KR101513569B1 - Apparatus and method for determining uplink schduling priority in a broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위에 관한 것으로, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와, 상기 각 단말의 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 산출기와, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 최종 우선순위 결정기를 포함하여, 간섭의 영향을 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정함으로써, 다른 셀로의 간섭량이 감소하며, 이에 따라, 시스템 커버리지(coverage)가 확장됨과 동시에 평균 데이터 전송률이 증가한다.The present invention relates to an uplink scheduling priority in a broadband wireless communication system, the base station comprising: a base priority determiner for calculating a base priority indicator of each terminal; and a base station controller for calculating transmission power per tone of each terminal, And a final priority determiner for determining an uplink scheduling priority by calculating a final priority index using the correction value, By determining the uplink scheduling priority in consideration of the influence of interference, the amount of interference to other cells is reduced, thereby increasing the average data transmission rate as the system coverage is expanded.
상향링크 스케줄링 우선순위(uplink scheduling priority), 헤드룸(headroom), PF(Propotional Fair), 간섭(interference), RoT(Rise over Thermal) Uplink scheduling priority, headroom, PF (Prop Fair Fair), interference, RoT (Rise over Thermal)
Description
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority in a broadband wireless communication system.
셀룰러(cellular) 방식의 무선통신 시스템에서, 지리적으로 고정된 위치에 배치된 다수의 기지국들 각각은 담당하는 셀(cell)을 가지며, 각 단말들은 자신이 속한 셀을 담당하는 기지국과 무선 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국으로부터 상기 단말로의 무선 링크를 하향링크, 상기 단말로부터 상기 기지국으로의 무선 링크를 상향링크라 한다.In a cellular wireless communication system, each of a plurality of base stations located at geographically fixed locations has a cell in charge, and each terminal performs wireless communication with a base station that is responsible for a cell to which the terminal belongs do. At this time, the radio link from the base station to the terminal is referred to as a downlink and the radio link from the terminal to the base station is referred to as an uplink.
코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭함) 기반의 무선통신 시스템의 경우, 상향링크 통신은 서킷 전송 방식으로 수행된다. 이에 따라, 단말은 항상 일정한 데이터를 전송하며, 기지국은 각 단말의 데이터 전 송률만을 제어한다. 상기 각 단말의 데이터 전송률을 결정하는데 있어서, 상기 기지국은 자기 셀 간섭, 타 셀 간섭, 열 잡음의 합 대비 열잡음 비(Rise over Thermal, 이하 'RoT'라 칭함) 크기에 따라서 셀 내 단말들의 데이터 전송률을 일괄적으로 상향 또는 하향 조절한다. 이로써, 각 셀의 RoT 값이 일정 수준을 유지되기 때문에, 각 셀의 커버리지가 일정하게 유지되고, 각 단말이 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 가질 수 있다.In the case of a code division multiple access (CDMA) based wireless communication system, uplink communication is performed by a circuit transmission method. Accordingly, the UE always transmits certain data, and the BS only controls the data transmission rate of each UE. In determining the data rate of each UE, the Node B calculates a data rate of cells in the cell according to a size of a Rise over Thermal (RoT) ratio to a sum of self-cell interference, other-cell interference, Up or down. Thus, since the RoT value of each cell is maintained at a certain level, the coverage of each cell is kept constant, and each terminal can have a data transmission rate higher than a certain level.
이에 반해, 차세대 이동통신 시스템으로 주목되는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 기반의 무선통신 시스템의 경우, 상향링크 통신은 패킷 전송 방식으로 수행된다. 따라서, 각 단말은 일시적으로 데이터를 전송하며, 기지국은 스케줄링을 통해서 어느 단말이 언제 어떤 크기의 데이터를 전송해야 하는지 결정한다. 이를 위해, 상기 기지국은 각 단말로부터 보고되는 정보를 이용해서 각 단말이 상향링크로 전송할 수 있는 데이터 전송률을 계산한 후, 단말들 간 우선순위를 결정한다. 예를 들면, 상기 기지국은 단말의 송신 패킷에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 및 패킷 전송에 사용한 전력 값을 이용하여 특정 MCS를 기준으로 하는 단말의 헤드룸(headroom)을 계산하고, 상기 헤드룸을 이용하여 특정 MCS 레벨을 사용하였을 때의 데이터 전송률에 비례하도록 스케줄링 우선순위를 결정한다. On the other hand, a wireless communication system based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) In the case of a communication system, the uplink communication is performed by a packet transmission scheme. Therefore, each terminal temporarily transmits data, and the base station determines through which scheduling the terminal and which size of data to transmit. To this end, the BS calculates a data rate that each MS can transmit on the uplink using information reported from each MS, and then determines a priority among the MSs. For example, the BS calculates a headroom of a terminal based on a specific MCS using a Modulation and Coding Scheme (MCS) level of a transmission packet of the MS and a power value used for packet transmission, The scheduling priority is determined so as to be proportional to the data transmission rate when a specific MCS level is used.
OFDM/OFDMA 기반의 무선통신 시스템의 경우, 동일 셀에 속한 단말들은 서로 다른 무선 자원을 사용하기 때문에, CDMA 기반의 무선통신 시스템에서 발생하는 자기 셀 간섭이 발생하지 않으며, 타 셀 간섭만이 발생한다. 상기 자기 셀 간섭이 발생하기 않으므로, CDMA 기반의 무선통신 시스템에서와 같이 단말의 데이터 전송률 조절을 통해 자기 셀 간섭을 제어함으로써 각 셀의 RoT를 일정하게 유지하는 방식이 적용될 수 없다. 따라서, OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선통신 시스템에서 각 셀의 RoT를 일정 수준 이하로 유지시키기 위한 대안이 필요하다.In the OFDM / OFDMA based wireless communication system, since the terminals belonging to the same cell use different radio resources, the self-cell interference occurring in the CDMA-based wireless communication system does not occur and only the other-cell interference occurs . The method of maintaining the RoT of each cell constant can not be applied by controlling the self cell interference through the data rate control of the UE as in the CDMA based wireless communication system because the self cell interference does not occur. Therefore, in an OFDM / OFDMA based broadband wireless communication system, there is a need for an alternative to keep the RoT of each cell below a predetermined level.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 각 셀의 RoT(Rise over Thermal)를 기준치 이하로 유지시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for maintaining a Rise over Thermal (RoT) of each cell below a reference value in a broadband wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 통신으로 인한 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for reducing interference to other cells due to uplink communication in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다른 셀로의 간섭 발생 정도를 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority in consideration of the degree of interference from other cells in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 송신 전력을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority by using uplink transmission power in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 큰 상향링크 송신 전력을 갖는 단말의 우선순위가 낮아지도록 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority so that a priority of a UE having a large uplink transmission power is lowered in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와, 상기 각 단말의 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 산출기와, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 최종 우선순위 결정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention, in a broadband wireless communication system, a base station apparatus includes: a base priority determiner for calculating base priority indicators of respective terminals; A calculator for calculating a correction value for reflecting the degree of occurrence of interference in the base priority indicator using the per-tone transmission power, and a calculator for calculating a final priority indicator using the correction value, thereby determining an uplink scheduling priority And a priority determiner.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 과정과, 상기 각 단말의 톤당 송신 전력을 산출하는 과정과, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 과정과, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of operating a base station in a broadband wireless communication system, comprising: calculating a base priority index of each terminal; calculating a transmission power per tone of each terminal; Calculating a correction value for reflecting the degree of occurrence of interference in the base priority indicator using the per-tone transmission power; and calculating a final priority indicator using the correction value to determine an uplink scheduling priority The method comprising the steps of:
광대역 무선통신 시스템에서 간섭의 영향을 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정함으로써, 다른 셀로의 간섭량이 감소하며, 이에 따라, 시스템 커버리지(coverage)이 확장됨과 동시에 평균 데이터 전송률이 증가한다.In the broadband wireless communication system, by determining the uplink scheduling priority in consideration of the influence of the interference, the amount of interference to other cells decreases, thereby increasing the average data rate as the system coverage is expanded.
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 판단된 경우, 그 상세 한 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 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.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 통신으로 인한 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to a technique for reducing interference to other cells due to uplink communication in a broadband wireless communication system. Hereinafter, the present invention will be described by taking an example of a wireless communication system of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) , And can be similarly applied to other types of wireless communication systems.
먼저 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 본 발명의 기술적 근거에 대해 설명하면 다음과 같다.First, the technical basis of the present invention for reducing interference to other cells will be described as follows.
본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위하여, 기지국은 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말에 대해 낮은 순위의 상향링크 스케줄링 우선순위를 부여한다. 이에 따라, 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말의 데이터 전송 기회가 상대적으로 적어짐으로써, 다른 셀로의 간섭이 감소 된다.In the broadband wireless communication system according to the present invention, in order to reduce interference to other cells, the base station assigns lower priority UL scheduling priority to terminals that cause large interference to other cells. Accordingly, interference with other cells is reduced by relatively reducing the chance of data transmission by a terminal that gives a large interference to another cell.
상기 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말이 낮은 순위의 상향링크 스케줄링 우선순위를 부여받도록 하기 위한 우선순위 결정 방식을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기지국은 간섭 여부를 반영하지 않은 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 예를 들어, 상기 기초 우선순위 지표는 헤드룸(headroom)을 이용하는 PF (Propotional Pair) 기법에 따라 산출될 수 있다. 여기서, 상기 헤드룸은 단말의 최대 송신 전력 대비 현재 사용하는 송신 전력의 비율을 나타내는 파라미터로서, 일반적으로 특정 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨에 대해 평준화된(normalized) 값으로 사용된다. 예를 들어, 상기 PF 기법에 따른 기초 우선순위 지표는 하기 <수학식 1>과 같이 산출된다.A priority determination method for allowing a UE that gives a large interference to the other cell to receive a low-order UL scheduling priority will be briefly described as follows. First, the base station calculates a base priority index of each terminal that does not reflect interference. For example, the base priority index can be calculated according to a PF (Propotional Pair) technique using a headroom. Here, the headroom is a parameter indicating the ratio of the currently used transmission power to the maximum transmission power of the terminal, and is generally used as a normalized value for a certain Modulation and Coding Scheme (MCS) level. For example, the base priority index according to the PF technique is calculated as Equation (1) below.
상기 <수학식 1>에서, 상기 는 기초 우선순위 지표, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률, 상기 는 평균 데이터 전송률의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨의 최소 요구 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), 상기 는 해당 MCS 레벨의 심벌당 정보 비트 수를 의미한다.In Equation (1) above, Is a base priority index, A normalized headroom of the terminal, A value for converting the leveled headroom into a data rate at the time of using the corresponding MCS level, Is the average data rate of the terminal, Is a weight for adjusting the contribution of the average data rate, A minimum required SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) of the corresponding MCS level, Denotes the number of information bits per symbol of the corresponding MCS level.
상기 헤드룸은 단말 및 기지국 간 채널 품질에 의존되는 값으로서, 채널 품질이 열악할수록 헤드룸의 크기는 작아진다. 예를 들어, 단말과 기지국 간 거리가 멀면, 신호의 손실이 크고, 기준 MCS 레벨을 사용한 신호를 전송하기 위해 필요한 전력이 증가하며, 그 결과 헤드룸이 작아지므로 기초 우선순위가 낮아진다. 반대로, 단말과 기지국 간 거리가 가까우면, 신호의 손실이 작고, 기준 MCS 레벨을 사용한 신호를 전송하기 위해 필요한 전력이 감소하며, 그 결과 헤드룸이 커지므로 기초 우선순위가 높아진다.The headroom is a value depending on the channel quality between the terminal and the base station, and the worse the channel quality, the smaller the size of the headroom. For example, if the distance between the terminal and the base station is long, the loss of the signal is large, and the power required to transmit the signal using the reference MCS level increases, resulting in a low headroom and low base priority. Conversely, if the distance between the terminal and the base station is close to each other, the signal loss is small, the power required to transmit the signal using the reference MCS level is reduced, and as a result, the headroom is increased.
만일, 상기 기초 우선순위 지표만을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 2>와 같은 특성을 가진다.If the uplink scheduling priority is determined using only the base priority indicator, the average transmission rate has the following Equation (2).
상기 <수학식 2>에서, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률의 제곱을 의미한다.In Equation (2) above, A normalized headroom of the terminal, A value for converting the leveled headroom into a data rate at the time of using the corresponding MCS level, Of the average data rate of the terminal .
상기 <수학식 2>에 나타난 바와 같이, 상기 기초 우선순위 지표만을 이용하는 경우, 평균 데이터 전송률은 헤드룸 및 MCS 레벨에 의해 변화하며, 간섭 발생 정도와 무관하게 변화한다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국은 각 단말의 간섭 발생 정도에 따라 상기 기초 우선순위 지표를 보정함으로써, 간섭 여부를 반영한 최종 우선순위 지표를 산출한다.As shown in Equation (2), when only the basic priority index is used, the average data rate varies depending on the headroom and the MCS level and changes regardless of the degree of interference occurrence. Therefore, the base station according to the present invention calculates the final priority index reflecting the interference by correcting the base priority index according to the degree of interference of each terminal.
상기 간섭 발생 정도는 단말의 톤당 송신 전력을 이용하여 추정된다. 일반적 으로, 단말의 송신 전력이 클수록, 다른 셀로의 간섭량은 증가한다. 다시 말해, 상기 톤당 송신 전력은 다른 셀로의 간섭량과 직접적인 관계를 가진다. 따라서, 기지국은 각 단말의 톤당 송신 전력을 예측해야한다. 상기 톤당 송신 전력은 MCS 레벨을 통해 예측될 수 있다. 왜냐하면, 높은 MCS 레벨이 사용되면, 톤당 구분해야하는 복소 심벌들의 개수가 많아지므로, 톤당 송신 전력이 커지기 때문이다. 따라서, 기지국은 높은 MCS 레벨을 사용하는 단말은 낮은 우선순위를 가지도록 최종 우선순위 지표를 산출한다. 이를 위해, 톤당 송신 전력이 상기 MCS 레벨을 이용하여 산출된다. 예를 들어, 상기 톤당 송신 전력은 하기 <수학식 3>과 같이 산출된다.The degree of interference occurrence is estimated using the transmission power per tone of the terminal. Generally, the larger the transmission power of the terminal, the greater the amount of interference to other cells. In other words, the transmission power per tone is directly related to the amount of interference to other cells. Therefore, the base station must estimate the transmission power per tone of each terminal. The transmit power per tone may be predicted through the MCS level. This is because, if a high MCS level is used, the number of complex symbols to be separated per tone becomes large, so that the transmission power per tone becomes large. Therefore, the base station calculates the final priority indicator so that the terminal using the high MCS level has a low priority. To this end, the transmission power per tone is calculated using the MCS level. For example, the transmission power per tone is calculated by Equation (3) below.
상기 <수학식 3>에서, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송신 전력, 상기 는 해당 MCS 레벨의 최소 요구 SINR을 의미한다.In Equation (3) above, Is the transmit power per tone when using the corresponding MCS level, Denotes the minimum required SINR of the corresponding MCS level.
그리고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표를 상기 최종 우선순위 지표로 변환하기 위한 보정치가 산출된다. 예를 들어, 상기 보정치는 하기 <수학식 4>와 같이 산출된다.A correction value for converting the base priority indicator to the final priority indicator is calculated using the per-tone transmission power. For example, the correction value is calculated as shown in Equation (4) below.
상기 <수학식 4>에서, 상기 는 간섭 정도를 반영하기 위한 보정치, 상기 는 톤당 송신 전력의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송신 전력, 상기 는 플로어 함수(floor function)을 의미한다.In Equation (4) above, A correction value for reflecting the degree of interference, Is a weight for adjusting the degree of contribution of the transmission power per tone, Is the transmit power per tone when using the corresponding MCS level, Denotes a floor function.
상기 <수학식 3>와 같이, 상기 보정치는 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 통해 산출된다. 따라서, 상기 톤당 송신 전력이 클수록 보정치가 낮아진다. 다시 말해, 톤당 송신 전력이 크면, 보정치는 작아진다. 반면, 톤당 송신 전력이 작으면, 보정치는 커진다. 이때, 상기 가중치 가 클수록 톤당 송신 전력이 큰 단말의 보정치는 작아진다.As shown in Equation (3), the correction value is calculated by an exponentiation multiplication of 10, which is a product of a maximum integer smaller than the transmission power per tone and a specific weight. Therefore, the larger the transmission power per tone is, the lower the correction value is. In other words, if the transmission power per tone is large, the correction value becomes small. On the other hand, if the transmission power per tone is small, the correction value becomes large. At this time, The larger the transmission power per tone is, the smaller the correction value of the terminal.
상기 최종 우선순위 지표를 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 5>와 같은 특성을 가진다.When the uplink scheduling priority is determined using the final priority index, the average transmission rate has the following Equation (5).
상기 <수학식 5>에서, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률의 지수 곱, 상기 는 톤당 송신 전력의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송 신 전력을 의미한다.In Equation (5) above, A normalized headroom of the terminal, A value for converting the leveled headroom into a data rate at the time of using the corresponding MCS level, Of the average data rate of the terminal Exponent product, Is a weight for adjusting the degree of contribution of the transmission power per tone, Means the transmission power per ton when using the corresponding MCS level.
상술한 바와 같은 상향링크 스케줄링 우선순위 결정을 통해, 다른 셀에 인접한 단말은 낮은 스케줄링 우선순위를 할당받게 되고, 이로 인해 상기 단말의 데이터 전송률은 낮아지며, 그 결과 다른 셀로의 간섭이 감소 된다. 예를 들어, 동일한 기초 우선순위 지표를 갖는 2개의 단말들이 존재하는 경우, 톤당 송신 전력이 큰 단말은 다른 셀에 큰 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 낮춤으로써 평균 데이터 전송률을 떨어뜨린다. 그리고, 톤당 송신 전력이 큰 작은 단말은 다른 셀에 작은 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 높임으로써 평균 데이터 전송률을 높인다. 이로 인해, 다른 셀로의 간섭이 감소한다.Through the determination of the uplink scheduling priority as described above, the UEs adjacent to other cells are assigned a low scheduling priority, thereby lowering the data rate of the UE and consequently reducing interference to other cells. For example, when there are two terminals having the same basic priority index, a terminal having a high transmission power per tone causes large interference to other cells, so the base station decreases the average data rate by lowering the priority of the terminal I will. Since a small terminal having a large transmission power per tone gives small interference to other cells, the base station increases the priority of the terminal and increases the average data transmission rate. As a result, interference to other cells is reduced.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 기지국의 구성 및 동작 절차를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as to the configuration and operation procedure of a base station for determining an uplink scheduling priority as described above.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.1A and 1B are block diagrams of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)수신기(102), OFDM복조기(104), 부반송파디매핑기(106), 심벌복조기(108), 복호화기(110), 데이터버퍼(112), , 맵생성기(114), 부호화기(116), 심벌변조기(118), 부반송파매핑기(120), OFDM변조기(122), RF송신기(124), 피드백정보해석기(126), 헤드룸산출기(128), 평균전송률산출기(130), 상향링크스케줄러(132)를 포함하여 구성 된다.1A, the base station includes an RF (Radio Frequency)
상기 RF수신기(102)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(104)는 상기 RF수신기(102)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP(Cyclic Prefix)를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(106)는 주파수 영역의 신호들을 처리 단위에 따라 구분한다. 예를 들어, 상기 부반송파디매핑기(106)는 피드백 채널을 통해 수신된 신호를 상기 피드백정보해석기(126)로 제공하고, 데이터 신호들을 상기 심벌복조기(108)로 제공한다. 상기 심벌복조기(108)는 상기 데이터 신호들을 복조함으로써 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(110)는 상기 비트열을 채널 복호화(channel decoding)함으로써 정보 비트열을 복원한다. The
상기 데이터버퍼(112)는 단말들과 송수신되는 데이터를 임시 저장한다. 상기 맵생성기(114)는 상기 상향링크스케줄러(132)에 의한 상향링크 자원 할당 결과를 알리기 위한 상향링크 맵 메시지를 생성한다. 상기 부호화기(116)는 상기 맵생성기(132) 및 상기 데이터버퍼(112)로부터 제공되는 정보 비트열을 채널 부호화(channel coding)한다. 상기 심벌변조기(118)는 채널 부호화된 비트열을 복조하여 복소 심벌(complex symbol)들로 변환한다. 상기 부반송파매핑기(120)는 상기 복소 심벌들을 주파수 영역에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(122)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 시간영역 신호로 변환하고, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF송신기(124)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환하고, 안테나를 통해 송신한다.The
상기 피드백정보해석기(126)는 피드백 채널을 통해 수신되는 신호를 해석함으로써, 단말들로부터 피드백되는 정보를 확인한다. 특히, 상기 피드백정보해석기(126)는 단말의 하향링크 CINR 정보 및 단말의 상향링크 송신 전력 정보를 확인한 후, 상기 하향링크 CINR 정보를 상기 상향링크 스케줄러(132)로 제공하고, 상기 상향링크 송신 전력 정보를 상기 헤드룸산출기(128)로 제공한다.The
상기 헤드룸산출기(128)는 각 단말의 헤드룸을 산출한다. 다시 말해, 상기 헤드룸산출기(128)는 각 단말의 최대 송신 전력 및 사용 송신 전력 간 차이 값을 산출한 후, 상기 차이 값을 기준 MCS 레벨에 대해 평준화한다. 여기서, 상기 각 단말의 최대 송신 전력은 상기 기지국에 의해 제어되는 파라미터이며, 상기 사용 송신 전력은 상기 피드백정보해석기(126)에 의해 확인된다.The
상기 평균전송률산출기(130)는 각 단말의 상향링크 평균 전송률을 산출한다. 여기서, 상기 상향링크 평균 전송률은 수신 성공된 데이터만을 대상으로 산출되거나, 또는, 송신된 데이터들을 대상으로 산출된다. 수신 성공된 데이터만을 대상으로 하는 경우, 상기 평균전송률산출기(130)는 상기 복호화기(110)에 의해 성공적으로 복호된 수신 데이터들에 대한 평균 전송률을 산출한다. 반면, 송신된 데이터들을 대상으로 하는 경우, 상기 평균전송률산출기(130)는 상기 상향링크스케줄러(132)에 의해 각 단말에게 할당된 자원 및 MCS 레벨을 이용하여 평균 전송률을 산출한다. 그리고, 상기 평균전송률산출기(130)는 각 단말의 상향링크 평균 전송률을 상기 상향링크스케줄러(132)로 제공한다.The average
상기 상향링크스케줄러(132)는 각 단말에게 상향링크 자원을 할당한다. 이를 위해, 상기 상향링크스케줄러(132)는 단말들 간 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한 후, 우선순위에 따라 상향링크 자원을 할당한다. 특히, 상기 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 시, 상기 상향링크스케줄러(132)는 다른 셀로의 간접 정도를 반영하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한다. 다시 말해, 상기 상향링크스케줄러(132)는 낮은 하향링크 CINR을 갖는 단말은 낮은 우선순위를 가지도록 각 단말의 우선순위 지표를 산출한다. The
상세히 설명하면, 상기 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 상향링크스케줄러(132)는 MCS결정기(150), 기초우선순위결정기(152), 보정치산출기(154), 최종우선순위결정기(156), 자원할당기(158)를 포함하여 구성된다.1B, the
상기 MCS결정기(150)는 상기 평균전송률산출기(130)에 의해 산출된 평균 전송률, 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸 및 상기 피드백정보확인기(126)에 의해 확인된 하향링크 CINR 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 각 단말이 상향링크 통신을 위해 사용할 MCS 레벨을 결정한다.The
상기 기초우선순위결정기(152)는 상기 평균전송률산출기(130)에 의해 산출된 평균 전송률 및 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 여기서, 상기 기초 우선순위 지표는 간섭 발생 정도를 반영하지 않은 상향링크 스케줄링 우선순위 지표이다. 예를 들어, 상기 기초우선순위결정기(152)는 상기 <수학식 1>과 같이 PF 기법에 따라 기초 우선순위 지표를 산출한다. 다시 말해, 상기 <수학식 1>과 같이, 상기 기초우선순위결정 기(152)는 각 단말의 헤드룸을 이용하여 할당 가능한 데이터 전송률 및 현재까지의 평균 데이터 전송률의 비율로서 기초 우선순위 지표를 산출한다. The base priority determiner 152 calculates the base priority indicator of each terminal using the average transmission rate calculated by the average
상기 보정치산출기(154)는 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸 및 상기 MCS결정기(150)에 의해 결정된 MCS 레벨을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표에 대한 보정치를 산출한다. 상세히 설명하면, 상기 보정치산출기(154)는 MCS 레벨을 이용하여 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 보정치를 산출한다. 예를 들어, 상기 보정치산출기(154)는 상기 <수학식 3>과 같이 상기 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 <수학식 4>와 같이 상기 보정치를 산출한다. 다시 말해, 상기 <수학식 3> 및 상기 <수학식 4>와 같이, 상기 보정치산출기(154)는 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력에 결정된 MCS 레벨의 요구 SINR 및 기준 MCS 레벨의 요구 SINR의 차를 합산함으로써 상기 톤당 송신 전력을 산출한 후, 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써 상기 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 MCS 레벨의 요구 SINR은 미리 정해져 있는 값이다.The
상기 최종우선순위결정기(156)는 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 이용하여 각 단말의 최종 우선순위 지표, 즉, 간섭 발생 정도를 반영한 우선순위 지표를 산출한다. 즉, 상기 최종우선순위결정기(156)는 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써, 각 단말의 최종 우선순위 지표를 산출한다. 상기 자원할당기(158)는 각 단말의 상향링크 스케줄링 우선순위 및 MCS 레벨에 따라 상기 각 단말이 사용할 자원의 크기 및 위치를 결정한다. 즉, 상기 자원할당기(158)는 각 단말이 몇 개의 슬롯을 사용할지, 어느 물리적 위치의 슬롯을 사용할지 결정한다.The final priority determiner 156 calculates a priority index reflecting each terminal's final priority index, i.e., the degree of interference generation, using the base priority index and the correction value. That is, the final priority determiner 156 calculates the final priority index of each terminal by multiplying the base priority index and the correction value. The resource assignment unit 158 determines the size and location of a resource to be used by each UE according to an uplink scheduling priority and an MCS level of each UE. That is, the resource assignment unit 158 determines how many slots each of the terminals uses and which physical location slot is used.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하고 있다.FIG. 2 illustrates a procedure of prioritizing uplink scheduling of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참고하면, 상기 기지국은 201단계에서 상향링크 평균 전송률 및 헤드룸을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 여기서, 상기 기초 우선순위 지표는 간섭 발생 정도를 반영하지 않은 상향링크 스케줄링 우선순위 지표이다. 즉, 상기 기지국은 각 단말의 헤드룸을 이용하여 할당 가능한 데이터 전송률 및 현재까지의 평균 데이터 전송률의 비율로서 기초 우선순위 지표를 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>과 같이 PF 기법에 따라 기초 우선순위 지표를 산출한다.Referring to FIG. 2, in
상기 기초 우선순위 지표를 산출한 후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 각 단말의 MCS 레벨을 이용하여 간섭 발생 정보를 반영하기 위한 보정치를 산출한다. 즉, 상기 기지국은 MCS 레벨을 이용하여 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 보정치를 산출한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력에 결정된 MCS 레벨의 요구 SINR 및 기준 MCS 레벨의 요구 SINR의 차를 합산함으로써 상기 톤당 송신 전력을 산출한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써 상기 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 MCS 레벨의 요구 SINR은 미리 정해져 있는 값이다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>과 같이 상기 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 <수학식 4>와 같이 상기 보정치를 산출한다.After calculating the basic priority index, the BS proceeds to step 203 and calculates a correction value for reflecting the interference occurrence information using the MCS level of each terminal. That is, the base station calculates the transmission power per tone using the MCS level, and calculates the correction value using the transmission power per tone. In detail, the base station calculates transmit power per tone by calculating the transmit power per tone for the reference MCS level, summing the difference between the required SINR of the MCS level and the required SINR of the reference MCS level determined on the per- Power is calculated. Then, the base station calculates the correction value by performing an exponentiation multiplication of 10 by multiplying a product of a maximum integer smaller than the transmission power per tone and a specific weight. Here, the required SINR of the MCS level is a predetermined value. For example, the base station calculates the transmission power per tone as in Equation (3), and calculates the correction value as shown in Equation (4).
상기 보정치를 산출한 후, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 보정치를 이용하여 각 단말의 최종 우선순위 지표, 즉, 간섭 발생 정도를 반영한 우선순위 지표를 산출한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써, 각 단말의 최종 우선순위 지표를 산출한다. 즉, 상기 기지국은 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한다.After calculating the correction value, the BS proceeds to step 205 and calculates a priority index reflecting the final priority index of each terminal, that is, the degree of occurrence of interference, using the correction value. In other words, the base station calculates the final priority indicator of each terminal by multiplying the base priority indicator and the correction value. That is, the BS determines an uplink scheduling priority.
상기 최종 우선순위 지표를 산출한 후, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 상기 상향링크 스케줄링 우선순위 및 각 단말의 MCS 레벨에 따라 상향링크 자원을 할당한다. 다시 말해, 상기 기지국은 각 단말의 상향링크 스케줄링 우선순위 및 MCS 레벨에 따라 상기 각 단말이 사용할 자원의 물리적 크기 및 위치를 결정한다.After calculating the final priority index, the BS proceeds to step 207 and allocates uplink resources according to the uplink scheduling priority and the MCS level of each MS. In other words, the BS determines a physical size and a location of a resource to be used by each MS according to an uplink scheduling priority and an MCS level of each MS.
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 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,1A and 1B are block diagrams of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하는 도면.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and apparatus for scheduling uplink scheduling of a base station in a broadband wireless communication system.
Claims (16)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR100668662B1 (en) | 2005-08-19 | 2007-01-12 | 한국전자통신연구원 | Method and device for estimating of cinr by using preamble at ofdm |
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KR100668662B1 (en) | 2005-08-19 | 2007-01-12 | 한국전자통신연구원 | Method and device for estimating of cinr by using preamble at ofdm |
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