(57)【要約】広帯域無線通信システムで定義された適応アンテナ技術を使用する通信システムにおける移動端末機へ制御情報及びユーザデータを送信するシステム及び方法を提供する。無線通信システムにおける情報データを送受信する方法であって、基地局は、移動端末機へ送信される情報データを制御情報とユーザデータとに分割し、制御情報及びユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用して、情報データを該当移動端末機へ送信し、移動端末機は、基地局から受信された情報データの変調及び符号化方式を確認し、変調及び符号化方式に従って全情報データを復調するか、または、変調及び符号化方式に従って制御情報及びユーザデータを独立して復調する。
2008527901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける情報データを送受信する方法であって、
基地局から送信される情報データを制御情報とユーザデータとに分離し、前記制御情報及び前記ユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用して、前記情報データを該当移動端末機へ送信するステップと、
前記移動端末機が前記基地局から受信される情報データの変調及び符号化方式を確認し、前記変調及び符号化方式に従って全情報データを復調するか、又は、前記変調及び符号化方式に従って、前記制御情報及び前記ユーザデータを独立して復調するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基地局が前記移動端末機へ送信される情報データの全割当領域を制御情報とユーザデータとに分割するステップと、
前記全割当領域の前記制御情報に第１の変調及び符号化方式を割り当てるステップと、
前記全割当領域の前記ユーザデータに第２の変調及び符号化方式を割り当てるステップとをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記移動端末機が前記基地局から送信される情報データの全割当領域を確認するステップと、
前記割当領域の前記制御情報に割り当てられる第１の変調及び符号化方式に従って、前記制御情報を復調するステップと、
前記割当領域の前記ユーザデータに割り当てられる第２の変調及び符号化方式に従って、前記ユーザデータを復調するステップと
を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記制御情報は、個人マップメッセージを具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記基地局は、適応アンテナシステム個人マップメッセージを通じて前記制御情報と前記ユーザデータとが分割されたか否かを該当移動端末機へ通知することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記個人マップメッセージは、前記変調及び符号化方式が前記制御情報及び前記ユーザデータに異なって適用されるか否かを示す分割変調及び符号化可能フィールドを具備することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記個人マップメッセージは、前記個人マップメッセージに割り当てられるスロットの数を示すデュレーションフィールドを具備することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記スロットの数は、全割当領域の制御情報領域及びユーザデータ領域に割り当てられたサブチャネルの数を具備することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記個人マップメッセージは、送信されるダウンリンクデータの変調及び符号化レベルを示すダウンリンク区間使用符号フィールドを具備することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記個人マップメッセージは、所定の符号化方式の反復回数に基づいて符号化方式を示す反復符号化指示フィールドを具備することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
適応アンテナシステム（ＡＡＳ）におけるＡＡＳ領域の割当情報を送信する方法であって、
移動端末機へ送信される制御情報及びダウンリンクデータを分離するステップと、
前記制御情報及び前記ダウンリンクデータに対して相互に異なる変調及び符号化過程を遂行するステップと、
前記相互に異なる変調及び符号化過程が適用された前記制御情報及び前記ダウンリンクデータを該当移動端末機へ送信するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記分離ステップは、
全割当領域を時間-周波数空間に該当するスロット単位で分割するステップと、
前記制御情報で指定されたダウンリンク割当領域を個人マップ領域とユーザデータ領域とに分割するステップと、
前記全割当領域のすべてのスロットの中でシステム設定に対応する所定のスロットの数を個人マップ領域に割り当てるステップと、
前記全割当領域のすべてのスロットの中で前記個人マップ領域に割り当てられたスロットの数を除いた残りのスロットの数を前記ユーザデータ領域に割り当てるステップと
を具備することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記変調及び符号化過程を遂行するステップは、
前記移動端末機へ送信される情報データの全割当領域を前記制御情報及び前記ダウンリンクデータに分割するステップと、
前記全割当領域の前記制御情報に対して第１の変調及び符号化方式を割り当てるステップと、
前記全割当領域の前記情報データに対して第２の変調及び符号化方式を割り当てるステップと
を具備することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記制御情報は、適応アンテナシステム個人マップメッセージを具備することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記個人マップメッセージは、個人マップバーストとデータバーストとを分離して、変調及び符号化を遂行することを示すフィールドを具備することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記個人マップメッセージは、全割当領域のすべてのスロットの中で前記個人マップ領域に属しているスロットの数を示すフィールドを具備することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記個人マップメッセージは、ダウンリンクデータバーストの物理チャネルを処理する方式を示すフィールドを具備することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記個人マップメッセージは、システム状況に従って変調及び符号化方式を適用するための反復符号化指示フィールドを具備することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記相互に異なる変調及び符号化過程を経た前記制御情報及びデータバーストを同一のビームパターンで送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項２０】
適応アンテナシステム（ＡＡＳ）におけるＡＡＳ領域の割当情報を受信する方法であって、
基地局から送信される情報データの全割当領域で制御情報領域及びユーザデータ領域の変調及び符号化方式を確認するステップと、
前記割当領域の制御情報に割り当てられる第１の変調及び符号化方式に従って制御情報を復号するステップと、
前記割当領域のデータに割り当てられる第２の変調及び符号化方式に従って新たなデータを復号するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記変調及び符号化方式を確認するステップは、
前記移動端末機が現在のフレームに送信されるＡＡＳ領域の割当情報を受信するステップと、
前記割当情報がダウンリンク割当情報であるか、またはアップリンク割当情報であるかを判断するステップと、
前記受信された割当情報が前記ダウンリンク割当情報である場合、前記ダウンリンク割当情報の制御情報領域及び前記ユーザデータ領域に適用された変調及び符号化方式を確認するステップと、
前記制御情報領域と前記ユーザデータ領域とが相互に分離されて、相互に異なる変調及び符号化方式が適用されることを認識するステップとを具備することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記割当情報が前記アップリンク割当情報である場合、アップリンクデータバーストを前記基地局へ送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記制御情報領域及び前記ユーザデータ領域が一つのグループで構成されて、同一の変調及び符号化方式が適用されることを認識すると、全バースト領域を復調した後、次のフレームの割当情報を更新するステップをさらに具備することを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記復号ステップは、
相互に異なる変調及び符号化方式が前記制御情報領域及び前記ユーザデータ領域に割り当てられることを認識すると、前記制御情報領域と前記ユーザデータ領域とを分離するステップと、
前記分離された制御情報領域に設定された第１の変調及び符号化方式に従って前記制御情報を復号するステップと、
前記分離されたユーザデータ領域に設定された第２の変調及び符号化方式に従って前記新たなデータを復号するステップと、
前記制御情報及び前記新たなデータを復号した後、次のフレームの割当情報を更新するステップとを具備することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
無線通信システムにおける適応アンテナシステム領域の割当情報を送受信するシステムであって、
移動端末機へ送信される情報データを制御情報とユーザデータとに分割し、前記制御情報及び前記ユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用して、前記情報データを該当移動端末機へ送信する基地局と、
前記基地局から受信された情報データの変調及び符号化方式を確認し、前記変調及び符号化方式に従って全情報データを復調するか、または、前記変調及び符号化方式に従って前記制御情報及び前記ユーザデータを独立して復調する移動端末機と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２６】
前記基地局は、前記移動端末機へ送信される情報データの全割当領域を制御情報領域とユーザデータ領域とに分割し、前記全割当領域の前記制御情報に対して第１の変調及び符号化方式を割り当て、前記全割当領域の前記ユーザデータに対して第２の変調及び符号化方式を割り当てることを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記移動端末機は、前記基地局から送信される情報データの全割当領域を確認し、前記割当領域の制御情報領域に割り当てられる第１の変調及び符号化方式に従って前記制御情報を復調して、前記割当領域の前記ユーザデータ領域に割り当てられる第２の変調及び符号化方式に従って前記ユーザデータを復調することを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項２８】
前記制御情報は、適応アンテナシステム個人マップメッセージを具備することを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項２９】
前記個人マップメッセージは、前記変調及び符号化方式が割り当てられることを示す分割変調及び符号化可能フィールドを具備することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
前記個人マップメッセージは、前記個人マップメッセージに割り当てられるスロットの数を示すデュレーションフィールドを具備することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３１】
前記スロットの数は、全割当領域の制御情報領域及びユーザデータ領域に割り当てられたサブチャネルの数を具備することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３２】
前記個人マップメッセージは、送信されるダウンリンクデータバーストの変調及び符号化レベルを示すダウンリンク区間使用符号フィールドを具備することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３３】
前記個人マップメッセージは、システム状況に従って、変調及び符号化方式を適用するための反復符号化指示フィールドを具備することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３４】
前記基地局は、適応アンテナシステム個人マップメッセージを通じて前記制御情報と前記ユーザデータとが分割されたか否かを該当移動端末機へ通知することを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項３５】
無線通信システムにおける適応アンテナシステムの情報を送信する方法であって、
基地局が、制御情報及びユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用するか否かを示すための分割変調及び符号化可能フィールドを含む適応アンテナシステム個人ダウンリンクマップメッセージを生成するステップと、
前記適応アンテナシステム個人ダウンリンクマップメッセージを移動端末機へ送信するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記適応アンテナシステム個人ダウンリンクマップメッセージは、前記変調及び符号化方式を示す前記分割変調及び符号化可能フィールドが前記制御情報及び前記ユーザデータに異なって適用されることを示す場合、符号化方式セットの反復回数に基づく符号化方式を示す反復符号化指示フィールドを具備することを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記適応アンテナシステム個人ダウンリンクマップメッセージは、前記変調及び符号化方式を示す前記分割変調及び符号化可能フィールドが前記制御情報及び前記ユーザデータに異なって適用される場合、変調及び符号化レベルを示すダウンリンク区間使用符号フィールドを具備することを特徴とする請求項３５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線接続通信システムに関し、特に、広帯域無線通信システムの適応アンテナシステム（Adaptive Antenna System：以下、“ＡＡＳ”と称する）における制御情報及びデータ情報を含む情報データを送信する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代通信システムである第４世代（4th Generation；以下、“４Ｇ”と称する）通信システムにおいては、約１００Ｍｂｐｓの高い転送速度で多様なサービス品質（Quality of Service：以下、“ＱｏＳ”と称する）を有するサービスをユーザに提供するための活発な研究が進んでいる。特に、４Ｇ通信システムでは、無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network：以下、“ＬＡＮ”と称する）システム及び無線都市地域ネットワーク（Metropolitan Area Network：以下、“ＭＡＮ”と称する）システムのような広帯域無線接続（Broadband Wireless Access：以下、“ＢＷＡ”と称する）通信システムに、移動性（Mobility）及びＱｏＳを保証する形態で高速のサービスを支援するための研究が活発になされている。その代表的な通信システムが、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２.１６ａ通信システム及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムである。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システム及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、無線ＭＡＮシステムの物理チャネル（physical channel）において、広帯域送信ネットワークを支援するために直交周波数分割多元（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：以下、“ＯＦＤＭ”と称する）方式／直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access：以下、“ＯＦＤＭＡ”と称する）方式を適用する。ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムは、現在の加入者端末機（Subscriber Station：以下、“ＳＳ”と称する）が固定された状態、すなわち、ＳＳの移動性を全く考慮しない状態、及び単一セル構造のみを考慮している。これに対して、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムにＳＳの移動性を考慮するシステムである。ここで、移動性を有するＳＳを“移動端末機（Mobile Station：以下、“ＭＳ”と称する）と呼ぶ。
【０００４】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいては、多重アンテナを用いてセルサービス領域を拡張させ、全容量を増加させるための空間分割多元接続(Space Division Multiple Access：以下、ＳＤＭＡと称する)方式を用いる。ＳＤＭＡ方式を用いるためには、ＭＳのチャネル品質情報（Channel Quality Information：ＣＱＩ）を正しく読み取れるように、アップリンクＡＡＳプリアンブル（preamble）が標準で定義されている。
基地局（Base Station：以下、“ＢＳ”と称する）は、上記プリアンブルを通じて推定された空間チャネル間の相関関係を用いて、ユーザ、すなわち、ＭＳ間の干渉（interference）を最小化することができるように、ビーム（beam）を生成する。これを通じて、ＭＳの信号が隣接する他のＭＳに干渉することを低減させることによって、データを正確に復号（decoding）可能にする。
【０００５】
図１は、従来のＳＤＭＡ方式を使用する広帯域無線通信システムの構成を概略的に示す図である。
図１を参照すると、ＢＳ１０１は、同一の時間資源及び周波数資源を、第１のビーム１０２を通じて送信される第１の空間チャネルと、第２のビーム１０３を通じて送信される第２の空間チャネルとで同時に使用するように、相互に異なるＭＳに割り当てる。このように、同一の時間資源及び周波数資源を相互に異なるＭＳに割り当てるために、ＢＳ１０１は、空間的に区分される複数のビーム、例えば、第１のビーム１０２及び第２のビーム１０３を生成する。
【０００６】
図２は、従来の広帯域無線通信システムのフレーム構成を概略的に示す図である。
図２を参照すると、まず、上記フレームは、ダウンリンクフレーム（Downlink frame）２０１とアップリンクフレーム（Uplink frame）２０２とに区分される。ダウンリンクフレーム２０１は、ダウンリンク（Downlink：ＤＬ）プリアンブル領域と、フレーム制御ヘッダー（Frame Control Header：以下、“ＦＣＨ”と称する）領域と、ダウンリンクマップ（以下、“ＤＬ-ＭＡＰ”と称する）領域と、アップリンクマップ（以下、“ＵＬ-ＭＡＰ”と称する）領域と、複数のＡＡＳプリアンブル領域と、複数のダウンリンクバースト（downlink burst）領域、すなわち、ダウンリンクバースト領域＃１乃至ダウンリンクバースト領域＃４とから構成される。
上記ダウンリンクプリアンブル領域は、送信器と受信器との間の同期を獲得するための同期信号、すなわち、プリアンブルシーケンス（preamble sequence）を送信する領域である。ＦＣＨ領域は、ＤＬ-ＭＡＰの長さ及び符号化方式を示す情報を送信するのに使用され、その位置、変調、及び符号化方式が固定されている。ＤＬ-ＭＡＰ領域は、ＤＬ-ＭＡＰメッセージを送信する領域であり、ＵＬ-ＭＡＰ領域は、ＤＬ-ＭＡＰメッセージで参照されるＵＬ-ＭＡＰメッセージを送信する領域である。ここで、ＤＬ-ＭＡＰメッセージ及びＵＬ-ＭＡＰメッセージに含まれる情報エレメント（Information Element：以下、“ＩＥ”と称する）については、本発明と直接的な関係がないため、その詳細な説明は省略する。
アップリンクフレーム２０２は、複数のＡＡＳプリアンブル領域と、複数のアップリンクバースト（Uplink burst）領域、すなわち、アップリンクバースト領域＃１乃至アップリンクバースト領域＃４とから構成される。
【０００７】
一方、従来の広帯域無線通信システムは、ＡＡＳを支援するために、ＤＬメッセージ内のＡＡＳ個人マップを送信する。ＡＡＳ個人マップ（以下、“個人マップ”と称する）は、特定のユーザに関する割当情報及びＡＡＳフレーム構成情報を含む。
広帯域無線通信システムで定義されたＡＡＳ個人マップメッセージは、特定のＭＳが復調すべき次のフレーム（Frame）内のダウンリンク及びアップリンク帯域割当領域に関する情報と、ＡＡＳのためのシステム運営情報を含む制御情報とを定義する。効率的な送信のために、現在のフレーム内の制御情報をデータバースト（Data Burst）の情報ビットレベル（information bits level）に連結して、上記制御情報及び上記データバーストは、同一のレベル（Modulation Level）での変調及び符号化過程と所定のビーム形成過程とを経た後に、アンテナを介して送信される。
【０００８】
図３は、従来技術による個人マップメッセージを送信する過程を概略的に示す図である。
図３は、ｎ番目のフレーム（Frame n）のＤＬ-ＭＡＰ３１０がＡＡＳ領域の個人マップ３２０を指定する場合を示す。図３を参照すると、個人マップ３２０は、ダウンリンク割当領域を指定するＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰとアップリンク割当領域を指定するＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＵＬ-ＭＡＰとから構成される。このとき、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰ及びＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＵＬ-ＭＡＰは、（ｎ＋１）番目のフレーム（Frame n+1）のダウンリンク割当領域３３０及びアップリンク割当領域３４０を指定する。
図２を参照して説明したように、ダウンリンクフレームは、フレーム内のすべてのリソース割当てを記述するＤＬ-ＭＡＰメッセージを含む。システム共通制御情報がＤＬ-ＭＡＰメッセージで転送されるので、ＤＬ-ＭＡＰは、指向性なしに、すべてのＭＳへ一斉同報（broadcasting）される。また、ＢＳがＭＳ別指向性を有するビームを形成するための適応アンテナを使用する領域に該当するダウンリンク／アップリンクＡＡＳ領域（DL/UL AAS Zone）は、ＯＦＤＭシンボル単位でＤＬ-ＭＡＰメッセージで定義される。
上記個人マップメッセージは、ＡＡＳ領域（AAS Zone）内のＭＳ別割当情報を示す。上記個人マップを最初に使用すると、非ＡＡＳ（Non AAS）領域で送信されるＤＬ-ＭＡＰにポインティング（Pointing）される。すなわち、図３の個人マップ３２０は、ダウンリンク割当領域３３０に対するポインティングを行う。
個人マップ３２０を受信して復号化した後、ＭＳは、（ｎ＋１）番目のフレームでダウンリンク割当領域３３０の復調及び復号化動作を遂行する。このような動作を通じて、ＭＳは、情報ビットレベル（ｎ＋２）番目のフレームの割当情報を含む個人マップバースト３３１と、（ｎ＋１）番目のフレームのトラフィックデータバースト（Traffic Data Burst）３３２とを分離する。また、ＭＳは、アップリンク割当領域３４０を通してアップリンクデータバースト３４１を送信する。
【０００９】
図４は、従来技術による広帯域無線通信システムにおける個人マップを送信する送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
図４を参照すると、チャネル符号化器（Encoder）４１０と、シンボルマッパー（Symbol Mapper）４２０と、ビームフォーマ４２５と、複数の直列／並列変換器（Serial to parallel（S/P）converter）４３０と、サブチャネル割当器４４０と、複数の逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：以下、“ＩＦＦＴ”と称する）処理器４５０と、複数の並列／直列変換器（Parallel to serial（P/S）converter）４６０と、複数の保護区間挿入器（Guard Interval Inserter）４７０と、複数のデジタル／アナログ変換器（Digital to Analog（D/A）converter）４８０と、複数の無線周波数（Radio Frequency：以下、“ＲＦ”と称する）処理器（processor）４９０とを含む。
【００１０】
まず、送信される個人マップメッセージ４０１及びデータバースト４０２の割当情報４００は、チャネル符号化器４１０へ入力される。割当情報４００を受信すると、チャネル符号化器４１０は、割当情報４００を所定の符号化（coding）方式で符号化した後に、シンボルマッパー４２０へ出力する。ここで、上記符号化方式として、所定の符号化率（coding rate）に基づくターボ符号化（turbo coding）方式、あるいは畳み込み符号化（convolutional coding）方式などを使用してもよい。
【００１１】
シンボルマッパー４２０は、チャネル符号化器４１０から出力される符号化された情報ビット（coded information bits）を所定の変調方式に基づいて変調し、上記変調されたシンボルを生成した後に、ビームフォーマ４２５へ出力する。ここで、上記変調方式は、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)方式、ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式、あるいは、１６ＱＡＭ方式などであってもよい。
上述したような従来技術において、送信器は、一つのパケットで構成された割当情報４００、すなわち、個人マップメッセージ４０１及びデータバースト４０２を同一の変調及び符号化方式（Modulation and Coding Scheme：ＭＣＳ）レベル（level）で変調して符号化する。
【００１２】
ビームフォーマ４２５は、複数の適応アンテナを介して送信されるビームを形成し、上記形成されたビームに対応する変調シンボルをＳ／Ｐ変換器４３０へ出力する。
【００１３】
Ｓ／Ｐ変換器４３０は、上記変調シンボルを受信して並列変換した後、ＩＦＦＴ処理器４５０へ出力する。このとき、サブチャネル割当器４４０は、システム設定に基づくサブチャネル割当て方式で、上記変調シンボルにサブチャネルを割り当て、ＩＦＦＴ処理器４５０へ出力する。ＩＦＦＴ処理器４５０は、Ｓ／Ｐ変換器４３０から出力される変調シンボルを受信してＮ−ポイント（N-point）ＩＦＦＴを遂行した後に、Ｐ／Ｓ変換器４６０へ出力する。Ｐ／Ｓ変換器４６０は、ＩＦＦＴ処理器４５０から出力された信号を受信して直列変換した後に、保護区間挿入器４７０へ出力する。
【００１４】
保護区間挿入器４７０は、Ｐ／Ｓ変換器４６０から出力される信号を受信し、上記受信された信号に保護区間（Guard Interval：ＧＩ）信号を挿入した後に、Ｄ／Ａ変換器４８０へ出力する。ここで、ＧＩ信号は、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＯＦＤＭシンボルを送信する際、以前のＯＦＤＭシンボル時間に送信されたＯＦＤＭシンボルと現在のＯＦＤＭシンボル時間に送信される現在のＯＦＤＭシンボルとの間の干渉（interference）を除去するために挿入される。
【００１５】
Ｄ／Ａ変換器４８０は、ＧＩ挿入器４７０からのＯＦＤＭ時間領域信号を受信し、上記受信されたＯＦＤＭ時間領域信号をアナログ信号に変換した後に、ＲＦ処理器４９０へ出力する。ここで、ＲＦ処理器４９０は、ＲＦ信号が実際のエアー（air）上で送信可能であるように、Ｄ／Ａ変換器４８０から出力された信号をＲＦ信号に変換した後、送信アンテナ（Tx antenna）を介してエアー上へ送信する。
【００１６】
一方、ＢＳから割当情報４００を受信すると、ＭＳ、例えば、ＭＳ０及びＭＳ１は、割当情報４００、すなわち、個人マップメッセージ４０１及びデータバースト４０２に対して同一の復調及び復号化動作を遂行することによって、情報ビットレベルで個人マップメッセージ４０１とデータバースト４０２とを分離する。すなわち、ＢＳ送信器から信号を受信するＭＳは、自身に割り当てられたダウンリンク割当領域をＢＳで適用される変調及び符号化方式の逆である復調及び復号化方式で、情報ビット列を復元する。この後、ＭＳは、上記復元された情報ビット列から、システム構成変更情報及び次のフレームのＵＬ／ＤＬ帯域割当領域に関連した制御情報と、現在のフレームに送信されたＤＬデータバーストとを分離する。
【００１７】
上述したような従来技術において、上記制御情報及び上記ＤＬデータバーストは、上記個人マップメッセージ送信方式に従って同一のカバレージ（coverage）を有する。このことより、従来技術では、チャネル品質測定誤り及び報告遅延による無線環境の変化が発生し、システム構成変更情報のような重要な制御情報を受信することができないという問題点があった。
特に、上述したような不確実な無線環境の変化に対処するために、データバーストが積極的に再送信されるという仮定下で、安定性を考慮せずに予測される受信誤り率を高く設定してデータを送信するハイブリッド自動再送要求（Hybrid Automatic Repeat Request：以下、“ＨＡＲＱ”と称する）技術を使用する場合には、上記ＨＡＲＱ動作のための制御情報は、データバーストよりさらに強く送信されなければならない。しかしながら、ＡＡＳ個人マップメッセージを送信する従来の方式では、これを支援することができないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、広帯域無線通信システムにおいて、ユーザごとに送信される個人マップを含む制御情報及びデータバーストを相互に異なる変調及び符号化方式を通じて送受信する装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ダウンリンクデータバーストよりさらに強い個人マップに含まれたシステム構成変更情報及び制御情報を各ユーザへ送信するためのＡＡＳ個人マップメッセージを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、広帯域無線通信システムにおける移動端末機へ送信されるダウンリンクデータと制御情報とを分離して、相互に異なる変調及び符号化方式を通じて送信することができる装置及び方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、広帯域無線通信システムにおける基地局から送信される相互に異なる変調及び符号化方式に基づいて、ダウンリンクデータ及び制御情報を復元することができる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記のような目的を達成するために、本発明の第１の特徴によると、無線通信システムにおける情報データを送受信する方法は、基地局から送信される情報データを制御情報とユーザデータとに分離し、上記制御情報及び上記ユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用して、上記情報データを該当移動端末機へ送信するステップと、上記移動端末機が上記基地局から受信される情報データの変調及び符号化方式を確認し、上記変調及び符号化方式に従って全情報データを復調するか、又は、上記変調及び符号化方式に従って、上記制御情報及び上記ユーザデータを独立して復調するステップとを具備することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の特徴によると、適応アンテナシステム（ＡＡＳ）におけるＡＡＳ領域の割当情報を送信する方法は、移動端末機へ送信される制御情報及びダウンリンクデータを分離するステップと、上記制御情報及び上記ダウンリンクデータに対して相互に異なる変調及び符号化過程を遂行するステップと、上記相互に異なる変調及び符号化過程が適用された上記制御情報及び上記ダウンリンクデータを該当移動端末機へ送信するステップとを具備することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の特徴によると、適応アンテナシステム（ＡＡＳ）におけるＡＡＳ領域の割当情報を受信する方法は、基地局から送信される情報データの全割当領域で制御情報領域及びユーザデータ領域の変調及び符号化方式を確認するステップと、上記割当領域の制御情報に割り当てられる第１の変調及び符号化方式に従って制御情報を復号するステップと、上記割当領域のデータに割り当てられる第２の変調及び符号化方式に従って新たなデータを復号するステップとを具備することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の特徴によると、無線通信システムにおける適応アンテナシステム領域の割当情報を送受信するシステムは、移動端末機へ送信される情報データを制御情報とユーザデータとに分割し、上記制御情報及び上記ユーザデータに相互に異なる変調及び符号化方式を適用して、上記情報データを該当移動端末機へ送信する基地局と、上記基地局から受信された情報データの変調及び符号化方式を確認し、上記変調及び符号化方式に従って全情報データを復調するか、または、上記変調及び符号化方式に従って上記制御情報及び上記ユーザデータを独立して復調する移動端末機とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の無線通信システムにおける情報データを送信する装置及び方法によると、広帯域無線通信システムで定義された適応アンテナ技術を使用する基地局システムが特定の移動端末機へ運営メッセージを送信するにあたって、制御情報であるＡＡＳ個人マップメッセージ及びデータバーストに対して相互に異なる変調及び符号化方式を適用することによって、上記制御情報をさらに安定して送信することができるという長所を有する。特に、ＨＡＲＱ方式を使用する通信システムにおけるように、データバーストを積極的に送信するシステムで安定性の効果をさらに増大させることができる。また、改善した個人マップメッセージを通じて、上記データバーストよりさらに強い変調及び符号化レベルを適用してＢＳのカバレージを調節することができ、これによって、さらに安定した制御情報を送信することができるという長所を有する。さらに、個人マップメッセージ及びデータバーストに対して相互に異なる変調及び符号化過程を遂行することによって、指向性ビーム形成利得を通じたカバレージ拡張利得を得ることができるとともに、制御情報をさらに安定化できるという長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２５】
本発明は、広帯域無線接続（Broadband Wireless Access：以下、“ＢＷＡ”と称する）通信システムにおけるデータを送信する装置及び方法を提案する。特に、本発明の実施形態は、広帯域無線通信システムの適応アンテナシステム（Adaptive Antenna System：以下、“ＡＡＳ”と称する）において、システム運営情報及び帯域割当情報を送信する装置及び方法に関する。
本発明の実施形態は、従来の広帯域無線通信システムで定義されたＡＡＳ方式に基づく基地局（Base Station:ＢＳ）システムからシステム運営情報及び帯域割当情報を含む運営メッセージである個人マップ（Private MAP）及びデータを特定のユーザ、すなわち、移動端末機（Mobile Station：ＭＳ）へ送信する方法に関する。また、本発明の実施形態は、相互に異なる変調及び符号化方式（Modulation and Coding Scheme：ＭＣＳ）レベルで処理された上記個人マップ及びデータを送受信する装置及び方法に関する。
【００２６】
図５は、本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおける送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
図５は、本発明の実施形態による個人マップのＭＣＳを示す。図５に示す個人マップ送信方式の概念を説明するために、図４に示した送信器の入力段の構成を分離したことに留意すべきである。
図５に示すように、本発明の実施形態による全割当領域５３０は、図３の全割当領域３３０と同一の機能を有する。図４の個人マップメッセージ４０１及びデータバースト４０２は、図３の全割当領域３３０が一つのユニットに結合され、同一のＭＣＳレベルで処理される。しかしながら、本発明は、個人マップメッセージ５０１及びデータバースト５０２を相互に異なる変調及び符号化過程で処理する。すなわち、図５の全割当領域５３０を個人マップ領域とユーザデータ領域とに分割して、相互に異なるＭＣＳレベルを上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域に割り当てる。上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域は、相互に異なるＭＣＳレベルで送信される。
【００２７】
例えば、個人マップメッセージ５０１は、チャネル符号化器５１０及びシンボルマッパー５２０を通して第１の変調及び符号化過程を経て、データバースト５０２は、チャネル符号化器５１２及びシンボルマッパー５２２を通して第２の変調及び符号化過程を経る。ここで、チャネル符号化器５１０及び５１２とシンボルマッパー５２０及び５２２後の過程が図４を参照して説明したものと同一であるので、その詳細な説明を省略する。また、チャネル符号化器５１０及びチャネル符号化器５１２とシンボルマッパー５２０及びシンボルマッパー５２２とは、本発明の説明のために概念的に分離される。好ましくは、図４に示すように、チャネル符号化器５１０及び５１２とシンボルマッパー５２０及び５２２とは、一つの構成、すなわち、同一の装置を示すことに留意すべきである。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されない。図５に示すように、上記個人マップのためのチャネル符号化器及びシンボルマッパーと、上記データバーストのためのチャネル符号化器及びシンボルマッパーを別途に構成することができることはもちろんである。
【００２８】
一方、上記相互に異なる変調及び符号化過程とビーム形成過程とを経た後に、上記個人マップメッセージ及び上記データバーストは、アンテナを介して送信される。このとき、本発明の実施形態では、上記相互に異なる変調及び符号化過程を経た後、上記個人マップメッセージ及び上記データバーストは、同一のビームパターンで送信される。
本発明では、上記個人マップメッセージ及び上記データバーストに対して相互に異なる変調及び符号化過程を遂行し、これによって、指向性ビーム形成利得を通したカバレージ拡張利得を得ることができると同時に、制御情報をさらに安定化できる。これを下記＜表１＞を参照して具体的に説明する。
【００２９】
【表１】
2008527901.tif 000003
【００３０】
上記＜表１＞は、本発明の実施形態による特徴を示す。上記＜表１＞に示すように、従来技術のＤＬ-ＭＡＰに基づく割当情報が非（non）ＡＡＳ領域で送信されるので、ビーム形成利得がなく、割当情報の保護レベルは、ＭＳ別に制御されることができない。ＡＡＳ領域で送信される上記個人マップの割当情報及びデータバーストに対するビーム形成利得を得ることができ、上記割当情報の保護レベルは、上記データバーストのそれと同一である。本発明の実施形態では、上記個人マップのデータバーストよりさらに強いＭＣＳを上記個人マップの割当情報に適用できる。
【００３１】
次いで、本発明の実施形態による広帯域無線通信システムの安定した個人マップメッセージについて説明する。
下記＜表２Ａ〜Ｃ＞は、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰメッセージを示す。ここで、本発明の実施形態によるＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰに新たに付加される情報エレメントのみについて、詳細に説明する。
【００３２】
【表２Ａ】
2008527901.tif 000004
【表２Ｂ】
2008527901.tif 000005
【表２Ｃ】
2008527901.tif 000006
【００３３】
上記＜表２Ａ〜Ｃ＞に示すように、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰメッセージは、分割ＭＣＳ可能（Separate MCS Enabled）フィールドと、デュレーション（Duration）フィールドと、反復符号化指示（Repetition Coding Indication）フィールドとを含む。上記分割ＭＣＳ可能フィールドは、上記個人マップと上記データバーストとを分離して、変調及び符号化過程を適用することを示す。上記デュレーションフィールドは、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＤＬ-ＭＡＰとこれに対応するＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＵＬ-ＭＡＰとを合わせて、個人マップに割り当てられるスロットの総数を示す。上記ダウンリンク区間使用符号（Downlink Interval Usage Code：ＤＩＵＣ）フィールドは、送信されるＤＬデータバーストの物理チャネルを処理する方式を示す。すなわち、ＤＩＵＣフィールドは、ＱＰＳＫ ３／４または１６ＱＡＭ １／２のようなＭＣＳレベルを示す。上記反復符号化指示フィールドは、符号語（codeword）反復を通してさらに強い変調及び符号化を示すのに使用される。例えば、上記反復符号化指示フィールドは、ＤＩＵＣをＱＰＳＫ １／２に設定し、反復回数を４とする場合、ＱＰＳＫ １／８の符号化方式を適用することを示す。
【００３４】
本発明の実施形態による個人マップに対する理解を助けるために、図６を参照して、広帯域無線通信システムで定義される割当領域表現方式について説明する。
図６は、本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおける割当領域を表現する方式を示す図である。
図６を参照すると、論理的なサブチャネルを構成するために同一の置換え（Permutation）領域での割当領域は、論理サブチャネルインデックスｓとシンボルインデックスｋとから構成される二次元平面で、開始座標（ｋ０，ｓ０）と、シンボル数Ｋと、サブチャネル数ＳとがＤＬフレームの割当領域を指定するのに使用される。本発明において、図５の全割当領域５３０は、図６の割当領域６００に該当する。
上述したように、割当領域６００が指定されると、割当領域６００は、一つのサブチャネルが有する時間-周波数空間に該当するスロット単位６１０で分割されることができる。本発明の実施形態に従って、ＤＬ ＡＡＳ個人マップで指定されたＤＬ割当領域が図５に示すような個人マップ領域とユーザデータ領域とに分割されるので、上記割当領域内の全スロットのうちの一部のスロットは、上記個人マップ領域に属しているスロットの数、ＤＩＵＣ、及びＭＣＳに関連した反復符号化指示を示すフィールドを送信するのに使用され、残りのスロットは、データを送信するのに使用される。上記スロットをインデクシング（indexing）する方法において、ＤＬでは、周波数が優先され、ＵＬでは、時間が優先される。
【００３５】
上記割り当てられた全スロットの中で、上記個人マップに使用されるスロットを除いた残りのスロットで送信されるデータバーストのＭＣＳは、ＤＩＵＣ及び反復符号化指示を使用するか、または、ＨＡＲＱを運営する場合に、該当制御情報である｛ＮＥＰ，ＮＳＣＨ｝及びＨＡＲＱ Ｃｏｎｔｒｏｌ_ＩＥを使用する。｛ＮＥＰ，ＮＳＣＨ｝は、送信される情報ビットのサイズ及びスロットのサイズを識別する識別子である。ＨＡＲＱ Ｃｏｎｔｒｏｌ_ＩＥは、再送信番号及びＨＡＲＱチャネル番号を示すフィールドである。
一方、広帯域無線通信システムにおけるアップリンクフレームは、特定の置換え領域をシンボル単位で区分し、該当置換え領域のスロットを時間優先で一次元に配列して、ＡＡＳ領域でスロットオフセット（Slot Offset）及びスロットデュレーション（Slot Duration）で示す。このとき、本発明の実施形態では、個人マップがダウンリンクでのみ送信されるので、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＵＬ-ＭＡＰは、変わらない。従って、ＡＡＳ_Ｐｒｉｖａｔｅ_ＵＬ-ＭＡＰメッセージについては、具体的な説明を省略する。
【００３６】
ＨＡＲＱにおいて、一つのデータバーストをうまく受信するためには、複数の送信機会を与える。望ましくは、ＭＳは、上記複数の送信機会ごとに復調及び復号化過程を通して受信エネルギーを累積した後に、受信が成功したか否かを確認し、上記受信がうまく遂行されるまで再送信を要求する。
従来技術におけるように、ＡＡＳ個人マップメッセージが上記データバーストと同一のＭＣＳを通して送信されると、ＭＳが上記ＡＡＳ個人マップメッセージ及び上記データバーストを受信する場合に、該当データバーストに関連したＨＡＲＱ制御情報に誤りが発生する確率が高くなり、これによって、ＨＡＲＱ動作が不安定となる。その結果、ＨＡＲＱ動作の利得を得ることができない。
しかしながら、本発明は、上記データバーストから独立して上記制御情報を送信することによって、上記制御情報を安定して送信することができ、上記データバーストのＨＡＲＱ利得を保証することができる。
【００３７】
上記制御情報に該当する個人マップメッセージと上記データバーストとが相互に異なる符号化過程を経る場合、上記制御情報を上記データバーストよりさらに安定して送信することができる。特に、ＨＡＲＱのようなデータバーストを積極的に送信する技術が使用される場合、安定性の効果をさらに増大させることができる。このような安定性の効果については、図７を参照してさらに詳細に説明する。
図７は、本発明の実施形態による制御情報及びデータバーストのカバレージを示す図である。
図７は、無指向性送信時のＤＬ-ＭＡＰのビームパターン７００と指向性送信時のビームパターン７１０及び７２０とを示す。図７に示すように、本発明の実施形態による改善した個人マップは、データバーストよりさらに強い変調及び符号化レベルを適用することによってカバレージ調節が可能であり、これによって、安定した制御情報の送信が可能である。
【００３８】
図８は、本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおけるＭＳの受信過程を示すフローチャートである。説明の便宜上、１つの割当領域、例えば、図５の全割当領域５３０がＤＬ ＡＡＳ領域に存在すると仮定する。
図８を参照すると、まず、ステップＳ８０１で、ＭＳは、現在のフレームに送信されたＡＡＳ領域の割当情報を受信すると、ステップＳ８０３へ進行する。ステップＳ８０３で、ＭＳは、上記受信された割当情報がＤＬ割当情報であるか、ＵＬ割当情報であるかを判断する。
上記判断の結果、上記受信された割当情報がＵＬ割当情報である場合、ＭＳは、ステップＳ８１７で、該当バースト、すなわち、ＵＬトラフィックデータバーストを送信する。しかしながら、上記受信された割当情報がＤＬ割当情報である場合、ＭＳは、ステップＳ８０５で、上記ＤＬ割当情報の個人マップ領域とユーザデータ領域とのＭＣＳレベルを確認する。すなわち、ステップＳ８０５で、ＭＳは、相互に異なるＭＣＳレベルが上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域に適用されたか否かを確認する。上記確認の結果、上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域が一つのグループで構成され、同一のＭＣＳレベルが適用された割当情報である場合、ＭＳは、ステップＳ８１１へ進行する。しかしながら、上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域が相互に分離されて、相互に異なるＭＣＳレベルが適用された割当情報である場合、ステップＳ８０７へ進行する。
ステップＳ８０５で、上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域に同一のＭＣＳレベルが適用された場合、ＭＳは、ステップＳ８１１で、全バースト領域を復調した後に、ステップＳ８１３へ進行する。ステップＳ８１３で、ＭＳは、情報ビットレベルで上記個人マップ情報と上記トラフィックデータとを分離した後に、ステップＳ８１５へ進行する。
ステップＳ８０５で、相互に異なるＭＣＳレベルが上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域に適用された場合、ＭＳは、上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域を独立して復調した後、ステップＳ８１５へ進行する。すなわち、上記相互に異なるＭＣＳレベルが適用されたことを確認すると、ＭＳは、ステップＳ８０７で、上記個人マップ領域を復調し、ステップＳ８０９で、上記ユーザデータ領域を復調する。
【００３９】
より具体的に、本発明の実施形態では、上記個人マップ及び上記ユーザデータに対して相互に異なるＭＣＳレベルを適用するので、上記個人マップ領域と上記トラフィックユーザデータ領域とを独立して復調する。例えば、上記個人マップ領域及び上記ユーザデータ領域の各々に割り当てられたサブチャネルの数をスロット１及びスロット２と仮定し、上記個人マップ及び上記トラフィックデータの各々に適用されたＭＣＳをＭＣＳ１及びＭＣＳ２と仮定すると、ＭＳは、ＢＳで設定されたＭＣＳにマッピングされる該当バースト領域を復調することによって、現在のフレームで受信されたトラフィックデータ及び次のフレームの割当情報を獲得する。
【００４０】
なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来のＳＤＭＡ方式を使用する広帯域無線通信システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】従来の広帯域無線通信システムのフレーム構成を概略的に示す図である。
【図３】従来技術による個人マップメッセージを送信する過程を概略的に示す図である。
【図４】従来技術による広帯域無線通信システムにおける送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおける送信器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおける割当領域を表現する方式を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による制御情報及びデータバーストのカバレージを示す図である。
【図８】本発明の実施形態による広帯域無線通信システムにおける移動端末機の受信過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
５０１  個人マップメッセージ
５０２  データバースト
５１０、５１２  チャネル符号化器
５２０、５２２  シンボルマッパー
５３０  全割当領域
【図１】
2008527901.tif 000007
【図２】
2008527901.tif 000008
【図３】
2008527901.tif 000009
【図４】
2008527901.tif 000010
【図５】
2008527901.tif 000011
【図６】
2008527901.tif 000012
【図７】
2008527901.tif 000013
【図８】
2008527901.tif 000014
【国際調査報告】
2008527901.tif 000015