KR101013714B1 - 무선 통신 시스템에서 제어 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선 통신 시스템의 상향링크(UL: UpLink)에서 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 이동국의 채널 정보 및 ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 메시지를 확인하여 전력 오프셋을 결정하고, 상기 이동국의 송신 전력 보고를 확인하고, 상기 전력 오프셋과 상기 송신 전력 보고를 이용하여 상기 이동국의 용량을 결정하고, 상기 결정한 용량에서 패킷 스케쥴링하며 상기 패킷 스케쥴링의 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성한다.

Description

무선 통신 시스템에서 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 상향링크(UL: UpLink, 이하 'UL'이라 칭하기로 함)의 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
차세대 무선 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 차세대 무선 통신 시스템에서는 한정된 자원을 통해 데이터 전송 용량의 증대 및 QoS를 향상시키기 위한 방안들이 제안되고 있다. 또한, 무선 네트워크 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용 한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이 제안되었다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 함)가 고정된 상태뿐만 아니라 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동국(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)이라고 칭하기로 한다.
한편, 무선 통신 시스템은 셀 내에 존재하는 MS의 채널 환경 및 상기 MS에 해당하는 데이터 패킷에 상응하여 상기 MS에 대한 스케쥴링을 수행한다. 다시 말해, 상기 MS를 관장하는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)의 스케쥴러는 MS의 채널 상황 및 데이터 패킷에 상응하여 하향링크(DL: DownLink, 이하 'DL'이라 칭하기로 함)와 UL에서의 자원을 할당하고, 할당된 자원의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨과 송신 전력 레벨을 결정한다. 특히, 상기 스케쥴러는 MS의 정보에 상응하여 상기 MS에 대한 UL에서의 자원을 할당하고, MCS 레벨 및 송신 전력 레벨을 결정한다. 여기서, 상기 MS의 정보는 상기 MS의 데이터 패킷 정보, 송신 전력 정보 등이다.
따라서, 가변하는 통신 환경에서 상기 MS의 정보에 상응하여 한정된 주파수 자원을 통해 고속으로 대용량의 데이터가 안정적으로 전송되기 위한 구체적인 UL의 스케쥴링 제어 방안이 필요하다. 아울러, 상기 MS가 UL로 송신할 데이터에 상응하여 할당된 자원을 통해 상기 데이터의 전송율을 향상시키기 위한 MCS 레벨과 송신 전력 레벨의 제어 방안이 필요하다. 또한, 복합 자동 반복 요청(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 함) 방식을 적용하여 데이터를 송수신할 경우 버스트에 대한 스케쥴링 제어 및 MCS 레벨과 송신 전력 레벨의 제어 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 MS의 정보에 상응하여 UL 데이터의 전송율을 향상시키기 위해 UL의 스케쥴링을 제어하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 MS의 UL 데이터 정보, 송신 전력 정보, 및 UL 채널 상태에 상응하여 상기 MS의 UL 스케쥴링, MCS 레벨 및 송신 전력 레벨을 제어하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 이동국에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 결정하는 연산기; 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트에서 상기 다중 버스트에 대한 바이트를 할당하는 패킷 스케쥴러; 및 상기 할당에 상응한 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성하는 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 이동국의 채널 정보 및 ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 메시지를 확인하여 전력 오프셋을 결정하고, 상기 이동국의 송신 전력 보고를 확인하는 단계; 상기 전력 오프셋과 상기 송신 전력 보고를 이용하여 상기 이동국의 용량을 결정하는 단계; 상기 결정한 용량에서 패킷 스케쥴링하는 단계; 및 상기 패킷 스케쥴링의 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 HARQ 방식을 적용한 MS와의 데이터 송수신시 MS의 UL 데이터 정보, 송신 전력 정보, 및 UL 채널 상태에 상응하여 상기 MS의 UL 스케쥴링을 제어함으로써, UL 데이터의 전송율을 향상시킬 수 있으며, 한정된 자원의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 MS의 UL 데이터 정보, 송신 전력 정보, 및 UL 채널 상태에 상응하여 HARQ 방식의 데이터 송수신을 위한 버스트에 대해 UL 자원 할당, MCS 레벨 및 송신 전력 레벨을 동적으로 제어함으로써 한정된 자원을 통한 데이터의 전송율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 무선 통신 시스템, 일예로 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템에서 제어 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의상 상기 통신 시스템을 IEEE 802.16 통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분 할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 무선 통신 시스템을 일예로 하여 설명한다.
또한, 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 소정의 셀을 관장하는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)과 상기 소정의 셀 내에 존재하며 상기 BS로부터 통신 서비스를 제공받는 이동국(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)간의 데이터 송수신을 위한 스케쥴링의 제어 장치 및 방법을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는 상향링크(UL: UpLink, 이하 'UL'이라 칭하기로 함) 데이터 전송을 위한 UL 스케쥴링을 제어한다. 또한, 후술할 본 발명의 실시예에서는 MS에 해당하는 정보를 이용하여 상기 MS의 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨과 송신 전력 레벨을 결정하고, 상기 결정한 MCS 레벨과 송신 전력 레벨에서 스케쥴링을 수행하여 상기 MS의 UL 자원을 할당한다.
아울러, 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 복합 자동 반복 요청(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 함) 방식을 적용하여 BS와 MS가 데이터를 송수신할 경우 MS의 스케쥴링 제어 장치 및 방법을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 상기 HARQ 방식의 적용에 상응하여 MS의 MCS 레벨과 송신 전력 레벨을 결정하고, 상기 결정한 MCS 레벨과 송신 전력 레벨에서 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS의 다중 버스트를 할당한다. 여기서, 상기 BS와 MS 간 데이터 전송을 위한 연결(connection)은 HARQ 방식의 적용 여부에 따라 HARQ를 지원하 는 연결과 상기 HARQ를 지원하지 않는 연결로 구분할 수 있으며, 상기 BS와 MS는 HARQ 방식의 적용에 상응하여 전술한 연결들을 통해 데이터를 송수신한다.
그리고, 상기 다중 버스트는 상기 HARQ를 지원하지 않는 연결을 통해 데이터 패킷을 전송하는 버스트(이하 '노멀 버스트(normal burst)'라 칭하기로 함)와 상기 HARQ를 지원하여 재전송이 가능한 연결을 통해 데이터 패킷을 전송하는 버스트(이하 'HARQ 버스트(HARQ burst)'라 칭하기로 함)를 포함한다. 상기 HARQ 버스트는, 제1HARQ 서브 버스트(sub-burst)와 제2HARQ 서브 버스트를 포함하며, 상기 제1HARQ 서브 버스트는 HARQ를 지원하는 연결을 통해 처음으로 전송되는 HARQ 버스트이고 제2HARQ 서브 버스트는 상기 HARQ 버스트의 전송을 실패하여 재전송되는 HARQ 버스트를 의미한다.
그리고, 본 발명은, MS의 정보 및 상기 MS와 BS 간 채널 정보 등을 이용하여 상기 MS의 용량(capacity)을 결정하고, 상기 MS의 용량 내에서 패킷 스케쥴링을 수행하여 다중 버스트를 할당한다. 상기 정보들은, MS의 헤드룸(예컨대 MS의 최대 송신 전력(즉 총 송신 전력)에서 현재 송신 전력 레벨을 고려하여 사용 가능한 송신 전력), 하향링크(DL: DownLink, 이하 'DL'이라 칭하기로 함)에서의 경로 손실(path loss) 및 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 함), UL에서의 CINR, 및 다중 셀 환경에서의 잡음 및 간섭(NI: Noise and Interference, 이하 'NI'라 칭하기로 함) 등이 된다. 여기서, BS가 MS로부터 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 함)를 수신하여 상기 DL CINR을 획득하고, BS가 UL에서 UL CINR 및 NI을 측 정하여 획득한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는, BS가 MS의 헤드룸 및 DL CINR, 경로 손실, UL CINR, 및 NI 등을 이용하여 상기 MS에 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨을 결정하고, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨에서 전송 가능한 최대 바이트(byte)를 결정하여 상기 MS의 용량을 결정한다. 그리고, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 상기 MS의 데이터 패킷에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하여 노멀 버스트, 제1HARQ 서브 버스트, 및 제2HARQ 서브 버스트를 할당한다. 그리고, 상기 다중 버스트의 영역 정보, 상기 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨 정보 등의 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성하여 상기 MS로 송신한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 BS의 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 BS의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 BS는, 상위단과의 데이터 송수신시 상기 데이터를 처리하는 인터페이스(110), 데이터의 변조/복조 및 부호/복호화하는 대역신호 처리기(120), 변조 및 부호화된 데이터를 MS로 송신하는 송신기(130), MS로부터 데이터를 수신하는 수신기(160), DL 및 UL에서의 데이터 송수신을 위한 스케쥴링을 수행하는 스케줄러(150), 및 에어(air) 상에서 MS와 데이터를 송수신하는 안테나(140)를 포함한다.
상기 UL에서 수신기(160)는 안테나(140)를 통해 MS들이 송신하는 하나 이상 의 무선 신호들을 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신기(160)는 BS의 데이터 수신을 위하여 상기 무선 신호들에서 잡음을 제거하고 증폭하며, 상기 증폭한 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 상기 다운 컨버팅한 기저대역 신호를 디지털화한다. 대역신호 처리기(120)는 상기 디지털화한 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하여 복조, 디코딩, 및 에러 정정 과정들을 수행한다. 이러한 과정을 수행한 정보 또는 데이터 비트는 인터페이스(110)를 경유하여 인접 유/무선 네트워크로 전달되거나, 다시 송신 경로를 거쳐 BS로부터 서비스를 제공받는 다른 MS들로 송신된다.
상기 DL에서 인터페이스(110)는 제어국 또는 무선 네트워크로부터 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 수신하고, 대역신호 처리기(120)는 상기 수신한 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 부호화한 후 송신기(130)로 출력한다. 송신기(300)는 상기 부호화한 음성, 데이터 또는 제어 정보를 송신하고자 하는 송신 주파수 또는 주파수들을 가지는 반송파 신호로 변조하고, 상기 변조한 반송파 신호를 송신에 적합한 레벨로 증폭하여 안테나(140)를 통해 공중으로 송신한다.
한편, 스케줄러(150)는 DL 및 UL에서의 동작 및 각 구성 요소들을 제어한다. 특히, 상기 스케줄러(150)는 본 발명의 실시예에 따른 UL 스케쥴링을 수행하며, 이때 MS의 정보 및 DL 및 UL에서의 채널 정보를 이용하여 MS의 용량을 결정하고, 상기 결정한 용량에서 MS의 데이터 패킷에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS의 다중 버스트를 할당한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 UL의 스케쥴링을 제어하는 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 스케쥴러(150)는, MS로부터 대역폭 요청(BW-REQ: BandWidth Request, 이하 'BW-REQ'라 칭하기로 함) 메시지, 송신 전력 보고(Tx Power Report) 메시지, ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 메시지, 및 채널 정보를 수신하여 MS의 용량을 결정하는 연산기(210), 상기 연산기(210)가 결정한 용량에서 상기 MS의 UL 데이터에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS에 다중 버스트를 할당하는 패킷 스케쥴러(220), 및 상기 패킷 스케쥴러(220)의 스케쥴링 정보를 이용하여 MAP 정보를 생성하는 생성기(230)를 포함한다.
상기 연산기(210)는 DL CINR, UL CINR, 및 NI를 수신하며, 상기 DL CINR은 MS로부터 수신한 CQI 등을 통해 획득되고, 상기 UL CINR 및 NI는 BS가 UL에서 측정하여 획득될 수 있다. 여기서, 채널 정보는 DL/UL CINR, 경로 손실, 및 NI 등을 포함한다. 그리고, 상기 연산기(210)는, 상기 MS로부터 수신한 BW-REQ 메시지를 통해 UL에서의 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨 결정과 자원 할당 요청을 확인하고, 상기 송신 전력 보고 메시지를 통해 UL에서 MS의 송신 전력 레벨을 확인하며, 상기 ACK/NACK 메시지를 통해 BS와 MS 간의 HARQ 방식을 적용한 데이터 송수신에 따라 데이터 패킷의 정상 수신 여부를 확인한다.
여기서, 상기 연산기(210)는, DL/UL CINR, 경로 손실, NI를 통해 MS의 채널 상태를 확인하며, 송신 전력 레벨을 통해 상기 MS의 헤드룸을 확인한다. 그리고, 상기 MS의 채널 상태는, 셀 내의 요소들에 의해 발생하는 잡음 및 간섭뿐만 아니라 다중 셀 환경에서 인접 셀에 의해 발생하는 잡음 및 간섭에 따른 DL 및 UL의 채널 상태를 의미하며, 상기 DL 및 UL의 채널 상태는 CINR, 경로 손실, 및 NI 등에 의해 결정된다.
그리고, 상기 연산기(210)는 상기 MS의 헤드룸 및 채널 상태에 따라 패킷 스케쥴러(220)의 패킷 스케쥴링을 위한 MS의 용량을 결정한다. 여기서, 상기 연산기(210)는, MS의 용량으로 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정한다. 그리고, 상기 연산기(210)는, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 상기 패킷 스케쥴러(220)가 MS의 데이터 패킷에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하도록 한다.
여기서, 상기 패킷 스케쥴러(220)는, 노멀 버스트, 제1HARQ 서브 버스트, 및 제2HARQ 서브 버스트 등 MS에 다중 버스트를 할당할 수 있으며, 상기 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨은, QPSK(QPSK: Quadrature Phase Shift Key, 이하 'QPSK'라 칭하기로 함)1/2×6(QPSK1/2 반복(repetition) 6), QPSK1/2×4(QPSK1/2 반복 4), QPSK1/2×2(QPSK1/2 반복 2), QPSK1/2, QPSK3/4, 16QAM(QAM: Quadrature Amplitude Modulation, 이하 'QAM'이라 칭하기로 함)1/2, 16QAM3/4 등이 될 수 있다. 상기 연산기(210)는, 상기 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정하여 상기 패킷 스케쥴러(220)로 제공한다.
상기 패킷 스케쥴러(220)는, 상기 연산기(210)가 결정한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 수신하고, 상기 연산기(210)의 BW-REQ 메시지에 상응하여 상기 MS가 송신할 UL 패킷 데이터를 확인하며, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 MS의 패킷 데이터에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하여 상기 MS에 다중 버스트를 할당한다. 여기서, 상기 패킷 스케쥴러(220)는, 상기 연산기(210)가 결정한 송신 전력 레벨에 상응하는 전력 제어 정보 엘리먼트(Power Control IE(Information Element))를 수신하며, 상기 패킷 스케쥴러(220)는 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 상기 전력 제어 정보 엘리먼트에 상응하는 패킷 스케쥴링을 수행하여 버스트를 할당한다.
그리고, 상기 패킷 스케쥴러(220)는, 전술한 바와 같이 노멀 버스트, 제1 및 제2HARQ 서브 버스트를 할당할 수 있으며, 특히 상기 패킷 스케쥴러(220)는 상기 연산기(210)가 결정한 상기 최대 바이트 내에서 상기 패킷 데이터를 전송하도록 버스트에 대한 바이트를 결정한다. 또한, 상기 패킷 스케쥴러(220)는 버스트 정보와 상기 버스트의 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨에 대한 정보가 포함된 스케쥴링 정보를 생성기(230)로 전송하며, 상기 버스트 정보는, 상기 노멀 버스트, 제1 및 제2HARQ 서브 버스트임을 나타내는 지시 정보와, 프레임에서 노멀 버스트, 제1 및 제2HARQ 서브 버스트의 위치 정보 및 크기 정보 등을 포함한다.
상기 생성기(230)는 패킷 스케쥴러(220)로부터 스케쥴링 정보를 수신하여 MAP 정보를 생성하고, 상기 생성한 MAP 정보를 MS로 송신한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)의 연산기(210) 및 패킷 스케쥴러(220)를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)의 연산기(210) 및 패킷 스케쥴러(220)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 연산기(210)는, 데이터 패킷의 정상 수신 여부를 확인하여 ACK/NACK비(rate)를 산출하는 HARQ 확인부(302), DL/UL에서의 CINR을 미리 설정된 기준 MCS 레벨로 정규화(normalized)하는 CINR 정규화부(304), 상기 데이터 패킷의 정상 수신 여부에 따라 상기 HARQ 확인부(302)가 산출한 ACK/NACK비로 정규화 CINR(NCINR)을 조정(adjusted)하는 CINR 조정부(306), 상기 조정한 정규화 CINR을 이용하여 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부(308), 상기 오프셋을 오프셋 테이블에 저장하는 오프셋 저장부(310), 상기 수신한 BW-REQ 메시지와 송신 전력 보고 메시지를 확인하는 메시지 확인부(314), 상기 송신 전력 보고 메시지를 통해 MS의 송신 전력 보고를 확인하는 송신 전력 확인부(316), 및 상기 MS의 송신 전력 보고와 오프셋을 이용하여 MS의 용량으로 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정하는 용량 결정부(312)를 포함한다. 여기서, 상기 용량 결정부(312)는 상기 ACK/NACK비와 정규화 CINR에 의해 결정된 오프셋을 이용하여 MS에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정함으로, 상기 연산기(210)는 BS와 MS 간의 채널 상태뿐만 아니라 패킷 데이터의 정상 수신 여부를 고려하여 보다 정확한 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨을 결정한다.
상기 패킷 스케쥴러(220)는, 상기 연산기(210)가 결정한 MCS 레벨 별 최대 바이트를 포함하는 자원 테이블을 저장하는 자원 저장부(352), 상기 MS의 데이터 패킷 정보를 정렬하는 데이터 큐(354), 상기 자원 테이블을 이용하여 연산기(210)가 결정한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 패킷 스케쥴링을 수행하는 스케쥴링부(356), 상기 생성기(230)가 생성한 MAP 정보에 상응한 MS의 파라미터를 저장하는 파라미터 저장부(362), 및 상기 MS의 파라미터와 상기 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨에 상응한 MS의 정보를 저장하는 MS 정보 저장부(360)를 포함한다. 여기서, 상기 패킷 스케쥴링부(356)는 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS에 다중 버스트를 할당하고, 상기 다중 버스트 할당에 상응한 스케쥴링 정보를 생성기(230)로 전송한다.
상기 HARQ 확인부(302)는, 전술한 바와 같이 HARQ 방식을 적용하여 BS와 MS 간의 데이터 송수신이 이루어짐에 따라 데이터 패킷의 정상 수신 여부에 대한 메시지, 즉 MS로부터 ACK/NACK 메시지의 수신을 확인하고, 상기 ACK/NACK 메시지의 수신에 상응한 ACK/NACK비를 산출하여 CINR 조정부(306)로 전송한다.
상기 CINR 정규화부(304)는 MS가 UL을 통해 송신한 소정 버스트에 대해 BS가 UL에서 측정한 CINR을 수신하고, 상기 수신한 CINR을 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2로 정규화하여 CINR 조정부(306)로 정규화 CINR(NCINR)을 전송한다. 그리고, 상기 BS가 UL에서 측정한 CINR은, 프레임 넘버, MS의 기본 연결 식별자(BCID: Basic Connection Identifier, 이하 'BCID'라 칭하기로 함), 및 HARQ 채널 식별자(ACID: HARQ Channel Identifier, 이하 'ACID'라 칭하기로 함)로 구별되어 BS에서 관리된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 CINR 정규화부(304)는, 각 버스트의 측정된 CINR, 파리미터 저장부(362)에 저장된 스케쥴링 MCS 레벨 정보, CINR 평균 파라미터, 정규화 테이블, 및 UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 입력받고, 상기 입력된 정보들을 이용하여 평균 정규화 CINR을 출력한다. 그리고, 상기 CINR 정규화부(304)는 각 버스트에 대한 정규화 CINR을 계산하고, 상기 계산한 정규화 CINR의 평균을 산출하며, UL 채널 디스크립터(UCD: UL Channel Descriptor, 이하 'UCD'라 칭하기로 함) 설정시 정규화 CINR 테이블과 UL HARQ 버스트 상대 전력 오프셋을 확인한다.
여기서, 상기 CINR 정규화부(304)의 상기 정규화 CINR은 상기 기준 MCS 레벨에 해당하는 요구(required) CINR을 기준으로 정규화된 CINR을 의미하며, 상기 정규화 CINR은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 수학식 1에서 NCINRnorm_㏈[k]는 노멀 버스트를 기준으로 k번째 버스트에 대해 ㏈ 스케일(scale)의 정규화 CINR을 의미하고, 상기 측정된 정규화 CINR과 ㏈ 스케일의 정규화 CINR은 하기 수학식 2에 나타낸 바와 같으며, 수학식 2에서 NCINR㏈[k]는 k번째 버스트에 대해 ㏈ 스케일의 정규화 CINR을 의미하고, NCINR[k]는 k번째 버스트에 대해 측정된 정규화 CINR을 의미한다. 그리고, 수학식 1에서 CINR㏈[k]는 k번째 버스트에 대해 ㏈ 스케일의 측정된 CINR을 의미하고, HARQ_Offs는 UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋(relative power offset)을 의미하고, C/N[k]는 k번째 버스트의 소정 MCS 레벨에 대한 요구 CINR을 의미한다. 여기서, 상기 C/N[k]는 k번째 버스트에 대해 상기 측정된 CINR에 상응한 요구 CINR로 상기 소정 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 캐리어/ 잡음(carrier/noise)을 의미하고, C/NQPSK1/2은 QPSK1/2에 대한 요구 CINR로 상기 정규화 CINR과 같이 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2에 상응하여 정규화된 C/N을 의미하며, R[k]는 k번째 버스트에 대해 MCS 레벨의 반복 횟수를 의미하고, R1은 기준 MCS 레벨, 즉 QPSK1/2의 반복 횟수로 1을 갖는다. 여기서, C/N은 정규화 테이블에 의해 결정된다.
Figure 112008072927942-pat00001
Figure 112008072927942-pat00002
그러면, 수학식 1에 나타낸 ㏈ 스케일의 정규화 CINR은 하기 수학식 3에 의해 선형(linear) 스케일의 정규화 CINR로 변환되며, 그에 따라 평균(averaged) 정규화 CINR은 하기 수학식 4 및 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 수학식 4에서
Figure 112008072927942-pat00003
은 ㏈ 스케일의 평균 정규화 CINR을 의미하며, 수학식 5에서
Figure 112008072927942-pat00004
은 측정된 평균 정규화 CINR을 의미하고, n은 CINR이 측정된 연속적인 프레임의 개수를 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00005
Figure 112008072927942-pat00006
Figure 112008072927942-pat00007
예를 들어, 3개의 다중 버스트에 대해 수신한 CINR이 10㏈(QPSK1/2). 15㏈(16QAM1/2), 20㏈(QPSK1/2)이고, 각 MCS 레벨에 대한 요구 CINR이 14㏈(QPSK1/2), 18㏈(16QAM1/2)라고 할 경우, 모든 버스트의 정규화 CINR은 10㏈, 11㏈, 20㏈가 되고, 선형 스케일의 정규화 CINR은 10, 12.6, 100이 된다. 그러므로, 모든 NCINR의 평균값(mean)은 40.9가 되고, 상기 모든 NCINR 평균값의 ㏈ 스케일은 16.11㏈가 되므로, 다중 버스트의 대표(representative) CINR로 평균 16.11㏈를 사용한다. 이렇게 산출한 평균 정규화 CINR은, UL CINR에서 MS의 MCS 레벨에 따라 가변하는 송신 전력 레벨과 HARQ에 따라 가변하는 송신 전력 레벨의 성분을 제거하여, 단지 UL의 채널 상태에 따라 가변하는 CINR을 확인할 수 있다.
상기 CINR 조정부(306)는, 상기 HARQ 확인부(302)로부터 수신한 ACK/NACK비를 이용하여 조정 CINR 오프셋을 결정하고, 상기 조정 CINR 오프셋과 상기 CINR 정규화부(304)로부터 수신한 정규화 CINR을 합산하여 정규화 CINR을 조정하며, 상기 조정한 정규화 CINR을 오프셋 결정부(308)로 출력한다. 여기서, 상기 CINR 조정부(306)는, ACK/NACK 메시지를 통해 결정된 ACK/NACK비를 확인하고, 상기 확인한 ACK/NACK비에 따라 ACK/NACK 프레임의 개수를 각각 증가시킨다. 또한, 상기 CINR 조정부(306)는 BCID 별로 CINR 조정을 인에이블하고, 상기 ACK/NACK비와 조정 CINR 오프셋을 리셋하며, ACK/NACK 프레임의 총 개수, 최대 데이터 패킷, 임계 프레임 개수, 상기 ACK/NACK 프레임의 개수에 상응한 증감값을 관리한다.
그리고, 상기 CINR 조정부(306)는, 상기 증가된 ACK/NACK 프레임의 총 개수가 최대 데이터 패킷보다 클 경우 상기 ACK/NACK 프레임의 개수에 상응하여 조정 CINR 오프셋을 업데이트하며, 상기 업데이트한 조정 CINR 오프셋과 정규화 CINR을 합산하여 정규화 CINR을 조정한다. 상기 조정 CINR 오프셋은, 상기 ACK/NACK 프레임의 개수에 상응한 증감값을 이전 프레임에서의 조정 CINR 오프셋과 합산된 후, 현재 프레임에서의 조정 CINR 오프셋으로 업데이트되며, 상기 업데이트된 조정 CINR 오프셋과 정규화 CINR의 합산에 의해 정규화 CINR이 조정된다. 상기 조정된 정규화 CINR은 하기 수학식 6과 나타낼 수 있으며, 수학식 6에서 Adj(n)는 n개 프레임의 조정 CINR 오프셋을 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00008
상기 오프셋 결정부(308)는, CINR 조정부(306)로부터 수신한 정규화 CINR과, 기준 MCS 레벨에 대한 요구 CINR로 정규화된 C/N 간의 차이를 통해 오프셋을 결정하며, ㏈ 스케일의 오프셋은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 오프셋 결정부(308)는 상기 조정된 정규화 CINR의 평균 정규화 CINR과 정규화 테이 블을 입력받아 오프셋을 결정하고, 이때 모든 BCID에 대해 오프셋을 결정하며, 상기 결정된 오프셋을 포함하는 오프셋 테이블을 오프셋 저장부(310)로 출력한다. 그리고, 수학식 7에서
Figure 112008072927942-pat00009
는 노멀 버스트에 대한 노멀 버스트를 기준으로 k번째 버스트에 대해 ㏈ 스케일의 평균 CINR을 의미하며, C/NQPSK1/2은 QPSK1/2의 기준 MCS 레벨에 대한 요구 CINR로서 QPSK1/2에 상응하여 정규화된 C/N을 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00010
상기 오프셋 저장부(310)는, MS의 BCID와 오프셋을 포함하는 오프셋 테이블을 저장 및 관리한다. 여기서, 상기 오프셋 테이블은 상기 오프셋 결정부(308)이 결정한 오프셋에 의해 업데이트되어 저장된다.
상기 메시지 확인부(314)는, BW-REQ 메시지와 송신 전력 보고 메시지의 헤더를 확인하며, 특히 송신 전력 보고 메시지의 헤더에 포함된 ACID를 통해 노멀 버스트에 대한 송신 전력 보고인지 HARQ 버스트에 대한 송신 전력 정보인지를 확인한다. 또한, 상기 메시지 확인부(314)는, 송신 전력 보고를 이용하여 NI를 확인할 수 있으며, 예를 들어 임의의 n번째 프레임에서 제1HARQ 서브 버스트에 대한 송신 전력 레벨과 (n+m)번째 프레임에서 상기 제1HARQ 서브 버스트의 재전송 HARQ 버스트인 제2HARQ 서브 버스트에 대한 송신 전력 레벨 간의 차이를 통해 NI를 확인할 수 있다.
상기 송신 전력 확인부(316)는, 상기 송신 전력 보고 메시지의 헤더 확인을 통해 MS의 송신 전력 보고를 확인하고, 상기 송신 전력 보고를 이용하여 MS의 송신 전력 및 헤드룸을 확인하며, 특히 MS의 최대 송신 전력, 즉 총 송신 전력에서 송신 전력 레벨을 고려하여 사용 가능한 송신 전력을 확인한다. 여기서, 송신 전력 확인부(316)는 송신 전력 레벨을 통해 버스트에 대한 MCS 레벨을 확인할 수 있으며, 특히 파라미터 저장부(362)에 저장된 파라미터를 이용하여 상기 MCS 레벨을 보다 용이하게 확인할 수 있다.
상기 용량 결정부(312)는, 송신 전력 확인부(316)로부터 수신한 MS의 헤드룸과 오프셋 저장부(310)로부터 수신한 오프셋을 이용하여 MS의 용량, 다시 말해 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정한다. 여기서, 상기 용량 결정부(312)는, 상기 MS의 헤드룸 및 오프셋을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨 및 MS의 사용 가능한 총 송신 전력을 결정하고, 상기 총 송신 전력에서 적용 가능한 모든 MSC 레벨에 대한 송신 전력 레벨로 송신 전력 밀도(density)를 결정하며, 상기 모든 MCS 레벨에 대한 최대 바이트를 결정한 후, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 패킷 스케쥴링이 수행되도록 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트에 대한 정보를 상기 패킷 스케쥴러(220)로 제공한다.
상기 자원 저장부(352)는, 노멀 버스트와 HARQ 버스트에 따라 MCS 레벨 별 최대 바이트가 포함되는 자원 테이블을 저장 및 관리한다. 여기서, 상기 자원 테이블은 상기 용량 결정부(312)이 결정한 노멀 버스트에 대한 MCS 레벨 별 최대 바이 트와 HARQ 버스트에 대한 MCS 레벨 별 최대 바이트가 업데이트되어 저장된다.
상기 데이터 큐(354)는, 상기 MS의 다중 버스트에 해당하는 데이터 패킷의 데이터 큐 정보를 관리하며, 다중 버스트의 전력 제어 정보 엘리먼트를 상기 용량 결정부(312)로부터 수신한다. 그리고, 상기 데이터 큐(354)는 전력 제어 엘리먼트를 이용하여 상기 MS의 다중 버스트에 해당하는 데이터 큐 정보를 정렬하여 스케쥴링부(356)로 전송한다.
상기 스케쥴링부(356)는, 상기 자원 저장부(352)로부터 수신한 자원 테이블에서 적용 가능한 모든 MCS 레벨 중 하나의 MCS 레벨을 선택하고, 상기 선택한 MCS 레벨에 해당하는 최대 바이트 내에서 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS에 할당되는 다중 버스트에 해당하는 바이트를 할당한다. 여기서, 상기 스케쥴링부(356)는 상기 선택한 MCS 레벨의 최대 데이터 용량을 초과하지 않도록 다중 버스트에 해당하는 바이트를 할당한다. 그리고, 상기 스케쥴링부(356)는, MS에 대한 스케쥴링 정보를 생성기(230)로 전송하며, 상기 스케쥴링 정보를 자원 저장부(352)로 전송하여 상기 자원 테이블을 업데이트하도록 한다.
상기 파라미터 저장부(362)는, 패킷 스케쥴러(220)의 패킷 스케쥴링에 상응한 스케쥴링 정보를 저장 및 관리하며, 특히 상기 패킷 스케쥴링에 상응하여 상기 생성기(230)가 생성한 MAP 정보를 수신하여 MS의 파라미터들을 저장 및 관리한다. 여기서, 상기 파라미터들은, 상기 스케쥴링에 상응하여 MS에 할당되는 다중 버스트에 해당하는 프레임 넘버, ACID, NI, MCS 레벨, 요구 CINR, 정규화 CINR, 정규화 CINR이 측정된 프레임 개수, 오프셋, 누적 오프셋, 0이 아닌 프레임의 개수, 정규 화 송신 전력, 송신 전력 보고, 송신 전력 보고의 MCS 레벨, 송신 전력 보고의 프레임 넘버, 할당된 최대 데이터 용량, 및 총 송신 전력을 포함한다. 그리고, 상기 파라미터 저장부(362)는 다중 버스트에 대한 송신 전력 레벨을 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2로 정규화하여 저장 및 관리한다. 상기 파라미터 저장부(362)에 저장된 파라미터들은 CINR 정규화부(304)과 MS 정보 저장부(360)로 전송된다.
상기 MS 정보 저장부(360)는 상기 파라미터 저장부(362)에 저장된 MS의 파라미터들뿐만 아니라 BCID, 및 최대 바이트을 갖는 MCS 레벨 정보를 저장 및 관리하며, 이때 상기 0이 아닌 프레임의 개수는 저장되지 않을 수도 있다. 그리고, 상기 MS 정보 저장부(360)에 저장된 MS의 정보를 이용하여 비례 공평(PF: Proportional Fair, 이하 'PF'라 칭하기로 함) 스케쥴링 방식으로 스케쥴링을 수행할 수도 있다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)가 UL 스케쥴링을 제어하는 동작을 개략적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)가 UL 스케쥴링을 제어하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, S402단계에서 BW-RWQ 메시지, ACK/NACK 메시지, 송신 전력 보고 메시지, 및 채널 정보를 수신한다. 그리고, 상기 수신한 BWQ-REQ 메시지를 통해 MS의 데이터 패킷을 확인하고, 상기 ACK/NACK 메시지를 통해 HARQ 버스트의 존재 여부를 확인하고, 상기 송신 전력 보고 메시지를 통해 MS의 송신 전력 보고를 확인하며, 상기 채널 정보를 통해 MS의 채널 상태를 확인한다.
그런 다음, S404단계에서 전술한 바와 같은 확인을 통해 MS의 용량으로 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정한다. 여기서, 상기 확인한 HARQ 버스트의 존재 여부 및 채널 상태를 이용하여 오프셋을 결정하고, 상기 송신 전력 보고를 통해 송신 전력 레벨을 정규화한 후, MS의 총 송신 전력을 결정하며, 상기 총 송신 전력에서 MS에 할당되는 다중 버스트에 대해 적용 가능한 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨과 최대 바이트를 결정한다.
그리고, S406단계에서 상기 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 송신 전력 레벨과 최대 바이트에서 패킷 스케쥴링을 수행하여 MS에 다중 버스트를 할당한다. 여기서, 상기 MS의 ACK/NACK 메시지에 상응하여 노멀 버스트, 제1 및 제2HARQ 서브 버스트 등을 포함하는 다중 버스트를 할당할 수 있다. 다음으로, S408단계에서 상기 패킷 스케쥴링에 상응한 MAP 정보를 생성하여 MS로 송신한다. 여기서, 상기 MAP 정보는, MS의 버스트 정보 및 상기 다중 버스트의 MCS 레벨과 송신 전력 레벨에 대한 정보 등이 포함된 스케쥴링 정보를 포함한다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 연산기(210)가 용량 결정을 하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 연산기(210)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, S502단계에서 채널 상태에 상응하여 결정된 CINR을 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2로 정규화하고, ACK/NACK 메시지 수신에 상응하여 결정된 ACK/NACK비를 이용하여 상기 정규화 CINR을 조정한다. 그런 다음, S504단계에서 상기 조정된 정규화 CINR과 기준 MCS 레벨에 대한 요구 CINR로 정규화된 C/N 간의 차 이를 통해 오프셋을 결정하고, MS로부터 수신된 송신 전력 보고 메시지를 통해 MS의 송신 전력 보고를 확인한다.
그리고, S506단계에서 상기 오프셋과 MS의 송신 전력 보고를 이용하여 상기 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨, 예컨대 송신 전력 밀도를 결정하며, 상기 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정한다. 여기서, 상기 MS의 송신 전력 보고와 결정된 송신 전력 레벨을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하고, CINR을 고려한 최대 MCS 레벨을 이용하여 적용 가능한 모든 MCS 레벨을 확인하며, 상기 업데이트된 정규화 송신 전력 레벨과 오프셋을 이용하여 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 결정한다. 그리고, 상기 결정한 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트에서 패킷 스케쥴러(220)가 패킷 스케쥴링을 수행하도록 한다. 그러면 여기서, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, S602단계에서 상기 오프셋 저장부(310)로부터 수신한 오프셋 테이블을 통해 오프셋을 확인하고, 미리 설정한 최대 오프셋과 최소 오프셋에 따라 상기 오프셋을 필터링한다. 그런 다음, S604단계에서 상기 필터링된 오프셋과 송신 전력 확인부(316)로부터 수신한 MS의 송신 전력 보고 및 헤드룸을 통해 MS의 송신 전력 레벨, 다시 말해 MS로부터 보고된 송신 전력 레벨과 스케쥴링에 의해 마 지막에 결정된 송신 전력 레벨을 확인한다.
그리고, S606단계에서 MS로부터 보고된 송신 전력 레벨과 마지막에 결정된 송신 전력 레벨 중 가장 최근의 송신 전력 레벨, 및 상기 필터링된 오프셋을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하며, S608단계에서 상기 업데이트한 정규화 송신 전력 레벨을 이용하여 MS의 다중 버스트에 대해 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 레벨로 송신 전력 밀도를 결정한다. 여기서, 상기 정규화 송신 전력 레벨의 업데이트는 상기 가장 최근의 송신 전력 레벨에 상응한 정규화 송신 전력에 상기 오프셋이 합해져 업데이트된다.
다음으로, S610에서 상기 결정한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 이용하여 MS의 총 송신 전력을 결정하고, 상기 총 송신 전력에서 모든 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정하며, 상기 결정한 MCS 레벨 별 최대 바이트에서 패킷 스케쥴링을 수행하도록 상기 MCS 레벨 별 최대 바이트에 대한 정보를 패킷 스케쥴러(220)로 전송한다. 그러면 여기서, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 오프셋 필터링을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 오프셋 필터링 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, S702단계에서 현재 프레임 넘버와 오프셋이 0이 아닌 프레임 넘버를 확인하고, 상기 확인한 프레임 간 차이가 프레임 임계값보다 클 경우 S704단계에서 상기 오프셋 저장부(308)에 저장된 오프셋 테이블을 이용하여 오프셋을 확인한다. 그런 다음, S706단계에서 미리 설정된 최대 전력 오프셋과 최소 전력 오프셋에 따라 필터링하며, 이때 상기 오프셋 테이블에서 최대 임계 전력 오프셋과 최소 임계 전력 오프셋에 상응한 최대 전력 오프셋과 최소 전력 오프셋을 기준으로 필터링을 수행한다. 여기서, 상기 최대 임계 전력 오프셋과 최소 임계 전력 오프셋은 최대 전력 오프셋과 최소 전력 오프셋에 대한 임계값으로 미리 설정된다.
다음으로, S708단계에서 상기 필터링한 오프셋이 0이 아닐 경우 전력 제어 IE를 생성하여 패킷 스케쥴러(220)로 전송하고, S710단계에서 상기 오프셋 테이블의 오프셋을 0으로 리셋한다. 상기 오프셋 테이블은 오프셋 결정부(308)이 결정한 오프셋에 의해 업데이트되어 유지되며, 상기 S702단계에서 상기 확인한 프레임 간 차이가 프레임 임계값 이하이거나 S708단계에서 상기 필터링한 오프셋이 0일 경우 상기 오프셋 테이블의 오프셋을 0으로 리셋한다.
여기서, 상기 용량 결정부(312)는, 상기 오프셋 테이블과 최대 전력 오프셋, 최소 전력 오프셋, 최대 임계 전력 오프셋, 및 최소 전력 임계 오프셋과 파라미터 저장부(362)의 파라미터들을 입력받아 전술한 바와 같은 오프셋 필터링을 수행하여 리셋된 오프셋 테이블을 출력한다. 또한, 전술한 오프셋 필터링 동작을 수행하기 위해 상기 용량 결정부(312)는, MS별 각 프레임에서 전력 제어 IE에 대한 주기 조건을 확인하고, 오프셋 테이블에서 최대 전력 오프셋, 최소 전력 오프셋, 최대 임계 전력 오프셋, 및 최소 전력 임계 오프셋을 비교하며, 현재 스케쥴링한 프레임에 대해 필터링된 오프셋 테이블을 생성하여 전력 제어 IE를 전송하고, 상기 오프셋 테이블을 리셋한다. 그러면 여기서, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 전력 레벨 확인 및 정규화 송신 전력 레벨 업데이트를 보 다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 송신 전력 레벨 확인 및 정규화 송신 전력 레벨 업데이트 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, S802단계에서 가장 마지막에 결정된 정규화 송신 전력 레벨과 상기 송신 전력 보고 메시지를 통해 보고된 송신 전력 레벨을 확인한다. 여기서, 상기 결정된 정규화 송신 전력 레벨은 파라미터 저장부(362)의 MAP 정보 확인에 의해 상기 파라미터 저장부(362)에 저장되며, 상기 보고된 송신 전력 레벨은 송신 전력 확인부(316)의 송신 전력 보고 확인에 의해 상기 송신 전력 확인부(316)에 저장된다.
그런 다음, S804단계에서 현재 프레임, 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임, CINR을 측정한 프레임을 확인한다. 그리고, S806단계에서 상기 프레임 확인 결과에 상응하여 가장 마지막에 결정된 정규화 송신 전력 레벨과 보고된 송신 전력 레벨을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 결정한다. 여기서, 상기 정규화 송신 전력 레벨은, 상기 가장 마지막에 결정된 정규화 송신 전력 레벨과 상기 보고된 송신 전력 레벨의 정규화 송신 전력 레벨 중 가장 최근의 정규화 송신 전력 레벨이다.
다음으로, SS808단계에서 상기 가장 최근의 정규화 송신 전력 레벨에 상기 오프셋을 합산하여 상기 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다. 이때, 상기 현재 프레임 넘버와 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버 간의 차이가 임계 주기보다 클 경우 송신 전력 보고가 없음으로 하기 수학식 8에 나타낸 바와 같이 정 규화 송신 전력 레벨을 결정한다.
수학식 8에 의해 결정되는 정규화 송신 전력 레벨은, 채널 상태가 열악하여 MS로부터 송신 전력 보고 메시지를 수신하지 못하는 경우의 정규화 송신 전력 레벨이며, 특히 BS가 MS의 채널 정보, 예컨대 수신 신호 세기 지시자(RSSI: Receive Signal Strength Indicator, 이하 'RSSI'라 칭하기로 함)를 인지하지 못하여 MS가 셀의 가장자리에 위치하는 것으로 간주하여 결정한 정규화 송신 전력 레벨을 의미한다. 수학식 8에서 NTPW는 MS가 셀의 가장자리에 위치할 경우의 정규화 송신 전력 레벨을 의미하고, BSEIRP는 DL 채널 디스크립터(DCD: DL Channel Descriptor, 이하 'DCD'라 칭하기로 함)에 포함된 BS의 실효 등방성 복사 전력(EIRP: Effective Isotropic Radiated Power, 이하 'EIRP'라 칭하기로 함)을 의미하고, RSedge는 MS가 셀의 가장자리에 위치할 경우 미리 설정된 RSSI를 의미하며, AcBSoffSS는 MS 별 누적 BS 오프셋을 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00011
수학식 8에 나타낸 바와 같이 정규화 송신 전력 레벨을 결정하면, S808단계에서 HARQ 버스트의 존재 여부를 확인한 후, 상기 UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 이용하여 상기 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다.
그리고, 상기 S806단계에서의 확인 결과 상기 현재 프레임 넘버와 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버 간의 차이가 임계 주기 이하이고, 상기 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버와 상기 프레임 임계값 간의 차이가 CINR을 측정한 프레임 넘버와 같을 경우, S808단계에서 상기 보고된 송신 전력 레벨의 MCS 레벨을 결정한다. 이때, 상기 MCS 레벨은 ACID 및 BCID에 상응하여 결정되며, 보고된 송신 전력 레벨, 기준 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 C/N(즉, 상기 기준 MCS 레벨에 따른 요구 CINR), 상기 결정한 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 C/N(즉, 상기 결정한 MCS 레벨에 따른 요구 CINR), 및 상기 기준 MCS 레벨에 상응한 반복 횟수와 상기 결정한 MCS 레벨에 상응한 반복 횟수 간의 차이를 이용한 연산(합산)을 수행하여 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다.
그런 다음, 상기 S808단계에서 HARQ 버스트의 존재 여부를 확인한 후, HARQ 서브 버스트의 첫번째 스케쥴된 프레임 넘버를 확인하며, CINR을 측정한 프레임의 누적 오프셋과 상기 첫번째 스케쥴된 프레임의 누적 오프셋 간의 차이를 이용하여 상기 정규화 송신 전력 레벨을 다시 업데이트한다. 그리고, 상기 업데이트한 정규화 송신 전력 레벨을 상기 UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 이용하여 재업데이트, 예컨대 상기 정규화 송신 전력 레벨에 상기 상대 전력 오프셋을 합산하여 업데이트하며, 현재 프레임의 NI와 상기 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버와 상기 프레임 임계값 간 차이의 NI를 이용한 연산(합산)을 수행하여 상기 재업데이트한 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다.
또한, 상기 S806단계에서의 확인 결과 상기 현재 프레임 넘버와 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버 간의 차이가 임계 주기 이하이고, 상기 송신 전 력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버와 상기 프레임 임계값 간의 차이가 CINR을 측정한 프레임 넘버보다 클 경우, 상기 S808단계에서 보고된 송신 전력 레벨, 기준 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 C/N, 상기 BW-REQ 메시지 헤더의 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 C/N, 및 상기 기준 MCS 레벨에 상응한 반복 횟수와 상기 BW-REQ 메시지 헤더의 MCS 레벨에 상응한 반복 횟수 간의 차이를 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다. 그런 다음, 상기 S808단계에서 현재 프레임의 NI와, 상기 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버와 상기 프레임 임계값 간 차이의 NI를 이용하여 상기 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트한다.
아울러, 상기 S806단계에서 상기 현재 프레임 넘버와 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버 간의 차이가 임계 주기 이하이고, 상기 송신 전력 보고 메시지가 수신된 프레임 넘버와 상기 프레임 임계값 간의 차이가 CINR을 측정한 프레임 넘버보다 작을 경우, 상기 S808단계에서 보고된 송신 전력 레벨, 현재 프레임의 NI와 가장 최근 프레임의 NI 간 차이를 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 재업데이트한다.
여기서, 상기 용량 결정부(312)는, 가장 마지막에 저장된 송신 전력 보고 메시지 헤더, 가장 마지막에 결정된 송신 전력 레벨, 정규화 테이블, UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋, 및 필터링된 오프셋 테이블을 입력받아 최종 정규화 송신 전력 레벨을 결정한다. 그리고, 전술한 송신 전력 확인 동작을 수행하기 위해 상기 용량 결정부(312)는 파라미터 저장부(362)에 저장된 파라미터들에서 가장 마지막에 결정된 송신 전력 레벨을 확인하고, 송신 전력 보고 메시지 헤더의 MCS 레 벨을 이용하여 상기 송신 전력 보고 메시지 헤더에서 정규화 송신 전력 레벨을 확인하며, HARQ 버스트를 갖는 송신 전력 보고에서 UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 확인한다.
이렇게 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하여 최종 정규화 송신 전력 레벨이 결정되면, 상기 용량 결정부(312)는 상기 정규화 테이블을 이용하여 상기 최종 정규화 송신 전력 레벨에 따른 MS의 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 결정한다. 여기서, 상기 최종 정규화 송신 전력 레벨은 전술한 바와 같이 보고된 송신 전력 레벨과 결정된 송신 전력 레벨 중 가장 최근의 송신 전력 레벨을 정규화하여 업데이트된 송신 전력 레벨이다.
그리고, 상기 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도는 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있으며, 상기 용량 결정부(312)는 상기 최종 정규화 송신 전력 레벨, 정규화 테이블, 및 HARQ에 대한 상대 오프셋을 입력받아 모든 MCS 레벨에 대한 송신 전력 밀도를 결정한다. 즉, 상기 용량 결정부(312)는 업데이트된 상기 최종 정규화 송신 전력 레벨과, 상기 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 별 요구 CINR, 기준 MCS 레벨에 대한 요구 CINR, 및 상기 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 레벨 반복 횟수를 이용하여 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 수학식 9에 나타낸 바와 같이 결정한다. 수학식 9에서 TPMCS는 소정 MCS 레벨에 대한 송신 전력 밀도를 의미하고, NTPfinal은 상기 최종 정규화 송신 전력 레벨을 의미하고, C/NMCS는 소정 MCS 레벨의 요구 CINR로 소정 MCS 레벨에 상응하여 정규화된 C/N을 의미하며, RMCS는 소정 MCS 레벨에 상응한 반복 횟수를 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00012
그리고, 상기 용량 결정부(312)는, MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도가 결정되면, 상기 송신 전력 밀도를 이용하여 MS의 총 송신 전력을 확인하고, 상기 총 송신 전력에서 상기 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정한다. 그러면 여기서, 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 전력 밀도 및 최대 바이트 결정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 송신 전력 밀도 및 최대 바이트 결정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, S902단계에서 자원 저장부(352)에 저장된 자원 테이블을 수신하여 상기 자원 테이블을 리셋한다. 그런 다음, S904단계에서 상기 자원 테이블을 이용하여 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨에서 MS의 DL CINR을 고려한 최대 MCS 레벨을 확인하고, 상기 최대 MCS 레벨을 소정 MCS 레벨로 결정한다.
그리고, S906단계에서 상기 결정한 소정 MCS 레벨에 대한 송신 전력 밀도를 수학식 9에 나타낸 바와 같이 결정하고, HARQ 버스트의 존재 여부를 확인한 후, UL HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 이용하여 상기 결정한 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 업데이트한다. 여기서, 상기 HARQ 버스트가 존재하지 않으면 상기 송신 전력 밀도의 업데이트는 수행되지 않으며, 상기 업데이트는 상기 결정한 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도에 상기 상대 전력 오프셋을 합산한다. 다음으로, S908단계에서 미리 설정된 룩업 테이블(lookup table)을 이용하여 MS가 사용 가능한 총 송신 전력에서 상기 소정 MCS 레벨 대한 최대 바이트를 결정하고, 상기 소정 MCS 레벨 대한 최대 바이트를 이용하여 상기 자원 테이블을 업데이트하며, 상기 자원 테이블의 업데이트에 의해 MS의 총 송신 전력이 업데이트된다. 여기서, MS의 총 송신 전력 업데이트는, MS가 사용 가능한 총 송신 전력의 업데이트를 의미한다. 즉, 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도 및 최대 바이트에 의해 MS가 사용 가능한 총 송신 전력이 업데이트된다.
그런 다음, S906단계에서 상기 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨에서 상기 소정 MCS 레벨 다음의 MCS 레벨에 대한 송신 전력 밀도를 결정하고, S908단계에서 상기 업데이트된 MS의 총 송신 전력에서 상기 다음의 MCS 레벨 대한 최대 바이트를 결정한다. 다시 말해, 상기 용량 결정부(312)는 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨에서 최대 MCS 레벨을 확인하고, 상기 최대 MCS 레벨부터 최소 MCS 레벨까지 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 결정하고, 상기 송신 전력 밀도를 이용하여 MCS 레벨 별 사용 가능한 총 송신 전력을 결정하며, 상기 총 송신 전력에서 적용 가능한 모든 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정한다.
여기서, 상기 용량 결정부(312)는, 적용 가능한 모든 MCS 레벨에 대한 송신 전력 밀도, 버스트 영역의 크기 정보, 치환(permutation) 정보, MS의 총 송신 전력, 최대 MCS 레벨, 최소 MCS 레벨, 및 DL CINR을 입력받아 적용 가능한 모든 MCS 레벨에 대한 최대 바이트를 결정하여 자원 테이블을 출력한다. 그리고, 전술한 적용 가능한 모든 MCS 레벨에 대한 최대 바이트 결정 동작을 수행하기 위해 상기 용량 결정부(312)는, MS의 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도로부터 다중 버스트에서 사용 가능한 총 송신 전력을 산출하고, 상기 산출한 총 송신 전력에서 사용 가능한 총 서브캐리어의 개수를 산출하며, 상기 총 서브캐리어에 상응하여 사용 가능한 총 서브채널의 개수를 산출하고, 데이터, 파일럿, 및 치환을 고려한 서브채널 별 서브캐리어를 산출한다.
또한, 상기 용량 결정부(312)는, 상기 사용 가능한 총 서브채널의 개수에 상응하여 사용 가능한 총 슬럿의 개수를 산출하고, 각 버스트 영역 별 영역 크기 정보로부터 획득할 수 있는 서브채널 별 슬럿의 개수를 산출하며, 상기 사용 가능한 총 슬럿의 개수에 상응하여 최대 바이트를 산출한다. 아울러, 상기 용량 결정부(312)는 MCS 레벨 적용이 제한될 경우 제한된 MCS 레벨에 대한 최대 바이트는 0으로 설정되며, 최대 MCS 레벨과 최소 MCS 레벨의 파라미터를 이용하여 MCS 레벨 적용을 나타낼 수 있다. 그러면 여기서, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 패킷 스케쥴러(220)가 패킷 스케쥴링하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 패킷 스케쥴러(220)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, S1002단계에서 상기 연산기(210)의 용량 결정부(312)이 결정한 MCS 레벨 별 최대 바이트를 확인한다. 여기서, 상기 용량 결정부(312)는 전술한 바와 같이 MS에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 모든 MCS 레벨에 대해 송신 전력 밀도 및 최대 바이트를 결정하여 자원 테이블로 출력하며, 상기 패킷 스켓쥴러(220)는 상기 자원 테이블을 입력받아 다중 버스트에 적용 가능한 MCS 별 최대 바이트를 확인한다.
그런 다음, S1004단계에서 미리 설정된 스케쥴링 정책에 상응하여 적용 가능한 모든 MCS 레벨 중 하나의 MCS 레벨을 선택하고, S1006단계에서 상기 선택한 MCS 레벨의 최대 바이트를 초과하지 않도록 MS의 다중 버스트 별 바이트를 할당한다. 여기서, 상기 스케쥴링 정책은, 적용 가능한 모든 MCS 레벨에서 최대 MCS 레벨 선택, 최대 바이트가 가장 큰 MCS 레벨 선택, 또는 이전에 스케쥴링된 MCS 레벨과 동일한 MCS 레벨 선택 등이 될 수 있다. 그리고, 상기 바이트 할당에 상응한 스케쥴링 정보는 생성기(230)가 MAP 정보를 생성하도록 상기 생성기(230)로 전송되고, 상기 파라미터 저장부(362)에 저장되며, 특히 상기 파라미터 저장부(362)는 MS의 노멀 버스트, 제1HARQ 서브 버스트, 및 제2HARQ 서브 버스트 별 할당된 바이트와 선택된 MCS 레벨에 대한 정보를 저장한다. 또한, 상기 패킷 스케쥴러(220)는 연결의 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함) 파라미터 및 MS에 대한 물리적 계층의 특성에 상응하여 연결 별 패킷들을 선택하고, 상기 생성기(230)가 상기 선택한 패킷들과 스케쥴링 정보를 고려하여 MAP 정보를 생성하도록 한다.
그리고, S1008단계에서 상기 바이트 할당에 상응하여 최대 MCS 레벨 및 최소 MCS 레벨을 확인하고, 상기 룩업 테이블을 이용하여 상기 최대 MCS 레벨 및 최소 MCS 레벨에 따라 사용한 총 송신 전력을 확인하고, 상기 사용한 총 송신 전력에 의해 사용 가능하도록 남겨진 총 송신 전력으로 자원 테이블의 총 송신 전력을 업데이트하며, 상기 총 송신 전력이 업데이트된 자원 테이블은 자원 저장부(352)이 저장 및 관리한다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기본 능력 협상 요청(SBC-REQ: Mobile Station's Basic Capability Negotiation Request, 이하 'SBC-REQ'라 칭하기로 함) 메시지에 대한 스케쥴링을 수행하는 초기 절차를 설명하기로 한다.
상기 용량 결정부(312)는, 초기 절차에서 MS로부터 SBC-REQ 메시지를 수신하기 위해 자원 테이블에서 스케쥴링 정책에 따라 적절한 MCS 레벨을 선택하고 바이트 결정하며, 초기 송신 전력 레벨 및 최대 바이트가 포함된 자원 테이블을 업데이트한다. 여기서, 상기 초기 송신 전력 레벨 및 최대 바이트는 상기 SBC-REQ에 대한 초기 송신 전력 레벨 및 최대 바이트로 상기 MS가 셀의 가장자리 영역에 위치하는 것으로 간주하여 결정하며, 상기 초기 송신 전력 레벨은 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 10에서 TPInit는 초기 송신 전력 레벨을 의미하며, GAn은 BS의 송신 안테나 이득을 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00013
또한, 상기 용량 결정부(312)는 수학식 11에 의해 결정된 초기 송신 전력 레벨을 이용하여 사용 가능한 총 서브채널의 개수를 산출하며, 상기 사용 가능한 총 서브채널의 개수는 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다. 수학식 11에서 Nsub는 사용 가능한 총 서브채널의 개수를 의미하고, Msub는 UL 서브프레임의 서브채널의 개수로, 예컨대 1024 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 함)에서 35가 된다. 그리고, 수학식 11에서 TPtot는 상기 SBC-REQ 메시지에 의해 확인된 사용 가능한 최대 송신 전력 레벨을 의미하며, ScPSub는 서브채널 별 서브캐리어의 개수로, 예컨대 PUSC에서 24가 되며,
Figure 112008072927942-pat00014
는 x 이하의 값을 갖는 가장 큰 정수의 반복 함수를 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00015
그리고, 상기 용량 결정부(312)는 수학식 12에 의해 산출한 사용 가능한 총 서브채널의 개수를 이용하여 소정 MCS 레벨에 대한 최대 바이트를 산출, 다시 말해 상기 사용 가능한 총 서브채널의 개수에 의해 상기 최대 바이트가 결정되며, 상기 최대 바이트는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다. 수학식 12에서 MBMCS는 소정 MCS 레벨에 대한 최대 바이트를 의미하고, SIPSub는 하나의 서브채널의 슬럿의 개 수를 의미하며, Byte per slotMCS는 상기 소정 MCS 레벨에 대한 슬럿 별 바이트를 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00016
또한, 상기 용량 결정부(312)는, 초기 송신 전력 레벨이 디폴트(default) 값일 경우 상기 SBC-REQ 메시지에 대한 요구 바이트를 확인하고, 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2로 상기 요구 바이트를 전송하기 위한 최대 정규화 초기 송신 전력 레벨을 산출하며, 상기 SBC-REQ 메시지를 수신하여 정규화 송신 전력 레벨을 산출한다. 여기서, 상기 정규화 송신 전력 레벨은 하기 수학식 13과 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 13에서 NTP는 정규화 송신 전력 레벨을 의미하고, TPcur은 상기 SBC-REQ 메시지의 현재 송신 전력 TLV(Type Length Value) 값을 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00017
그리고, 상기 용량 결정부(312)는 전력 제어 모드, 예컨대 폐루프 전력 제어 모드(closed loop power control mode) 또는 개방 루프 전력 제어 모드(open loop power control mode)에 따라 산출된 오프셋을 필터링하며, 상기 폐루프 전력 제어 모드에서의 오프셋은 BS가 MCS 레벨에 상응한 CINR의 측정을 통해 확인하고, 상기 개방 루프 전력 제어 모드에서의 오프셋은 MS가 하기 수학식 14에 나타낸 바와 같 이 산출한다. 수학식 14에서 Offset_SSperSS는 MS에 의해 산출된 오프셋을 의미하고, PTx,CL_Lasts는 폐루프 전력 제어 모드에서 마지막 전송을 위해 MS가 사용한 송신 전력 레벨을 의미하고, LOL_init는 폐루프 전력 제어 모드에서 개방 루프 전력 제어 모드로 변경되는 동안 MS가 추정한 경로 손실을 의미하고, NIOL_init는 개방 루프 전력 제어 모드로 변경되기 이전의 UL 잡음 및 간섭 레벨 IE에서 전송된 마지막 NI 레벨을 의미하고, C/NCL_last는 폐루프 전력 제어 모드에서 마지막 전송의 MCS 레벨에 상응한 정규화 C/N을 의미하며, RCL_last는 폐루프 전력 제어 모드에서 마지막 전송의 MCS 레벨에 대한 반복 횟수를 의미한다.
Figure 112008072927942-pat00018
이렇게 초기 절차에서 상기 용량 결정부(312)는, 초기 송신 전력 레벨 및 오프셋을 확인한 후 MS의 초기 용량을 결정한다. 그러면 여기서, 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 초기 용량 결정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 초기 용량 결정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, S1102단계에서 BS가 레인징 응답(RNG-RSP: Ranging Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭하기로 함) 메시지를 MS로 송신한 후, 상기 MS로부 터 수신된 SBC-REQ 메시지를 확인한다. 그런 다음, S1104단계에서 송신 전력 제어 모드를 확인, 다시 말해 개방 루프 전력 제어 모드 또는 폐루프 전력 제어 모드를 확인하고, S1106단계에서 상기 전력 제어 모드에 상응하여 산출된 오프셋을 필터링한다.
다음으로, S1108단계에서 초기 송신 전력 레벨을 확인한 후, S1110단계에서 상기 필터링한 오프셋을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하며, S1112단계에서 최대 바이트를 결정한다. 여기서, 폐루프 전력 제어 모드일 경우 상기 S1108단계에서 전술한 바와 같이 SBC-REQ 메시지에서 현재 송신 전력 TLV 값을 이용하여 초기 송신 전력 레벨을 확인하고, S1110단계에서 상기 초기 송신 전력 레벨을 정규화 송신 전력 레벨로 업데이트한 후, S1112단계에서 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2을 제외한 MCS 레벨의 최대 바이트를 0으로 설정하여 결정하며, 그에 따라 상기 QPSK1/2일 경우 정규화 송신 전력 레벨에서 최대 바이트가 할당된다.
그리고, 상기 S1102단계에서 SBC-REQ 메시지를 확인하지 못할 경우, S1106단계에서 오프셋을 0으로 설정하고, S1108단계에서 수학식 11에 나타낸 바와 같이 초기 송신 전력 레벨을 결정한 후, S1110단계에서 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하며, S1110단계에서 상기 초기 송신 전력 레벨을 정규화 송신 전력 레벨로 업데이트한 후, S1112단계에서 기준 MCS 레벨, 예컨대 QPSK1/2을 제외한 MCS 레벨의 최대 바이트를 0으로 설정하여 결정한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 BS의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)의 연산기(210) 및 패킷 스케쥴러(220)의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스케쥴러(150)가 UL 스케쥴링을 제어하는 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 연산기(210)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 오프셋 필터링 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 송신 전력 레벨 확인 및 정규화 송신 전력 레벨 업데이트 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 송신 전력 밀도 및 최대 바이트 결정 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 패킷 스케쥴러(220)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 용량 결정부(312)의 초기 용량 결정 과정을 개략적으로 도시한 도면.

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 무선 통신 시스템에서 제어 장치에 있어서,
    이동국에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 결정하는 연산기;
    상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트에서 상기 다중 버스트에 대한 바이트를 할당하는 패킷 스케쥴러; 및
    상기 할당에 상응한 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성하는 생성기를 포함하고,
    상기 연산기는,
    상기 이동국의 전력 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부;
    상기 이동국의 송신 전력 보고를 확인하는 송신 전력 확인부; 및
    상기 전력 오프셋과 상기 송신 전력 보고를 이용하여 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 결정하는 용량 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산기는 상기 다중 버스트에 대해 측정된 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 기준 MCS 레벨로 정규화하고, 상기 정규화된 CINR을 ACK(acknowledgement) 메시지 개수와 NACK(non-acknowledgement) 개수의 비(rate)로 조정하여 상기 전력 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산기는 상기 조정된 정규화 CINR과 상기 기준 MCS 레벨에 따른 요구 CINR 간의 차이를 산출하여 상기 전력 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 연산기는,
    상기 다중 버스트에 대해 측정된 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 기준 MCS 레벨로 정규화하는 정규화부;
    상기 이동국의 ACK(acknowledgement) 메시지와 NACK(non-acknowledgement) 메시지를 확인하여 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비를 산출하는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 확인부; 및
    상기 정규화부의 정규화 CINR을 상기 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비로 조정하는 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정규화부는 상기 측정된 CINR, 상기 측정된 CINR에 따른 요구 CINR, 상기 기준 MCS 레벨에 따른 요구 CINR, 상기 이동국의 HARQ 버스트에 대한 상대 전력 오프셋, 및 반복 횟수를 이용하여 상기 정규화 CINR을 출력하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 조정부는 상기 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비에 상응한 조정 CINR 오프셋을 산출하고, 상기 조정 CINR 오프셋과 상기 정규화 CINR을 합산하여 상기 정규화 CINR을 조정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 바이트 할당에 의해 결정된 송신 전력 레벨과 상기 송신 전력 보고에 의해 결정된 송신 전력 레벨 중 최근의 송신 전력 레벨을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 결정하고, 상기 결정된 정규화 송신 전력 레벨을 이용하여 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 결정하는 하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 정규화 송신 전력 레벨에 상기 전력 오프셋을 합산하여 상기 정규화 송신 전력 레벨을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 정규화 송신 전력 레벨은 상기 바이트 할당에 의해 결정된 송신 전력 레벨과 상기 송신 전력 보고에 의해 결정된 송신 전력 레벨 중 최근의 송신 전력 레벨이 기준 MCS 레벨로 정규화된 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 이동국의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request) 버스트에 대한 상대 전력 오프셋을 이용하여 상기 정규화 송신 전력 레벨 및 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 이동국이 사용 가능한 총 송신 전력 및 상기 이동국이 사용 가능한 총 서브캐리어의 슬럿 수를 이용하여 상기 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 다중 버스트에 적용 가능한 최대 MCS 레벨을 확인하고, 상기 최대 MCS 레벨부터 최소 MCS 레벨까지 MCS 레벨 별로 상기 송신 전력 밀도와 상기 최대 바이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 상기 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 이용하여 사용 가능한 총 송신 전력을 업데이트하고, 상기 업데이트한 총 송신 전력에서 상기 최대 MCS 레벨의 다음 MCS 레벨에 해당하는 최대 바이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 송신 전력 보고를 확인하지 못할 경우, 상기 용량 결정부는 기지국의 복사 전력, 미리 설정된 셀 가장자리의 이동국에 대한 수신 신호 지시자, 및 상기 이동국의 누적 오프셋을 이용하여 정규화 송신 전력 레벨을 결정하고, 상기 결정된 정규화 송신 전력 레벨을 이용하여 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 용량 결정부는 SBC-REQ(Mobile Station's Basic Capability Negotiation Request) 메시지에 대한 초기 송신 전력 레벨을 이용하여 사용 가능한 총 서브채널의 개수를 산출하고, 상기 총 서브채널의 개수를 이용하여 SBC-REQ 메시지의 MCS 레벨에 대한 최대 바이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 패킷 스케쥴러는 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 확 인하여 MCS 레벨을 선택하고, 상기 선택한 MCS 레벨의 최대 바이트를 초과하지 않는 바이트를 상기 다중 버스트에 할당하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  18. 제2항에 있어서, 상기 패킷 스케쥴러는,
    상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 확인하여 상기 이동국에 대한 패킷 스케쥴링을 수행하는 스케쥴링부;
    상기 MAP 정보에 상응한 파라미터들을 저장하는 파라미터 저장부; 및
    상기 파라미터들과 상기 MCS 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트에 대한 정보가 포함된 이동국 정보를 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  19. 무선 통신 시스템에서 제어하는 방법에 있어서,
    이동국의 채널 정보 및 ACK(acknowledgement) 메시지와 NACK(non-acknowledgement) 메시지를 확인하여 전력 오프셋을 결정하고, 상기 이동국의 송신 전력 보고를 확인하는 단계;
    상기 전력 오프셋과 상기 송신 전력 보고를 이용하여 상기 이동국의 용량을 결정하는 단계;
    상기 결정한 용량에서 패킷 스케쥴링하는 단계; 및
    상기 패킷 스케쥴링의 스케쥴링 정보가 포함된 MAP 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 용량을 결정하는 단계는,
    상기 이동국의 정규화 송신 전력 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 정규화 송신 전력 레벨을 이용하여 상기 이동국에 할당되는 다중 버스트에 적용 가능한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 별 송신 전력 밀도와 최대 바이트를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전력 오프셋을 결정하는 단계는,
    상기 이동국에 할당되는 다중 버스트에 대해 측정된 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 기준 MCS 레벨로 정규화하여 정규화 CINR을 산출하고, 상기 ACK 메시지와 NACK 메시지를 확인하여 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비를 산출하는 단계;
    상기 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비로 상기 정규화 CINR을 조정하는 단계; 및
    상기 조정한 정규화 CINR과 상기 기준 MCS 레벨에 따른 요구 CINR 간의 차이값인 상기 전력 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 정규화 CINR을 산출하는 단계는 상기 측정된 CINR, 상기 측정된 CINR에 따른 요구 CINR, 상기 기준 MCS 레벨에 따른 요구 CINR, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 버스트에 대한 상대 전력 오프셋, 및 반복 횟수를 이용하여 상기 정규화 CINR을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 정규화 CINR을 조정하는 단계는 상기 ACK 메시지 개수와 NACK 메시지 개수의 비에 상응한 조정 CINR 오프셋을 결정하고, 상기 조정 CINR 오프셋과 상기 정규화 CINR을 합산하여 조정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  23. 삭제
  24. 제19항에 있어서,
    상기 정규화 송신 전력 레벨을 결정하는 단계는 상기 바이트 할당에 의해 결정된 송신 전력 레벨과 상기 송신 전력 보고에 의해 결정된 송신 전력 레벨 중 최근의 송신 전력 레벨을 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 MCS 레벨 별 최대 바이트를 결정하는 단계는 상기 이동국이 사용 가능한 총 송신 전력 및 상기 이동국이 사용 가능한 총 서브캐리어의 슬럿 수를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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