KR20060123654A - 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법 - Google Patents

기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법 Download PDF

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KR20060123654A
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아키히코 니시오
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

데이터 채널의 스케줄링이 행해지는 복수 반송파 전송에 있어서, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있는 스케줄링 방법. 이 방법에서는, 시간축 방향에 있어서는, OFDM 심볼별로 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 데이터 채널을 할당할 이동국의 선택을 행하고, 주파수축 방향에 있어서는, 부반송파별로 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 각 이동국의 데이터 채널을 할당한다. 즉, 데이터 채널의 시간축 방향의 스케줄링을 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 행하고, 데이터 채널의 주파수축 방향의 스케줄링을 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 행한다.

Description

기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법{BASE STATION APPARATUS, MOBILE STATION APPARATUS, AND DATA CHANNEL SCHEDULING METHOD}
본 발명은 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법에 관한 것으로서, 예를 들면, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에 의해 복수의 부반송파(subcarrier)에 각 이동국의 데이터 채널을 할당하는 기지국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법에 관한 것이다.
고속 패킷 전송의 요구를 만족시키는 시스템으로서, beyond 3G 시스템이 검토되고 있다. 현재 검토되고 있는 beyond 3G 시스템으로서 OFDM이나 MC-CDMA 등의 복수 반송파(multi-carrier) 전송 시스템이 있다. 또, 복수 반송파 전송에 있어서는, 데이터 채널에 대한 스케줄링을 부반송파별로 행하는 주파수 스케줄링의 검토가 이루어지고 있다. 주파수 스케줄링에서는, 각 이동국으로의 패킷 데이터를 회선 품질이 양호한 부반송파에 할당함으로써, 주파수 이용 효율을 향상시킨다. 보다 구체적으로는, 이하와 같이 하여 주파수 스케줄링을 행한다.
각 이동국은 모든 부반송파에 대해서 부반송파별로 회선 품질 정보인 CQI(Channel Quality Indicator)를 기지국에 보고한다. 기지국은 각 이동국으로부터의 CQI에 기초하여 소정의 스케줄링 알고리즘에 따라, 각 이동국이 사용하는 부반송파와 MCS(Modulation and Coding Scheme；변조 방식과 부호화율)을 결정한다. 기지국이 복수의 이동국에 대해서 동시에 데이터를 송신할 경우는, 기지국은 전(全) 이동국으로부터의 전(全) 부반송파의 CQI를 이용하여 주파수 스케줄링을 행한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이와 같이 주파수 스케줄링에서는 부반송파별로 패킷 데이터의 송신이 이루어지는 이동국이 선택된다.
여기서, 고속 패킷 전송 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 고속 패킷 전송 시스템의 개념도이다. 도 1에서는, 고속 패킷의 전송을 하향 회선에서 행하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 복수 반송파 전송으로 패킷 데이터를 전송하기 위한 채널로서 하향 데이터 채널이 있다. 이 하향 데이터 채널은 복수의 이동국에서 공용된다. 또, 하향 데이터 채널에서의 패킷 데이터의 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위해서, 하향 데이터 채널에 부수하여, 하향 제어 채널과 상향 제어 채널이 있다. 이 하향 제어 채널에서는, 상기 주파수 스케줄링에서 어느 부반송파에 어느 이동국의 데이터 채널이 할당되어졌는지를 나타내는 정보(데이터 채널의 할당 정보)나 이동국별 MCS 정보가 전송된다. 또, 각 이동국은 상향 제어 채널을 이용하여 CQI와 ACK/NACK을 기지국에 통지한다. 이 ACK(ACKnowledgment ; 긍정 응답)/NACK(Negative ACKnowledgment ; 부정 응답)을 이용하여 ARQ(Automatic Repeat reQuest ; 자동 재송 요구)를 한다. 또한, 도 1에 있어서의 하향 제어 채널 및 상향 제어 채널 모두, 각 이동국마다 존재하는 개별 채널이다.
이러한 고속 패킷 전송 시스템에 있어서는, 일반적으로, 하향 데이터 채널에 대해서는 송신 전력을 일정하게 유지함과 아울러, 회선 품질에 따라 MCS를 적응적으로 변화시켜 전송 레이트를 변화시킴으로써 페이딩(fading)에 대응한다. 한편, 하향 제어 채널이나 상향 제어 채널에 대해서는, 고정의 전송 레이트로 유지함과 아울러, 회선 품질에 따라 송신 전력을 변화시킴으로써 소요의 수신 품질을 얻는다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 2002-252619호 공보
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
여기서, 페이딩의 저하 등에 의해 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 상향 제어 채널을 사용하는 이동국으로 패킷 데이터의 전송이 행해지면, 그 패킷 데이터에 대한 ACK/NACK을 소요의 수신 품질로 기지국에게 전하기 위해서 상향 제어 채널의 송신 전력이 커져 버린다. 그 결과, 인접 셀에 주는 간섭이 증대하게 되고, 또한, 상향 회선의 용량이 압박되게 된다.
한편, 하향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 하향 제어 채널을 사용하는 이동국으로 패킷 데이터의 전송이 행해지면, 상기 할당 정보나 MCS 정보를 그 이동국에 대해서 소요의 수신 품질로 전하기 위해서 하향 제어 채널의 송신 전력이 커져 버린다. 그 결과, 인접 셀에 주는 간섭이 증대하게 되고, 또한, 하향 회선의 용량이 압박되게 된다.
또, 상향 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않은 통신 시스템에 있어서는, 페이딩의 저하 등으로 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 상향 제어 채널을 사용하는 이동국으로 패킷 데이터의 전송이 행해지면, 그 패킷 데이터에 대한 ACK/NACK이 소요의 수신 품질로 기지국에 도달하지 않게 된다. 특히, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국에 대해서는, ACK/NACK이 소요의 수신 품질로 기지국에 도착하지 않게 될 가능성이 높다. 그 결과, 패킷 데이터의 재송(再送)이 발생하게 되어 하향 데이터 채널의 스루풋(throughput)이 저하해 버린다.
본 발명의 목적은, 복수 반송파 전송에 있어서, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있는 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 스케줄링 방법은, 주파수축 방향으로 복수의 부반송파를 가지는 복수 반송파 신호를 시간축 방향으로 연속적으로 송신하는 복수 반송파 전송 시스템에서 사용되는 상기 복수의 부반송파에 대한 데이터 채널의 스케줄링 방법으로서, 시간축 방향의 스케줄링을 제어 채널의 회선 품질에 따라 행하는 한편, 주파수축 방향의 스케줄링을 데이터 채널의 회선 품질에 따라 행하도록 하였다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있다.
도 1은 고속 패킷 전송 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이동 통신 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 스케줄링 방법을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 제어 채널과 데이터 채널의 배치를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 회선 품질 변동과 스케줄링의 관계를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 이동국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예에 대해서, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
본 발명의 실시예 1에 따른 이동 통신 시스템의 구성을 도 2에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 기지국 장치를 중심으로 한 셀 내에 복수의 이동국 장치가 존재한다. 또, 도 2의 예에서는, 3개의 셀로 구성되는 이동 통신 시스템을 나타냈지만, 이동 통신 시스템을 구성하는 셀의 수는 특별히 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 제어 정보 추출부(105), 복조부(106), 복호부(107), MCS 선택부(108), 부호화부(109), HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)부(110), 변조부(111), 부호화부(115), 변조부(116), 및 송신 전력 제어부(117)는 데이터 처리부(100-1~100-n)를 구성한다. 데이터 처리부(100-1~100-n)는 이 기지국 장치가 수용 가능한 이동국 수만큼(n개) 마련되는 것으로서, 데이터 처리부(100-1~100-n)는 각각, 각 이동국별로 데이터 처리를 행한다.
수신 무선 처리부(102)는 안테나(101)에서 수신한 수신 신호를 무선 주파수로부터 베이스밴드 주파수로 다운 컨버트(down-convert) 등을 행하여 가드 인터벌(이하 「GI」라고 기재함) 제거부(103)에 출력한다.
GI 제거부(103)는 수신 무선 처리부(102)로부터 입력된 수신 신호로부터 GI를 제거하여 고속 푸리에 변환(이하 「FFT ; Fast Fourier Transform」라고 기재함)부(104)에 출력한다.
FFT부(104)는, GI 제거부(103)로부터 입력된 수신 신호를 직렬 데이터(serial data) 형식으로부터 병렬 데이터(parallel data) 형식으로 변환한 후, FFT 처리를 행하여, 이동국별 수신 신호로서 제어 정보 추출부(105)에 출력한다.
제어 정보 추출부(105)는 FFT부(104)로부터 입력된 수신 신호로부터 제어 정보를 추출하여 복조부(106)에 출력한다. 이 제어 정보는 각 이동국별 상향 제어 채널로 각 이동국으로부터 보내진 것으로서, 이 제어 정보에는 HARQ를 위한 ACK/NACK, 부반송파별 CQI, 하향 제어 채널의 회선 품질 정보가 포함된다. ACK/NACK에 대해서는, 각 이동국이 수신한 패킷 데이터에 대해서 오류 검출을 행하고, 오류가 없는 경우는 ACK, 오류가 있는 경우는 NACK를 기지국에 보고한다. 또, 부반송파별 CQI에 대해서는, 각 이동국이 하향 데이터 채널의 부반송파별 회선 품질로서 부반송파별 수신 CIR를 측정하고, 그 수신 CIR에 따른 CQI를 부반송파별로 기지국에 보고한다. 또, 하향 제어 채널의 회선 품질에 대해서는, 각 이동국이 하향 제어 채널의 회선 품질로서 자국용(自局用)의 하향 제어 채널의 수신 CIR를 측정하여 기지국에 보고한다.
복조부(106)는 제어 정보 추출부(105)로부터 입력된 제어 정보를 복조하여 복호부(107)에 출력한다.
복호부(107)는 복조부(106)로부터 입력된 제어 정보를 복호한다. 그리고, 제어 정보에 포함되는 부반송파별 CQI를 MCS 선택부(108) 및 스케줄러(scheduler)(112)의 할당부(114)에 출력한다. 또, 복호부(107)는 제어 정보에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(110)에 출력한다. 또, 복호부(107)는 제어 정보에 포함되는 하향 제어 채널의 회선 품질 정보를 스케줄러(112)의 선택부(113)에 출력한다.
MCS 선택부(108)는 복호부(107)로부터 입력된 CQI에 따라, 패킷 데이터의 변조 방식(BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 64QAM 등) 및 부호화율을 선택한다. MCS 선택부(108)는, CQI와 변조 방식 및 부호화율과 대응화된 MCS 테이블을 보관 유지하고 있으며, 각 이동국으로부터 보내온 부반송파별 CQI를 이용하여 MCS 테이블을 참조함으로써, 부반송파별로 변조 방식 및 부호화율을 선택한다. 그리고, MCS 선택부(108)는, 선택한 변조 방식을 나타내는 정보를 변조부(111)에 출력하고, 선택한 부호화율을 나타내는 정보를 부호화부(109)에 출력한다.
부호화부(109)는 입력되는 패킷 데이터를 MCS 선택부(108)에서 선택된 부호화율로 부호화하여 HARQ부(110)에 출력한다. 또한, 패킷 데이터 1은 이동국 1앞으로의 패킷 데이터 계열이고, 패킷 데이터 n은 이동국 n앞으로의 패킷 데이터 계열이며, 하향 데이터 채널로 전송되는 것이다.
HARQ부(110)는, 부호화부(109)로부터 입력된 패킷 데이터를 변조부(111)에 출력하고, 또한, 변조부(111)에 출력한 패킷 데이터를 일시적으로 보관 유지한다. 그리고, HARQ부(110)는, 복호부(107)로부터 NACK이 입력된 경우에는, 이동국으로부터 재송(再送)이 요구되고 있기 때문에, 일시적으로 보관 유지하고 있는, 출력이 끝난 패킷 데이터를 재차 변조부(111)에 출력한다. 한편, HARQ부(110)는, 복호부(107)로부터 ACK이 입력된 경우에는, 새로운 패킷 데이터를 변조부(111)에 출력한다.
변조부(111)는, HARQ부(110)로부터 입력된 패킷 데이터를 MCS 선택부(108)에서 선택된 변조 방식에 따라 변조하여, 스케줄러(112)의 선택부(113)에 출력한다.
선택부(113)는, 복호부(107)로부터 입력된 하향 제어 채널의 회선 품질 정보에 기초하여, 패킷 데이터 1~n 중에서 할당부(114)에 출력할 패킷 데이터를 선택한다. 구체적인 선택 방법에 대해서는 후술한다.
부호화부(115)는 입력되는 제어 데이터를 소정의 부호화율로 부호화하여 변조부(116)에 출력한다. 또한, 제어 데이터 1은 이동국 1앞으로의 제어 데이터 계열이고, 제어 데이터 n은 이동국 n앞으로의 제어 데이터 계열이며, 하향 제어 채널로 전송되는 것이다. 또, 이 제어 데이터에는, 상기 할당 정보나 이동국별 MCS 정보가 포함된다.
변조부(116)는 부호화부(115)로부터 입력된 제어 데이터를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 송신 전력 제어부(117)에 출력한다.
송신 전력 제어부(117)는 제어 데이터의 송신 전력을 제어하여 스케줄러(112)의 할당부(114)에 출력한다. 이 송신 전력 제어는 하향 제어 채널의 회선 품질에 따라 행해진다. 즉, 각 이동국이 하향 제어 채널의 회선 품질을 측정해서, 그 회선 품질과 임계값과의 비교 결과에 기초하여 TPC 명령을 작성해서 기지국에 보고하고, 기지국은 그 TPC 명령에 따라 제어 데이터의 송신 전력을 높이거나 낮춘다.
할당부(114)는, 선택부(113)로부터 입력된 패킷 데이터 및 송신 전력 제어부(117)로부터 입력된 제어 데이터를, 복호부(107)로부터 입력된 부반송파별 CQI에 기초하여 복수 반송파 신호를 구성하는 복수의 부반송파 1~m 중의 어느 하나에 할당해서, 역고속 푸리에 변환(이하 「IFFT; Inverse Fast Fourier Transform」라고 기재함)부(118)에 출력한다. 구체적인 할당 방법에 대해서는 후술한다.
IFFT부(118)는 할당부(114)로부터 입력된 패킷 데이터 및 제어 데이터를 IFFT해서 복수 반송파 신호(OFDM 심볼)를 작성하여 GI 삽입부(119)에 출력한다.
GI 삽입부(119)는 IFFT부(118)로부터 입력된 복수 반송파 신호에 GI를 삽입하여 송신 무선 처리부(120)에 출력한다.
송신 무선 처리부(120)는 GI 삽입부(119)로부터 입력된 복수 반송파 신호를 베이스밴드 주파수로부터 무선 주파수로 업 컨버트(up-convert) 등 하여 안테나(101)로부터 송신한다.
이어서, 선택부(113)와 할당부(114)로 구성되는 스케줄러(112)의 동작에 대해 도 4를 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 스케줄링 방법을 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 기지국으로부터 송신되는 복수 반송파 신호는, 각 OFDM 심볼이 주파수축 방향으로 f1~f14의 14개의 부반송파로 구성되고, 시간축 방향으로 연속적으로 송신된다. 또, 부반송파 f1~f14는 데이터 채널과 제어 채널로 구별된다. 즉, 부반송파 f1~f10은 하향 데이터 채널로 사용되고, 부반송파 f11~f14는 하향 제어 채널로 사용된다. 또, 하향 제어 채널 1~4는 이동국 1~4에 각각 개별적으로 할당되어 있다. 즉, 하향 제어 채널 1은 부반송파 f14에, 하향 제어 채널 2는 부반송파 f13에, 하향 제어 채널 3은 부반송파 f12에, 하향 제어 채널 4는 부반송파 f11에 각각 고정적으로 할당된다. 한편, 하향 데 이터 채널은 이동국 1~4에서 공용되며, 부반송파 f1~f10이 이동국 1~4에 가변적으로 할당된다.
또한, 데이터 채널과 제어 채널은 각각 연속하고 있을 필요는 없으며, 비연속적으로 할당되어 있어도 좋다. 또, 예를 들면, 도 5와 같이, 제어 채널과 데이터 채널이 시간 다중되어 있어도 좋다.
우선, 선택부(113)의 동작에 대해 설명한다. 지금 여기서는, 1 OFDM 심볼에 다중 가능한 이동국 수를 '2'라고 한다. 선택부(113)는 각 이동국 1~4로부터 보고된 하향 제어 채널 1~4의 회선 품질을 비교한다. 이 회선 품질에 대해서는, 각 이동국 1~4가 하향 제어 채널 1~4의 수신 CIR를 측정하고, 그 CIR값을 하향 제어 채널의 회선 품질 정보로서 기지국에 보고한다. 다중 가능한 이동국 수가 '2'이므로, 선택부(113)는, 이동국 1~4 중, 회선 품질이 좋은 순으로 상위 2개 이동국을 선택한다. 여기서는, 심볼 S1의 타이밍에서는 제어 채널 1 및 3, 심볼 S2의 타이밍에서는 제어 채널 2 및 3, 심볼 S3의 타이밍에서는 제어 채널 2 및 4, 심볼 S4의 타이밍에서는 제어 채널 1 및 4가, 다른 2개의 제어 채널보다 회선 품질이 양호했다고 한다. 따라서, 선택부(113)는, 부반송파 f1~f10에 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서, 심볼 S1의 타이밍에서는 이동국 1 및 3, 심볼 S2의 타이밍에서는 이동국 2 및 3, 심볼 S3의 타이밍에서는 이동국 2 및 4, 심볼 S4의 타이밍에서는 이동국 1 및 4를 선택한다. 즉, 선택부(113)는, 변조부(111)로부터 입력되는 패킷 데이터 1~4 중에서, 심볼 S1의 타이밍에서는 패킷 데이터 1 및 3, 심볼 S2의 타이밍에서는 패킷 데이터 2 및 3, 심볼 S3의 타이밍에서는 패킷 데이터 2 및 4, 심볼 S4의 타이밍에서는 패킷 데이터 1 및 4를 선택하여 할당부(114)에 출력한다.
또한, 별도의 선택 방법으로서 선택부(113)는, 1 OFDM 심볼에 다중 가능한 이동국 수에 관계없이, 하향 제어 채널의 회선 품질이 소정 품질 이상으로 되는 이동국을 모두 선택해도 좋다.
여기서, OFDM 심볼 S1~S4는 시간축 방향으로 연속적으로 송신된다. 그리고, 상기와 같이 시간축을 따라, OFDM 심볼별로, 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 데이터 채널을 할당하는 이동국의 선택이 행해진다. 즉, 스케줄러(112)에서는, 데이터 채널의 시간축 방향의 스케줄링이 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 행해지게 된다.
다음에, 할당부(114)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 할당부(114)는, 심볼 S1~S4의 어느 타이밍에 있어서도, 제어 채널 1(제어 데이터 1)을 부반송파 f14에, 제어 채널 2(제어 데이터 2)를 부반송파 f13에, 제어 채널 3(제어 데이터 3)을 부반송파 f12에, 제어 채널 4(제어 데이터 4)를 부반송파 f11에 고정적으로 할당한다. 즉, 할당부(114)는, 제어 채널에 대해서는, 부반송파 f1~f14 중 미리 결정된 부반송파 f11~f14에 제어 채널을 할당한다.
한편, 할당부(114)는, 심볼 S1~S4의 각각의 타이밍에 있어서, 각 부반송파 f1~f10별로 데이터 채널을 할당하는 이동국을 변화시킨다. 즉, 심볼 S1의 타이밍에서는, 선택부(113)에 의해 이동국 1 및 3이 선택되었기 때문에, 할당부(114)는, 이동국 1 및 3을 대상으로 하여, 부반송파 f1~f10별로 이동국 1의 하향 데이터 채널의 회선 품질과 이동국 3의 하향 데이터 채널의 회선 품질을 비교한다. 즉, 할당부(114)는, 심볼 S1의 타이밍에서는, 이동국 1로부터 보고된 CQI와 이동국 3으로부터 보고된 CQI를 비교한다. 통상, 회선 품질이 좋을수록 CQI값이 크기 때문에, 할당부(114)는 부반송파별로 이동국 1 및 3 중에서 CQI의 값이 큰 쪽의 이동국을 선택하고, 선택한 이동국의 패킷 데이터를 부반송파에 할당한다. 즉, 할당부(114)는, 선택부(113)에서 선택된 이동국 중에서, 부반송파별로 하향 데이터 채널의 회선 품질이 가장 양호한 이동국에 대해서 데이터 채널을 할당한다. 도 4의 예에서는, 심볼 S1의 타이밍에서는, 부반송파 f1에 대해서는 이동국 3의 CQI가 이동국 1의 CQI보다 크기 때문에, 이동국 3을 부반송파 f1에 할당한다. 마찬가지로 부반송파별로 할당을 반복하면, 부반송파 f4, f5, f6, f7에 이동국 1의 데이터 채널이 할당되고, 부반송파 f1, f2, f3, f8, f9, f10에 이동국 3의 데이터 채널이 할당된다.
마찬가지로 하여, 할당부(114)에서는, 심볼 S2의 타이밍에서는, 부반송파 f1, f2, f7, f8, f9, f10에 이동국 2의 데이터 채널이 할당되고, 부반송파 f3, f4, f5, f6에 이동국 3의 데이터 채널이 할당된다. 또, 심볼 S3의 타이밍에서는, 부반송파 f7, f8, f9, f10에 이동국 2의 데이터 채널이 할당되고, 부반송파 f1, f2, f3, f4, f5, f6에 이동국 4의 데이터 채널이 할당된다. 또, 심볼 S4의 타이밍에서는, 부반송파 f1, f2, f3, f9, f10에 이동국 1의 데이터 채널이 할당되고, 부반송파 f4, f5, f6, f7, f8에 이동국 4의 데이터 채널이 할당된다.
여기서, 할당부(114)에서는, 상기와 같이 주파수축을 따라, 부반송파별로, 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 각 이동국의 데이터 채널을 할당한다. 즉, 스케줄러(112)에서는, 데이터 채널의 주파수축 방향의 스케줄링이 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 행해지게 된다.
또한, 상기 설명에서는, 각 이동국의 하향 제어 채널을 서로 다른 부반송파(f11~f14)에 할당하도록 했지만, 어느 특정한 1개의 부반송파(예를 들면, f14)를 제어 채널용으로서 복수의 이동국에서 공용하여, 데이터 채널이 할당된 이동국에 대해서만 제어 정보를 전송하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 이동국은 공통 파일럿의 수신 CIR를 제어 채널의 회선 품질로서 측정하여 기지국에 보고한다.
다음에, 어느 하나의 이동국에 주목한 경우의 상기 스케줄링의 양상을 표시한다. 도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 회선 품질 변동과 스케줄링의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6의 위쪽 도면은 제어 채널의 회선 품질(이동국에서의 수신 CIR)의 시간 변동을 나타내고 있다. 도 6의 위쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 이 이동국은 자국용 제어 채널의 회선 품질이 양호한 시간대만 패킷 데이터의 송신처의 이동국으로서 선택된다. 즉, 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택된다. 또, 도 6의 아래쪽 도면은 송신처 이동국으로서 선택된 각각의 시간대(심볼)에서의 데이터 채널의 회선 품질(이동국에서의 수신 CIR)의 주파수 변동을 나타내고 있다. 동그라미 친 부분이 데이터 채널을 할당하는 송신 주파수(부반송파)로서 선택된 부분이며, 양호한 회선 품질의 주파수가 선택되고 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 하향 제어 채널의 회선 품질이 양호한 이동국에 대해서만 데이터 채널을 할당하여, 하향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, 상기 할당 정보나 MCS 정보를 이동국에 전하기 위한 하향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 되는 것을 방지할 수 있어, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있다. 그 결과, 하향 회선의 용량 감소를 억제할 수 있다. 또, 데이터 채널에 대해서는 변조 레벨이 높은 변조 방식을 이용하여 전송 레이트를 높여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않는 통신 시스템에서 도 3에 나타내는 기지국이 사용되는 경우는, 도 3의 구성에서 송신 전력 제어부(117)는 불필요하게 된다. 또, 송신 전력 제어부(117)를 할당부(114)의 뒤에 마련하여, 부반송파에 대한 할당 후에 송신 전력 제어를 행하는 구성으로 해도 좋다.
(실시예 2)
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도이 다. 또한, 도 7에서 도 3(실시예 1)과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 7에 있어서, 복조부(106)는 제어 정보 추출부(105)로부터 입력된 제어 정보를 복조하여 복호부(107) 및 회선 품질 측정부(121)에 출력한다. 상기와 같이, 이 제어 정보는 각 이동국별 상향 제어 채널로 각 이동국으로부터 보내진 것이다. 그래서, 회선 품질 측정부(121)는 복조부(106)로부터 입력된 제어 정보의 수신 CIR을 각 이동국별 상향 제어 채널의 회선 품질로서 측정하여 선택부(113)에 출력한다. 선택부(113)에서는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 회선 품질 측정부(121)로부터 입력된 상향 제어 채널의 회선 품질 정보(수신 CIR)에 기초하여, 패킷 데이터 1~n 중에서 할당부(114)에 출력할 패킷 데이터를 선택한다.
복호부(107)는 복조부(106)로부터 입력된 제어 정보를 복호한다. 그리고, 제어 정보에 포함되는 부반송파별 CQI를 MCS 선택부(108) 및 할당부(114)에 출력한다. 또, 복호부(107)는 제어 정보에 포함되는 ACK 또는 NACK를 HARQ부(110)에 출력한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상향 제어 채널의 회선 품질이 양호한 이동국에 대해서만 데이터 채널을 할당하여, 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, ACK/NACK이나 CQI를 기지국에 전하기 위한 상향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 되는 것을 방지할 수 있어, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있다. 그 결과, 상향 회선의 용량 감소를 억제할 수 있다. 또, 상향 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않는 통 신 시스템에 있어서도, 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, ACK/NACK이 소요의 수신 품질로 기지국에 도착하지 않게 될 가능성을 낮출 수가 있다. 그 결과, 재송의 발생에 의한 하향 데이터 채널의 스루풋 저하를 억제할 수 있다.
(실시예 3)
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 이동국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8에 있어서, 수신 무선 처리부(202)는 안테나(201)에서 수신한 수신 신호를 무선 주파수로부터 베이스밴드 주파수로 다운 컨버트 등 하여 GI 제거부(203)에 출력한다.
GI 제거부(203)는 수신 무선 처리부(202)로부터 입력된 수신 신호로부터 GI를 제거하여 FFT부(204)에 출력한다.
FFT부(204)는, GI 제거부(203)로부터 입력된 수신 신호를 직렬 데이터 형식으로부터 병렬 데이터 형식으로 변환한 후, FFT 처리를 행하고, 부반송파별 신호로서 분리부(205)에 출력한다.
분리부(205)는, FFT부(204)로부터 입력된 신호를 데이터 채널 신호와 제어 채널 신호로 분리하여, 데이터 채널 신호를 복조부(206) 및 데이터 채널 품질 측정부(210)에 출력하고, 또한, 제어 채널 신호를 복조부(208) 및 제어 채널 품질 측정부(213)에 출력한다.
복조부(206)는 데이터 채널 신호를 복조하고, 복호부(207)는 복조 후의 데이터 채널 신호를 복호한다. 이에 의해, 패킷 데이터가 얻어진다.
복조부(208)는 제어 채널 신호를 복조하고, 복호부(209)는 복조 후의 제어 채널 신호를 복호한다. 이에 의해, 제어 데이터가 얻어진다. 또, 복호부(209)는 제어 데이터에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(220)에 출력한다. ACK/NACK에 대해서는, 기지국이 수신한 패킷 데이터에 대해서 오류 검출을 행하여, 오류가 없는 경우는 ACK, 오류가 있는 경우는 NACK를 이동국에 보고한다.
데이터 채널 품질 측정부(210)는 데이터 채널 신호의 수신 품질(예를 들면, 수신 CIR)을 측정하여 피드백 정보 생성부(211)에 출력한다.
피드백 정보 생성부(211)는 데이터 채널 신호의 수신 품질로부터 회선 품질 정보인 CQI(Channel Quality Indicator)를 피드백 정보로서 생성하여 송신 제어부(212)에 출력한다.
제어 채널 품질 측정부(213)는 제어 채널 신호의 수신 품질(예를 들면, 수신 CIR)을 측정하여 피드백 판정부(214)에 출력한다.
피드백 판정부(214)는, 제어 채널 신호의 수신 품질을 소정의 임계값과 비교하여, 수신 품질이 임계값 이상이면 CQI의 피드백을 행하라고 판정하고, 임계값 미만이면 CQI의 피드백을 행하지 않는다고 판정한다. 이 판정 결과는 송신 제어부(212)에 출력된다.
송신 제어부(212)는, 판정 결과가 피드백을 행하라고 하는 결과이면 CQI를 부호화부(215)에 출력하고, 판정 결과가 피드백을 행하지 않는다고 하는 결과이면 아무것도 출력하지 않는다.
부호화부(215)는, 송신 제어부(212)로부터 CQI가 입력되면, 그 CQI를 부호화 하여 변조부(216)에 출력한다. 또한, 부호화부(215)는 송신 제어부(212)로부터의 입력이 없는 경우는 처리를 행하지 않는다.
변조부(216)는 부호화부(215)로부터 입력된 CQI를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 송신 전력 제어부(217)에 출력한다.
송신 전력 제어부(217)는 CQI의 송신 전력을 제어하여 할당부(218)에 출력한다. 이 송신 전력 제어는 상향 제어 채널의 회선 품질에 따라 행해진다. 즉, 기지국이 상향 제어 채널의 회선 품질을 측정하여, 그 회선 품질과 임계값과의 비교 결과에 기초해서 TPC 명령을 작성하여 이동국에 보고하고, 이동국은 그 TPC 명령에 따라 CQI의 송신 전력을 높이거나 낮춘다.
부호화부(219)는 입력되는 패킷 데이터를 부호화하여 HARQ부(220)에 출력한다.
HARQ부(220)는, 부호화부(219)로부터 입력된 패킷 데이터를 변조부(221)에 출력함과 아울러, 변조부(221)에 출력한 패킷 데이터를 일시적으로 보관 유지한다. 그리고, HARQ부(220)는, 복호부(209)로부터 NACK이 입력된 경우에는, 기지국으로부터 재송이 요구되고 있기 때문에, 일시적으로 보관 유지하고 있는, 출력이 끝난 패킷 데이터를 재차 변조부(221)에 출력한다. 한편, HARQ부(220)는, 복호부(209)로부터 ACK이 입력된 경우에는, 새로운 패킷 데이터를 변조부(221)에 출력한다.
변조부(221)는 HARQ부(220)로부터 입력된 패킷 데이터를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 할당부(218)에 출력한다.
할당부(218)는, 변조부(221)로부터 입력된 패킷 데이터 및 송신 전력 제어부(217)로부터 입력된 CQI를, 복수 반송파 신호를 구성하는 복수의 부반송파 1~m 중의 어느 하나에 할당하여 IFFT부(222)에 출력한다.
IFFT부(222)는 할당부(218)로부터 입력된 패킷 데이터 및 CQI를 IFFT하여 복수 반송파 신호(OFDM 심볼)를 작성해서 GI 삽입부(223)에 출력한다.
GI 삽입부(223)는 IFFT부(222)로부터 입력된 복수 반송파 신호에 GI를 삽입하여 송신 무선 처리부(224)에 출력한다.
송신 무선 처리부(224)는 GI 삽입부(223)로부터 입력된 복수 반송파 신호를 베이스밴드 주파수로부터 무선 주파수로 업 컨버트 등 하여 안테나(201)로부터 송신한다.
또한, 본 실시예에 따른 이동국이 CQI를 피드백하지 않는 경우는, 기지국에서는, 그 이동국에 대해서는 상기 스케줄러(112)에서 이용되는 CQI를 최소값의 CQI로 간주하여 처리를 행하거나, 또는, 상기 스케줄러(112)에 있어서의 처리 대상으로부터 제외한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 이동국은 제어 채널의 회선 품질에 따라 데이터 채널의 CQI의 기지국에 대한 피드백을 행할지 여부를 판정한다. 즉, 제어 채널의 회선 품질이 임계값 이상이면 데이터 채널의 수신 품질 정보를 기지국에 송신하고, 제어 채널의 회선 품질이 임계값 미만이면 데이터 채널의 수신 품질 정보를 기지국에 송신하지 않는다. 이렇게 하여, 본 실시예에서는, 불필요한 CQI의 피드 백을 행하지 않기 때문에, 상향 회선의 송신량을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있어, 그 결과 상향 회선의 용량 증대를 도모할 수 있다. 또, 기지국에 있어서, 제어 채널의 품질이 열악한 이동국을 처리 대상에서 제외할 수 있으므로, 기지국에서의 처리량을 저감시킬 수 있다. 또한, 기지국에 있어서, 제어 채널의 품질이 열악한 이동국앞으로의 패킷 데이터는 할당되지 않을 가능성이 높기 때문에, 패킷 데이터의 스루풋을 저하시키는 일은 없다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 데이터 채널에 대한 스케줄링을 이른바 Max C/I법을 이용하여 행하였지만, 예를 들면, 이른바 PF(Proportional Fairness)법을 이용하여 행하여도 좋다. Max C/I법은, 순간의 회선 품질에만 근거하는 스케줄링 알고리즘으로서, 각 이동국간의 공평성보다도 오히려 하향 데이터 채널의 스루풋을 최대로 하는 데에 적합한 알고리즘이다. 한편, PF법은, 긴 구간의 평균 회선 품질 또는 1 OFDM에 포함되는 모든 부반송파의 평균 회선 품질과 순간 회선 품질과의 비(比)에 근거하는 스케줄링 알고리즘으로서, 각 이동국간의 공평성과 하향 데이터 채널의 스루풋을 밸런스 좋게 유지할 수 있는 알고리즘이다.
또, 상기 실시예에 있어서, 회선 품질의 측정은 수신 SNR, 수신 SIR, 수신 SINR, 수신 CINR, 수신 전력, 간섭 전력, 비트 오류율, 스루풋, 소정의 오류율을 달성할 수 있는 MCS 등을 이용하여 행할 수 있다.
또, 회선 품질 정보는 CQI나 CSI(Channel State Information) 등으로 표시되는 일이 있다.
또, 이동국으로부터 기지국으로의 피드백 정보는 회선 품질 정보뿐만이 아니 라, ACK/NACK이어도 좋고, 그 외의 정보이어도 좋다.
또, 상기 실시예에 있어서의 데이터 채널로서는, 예를 들면, 3GPP 규격에서는 HS-DSCH, DSCH, DPDCH, DCH, S-CCPCH, FACH 등이 있다.
또, 상기 실시예에 있어서의 제어 채널로서는, 예를 들면, 3GPP 규격에서는, HS-DSCH에 부수하는(associated) 채널인 HS-SCCH, HS-DPCCH, RRM(Radio Resource Management)를 위한 제어 정보를 통지하기 위한 DCCH, S-CCPCH, P-CCPCH, PCH, BCH 물리 채널의 제어를 위한 DPCCH 등이 있다.
또, 상기 실시예에 있어서의 기지국은 'Node B', 이동국은 'UE', 부반송파 는 '톤(Tone)'이라고 표시되는 일이 있다.
또, 상기 실시예의 설명에 이용한 각 기능 블록은, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화되어도 좋고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화되어도 좋다.
여기서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되는 일도 있다.
또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 좋다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성할 수 있는 리컨피규러블 프로세서(reconfigurable processor)를 이용해도 좋다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개의 기술에 의해 LSI에 대체하는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행하여도 좋다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
본 명세서는 2004년 3월 30일에 출원한 일본 특허 출원 2004-099320호에 기초하는 것이다. 이 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명에 따른 기지국 장치 및 데이터 채널의 스케줄링 방법은, 예를 들면 OFDM 방식이나 MC-CDMA 방식을 이용하는 고속 패킷 전송 시스템 등에서 특히 유용하다.

Claims (11)

  1. 복수의 부반송파(subcarrier)로 구성되는 복수 반송파(multi-carrier) 신호를 송신하는 기지국 장치로서,
    상기 복수의 부반송파에 데이터 채널을 할당하는 이동국을, 데이터 채널로의 데이터 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 선택하는 선택 수단과,
    상기 선택 수단으로 선택된 이동국을 대상으로 하여, 데이터 채널의 회선 품질에 기초해서, 상기 복수의 부반송파에 데이터 채널을 할당하는 할당 수단
    을 구비하는 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 제어 채널의 회선 품질이 좋은 순으로, 상기 복수의 부반송파에 다중 가능한 개수까지 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은 제어 채널의 회선 품질이 소정 품질 이상인 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 데이터 채널의 할당 정보 또는 MCS 정보를 전송하기 위한 하향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 상기 복수의 부반송파에 데이터 채널을 할당하는 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, ACK 또는 NACK을 전송하기 위한 상향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 상기 복수의 부반송파에 데이터 채널을 할당하는 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당 수단은 상기 복수의 부반송파 중에서 미리 결정된 부반송파에 제어 채널을 할당하는 기지국 장치.
  7. 기지국 장치와 이동국 장치가 무선 통신을 행하는 이동 통신 시스템으로서,
    상기 기지국 장치는 상기 이동국 장치로부터 데이터 채널의 회선 품질 정보 를 수신하고,
    상기 이동국 장치는, 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 상기 회선 품질 정보를 상기 기지국 장치에 송신할지 여부를 판정하는
    이동 통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동국 장치는, 상기 제어 채널의 회선 품질이 임계값 이상이면 상기 회선 품질 정보를 송신하라고 판정하고, 상기 제어 채널의 회선 품질이 임계값 미만이면 상기 회선 품질 정보를 송신하지 않는다고 판정하는 이동 통신 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동국 장치는 제어 채널의 수신 SIR를 이용해서 회선 품질을 측정하는 이동 통신 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동국 장치는 제어 채널의 소요의 송신 전력을 이용해서 회선 품질을 측정하는 이동 통신 시스템.
  11. 주파수축 방향으로 복수의 부반송파를 가지는 복수 반송파 신호를 시간축 방향으로 연속적으로 송신하는 복수 반송파 전송 시스템에서 사용되는 상기 복수의 부반송파에 대한 데이터 채널의 스케줄링 방법으로서,
    시간축 방향의 스케줄링을 제어 채널의 회선 품질에 따라 행하는 한편, 주파수축 방향의 스케줄링을 데이터 채널의 회선 품질에 따라 행하는 스케줄링 방법.
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