 다중화의 방법을 통해 '대역폭 확장'의 프로세스 이후 시간-주파수 자원에 매핑될 수 있다. 다른 예에서, 프레임 구조는 동시적인 SDMA 사용자들에 대하여 동일하거나 상이한 프레임 지속시간으로, MIMO, 스마트 안테나 및 SDMA와 함께 사용될 수 있다.

Claims

통신 시스템 내에서 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서,

복수의 서브프레임들을 포함하는 무선 프레임을 통해 전송되는 데이터를 수신하는 단계;

다수의 서브프레임들을 포함하는 프레임 길이를 선택하는 단계;

상기 다수의 서브프레임들에 대한 서브프레임들의 2개 이상의 유형들 중 하나로부터 서브프레임 유형을 선택하는 단계;

다수의 데이터 서브프레임들을 생성하도록 상기 다수의 서브프레임들 내에 상기 데이터를 위치시키는 단계; 및

상기 무선 프레임을 통해 상기 다수의 데이터 서브프레임들 및 상기 서브프레임 유형을 갖는 프레임을 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

서브프레임들의 2개 이상의 유형들로부터의 각각의 서브프레임 유형은 상이한 수의 OFDM 심볼들 또는 상이한 수의 단일 반송파 FDMA 심볼들을 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

공통 제어 채널들을 상기 무선 프레임으로 다중화하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 무선 프레임 내의 파일럿(pilot) 또는 제어 심볼의 존재를 통해 상기 무선 프레임 내의 프레임 시작을 결정하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

시스템 배치(system deployment)에서, 등록에서, 프레임 동기화 및 제어 내, 무선 프레임 내의 지정된 서브프레임 내, 상기 무선 프레임 내의 제1 서브프레임 내, 이전 무선 프레임 중 마지막 서브프레임 내, 또는 제어 어싸인 할당 자원들(control assignment allocating resources) 내에 상기 무선 프레임의 파티션(partition)을 시그널링하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

프레임을 선택하는 단계는 2개 이상의 가능한 프레임 지속시간들로부터 프레임 지속시간을 선택하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 프레임 지속시간을 선택하는 단계는 사용자의 속도, 도플러(Doppler), 무선 채널 조건, 반송파 또는 채널 대역폭, 셀 내의 사용자 위치, 데이터율, QoS, 대기시간 요구사항, 패킷 크기, 오류율, 허용가능한 재전송 수, 원격 유닛 성능, 셀 크기, 반송파 주파수, 다른 무선 시스템들의 근접성, 채널 또는 반송파 대역폭에 기초하여, 또 다른 시스템과의 역방향 호환성을 성취하는 것에 기초하여, 프레임 내에 스케줄링되는 사용자들의 수에 기초하여, 시스템 로드에 기초하여, 각각의 셀 내의 다수의 사용자들에 기초하여, 변조 유형에 기초하여, 또는 트레픽 유형에 기초하여 상기 프레임 지속시간을 선택하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 다수의 서브프레임들 내에 자원 할당 제어를 위치시키는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
제8항에 있어서,

불변적인 자원은 프레임들 또는 무선 프레임들의 특정된 수에 대해 불변하거나, 상이한 프레임 내의 제어 메시지로 턴오프(turn off)되는, 데이터 전송 방법.
제8항에 있어서,

제2 프레임을 선택하는 단계를 더 포함하고,

상기 자원 할당 제어는 상기 제1 프레임 내에 및 상기 제2 프레임 내에 자원들을 할당하는, 데이터 전송 방법.