KR101433847B1 - Apparatus and method for burst scheduling in broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 버스트 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른, FFR(Fractional Frequency Reuse) 기법이 적용된 프레임을 통신하는 광대역 무선통신시스템에서 버스트 스케줄링 방법에 있어서, 단말들로부터 주파수 재사용 패턴(frequency reuse pattern)이 N(>1)인 세그먼트 존(segmented zone)과 주파수 재사용 패턴이 1인 비-세그먼트 존(Non-segmented zone) 각각에 대한 채널값을 수신하는 과정과, 상기 수신된 채널값들을 이용해서 상기 단말들로 전송될 송신 버스트들을 구성하는 과정과, 상기 송신 버스트들 각각에 대해, 세그먼트 존에 대한 제1MPR(Modulation order product coding rate)과 비-세그먼트 존에 대한 제2MPR을 비교해서 해당 버스트가 전송될 존을 선택하는 과정을 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for burst scheduling in a broadband wireless communication system. There is provided a burst scheduling method in a broadband wireless communication system for communicating a frame to which a fractional frequency reuse (FFR) scheme is applied, the method comprising the steps of: segmented zone having a frequency reuse pattern of 1 and a non-segmented zone having a frequency reuse pattern of 1, and configuring transmission bursts to be transmitted to the UEs using the received channel values Comparing the first MPR for the segment zone with the second MPR for the non-segment zone, and selecting a zone in which the corresponding burst is to be transmitted, for each of the transmission bursts.
광대역 무선접속, 주파수 재사용. 버스트 할당 Broadband wireless access, frequency reuse. Burst allocation
Description
본 발명은 광대역 무선통신시스템에 관한 것으로, 특히 부분적 주파수 재사용(FFR : Fractional Frequency Reuse) 기법을 사용하는 광대역 통신시스템에서 버스트 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for burst scheduling in a broadband communication system using a partial frequency reuse (FFR) technique.
차세대 통신시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템은 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기를 원한다. 특히, 현재 4세대 통신시스템은 무선 근거리 통신 네트워크(LAN : Local Area Network) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN : Metropolitan Area Network) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access : BWA) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 진화하고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 기반의 통신 시 스템이다.A fourth generation (4th generation) communication system, which is a next generation communication system, wants to provide users with various quality of service (QoS) services having a transmission speed of about 100 Mbps. Particularly, the 4th generation communication system is currently being applied to a broadband wireless access (BWA) communication system such as a wireless local area network (LAN) system and a wireless metropolitan area network (MAN) mobility and quality of service (QoS), and its typical communication system is IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 based communication system.
상기 IEEE 802.16 기반의 광대역 무선통신시스템은 광대역(broadband) 전송을 위해 직교주파수분할다중접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용한다. 상기 OFDMA 방식은 다수개의 직교하는 부반송파(subcarrier)들을 이용해서 데이터를 전송하는 방식으로, 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강하기 때문에 고속 데이터 전송시 높은 전송 효율을 얻을 수 있다.The IEEE 802.16 based broadband wireless communication system uses an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme for broadband transmission. The OFDMA scheme is a scheme for transmitting data using a plurality of orthogonal subcarriers. Since the OFDMA scheme has high frequency utilization efficiency and is robust against multi-path fading, high transmission efficiency can be obtained in high-speed data transmission .
일반적으로, 상기 광대역 무선통신 시스템은 직교성을 갖는 전체 부반송파들을 그룹핑하여 부채널(subchannel)들을 구성한다. 또한, 상기 광대역 무선통신 시스템은 프레임 단위로 통신을 수행한다. 기지국은 프레임내 할당되는 버스트(data burst)들에 대한 할당정보를 MAP메시지를 통해 전송하고, 단말은 상기 MAP메시지를 해독함으로써 버스트 할당 상태를 확인할 수 있다. In general, the broadband wireless communication system forms subchannels by grouping all subcarriers having orthogonality. Also, the broadband wireless communication system performs communication on a frame-by-frame basis. The base station transmits allocation information on bursts allocated in a frame through a MAP message, and the terminal decodes the MAP message to check the burst allocation status.
한편, 상기 광대역 무선통신시스템은 주파수 재사용 패턴(FRP : Frequency Reuse Pattern)으로 '1' 또는 'N(>1)'을 사용할 수 있다. 상기 주파수 재사용 패턴이 1인 경우, 모든 셀들이 전체 부채널들을 사용하므로, 주파수 효율(spectral efficiency)은 높일 수 있으나, 단말이 셀 경계에 있을 경우 인접셀 간 동일 채널 간섭(CCI : Co-Channel interference)으로 인해 단말의 수신 성능이 저하되는 문제가 있다. 반면, 주파수 재사용패턴이 커지면, 인접셀들이 서로 다른 부채널을 사용할 수 있으므로 단말의 수신 성능을 개선할 수 있으나 주파수 효율이 낮아진다. Meanwhile, the broadband wireless communication system can use '1' or 'N (> 1)' as a frequency reuse pattern (FRP). When the frequency reuse pattern is 1, all the subchannels are used by all the cells. However, when the UE is located at a cell boundary, co-channel interference (CCI) The reception performance of the terminal is deteriorated. On the other hand, if the frequency reuse pattern is large, neighboring cells can use different subchannels, thereby improving the reception performance of the UE, but the frequency efficiency is lowered.
따라서, 수신환경이 좋은 단말에 대해서는 주파수 효율을 높일 수 있도록 주 파수 재사용 패턴 1을 적용하는 것이 필요하고, 셀 경계에 위치한 단말에 대해서는 주파수 재사용 패턴 N을 적용하여 인접셀간 간섭을 줄이는 것이 필요하다. 즉, 단말의 수신환경에 따라 주파수 재사용 패턴을 동적으로 적용할 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, it is necessary to apply the frequency reuse pattern 1 to improve the frequency efficiency for a UE having a good reception environment, and to reduce inter-cell interference by applying the frequency reuse pattern N to the UE located at the cell boundary. That is, it is necessary to dynamically apply the frequency reuse pattern according to the reception environment of the terminal.
따라서, 본 발명의 목적은 시스템이 다수의 주파수 재사용 패턴들을 운용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for a system to operate a plurality of frequency reuse patterns.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 프레임을 주파수 재사용 패턴 1인 존과 주파수 재사용 패턴 N(>1)인 존으로 구분하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for dividing a frame into a zone having a frequency reuse pattern of 1 and a zone having a frequency reuse pattern of N (> 1) in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 프레임이 주파수 재사용 패턴 N인 제1존과 주파수 재사용 패턴 1인 제2존을 포함하는 경우, 사용자 데이터를 제1존과 제2존에 동적으로 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for dynamically allocating user data to a first zone and a second zone when a frame includes a first zone having a frequency reuse pattern of N and a second zone having a frequency reuse pattern of 1 .
본 발명의 또 다른 목적은 프레임이 주파수 재사용 패턴 N인 제1존과 주파수 재사용 패턴 1인 제2존을 포함하는 경우, 사용자 데이터를 자원효율에 따라 제1존 혹은 제2존에 선택적으로 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for allocating user data selectively to a first zone or a second zone according to resource efficiency when a frame includes a first zone having a frequency reuse pattern N and a second zone having a frequency reuse pattern 1 And to provide a method and an apparatus for the same.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, FFR(Fractional Frequency Reuse) 기법이 적용된 프레임을 통신하는 광대역 무선통신시스템에서 버스트 스케줄링 방법에 있어서, 단말들로부터 주파수 재사용 패턴(frequency reuse pattern)이 N(>1)인 세그먼트 존(segmented zone)과 주파수 재사용 패턴이 1인 비-세그먼트 존(Non-segmented zone) 각각에 대한 채널값을 수신하는 과정과, 상기 수 신된 채널값들을 이용해서 상기 단말들로 전송될 송신 버스트들을 구성하는 과정과, 상기 송신 버스트들 각각에 대해, 세그먼트 존에 대한 제1MPR(Modulation order product coding rate)과 비-세그먼트 존에 대한 제2MPR을 비교해서 해당 버스트가 전송될 존을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a burst scheduling method in a broadband wireless communication system for communicating a frame to which a fractional frequency reuse (FFR) scheme is applied, the method comprising: generating a frequency reuse pattern Receiving a channel value for each of a segmented zone having N (> 1) and a non-segmented zone having a frequency reuse pattern of 1, For each of the transmission bursts, a first MPR for a segment zone and a second MPR for a non-segment zone are compared with each other, and the corresponding burst is transmitted And a process of selecting a zone.
본 발명의 다른 견지에 따르면, FFR(Fractional Frequency Reuse) 기법이 적용된 프레임을 통신하는 광대역 무선통신시스템 기지국 장치에 있어서, 단말들로부터 주파수 재사용 패턴(frequency reuse pattern)이 N(>1)인 세그먼트 존(segmented zone)과 주파수 재사용 패턴이 1인 비-세그먼트 존(Non-segmented zone) 각각에 대한 채널값을 수신하는 수신부와, 상기 수신된 채널값들을 이용해서 상기 단말들로 전송될 송신 버스트들을 구성하는 버스트 구성부와, 상기 송신 버스트들 각각에 대해, 세그먼트 존에 대한 제1MPR(Modulation order product coding rate)과 비-세그먼트 존에 대한 제2MPR을 비교해서 해당 버스트가 전송될 존을 선택하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a base station apparatus for communicating a frame to which a fractional frequency reuse (FFR) scheme is applied, the base station apparatus including: a segment zone having a frequency reuse pattern of N (> 1) segmented zone having a frequency reuse pattern of 1 and a non-segmented zone having a frequency reuse pattern of 1, and a transmitter configured to construct transmission bursts to be transmitted to the terminals using the received channel values, For each of the transmission bursts, a first MPR for a segment zone and a second MPR for a non-segment zone to select a zone to which the corresponding burst is to be transmitted, .
상술한 바와 같이, 본 발명은 FFR 기법을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 단말의 수신환경에 따라 버스트를 세그먼트 존과 비-세그먼트 존에 선택적으로 할당하기 때문에, 자원 효율을 높이고 QoS 저하를 감소시킬 수 있다. 즉, 셀 경계에 위치되어 수신환경이 좋지 않은 단말의 버스트는 세그먼트 존에 할당하여 수신 성능을 개선하고, 수신환경이 좋은 단말의 버스트는 비-세그먼트 존에 할당하여 주 파수 효율을 증가시킴으로써, 시스템의 전체 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.As described above, in the broadband wireless communication system using the FFR scheme, the burst is selectively allocated to the segment zone and the non-segment zone according to the reception environment of the terminal, so that the resource efficiency can be improved and the QoS degradation can be reduced have. That is, bursts of terminals located at cell boundaries and having poor reception environments are allocated to segment zones to improve reception performance, and bursts of terminals with good reception environments are allocated to non-segment zones to increase frequency efficiency, The entire resources of the system can be efficiently used.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, 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. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout the specification.
이하 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 다수의 주파수 재사용 패턴들을 운용하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다. 이를 위해, 본 발명은 하향링크 부프레임을 주파수 재사용 패턴(FRP : Frequency Reuse Pattern) N(>1)인 제1존(zone)과 주파수 재사용 패턴 1인 제2존으로 구분한다. 상기 제1존의 전체 부채널은 다수의 세그먼트들로 분할되고, 인접 셀들은 서로 다른 세그먼트를 이용해서 통신을 수행함으로써, 인접 셀간 간섭을 줄인다.Hereinafter, a method for operating a plurality of frequency reuse patterns in a broadband wireless communication system will be described. To this end, the present invention divides the downlink subframe into a first zone having a frequency reuse pattern (FRP) N (> 1) and a second zone having a frequency reuse pattern of 1. The entire subchannel of the first zone is divided into a plurality of segments, and adjacent cells perform communication using different segments, thereby reducing inter-cell interference.
이와 같이, 특정 시간 구간에서 일부 부채널을 사용하는 방법을 "부분적 주파수 재사용(FFR : Fractional Frequency Reuse)"이라 정의하기로 한다. As described above, a method of using some subchannels in a specific time interval is defined as "fractional frequency reuse (FFR). &Quot;
IEEE 802.16에서는 비트맵에 의해 하향링크 존(하향링크 부프레임)에서 부채널의 사용을 제한할 수 있다. 이 비트맵으로 FCH(Frame Control Header)의 "Used subchannel bit map"와 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 TLV(Type/Length/value)인 "DL AMC allocated physical bands bitmap", "TUSC1 permutation active subchannels bitmap", 그리고 "TUSC2 permutation active subchannels bitmap" 등이 있다.In IEEE 802.16, the use of a subchannel in a downlink zone (downlink subframe) can be restricted by a bitmap. Quot; DL sub-channel assignment bitmap "and " TUSC1 permutation sub-channel bitmap " which are Type / Length / value (TLV) values of a DCP (Downlink Channel Descriptor) , And "TUSC2 permutation active subchannels bitmap ".
예를 들어, FCH의 "Used subchannel bit map"을 통해 첫 번째 PUSC 존의 부반송파 사용을 제한함으로써 FFR 구현이 가능하다. 이하 본 발명에서는, 제한된 부반송파를 사용하는 존을 "세그먼트 존(segmented zone)"으로 정의하고, 전체 부반송파를 사용하는 존을 "비-세그먼트 존(non-segmented zone)"으로 정의하기로 한다. 또한, 상기 세그먼트 존은 주파수 재사용 패턴이 3인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.For example, FFR can be implemented by limiting the use of subcarriers in the first PUSC zone through the "Used subchannel bit map" of the FCH. Hereinafter, in the present invention, a zone using a limited subcarrier is defined as a "segmented zone ", and a zone using the entire subcarrier is defined as a" non-segmented zone ". It is assumed that the segment zone has a frequency reuse pattern of 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 FFR이 적용된 하향링크 프레임 구조를 도시하고 있다.1 illustrates a downlink frame structure to which FFR is applied according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 하향링크 프레임은, 프리앰블 존(100)과, MAP 존(102)과, 세그먼트 존(104)과, 비-세그먼트 존(106)을 포함한다. 여기서, 가로축은 시간축으로 OFDMA심볼로 구분되고, 세로축은 주파수축으로 부채널로 구분된다. 상기 프리앰블 존(100)은 단말에게 동기(시간 및 주파수 동기) 및 셀 정보를 제공하기 위한 프리앰블 신호가 전송되고, MAP존(102)은 FCH메시지와 MAP메시지가 전송된다. 상기 MAP존(102)은 FFR 적용에 따라 3개의 세그먼트 영역들로 구분되며, 각 셀(또는 섹터)은 해당 세그먼트 영역을 통해 FCH메시지와 MAP 메시지(DL-MAP/UL-MAP)를 전송한다. 상기 FCH메시지는 프레임에 대한 기본적인 구성 정보와 MAP메시지의 디코딩 정보를 포함한다. 그리고 상기 MAP메시지는 해당 세그먼트 영역뿐만 아니라 비 세그먼트 존(106) 전체에 대한 버스트 할당 정보를 포함한다.As shown in the figure, the downlink frame includes a
세그먼트 존(104)의 전체 부채널은 3개의 그룹들로 분할된다. 이때, 전체 부반송파는, 부채널그룹1(subchannel group 1)과, 부채널그룹2(subchannel group 2)와, 부채널그룹3(subchannel group 3)의 합으로 표현될 수 있다. 여기서, 부채널그룹1을 사용하는 영역을 제1세그먼트 영역(segmented zone for Cell A)으로 정의하고, 부채널그룹2를 사용하는 영역을 제2세그먼트 영역(segmented zone for Cell B)이라 정의하며, 부채널그룹3을 사용하는 영역을 제3세그먼트 영역(segmented zone for Cell B)으로 정의하기로 한다. 이때, 인접한 셀(또는 섹터)들이 서로 다른 세그먼트 영역을 사용하도록 함으로써 인접 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 각 세그먼트 영역에서 사용되는 부채널 개수는 동일한 것으로 가정하나, 경우에 따라 달라질 수 있다. The entire subchannel of the
이와 같이, FFR을 적용하는 경우, 특정 K번째 OFDMA심볼까지는 세그먼트 존으로 사용되고, k번째 OFDMA심볼 이후부터는 비-세그먼트 존으로 사용될 수 있다. 즉, 한 프레임 내에서 K번째 OFDMA심볼까지는 FRP3 시스템으로 운용하고, k번째 OFDMA심볼 이후부터는 FRP1 시스템으로 운용한다. 이때, 상기 k값은 설정(configuration) 값으로 고정되는 것으로 가정한다. 본 발명은 단말의 수신환경에 따라 단말로 전송되는 하향링크 데이터 버스트를 세그먼트 존(104) 혹은 비-세그먼트 존(106)에 할당함으로써, 동적으로 단말을 FRP1시스템 혹은 FRP3시스템에서 동작시킨다.In this manner, when FFR is applied, up to a particular K-th OFDMA symbol can be used as a segment zone, and after the k-th OFDMA symbol, it can be used as a non-segment zone. That is, the FRP3 system operates in the Kth OFDMA symbol within one frame, and the FRP1 system is used in the FRC3 system after the kth OFDMA symbol. At this time, it is assumed that the k value is fixed to a configuration value. The present invention dynamically allocates a downlink data burst to be transmitted to a mobile station to a
상기한 바와 같이, 하향링크 부프레임이 세그먼트 존(104)과 비-세그먼트 존(106)을 포함하는 경우, 사용자 데이터(데이터 버스트)를 자원효율을 고려해서 상기 두 존에 선택적으로 할당할 수 있는 방안이 필요하다. As described above, when the downlink subframe includes the
먼저, 해당 버스트를 어느 존에 할당해야 효율적인지 판단하기 위해서, 세그먼트 존을 위한 CQICH(Channel Quality Indicator CHannel)과 비-세그먼트 존을 위한 CQICH를 각각 운용한다. 단말은 프리앰블 또는 파일롯 신호 등을 이용해서 주파수 재사용(frequency reuse) 3에 해당하는 제1 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)과 주파수 재사용 1에 해당하는 제2CINR을 측정하고, 상기 측정된 두 개의 CINR값들을 미리 할당받은 두 개의 CQICH들을 통해 기지국으로 보고한다. 그리고 기지국은 단말로부터 보고된 제1CINR과 제2CINR 각각에 대해 MCS레벨과 MPR(modulation order product coding rate)을 계산하고, 이렇게 계산된 두 개의 존들에 대한 MPR들을 비교하여 자원효율이 좋은 존을 선택한다. First, a CQICH (Channel Quality Indicator CHannel) for a segment zone and a CQICH for a non-segment zone are operated in order to determine which zone is effective to allocate to the corresponding zone. The UE measures a Carrier to Interference and Noise Ratio (CINR) corresponding to frequency reuse 3 and a second CINR corresponding to frequency reuse 1 using a preamble or a pilot signal, Values are reported to the base station through two pre-allocated CQICHs. Then, the base station calculates the MCS level and the modulation order product coding rate (MPR) for each of the first CINR and the second CINR reported from the UE, and compares the MPRs of the two zones thus calculated to select a zone with a high resource efficiency .
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.2 shows a configuration of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 기지국은 스케줄러(200), 메시지 생성부(202), 버스트 구성부(204), 부호기(206), 변조기(208), 자원 매핑기(210), OFDM변조기(212), RF(Radio Frequency)송신기(214) 및 CQICH수신기(216)를 포함하여 구성된다.As illustrated, the BS includes a
도 2를 참조하면, 먼저 CQICH수신기(216)는 각 CQI채널을 복조하여 CQI 값을 획득하고, 상기 획득된 CQI 값을 스케줄러(200)로 제공한다. 본 발명에 따라 기지 국은 각 단말에 대해 세그먼트 존을 위한 CQICH과 비-세그먼트 존을 위한 CQICH를 할당한다. 따라서, 단말은 프리앰블 또는 파일롯 신호 등을 이용해서 주파수 재사용 패턴 3의 CINR과 주파수 재사용 패턴 1의 CINR을 각각 측정하여 두 개의 CQICH을 통해 기지국으로 보고한다.Referring to FIG. 2, the
상기 스케줄러(200)는 상기 CQICH수신기(206)로부터의 CQI 값들을 단말별로 분류한다. 여기서, 동일 단말에 대한 제1CINR값(세그먼트 존)과 제2CINR값(비-세그먼트 존)은 두 개의 CQI채널을 통해 한 개의 프레임에서 동시에 수신되거나, 하나의 CQI채널을 통해 연속된 두 개의 프레임들에서 각각 수신되는 것으로 가정하기로 한다. 상기 스케줄러(200)는 각 단말에 대해 두 개의 CINR값들을 결정하고, 각 CINR값에 대해 MCS와 MPR을 결정한다. 그리고, 스케줄러(200)는 FRP(Frequency reuse Pattern)1에 대한 MPR을 3배 한 값과 FRP3에 대한 MPR을 비교하며, FRP3에 대한 MPR이 크거나 같은 경우 혹은 클 경우, 해당 단말의 버스트를 세그먼트 존에 할당하고, 그렇지 않을 경우 비-세그먼트 존에 할당한다. 이번 프레임에 대하여 버스트 할당이 완료되면, 상기 스케줄러(200)는 스케줄링 정보(각 버스트에 대한 자원할당정보(예 : 자원 위치 및 크기, MCS레벨 등))를 메시지 생성부(202)로 제공한다. 상기 스케줄러(200)의 상세 기능 및 동작은 이후 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.The
상기 메시지생성부(202)는 단말로 송신될 제어(시그널링) 메시지(MAC management message)를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지생성부(202)는 상기 스케줄러(200)로부터의 스케줄링 정보를 이용해서 MAP메시지를 생성한다. 여기서, 상기 MAP메시지는 해당 세그먼트 영역으로 전송되며, 해당 세그먼트 영역의 자원할당정보뿐만 아니라 비-세그먼트 존의 자원할당정보도 포함한다.The
버스트 구성부(204)는 상기 스케줄러(200)의 제어 하에 상기 메시지 생성부(202)로부터의 시그널링 메시지 및 사용자 패킷(MAC PDU)을 물리계층 전송단위인 버스트로 구성한다. 상기 버스트는 동일 MCS레벨로 전송될 적어도 하나의 패킷(MAC PDU)을 포함할 수 있다. The
물리계층의 부호기(206)는 상기 버스트 구성부(204)로부터의 버스트를 MCS(Modulation and coding scheme)레벨에 따라 부호화하여 출력한다. 여기서, 상기 부호기(206)는 CC(Convolutional Code), TC(Turbo Code), CTC(Convolutional Turbo Code), LDPC(Low Density Parity Check)부호 등을 사용할 수 있다. 변조기(208)는 상기 부호기(206)로부터의 부호화 패킷을 MCS레벨에 따라 변조하여 변조 심볼들을 발생한다. 예를 들어, 상기 변조기(208)는 QPSK, 16QAM, 64QAM 등을 사용할 수 있다. The
자원 매핑기(210)는 상기 변조기(208)로부터의 데이터를 부채널에 매핑하여 출력한다. 이때, 자원 매핑기(210)는 상기 스케줄러(200)의 스케줄링 결과에 따라 데이터 버스트를 세그먼트 존 혹은 비-세그먼트 존에 할당한다. 도 1과 같은 프레임 구조를 가정할 경우, 상기 자원 매핑기(210)는 프리앰블 신호를 매핑한 후, 세그먼트 존에 대한 매핑을 수행하며, 이후 비-세그먼트 존에 대한 매핑을 수행한다.The
OFDM변조기(212)는 상기 자원 매핑기(210)로부터의 부채널 매핑된 데이터를 OFDM변조하여 OFDM심볼을 발생한다. 여기서, 상기 OFDM변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산, CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 포함하는 의미이다. RF송신기(214)는 상기 OFDM변조기(212)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency)대역의 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The OFDM modulator 212 OFDM-modulates the sub-channel mapped data from the
도 3은 상기 스케줄러(200)의 상세 기능 블록도이다.3 is a detailed functional block diagram of the
도시된 바와 같이, 상기 스케줄러(200)는 MCS 결정부(300), 존 결정부(302), 우선순위 결정부(304), MAP 추정부(306) 및 스케줄링 정보 결정부(308)를 포함하여 구성된다.2, the
도 3을 참조하면, MCS결정부(300)는 송신 버스트들 각각에 대해 세그먼트 존과 비-세그먼트 존 각각에 대한 MCS레벨과 MPR을 결정한다. 여기서, 상기 송신 버스트는 동일 사용자 패킷들을 혹은 동일 MCS레벨을 가지는 패킷들로 구성되는 것으로 가정한다. Referring to FIG. 3, the
존 결정부(302)는 송신 버스트들 각각에 대해 전송될 존을 선택한다. 예를 들어, 상기 존 결정부(302)는 각 버스트에 대해 FRP(Frequency reuse Pattern)1에 대한 MPR(Frp1Mpr)을 3배 한 값과 FRP3에 대한 MPR(Frp3Mpr)을 비교하며, FRP3에 대한 MPR이 크거나 같은 경우 혹은 클 경우, 해당 버스트를 세그먼트 존에 할당하고, 그렇지 않을 경우 비-세그먼트 존에 할당한다. The
우선순위 결정부(304)는 상기 송신 버스트들을 MPR기준으로 정렬하여 우선순위를 결정한다. 이때, 우선순위 결정부(302)는 송신 버스트들을 Frp1Mpr(세그먼트 존에 대한 MPR) 기준으로 정렬하거나, 버스트가 할당될 존의 MPR 기준으로 정렬해서 우선순위를 결정할 수 있다.The
MAP추정부(306)는 상기 송신버스트들을 우선순위에 따라 순차로 결정된 해당 존에 매핑한다. 이때, 상기 MAP추정부(306)는 MAP 추정 알고리즘을 통해 송신 버스트들이 프레임내에 컴팩트(compact)하게 할당될 수 있도록 제어한다. 만일, 기 결정된 존에 가용 자원이 없을 경우, 상기 존 결정부(304)는 해당 버스트를 다른 존에 할당한다. 예를 들어, MPR 기준으로 선택된 존이 세그먼트 존이고, 상기 세그먼트 존에 가용 자원이 없을 경우, 상기 존 결정부(304)는 해당 버스트를 비-세그먼트 존에 할당한다. 이러한 존 스위칭을 지원하기 위해, 각각의 존에서 최저 MCS레벨의 MPR이 세배의 차이가 있도록 설정되어야 한다. 일 예로, 세그먼트 존의 최저 MCS레벨은 QPSK1/4로 설정되고, 비-세그먼트 존의 최저 MCS레벨은 QPSK1/12로 설정될 수 있다.. The
스케줄링 정보 결정부(308)는 이번 프레임에 할당된 각 버스트에 대한 스케줄링 정보(예 : 버스트의 위치 및 크기, MCS레벨 등)를 결정하여 메시지 생성부(202)로 제공한다.The scheduling
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 버스트를 세그먼트 존과 비-세그먼트 존에 동적으로 할당하기 위한 절차를 도시하고 있다.FIG. 4 illustrates a procedure for dynamically allocating bursts to a segment zone and a non-segment zone in a base station according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 먼저 기지국은 401단계에서 송신버스트들 각각에 대해 세그먼트 존에 대한 CINR값과 비-세그먼트 존에 대한 CINR값을 획득한다. 여기서, 버 스트는 동일 MCS레벨을 갖는 패킷들로 구성된 것으로 가정한다. Referring to FIG. 4, in
그리고 상기 기지국은 403단계에서 상기 획득된 두 개의 CINR값들을 기준으로 세그먼트 존과 비-세그먼트 존 각각에 대한 MCS레벨과 MPR을 결정한다. 여기서, 상기 MPR은 하나의 부반송파를 통해 전송 가능한 비트 수로서, 변조차수와 부호율의 곱으로 계산된다. In
송신 버스트에 대한 두 개의 MPR들(Frp3Mpr, Frp1Mpr)을 계산한 후, 상기 기지국은 405단계에서 상기 두 개의 MPR들을 비교하여 해당 버스트가 전송될 존을 선택한다. 예를 들어, 도 1과 같이, 각 세그먼트 영역에서 사용되는 부채널 개수가 동일할 경우, 상기 기지국은 FRP1의 MPR을 3배 한 값과 FRP3의 MPR 값을 비교한다. 이때, FRP3의 MPR 값이 크거나 같을 경우(혹은 FRP3의 MPR 값이 클 경우), 상기 기지국은 407단계로 진행하여 해당 버스트를 세그먼트 존에 할당한다. 반면, 상기 FRP3의 MPR 값이 작을 경우(혹은 작거나 같을 경우), 상기 기지국은 409단계로 진행하여 해당 버스트를 비-세그먼트 존에 할당한다.After calculating the two MPRs Frp3Mpr and Frp1Mpr for the transmission burst, the base station compares the two MPRs in
그런데, 상기한 바와 같이 MPR 기준으로 결정된 존에 가용 자원이 없을 경우, 자원 낭비를 방지하기 위해 존 스위칭을 해야 한다.However, in the case where there is no available resource in the zone determined based on MPR as described above, zone switching is required to prevent resource waste.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 존 스위칭을 위한 절차를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates a procedure for zone switching in a base station according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 송신 버스트가 할당될 존을 선택한다. 이때, 상기 존 선택은 도 4와 같이 수행될 수 있다. 만일, 세그먼트 존이 선택된 경우, 기지국은 503단계로 진행하여 세그먼트 존에 상기 버스트를 전송할 수 있는 가용 자원(슬롯)이 있는지 확인한다. 여기서, 슬롯은 버스트 할당을 위한 2차원의 최소 자원 단위로 정의할 수 있다. 만일, 가용 자원이 있으면, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 상기 버스트를 상기 세그먼트 존에 할당한다. Referring to FIG. 5, in
반면, 가용 자원이 없으면, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 비-세그먼트 존에 상기 버스트를 전송할 수 있는 가용 자원이 있는지 확인한다. 만일, 가용 자원이 없으면, 상기 기지국은 해당 버스트를 다음 프레임에서 전송하도록 결정하고, 가용 자원이 있으면 상기 버스트를 상기 비-세그먼트 존에 할당한다.On the other hand, if there is no available resource, the BS proceeds to step 507 and checks whether there is available resources that can transmit the burst in the non-segment zone. If there is no available resource, the base station determines to transmit the burst in the next frame, and if there is available resources, allocates the burst to the non-segment zone.
한편, 상기 501단계에서 비-세그먼트 존이 선택된 경우, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 상기 비-세그먼트 존에 상기 버스트를 전송할 수 있는 가용 자원이 있는지 확인한다. 만일, 가용 자원이 있을 경우, 상기 기지국은 511단계로 진행하여 상기 버스트를 상기 비-세그먼트 존에 할당한다. 반면, 가용 자원이 없으면, 상기 기지국은 513단계로 진행하여 상기 세그먼트-존에 상기 버스트를 전송할 수 있는 가용 자원이 있는지 확인한다. 만일, 가용 자원이 없으면, 상기 기지국은 해당 버스트를 다음 프레임에서 전송하도록 결정하고, 가용 자원이 있으면 상기 버스트를 상기 세그먼트 존에 할당한다.If the non-segment zone is selected in
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 by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 FFR이 적용된 하향링크 프레임 구조를 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a downlink frame structure to which FFR is applied according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 스케줄러(200)의 상세 기능 블록도.3 is a detailed functional block diagram of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 버스트를 세그먼트 존과 비-세그먼트 존에 동적으로 할당하기 위한 절차를 도시한 도면.4 illustrates a procedure for dynamically allocating a burst to a segment zone and a non-segment zone in a base station according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 존 스위칭을 위한 절차를 도시한 도면. 5 illustrates a procedure for zone switching in a base station according to an embodiment of the present invention.
Claims (17)
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