KR101522645B1 - 무선통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상향링크 스케줄링 방법은, 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값과 임계값을 비교하는 과정과, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 작을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합을 확인하는 과정과, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 과정과, 상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 과정을 포함한다.
광대역 무선통신, 상향링크 스케줄링, MCS레벨, 활성집합

Description

무선통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING RATE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 핸드오버를 위한 활성집합(active set)의 사이즈를 이용해서 단말의 전송률을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질 및 고속 서비스를 지원하는 형태로 연구되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식 을 사용한다. 상기 OFDM 또는 OFDMA 방식은 다수개의 부반송파(sub-carrier)들간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다.
IEEE 802.16 기반의 광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 기술은 하드 핸드오버(Hard Handover)와 고속 기지국 전환(FBSS : Fast Base Station Switching)이 있다. 여기서, 상기 FBSS는 핸드오버 지연시간을 줄이기 위한 매커니즘 중 하나로, 단말이 현재 통신중인 서빙 기지국뿐만 아니라 통신 가능한 인접 기지국들을 활성집합(active set)으로 관리한다. 상기 활성집합내 기지국들은 단말과 관련된 MAC(Media Access Control) 컨텍스트(context)를 공유하고, 단말을 위한 자원을 미리 예약하는 등 사전 핸드오버(pre-handover)를 수행할 수 있다. 따라서, 단말이 활성집합내 기지국으로 스위칭(혹은 핸드오버)할 때 지연(latency)을 줄일 수 있다. 일반적으로, 단말은 수신되는 기지국의 신호세기를 기준으로 해당 기지국을 활성집합에 추가하거나 삭제할 수 있다.
한편, 상기 광대역 무선통신시스템은 상향링크(UL: Uplink) 커버리지(coverage)를 보장하면서 최대 용량(capacity)을 얻기 위해 간섭제어 알고리즘을 사용할 수 있다. 즉, 상향링크 부하(load)가 적정 수준 이상인 상태에서 셀경계 단말(Edge MS)의 성능을 보장하기 위해 상향링크 간섭 제어(uplink interference control)는 필수적이다.
그런데, 종래기술에 따른 상향링크 스케줄링 및 간섭 제어 알고리즘을 살펴보면, 쉐도윙(shadowing) 등 다른 변화(variation) 요소들에 의해 채널측정값(예 : DL CINR)이 감소되어, 근거리 단말(Near MS)을 셀경계 단말로 판단하는 오류를 범하고 있다. 이로 인해, 근거리 단말에게 낮은 MCS(modulation and coding scheme)레벨 및 적은 서브채널(subchannel)을 할당할 수 있으며, 이럴 경우 시스템 전송효율(throughput)을 감소시키는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말의 위치를 추정하고, 단말의 위치를 이용해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버를 위한 활성집합을 이용해서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 채널측정값과 활성집합의 사이즈를 이용해서 단말의 전송률을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 채널측정값과 활성집합의 사이즈를 이용해서 단말의 MCS 레벨을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값이 임계값보다 적을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합(active set)을 확인하며, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 MCS레벨 결정부와, 상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 스케줄링 방법에 있어서, 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값과 임계값을 비교하는 과정과, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 작을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합을 확인하는 과정과, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 과정과, 상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 과정과, 상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우, 특정 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 모뎀으로 제공하는 RF 처리기와, 상기 RF 처리기로부터의 신호를 물리계층 복조하는 상기 모뎀과, 스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함하며, 상기 스케줄러는, 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값이 임계값보다 적을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합(active set)을 확인하며, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 MCS레벨 결정부와, 상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 활성집합의 사이즈를 이용해서 단말의 위치를 추정하고, 단말의 위치를 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 때문에, 단말에게 효율적인 전송률, 즉, MCS 레벨과 무선자원을 할당할 수 있는 이점이 있다. 즉, 단말에게 효율적인 전송률 및 무선자원을 할당함으로써, 시스템 전송효율(throughput)을 증가시키는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 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 정 의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 무선통신 시스템에서 셀내 단말의 위치를 추정하고, 상기 단말의 위치를 이용해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 방안에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따르면, 기지국은 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값에 의해 단말이 설경계에 있다고 판단된 경우, 상기 단말의 활성집합 사이즈를 이용해서 셀경계 단말인지 검증한다. 만일, 활성집합 사이즈를 의해 셀경계 단말로 확정된 경우, 기지국은 상기 하향링크 채널측정값을 이용해서 전송률을 결정할 수 있다. 반면, 상기 활성집합 사이즈에 의해 셀경계 단말이 아니라고 판단된 경우, 기지국은 상기 하향링크 채널측정값이 아닌 다른 결정요소(예: 특정 MCS레벨, 상향링크 송신전력 정보 등)를 이용해서 전송률을 결정할 수 있다.
이하, 본 발명은 OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 다른 접속의 무선통신시스템에도 용이하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 기지국은 RF(Radio Frequency)처리기(100), 모뎀(102), 메시지 해석기(104), 트래픽 처리기(106), 스케줄러(108)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스케줄러(108)는 MCS레벨 결정부(110) 및 무선자원결정부(112)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 먼저 RF처리기(100)는 적어도 하나의 안테나를 통해 수신되는 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 모뎀(102)으로 제공한다. 또한, RF처리기(100)는 상기 모뎀(102)으로부터의 기저대역 샘플데이터를 기저대역 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 RF대역 신호로 변환하여 적어도 하나의 안테나를 통해 송신한다.
상기 모뎀(102)은 상기 RF처리기(100)로부터의 신호를 물리계층 복조하여 정보데이터(수신 패킷)로 복원하고, 상기 정보데이터가 시그널링 메시지일 경우 메시지 처리기(104)로 제공하며, 상기 정보데이터가 트래픽 데이터일 경우 트래픽 처리기(106)로 제공한다. 여기서, OFDM/OFDMA 기반의 시스템일 경우, 상기 모뎀(102)은 RF처리기(100)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조(Fast Fourier Transform 연산)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터를 채널복조 및 채널디코딩하여 원래의 정보데이터로 복원할 수 있다. 또한, 상기 모뎀(102)은 메시지 처리기(104) 및 트래픽 처리기(106)로부터의 송신패킷(송신 메시지)을 물리계층 변조하여 RF처리기(100)로 제공한다. 만일, OFDM/OFDMA 기반의 시스템일 경우, 상기 모뎀(102)은 송신 패킷을 채널코딩 및 채널 변조하고, 상기 채널 변조된 데이터를 OFDM변조(IFFT연산)하여 시간영역의 샘플데이터로 변환한다.
또한, 상기 모뎀(102)은 단말로부터 수신된 채널신호(예: CQI채널)을 복조하여 하향링크 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 정보를 획득하고, 상 기 획득된 하향링크 CINR 정보를 상기 스케줄러(108)로 제공할 수 있다.
상기 메시지 처리기(104)는 수신일 경우 상기 모뎀(102)으로부터의 수신 시그널링 메시지(제어메시지 혹은 MAC management message)를 프로토콜 처리하고, 송신일 경우 송신 시그널링 메시지를 생성하여 상기 모뎀(102)로 제공한다. 한편, 상기 메시지 처리기(104)는 단말로부터 수신된 버스트로부터 단말의 송신전력(UL Tx power) 정보를 추출하여 상기 스케줄러(108)로 제공한다.
상기 트래픽 처리기(106)는 수신일 경우 상기 모뎀(102)로부터의 수신 트래픽을 프로토콜 처리하고, 송신일 경우 송신 트래픽을 프로토콜 처리하여 상기 모뎀(102)으로 제공한다.
스케줄러(108)는 서비스 플로우(SF: Service Flow)들에 대해 스케줄링 우선순위를 결정하고, 상기 결정된 우선순위에 따라 각 서비스 플로우(또는 단말)에 대한 MCS레벨 및 무선자원(예: 슬롯)을 할당한다. 서비스될 단말들(서비스 플로우들)에 대한 자원 할당이 완료되면, 상기 스케줄러(108)는 스케줄링 결과(자원할당 결과)를 상기 메시지 처리기(104)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 처리기(104)는 상기 스케줄링 결과를 이용해서 자원할당 메시지(예: MAP메시지)를 생성하여 상기 모뎀(102)으로 제공한다.
상기 스케줄러(108)내 MCS레벨 결정부(110)는 스케줄링 우선순위에 따라 각 서비스플로우(혹은 단말)에 대하여 MCS(modulation and coding scheme)레벨을 결정한다. 이때, 상기 MCS레벨 결정부(110)는 해당 단말에 대한 송신전력마진(Tx margin), 단말로부터 수신된 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 및 DL CINR, 그 리고 해당 단말의 핸드오버를 위한 활성집합(active set)의 사이즈 등을 이용해서 상기 MCS레벨을 결정할 수 있다.
예를 들어, 수신된 DL CINR 값에 대응되는 MCS레벨을 단말로 할당할 수 있다. 이때, 수신된 DL CINR값에 근거해서 해당 단말이 셀경계에 있는 것으로 판단되면, 상기 MCS레벨 결정부(110)는 해당 단말의 활성집합의 사이즈가 '1'보다 큰지를 확인한다. 즉, 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2개 이상인지를 확인한다. 만일, 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2 이상일 경우, 상기 MCS레벨 결정부(110)는 단말이 셀경계에 있는 것으로 최종 판단하여, 단말로부터 수신된 DL CINR에 따른 MCS레벨을 할당할 수 있다. 반면, 활성집합내 기지국 개수가 1 이하이면, 상기 MCS레벨 결정부(110)는 쉐도윙 등에 의한 채널상태 악화로 판단하여, 미리 정해진 특정 MCS레벨을 할당할 수 있다.
무선자원 결정부(112)는 상기 송신전력 마진(Tx margin), 상기 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 등을 사용하여, 상기 MCS레벨로 서비스할 무선자원을 결정한다. 예를 들어, 상기 무선자원 결정부(112)는 해당 상향링크 MCS레벨에 따른 가용데이터크기(Available Data Size)를 결정한다. 그리고 상기 무선자원 결정부(112)는 해당 단말의 가용한 송신 헤드룸(Available UL Tx headroom)과 상기 가용데이터크기를 이용해서 상기 단말로 무선자원(예: 슬럿)을 할당한다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 무선자원 결정부(112)는 해당 단말이 사용할 수 있는 최대 상향링크 송신전력(501)에서 송신전력 마진(Tx margin)이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력(503)을 감산하여 해당 단말기가 사용할 수 있는 상향링크 송신 헤드룸(507)을 계산할 수 있다. 그리고 상기 무선자원 결정부(112)는 상기 계산된 상향링크 송신 헤드룸(507)에 기반하여 단말로 할당될 슬롯 개수를 결정할 수 있다.
이와 같이 결정된 각 서비스플로우에 대한 MCS레벨 및 무선자원(위치 및 사이즈)은 상기 메시지 처리기(104)로 제공되고, 상기 메시지 처리기(104)는 상기 스케줄러(108)로부터 제공된 정보를 바탕으로 자원할당메시지(MAP메시지)를 생성하여 송신한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 절차를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 먼저 기지국은 201단계에서 단말로부터 하향링크 채널측정값(예: DL CINR)을 수신한다. 이후 스케줄링 시, 상기 기지국은 203단계에서 상기 하향링크 채널측정값이 근거리 기준값(Near CINR Threshold)보다 큰지를 검사한다. 만일, 상기 근거리 기준값보다 클 경우, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 단말을 위한 최대 MCS레벨(Maximum allowed MCS레벨)을 제1 MCS레벨(예: 16QAM 3/4)로 결정한다.
만일, 상기 근거리 기준값보다 작을 경우, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 상기 하향링크 채널측정값이 셀경계 기준값(Edge CINR Threshold)보다 큰지를 검사한다. 만일, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 셀경계 기준값보다 클 경우, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 상기 단말을 위한 최대 MCS 레벨(Maximum allowed MCS레벨)을 제2 MCS레벨(예: QPSK 1/2)로 결정한다.
반면, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 셀경계 기준값보다 작을 경우, 상기 기지국은 211단계로 진행하여 상기 단말의 활성집합(active set) 사이즈가 1보다 큰지를 검사한다. 즉, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2 이상인지를 검사한다. 여기서, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2 이상일 경우, 기지국은 해당 단말이 셀경계에 있는 것으로 판단할 수 있다.
만일, 상기 활성집합 사이즈가 1를 초과하는 경우, 상기 기지국은 213단계로 진행하여 상기 단말을 위한 최대 MCS레벨(Maximum allowed MCS레벨 )을 제3 MCS레벨(예 : QPSK 1/8)로 결정한다. 반면, 상기 활성집합 사이즈가 1 이하일 경우, 상기 기지국은 215단계로 진행하여 상기 단말을 위한 최대 MCS레벨(Maximum allowed MCS레벨)을 특정 MCS레벨(예: QPSK 1/2)로 결정한다. 즉, 활성집합 사이즈가 1 이하일 경우, 상기 기지국은 상기 단말의 채널상태가 쉐도윙 등으로 인해 일시적으로 악화된 것으로 판단하여, 미리 설정된 특정 MCS레벨을 할당할 수 있다.
상기와 같이 MCS레벨을 결정한 후, 상기 기지국은 217단계로 진행하여 상기 단말에 대해 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸(headroom) 등을 고려하여, 상기 단말로 무선자원(서브채널 혹은 슬롯)을 할당한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 절차를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 먼저 기지국은 301단계에서 단말로부터 하향링크 채널측정 값(예: DL CINR) 및 상향링크 송신전력(UL Tx Power) 정보를 수신한다. 상기 하향링크 채널측정값 및 상기 상향링크 송신전력 정보는 서로 다른 형태로 수신될 수 있으며, 서로 다른 프레임에서 수신될 수 있다.
한편, 상기 기지국은 303단계에서 외부 섹터(혹은 외부 기지국)로 줄 수 있는 간섭(예: RoT(Rise over Thermal))을 예측하고, 상기 간섭 예측값(RoT 예측값)을 기준값과 비교하여 적응송신전력마진(AdaptiveTxMargin)을 결정한다. 예를 들어, 상기 간섭 예측값이 상기 기준값보다 클 경우, 상기 기지국은 상기 적응송신전력마진(AdaptiveTxMargin)을 설정값(TxMarginUp)만큼 증가한다. 반면, 상기 간섭 예측값이 상기 기준값보다 작을 경우, 상기 기지국은 상기 적응송신전력마진(AdaptiveTxMargin)을 설정값(TxMarginDn)만큼 감소할 수 있다. 이때, 적응송신전력마진은 설정된 최대값과 최소값을 넘지 않도록 결정될 수 있다. 한편, 상기 간섭 예측은 공지된 알고리즘을 이용해서 수행되는 것으로 가정한다.
그리고, 상기 기지국은 305단계에서 상기 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값이 제1기준(예: DL CINR Threshold16QAM,1/2)보다 큰지를 검사한다. 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제1기준보다 클 경우, 상기 기지국은 307단계로 진행하여 상기 단말의 제1MCS(UL MCS1MS)를 제1레벨(예: 16QAM, 3/4)로 결정한후, 327단계로 진행한다.
한편, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제1기준보다 작을 경우, 상기 기지국은 309단계로 진행하여 상기 하향링크 채널측정값을 제2기준(예: DL CINR ThresholdQPSK,3/4)과 비교한다. 이때, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제2기준보다 클 경우, 상기 기지국은 311단계로 진행하여 상기 단말의 제1MCS를 제2레벨(예: 16QAM, 1/2)로 결정한후, 상기 327단계로 진행한다.
한편, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제2기준보다 작을 경우, 상기 기지국은 313단계로 진행하여 상기 하향링크 채널측정값을 제3기준(예: DL CINR ThresholdQPSK,1/2)과 비교한다. 이때, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제3기준보다 클 경우, 상기 기지국은 315단계로 진행하여 상기 단말의 제1MCS를 제3레벨(예: QPSK, 3/4)로 결정한후, 상기 327단계로 진행한다.
한편, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제3기준보다 작을 경우, 상기 기지국은 317단계로 진행하여 상기 하향링크 채널측정값을 제4기준(예: DL CINR ThresholdQPSK,1/4)과 비교한다. 이때, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제4기준보다 클 경우, 상기 기지국은 319단계로 진행하여 상기 단말의 제1MCS를 제4레벨(예 : QPSK, 1/2)로 결정한후, 상기 327단계로 진행한다.
한편, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 제4기준보다 작을 경우, 상기 기지국은 324단계로 진행하여 상기 단말의 활성집합(active set) 사이즈가 1보다 큰지를 검사한다. 즉, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2 이상인지를 검사한다. 여기서, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2 이상일 경우, 기지국은 해당 단말이 셀경계에 있는 것으로 판단할 수 있다.
만일, 상기 활성집합 사이즈가 1를 초과하는 경우, 상기 기지국은 325단계로 진행하여 상기 단말의 제1MCS를 제5레벨(예: QPSK,1/4)로 결정한후, 상기 327단계로 진행한다.
이후, 상기 기지국은 상기 327단계에서 상기 결정된 적응송신전력마진을 이용해서 상기 단말의 제2MCS(UL MCS2MS)를 결정한다. 특히, 도 4에서, 가로축은 적응송신전력마진이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력, 다시 말해, 정규화된 상향링크 송신전력 및 적응송신전력마진의 합에 대응되는 값을 의미하고, 세로축은 상향링크 MCS 레벨을 의미하게 되는 바, 상기 도 4을 참조하면, 적응송신전력마진이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력이 증가할수록 MCS 레벨은 낮아지게 되고, 적응송신전력마진이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력이 감소할수록 MCS 레벨은 높아지게 된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 단말로부터 수신된 상향링크 송신전력(UL Tx power)을 특정 상향링크 MCS레벨(예: QPSK, 1/2)과 특정 무선자원(하나의 슬럿) 기준으로 정규화하고, 상기 정규화된 송신전력에 상기 적응송신전력마진을 가산하며, 상기 가산된 값을 미리 설정된 기준값(UL MCS Threshold 1)과 비교하여 MCS레벨(UL MCS2MS)을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 하향링크 채널측정값(DL CINR)에 따른 제1MCS과 상향링크 송신전력(UL Tx power)에 따른 제2MCS이 결정되면, 상기 기지국은 329단계에서 상기 제1MCS과 상기 제2MCS 중 작은 MCS레벨을 선택하고, 상기 선택된 MCS레벨을 상기 단말로 할당한후 331단계로 진행한다.
한편, 상기 321단계에서 상기 활성집합 사이즈가 1 이하일 경우, 상기 기지국은 323단계로 진행하여 상기 상향링크 송신전력(UL Tx power)과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 MCS레벨을 결정하고, 상기 결정된 MCS레벨을 상기 단말로 할당한후, 상기 331단계로 진행한다. 즉, 활성집합 사이즈가 1 이하일 경우, 상기 기지국은 상기 단말의 채널상태가 쉐도윙 등으로 인해 일시적으로 악화된 것으로 판단하여, 단말의 하향링크 채널측정값이 아닌, 단말의 상향링크 송신전력(UL Tx Power)을 가지고 MCS레벨을 할당한다.
이와 같이, 상기 단말에 대해 상향링크 MCS레벨이 결정되면, 상기 기지국은 상기 331단계에서 해당 단말의 가용송신헤드룸(Available UL Tx headroom)과 상기 MCS레벨에 따른 가용데이터크기(Available Data Size)를 이용해서, 상기 단말로 무선자원(예: 슬럿)을 할당한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 기지국은 해당 단말이 사용할 수 있는 최대 상향링크 송신전력(501)에서 적응송신전력 마진(AdaptiveTxMargin)이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력(503)을 감산하여 해당 단말기가 사용할 수 있는 상향링크 송신 헤드룸(507)을 계산한다. 그리고 상기 기지국은 상기 계산된 상향링크 송신 헤드룸(507)이 부족하지 않는 상태에서 상기 가용데이터크기를 위한 무선자원을 할당할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 MCS레벨을 5단계(16QAM 3/4, 16QAM 1/2, QPSK 3/4, QPSK 1/2, QPSK,1/4)로 구분하여 할당하는 경우를 가정하였지만, 시스템 요구사항에 따라 상기 MCS레벨의 단계 구분은 다양하게 실시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른, 활성집합의 사이즈를 이용해서 셀경계 단말을 판단하는 기법은, 스케줄링뿐만 아니라, 유효(effective) RoT 추정 알고리즘 등 다른 제어 알고리즘에 용이하게 사용될 수 있다.
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 후술 하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 절차를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 절차를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 송신전력에 따른 MCS레벨 결정 방식을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 가용한 상향링크 헤드룸을 이용한 무선자원 할당 방식을 도시한 도면.

Claims (22)

  1. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값이 임계값보다 작을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합(active set)을 확인하며, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 MCS레벨 결정부와,
    상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우, 특정 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 하향링크 채널측정값을 수신하는 제1수신부와,
    상기 단말로부터 상향링크 송신전력(UL Tx Power) 값을 수신하는 제2수신부와,
    외부 섹터로 주는 간섭을 예측하는 간섭 예측부와,
    상기 간섭 예측부로부터의 간섭 예측값과 기준값을 비교해서, 적응송신전력마진(adaptive Tx margin)을 결정하는 마진결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우,
    상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 MCS레벨을 결정하고, 상기 결정된 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 클 경우 혹은 상기 활성집합내 기지국 개수가 2 이상일 경우,
    상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값에 따라 상기 단말을 위한 제1MCS를 결정하는 제1결정부와,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 상기 단말을 위한 제2MCS를 결정하는 제2결정부와,
    상기 제1MCS와 상기 제2MCS 중 적은 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 제3결 정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2결정부는,
    상기 상향링크 송신전력 값을 특정 단위로 정규화하고, 상기 정규화된 송신전력 값에 상기 적응송신전력마진을 가산하며, 상기 가산된 값과 기준을 비교해서 상기 제2MCS를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하향링크 채널측정값은 DL CINR(Downlink Carrier to Interference and Noise Ratio)인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 무선통신시스템에서 기지국의 스케줄링 방법에 있어서,
    단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값과 임계값을 비교하는 과정과,
    상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 작을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합을 확인하는 과정과,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 과정과,
    상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우, 특정 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 하향링크 채널측정값을 수신하는 과정과,
    상기 단말로부터 상향링크 송신전력(UL Tx Power) 값을 수신하는 과정과,
    외부 섹터로 주는 간섭을 예측하는 과정과,
    상기 간섭 예측값과 기준값을 비교해서, 적응송신전력마진을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 MCS레벨을 결정하고, 상기 결정된 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 클 경우,
    상기 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값에 따라 상기 단말을 위한 제1MCS를 결정하는 과정과,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 상기 단말을 위한 제2MCS를 결정하는 과정과,
    상기 제1MCS와 상기 제2MCS 중 적은 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 MCS레벨 할당 과정은,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 2 이상일 경우, 상기 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값에 따라 상기 단말을 위한 제1MCS를 결정하는 과정과,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 상기 단말을 위한 제2MCS를 결정하는 과정과,
    상기 제1MCS와 상기 제2MCS 중 적은 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2MCS 결정 과정은,
    상기 상향링크 송신전력 값을 특정 단위로 정규화하는 과정과,
    상기 정규화된 송신전력 값에 상기 적응송신전력마진을 가산하는 과정과,
    상기 가산된 값과 기준을 비교해서 상기 제2MCS를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 하향링크 채널측정값은 DL CINR(Downlink Carrier to Interference and Noise Ratio)인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 모뎀으로 제공하는 RF 처리기와,
    상기 RF 처리기로부터의 신호를 물리계층 복조하는 상기 모뎀과,
    스케줄링을 수행하는 스케줄러를 포함하며,
    상기 스케줄러는,
    단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값이 임계값보다 작을 경우, 상기 단말의 핸드오버를 위한 활성집합(active set)을 확인하며, 상기 활성집합내 기지국 개수가 적어도 2이상일 경우 상기 하향링크 채널측정값을 고려해서 상기 단말로 MCS레벨을 할당하는 MCS레벨 결정부와,
    상기 할당된 MCS레벨 및 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 고려해서 상기 단말로 무선자원을 할당하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우, 특정 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 하향링크 채널측정값을 수신하는 제1수신부와,
    상기 단말로부터 상향링크 송신전력(UL Tx Power) 값을 수신하는 제2수신부와,
    외부 섹터로 주는 간섭을 예측하는 간섭 예측부와,
    상기 간섭 예측부로부터의 간섭 예측값과 기준값을 비교해서, 적응송신전력마진(adaptive Tx margin)을 결정하는 마진결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 활성집합내 기지국 개수가 1 이하일 경우,
    상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 MCS레벨을 결정하고, 상기 결정된 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 하향링크 채널측정값이 상기 임계값보다 클 경우 혹은 상기 활성집합내 기지국 개수가 2 이상일 경우,
    상기 MCS레벨 결정부는,
    상기 단말로부터 수신된 하향링크 채널측정값에 따라 상기 단말을 위한 제1MCS를 결정하는 제1결정부와,
    상기 상향링크 송신전력 값과 상기 적응송신전력마진을 이용해서 상기 단말을 위한 제2MCS를 결정하는 제2결정부와,
    상기 제1MCS와 상기 제2MCS 중 적은 MCS레벨을 상기 단말로 할당하는 제3결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2결정부는,
    상기 상향링크 송신전력 값을 특정 단위로 정규화하고, 상기 정규화된 송신전력 값에 상기 적응송신전력마진을 가산하며, 상기 가산된 값과 기준을 비교해서 상기 제2MCS를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 하향링크 채널측정값은 DL CINR(Downlink Carrier to Interference and Noise Ratio)인 것을 특징으로 하는 장치.
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