KR20050122793A - Method for scheduling radio resource allocation of ofdm/ofdma - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일 사용자에게 할당되는 무선자원을 동시에 둘 이상의 사용자가 사용하는 방법을 구현함으로써, 주파수 대역의 추가없이 상향링크의 용량 증가시켰다. 또한 본 발명은 TDD 방식이 상향링크에 배정된 시간 중 일부를 하량 링크에 배정하는 것처럼, 상향링크에 할당해야 했던 무선자원을 하향링크에 할당하도록 함으로써, 한정적인 무선자원을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 되었다. 본 발명은, 일 사용자에게 할당되는 무선자원을 다수의 사용자에게 할당하는 직교주파수 분할 다중접속 시스템(OFDMA)에 있어서, 상기 무선자원 할당 사실을 자원할당 메시지를 통해, 상기 다수의 사용자에게 전달하는 과정과; 상기 사용자 측에서, 상기 자원할당 메시지를 참조하여 상향링크 데이터의 기본 할당 단위의 구조를 결정하는 과정으로 이루어진다. The present invention implements a method in which two or more users simultaneously use radio resources allocated to one user, thereby increasing capacity of uplink without adding a frequency band. In addition, the present invention, by assigning a portion of the time allocated to the uplink to the downlink part of the TDD scheme, by assigning the radio resources that had to be allocated to the uplink, it is possible to operate limited radio resources more efficiently. It became. According to the present invention, in the orthogonal frequency division multiple access system (OFDMA) for allocating a radio resource allocated to one user to a plurality of users, the radio resource allocation fact is transmitted to the plurality of users through a resource allocation message. and; The user side is configured to determine a structure of a basic allocation unit of uplink data with reference to the resource allocation message.
Description
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 OFDMA라 약함) 방식 시스템에 관한 것으로서, 특히 OFDMA의 무선자원을 할당하는 스케줄링 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (OFDMA) system, and more particularly, to a scheduling method for allocating radio resources of OFDMA.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,이하 OFDM이라 약함)방식은 고속의 직렬신호를 저속의 여러 병렬신호로 분리한 후 이를 각각의 직교 부반송파(sub-carrier)로 변조하여 송/수신하는 방식이다. 따라서, 좁은 대역으로 나뉘어진 직교 부반송파는 플랫 페이딩(flat fading)을 경험하게 되어 주파수 선택적 페이딩 채널에 우수한 특성을 갖게 된다. 또한, 송신단에서 보호대역(guard interval) 삽입 등과 같은 간단한 방법을 사용하여 부반송파간의 직교성을 보존함으로써 수신단에서 복잡한 등화기나 DS-CDMA(Direct Sequence-Code Division Multiplexing Access) 방식에서의 레이크 수신기 등이 필요없게 된다. OFDM 방식은 이러한 우수한 특성으로 인하여 디지털방송, IEEE 802.11a 이나 HIPERLAN 과 같은 무선 랜, IEEE 802.16 과 같은 고정 광대역 무선접속(fixed broadband wireless access)등에서 표준변조방식으로 채택되어 있으며, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서도 변복조/다중접속방식의 적용 가능 기술의 하나로 검토된 바 있다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a method in which a high speed serial signal is separated into a plurality of low speed parallel signals, and then modulated into a respective orthogonal subcarrier to transmit / receive. Thus, orthogonal subcarriers divided into narrow bands experience flat fading and thus have excellent characteristics in frequency selective fading channels. In addition, the transmit end preserves orthogonality between subcarriers using a simple method such as guard interval insertion so that the receiver does not require a complicated equalizer or a rake receiver in DS-CDMA (Direct Sequence-Code Division Multiplexing Access) scheme. do. Due to these excellent characteristics, the OFDM method is adopted as a standard modulation method in digital broadcasting, wireless LAN such as IEEE 802.11a or HIPERLAN, fixed broadband wireless access such as IEEE 802.16, and UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). ) Has been considered as one of the applicable technologies of modulation / demodulation / multiple access method.
현재, OFDM을 근간으로 하는 여러 다중접속 방식들이 활발히 연구되고 있으며, 이 중, OFDMA방식은 초고속 멀티미디어 서비스 등 사용자 요구가 급속히 증대되는 차세대 이동통신을 달성하기 위한 후보기술로서 적극 검토, 연구되고 있다. OFDMA방식은 시간분할 접속과 주파수 분할 접속 기술을 결합하는 2차원 접속방법이다. Currently, various multiple access schemes based on OFDM have been actively studied. Among them, the OFDMA scheme is actively studied and studied as a candidate technology for achieving next-generation mobile communication in which user demand such as high-speed multimedia service is rapidly increased. The OFDMA method is a two-dimensional access method combining time division access and frequency division access technology.
도1은 종래 기술에 따른 무선자원의 할당을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the allocation of radio resources according to the prior art.
도1에 도시된 바와 같이, 대개, 무선통신시스템은 한정된 상향/하향 링크의 무선자원을 여러 사용자가 나누어 사용한다. 그러나 한 사용자에게 할당되는 자원을 여러 사용자가 나누어 사용하지는 않는다. 즉, 동시에 두 명 혹은 그 이상의 사용자를 같은 자원 할당하는 방법은 존재하지 않는다.As shown in Fig. 1, a wireless communication system usually uses and distributes radio resources of a limited uplink / downlink for several users. However, resources allocated to one user are not shared among several users. In other words, there is no way to allocate two or more users to the same resource at the same time.
예를 들어, TDMA(Time Division Multiplexing Access)방식의 경우, 일정한 시간 구간을 사용자에게 할당하여 할당된 시간 구간에서는 그 사용자만 무선자원을 사용하도록 스케쥴링한다. 그리고 CDMA(Code Division Multiplexing Access)방식의 경우, 사용자별로 다른 코드를 할당하도록 스케쥴링한다. 즉, 코드 하나에 한 사용자만 할당할 수 있다. OFDM/OFDMA방식의 경우, 시간과 주파수로 구성된 2차원의 맵에서 일부분의 구역을 할당받은 한 사용자만이 그 구역을 사용할 수 있도록 스케쥴링한다. For example, in the time division multiplexing access (TDMA) scheme, a predetermined time interval is assigned to a user and scheduled to use only a radio resource in the assigned time interval. In the case of a code division multiplexing access (CDMA) scheme, a different code is scheduled for each user. That is, only one user can be assigned to a code. In the OFDM / OFDMA scheme, only one user who is allocated a portion of a region in a two-dimensional map of time and frequency is scheduled to use the region.
이러한 종래 기술은, 하나의 할당된 무선 자원을 한 사용자만이 사용할 수 있도록 스케쥴링한다. 종래 기술은 할당된 무선 자원을 동시에 두 명의 사용자가 사용하는 방법에 대해서는 고려하고 있지 않다.This prior art schedules one allocated radio resource for use by only one user. The prior art does not consider how two users simultaneously use allocated radio resources.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, The present invention is to solve the problems described above, the object is,
상향링크에서 할당된 무선자원 하나를 여러 사용자가 동시에 점유해서 사용하도록 하는 상향링크 용량 증대 방법을 지원하는 OFDM/OFDMA시스템의 무선자원 할당 스케쥴링 방법.A radio resource allocation scheduling method of an OFDM / OFDMA system that supports an uplink capacity increasing method in which multiple users simultaneously occupy and use one radio resource allocated in uplink.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선자원 할당 스케쥴링 방법은 In order to achieve the above object, the radio resource allocation scheduling method according to the present invention
일 사용자에게 할당되는 무선자원을 다수의 사용자에게 할당하는 직교주파수 분할 다중접속 시스템(OFDMA)에 있어서, 상기 무선자원 할당 사실을 자원할당 메시지를 통해, 상기 다수의 사용자에게 전달하는 과정과; 상기 사용자 측에서, 상기 자원할당 메시지를 참조하여 상향링크 데이터의 기본 할당 단위의 구조를 결정하는 과정으로 이루어진다. An orthogonal frequency division multiple access system (OFDMA) for allocating a radio resource allocated to one user to a plurality of users, the method comprising: transmitting the radio resource allocation fact to the plurality of users through a resource allocation message; The user side is configured to determine a structure of a basic allocation unit of uplink data with reference to the resource allocation message.
바람직하게, 상기 자원할당 메시지는 파일럿의 패턴과 구조를 결정하는 소정의 서브 메시지를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the resource allocation message is characterized in that it comprises a predetermined sub-message for determining the pattern and structure of the pilot.
바람직하게, 상기 서브 메시지는 시간영역에서의 OFDMA 심볼 수와 주파수 영역에서 기준점으로부터의 offset만큼 떨어진 위치에서 시작되는 연속적인 부 채널의 수가 주어진 데이터 영역을 할당하도록 하는 소정의 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the sub-message includes a predetermined parameter for allocating a given data area to the number of OFDMA symbols in the time domain and the number of consecutive subchannels starting at a position separated by an offset from a reference point in the frequency domain. do.
바람직하게, 상기 서브 메시지는 상기 다수의 사용자들의 파일럿 패턴을 정하는 소정의 파라피터를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the sub message includes a predetermined parameter that determines a pilot pattern of the plurality of users.
바람직하게, 상기 서브 메시지는 상기 패턴이 정해진 파일럿의 신호값을 지정하는 소정의 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the sub message includes a predetermined parameter that designates a signal value of a pilot whose pattern is determined.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
본 발명은 상향링크의 용량 증대 기법(Double Uplink Scheme)을 지원하기 위한 스케쥴링 방법으로서, 본 발명의 구현을 위해, 기지국은 기존의 자원 할당 메시지(혹은 UL-MAP)에 새로운 모드를 추가하여 사용자에게 무선자원을 할당한다.The present invention is a scheduling method for supporting uplink capacity enhancement scheme (Double Uplink Scheme), for the implementation of the present invention, the base station adds a new mode to the existing resource allocation message (or UL-MAP) to the user Allocates radio resources.
도2는 본 발명에 따른, OFDM/OFDMA시스템 상향링크 무선자원의 할당을 나타낸 도면으로, 설명의 편의를 위해 사용자1과 사용자5가 동일한 무선자원을 할당받은 것으로 가정한다.2 is a diagram illustrating allocation of uplink radio resources in an OFDM / OFDMA system according to the present invention. For convenience of explanation, it is assumed that user 1 and user 5 are allocated the same radio resource.
기지국은 우선, 자원할당 메시지를 통해 상기 두 사용자(사용자1 & 사용자5)에게 동일한 무선자원을 할당했음을 알려주고, 사용해야 할 채널코딩의 종류, 코딩률, 변조방식 등의 정보를 상향링크 채널 디스크립터(Uplink Channel Discriptor)을 통해 알려준다.The base station first informs the two users (user 1 & user 5) that the same radio resources have been allocated to each other through a resource allocation message, and provides information on the type of channel coding to be used, the coding rate, the modulation scheme, and the like. Channel Discriptor).
기지국으로부터 상기 정보를 수신한 두 사용자(사용자1 & 사용자5)는 각자 자신의 데이터를 기본 할당 단위의 데이터용 부반송파(sub-carrier)에 실어 기지국으로 전송한다. 상기 기본 할당 단위는 도3에 도시된 바와 같다.The two users (user 1 & user 5) receiving the information from the base station each transmits its own data on a sub-carrier (sub-carrier) for data in a basic allocation unit to the base station. The basic allocation unit is as shown in FIG.
도3은 OFDM/OFDMA시스템의 상향링크를 통해 전송되는 무선자원의 기본 할당 단위를 나타낸 도면으로, 상기 기본 할당 단위는 일 사용자에게 할당할 수 있는 최소 할당 단위를 말한다. 3 is a diagram illustrating a basic allocation unit of radio resources transmitted through an uplink of an OFDM / OFDMA system, wherein the basic allocation unit is a minimum allocation unit that can be allocated to one user.
기지국은 수신된 데이터가 어떤 사용자의 것인지를 구분하기 위해, 먼저 상향링크를 통해 수신된 기본 할당 단위의 파일롯 패턴을 분석하여 채널 정보를 추정하고, 그 추정을 이용하여 서로 다른 전력세기를 가진 데이터로 사용자1의 것인지 사용자5의 것인지 판별한다. The base station first estimates channel information by analyzing a pilot pattern of a basic allocation unit received through uplink to distinguish which user the received data belongs to, and uses the estimation to generate data having different power strengths. Determine whether it is User 1 or User 5.
도4a와 도4b는 본 발명에 따른, 파일럿의 패턴을 나타낸 도면이고, 도4c는 도4a와 도4b의 각 파일럿에 할당되는 신호값을 나타낸 테이블이다.4A and 4B show a pilot pattern according to the present invention, and FIG. 4C is a table showing signal values assigned to each pilot of FIGS. 4A and 4B.
도4a에 도시된 패턴1, 2, 3은 사용자1과 사용자5가 서로 다른 파일럿을 사용하도록 하여, 두 사용자의 데이터를 식별할 수 있도록 한 것이고, 도4b의 패턴4는 사용자1과 사용자5가 서로 동일한 파일럿을 사용하고, 직교코드를 서로 다르게 하여 데이터 식별이 이루어지도록 한 것이다. Patterns 1, 2, and 3 shown in FIG. 4A are to allow user 1 and user 5 to use different pilots to identify data of two users. Pattern 4 of FIG. 4B shows that user 1 and user 5 The same pilot is used, and the orthogonal codes are different so that data identification is performed.
이를 분할방법적 측면에서 다시 설명하면, 상기 패턴1은 시간 분할 및 주파수 분할에 따른 파일럿이고, 상기 패턴2는 주파수 분할에 따른 파일럿이고, 패턴3은 시간 분할에 따른 파일럿이고, 패턴4는 코드 분할에 따른 파일럿이다.In terms of the division method, the pattern 1 is a pilot based on time division and frequency division, the pattern 2 is a pilot based on frequency division, the pattern 3 is a pilot based on time division, and the pattern 4 is code division. According to the pilot.
도4a와 도4b의 파일럿 패턴은 본 발명에 따른 일 예를 나타낸 것으로, 그 형상은 기본 할당 단위에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.4A and 4B illustrate an example according to the present invention, the shape of which may vary depending on the basic allocation unit.
도5a와 도5b는 본 발명에 따른 DUS_IE에 관한 도면이다.5A and 5B are diagrams illustrating a DUS_IE according to the present invention.
상기 DUS_IE는 상기 자원할당 메시지의 구성요소의 하나로서, 할당된 상향링크에 여러 사용자 할당을 위한 추가적인 정보(Information Element)를 가지고 있다. 상기 DUS_IE는 기지국이 자원할당 메시지를 통해 상기 두 사용자(사용자1 & 사용자5)에게 동일한 무선자원을 할당했음을 알릴 때, 상기 자원할당 메시지에 실려 사용자1과 사용자5에게 전달된다.The DUS_IE is one of components of the resource allocation message and has additional information (Information Element) for assigning various users to the allocated uplink. The DUS_IE is transmitted to the user 1 and the user 5 in the resource allocation message when the base station informs the two users (user 1 & user 5) that the same radio resource is allocated through the resource allocation message.
상기 자원할당 메시지가 수신되면, 사용자1과 사용자5는 상기 DUS_IE에 포함된 영역 할당 필드, 전력제어(Boosting) 필드, 파일럿 패턴 필드, DUS모드 필드, Used Pilot bitmap필드를 참조하여, 본 발명에 따른 기본 할당 단위를 형성시킨다. When the resource allocation message is received, User 1 and User 5 refer to the area allocation field, power control field, pilot pattern field, DUS mode field, Used Pilot bitmap field included in the DUS_IE, and according to the present invention. Form a basic allocation unit.
먼저, 사용자1과 사용자5는 기존의 자원 할당 메시지에서 물리층 특성에 따라 구별되는 추가적인 정보 구성 요소(Information Element)에, 시간영역에서의 OFDMA심볼 수와 주파수 영역에서 기준점으로부터의 offset만큼 떨어진 위치에서 시작되는 연속적인 부 채널의 수가 주어진 데이터 영역을 할당 받는다. 또는 기존 할당된 영역 이후를 시작점으로 데이터 영역을 지정해준다. First, user 1 and user 5 start at an additional information element distinguished according to the physical layer characteristics in the existing resource allocation message, at a position separated by the number of OFDMA symbols in the time domain and an offset from a reference point in the frequency domain. The number of consecutive subchannels to be allocated is given a given data area. Or, specify the data area as the starting point after the existing allocated area.
또한, 사용자1과 사용자5는 상기 파일럿 패턴 필드 값(2bit)을 참조하여, 자신들의 파일럿 패턴을 정한다. 예를 들어, 상기 파일럿 패턴 필드값이 0b01로 설정되어 있는 경우, 사용자1과 사용자5는 도4a의 패턴1, 2, 3과 같이, 각기 다른 파일럿을 사용하여 자신들의 데이터를 식별할 수 있게 한다. 반면 상기 파일럿 패턴 필드값이 0b00로 설정되어 있는 경우, 사용자1과 사용자5는 도4b의 패턴4와 같이, 동일한 파일럿을 사용하면서, 직교코드를 서로 다르게 하여 자신들의 데이터를 식별할 수 있게 한다. Further, User 1 and User 5 determine their pilot pattern by referring to the pilot pattern field value (2 bits). For example, when the pilot pattern field value is set to 0b01, user 1 and user 5 can identify their data using different pilots as shown in patterns 1, 2, and 3 of FIG. 4A. . On the other hand, when the pilot pattern field value is set to 0b00, users 1 and 5 can identify their data by using different orthogonal codes while using the same pilot as in pattern 4 of FIG. 4B.
상기 두 사용자(사용자1과 사용자5)는 자신들의 파일럿 패턴이 결정되면, 상기 Used Pilot bitmap필드값을 참조하여 각 파일럿의 신호값(X1, X2, X3, X4)을 입력한다. 각 파일럿의 신호값(X1, X2, X3, X4)은 도4c에 도시된 바와 같다.When the two users (user 1 and user 5) have determined their pilot patterns, they input signal values X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 of each pilot by referring to the Used Pilot bitmap field value. The signal values X 1 , X 2 , X 3 and X 4 of each pilot are as shown in FIG. 4C.
사용자1과 사용자5는 상기 전력제어 필드를 참조하여, 할당된 데이터 영역별로 전력제어를 수행한다. 이때의 전력제어는 각 사용자 데이터의 식별을 위한 것이다. Users 1 and 5 refer to the power control field to perform power control for each allocated data area. Power control at this time is for identification of each user data.
즉 기지국은 하향링크를 통해, 사용자1의 전력(P1)과 사용자5의 전력(P5)을 합한 전력(P1+P5)이 다른 사용자(사용자2 혹은 사용자3 혹은 사용자4)의 전력(P2, P3, P4)과 동일하게 혹은 다른 사용자의 전력(P2, P3, P4)보다 더 세거나 약하게 유지되도록 제어한다. 또한 기지국은 두 사용자 전력비(P1 : P5)를 조정하기도 한다. 즉 두 사용자 중, 한쪽 사용자의 전력에 가중치를 주어서, 두 사용자의 전력비(P1 : P5)를 조정한다. That is, the base station transmits power (P2, P3) of a user (user 2, user 3, or user 4) whose power (P1 + P5), which is the sum of the power (P1) of user 1 and the power (P5) of user 5, is downlink. , P4) or control to remain stronger or weaker than other users' power (P2, P3, P4). The base station also adjusts two user power ratios (P1: P5). That is, the power ratio (P1: P5) of the two users is adjusted by weighting the power of one of the two users.
예를 들어, QPSK를 쓰는 두 사용자간의 전력비를 1:4로 하면 합해진 신호가 아래 표와 같이 각기 다른 값을 갖게 되므로 검파가 보다 쉬워진다.For example, if the power ratio between two users using QPSK is 1: 4, the combined signal will have different values as shown in the following table, making detection easier.
본 발명에 따른, 무선자원 할당 스케쥴링 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The radio resource allocation scheduling method according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.
상술된 바와 같이, 본 발명은 일 사용자에게 할당되는 무선자원을 동시에 둘 이상의 사용자가 사용하는 방법을 구현함으로써, 주파수 대역의 추가없이 상향링크의 용량 증가시켰다. 또한 본 발명은 TDD 방식이 상향링크에 배정된 시간 중 일부를 하량 링크에 배정하는 것처럼, 상향링크에 할당해야 했던 무선자원을 하향링크에 할당하도록 함으로써, 한정적인 무선자원을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 되었다. As described above, the present invention implements a method in which two or more users simultaneously use radio resources allocated to one user, thereby increasing capacity of uplink without adding frequency bands. In addition, the present invention, by assigning a portion of the time allocated to the uplink to the downlink part of the TDD scheme, by assigning the radio resources that had to be allocated to the uplink, it is possible to operate limited radio resources more efficiently. It became.
도1은 종래 기술에 따른 무선자원의 할당을 나타낸 도면.1 is a diagram showing the allocation of radio resources according to the prior art.
도2는 본 발명에 따른, OFDM/OFDMA시스템 상향링크 무선자원의 할당을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating allocation of uplink radio resources in an OFDM / OFDMA system according to the present invention;
도3은 OFDM/OFDMA시스템의 상향링크를 통해 전송되는 무선자원의 기본 할당 단위를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a basic allocation unit of radio resources transmitted through uplink of an OFDM / OFDMA system;
도4a는 본 발명에 따라, 사용자별로 시간과 주파수를 달리하는 파일럿 패턴을 나타낸 도면.Figure 4a is a view showing a pilot pattern of different time and frequency for each user, according to the present invention.
도4b는 본 발명에 따라, 사용자별로 직교코드를 다르게 사용하는 파일럿 패턴을 나타낸 도면.4b illustrates a pilot pattern using different orthogonal codes for different users according to the present invention.
도4c는 도4a와 도4b의 각 파일럿에 할당되는 신호값 테이블.4C is a signal value table assigned to each pilot of FIGS. 4A and 4B.
도5a와 도5b는 본 발명에 따른 DUS_IE에 관한 도면.5A and 5B are diagrams of a DUS_IE in accordance with the present invention.
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2004
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |