KR100740911B1 - 무선 통신 시스템에서 하향 링크 전력을 할당하는 방법 및장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 하향 링크 전력을 할당하는 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 하향 링크 전력을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기지국 시스템에서 복수의 단말들에 대한 송신 전력을 할당하는 방법은, (A-1) 각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력을 계산하는 단계, (A-2) 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 최소 필요 전력을 계산하는 단계, 및 (A-3) 상기 최소 필요 전력 보다 큰 할당 전력을 가지는 제1 단말군의 잉여 전력 일부를 상기 최소 필요 전력 보다 작은 할당 전력을 가지는 제2 단말군의 부족 전력만큼 분배하여 상기 송신 전력을 할당하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 기지국의 서비스 전송량의 손실을 최대한 줄이면서 서비스 영역을 확장할 수 있다.
기지국, 하향 링크 품질 정보, SINR, 송신 전력, 최소 필요 전력

Description

무선 통신 시스템에서 하향 링크 전력을 할당하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ASSIGNING DOWN LINK POWER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래의 하향 링크 전력 분배 방식을 이용하여 단말과 기지국이 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에서 기지국의 대역 별 전력 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 하향 링크 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3에서 각 단말에 할당된 송신 전력에 따라 데이터를 송신하는 기지국과 단말의 네트워크 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 각 단말에 전력을 재분배하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5에서 전력을 분배하는 구체적인 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템에서의 커버리지 확장을 설명하기 위한 거리와 PER의 관계를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
700: 기지국 시스템
701: 품질 정보 판단부
702: 전력 결정부
703: 전력 재분배부
704: 제1 메모리
705: 제2 메모리
706: 전력 할당부
707: 스케줄러(scheduler)
708: 변조 및 부호화 수준 결정기
709: 프레임 생성부
750: 단말(station)
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기지국 시스템에서 전송량 손실을 최대한 줄이면서 셀 커버리지를 확장하기 위한 하향 링크 전력의 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서의 자원은 주파수 대역이며, 유한한 주파수 대역을 사용자간에 효율적으로 할당하여 사용하는 방법론이 다중 접속(Multiple Access)이고, 양방향 통신에서 상향 링크(Up Link)과 하향 링크(Down Link)의 연결을 구분하는 연결 방법론이 다중화이다. 무선 다중 접속 및 다중화 방식은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위한 무선 전송 기술의 가장 기본이 되는 플랫폼 기술이며, 할당된 주파수 대역, 사용자 수, 전송률, 이동성, 셀 구조, 무선 환경 등에 따라 결정된다. 이러한, 무선 전송 방식의 하나인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수 반송파 전송/변조(Multi Carrier Transmission/Modulation: MCM) 방식의 일종으로 입력 데이터를 사용 반송파의 수만큼 병렬화하고 데이터를 각 반송파에 실어 전송하는 방식이다. 사용자의 다중 접속 방식에 따라 OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA로 나눌 수 있다.
이들 중 OFDM-FDMA(OFDMA)는 4세대 매크로/마이크로 셀룰러 인프라에 적합한 방식으로 셀 내 간섭이 없고 주파수 재사용 효율이 높으며, 적응 변조가 뛰어나다. 또한, OFDMA의 단점을 보완하기 위해 분산 주파수 도약 기법, 다중 안테나 기법, 강력한 부호화 기법 등을 사용하여 다이버시티를 높이고 셀 간 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 특히, OFDMA 방식은 많은 수의 부 반송파를 사용할 경우에 적합하기 때문에 시간지연확산(Time Delay Spread)이 비교적 큰 넓은 지역의 셀을 갖는 무선 통신 시스템에 효율적으로 적용된다.
도 1은 종래의 하향 링크 전력 분배 방식을 이용하여 단말과 기지국이 데이 터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서, 기지국(RAS)은 서비스 커버리지 내의 단말들과 데이터를 송수신하기 위하여 각 단말에 대한 송신 전력을 결정할 필요가 있다. 기지국은 단말로 프리앰블(preamble) 또는 파일롯(pilot)을 포함한 데이터 프레임을 전송하며(101), 이에 따라 단말은 상기 전송된 프리앰블 또는 파일롯으로부터 하향 링크 품질 정보를 측정한다(102). 상기 하향 링크 품질 정보는 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR: Signal-to-Interference-and Noise Ratio)로서, 상기 단말은 상향 링크 채널을 통해 각 대역의 하향 링크 품질 정보를 상기 기지국으로 보고한다(103). 이때, 상기 단말은 기지국에서 사용하는 전체 대역에 대하여 각 채널별 하향 링크 품질 정보를 매 프레임마다 보고한다.
상기 기지국은 상기 단말로부터 보고된 하향 링크 품질 정보를 이용하여 각 주파수 대역에 따라 송신 전력을 결정한다(104). 예를 들어, 도 2와 같이 제1 대역(FA1)에 해당하는 단말(201)의 송신 전력, 제2 대역(FA2)에 해당하는 단말(202)의 송신 전력, 및 제3 대역(FA3)에 해당하는 단말(203)의 송신 전력을 서로 다르게 결정할 수 있다. 상기 각 대역(FA1, FA2, FA3)은 여러 개의 서브 채널로 구분될 수도 있다. 상기 기지국은 상기와 같이 결정된 대역별 송신 전력에 따라 스케줄링하여 해당 데이터 프레임을 해당 단말로 전송한다(105).
그러나, 상기 하향 링크 품질 정보는 단말이 상향 링크에서 기지국으로 전송하게 되므로, 단말이 상향 링크에서 전송하려는 실질적인 상향 링크 데이터와는 별도로 상기 하향 링크 품질 정보를 전송하여야 하기 때문에, 단말 입장에서는 채널 품질 보고를 위한 상기 하향 링크 품질 정보가 상향 링크 시의 부가적인 데이터 역할을 함으로써, 상향 링크 데이터 전송량 손실을 가져온다. 따라서, 단말이 전체 대역의 각 채널에 대한 하향 링크 품질 정보를 매 프레임마다 전송하는 것은 비효율적이다.
또한, 종래에는 기지국의 전송량과 서비스 영역을 동시에 고려하여 송신 전력을 할당하는 것이 아니라 전송량 또는 서비스 영역 중 하나만 고려하여 송신 전력을 할당한다. 따라서, 종래의 전력 할당 방식으로 각 단말의 송신 전력을 할당하는 경우, 기지국의 전송량을 최대로 하면 서비스 영역이 최소가 되고, 서비스 커버리지를 최대로 하면 전송량이 최소가 되어, 전송량과 서비스 커버리지를 동시에 높일 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전체 대역에 대한 평균 하향 링크 품질 정보에 기초하여 하향 링크 품질 정보가 비교적 작은 단말에도 최소 필요 전력을 할당함으로써, 서비스 커버리지를 확장시키지만, 전송량의 손실을 최대한 줄일 수 있는 기지국 시스템에서 송신 전력 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 최소 필요 전력보다 많이 할당된 단말의 전력 일부를 상기 최소 필요 전력보다 작게 할당된 단말의 추가 전력으로 분배함으로써, 데이터 전송량의 손실없이 서비스 커버리지를 확장할 수 있는 기지국 시스템에서 송신 전력 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른, 기지국 시스템에서 복수의 단말들에 대한 송신 전력을 할당하는 방법은, (A-1) 각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력을 계산하는 단계, (A-2) 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 최소 필요 전력을 계산하는 단계, 및 (A-3) 상기 최소 필요 전력 보다 큰 할당 전력을 가지는 제1 단말군의 잉여 전력 일부를 상기 최소 필요 전력 보다 작은 할당 전력을 가지는 제2 단말군의 부족 전력만큼 분배하여 상기 송신 전력을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른, 기지국 시스템에서 복수의 단말들에 대한 송신 전력을 할당하는 방법은, (C-1) 각 단말에 대한 할당 전력과 최소 필요 전력 사이의 전력 차이를 계산하는 단계, (C-2) 상기 각 단말에 대한 할당 전력이 상기 최소 필요 전력 보다 큰 전력 차이들을 제1 단말군의 잉여 전력으로서 순차 저장하고, 상기 할당 전력이 최소 필요 전력 이하인 전력 차이들을 제2 단말군의 부족 전력으로서 순차 저장하는 단계, 및 (C-3) 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합 만큼 제2 단말군에 분배하여, 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 분배 전력을 뺀 전력을 제1 단말군에 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군에 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따른, 복수의 단말들과 통신하는 기지국 시스템은, 각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 판단하는 품질 정보 판단부; 및 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력 및 최소 필요 전력을 계산하고, 상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력 사이의 전력 차이에 기초하여 상기 각 단말에 대한 송신 전력을 결정하는 전력 결정부를 포함하고, 상기 전력 결정부는, 임계치 보다 큰 전력 차이를 가지는 제1 단말군의 잉여 전력 일부를 상기 임계치 이하의 전력 차이를 가지는 제2 단말군의 부족 전력만큼 상기 제2 단말군으로 분배하여 상기 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 무선 통신 시스템을 적용하는 기지국에 해당한다. 본 발명에 따른 기지국은 아래와 같은 전력 재분배 방식을 이용하여 각 단말에 대한 송신 전력을 결정한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 단말들로부터 수신된 각각의 하향 링크 품질 정보에 기초하여 기지국에서 사용 가능한 전체 전력 이내에서 각 단말에 일정한 전력을 분배한다. 이때, 상기 기지국은n번째 기지국의 전송량에 해당하는 [수학식 1]과 같은 Shannon Capacity
Figure 112006068078245-pat00001
이 최대가 되도록 각 단말의 전력을 할당한다.
Figure 112006068078245-pat00002
은 잡음이 있는 채널에서 최대 전송률을 결정하기 위하여 사용된다.
Figure 112006068078245-pat00003
여기서
Figure 112006068078245-pat00004
는
Figure 112006068078245-pat00005
번째 기지국으로부터 서비스를 받고 있는
Figure 112006068078245-pat00006
번째 단말의 하향 링크 전력,
Figure 112006068078245-pat00007
는 서비스를 받고 있는 전체 단말 수,
Figure 112006068078245-pat00008
는 송신 주파수 대역, 그리고
Figure 112006068078245-pat00009
은
Figure 112006068078245-pat00010
번째 기지국에 속한
Figure 112006068078245-pat00011
번째 단말의 하향 링크 품질 정보인 신호 대 간섭 및 잡음비이다.
이때, 상기 기지국은 단말들로부터 수신된 각각의 하향 링크 품질 정보에 기초하여 [수학식 2]와 같이 기지국에서 사용 가능한 전체 전력
Figure 112006068078245-pat00012
이내에서
Figure 112006068078245-pat00013
이 최대가 되도록 해당 단말들에 전력을 분배한다.
Figure 112006068078245-pat00014
상기와 같이, [수학식 2]를 적용하여 각 단말의 전력을 할당할 경우 하향 링크 품질이 좋은 단말들에는 많은 전력을 분배할 수 있지만, 서비스 받을 수 있는 단말의 수는 줄어들게 된다. 왜냐하면, 기지국 커버리지는 확장하지 않고 현재 기 지국으로부터 서비스 받고 있는 전체 단말들을 대상으로 기지국 전체 전력을 할당하기 때문에, 원래 하향 링크 품질이 좋은 단말들에게만 많은 전력을 분배하게 되기 때문이다.
이를 보완하기 위해
Figure 112006068078245-pat00015
와 같은 제한 조건을 둔다. 상기
Figure 112006068078245-pat00016
은 기지국이 서비스 해 줄 수 있는 최소 신호 대 간섭 및 잡음비에 해당한다. 상기 기지국에서는 신호 대 간섭 및 잡음비에 따라 다른 변조 및 부호화 수준을 결정할 수 있는데, 최소 신호 대 간섭 및 잡음비는 기지국이 서비스 해 줄 수 있는 최소 수준의 변조 및 부호화 수준에 해당한다. 예를 들어, QPSK 1/12 방식으로 서비스하는 경우, 신호 대 간섭 및 잡음비가 최소한 -3.9 dB이상이어야 해당 단말에 서비스가 가능하다. 따라서, 기지국의 커버리지 확장을 통하여 서비스 받는 전체 단말의 수가 증가하더라도, 증가된 전체 단말들의 각 신호 대 간섭 및 잡음비가 최소한 -3.9 dB이 되도록 전력을 분배하기 위하여 전체 단말들의 신호 대 간섭 및 잡음비가 -3.9 dB 이상이 되도록 할 필요가 있다.
이상을 정리하면 각 단말에 전력을 할당하는 조건식을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006068078245-pat00017
위와 같은 조건식에 따라, Shannon Capacity
Figure 112006068078245-pat00018
이 최대가 되도록 각 단말 의 전력
Figure 112006068078245-pat00019
을 할당함에 있어서, 각 단말에 할당하는 전력의 총합은 기지국이 할당할 수 있는 전체 전력
Figure 112006068078245-pat00020
을 넘지 않도록 하고, 각 단말에 대한 신호 대 간섭 및 잡음비
Figure 112006068078245-pat00021
은 기지국이 서비스 해 줄 수 있는 최소 신호 대 간섭 및 잡음비
Figure 112006068078245-pat00022
이상이 되도록 한다. 이와 같은 전력 분배 방식을 고려해서 적용할 경우, 이하에서 기술한 바와 같이 기지국은 최적의 전송량과 서비스 커버리지를 동시에 만족하면서 각 단말의 송신 전력을 할당할 수 있게 된다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기 전력 분배 방식의 실제 구현 알고리즘을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 하향 링크 품질 정보를 기반으로 각 단말에 송신 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 각 단말의 할당 전력과 최소 필요 전력을 계산하고, 상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력에 기초하여 모든 단말의 송신 전력이 상기 최소 필요 전력 이상이 되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 판단한다(단계 301). 상기 하향 링크 품질 정보는 각 단말로부터 보고되고, 기지국에서 사용하는 전체 주파수 대역에 대한 평균 SINR(Signal-to-Interference-and Noise Ratio: 신호 대 간섭 및 잡음비)이다. 이때, 상기 기지국은 상기 각 단말별 하향 링크 품질 정보를 소정 메모리에 기록하여 유지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 각 단말에 대하여 각 채널 별로 전력 을 분배하지 않고, 전체 대역에 대하여 단말별 및 버스트별로 전력을 분배함으로써, 데이터의 송수신과 관련된 시스템 구조를 간단하게 한다. 다시말하여, 본 발명은 종래와 같이 각 단말이 전체 주파수 대역에 대하여 각 채널별로 매 프레임마다 하향 링크 품질 정보를 전송하지 않아도 되므로, 기지국에서는 상기 하향 링크 품질 정보의 수신 처리, 각 채널별 및 각 단말별 송신 전력 할당 처리와 데이터 변조 등을 실현하는 구성을 간단하게 할 수 있다.
이어서, 기지국은 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력을 계산한다(단계 302). 상기 기지국은 상기 조건식을 이용하여 각 단말의 전력
Figure 112006068078245-pat00023
을 할당하는데, 상기 조건식에서
Figure 112006068078245-pat00024
을 제외하면 다음과 같은 [수학식 3]을 얻을 수 있다.
Figure 112006068078245-pat00025
그러나, 상기 [수학식 3]은 우변과 좌변 모두에 최적해
Figure 112006068078245-pat00026
가 존재하기 때문에 상기 최적해를 구하기 어렵다. 따라서, [수학식 3]을 [수학식 4]로 수정할 필요가 있다.
이때, 상기 기지국은 현재 시점인
Figure 112006068078245-pat00027
시점의 할당 전력을 계산하기 위하여 [수학식 4]에 따라, 현재 시점보다 이전의 각 단말에 대한 SINR, 즉, 상기 하향 링 크 품질 정보가 보고되는
Figure 112006068078245-pat00028
시점 보다
Figure 112006068078245-pat00029
시간 이전의 각 단말에 대한 SINR인
Figure 112006068078245-pat00030
및 전력
Figure 112006068078245-pat00031
를 이용하여 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00032
을 계산할 수 있다. 이는,
Figure 112006068078245-pat00033
시점의 실질적인 SINR을 즉시 할당 전력에 반영하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문에, 이와 같이
Figure 112006068078245-pat00034
시점 이전에 보고된 SINR을 이용하여 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00035
을 계산하는 것이다.
Figure 112006068078245-pat00036
여기서
Figure 112006068078245-pat00037
는 현재 시점, 예를 들어, 상기 하향 링크 품질 정보가 보고되는 시점
Figure 112006068078245-pat00038
에 할당할 전력에 해당한다. 여기서,
Figure 112006068078245-pat00039
는 기지국이 할당할 수 있는 전체 전력이고,
Figure 112006068078245-pat00040
은
Figure 112006068078245-pat00041
와 같고, 이는
Figure 112006068078245-pat00042
시간에 단말에서 측정되어 기지국으로 보고된 SINR인
Figure 112006068078245-pat00043
을 같은 시간에 할당된 전력
Figure 112006068078245-pat00044
로 나눈 값이다. 여기서,
Figure 112006068078245-pat00045
시간의 전력
Figure 112006068078245-pat00046
는 아래에서 기술하는 바와 같이, 상기 할당 전력에 기초하여 실제로 재분배되어 할당된
Figure 112006068078245-pat00047
시간의 송신 전력에 해당하고, 상기
Figure 112006068078245-pat00048
는 서비스를 받고 있는 전체 단말 수에 해당한다.
상기 기지국은 상기 각 단말에 대한 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00049
및 기지국에 보고된 SINR을 이용하여t 시간에서의
Figure 112006068078245-pat00050
를 추정한다. 상기 신호 대 간섭 및 잡음비
Figure 112006068078245-pat00051
은 [수학식 5]에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112006068078245-pat00052
또한, 상기 기지국은 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00053
을 계산한다(단계 303). 이때에도, 상기 기지국은 [수학식 6]에 따라 상기
Figure 112006068078245-pat00054
시점의 각 단말에 대한 SINR인
Figure 112006068078245-pat00055
, 해당 시간의 전력
Figure 112006068078245-pat00056
, 및 최소 SINR인
Figure 112006068078245-pat00057
를 이용하여 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00058
을 계산할 수 있다. 이때, 상기
Figure 112006068078245-pat00059
은 [수학식 5]에 기초하여 통신이 가능한 최소 신호 대 간섭 및 잡음비로서 계산된 값이다.
Figure 112006068078245-pat00060
상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00061
은 상기 기지국과 통신하기 위해 필요한 최소한의 전력으로서, 각 단말에 할당된 송신 전력이 최소한 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00062
이상인 경우(
Figure 112006068078245-pat00063
≥
Figure 112006068078245-pat00064
)에만 상기 기지국과 통신할 수 있다는 것을 의미한다.
이어서, 상기 기지국은 상기 할당 전력이 상기 최소 필요 전력 보다 크게 계산되는 단말(
Figure 112006068078245-pat00065
>
Figure 112006068078245-pat00066
)들을 제1 단말군으로 분류하고, 상기 할당 전력이 상기 최소 필요 전력 보다 같거나 작게 계산되는 단말(
Figure 112006068078245-pat00067
≤
Figure 112006068078245-pat00068
)들을 제2 단말군으로 분류한 후, 상기 제1 단말군의 잉여 전력(
Figure 112006068078245-pat00069
)을 상기 제2 단말군에 분배한다(단계 304). 각 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00070
이 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00071
보다 초과하는지 여부는, [수학식 7]에 따라 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00072
과 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00073
의 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00074
로부터 알 수 있다.
Figure 112006068078245-pat00075
그래서, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00076
가 임계치 이상인 경우에는 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00077
이상의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00078
을 가지는 상기 제1 단말군으로 판단하고, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00079
가 상기 임계치 보다 작은 경우에는 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00080
보다 작은 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00081
을 가지는 상기 제2 단말군으로 판단할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 임계치는 상기 기지국이 적절한 값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00082
가 0보다 큰 경우에는 상기 제1 단말군으로 판단하고, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00083
가 0 이하인 경우에는 상기 제2 단말군으로 판단할 수 있다. 만약 모든 단말에 대하여 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00084
가 0보다 큰 경우에는, 모든 단말의 할당 전력이 최소 필요 전력 이상이기 때문에 각 단말은 양호한 채널상태에서 통신이 가능하고, 각 단말의 할당 전력은 보정될 필요가 없다. 이때에는 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00085
가 각 단말에 대한 송신 전력으로 할당된다.
그러나, 대부분의 경우에는, 신호간섭이나 음영 지역 등 통신환경이 불량한 경우가 예상되므로, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00086
가 0보다 작은 단말들이 존재하게 되고, 이때 아래와 같이 각 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00087
을 보정한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기지국은 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력을 이용하여 상기 제2 단말군의 할당 전력을 보정한다. 상기 최소 잉여 전력은 상기 제1 단말군으로 판단된 단말 중 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00088
가 가장 작은 단말에서의 해당 전력 차이로서, 상기 최소 잉여 전력은 상기 제2 단말군의 추가 전력으로 분배될 수 있다. 이때, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00089
가 가장 작은 제1 최소 잉여 전력만큼이 모두 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배되면 나머지 제1 단말군 중에서 제2, 제3... 최소 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 분배될 전력으로 이용될 수 있다. 상기 제2 최소 잉여 전력은 상기 제1 단말군 중에서 상기 제1 최소 잉여 전 력 다음으로 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00090
가 작고, 상기 제3 최소 잉여 전력은 상기 제2 최소 잉여 전력 다음으로 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00091
가 작은 제1 단말군에 해당한다.
따라서, 상기 추가 전력을 분배받는 제2 단말군은 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00092
으로 송신 전력이 보정된다. 예를 들어, QPSK 1/12 방식으로 서비스하기 위한 최소 신호 대 간섭 및 잡음비가 -3.9 dB 인 경우, 제2 단말군 중 어느 단말의 SINR이 최소 신호 대 간섭 및 잡음비 -3.9 dB 이하로 보고되면 종래의 기술에 따라 해당 단말은 QPSK 1/12 방식으로 데이터 서비스를 받을 수 있는 전력을 할당받지 못하여 QPSK 1/12 방식으로 데이터 서비스를 받을 수 없게 된다. 그러나, 본 발명에 의하면 제2 단말군이 전력분배의 여유가 있는 제1 단말군으로부터 부족한 전력을 분배 받음으로써, 상기와 같이 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00093
이상의 전력으로 송신될 수 있어서 제2 단말군은 최소한 QPSK 1/12 방식으로 데이터 서비스를 받을 수 있게 된다.
상기 QPSK 1/12은 변조 및 부호화 수준의 한 방식으로서, 기지국에서는 이외에도 더 높은 변조 및 부호화 수준으로 16-QAM(Quadrature Amplitude modulation), 64-QAM 방식 등을 채용하고 있다.
이때, 상기 제1 단말군은 1) 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00094
, 2) 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00095
및 3) 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00096
에서 상기 제2 단말군으로 추가 분배된 전력을 차감한 전력 중 하나를 송신 전력으로서 할당 받게 된다.
예를 들어, 상기 1)의 경우에는 상기 제1 단말군 중 어느 단말의 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배되지 않는 경우로서, 해당 단말에는 [수학식 4]을 이용하여 구한 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00097
이 상기 송신 전력으로서 결정된다.
상기 2)의 경우에는 상기 제1 단말군 중 어느 단말의 잉여 전력을 모두 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한 경우로서, 해당 단말에는 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00098
이 상기 송신 전력으로서 결정된다.
상기 3)의 경우에는 상기 제1 단말군 중 어느 단말의 잉여 전력 중 일부만을 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한 경우로서, 해당 단말에는 [수학식 4]을 이용하여 구한 할당 전력에서 상기 제2 단말군으로 일부 추가 분배된 전력만큼 차감한 전력이 상기 송신 전력으로서 결정된다.
도 4에서와 같이, 단말(401)과 단말(402)은, 예를 들어 위에서 기술한 제1 단말군에 해당하고, 단말(403)은, 예를 들어 위에서 기술한 제2 단말군에 해당하는 것으로서, 상기 기지국은 통신이 양호한 커버리지(410)에 있는 단말(401) 또는 상기 단말들(401, 402) 중 최소 필요 전력을 초과하는 전력을 할당받는 단말(402)의 잉여 전력을 최소 필요 전력 미만의 전력을 할당받아 통신이 불량한 단말(403)에 분배하여 실질적인 커버리지(420)를 확장한다.
즉, 상기 기지국은 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00099
보다 할당 전력이 큰 단말(401, 402)의 잉여 전력을, 할당 전력이 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00100
보다 작아 통신이 어려운 단말(403)의 추가 전력으로 분배함으로써, 통신이 어려웠던 단말과도 통신할 수 있게 된다.
이에 따라, 전체 단말로의 데이터 전송량은 크게 바뀌지 않으면서, 서비스 커버리지를 확장할 수 있는 효과가 있다. 즉, 양호한 서비스를 받고 있는 단말(401, 402)의 변조 및 부호화 수준은 높기 때문에 데이터 전송량이 많은데, 전체 데이터 전송량의 손실이 없는 범위 내에서 단말(401, 402)과의 데이터 전송량이 줄어드는 것을 최대한 억제하기 위하여, 상기 단말(401, 402)의 잉여 전력 중 최소 잉여 전력이 할당된 단말의 잉여 전력부터 차례로 이용한다. 다시말하여, 커버리지 확장을 위하여 잉여 전력을 가지는 단말들 중 잉여 전력이 가장 작은 단말의 잉여 전력부터 이용되고, 그 보다 큰 잉여 전력들이 차례로 이용된다.
도 4에서, 예를 들어, 기지국의 서비스 수신 가능 지역을 확대시키기 위해, 단말(401)과 단말(402)의 전력을 단말(404) 및 단말(405)의 추가 전력으로 분배할 수도 있으나, 기지국의 전체 전송량과 적절한 서비스 수신 가능 지역을 고려하여 단말(403)의 영역만이 기지국 커버리지로 확장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 각 단말에 전력을 재분배하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 각 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00101
과 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00102
사이의 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00103
(
Figure 112006068078245-pat00104
)을 계산하고, 상기 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00105
을 임계치, 예를 들어, 0과 비교하여 잉여 전력이 임 계치 보다 큰
Figure 112006068078245-pat00106
>0 경우, 상기 잉여 전력을 할당 전력이 부족한 단말에 전력을 재분배함으로써, 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00107
이 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00108
보다 작은 단말이 적어도 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00109
을 할당받을 수 있도록 보정한다.
보다 구체적으로, 먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 [수학식 4]에 따라 각 단말에 대한 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00110
을 계산한다(단계 501). 이어서, 상기 기지국은 [수학식 5]에 따라 상기 각 단말에 대한 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00111
및 기지국에 보고된 SINR을 이용하여t 시간에서의
Figure 112006068078245-pat00112
를 추정한다(단계 502). 이어서, 상기 기지국은 [수학식 7]에 따라 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00113
과 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00114
사이의 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00115
를 계산한다(단계 503).
다음에, 상기 기지국은 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00116
가 상기 임계치를 초과하는지를 판단한다(단계 504). 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00117
가 상기 임계치, 예를 들어, 0 을 초과하는 경우에는 해당 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00118
이 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00119
보다 커서 단말과 기지국의 통신이 장애를 받지 않고 양호한 채널 상태를 유지하고, 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00120
가 임계치 미만인 경우에는 해당 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00121
이 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00122
보다 작아 단말과 기지국의 통신이 장애를 받아 불량한 채널 상태를 유지하고 있음을 나타낸다. 이때, 모든 단말의 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00123
가 상기 임계치를 초과하는 경우
Figure 112006068078245-pat00124
에는 모든 단말의 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00125
이 최소 신호 대 간섭 잡음비를 보장하기 때문에, 아래 단계를 수행하지 않아도 된다.
그러나, 하나의 단말에 대한 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00126
가 상기 임계치 미만인 경우에는, 각 단말의 할당 전력을 적절히 보정하여 통신이 어려운 단말도 통신이 이루어질 수 있도록 아래와 같은 단계를 수행한다.
상기 기지국은 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00127
가 임계치를 초과하는 제1 단말군의 잉여 전력에 대한 제1 리스트(LISTdown)를 생성하여 제1 메모리에 저장하고(단계 505), 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00128
가 상기 임계치 이하인 제2 단말군의 부족 전력에 대한 제2 리스트(LISTup)를 생성하여 제2 메모리에 저장한다(단계 506). 상기 제1 리스트는 상기 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00129
가 임계치 보다 초과되는 제1 단말군의 잉여 전력값들로서 정렬되어 제1 메모리에 저장되는 정보이고, 제2 리스트는 상기 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00130
가 임계치 이하인 제2 단말군의 부족 전력값들로서 정렬되어 제2 메모리에 저장되는 정보이다.
상기 기지국은, 먼저, 상기 제1 리스트의 제1 최소 잉여 전력을 이용하여 상기 제2 리스트에 대응되는 제2 단말군에 추가적으로 전력을 분배한다(단계 507). 상기 제1 최소 잉여 전력은 상기 제1 메모리에 저장된 제1 리스트 중 전력 차이가 가장 최소가 되는 최소 잉여 전력에 해당한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 최소 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 모두 사용되면, 상기 제1 메모리에 저장된 그 다음의 제2 최소 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 추가적으로 분배할 전력으로 이용된다.
도 6은 도 5에서 전력을 분배하는 구체적인 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 각 단말의 할당 전력을 재분배하기 위하여, 상기 기지국은 도 5에서 설명된 상기 제2 메모리에 저장된 제2 리스트의 부족 전력들의 합으로부터 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00131
을 계산한다(단계 601). 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00132
은 상기 제2 단말군 전체의 부족 전력을 제1 단말군의 수로 나눈 값으로서 제1 단말군이 제2 단말군에 분배할 평균 전력에 해당하며, 상기 제1 메모리에 저장된 제1 리스트의 잉여 전력들로부터 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00133
만큼씩 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한다면, 추가 분배받은 상기 제2 단말군의 해당 단말들도 상기 기지국과 양호한 채널 상태로 통신이 가능하다는 것을 의미한다.
상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00134
은 제1 메모리에 저장된 부족 전력을 나타내는 단말의 수를 Q라 하고, 상기 제2 메모리에 저장된 부족 전력들의 총합을
Figure 112006068078245-pat00135
이라 하면, [수학식 8]과 같이 상기 부족 전력의 총합
Figure 112006068078245-pat00136
을 상기 단말의 수 Q로 나누어 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00137
을 계산할 수 있다. 이때, 상기 제2 단말군의 단말수 는 K-Q가 된다. 상기 단계 504에서 상기 임계치가 0인 경우에, 상기 제2 메모리에 저장된 부족 전력들의 총합
Figure 112006068078245-pat00138
은 음의 값을 가지므로, 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00139
도 음의 값을 가진다.
Figure 112006068078245-pat00140
이와 같이 [수학식8]에 따라 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00141
이 계산되면 상기 기지국은 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00142
의 절대값
Figure 112006068078245-pat00143
이 제1 최소 잉여 전력 이상인지, 즉,
Figure 112006068078245-pat00144
여부를 판단한다(단계 602).
602 단계에서, 상기 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00145
의 절대값
Figure 112006068078245-pat00146
이 제1 최소 잉여 전력 이상인 경우에, 상기 제1 최소 잉여 전력을 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한다(단계 605). 이 경우, 추가 전력을 분배받는 제2 단말군의 해당 단말은 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00147
을 송신 전력으로 할당받는다. 또한, 상기 제1 최소 잉여 전력을 가졌던 제1 단말군의 해당 단말의 송신 전력도 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00148
으로 결정된다.
또한, 상기 기지국은 상기 제1 최소 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 이용되면, 해당 단말을 상기 제1 메모리에서 제거하고, 제2 메모리에 저장한다(단계 606). 상기 기지국은 상기 제1 최소 잉여 전력이 상기 제2 단말군에 모두 사용되 면, 상기 제1 최소 잉여 전력을 가지는 단말은 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00149
가 임계치 이상인 잉여 전력을 저장하는 제1 메모리의 제1 리스트에 저장할 필요가 없으므로, 상기 제1 메모리에서 제거하고, 제2 메모리에 저장한다.
607 단계에서, 상기 기지국은 [수학식 9]와 같이, 제2 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00150
을 계산하여 상기 제1 메모리에 저장된 그 다음의 제2 최소 잉여 전력(제1 메모리에 저장된 잉여 전력 중 두 번째로 작은 잉여 전력)을 상기 제2 단말에 추가 분배할 전력으로 이용한다.
Figure 112006068078245-pat00151
여기서, 상기 제2 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00152
은 상기 제2 메모리에 저장된 부족 전력들의 총합
Figure 112006068078245-pat00153
과 상기 605단계에서 분배받은 제1 최소 잉여 전력값의 합
Figure 112006068078245-pat00154
을 상기 606단계 후에 제1 메모리에 저장된 잉여 전력을 나타내는 단말 수 (Q-1)로 나눈 것이다. 위에서, 제1 메모리의 제1 리스트로부터 상기 제1 최소 잉여 전력의 해당 단말이 제거되었으므로, 제1 메모리의 제1 리스트에 존재하는 단말 수는 Q-1이다.
상기 계산된 제2 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00155
의 절대값이 상기 제2 최소 잉여 전력 이상인 경우, 단계 605 내지 단계 607에 따라 상기 기지국은 상기 제2 최소 잉 여 전력을 상기 제2 메모리에 저장된 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한다. 상기 기지국은 제n 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00156
의 절대값이 상기 제n 최소 잉여 전력 이하일 때까지, 위와 같이 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00157
을 재계산하고, 상기 재계산된 평균 부족 전력과 제3, 제4, 제5... 최소 잉여 전력을 비교하는 과정을 반복한다.
이에 따라, 상기 제n평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00158
이 상기 제n 최소 잉여 전력보다 작아지는 경우, 상기 기지국은 제1 메모리에 저장된 상기 제1 단말군의 잉여 전력들
Figure 112006068078245-pat00159
을 [수학식 10]에 따라 상기 제n평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00160
만큼씩 각각 감소시킨다(단계 603).
Figure 112006068078245-pat00161
이에 따라, 상기 제1 메모리에 최종 저장된 잉여 전력에서 상기 제n 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00162
만큼을 각각 가져와도 상기 제1 메모리에 저장된 제1 단말군에 할당되는 전력은 적어도 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00163
이상이 되고, 일부 잉여 전력을 남겨둘 수 있어 효율적인 전력 분배가 가능함과 함께, 상기 제2 메모리에 저장된 제2 단말군에 할당되는 전력도 적어도 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00164
이상이 되기 때문에 모든 단말이 양호한 채널 상태를 유지할 수 있는 특징이 있다.
이어서, 상기 기지국은 최종적으로 각 단말의 송신 전력을 [수학식 11]에 따라 할당한다(단계 604).
Figure 112006068078245-pat00165
[수학식 11]에 따라 송신 전력이 결정된 경우, 상기 제1 단말군은 [수학식 10]에 따라 감소된 최종 잉여 전력
Figure 112006068078245-pat00166
과 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00167
의 합이 송신 전력으로 결정되고, 상기 제2 단말군은 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00168
이 송신 전력으로 결정된다. 따라서, 이와 같이 추가 분배된 전력을 받는 상기 제2 단말군은 기지국과 양호한 채널 상태, 예를 들어, 최소 변조 수준 QPSK 1/12에서 통신이 가능하게 된다.
예를 들어, 제1 메모리의 제1 리스트에 대응되는 제1 단말군의 단말 수가 "5"이고, 상기 제1 메모리에 가장 작은 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00169
을 가지는 제1 최소 잉여 전력이 "1", 상기 제1 최소 잉여 전력 다음으로 작은 전력 차이값
Figure 112006068078245-pat00170
을 가지는 제2 최소 잉여 전력이 "2", 제3 최소 잉여 전력이 "3", 제4 최소 잉여 전력이 "4", 제5 최소 잉여 전력이 "5"이고, 제2 메모리의 제2 리스트에 따른 제2 단말군의 부족 전력이 총 "-10"이라고 가정한다. 이러한 경우, 제1 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00171
이 "-2"로서, 제1 평균 부족 전력의 절대값
Figure 112006068078245-pat00172
"2"는 상기 제1 최소 잉여 전력 "1"보다 크므로, 상기 제1 최소 잉여 전력을 상기 제1 메모리에서 제거하고, 상기 제1 최소 잉여 전력을 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한다.
이후에, 상기 제2 단말군의 부족 전력이 "-9"이고, 제1 단말군의 단말 수는 4가 되어, 제2 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00173
은 "-2.25"로서, 제2 평균 부족 전력의 절대값
Figure 112006068078245-pat00174
"2.25"는 상기 제2 최소 잉여 전력 "2"보다 크므로, 상기 제2 최소 잉여 전력을 상기 제1 메모리에서 제거하고, 상기 제2 최소 잉여 전력을 상기 제2 단말군에 추가 전력으로 분배한다.
이후에, 상기 제2 단말군의 부족 전력이 "-7"이고, 상기 제1 단말군의 단말 수는 3이 되어, 제3 평균 부족 전력
Figure 112006068078245-pat00175
은 "-2.33"으로서, 제3 평균 부족 전력의 절대값
Figure 112006068078245-pat00176
"2.33"은 상기 제3 최소 잉여 전력 "3"보다 작으므로, 상기 제3 평균 부족 전력 만큼씩을 제1 단말군의 나머지 3 단말들 각각에서 차감하여 상기 차감한 전력을 상기 제2 단말군에서 부족 전력을 가지는 단말들에 추가 전력으로 분배한다. 이때, 상기 제3 평균 부족 전력 만큼씩 제1 단말군의 나머지 3 단말들 각각에서 차감한 경우, 상기 나머지 3 단말들 각각에 할당되는 송신 전력은, 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00177
에 "0.67", "1.67", "2.67" 각각을 더한 값이 된다.
따라서, 제1 리스트와 제2 리스트에 대응되는 전체 단말의 송신 전력이 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00178
이상이 되도록 전력을 할당하게 되므로, 전체 단말이 양호한 채널 상태를 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템(700)을 설명하기 위한 블 록도이다.
도 7을 참조하면, 상기 기지국 시스템(700)은 품질 정보 판단부(701), 전력 결정부(702), 전력 재분배부(703), 제1 메모리(704), 제2 메모리(705), 전력 할당부(706), 스케줄러(scheduler)(707), 변조 및 부호화 수준 결정기(708), 및 프레임 생성부(709)를 포함한다. 상기 기지국 시스템(700)은 각 단말(750)과 통신하여 데이터 업로드 또는 다운로드 서비스를 중계한다.
상기 기지국 시스템(700)은 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 스킴을 사용하는 휴대 인터넷 시스템 또는 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
상기 품질 정보 판단부(701)는 각 단말(750)에 대한 하향 링크 품질 정보를 판단한다. 상기 하향 링크 품질 정보는 위에서 기술한 바와 같이, 각 단말에서 제공되는 전체 주파수 대역에 대한 평균 SINR(Signal-to-Interference-and Noise Ratio: 신호 대 간섭 및 잡음비)에 해당한다. 이때, 상기 기지국 시스템(700)은 상기 각 단말별 하향 링크 품질 정보를 소정 메모리에 기록하여 유지할 수 있다.
또한, 상기 전력 결정부(702)는 [수학식 4] 및 [수학식 6] 각각에 따라 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말(750)에 대하여 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00179
및 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00180
을 계산한다. 이때, 상기 전력 결정부(702)는 [수학식 4] 및 [수학식 6]과 같이 현재 시점, 예를 들어 상기 하향 링크 품질 정보가 보고되는 시점(t)보다 이전 시점(t-d)의 각 단말에 대한
Figure 112006068078245-pat00181
및 송신 전력을 이용하여 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00182
과 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00183
을 계산할 수 있다. 이에 따라 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00184
과 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00185
사이의 전력 차이에 기초하여, 상기 전력 결정부(702)는 도 6의 설명에서와 같이 임계치 보다 큰 전력 차이를 가지는 제1 단말군의 잉여 전력, 즉, 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00186
이상의 할당 전력을 가지는 제1 단말군의 잉여 전력의 일부를 상기 임계치 이하의 전력 차이를 가지는 제2 단말군의 부족 전력, 즉, 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00187
보다 작은 할당 전력을 가지는 제2 단말군의 부족 전력 만큼 분배함으로써, 할당 전력을 재분배하여 각 단말에 대한 송신 전력을 결정한다.
또한, 상기 스케줄러(707)는 상기 하향 링크 품질 정보 및 상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말로 송신할 버스트(burst) 사이즈를 결정한다. 상기 버스트 사이즈는 하향 링크 데이터 프레임의 크기에 해당하고, 상기 버스트 사이즈에 따라 프리앰블 및 FCH(Frame Control Header) 뒤에 각 단말군으로 송신될 데이터의 양이 결정된다.
또한, 상기 변조 및 부호화 수준 결정기(708)는 상기 하향 링크 품질 정보 및 상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말에 대한 변조 및 부호화 수준을 결정한다. 예를 들어, 휴대 인터넷 시스템에서 사용되는 변조 및 부호화 스킴(MCS: Modulation & Coding Scheme)으로는, 변조 및 부호화 수준의 순서에 따라 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 1/12, 16-QAM, 64-QAM 등 10여가지가 사용되고 있다.
또한, 상기 프레임 생성부(709)는 상기 버스트 사이즈와 상기 변조 및 부호화 수준에 따라 상기 각 단말에 대한 송신 데이터 프레임을 생성한다. 위에서 기술한 바와 같이, 송신 데이터 프레임은 프리앰블, FCH, 각 단말별 데이터가 실리는 바디(body)로 구성된다. 예를 들어, 단말에 대한 송신 전력이 상대적으로 작은 경우에는 변조 수준이 QPSK 1/12로 결정될 수 있고, 이에 따른 해당 부호화가 이루어지며, 상기 변조 수준에 따라 부호화된 데이터는 상기 프레임 생성부(709)에서 상기 버스트 사이즈에 맞게 송신 데이터 프레임에 실린다. 단말에 대한 송신 전력이 상대적으로 큰 경우에는 송신되는 데이터가 상기 QPSK 1/12보다 변조 수준이 높은 16-QAM, 64-QAM 등으로 변조 및 부호화되어 송신 데이터 프레임에 실린다.
이와 같이 본 발명에서는 전체 주파수 대역에 대한 평균 하향 링크 품질 정보에 따라 각 단말군 및 버스트별로 전력을 분배하기 때문에, 데이터 프레임 생성과 관련하여 시스템 구조를 간단하게 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 7과 같이, 상기 전력 결정부(702)는 전력 재분배부(703), 제1 메모리(704), 제2 메모리(705) 및 전력 할당부(706)를 포함한다. 상기 전력 재분배부(703)는 상기 할당 전력
Figure 112006068078245-pat00188
과 상기 최소 필요 전력
Figure 112006068078245-pat00189
을 계산하고, 상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력 사이의 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00190
(
Figure 112006068078245-pat00191
)를 임계치, 예를 들어 0과 비교하여 상기 각 단말에 대한 전력을 재분배할 수 있다. 상기 제1 메모리(704)는 상기 전력 차이
Figure 112006068078245-pat00192
가 상기 임계치를 초과하는
Figure 112006068078245-pat00193
>0 경우, 해당 단말별 전력 차이를 제1 리스트에 제1 단말군의 잉여 전력으로 저장하고, 상기 제2 메모리(705)는 상기 전력 차이가 상기 임계치 이하인
Figure 112006068078245-pat00194
≤0 경우, 해당 단말별 전력 차이를 제2 리스트에 제2 단말군의 부족 전력으로 저장한다. 상기 전력 재분배부(703)는 상기 제1 메모리(704)에 저장된 잉여 전력들 중 적어도 하나의 최소 잉여 전력을 이용하여 상기 제2 단말군에 추가 전력을 분배할 수 있다. 즉, 상기 전력 재분배부(703)는 단말들 중 상기 할당 전력에 따라 상기 기지국 시스템(700)이 통신할 수 있는 최소 필요 전력 미만인 전력을 할당받는 단말들(제2 단말군)의 평균 부족 전력만큼 상기 단말들 중 상기 기지국 시스템(700)이 통신할 수 있는 최소 필요 전력 보다 큰 전력을 할당받는 단말들(제1 단말군)의 각 잉여 전력에서 추출하여 상기 제2 단말군에 분배할 수 있다.
상기 전력 재분배부(703)는 도 6에서와 같이, 상기 제1 메모리(704)에 저장된 잉여 전력들 중 가장 작은 잉여 전력부터 차례로 이용하여 상기 제2 메모리(705)에 저장된 제2 단말군의 할당 전력에 추가적인 전력을 재분배할 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 전력 재분배부(703)는 도 6의 설명에서와 같이, 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 잉여 전력 수로 나눈 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때까지 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력부터 상기 제2 단말군에 순차 이전하여 상기 각 단말에 대한 전력을 재분배한다. 이에 따라, 상기 전력 재분배부(703)는 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합만큼 상기 제2 단말군에 전력이 분배되도록 한다.
상기 전력 재분배부(703)는 도 6의 설명에서와 같이, 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 단말 수로 나누어 평균 부족 전력을 계산하는 과정과, 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 이상이면 상기 최소 잉여 전력을 상기 제1 단말군에서 상기 제2 단말군으로 이전하는 과정을 반복할 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 재분배부(703)는 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때, 상기 제1 단말군의 남은 잉여 전력에서 최종 평균 부족 전력을 각각 더하여 최종 잉여 전력을 계산할 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 재분배부(703)는 상기 최종 평균 부족 전력의 합(최종 평균 부족 전력의 절대값 * 제1 단말군의 최종 단말 수)을 상기 제2 단말군에 이전함으로써, 각 단말에 모두 최소 필요 전력 이상으로 재분배되도록 한다.
상기 전력 할당부(706)는 상기 전력 재분배부(703)에서 재분배된 전력에 따라 상기 각 단말에 대하여 송신 전력을 할당할 수 있다. 즉, 상기 전력 할당부(706)는 상기 최소 필요 전력에 상기 전력 재분배부(703)에서 계산한 최종 잉여 전력(상기 제1 단말군의 남은 잉여 전력에서 최종 평균 부족 전력을 각각 더한 전력)을 더한 전력을 상기 제1 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 송신 전력으로 각각 할당할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 시스템에서의 커버리지 확장을 설명하기 위한 거리와 PER(Packet Error Rate)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8에서, 예를 들어, PER이 임계레벨 이하인 단말들은 양호한 채널 상태를 유지하면서 기지국과 통신한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 전력 재분배하여 송신 전력을 할당하는 방식을 적용하지 않는 경우에는 810과 같이 기지국으로부터 거리 d1까지를 커버리지 영역으로 한다. 이때, 본 발명에 따른 송신 전력 할당 방식을 적용하는 경우에는 820과 같이 기지국으로부터 거리 d2까지를 커버리지 영역으로 한다. 810의 경우에는 기지국에서 가까운 거리에 있는 단말들이 높은 수준의 변조 및 부호화에 따라 전체 데이터 전송량을 유지하지만, 820의 경우에는 810의 경우와 비교할 때 전체 데이터 전송량을 줄이지 않으면서도 확장된 영역의 단말들까지도 서비스를 받을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국 시스템에서 각 단말의 송신 전력 할당 방법 및 장치에서는, 하향 링크 품질 정보가 작은 단말의 송신 전력이 최소한 기지국과 통신이 가능한 최소 필요 전력이 되도록 보정함으로써, 기지국의 전송량을 최대로 하면서 서비스 커버리지도 확장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기지국 시스템에서 각 단말의 송신 전력 할당 방법 및 장치에서는, 각 단말로부터 수신한 전체 대역에 대한 평균 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말의 할당 전력을 재분배함으로써, 적절히 데이터 전송량과 서비스 커버리지를 조절할 수 있고, 데이터 전송량의 손실을 최대한 줄이면서 통신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기지국 시스템에서 각 단말의 송신 전력 할당 방법 및 장치에서는, 각 채널별 전력 분배가 아닌 전체 대역에 대한 단말 별 및 버스트 별 전력 분배 방식이기 때문에 기지국과 단말 모두의 시스템 구조가 간단해지는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 기지국 시스템에서 각 단말의 송신 전력 할당 방법 및 장치에서는, IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 휴대 인터넷 서비스를 중계하기 위한 기지국에서 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (29)

  1. 기지국 시스템에서 복수의 단말들에 대한 송신 전력을 할당하는 방법에 있어서,
    (A-1) 각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력을 계산하는 단계;
    (A-2) 상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 최소 필요 전력을 계산하는 단계; 및
    (A-3) 상기 최소 필요 전력 보다 큰 할당 전력을 가지는 제1 단말군의 잉여 전력 일부를 상기 최소 필요 전력 보다 작은 할당 전력을 가지는 제2 단말군의 부족 전력만큼 분배하여 상기 송신 전력을 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하향 링크 품질 정보는 상기 각 단말에서 제공되는 전체 주파수 대역에 대한 평균 SINR(Signal-to-Interference-and Noise Ratio)인 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (A-1) 및 (A-2) 단계는,
    상기 하향 링크 품질 정보가 보고되는 시점 보다 이전의 각 단말에 대한 SINR 및 송신 전력을 이용하여 상기 할당 전력 및 상기 최소 필요 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (A-3) 단계는,
    (B-1) 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 단말 수로 나누어 평균 부족 전력을 계산하는 단계;
    (B-2) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 이상이면 상기 최소 잉여 전력을 상기 제1 단말군에서 상기 제2 단말군으로 이전하는 단계;
    (B-3) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 미만이 될 때까지 상기 (B-1) 단계 및 (B-2) 단계를 반복하는 단계;
    (B-4) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 미만인 경우 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 평균 부족 전력을 각각 더하여 상기 제1 단말군의 최종 잉여 전력을 계산하는 단계; 및
    (B-5) 상기 최소 필요 전력에 최종 잉여 전력을 더한 전력을 상기 제1 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (B-1) 단계 전에,
    상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력의 전력 차이가 임계치 보다 큰 경우 상기 제1 단말군으로 분류하여 해당 전력 차이(잉여 전력)을 순차 저장하고, 상기 임계치 이하인 경우 상기 제2 단말군으로 분류하여 해당 전력 차이(부족 전력)를 순차 저장하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  6. 기지국 시스템에서 복수의 단말들에 대한 송신 전력을 할당하는 방법에 있어서,
    (C-1) 각 단말에 대한 할당 전력과 최소 필요 전력 사이의 전력 차이를 계산하는 단계;
    (C-2) 상기 각 단말에 대한 할당 전력이 상기 최소 필요 전력 보다 큰 전력 차이들을 제1 단말군의 잉여 전력으로서 순차 저장하고, 상기 할당 전력이 최소 필요 전력 이하인 전력 차이들을 제2 단말군의 부족 전력으로서 순차 저장하는 단계; 및
    (C-3) 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합만큼 제2 단말군에 분배하여, 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 분배 전력을 뺀 전력을 제1 단말군에 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군에 할당 하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (C-3) 단계는,
    (D-1) 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때까지 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력을 상기 제2 단말군에 순차 이전하는 단계 - 상기 평균 부족 전력은 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 잉여 전력 수로 나눈 값임 -;
    (D-2) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아지면 이전을 중단하고, 상기 제1 단말군의 남은 잉여 전력에서 최종 평균 부족 전력을 각각 더하여 최종 잉여 전력을 계산하는 단계; 및
    (D-3) 상기 최소 필요 전력에 상기 최종 잉여 전력을 더한 전력을 상기 제1 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (D-1) 단계는,
    (E-1) 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합을 상기 제1 단말군의 잉여 전력 수 로 나누어 상기 평균 부족 전력을 계산하는 단계;
    (E-2) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 이상이면 상기 최소 잉여 전력을 제1 단말군에서 제거하고, 상기 제2 단말군으로 이전하는 단계; 및
    (E-3) 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때까지 상기 ( E-1) 단계 및 (E-2) 단계를 반복하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (D-2) 단계는,
    상기 제2 단말군의 부족 전력 합만큼 상기 제1 단말군의 잉여 전력 중 최소 잉여 전력부터 순차 분배함으로써 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합만큼 상기 제2 단말군에 분배하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (D-1) 단계 전에,
    각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 상기 할당 전력 및 상기 최소 필요 전력을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  11. 제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 할당 방법은, IEEE 802.16d/e, WiBro, 및 WiMAX 중 적어도 어느 하나에 따른 통신 시스템에 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 할당 방법.
  12. 복수의 단말들과 통신하는 기지국 시스템에 있어서,
    각 단말에 대한 하향 링크 품질 정보를 판단하는 품질 정보 판단부; 및
    상기 하향 링크 품질 정보를 기반으로 상기 각 단말에 대하여 할당 전력 및 최소 필요 전력을 계산하고, 상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력 사이의 전력 차이에 기초하여 상기 각 단말에 대한 송신 전력을 결정하는 전력 결정부
    를 포함하고,
    상기 전력 결정부는,
    임계치 보다 큰 전력 차이를 가지는 제1 단말군의 잉여 전력 일부를 상기 임계치 이하의 전력 차이를 가지는 제2 단말군의 부족 전력만큼 상기 제2 단말군으로 분배하여 상기 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하향 링크 품질 정보는 상기 각 단말에서 제공되는 전체 주파수 대역에 대한 평균 SINR인 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    상기 하향 링크 품질 정보가 보고되는 시점 보다 이전의 각 단말에 대한 SINR 및 송신 전력을 이용하여 상기 할당 전력과 상기 최소 필요 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 단말 수로 나누어 평균 부족 전력을 계산하고, 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 미만인 경우 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 평균 부족 전력을 각각 더하여 상기 제1 단말군의 최종 잉여 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    평균 부족 전력의 절대값이 제1 단말군의 최소 잉여 전력 이상이면, 평균 부족 전력의 절대값이 제1 단말군의 최소 잉여 전력 미만이 될 때까지 제1 단말군에 저장된 최소 잉여 전력을 제1 단말군에서 제2 단말군으로 순차 이전하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    상기 최소 필요 전력에 상기 최종 잉여 전력을 더한 전력을 상기 제1 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    상기 전력 차이가 상기 임계치 이상인 상기 제1 단말군의 잉여 전력을 저장하는 제1 메모리;
    상기 전력 차이가 상기 임계치 보다 작은 상기 제2 단말군의 부족 전력을 저장하는 제2 메모리; 및
    상기 전력 차이를 계산하고, 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 잉여 전력 수로 나눈 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때까지 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력을 상기 제2 단말군에 순차 이전하여 상기 각 단말에 대한 전력을 재분배하는 전력 재분배부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전력 재분배부는 상기 평균 부족 전력의 절대값이 상기 제1 단말군의 최소 잉여 전력 보다 작아질 때, 상기 제1 단말군의 남은 잉여 전력에서 최종 평균 부족 전력을 각각 더하고, 상기 최종 평균 부족 전력의 합(최종 평균 부족 전력의 절대값 * 제1 단말군의 최종 단말 수)을 상기 제2 단말군에 이전하여 상기 각 단말에 대한 전력을 재분배하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 전력 재분배부에서 재분배된 전력에 따라 상기 각 단말에 대하여 송신 전력을 할당하는 전력 할당부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전력 할당부는
    상기 최소 필요 전력에 상기 최종 잉여 전력(상기 제1 단말군의 남은 잉여 전력에서 최종 평균 부족 전력을 각각 더한 전력)을 더한 전력을 상기 제1 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 송신 전력으로 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 전력 결정부는,
    상기 제2 단말군의 부족 전력 합만큼 상기 제1 단말군의 잉여 전력 중 최소 잉여 전력부터 순차 분배함으로써 상기 제1 단말군의 잉여 전력에서 상기 제2 단말군의 부족 전력의 합만큼 상기 제2 단말군에 분배하여 상기 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말에 대한 버스트 사이즈를 결정하는 스케줄러;
    상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말에 대한 변조 및 부호화 수준을 결정하는 변조 및 부호화 수준 결정기; 및
    상기 버스트 사이즈와 상기 변조 및 부호화 수준에 따라 상기 각 단말에 대한 송신 프레임을 생성하는 프레임 생성부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  24. 복수의 단말들과 통신하기 위하여 상기 단말들에 송신 전력을 할당하는 기지국 시스템에 있어서,
    상기 각 단말에서 제공되는 전체 주파수 대역에 대한 평균 SINR을 판단하는 품질 정보 판단부; 및
    상기 단말들 중 상기 기지국 시스템이 통신할 수 있는 최소 필요 전력 미만인 전력을 할당받는 단말들(제2 단말군)의 평균 부족 전력만큼 상기 단말들 중 상 기 기지국 시스템이 통신할 수 있는 최소 필요 전력 보다 큰 전력을 할당받는 단말들(제1 단말군)의 각 잉여 전력에서 추출하여 상기 제2 단말군에 분배하는 전력 재분배부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 평균 부족 전력은 상기 제2 단말군의 부족 전력 합을 상기 제1 단말군의 잉여 전력 수로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 단말군의 할당 전력에서 상기 평균 부족 전력을 제외한 전력을 상기 제1 단말군의 단말들에 할당하고, 상기 최소 필요 전력을 상기 제2 단말군의 단말에 할당하는 전력 할당부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 전력 재분배부는 상기 제1 단말군의 잉여 전력 중 상기 평균 부족 전력 미만인 잉여 전력을 제2 단말군에 우선 분배하고, 상기 평균 부족 전력만큼 제1 단말군의 각 잉여 전력에서 추출하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 전력 재분배부는 상기 제1 단말군의 잉여 전력 중 상기 평균 부족 전력 미만인 잉여 전력을 최소 잉여 전력부터 제2 단말군에 순차적으로 분배하고, 상기 평균 부족 전력만큼 제1 단말군의 각 잉여 전력에서 추출하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말에 대한 버스트 사이즈를 결정하는 스케줄러;
    상기 각 단말에 대한 송신 전력에 따라 상기 각 단말에 대한 변조 및 부호화 수준을 결정하는 변조 및 부호화 수준 결정기; 및
    상기 버스트 사이즈와 상기 변조 및 부호화 수준에 따라 상기 각 단말에 대한 송신 프레임을 생성하는 프레임 생성부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 시스템.
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