KR101308681B1 - Apparatus and method for allocating resource based on reliablity of feedback channel in broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 단말은, 수신 신호를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기와, 자원 할당 정보를 확인하는 메시지 확인기와, 상기 자원 할당 정보를 참조하여 상기 채널 추정기의 채널 추정 값의 피드백 형태를 결정하여, 피드백할 채널 정보를 구성하는 피드백 정보 구성기를 포함하여, 피드백 채널의 신뢰성에 따라 피드백하는 정보를 조절하고, 기지국에서 적응적 스케줄링을 수행함으로써, 잘못된 스케줄링으로 인한 성능 열화를 방지할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for allocating resources in a broadband wireless communication system. The terminal includes a channel estimator for estimating a channel using a received signal, a message checker for confirming resource allocation information, and the resource allocation information. A feedback information configurator configured to determine a feedback form of a channel estimator value of the channel estimator with reference to the controller, adjust feedback information according to reliability of a feedback channel, and perform adaptive scheduling at a base station By doing so, performance degradation due to incorrect scheduling can be prevented.
자원 할당, 채널 정보, 피드백 Resource allocation, channel information, feedback
Description
도 1은 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 채널 측정 결과의 예를 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating an example of a channel measurement result of a terminal in a broadband wireless communication system;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 1차 자원 스케줄링의 예를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating an example of primary resource scheduling in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 2차 자원 스케줄링의 예를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating an example of secondary resource scheduling in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,4 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,5 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to the present invention;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 채널 정보를 피드백하는 절차를 도시하는 도면,FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure for a user equipment to feed back channel information in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 자 원 스케줄링을 하는 절차를 도시하는 도면, 및7 is a diagram illustrating a procedure for resource scheduling by a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention; and
도 8은 광대역 무선통신 시스템에서 피드백 채널 상태에 따른 스케줄링 성능을 도시하는 도면.8 is a diagram illustrating scheduling performance according to a feedback channel state in a broadband wireless communication system.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 스케줄링에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 잘못된 스케줄링으로 인한 성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to scheduling in a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for preventing performance degradation due to incorrect scheduling in a broadband wireless communication system.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 4G라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 QoS 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access : BWA) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.In the 4th Generation (hereinafter referred to as 4G) communication system, which is the next generation communication system, active research is being conducted to provide users with services having various Quality of Service (QoS) with a transmission rate of about 100 Mbps. It's going on. Particularly, in 4G communication systems, studies are being actively conducted to support high-speed services in a form of guaranteeing mobility and QoS for broadband wireless access (BWA) communication systems such as wireless local area network systems and wireless urban area network systems. Is going on. In addition, the representative communication system is the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 communication system.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선통신 시스템의 물리 채 널(Physical Channel)에 광대역(Broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA이라 칭함) 방식을 적용한 통신 시스템이다. The IEEE 802.16 communication system is orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter, referred to as OFDM) / orthogonal frequency division multiplexing to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless communication system. A communication system employing an access method (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, hereinafter called OFDMA).
상기 IEEE 802.16과 같이 OFDM 방식을 적용한 통신 시스템을 포함하여, 통신 시스템에서 효율적인 자원 활용을 위해서 기지국이 단말들에 대해 자원을 스케줄링하는 과정이 요구된다. 상기 스케줄링을 위해 상기 단말들은 자신의 채널 정보를 기지국으로 피드백하고, 상기 기지국은 상기 단말들이 피드백한 채널 정보를 이용하여 자원을 할당한다. 다시 말해, 상기 단말들은 미리 설정된 형태에 따라 채널 정보를 구성하여, 상기 기지국으로 피드백한다. 상기 기지국은 피드백된 채널 정보를 바탕으로 해당 스케줄링 방식을 적용하여 자원을 할당한 후, 상기 할당된 자원 정보를 상기 단말들에게 통보한다.Including a communication system using the OFDM scheme as in IEEE 802.16, a process for scheduling a resource for the terminals by the base station is required for efficient resource utilization in the communication system. For the scheduling, the terminals feed back their own channel information to the base station, and the base station allocates resources using the channel information fed back by the terminals. In other words, the terminals configure channel information according to a preset form and feed back to the base station. The base station allocates resources by applying a corresponding scheduling scheme based on the fed back channel information, and then notifies the terminals of the allocated resource information.
하지만, 상술한 피드백 및 스케줄링 방식은, 시간적으로 채널이 급변하여 상기 단말이 피드백하는 시점과 상기 기지국이 스케줄링하는 시점의 채널 상황이 달라서 발생하는 채널 불일치, 피드백 지연 등의 현상이 발생할 수 있다. 다시 말해, 상기 채널 불일치, 피드백 지연 등의 문제가 발생한 경우, 상기 피드백된 채널 정보를 이용하여 스케줄링을 함으로써 오히려 할당하지 않아야 할 자원이 할당되는 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 기지국의 불필요한 스케줄링으로 인한 계산량 증가 및 단말의 신뢰성 없는 채널 정보 피드백으로 인한 오버헤드 증가 등의 문제점이 발생한다.However, in the above-described feedback and scheduling scheme, a channel mismatch, a feedback delay, or the like may occur due to a different channel condition between the time point at which the terminal feeds back and the time point at which the base station schedules due to a sudden change in channel. In other words, when problems such as channel mismatch and feedback delay occur, there is a problem in that resources that should not be allocated are allocated by scheduling using the feedback channel information. In addition, problems such as an increase in calculation amount due to unnecessary scheduling of the base station and an increase in overhead due to unreliable channel information feedback of the UE occur.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 피드백되는 채널 정보가 부정확한 경우 잘못된 스케줄링을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for preventing incorrect scheduling when channel information fed back in a broadband wireless communication system is incorrect.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 피드백 채널의 신뢰성에 따라 피드백할 채널 정보를 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for configuring channel information to be fed back by a terminal according to reliability of a feedback channel in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 단말의 피드백 채널 신뢰성에 따라 스케줄링 방식을 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for a base station to select a scheduling scheme according to a feedback channel reliability of a terminal in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 수신 신호를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기와, 자원 할당 정보를 확인하는 메시지 확인기와, 상기 자원 할당 정보를 참조하여 상기 채널 추정기의 채널 추정 값의 피드백 형태를 결정하여, 피드백할 채널 정보를 구성하는 피드백 정보 구성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a broadband wireless communication system, a terminal apparatus includes a channel estimator for estimating a channel using a received signal, a message checker for confirming resource allocation information, and the resource allocation. And a feedback information configurator configured to determine a feedback form of a channel estimate value of the channel estimator with reference to the information and to configure channel information to be fed back.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말들로부터 피드백되는 채널 정보를 이용하여 상기 단말들을 그룹핑하는 그룹핑기와, 상기 단말들을 그룹 단위로 스케줄링하는 스케줄러와, 상기 스케줄링 결과에 따라 해당 단말의 송신 신호를 자원에 매핑하는 자원 매핑기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a base station apparatus in a broadband wireless communication system, a grouping group to group the terminals using the channel information fed back from the terminals, and scheduling the terminals in groups And a resource mapper for mapping the transmission signal of the corresponding terminal to the resource according to the scheduling result.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 채널 정보를 피드백하기 위한 방법은, 수신 신호를 이용하여 채널을 추정하는 과정과, 자원 할당 정보를 확인하는 과정과, 상기 자원 할당 정보를 참조하여 상기 채널 추정기의 채널 추정 값의 피드백 형태를 결정하는 과정과, 피드백할 채널 정보를 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, a method for a user equipment to feed back channel information in a broadband wireless communication system, the process of estimating the channel using the received signal, the process of identifying the resource allocation information And determining a feedback form of a channel estimate value of the channel estimator with reference to the resource allocation information, and configuring channel information to be fed back.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 방법은, 단말들로부터 피드백되는 채널 정보를 확인하는 과정과, 상기 피드백된 채널 정보에 따라 상기 단말들을 그룹핑하는 과정과, 상기 단말들을 그룹 단위로 스케줄링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, a scheduling method of a base station in a broadband wireless communication system, the process of checking the channel information fed back from the terminals, and grouping the terminals according to the feedback channel information And scheduling the terminals in group units.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 피드백 채널의 신뢰성에 따라 스케줄링 방식을 선택함으로써, 잘못된 스케줄링으로 인한 성능 열화를 방지하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서 상기 무선통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(Orthgonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM 이라 칭함) 방식 반의 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 무선통신 시스템에서도 동일하게 적용할 수 있다.Hereinafter, the present invention describes a technique for preventing performance degradation due to incorrect scheduling by selecting a scheduling method according to the reliability of a feedback channel in a broadband wireless communication system. In the following description, the wireless communication system is described by taking an orthogonal frequency division multiplexing system as an example, and may be similarly applied to other wireless communication systems.
먼저, 광대역 무선통신 시스템에서 피드백 채널의 신뢰성에 따라 스케줄링 방식을 선택하기 위한 기본 아이디어에 대해 설명한다.First, a basic idea for selecting a scheduling scheme according to the reliability of a feedback channel in a broadband wireless communication system will be described.
상기 광대역 무선통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호를 이용하여 하향링크 채널을 추정한다. 상기 단말은 상기 하향링크 채널을 추정하여 채널 정보를 획득하고, 상기 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백한다. 상기 채널 정보를 피드백 받은 상기 기지국은, 상기 채널 정보를 반영하여 자원을 스케줄링한다. In the broadband wireless communication system, the UE estimates a downlink channel using a pilot signal received from a base station. The terminal obtains channel information by estimating the downlink channel and feeds back the channel information to the base station. The base station, which has received the channel information, schedules the resource by reflecting the channel information.
이때, 상기 단말은 상기 채널 정보를 피드백하는 과정에서 피드백 채널의 신뢰성에 따라 피드백되는 채널 정보의 종류를 결정한다. 여기서, 상기 피드백 채널의 신뢰성은 앞서 피드백된 채널 정보(선호 자원 정보)와 실제로 할당된 자원의 일치하는 정도를 통해 확인한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 단말이 선택한 종류의 채널 정보를 피드백 받게 된다. 다시 말해, 상기 기지국은 다양한 종류의 채널 정보를 피드백 받게 된다. In this case, the terminal determines the type of channel information fed back according to the reliability of the feedback channel in the process of feeding back the channel information. In this case, the reliability of the feedback channel is confirmed through the degree of correspondence between the previously fed back channel information (preferred resource information) and the actually allocated resource. Therefore, the base station receives feedback of the channel information of the type selected by the terminal. In other words, the base station receives feedback of various kinds of channel information.
상기 기지국은 상기 다양한 종류의 채널 정보를 피드백 받고, 상기 채널 정보의 종류에 따라 단말들을 그룹핑한다. 하나의 그룹에 포함된 단말들은 모두 동일한 종류의 채널 정보를 피드백하였기 때문에, 상기 기지국은 상기 그룹 단위로 동 일한 스케줄링 기법을 적용한다.The base station receives feedback of the various kinds of channel information and groups the terminals according to the type of the channel information. Since the terminals included in one group all fed back the same kind of channel information, the base station applies the same scheduling technique in units of groups.
예를 들어, 상기 단말의 신뢰도 판단 기준, 피드백 정보 종류 및 상기 기지국의 그룹별 스케줄링 기법의 예는 하기 표 1과 같다.For example, examples of the reliability criterion of the terminal, the type of feedback information, and an example of a scheduling scheme for each group of the base station are shown in Table 1 below.
피드백
채널
신뢰도
feedback
channel
Reliability
상
Prize
중
medium
하
Ha
(단말)Reliability Judgment
(Terminal)
상위 20% 이내
자원 할당Preferred resources
Within the top 20%
Resource allocation
상위 20-50% 이내
자원 할당Preferred resources
Within the top 20-50%
Resource allocation
하위 50% 이내
자원 할당Preferred resources
Within 50%
Resource allocation
채널 정보 종류
(단말)Feedback
Channel Information Type
(Terminal)
피드백 없음
No feedback
(기지국)Scheduling technique
(Base station)
방식으로 스케줄링Wong's Method
The way
스케줄링ACG way
Scheduling
자원 할당According to predetermined rules
Resource allocation
상기 표 1에서 상기 CQI(Channel Quality Information)은 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio) 또는 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio) 등의 정보이다. 또한, 상기 Wong's Method 방식은 정확한 채널 정보를 이용하는 스케줄링 기법이며, 상기 AGC(Amplitude Craving Greedy) 방식은 기본 자원 할당 단위의 선호 순서만을 이용하는 스케줄링 기법이다. 상기 Wong's Method 및 AGC 스케줄링 기법의 자세한 내용은 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.In Table 1, the CQI (Channel Quality Information) is information such as Signal to Noise Ratio (SNR) or Signal to Interference and Noise Ratio (SINR). In addition, the Wong's Method method is a scheduling method using accurate channel information, and the Amplitude Craving Greedy (AGC) method is a scheduling method using only a preferred order of basic resource allocation units. Details of the Wong's Method and the AGC scheduling scheme will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
즉, 상기 단말이 피드백한 채널 정보에 따라 선호 자원 상위 20% 이내에 자원이 할당되면, 스케줄링 과정에 상기 피드백 정보가 정확하게 반영되었다는 판단의 근거가 된다. 따라서, 상기 단말은 복잡하고 많은 양의 채널 정보를 피드백할 수 있다. 반면, 상기 단말이 피드백한 채널 정보와 상반되게 선호 자원 하위 50% 이내에 자원이 할당되면, 스케줄링 과정에 상기 피드백 정보가 전혀 반영되지 않았다는 판단의 근거가 된다. 따라서, 상기 스케줄링을 위한 채널 정보의 피드백은 단순한 자원의 낭비이므로, 상기 단말은 채널 정보를 피드백하지 않는다. 따라서, 상기 단말은 선호 자원 및 할당 자원의 일치 정도를 근거하여 해당되는 종류의 채널 정보를 피드백한다.That is, when resources are allocated within the top 20% of the preferred resources according to the channel information fed back by the terminal, it becomes a basis for determining that the feedback information is accurately reflected in the scheduling process. Thus, the terminal can feed back a complex and large amount of channel information. On the other hand, if resources are allocated within the lower 50% of the preferred resources as opposed to the channel information fed back by the terminal, the feedback information is not reflected in the scheduling process. Therefore, since the feedback of the channel information for the scheduling is a waste of resources, the terminal does not feed back the channel information. Accordingly, the terminal feeds back channel information of a corresponding type based on the degree of agreement between the preferred resource and the allocated resource.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 단말이 채널을 추정한 경우, 상기 단말이 피드백하는 채널 정보는 다음과 같다. 상기 도 1에서 가로 축은 자원 인덱스로, 기본 자원 할당 단위의 인덱스를 나타내고, 세로축은 CQI로, 신호대 잡음비를 나타낸다.For example, as shown in FIG. 1, when the terminal estimates a channel, channel information fed back by the terminal is as follows. In FIG. 1, the horizontal axis represents an index of a basic resource allocation unit, and the vertical axis represents a CQI, representing a signal-to-noise ratio.
먼저, 상기 상위 20% 이내의 자원을 할당받은 단말의 경우, 상기 단말은 각 자원 인덱스 별 신호대 잡음비 값을 피드백한다. 즉, 하기 표 2와 같은 자세한 채널 정보를 피드백한다.First, in case of a terminal allocated with resources within the top 20%, the terminal feeds back a signal-to-noise ratio value for each resource index. That is, detailed channel information as shown in Table 2 is fed back.
인덱스resource
index
1
One
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
CQI
CQI
0.8
0.8
0.4
0.4
0.8
0.8
1.2
1.2
1.6
1.6
2.0
2.0
1.6
1.6
1.2
1.2
하지만, 정확한 신호대 잡음비 값을 모두 피드백하는 것은 매우 큰 오버헤드이다. 따라서, 하기 표 3과 같이 하나의 자원 인덱스를 중심으로 차이 값을 피드백하는 방법도 사용 가능하다. However, feeding back all of the correct signal-to-noise ratio values is a significant overhead. Therefore, as shown in Table 3 below, a method of feeding back a difference value around one resource index may be used.
1
One
0
0
0
0
기준 값
Reference value
1
One
1
One
0
0
0
0
상기 표 3에서 상기 '1'은 CQI 증가, 상기 '0'는 CQI 감소를 나타낸다. In Table 3, '1' represents a CQI increase and '0' represents a CQI decrease.
즉, 상기 표 3과 같은 채널 정보를 피드백하는 경우, 채널에 대한 절대적인 정보는 아니지만, 전체 채널에서 각 할당 단위별 좋고 나쁨을 피드백할 수 있다.That is, in the case of feeding back the channel information as shown in Table 3, it is not absolute information about the channel, but may feed back good or bad for each allocation unit in the entire channel.
다음으로, 상기 상위 20-50% 이내의 자원을 할당받은 단말의 경우, 상기 단말은 상기 신호대 잡음비가 우수한 상위 N 개의 자원 인덱스를 피드백한다. 예를 들어, 상기 N이 3인 경우, 자원 인덱스 [6, 5, 7]을 피드백한다.Next, in the case of a terminal allocated to the resources within the upper 20-50%, the terminal feeds back the upper N resource indexes excellent in the signal-to-noise ratio. For example, when N is 3, the resource indexes [6, 5, 7] are fed back.
또한, 예를 들어, 상기 그룹에 따라 적용되는 스케줄링 기법은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같다. 상기 Wong's Method 방식은 상기 도 2 및 도 3에 도시된 방식을 순차적으로 모두 적용하는 방식이며, 상기 ACG 방식은 상기 도 2에 도시된 방식을 적용하는 방식이다.Also, for example, the scheduling scheme applied according to the group is as shown in FIGS. 2 and 3. The Wong's Method method is a method of sequentially applying both the methods shown in FIGS. 2 and 3, and the ACG method is a method of applying the method shown in FIG. 2.
먼저, 상기 도 2를 참조하면, 기지국은 단말A(210), 단말B(220) 및 단말C(230)로부터 채널 정보를 피드백받은 상황을 가정한다. 이때, 상기 채널 정보는 상기 도 2의 (a)와 같이 자원 인덱스에 따른 선호 순서이다. 상기 신뢰도 '상'에 포함되는 단말들의 피드백되는 채널 정보는 각 기본 자원 할당 단위별 정확한 CQI이므로 상기 선호 순서를 유추할 수 있고, 상기 신뢰도 '중'에 포함되는 단말들의 피드백 정보는 그대로 사용할 수 있다.First, referring to FIG. 2, it is assumed that the base station receives feedback of channel information from the
이때, 상기 기지국은 정해진 순서대로 각 단말이 가장 선호하는 순서로 자원을 할당한다. 즉, 먼저 상기 단말A(210)에게 상기 단말A(210)의 최우선 순위 선호 자원(201)을 할당하고, 다음으로 단말B(220)에게 할당되지 않은 자원 중 상기 단말B(220)의 최우선 순위 선호 자원(203)을 할당한다. 이후, 동일한 방식으로 단말C(230)에게 나머지 자원 중 상기 단말C(230)의 최우선 순위 선호 자원(205)를 할당한다. 계속해서 동일한 순서로 반복하며 각 단말에게 할당되지 않은 자원 중 각 단말의 최우선 순위 자원을 할당한다. 그 결과, 상기 도 2의 (b)와 같이 자원이 할당된다.In this case, the base station allocates resources in the order most preferred by each terminal in a predetermined order. That is, first, the highest
상기 도 2에 도시된 바와 같은 ACG 방식의 스케줄링을 수행한 후, 상기 신뢰도 '상'에 포함되는 단말들에 대해 도 3에 도시된 바와 같이 정확한 CQI 값을 이용하여 스케줄링을 수행한다. After performing the scheduling of the ACG scheme as shown in FIG. 2, the UE performs scheduling using the correct CQI value as shown in FIG.
상기 도 3을 참조하면, 상기 도 2에 도시된 바와 같은 스케줄링을 통해 1차적으로 할당된 자원에서, 단말A(310)와 단말B(320)의 가장 낮은 CQI 값의 자원(301, 303)을 서로 교환한다. 즉, 상기 기지국은 각 단말 간에 할당된 자원을 교환을 수행하여 각 단말에 대해 할당된 자원의 CQI 값의 합이 커지도록 스케줄링한다. 동일한 과정을 상기 단말A(310)와 단말C(330), 상기 단말B(320)과 단말C(330) 간에 수행하여 최적의 자원을 할당한다. Referring to FIG. 3, the
이하 설명은, 상술한 방식에 따라 채널 정보를 피드백하고 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.In the following description, an embodiment of an apparatus and method for feeding back channel information and performing scheduling according to the above-described scheme will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.4 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system according to the present invention.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency) 수신기(401), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, 이하 ADC라 칭함)(403), OFDM 복조기(405), 자원 디매핑기(407), 채널 추정기(409), 복조 및 복호화기(411), 메시지 확인기(413) 및 피드백정보 구성기(415)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the terminal includes a radio frequency (RF)
상기 RF 수신기(401)는 안테나를 통해 수신된 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 ADC(403)는 상기 RF 수신기(401)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. The
상기 OFDM 복조기(405)는 상기 ADC(403)로부터 제공되는 OFDM 심벌, 즉, 시간영역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수영역 신호로 변환한다. 상기 자원 디매핑기(407)는 상기 OFDM 복조기(405)로부터 제공되는 주파수 상에 위치한 신호들을 해당 순서대로 디매핑하고, 정보 신호 및 파일럿 신호를 분류한다. 즉, 상기 정보 신호를 상기 복조 및 복호화기(411)로 출력하고, 상기 파일럿 신호를 상기 채널 추정기(409)로 출력한다.The OFDM demodulator 405 converts an OFDM symbol provided from the
상기 채널 추정기(409)는 상기 자원 디매핑기(407)로부터 파일럿 신호를 제공받아 채널을 추정한다. 다시 말해, 상기 채널 추정기(409)는 상기 파일럿 신호를 이용하여 각 자원 할당 단위별 CQI를 획득한다. 예를 들어, 상기 CQI는 신호대 잡음비, 신호대 간섭 및 잡음비, 반송파대 간섭 및 잡음비 등을 고려할 수 있다.The
상기 복조 및 복호화기(411)는 상기 자원 대매핑기(407)로부터 제공되는 정보 신호를 해당 방식으로 복조 및 복호화한다.The demodulator and
상기 메시지 확인기(413)는 상기 상기 복조 및 복호화기(411)로부터 제공되는 정보 중 자원할당 메시지(맵(MAP) 메시지)를 통해 할당된 자원을 확인한다.The
상기 피드백 정보 구성기(415)는 상기 메시지 확인기(413)로부터 제공되는 할당된 자원 정보와 선호하는 채널 정보를 비교하여 채널 정보를 비교하여, 이후에 피드백할 채널 정보를 구성한다. 다시 말해, 상기 표 1에 나타난 바와 같이 선호 자원과 할당 자원의 일치 정도에 따라 피드백할 채널 정보의 종류를 결정하고, 해당 채널 정보를 구성한다. The
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.5 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 그룹핑기(501), 스케줄러(503), 메시지 생성기(505), 부호화 및 변조기(507), 자원 매핑기(409), OFDM 변조기(511), 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 DAC라 칭함)(513) 및 RF 송신기(515)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the base station includes a
상기 그룹핑기(501)는 단말들로부터 피드백되는 채널 정보의 종류에 따라 상기 단말들을 그룹핑한다. 즉, 상기 표 1에 나타난 바와 같은 종류의 채널 정보가 피드백되면, 상기 그룹핑기(501)는 상기 스케줄러(503)가 그룹별 스케줄링을 수행하도록 동일한 종류의 채널 정보를 피드백한 단말들을 그룹핑한다.The
상기 스케줄러(503)는 상기 그룹핑기(501)로부터 그룹핑된 단말들의 정보를 제공받아 상기 그룹별로 해당되는 방식을 적용하여 스케줄링한다. 즉, 상기 표 1에 나타난 바와 같이 제 1 그룹 단말들에게 Wong's Method 방식으로 스케줄링하고, 제 2 그룹 단말들에게 ACG 방식으로 스케줄링하고, 제 3 그룹 단말들에게는 미리 정해진 규칙대로 자원을 할당한다.The
상기 메시지 생성기(505)는 상기 스케줄러(503)로부터 자원 할당 결과를 제공받아 상기 단말에게 할당된 자원을 알리기 위한 맵 메시지를 생성한다.The
상기 부호화 및 변조기(507)는 상기 메시지 생성기(505)로부터 제공되는 맵 메시지 및 상위단으로부터 제공되는 사용자 데이터를 해당 방식으로 부호화 및 변조한다. The encoder and
상기 자원 매핑기(509)는 상기 스케줄러(503)로부터 제공되는 자원 할당 정보를 참조하여 상기 부호화 및 변조기(507)로부터 제공되는 신호들을 해당 주파수 자원에 매핑한다.The
상기 OFDM 변조기(511)는 상기 자원 매핑기(509)로부터 제공되는 주파수 신호를 IFFT(Invers Fast Fourier Transform) 연산하여 시간영역 OFDM 심벌로 변환한다. The OFDM modulator 511 performs an Invers Fast Fourier Transform (IFFT) operation on the frequency signal provided from the
상기 DAC(513)는 상기 OFDM 변조기(511)로부터 제공되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 상기 RF 송신기(515)는 상기 DAC(513)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 채널 정보를 피드백하는 절차를 도시하고 있다.6 is a flowchart illustrating a procedure for feeding back channel information by a terminal in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 상기 단말은 먼저 601단계에서 자원 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 자원 할당 정보는 맵 메시지에 포함되어 있다.Referring to FIG. 6, the terminal first checks whether resource allocation information is received in
상기 자원 할당 정보가 수신되면, 상기 단말은 603단계로 진행하여 선호 자원과 할당된 자원을 비교한다.When the resource allocation information is received, the terminal proceeds to step 603 to compare the preferred resource and the allocated resource.
상기 선호 자원과 할당된 자원을 비교한 후, 상기 단말은 605단계로 진행하여 선호 자원 상위 20% 이내에 포함되는 자원이 할당되었는지 확인한다. After comparing the preferred resource with the allocated resource, the terminal proceeds to step 605 and checks whether a resource included within the top 20% of the preferred resource is allocated.
만일, 상기 상위 20% 이내에 포함되는 자원이 할당된 경우, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 표 1에 나타난 바와 같이 자원 할당 단위별 정확한 채널 정보를 피드백한다.If resources included within the top 20% are allocated, the terminal proceeds to step 607 and feeds back accurate channel information for each resource allocation unit as shown in Table 1 above.
반면, 상기 상위 20% 이내에 포함되는 자원이 할당되지 않은 경우, 상기 단말은 609단계로 진행하여 선호 자원 상위 50% 이내에 포함되는 자원이 할당되었는지 확인한다.On the other hand, if the resources included in the top 20% is not allocated, the terminal proceeds to step 609 and determines whether the resources included in the top 50% of the preferred resources are allocated.
만일, 상기 상위 50% 이내에 포함되는 자원이 할당된 경우, 상기 단말은 611단계로 진행하여 상기 표 1에 나타난 바와 같이 자원 할당 단위별 선호 순서만을 피드백한다.If resources included within the top 50% are allocated, the terminal proceeds to step 611 to feed back only the preferred order for each resource allocation unit as shown in Table 1 above.
반면, 상기 상위 50% 이내에 포함되는 자원이 할당되지 않은 경우, 상기 단말은 채널 정보를 피드백하지 않고, 본 절차를 종료한다.On the other hand, if resources included within the top 50% are not allocated, the terminal does not feed back channel information and terminates this procedure.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 자원 스케줄링을 하는 절차를 도시하고 있다.7 is a flowchart illustrating a resource scheduling procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 상기 기지국은 먼저 701단계에서 단말들의 채널 정보가 피드백되는지 확인한다.Referring to FIG. 7, the base station first checks whether channel information of UEs is fed back in
상기 단말들의 채널 정보가 피드백되면, 상기 기지국은 703단계로 진행하여 상기 피드백된 채널 정보의 종류에 따라 상기 단말들을 그룹핑한다. 여기서, 피드백 되는 채널 정보의 종류는 상기 표 1에 나타난 바와 같다.If the channel information of the terminals is fed back, the base station proceeds to step 703 to group the terminals according to the type of the fed back channel information. Here, the type of channel information fed back is as shown in Table 1 above.
상기 단말들을 그룹핑한 후, 상기 기지국은 705단계로 진행하여 제 1 그룹 단말들의 자원을 상기 Wong's Method 방식으로 스케줄링한다.After grouping the terminals, the base station proceeds to step 705 to schedule resources of the first group of terminals by the Wong's Method.
상기 제 1 그룹 단말들의 자원을 스케줄링한 후, 상기 기지국은 707단계로 진행하여 제 2 그룹 단말들의 자원을 상기 ACG 방식으로 스케줄링한다.After scheduling the resources of the first group terminals, the base station proceeds to step 707 to schedule the resources of the second group terminals in the ACG scheme.
상기 제 2 그룹 단말들의 자원을 스케줄링한 후, 상기 기지국은 709단계로 진행하여 제 3 그룹 단말들에게 미리 설정된 규칙에 따라 자원을 할당한다.After scheduling the resources of the second group terminals, the base station proceeds to step 709 to allocate resources to the third group terminals according to a preset rule.
도 8은 광대역 무선통신 시스템에서 피드백 채널 상태에 따른 스케줄링 성능을 도시하고 있다. 상기 도 8은 하기 표 4와 같은 환경을 가정하여 모의 실험한 결과를 보여주는 그래프이다.8 illustrates scheduling performance according to a feedback channel state in a broadband wireless communication system. 8 is a graph showing simulation results assuming an environment as shown in Table 4 below.
주파수 대역
Frequency band
10 MHz
10 MHz
부반송파 개수
Subcarriers
512
512
프레임 시간
Frame time
2.5 ms
2.5 ms
가드 인터벌 시간
Guard interval time
138.4 us
138.4 us
심벌 시간
Symbol time
57.6 us
57.6 us
부반송파 주파수 간격
Subcarrier Frequency Interval
19.53125 kHz
19.53 125 kHz
프레임당 심벌 수
Symbols per Frame
41
41
상향링크-하향링크 비율
Uplink-Downlink Ratio
12:29 또는 16:25
12:29 or 16:25
사용 부반송파 수
Subcarriers used
384 = 24*16 : 16*24 : 8*48
384 = 24 * 16: 16 * 24: 8 * 48
단말 수
Number of terminals
8
8
변조 및 부호화 방식
Modulation and Coding Scheme
16-QAM / Convolution (1/3)
16-QAM / Convolution (1/3)
상기 도 8에 도시된 그래프는 단말의 이동속도가 10 km/h, 30 km/h, 50 km/h인 세 가지 상황에 대해 각각 Wong's Method 방식과 ACG 방식의 스케줄링을 적용한 경우의 신호대 잡음비 대비 비트 에러율을 도시하고 있다. 상기 그래프에서 가로축은 신호대 잡음비, 세로축은 비트 에러율을 나타낸다.The graph shown in FIG. 8 shows bits versus signal-to-noise ratios in the case of applying Wong's Method and ACG scheduling to three situations in which the moving speed of the terminal is 10 km / h, 30 km / h, and 50 km / h, respectively. Error rate is shown. In the graph, the horizontal axis represents the signal-to-noise ratio, and the vertical axis represents the bit error rate.
상기 도 8을 참조하면, 상기 단말의 이동속도가 10 km/h, 30 km/h 인 경우, 상기 Wong's Method 방식을 사용한 경우가 상기 AGC 방식을 사용한 경우보다 비트 에러율이 낮은 것을 확인할 수 있다. 반면, 상기 단말의 이동속도가 50 km/h 인 경우, 반대로 상기 AGC 방식을 사용한 경우가 상기 Wong's Method 방식을 사용한 경우보다 비트에러율이 낮은 것을 확인할 수 있다. 즉, 이동속도가 증가하여 채널의 변화가 심해짐으로써, 피드백 채널의 신뢰도가 낮아지면 오히려 복잡하고 정확한 계산을 요구하는 Wong's Method 방식의 스케줄링은 성능열화의 원인이 된다. 따라서, 상기 피드백 채널의 신뢰도가 낮은 경우, 상기 AGC 방식과 같은 저 복잡도의 스케줄링을 사용함으로써 더 좋은 성능을 낼 수 있다.Referring to FIG. 8, when the moving speeds of the terminal are 10 km / h and 30 km / h, it can be seen that the use of the Wong's Method method is lower than the case of using the AGC method. On the other hand, when the movement speed of the terminal is 50 km / h, it can be seen that the case of using the AGC method is lower than the case of using the Wong's Method method. In other words, as the movement speed increases, the channel change is severe, and when the reliability of the feedback channel is lowered, the scheduling of the Wong's Method method, which requires complicated and accurate calculations, causes performance degradation. Therefore, when the reliability of the feedback channel is low, better performance can be achieved by using a low complexity scheduling such as the AGC scheme.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 피드백 채널의 신뢰성에 따라 피드백하는 정보를 조절하고, 적응적 스케줄링을 수행함으로써, 잘못된 스케줄링으로 인한 성능 열화를 방지할 수 있다.As described above, by adjusting the information to be fed back according to the reliability of the feedback channel in the broadband wireless communication system and performing adaptive scheduling, performance degradation due to incorrect scheduling can be prevented.
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