KR101578141B1 - 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기지국의 동작 방법은, 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 과정과, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 과정과, 상기 설정기간 동안 상기 송신전력 마진을 증가시켜 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키는 과정을 포함한다.
스케줄링, 송신마진, MCS레벨, 슬롯 개수, 외루프전력제어

Description

광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR UPLINK SCHEDULING IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신 전력을 추정하고, 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 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) 방식을 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 경우, 데이터 전송은 프레임 단위로 구분되어 수행되고, 각 프레임은 하향링크(downlink; DL) 데이터를 송신하는 영역과 상향링크(uplink; UL) 데이터를 전송할 수 있는 영역으로 구분된다. 여기서, 상기 상향링크 데이터를 송신하는 영역은 주파수 축과 시간 축의 2차원 배열로 구성되는데 각 기본 할당 단위는 슬롯(slot)이 된다. 각 슬롯은 한 섹터에 존재하는 단말기 중에서 한 단말기에게만 할당되며, 단말기 각각에 할당된 슬롯의 집합을 버스트(burst)로 정의할 수 있다.
이하, 종래기술에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말기로 상향링크 자원을 할당하는 방법을 살펴보기로 한다.
먼저, 기지국은 수신된 신호를 복조하여 단말기가 전송한 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보(부반송파 당 UL Tx Power)를 추출한다. 그리고 상기 기지국은 상향링크 송신전력 정보를 사용하여 상향링크 MCS(Modulation and Coding Scheme)와 사용할 수 있는 무선자원(슬롯개수)을 결정한다. 표준에 따르면, UL Tx power를 전송하는 경우는 다음과 같다. 마지막으로 UL Tx power를 전송한 프레임으로부터 설정기간(Tx_Power_Report_Interval frame)이 지난 경우이거나, 설정값(Tx_Power_Report_Threshold dB)보다 큰 상향링크 채널이 감지되는 경우이다. 이와 같이, 단말은 UL Tx Power를 매번 보내는 것이 아니므로, 단말이 UL Tx Power를 전송하는 시점과, 기지국에서 단말로부터의 UL Tx Power를 스케줄링한후 실제 단말이 상향링크 버스트를 전송하는 시점 사이에 지연(delay)가 발생한다. 따라서 상기 지연 시간 도안의 채널 변동을 고려하여, 상향링크 슬롯 개수를 결정할 때 마진(Tx margin)을 고려하여 실제 할당할 수 있는 슬롯 개수보다 작은 개수의 슬롯을 할당한다. 즉, 단말이 최근 전송한 UL Tx Power에 마진을 적용하여, 할당 가능한 슬롯 개수를 줄이는 것이다.
일반적인 경우, 상향링크 채널 상황이 나빠지면 상향링크 버스트는 에러가 발생할 것이다. 이런 경우, 외루프 전력제어(outer-loop power control) 알고리즘에 의해 수신 버스트의 SINR 기준값인 셋 포인트(set point)가 증가되고, 이에 따라 단말의 송신 전력(Tx power)는 증가된다. 그리고 단말이 증가된 UL Tx Power 정보를 기지국으로 전송하면, 그에 맞는 UL MCS레벨과 슬롯 개수가 다시 정해진다.
하지만, 채널이 급격이 나빠지는 경우, 마진(Tx margin)을 고려하여 상향링크 스케줄링을 수행하더라도 문제가 발생할 수 있다. 일반적으로, 단말의 최대 송신 전력은 제한되어 있다. 만일, 단말이 최대 송신 전력으로 상향링크 신호를 전송하고 있는 경우, 채널이 더욱 나빠지더라도 부반송파 당 UL Tx Power는 더 이상 증가하지 못한다. 이런 경우, 단말이 전송하는 UL Tx Power 정보를 이용하여 상향링 크 채널 상황을 판단하는 경우, 기지국은 실제 상향링크 채널 상황보다 더 양호하다고 판단할 수 있다. 이와 같이, 기지국이 상향링크 채널을 잘못 판단하는 경우, 계속해서 상향링크 버스트에 에러가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신 전력이 최대 송신 전력에 근접하였는지를 감지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접한 경우 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신 전력이 최대 송신전력에 근접한 경우 설정기간 동안 상향링크 송신전력에 적용되는 마진을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신 전력을 추정하고, 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 계산부와, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 마진결정부와, 상기 마진결정부에 의해 결정된 송신전력 마진을 이용해서 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 결정하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서, 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 과정과, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 과정과, 상기 설정기간 동안 상기 송신전력 마진을 증가시켜 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상향링크 채널 상황을 빠르고 정확히 판단할 수 있다. 또한, 본 발명은 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접했는지를 감지할 수 있다. 만일, 단말의 송신전력이 최대 송신 전력에 근접했을 경우, 일정기간 동안 송신전력 마진(Tx margin)을 증가시켜 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄임으로써, 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접함으로써 발생할 수 있는 상향링크 버스트 에러를 방지할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기 에서 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 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신전력을 추정하고, 상기 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 기술에 대해 설명하기로 한다. 특히, 본 발명은 단말의 전체 송신전력이 최대 송신전력에 근접한 경우, 설정기간 동안 상향링크 송신전력에 적용되는 마진을 증가시킴으로써, 설정시간 동안 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 것이다.
이하, 본 발명은 OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 다른 접속의 무선통신시스템에도 용이하게 적용될 수 있다.
먼저, 단말의 전체 송신 전력을 계산하기 위한 방법을 설명한다.
본 발명은 단말로부터 가장 최근에 수신한 UL Tx power 정보와 가장 최근에 수신한 n-th 프레임의 UL 버스트 슬롯 수를 이용해서 단말의 전체 송신 전력을 계산한다. 단말이 UL Tx Power 정보를 전송한 후, 외루프 전력 제어(outer-loop power control)에 의해 단말의 송신전력이 변동하는 상황을 고려하기 위해, 파라미 터 CSET를 사용하기로 한다. 상기 CSET의 초기값은 '0'이고, UL Tx power가 수신되면 UL Tx power에 이미 외루프 전력 제어가 반영되어 있으므로 '0'으로 초기화된다. n-th 프레임에 상향링크 버스트 에러가 발생되면, 상기 CSET는 Tp만큼 증가되고, 상향링크 버스트 에러가 발생하지 않으면 상기 CSET는 1만큼 감소된다. 여기서, 상기 TP는 외루프 전력 제어와 관련된 파라미터로, 타겟 BER(bit error rate)에 따라 다음 <수학식 1>과 같이 설정될 수 있다.
[수학식 1]
TP=(1-TargetBER)/TargetBER
예를 들어, 타겟 BER이 1%이면, TP는 (1-0.01)/(0.01)=99이 된다. n-th 프레임에 해당 단말의 상향링크 버스트가 2개 이상인 경우, 어느 한 버스트에 에러가 발생하면 에러가 발생한 것으로 간주하여, CSET값을 증가시키는 것으로 가정한다. 만일, H-ARQ(Hybrid-Automatic Repeat request)가 동작되는 경우, 최초 전송(혹은 초기 전송) 버스트에 대해서만 CSET값을 변화시킬 수도 있다.
따라서, 단말의 전체 송신전력 PN은 다음 <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112009005445618-pat00001
여기서, PTx,REF는 단말이 전송한 부반송파당 UL TX power[dBm]이고, SINR[MCS]는 요구되는 BER을 보장하기 위한 값[dB]으로 MCS레벨 별로 미리 정해져 있다. MCSREF는 단말이 PTx,REF를 전송한 시점의 MCS레벨이고, MCSN은 n-th 프레임 시점의 MCS레벨이다. NSubCh는 n-th 프레임에 단말로 할당된 주파수축 슬롯 개수이고, NSubCr는 1 슬롯에 포함되는 부반송파 개수이다. PD는 외루프 전력 제어와 관련된 파라미터로, 상향링크 버스트 에러가 발생된 경우 셋포인트(set point)를 증가시킬 때 사용되는 스텝 사이즈[dB]이다.
본 발명은 상기 수학식 2와 같이 계산된 단말의 전체 송신전력 PN이 기준값(threshold) PTH보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 Tx 마진(margin)을 설정값만큼 증가시킨다. 본 발명은 상기 CSET이 상향링크 버스트 에러가 발생하지 않을 때보다 상향링크 버스트 에러가 발생할 때 상대적으로 큰 값으로 증가하기 때문에, 상향링크 버스트 에러가 연속적으로 발생하지 않더라도 상향링크 채널 악화를 검출할 수 있다. 또한, 상향링크 버스트 에러가 연속적으로 발생하지 않더라도 여러 번의 상향링크 버스트 에러가 발생하면, 단말의 전체 송신전력 PN이 기준값을 초과할 수 있다. 또한, Tx 마진을 설정시간 동안 증가시킨 후, 다시 상향링크 버스트 에러가 발생하는 경우, 상기 전체 송신전력 PN이 기준값을 초과할 수 있으므로 바로 Tx 마진을 보정할 수 있다.
이하 상술한 내용에 근거한 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 기지국은 RF(Radio Frequency)처리기(100), 모뎀(102), 메시지 처리기(104), 트래픽 처리기(106), 스케줄러(108), CSET관리부(116), PN계산부(118), 타이머(120)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스케줄러(108)는 마진 결정부(110), MCS레벨 결정부(112) 및 무선자원결정부(114)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 메시 지 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(FFT연산)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 트래픽처리기(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.
한편, 상기 모뎀(106)는 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트를 채널코딩한후 에러검사(예 : CRC)를 수생하고, 그 결과를 상기 스케줄러(108)로 제공한다. 상기 상향링크 버스트에 대한 에러검사 결과는 파라미터 CSET갱신에 이용된다. 또한, 상기 모뎀(102)은 단말로부터 수신된 채널신호(예: CQI채널)을 복조하여 하향링크 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 정보를 획득하고, 상기 획득된 하향링크 CINR 정보를 상기 스케줄러(108)로 제공한다.
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(무선자원 양)을 결정한다. 이와 같은 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.
CSET관리부(116)는 상기 스케줄러(108)의 제어하에 각 단말에 대해 파라미터 CSET을 관리한다. 여기서, 해당 단말로부터 UL Tx power 정보가 수신되면 상기 CSET은 '0'으로 초기화되고, 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트에 에러가 발생되면 설정값(TP)만큼 증가되며, 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트에 에러가 발생되지 않으면 '1'만큼 감소된다. 상기 설정값(TP)는 외루프 전력제어와 관련된 파라미터로, 상기 수학식 1과 같이 타겟 BER에 따라 결정될 수 있다.
PN계산부(118)는 상향링크 스케줄링 대상인 단말의 전체 송신 전력(PN)을 계 산하여 상기 스케줄러(108)로 제공한다. 여기서, 상기 전체 송신 전력(PN)은 상기 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
상기 스케줄러(108)내 마진 결정부(110)은 상기 PN계산부(118)로부터의 단말의 전체 송신전력(PN)과 설정값(PTH)을 비교하며, 상기 전체 송신전력(PN)이 상기 설정값(PTH)보다 크거나 같을 경우 스케줄링에 사용될 Tx margin을 설정값(TD)만큼 증가시키고 그렇지 않을 경우 Tx margin을 기본값(혹은 디폴트값)으로 유지한다. 또한, 상기 Tx margin이 TD만큼 증가되는 경우, 상기 스케줄러(108)은 상기 증가된 Tx margin이 사용되는 기간을 설정하기 위한 타이머(120)을 구동시킨다. 여기서, 상기 타이머(120)는 FM프레임 동안 구동되는 것으로 가정한다.
MCS레벨 결정부(112)는 스케줄링 우선순위에 따라 각 서비스플로우(혹은 단말)에 대하여 MCS(modulation and coding scheme)레벨을 결정한다. 이때, 상기 MCS레벨 결정부(112)는 해당 단말에 대한 Tx margin, 단말로부터 수신된 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 등을 이용해서 상기 MCS레벨을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 단말의 상향링크 송신전력을 특정 상향링크 MCS레벨(예: QPSK, 1/2)과 특정 자원단위(하나의 슬롯) 기준으로 정규화하고, 상기 정규화된 송신전력에 상기 송신전력 마진을 가산하며, 상기 가산된 값을 미리 설정된 기준값(UL MCS Threshold)과 비교하여 MCS레벨을 결정할 수 있다.
무선자원 결정부(114)는 상기 송신전력 마진, 상기 상향링크 송신전력 정보 등을 사용하여 상기 MCS레벨로 서비스할 무선자원 양(슬롯 개수)을 결정한다. 예를 들어, 상기 무선자원 결정부(114)는 해당 상향링크 MCS레벨에 의한 최대 데이터 크기(Maximum Data Size)로 제한(또는 결정)한다. 그리고 상기 무선자원 결정부(114)는 해당 단말의 가용한 송신 헤드룸(Available UL Tx headroom)과 상기 가용데이터크기(Available Data Size)를 이용해서 상기 단말로 무선자원(슬롯 개수)을 할당한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 무선자원 결정부(114)는 해당 단말이 사용할 수 있는 최대 상향링크 송신전력(401)에서 송신전력 마진이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력(403)을 감산하여 해당 단말기가 사용할 수 있는 상향링크 송신 헤드룸(407)을 계산할 수 있다. 그리고 상기 무선자원 결정부(114)는 상기 계산된 상향링크 송신 헤드룸(407)에 기반하여 단말로 할당할 슬롯 개수를 결정할 수 있다. 이때, 만일 해당 단말에 대해 증가된 송신마진(Tx margin + TD)는 적용되는 경우라면, 단말로 할당되는 슬롯 개수는 송신마진이 디폴트인 경우보다 감소된다. 즉, 본 발명은 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하고, 상기 추정된 전체 송신전력이 단말이 지원가능한 최대값에 도달되었다고 판단된 경우 송신전력 마진(Tx margin)을 증가시켜, 해당 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 것이다.
이와 같이 결정된 각 서비스플로우에 대한 MCS레벨 및 무선자원 양(슬롯 개수)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 기지국에서 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin)을 설정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 먼저 기지국은 201단계에서 파라미터 CSET값을 '0'으로 초기화하고, 송신전력 마진(Tx margin)을 디폴트값(TFIXED)으로 초기화한다. 즉, 알고리즘 수행에 필요한 각종 파라미터를 초기화한다.
이후, 상기 기지국은 203단계에서 해당 단말로부터 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보가 수신되는지 검사한다. 상기 상향링크 송신전력 정보가 수신된 경우, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 CSET값을 '0'으로 설정한다. 즉, 상향링크 송신전력 정보가 수신되면, 상향링크 송신전력에 이미 외루프 전력제어 정보가 반영되어 있는 것으로 간주하여 셋포이트 값을 '0'으로 초기화한다.
그리고 상기 기지국은 207단계에서 상기 단말로부터 상향링크 버스트가 수신되는지 검사하고, 상기 상향링크 버스트가 수신된 경우 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생했는지 검사한다. 만일, 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생된 경우, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 상기 CSET값을 설정값(TP)만큼 증가시킨후 213단계로 진행한다. 반면, 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생되지 않은 경우, 상기 기 지국은 211단계로 진행하여 상기 CSET값을 '1'만큼 감소시킨후 223단계로 진행한다.
상기 CSET값을 증가시킨후, 상기 기지국은 상기 213단계에서 현재 송신전력 마진을 조정하는 기간을 설정하기 위한 타이머가 구동중인지 검사한다. 상기 타이머가 구동중일 경우, 현재 TD만큼 증가된 송신전력 마진을 가지고 스케줄링을 수행하는 기간이므로, 상기 기지국은 223단계로 진행한다. 반면, 상기 타이머가 구동중이 아니면, 상기 기지국은 215단계로 진행하여 상기 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산한다. 이때, 상기 기지국은 상기 수학식 2와 같이 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산할 수 있다.
상기 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산한 후, 상기 기지국은 217단계에서 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값을 기준값(PTH)과 비교한다. 만일, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값이 상기 기준값보다 작을 경우, 상기 기지국은 상기 223단계로 진행한다. 반면, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값이 상기 기준값보다 크거나 같을 경우, 상기 기지국은 218단계로 진행하여 상기 단말의 송신전력 마진(TMARGIN)을 [TFIXED+TD]값으로 설정한다. 즉, 단말의 전체 송신전력이 지원가능한 최대값이 도달된 것으로 판단된 경우, 상기 송신전력 마진을 디폴트값(TFIXED)보다 TD만큼 증간된 값으로 설정한다. 이와 같이, 송신전력 마진을 증가시키는 이유는 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키기 위한 것이다.
이와 같이, 송신전력 마진이 조정되는 경우, 상기 기지국은 221단계에서 상기 송신전력 마진이 조정되는 기간을 설정하기 위한 상기 타이머를 구동시킨다. 예를 들어, 상기 타이머는 설정개수(FM)의 프레임 기간 동안 구동될 수 있다.
한편, 상기 기지국은 상기 223단계에서 상기 타이머가 만료되는지 검사한다. 만일, 상기 타이머 만료가 감지되면, 상기 기지국은 225단계로 진행하여 상기 송신전력 마진(TMARGIN)을 디폴트값(TFIXED)으로 설정한후 상기 203단계로 되돌아간다. 반면, 상기 타이머가 구동중이면, 상기 기지국은 계속해서 단말로부터 상향링크 신호를 수신하기 위해 상기 203단계로 되돌아간다.
본 발명은 상술한 도 2와 같이 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin: TMARGIN)을 설정한다. 상기 도 2를 통해 설정된 송신전력 마진은 단말의 상향링크에 할당될 MCS레벨 및 슬롯 개수를 결정하는데 사용될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin)을 설정하기 위한 절차를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 송신전력에 따른 MCS레벨 결정 방식을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 가용한 상향링크 헤드룸을 이용한 무선자원 할당 방식을 도시한 도면.

Claims (18)

  1. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 계산부와,
    상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 마진결정부와,
    상기 설정된 기간 동안, 상기 마진결정부에 의해 결정된 송신전력 마진을 이용해서 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 결정하는 무선자원 결정부를 포함하고,
    상기 마진결정부는, 상기 설정된 기간이 만료된 후, 상기 결정된 송신전력 마진을 상기 디폴트값으로 재 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 및 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트의 에러유무를 이용해서 파라미터 CSET을 갱신하는 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관리부는 상기 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보가 수신될 경우 상 기 파라미터 CSET을 '0'으로 초기화하며, 상향링크 버스트에 에러가 발생된 경우 설정값(TP)만큼 증가시키고, 상향링크 버스트에 에러가 발생하지 않은 경우 '1'만큼 감소시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 설정값(TP)는 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
    TP=(1-TargetBER)/TargetBER
  5. 제3항에 있어서,
    상기 관리부는 프레임에 해당 단말의 버스트가 적어도 2개 이상일 경우 어느 한 버스트에서 에러가 발생되면 상기 파라미터 CSET을 TP만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 관리부는 HARQ 커넥션에 대해 초기전송 버스트에 대해서 상기 파라미터 CSET을 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 단말의 전체 송신전력(PN)은 다음 수식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112015024612858-pat00002
    여기서, PTx,REF는 단말이 전송한 부반송파당 UL TX power[dBm]이고, SINR[MCS]는 요구되는 BER을 보장하기 위한 값[dB]으로 MCS레벨 별로 미리 정해져 있으며, MCSREF는 단말이 PTx,REF를 전송한 시점의 MCS레벨이고, MCSN은 n-th 프레임 시점의 MCS레벨이며, NSubCh는 n-th 프레임에 단말로 할당된 주파수축 슬롯 개수이고, NSubCr는 1 슬롯에 포함되는 부반송파 개수이며, PD는 상향링크 버스트 에러가 발생된 경우 셋포인트(set point)를 증가시킬 때 사용되는 스텝 사이즈[dB]임.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력 정보와 상기 송신전력 마진을 이용해서 상기 단말의 상향링크에 할당될 MCS레벨을 결정하는 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선자원 결정부는, 상기 송신전력 마진(TMARIN),상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 및 상기 단말의 최대 송신전력을 이용해서 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 계산하고, 상기 헤드룸에 기반하여 상기 단말로 할당될 슬롯개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 과정과,
    상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 과정과,
    상기 설정기간 동안 상기 송신전력 마진을 증가시켜 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키는 과정과,
    상기 설정 기간이 만료된 후, 상기 증가된 송신전력 마진을 상기 디폴트 값으로 재 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 및 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트의 에러유무를 이용해서 파라미터 CSET을 갱신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 갱신 과정은,
    상기 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보가 수신될 경우 상기 파라미터 CSET을 '0'으로 초기화하는 과정과,
    상향링크 버스트에 에러가 발생된 경우, 상기 파라미터 CSET을 설정값(TP)만큼 증가시키는 과정과,
    상향링크 버스트에 에러가 발생하지 않은 경우, 상기 파라미터 CSET을 '1'만큼 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 설정값(TP)는 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    TP=(1-TargetBER)/TargetBER
  14. 제12항에 있어서, 상기 파라미터 CSET을 증가시키는 과정은,
    프레임에 해당 단말의 버스트가 적어도 2개 이상일 경우, 어느 한 버스트에서 에러가 발생되면 상기 파라미터 CSET을 TP만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 파라미터 CSET은 HARQ 커넥션에 대해 초기전송 버스트에 대해서 갱신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 단말의 전체 송신전력(PN)은 다음 수식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112015024612858-pat00003
    여기서, PTx,REF는 단말이 전송한 부반송파당 UL TX power[dBm]이고, SINR[MCS]는 요구되는 BER을 보장하기 위한 값[dB]으로 MCS레벨 별로 미리 정해져 있으며, MCSREF는 단말이 PTx,REF를 전송한 시점의 MCS레벨이고, MCSN은 n-th 프레임 시점의 MCS레벨이며, NSubCh는 n-th 프레임에 단말로 할당된 주파수축 슬롯 개수이고, NSubCr는 1 슬롯에 포함되는 부반송파 개수이며, PD는 상향링크 버스트 에러가 발생된 경우 셋포인트(set point)를 증가시킬 때 사용되는 스텝 사이즈[dB]임.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력 정보와 상기 송신전력 마진을 이용해서 상기 단말의 상향링크에 할당될 MCS레벨을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 슬롯 개수 결정 과정은,
    상기 송신전력 마진(TMARIN),상기 단말로부터 수신되는 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 및 상기 단말의 최대 송신전력을 이용해서 상기 단말의 헤드룸(headroom)을 계산하는 과정과,
    상기 헤드룸에 기반하여 상기 단말로 할당될 슬롯개수를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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