Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) method and apparatus for managing resources in a cellular system

本発明は、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）セルラーシステムに関し、より詳細には、無線通信のために使用されるリソースを管理する方法及び装置に関する。

無線セルラー通信システムは、全サービス領域を複数の基地局（Base Stations：ＢＳs）に分割してカバーし、各基地局と基地局の領域内の複数の端末（Mobile Station：ＭＳ）又は加入者局（Subscriber Station：ＳＳ）のそれぞれ間に無線インターフェース（Air Interface）を接続することにより無線通信サービスをユーザに提供する。 無線インターフェースは、無線リソースに基づいて接続され、無線リソースは時間領域、周波数領域、又は時間−周波数領域の２次元領域で構成されることができる。 特に、直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）セルラーシステムは、全無線リソースを周波数領域（Frequency Domain）及び時間領域（Time Domain）の２次元領域で構成し、無線リソースをチャネルタイプ及びユーザに従って分割して割り当てる方式を使用する。

従来のＯＦＤＭＡセルラーシステムのうちの１つであるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｍシステムは、各スーパーフレームを複数のフレームに分割し、各フレームを複数のサブフレームに分割する基本フレーム構造を有する。 各サブフレームは、複数のＯＦＤＭＡシンボルを含み、フレーム内の複数のサブフレームは、周波数分割二重化（Frequency Division Duplex：ＦＤＤ）モードで使用されるか又は時間分割二重化（Time Division Duplex：ＴＤＤ）モードで使用されるかに従ってダウンリンク（Downlink：ＤＬ）送信及びアップリンク（Uplink：ＵＬ）送信のうちの１つ又はすべてのために割り当てられることができる。

図１は、従来技術に従うＯＦＤＭＡセルラー通信システムで使用されるＵＬサブフレームの構造を概略的に示す図である。

図１を参照すると、ＵＬサブフレーム１００は、時間領域ではシンボル番号１０２で識別され、周波数領域にわたって分散（Distributed）論理リソースユニット（Logical Resource Unit：ＬＲＵ）インデックス１０４により識別される。 ＵＬサブフレーム１００内には、周波数領域の方向でプライマリー高速フィードバックチャネル（Primary Fast Feedback Channel：ＰＦＢＣＨ）及びセカンダリー高速フィードバックチャネル（Secondary Fast Feedback Channel：ＳＦＢＣＨ）のようなフィードバックチャネル（Feedback Channels）１１２が最初に割り当てられ、次に帯域幅要請（BandWidth Request：ＢＷ ＲＥＱ）チャネル１１４が割り当てられ、残りの領域１１６がデータバーストのために割り当てられる。 データ領域１１６内でＭＳがネットワーク進入のために使用することができるレンジングチャネル（Ranging Channel：ＲＮＧ ＣＨ）が割り当てられることができる。

一方、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムに比べて進化した無線インターフェース（Advanced Air Interface：ＡＡＩ）をサポートする。 それに比べて、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムは、レガシー（legacy）システム又は無線メトロポリタンエリアネットワーク（Wireless Metropolitan Area Networks：無線ＭＡＮ）ＯＦＤＭＡシステムと呼ばれる。

ＩＥＥＥ８０２．１６ｍシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムとのレガシーシステムのサポートを保証することができなければならない。 このために、ダウンリンクでは時分割多重化（Time Division Multiplexing：ＴＤＭ）が考慮され、アップリンクではＴＤＭ又は周波数分割多重化（Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ）方式が考慮される。 しかしながら、アップリンクでは、ＴＤＭ方式を使用する場合にサービス範囲（coverage）が相当に低減するために、アップリンクのリンクバジェット（link budget）を保証するためにＦＤＭ方式を使用することが好ましい。

ＦＤＭ方式がアップリンクで使用される場合に、システム内に存在し、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍをサポートすることができる進化した端末（Advanced MSs：ＡＭＳｓ）及びＩＥＥＥ８０２．１６ｅだけをサポートするレガシーＭＳ（Legacy MSs）の数及びトラフィック使用量に従って進化したシステムのための周波数リソース及びレガシーシステムのための周波数リソースの負荷を調整（balancing）する必要がある。 しかしながら、この負荷調整（Load Balancing）を柔軟に実行する場合に、使用中のリソースの位置を対応するシステムにアクセスした端末に通知するためのシグナリング負荷が発生する可能性がある。 ここで、シグナリング負荷量の最小化のためにシグナリング期間が短く設定されないことが好ましい。 この場合に、ＭＳが対応するシステムで使用するリソースの位置に関する情報をまず把握しなければならないために、ＭＳの初期進入（initial entry）又はハンドオーバ過程のレイテンシー（latency）がシグナリング期間に比例して増加する。

したがって、ＯＦＤＭＡセルラーシステムにおいてＦＤＭに基づいて進化したシステム及びレガシーシステムが共存するようにするリソース管理方法及び装置が必要である。

本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び／又は不都合に取り組み、少なくとも以下の便宜を提供することにある。 すなわち、本発明の目的は、ＯＦＤＭＡセルラーシステムにおいてＦＤＭに基づいて進化したシステム及びレガシーシステムが共存するようにするリソース管理方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＯＦＤＭＡセルラーシステムにおいて初期ネットワーク進入の間のレイテンシー及び各システムが使用するリソースに対するシグナリングオーバーヘッドの増加を防止するリソース管理方法及び装置を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、ＯＦＤＭＡセルラーシステムにおいて進化したシステムとレガシーシステム間のリソース使用比率の最大自在性（maximum flexibility）を保証するリソース管理方法及び装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）セルラーシステムにおけるリソースを管理する方法を提供する。 上記方法は、アップリンクで周波数分割多重化（ＦＤＭ）を用いて第１のシステム通信モード及び第２のシステム通信モードをサポートするためにシステム帯域幅を構成する物理リソース単位を上記第１のシステム通信モードで定義された方式に従って複数のサブチャネルにサブチャネル化するステップと、上記複数のサブチャネルを上記第２のシステム通信モードで動作する端末（ＭＳ）のために使用されるインデックスで逆順にリナンバーリングするステップとを有することを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）セルラーシステムにおけるリソースを管理する装置を提供する。 上記装置は、アップリンクで周波数分割多重化（ＦＤＭ）を用いて第１のシステム通信モード及び第２のシステム通信モードをサポートするためにシステム帯域幅を構成する物理リソース単位を上記第１のシステム通信モードで定義された方式に従って複数のサブチャネルにサブチャネル化する制御器と、上記制御器の制御の下に上記リナンバーリングされたサブチャネルのインデックスのうちの少なくとも１つを使用してリソース割り当て情報を送信するか又は受信する送受信器とを有することを特徴とする。

レガシーシステムが進化したシステムのためのフレーム構造でＦＤＭに基づいてサポートされる場合に、サブチャネル化過程で進化したシステムのためのＬＲＵに対してリナンバーリングを実行することにより２つのシステム間の使用可能なリソース境界を端末に通知する必要がないようにする。 このようにすることにより、２つのシステム間の使用可能なリソース境界を通知するシグナリングの発生を防止し、端末がシグナリングの受信の時に進化したシステムのためのサブチャネルのリナンバーリングを実行すべき負担を除去し、また、初期ネットワーク進入の間のレイテンシーを最小化し、２つのシステム間の使用可能なリソース比率の最大柔軟性を保証することができる。

本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされる以下の詳細な説明から、当業者にとって明確になるはずである。

本発明の一実施形態による直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）セルラー通信システムで使用されるアップリンク（ＵＬ）サブフレームの構造を概略的に示す図である。

本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡセルラーシステムにおけるレガシーシステムをサポートするためのフレーム構造の一例を示すブロック図である。

本発明の一実施形態による進化したシステムのためのリソースインデキシングを説明するための図である。

本発明の一実施形態による基地局（ＢＳ）の動作を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態による端末（ＭＳ）の動作を示すフローチャートである。

本発明の他の実施形態による進化したシステムのためのインデックスリナンバーリングを説明するための図である。

本発明の一実施形態によるＢＳの動作を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態によるＭＳの動作を示すフローチャートである。

本発明の望ましい実施形態によるＢＳの構造を示すブロック図である。

本発明の望ましい実施形態によるＭＳの構造を示すブロック図である。

本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、以下の添付図面が併用された後述の詳細な説明から、より一層明らかになるだろう。

添付の図面を参照した下記の説明は、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるような本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供するものであり、この理解を助けるための様々な特定の詳細を含むが、唯一つの実施形態に過ぎない。 従って、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、ここに説明する実施形態の様々な変更及び修正が可能あるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。 また、明瞭性と簡潔性の観点から、当業者に良く知られている機能や構成に関する具体的な説明は、省略する。

次の説明及び請求項に使用される用語及び単語は、辞典的意味に限定されるものではなく、発明者により本発明の理解を明確にかつ一貫性のあるようにするために使用される。 従って、特許請求の範囲とこれと均等なものに基づいて定義されるもので、本発明の実施形態の説明が単に実例を提供するためのもので、本発明の目的を限定するものでないことは、本発明の技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。

英文明細書に記載の“ａ”、“ａｎ”、及び“ｔｈｅ”、即ち、単数形は、コンテキスト中に特記で明示されない限り、複数形を含むことは、当業者には理解される。 従って、例えば、“コンポーネント表面（a component surface）”との記載は、１つ又は複数の表面を含む。

“実質的に（substantially）”という用語は、提示された特徴、パラメータ、又は値が正確に設定される必要はないが、許容誤差、測定誤り、測定精度限界、及び当業者に知られているか、あるいは当業者によって実験なしに得られる要素を含む偏差又は変化が、これらの特性が提供しようとする効果を排除しない範囲内で発生することを意味する。

本発明の実施形態において、直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：以下、“ＯＦＤＭＡ”と称する）システムにおけるリソース管理を説明するにあたりにＩＥＥＥ８０２．１６ｍ及びＩＥＥＥ８０２．１６ｅに基づく通信標準を参照する。 しかしながら、本発明の実施形態によるリソース管理が特定の通信プロトコル又はシステム構成に限定されず、本発明の範囲及び趣旨を逸脱しない範囲内で実施形態の様々な変更及び修正が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。 具体的に、本発明の実施形態は、周波数分割多重化（Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ）を使用して２種類の異なるシステムモードをサポートするフレーム構造を使用する場合に適用可能である。

ここで論議される図１乃至図１０及び本特許文書で開示された内容の原理を記述するために使用される様々な例示的な実施形態はただ例示のためのものであり、上記開示された内容の範囲を限定するいかなる方式でも解釈されてはいけない。 当業者は、上記開示された内容の原理が適合に配列された通信システムでも実現されることができることを理解するのであろう。 様々な実施形態を記述するために使用された用語は例示的である。 それは、単純に詳細な説明の理解を助けるために提供されるものであることを留意しなければならない。 これら(用語）の使用及び定義はいかなる方式でも本発明の範囲を提案しない。 用語第１、第２などは同一の定義を有する対象を区分するために使用され、明示的な説明がない限り順序を示すために意図したいかなる方式で使用されるものではない。 セット(set）は、少なくとも１つのエレメントを含む空いていないセットで定義される。

図２は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡセルラーシステムにおけるレガシーシステムをサポートするためのフレーム構造の一例を示すブロック図である。

図２を参照すると、進化したシステム及びレガシーシステムのすべてをサポートするために、時分割多重化（Time Division Multiplexing：ＴＤＭ）は、ダウンリンク（ＤＬ）送信で使用され、周波数分割多重化（Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ）は、アップリンク（ＵＬ）送信で使用される。 全フレーム２００は、時間領域では直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）シンボル番号で識別され、周波数領域ではサブチャネル論理番号で識別される。 サブチャネル論理番号は、論理的に構成される各サブチャネルに順次に割り当てられ、各サブチャネルは、連続的な又は分散される方式で周波数領域で配置される１つ又はそれ以上のサブキャリアを含む。 時間領域において、フレーム２００は、ＤＬのために使用される領域２０２及び２０４とＵＬのために使用される領域２２０とに区分される。 レガシーシステムのための無線メトロポリタンエリアネットワーク（Metropolitan Area networks：ＭＡＮ）ＯＦＤＭＡフレーム２０６は、無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡ ＤＬ領域２０２から始めて５ｍｓの長さを有し、進化したシステムのための進化した無線インターフェース（Advanced Air Interface：ＡＡＩ）フレーム２１０は、無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡフレーム２０６及び特定のフレームオフセット２０８に対応する時間領域期間を有する。

ＤＬ領域２０２及び２０４は、時間領域において、レガシーシステムである無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡ ＤＬ領域２０２と進化したシステムであるＡＡＩ ＤＬ領域２０４とに区分される。 すなわち、ＤＬにおいて、進化したシステム及びレガシーシステムをＴＤＭ方式でサポートする。 無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡ ＤＬ領域２０２内には、プリアンブル領域と、ＤＬ領域２０２及び２０４内のリソース割り当てを示すＤＬ−ＭＡＰメッセージと、基本チャネル（Fundamental Channel：ＦＣＨ）と、レガシーシステムのＭＳ（すなわち、レガシー端末）に割り当てられることができる複数のＤＬバーストとが存在する。 ＤＬバーストのうちの１つは、ＵＬ領域２２０内のリソース割り当てを示すＵＬ−ＭＡＰメッセージを運搬することができる。 ＡＡＩ ＤＬ領域２０４はＤＬ−ＭＡＰメッセージで示され、進化したシステムの複数のＭＳ（すなわち、進化した複数のＭＳ（複数のＡＭＳ））に割り当てられることができる複数のＤＬサブフレームを含む。 レガシーＭＳのためのデータバーストは、ＡＡＩ動作のためのＡＡＩ ＤＬ領域２０４を通して送信されることができない。 他方、ＡＭＳのためのデータバーストは、ＡＭＳがＢＳにアクセスするモード、すなわち１６ｅモード又は１６ｍモードに従って、無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡ ＤＬ領域２０２及びＡＡＩ ＤＬ領域２０４のうちのいずれか１つに割り当てられることができる。

ＵＬ領域２２０は、周波数領域でレガシーシステムのための第１のサブチャネル領域２２２と進化したシステムのための第２のサブチャネル領域２２４とに区分される。 すなわち、ＵＬにおいて、ＦＤＭ方式で進化したシステム及びレガシーシステムをサポートする。 第１のサブチャネル領域２２２内には、レンジングチャネル、チャネル品質情報（Channel Quality Information：ＣＱＩ）チャネル、及びアクノリッジメント（Acknowledgement：ＡＣＫ）チャネルのための制御チャネル領域と、レガシーＭＳに割り当てられることができる複数のＵＬバーストとが存在する。 第２のサブチャネル領域２２４は、ＡＭＳに割り当てられることができる複数のＵＬサブフレームを含む。

ＤＬと同様に、レガシーＭＳのためのデータバーストは、ＡＡＩの動作のための第２のサブチャネル領域２２４を通して送信されることができない。
レガシーＭＳ及びＡＭＳが関連するシステムのためのリソース領域内の周波数リソースの割り当てを受けるようにするためには、関連するシステムのためのリソース領域内のリソース単位（Resource Unit：ＲＵ）を識別する必要がある。 このために、第１のサブチャネル領域２２２内のＲＵ及び第２のサブチャネル領域２２４内のＲＵは、個別的にインデキシングされる。

図３は、本発明の一実施形態による進化したシステムのためのリソースインデキシングを説明するための図である。

図３を参照すると、システム帯域幅３０２は、それぞれ１つ以上のサブキャリアを含む複数の物理リソース単位（Physical Resource Units：ＰＲＵｓ）で分割され、複数の物理リソース単位は、部分的な使用サブチャネル（Partial usage Sub Channel：以下、“ＰＵＳＣ”と称する）タイル３０４と呼ばれる。 例えば、システム帯域幅３０２が１０ＭＨｚの帯域幅を有し、各ＰＵＳＣタイル３０４が４個のサブキャリア及び３個のシンボルを含む場合に、２１０個のＰＵＳＣタイル３０４が形成される。 ＰＵＳＣタイル３０４は、ＰＵＳＣサブチャネル化３０６を実行することによりＰＵＳＣサブチャネル３１０にマッピングされる。 各ＰＵＳＣサブチャネル３１０は、例えば、同一の間隔を有するように分散された６個のＰＵＳＣタイルを含む。

同一のＰＵＳＣサブチャネル化３０６を通して生成されたＰＵＳＣサブチャネル３１０は、レガシーシステム又は進化したシステムのために使用されることができ、進化したシステムのために使用可能なサブチャネルに関する情報３０８がＡＭＳにシグナリングされ、これは、ＡＭＳが進化したシステムのために使用可能なサブチャネルを認識し、そのインデックスに対応する正確なリソースの位置を把握するようにするためである。

与えられた例のように、３５個のＰＵＳＣサブチャネル３１０が生成され、ＰＵＳＣ０乃至ＰＵＳＣ９がレガシーシステムのために使用可能であり、ＰＵＳＣ１０乃至ＰＵＳＣ３４が進化したシステムのために使用される場合に、進化したシステムのために使用可能なＰＵＳＣサブチャネルについて次のように定義される。

すなわち、進化したシステムのために使用可能なＰＵＳＣ１０乃至ＰＵＳＣ３４を構成するタイルは、まず、時間領域上のステップ３１２でのシンボル拡張により、ＡＡＩサブフレームタイプに従って予め定義された特定のシンボルの個数、例えば、６個又は９個のシンボルを占有する拡張されたＰＵＳＣタイル６０乃至２０９に再構成される。 拡張されたＰＵＳＣタイル６０乃至２０９は、進化したシステムのために、ステップ３１４で、複数の分散ＬＲＵ（Distributed LRUs：ＤＬＲＵｓ）であるＤＬＲＵ０乃至ＤＬＲＵ２４にマッピングされる。 言い換えれば、ＤＬＲＵ３１４は、レガシーシステムのために使用される周波数領域と進化したシステムのために使用される周波数領域間の境界から始める新たな番号でインデキシングされる。

上記のように構成されたＤＬＲＵ３１４が使用される場合に、ＡＭＳは、進化したシステムのために使用可能なＤＬＲＵ３１４に対応するサブチャネルを正確に認識する必要がある。 このサブチャネルが正確に認識されない場合に、ＤＬＲＵ３１４のインデックスがＢＳとＡＭＳ間で同期化されないのでスケジューリング及びリソース割り当てに深刻なエラーが発生し得る。 したがって、図３のフレーム構造において、サブチャネルに関する情報３０８がＡＭＳにシグナリングされることは非常に重要である。

図４は、本発明の一実施形態によるＢＳの動作を示すフローチャートである。

図４を参照すると、負荷調整（load balancing）の開始を決定すると、ＢＳは、ステップ４０２で、レンジングチャネルに関連した情報を含むシステム情報を対応するサービス領域内のＭＳにブロードキャストする。 レンジングチャネルに関連した情報は、例えば、図３に示すように、レガシーシステムのために使用される周波数領域と進化したシステムのために使用される周波数領域間の境界から始める番号でインデキシングされたＤＬＲＵのうちの少なくとも１つを示してもよい。 したがって、ステップ４０４で、ＢＳは、進化したシステムのために使用可能な有効ＵＬリソースに関する情報を対応するサービス領域内のＭＳにブロードキャストする。 例えば、有効ＵＬリソースに関する情報は、レガシーシステムのために使用されるサブチャネル領域及び進化したシステムのために使用されるサブチャネル領域を示すビットマップで構成されてもよく、又はレガシーシステムのための周波数領域と進化したシステムのための周波数領域間の境界を単純に示すように構成されてもよい。

ステップ４０６で、ＢＳは、対応するサービス領域内のＭＳに対するスケジューリングを実行し、ＤＬＲＵのインデックスを使用してＵＬリソースをＭＳに割り当てる。 例えば、ＢＳは、各ＭＳに割り当てられた少なくとも１つのＤＬＲＵインデックスを対応するＭＳのためのリソース割り当て情報を使用して送信する。

図５は、本発明の一実施形態によるＭＳの動作を示すフローチャートである。

図５を参照すると、進化したシステムにアクセス可能なＡＭＳの動作を示す。 ステップ５０２で、ＭＳは、ＢＳのサービス領域内で駆動（turn on）されるか又はＢＳのサービス領域に進入するに従ってハンドオーバによる初期進入の実行を決定すると、初期進入のためのシステム情報をＢＳから受信する。 ステップ５０４で、ＭＳは、進化したシステムのために使用可能な有効ＵＬリソースに関する情報をＢＳから受信し、ステップ５１０で、受信した情報を参照して初期進入動作を実行する。 以下、この初期進入動作についてより詳細に説明する。

ステップ５１２で、ＭＳは、全システム帯域幅を構成するＰＵＳＣタイルに対してレガシーシステムのための周波数領域及び進化したシステムのための周波数領域に対して同一のサブチャネル化を実行し、ステップ５０４で受信した情報に基づいて進化したシステムのためのＰＵＳＣサブチャネルのインデックスをチェックする。 ステップ５１４で、ＭＳは、このチェックされたインデックスとステップ５０２で受信したシステム情報に含まれているレンジングチャネル関連情報を参照して、初期進入又はハンドオーバのためのレンジング領域の位置を計算する。 レンジング領域の位置は、このインデックスで示される。 ステップ５１６で、ＭＳは、この計算された位置内のレンジング領域でレンジングチャネルに関する情報を受信し、受信されたレンジングチャネル情報を用いて初期／ハンドオーバレンジングを実行することにより、ＭＳのネットワーク進入が完了する。

情報３０８のシグナリングは、ステップ５０４及びステップ５１０のようなシグナリングオーバーヘッドを発生させる。 また、初期ネットワーク進入過程において、ＭＳは、この情報を受信し、この受信された情報に基づいてＭＳ自身のために使用可能なＤＬＲＵをインデキシングするまで待機しなければならず、これにより、初期アクセスの間のレイテンシーを発生させる。

本発明の他の実施形態では、このような問題点及び短所を解消するために、ＰＵＳＣサブチャネル化を通して構成されたＰＵＳＣサブチャネルのうちで進化したシステムのために使用可能なＰＵＳＣサブチャネルに対して逆順にリナンバーリングを実行する。 この場合に、レガシーシステムのために使用可能なＰＵＳＣサブチャネルと進化したシステムのために使用可能なＰＵＳＣサブチャネルとが異なる方向でナンバーリングされるために、進化したシステムのために使用可能なサブチャネルに関する情報は、ＭＳに伝達される必要がない。 すなわち、逆順にリナンバーリングされたインデックスを有するＰＵＳＣサブチャネルは、サブチャネルに関する情報なしにも正常の通信動作に使用されることが可能である。

図６は、本発明の他の実施形態による進化したシステムのためのインデックスリナンバーリングを説明するための図である。

図６を参照すると、システム帯域幅６０２は、複数の物理リソース単位で分割され、物理リソース単位は、ＰＵＳＣタイル６０４と呼ばれる。 例えば、システム帯域幅６０２が１０ＭＨｚの帯域幅を有し、各ＰＵＳＣタイル６０４が４個のサブキャリア及び３個のシンボルを含む場合に、２１０個のＰＵＳＣタイル６０４が形成される。 ＰＵＳＣタイル６０４は、ＰＵＳＣサブチャネル化６０６を実行することによりＰＵＳＣサブチャネル６０８にマッピングされる。 各ＰＵＳＣサブチャネル６０８は、例えば、同一の間隔を有するように分散された６個のＰＵＳＣタイルを含む。 システム帯域幅内のＰＵＳＣサブチャネル６０８は、同一のサブチャネル化方式によりサブチャネル化され、周波数領域上で１番目のＰＵＳＣサブチャネルから始めてナンバーリングされる。 言い換えれば、周波数領域上で１番目に位置するＰＵＳＣサブチャネルは、１番目のインデックス０を有するＰＵＳＣ０であり、周波数領域上で最後に位置するＰＵＳＣサブチャネルは、最後のインデックス３４を有するＰＵＳＣ３４である（６２０）。 例えば、例示的な実現は、レガシーシステムで定義されたサブチャネル化方式に従うＰＵＳＣサブチャネル化６０６を含む。

同一のＰＵＳＣサブチャネル化６０６を通して生成されたＰＵＳＣサブチャネル６０８は、レガシーシステム及び進化したシステムのために使用されることができる。 全ＰＵＳＣサブチャネル６０８を構成するタイルは、まず、時間領域上のシンボル拡張６１０により、ＡＡＩサブフレームタイプに従って予め定義された特定のシンボルの個数、例えば、６個又は９個のシンボルを占有する拡張されたＰＵＳＣタイルに再構成される。 シンボル拡張タイルを有するサブチャネルに基づいてＡＡＩに対するＤＬＲＵが構成される。 拡張されたＰＵＳＣタイルは、レガシーシステムのために使用されるＰＵＳＣサブチャネル６０８が１番目のＰＵＳＣサブチャネルから始めてナンバーリングされるものとは反対に、最後のＰＵＳＣサブチャネルから始めてリナンバーリング６１２がなされる。 すなわち、逆順にリナンバーリングされる。 リナンバーリング６１２をより具体的に説明すると、この拡張されたＰＵＳＣタイルは、複数のＤＬＲＵにマッピングされ、この複数のＤＬＲＵは、進化したシステムで使用するためにＰＵＳＣサブチャネル６０８の逆順にリナンバーリングされる。 例えば、ＤＬＲＵの各々は、６個のＰＵＳＣタイルを含む。 すなわち、ＤＬＲＵ６１４は、ＰＵＳＣサブチャネル６０８を逆順にリナンバーリングされた結果に対応する。 周波数領域上で最後に位置するＬＲＵは、１番目のインデックス０を有するＬＲＵ０であり、周波数領域上で１番目に位置するＬＲＵは、最後のインデックス３４を有するＬＲＵ３４である（６２２）。

このリナンバーリングされたＤＬＲＵ６１４が使用される場合に、ＢＳ及び各ＭＳは、進化したシステムのために使用可能なサブチャネルの位置を認識することができない場合でも、ＤＬＲＵ６１４のインデックスがＢＳとＭＳ間で正確に同期化されるか又はマッチングされることができるために、進化したシステムのために使用可能なサブチャネルの位置を正確に認識する必要がない。 ＢＳは、スケジューリングを通して有効サブチャネルのうちの少なくとも１つのサブチャネルを各ＡＭＳに割り当てることができる。 この時に、確実にレガシーシステムのためのサブチャネルは、ＢＳによりＡＭＳに割り当てられない。

図６のフレーム構造において、進化したシステムのために使用可能なサブチャネルに関する情報がシグナリングされる必要がなく、さらに２つのシステム間の負荷調整がより自由に実行されることができる。 例えば、進化したシステムが配置される初期には、進化したシステムをサポートするユーザの数が多くないので、レガシーシステムに相対的に多い量の周波数リソースを割り当てることが望ましい。 しかしながら、時間が経過するに従って進化したシステムにアクセス可能なユーザの数が増加する場合に、進化したシステムに割り当てることができる周波数リソースの量を増加させることが可能である。 このように、図６のフレーム構造は、追加のシグナリングなしにも２つのシステム間の負荷調整の柔軟性を著しく増加させる。

図７は、本発明の一実施形態によるＢＳの動作を示すフローチャートである。

図７を参照すると、ＢＳは、負荷調整の開始を決定すると、ステップ７０２でレンジングチャネルに関連した情報を含むシステム情報を対応するサービス領域内のＭＳにブロードキャストする。 このレンジングチャネルに関連した情報は、例えば、図６に示すように、ＰＵＳＣサブチャネルの逆順にリナンバーリングされたＤＬＲＵのうちの少なくとも１つに対するインデックスを示すことができる。 ここで、レガシーシステムのために使用されるＰＵＳＣサブチャネルに比べて、ＤＬＲＵは、逆順にリナンバーリングされるために、ＤＬＲＵのインデキシングのために追加の情報が送信される必要がない。

ステップ７０４で、ＢＳは、対応するサービス領域内のＭＳに対するスケジューリングを実行し、ＤＬＲＵの逆順にリナンバーリングされたインデックスを使用してＭＳにＵＬリソースを割り当てる。 例えば、ＢＳは、各ＭＳに割り当てられた少なくとも１つのＤＬＲＵインデックスをＭＳのためのリソース割り当て情報を用いて送信し、少なくとも１つのＤＬＲＵインデックスは、リナンバーリングされたインデックスに対応する。

図８は、本発明の一実施形態によるＭＳの動作を示すフローチャートである。

図８を参照すると、進化したシステムモードにアクセス可能なＡＭＳの動作を示す。 ステップ８０２で、ＭＳは、ＢＳのサービス領域内で駆動（turn on）されるか又はＢＳのサービス領域に進入するに従ってハンドオーバによる初期進入の実行を決定すると、初期進入のためのシステム情報をＢＳから受信する。 ステップ８１０で、ＭＳは、この受信した情報を参照して初期進入動作を実行する。 以下、この初期進入動作についてより詳細に説明する。

ステップ８１２で、ＭＳは、全システム帯域幅を構成するＰＵＳＣタイルに対して、レガシーシステムのための周波数領域及び進化したシステムのための周波数領域に対する同一のサブチャネル化を実行し、このサブチャネル化を通して構成されたＰＵＳＣサブチャネルを進化したシステムのために使用可能なＤＬＲＵにマッピングさせた後に、ＰＵＳＣサブチャネルに比べてＤＬＲＵのリナンバーリングを実行する。

ステップ８１４で、ＭＳは、このリナンバーリングされたＤＬＲＵのインデックスとステップ８０２で受信したシステム情報に含まれているレンジングチャネル関連情報を参照して、初期進入又はハンドオーバのためのレンジング領域の位置を計算する。 レンジング領域の位置は、ＤＬＲＵのインデックスで示される。

ステップ８１６で、ＭＳは、この計算された位置内のレンジング領域でレンジングチャネルに関する情報を受信し、この受信されたレンジングチャネル情報を用いて初期／ハンドオーバレンジングを実行する。 また、ＭＳは、追加で必要な情報、例えば、レンジング要請（Ranging Request：ＲＮＧ−ＲＥＱ）及び加入者局（ＳＳ）基本容量要請（Subscriber Station（SS）Basic Capability Request：ＳＢＣ−ＲＥＱ）などを関連するリソース領域を用いて送信し、必要な応答シグナリングを受信する。 このように、ＭＳのネットワーク進入が完了する場合に、ＭＳは、ＢＳのスケジューリング及びリソース割り当ての後にデータトラフィックをＢＳに送信することができる。

上述した方法は、メモリ装置を設置し、関連するプログラムコードをＳＳ及びＭＳのそれぞれに格納することにより実現することができる。 すなわち、ＢＳ及びＭＳのそれぞれは、メモリ装置内に格納されたプログラムコードを読み出し、この読み出されたプログラムコードをプロセッサ又は中央処理装置（ＣＰＵ）により実行することにより上述した動作を実行する。

下記では、上述したリソース管理動作を実行するためのＢＳ及びＭＳの構成についての一実施形態を説明する。

図９は、本発明の望ましい実施形態によるＢＳの構造を示すブロック図である。

図９を参照すると、制御器９０４は、全システム帯域幅のＰＵＳＣタイルに対してサブチャネル化を実行することによりＰＵＳＣサブチャネルを構成し、進化したシステムのために使用されるＰＵＳＣサブチャネルをリナンバーリングする。 このために、システム帯域の帯域幅及びＰＵＳＣタイル構造のようなサブチャネル化及びリナンバーリングに必要な情報及び関連するプログラムコードが制御器９０４の参照のためにメモリ９０２に記憶されることができる。 他方、負荷調整が必要であると判定される時に、制御器９０４は、進化したシステム及びレガシーシステムのために必要な制御チャネルのリソースの量に従ってリソース領域上の制御チャネルの位置を調整することができる。

制御器９０４は、リナンバーリングされたサブチャネルのインデックスを用いて、レンジングチャネルに関連した情報として対応するレンジングチャネルのリソース領域を示すレンジングチャネルに関連した情報を生成する。 このレンジングチャネルに関連した情報は、送受信器９０６を通してＭＳに送信される。 この後に、ＭＳのレンジング手順を含む初期進入動作が完了する場合に、制御器９０４は、このリナンバーリングされたサブチャネルのインデックスを使用してＭＳにリソースを割り当てることができ、送受信器９０６は、この割り当てられたリソースを示すリソース割り当て情報をＭＳに送信し、この割り当てられたリソースを通してＵＬデータトラフィックをＭＳから受信する。

図１０は、本発明の望ましい実施形態によるＭＳの構造を示すブロック図である。

図１０を参照すると、ＭＳが特定のＢＳのサービス領域内で最初に駆動されるか又はハンドオーバを通してサービス領域に進入した時に、制御器１００４は、初期進入のためにシステム情報をＢＳから受信し、初期進入動作を実行する。 この初期進入動作のために、制御器１００４は、全システム帯域幅のＰＵＳＣタイルに対してサブチャネル化を実行することによりＰＵＳＣサブチャネルを構成し、進化したシステムのために使用されるＰＵＳＣサブチャネルをリナンバーリングする。

この後に、制御器１００４は、このリナンバーリングされたサブチャネル及びこの受信されたシステム情報を参照して初期進入又はハンドオーバのためのレンジング領域の位置を計算し、送受信器１００６を制御することによりこの計算された位置でレンジングチャネルに関する情報を受信する。 この受信されたレンジングチャネル情報は、初期／ハンドオーバレンジングを実行する時に使用される。 このように、ＭＳのネットワーク進入が完了する場合に、制御器１００４は、このリナンバーリングされたサブチャネルのインデックスを参照してＢＳからリソースの割り当てを受けることができ、送受信器１００６は、この割り当てられたリソースを示すリソース割り当て情報をＢＳから受信し、この割り当てられたリソースを通してＵＬデータトラフィックをＢＳに送信する。

メモリ１００２は、制御器１００４の動作のためのプログラムコード及びこの受信されたシステム情報などを記憶することができる。
上述した説明から明らかなように、レガシーシステムが進化したシステムに対するフレーム構造でＦＤＭに基づいてサポートされる場合に、この進化したシステムに対するＬＲＵは、サブチャネル化過程でリナンバーリングされる。 これを介して２つのシステム間の使用可能なリソース境界を複数のＭＳに通知する必要がなくなる。 このようにすることにより、２つのシステム間の使用可能なリソース境界を通知するシグナリングの発生を防止することができ、ＭＳがシグナリングの受信の時にこの進化したシステムに対するサブチャネルをリナンバーリングしなければならない負担を除去することができ、初期ネットワーク進入の間にレイテンシーを最小化することができ、２つのシステム間で使用可能なリソース比率の最大柔軟性を保証することができる。

また、アップリンク制御チャネル構成及び(論理インデックス昇順、データチャネルに続くレンジングチャネル、フィードバックチャネル、ＢＷ ＲＥＱチャネルとともに)順序の観点でレガシーシステムをサポートする進化したシステム及びこの進化したシステムだけの２つの場合の間で最大共有を提供する。

以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。

１００ ・・・ＵＬサブフレーム１０２ ・・・シンボル番号１０４ ・・・分散ＬＲＵインデックス１１２ ・・・フィードバックチャネル１１４ ・・・ＢＷ ＲＥＱチャネル１１６ ・・・データ領域２００ ・・・フレーム２０２及び２０４ ・・・ＤＬ領域２２０ ・・・領域２０６ ・・・無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡフレーム２０２ ・・・無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡ ＤＬ領域２１０ ・・・進化した無線インターフェース（Advanced Air Interface：ＡＡＩ）フレーム２０６ ・・・無線ＭＡＮ ＯＦＤＭＡフレーム２０８ ・・・フレームオフセット２２０ ・・・ＵＬ領域２２２ ・・・第１のサブチャネル領域２２４ ・・・第２のサブチャネル領域３０２ ・・・システム帯域幅３０４ ・・・ＰＵＳＣタイル３０６ ・・・ＰＵＳＣサブチャネル化３０８ ・・・進化したシステムのために使用可能なサブチャネルに関する情報３１０ ・・・ＰＵＳＣサブチャネル３１２ ・・・シンボル拡張３１４ ・・・ＤＬＲＵ
６０２ ・・・システム帯域幅６０４ ・・・ＰＵＳＣタイル６０６ ・・・ＰＵＳＣサブチャネル化６０８ ・・・ＰＵＳＣサブチャネル６１０ ・・・シンボル拡張６１２ ・・・リナンバーリング６１４ ・・・ＤＬＲＵ
６２０ ・・・インデックス６２２ ・・・インデックス９０４ ・・・制御器９０２ ・・・メモリ９０６ ・・・送受信器１００４ ・・・制御器１００６ ・・・送受信器１００２ ・・・メモリ