KR20060128036A - 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 할당 방법 - Google Patents

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

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KR20060128036A
KR20060128036A KR20067020121A KR20067020121A KR20060128036A KR 20060128036 A KR20060128036 A KR 20060128036A KR 20067020121 A KR20067020121 A KR 20067020121A KR 20067020121 A KR20067020121 A KR 20067020121A KR 20060128036 A KR20060128036 A KR 20060128036A
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아키히코 니시오
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

고속 패킷 전송에 있어서, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있는 기지국.
이 기지국에서는, 우선, 이동국 1~7 중에서 하향 제어 채널의 회선 품질이 총 이동국 수에 따라 설정된 임계값 '3㏈' 이상으로 되는 이동국 1, 4, 6을 선택하고, 그 다음에, 이동국 1, 4, 6 중에서 CQI가 가장 큰 이동국, 즉, 하향 데이터 채널의 회선 품질이 가장 양호한 이동국 4를 하향 데이터 채널을 할당할 이동국으로서 선택한다.

Description

기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 할당 방법{BASE STATION DEVICE, MOBILE STATION DEVICE, AND DATA CHANNEL ALLOCATION METHOD}
본 발명은 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 할당 방법에 관한 것이다.
W-CDMA에서 하향 회선의 고속 패킷 전송을 행하는 방식으로서 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)가 있다. HSDPA에서는, 복수의 이동국이 1개의 하향 데이터 채널을 시분할로 공용한다. 이 때문에, 기지국은 각 이동국의 회선 품질에 따라, 각 송신 프레임에서 어느 이동국에 대해서 패킷 데이터를 송신할지를 결정하는 스케줄링을 행한다. 이 스케줄링은 이하와 같이 하여 행하여진다.
각 이동국은 하향 데이터 채널의 회선 품질 정보인 CQI(Channel Quality Indicator)를 기지국에 보고한다. 기지국은 각 이동국으로부터의 CQI에 기초하여 소정의 스케줄링 알고리즘에 따라, 그 프레임에 있어서의 패킷 데이터의 송신 대상의 이동국과 MCS(Modulation and Coding Scheme ; 변조 방식과 부호화율)을 결정한다. 회선 품질에 기초하는 스케줄링 알고리즘으로서는, MAX C/I법이나 PF(Proportional Fairness)법이 있다. MAX C/I법은, 하향 데이터 채널의 순간 회선 품질이 가장 좋은 이동국에 대해서 하향 데이터 채널을 할당하는 스케줄링 방법으로서, 각 이동국간의 공평성보다 오히려 하향 데이터 채널의 스루풋을 최대로 하는 데에 적합한 방법이다. 한편, PF법은, 하향 데이터 채널의 순간 회선 품질과 하향 데이터 채널의 평균 회선 품질과의 비(比)가 가장 높은 이동국에 대해서 하향 데이터 채널을 할당하는 스케줄링 방법으로서, 각 이동국간의 공평성과 하향 데이터 채널의 스루풋을 밸런스 좋게 유지할 수 있는 방법이다. 이와 같이 HSDPA에 있어서의 스케줄링에서는, 하향 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 하향 데이터 채널의 스케줄링을 행한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
여기서, HSDPA 시스템의 개요에 대해 설명한다. 도 1은 HSDPA 시스템의 개념도이다. 우선, 패킷 데이터를 전송하기 위한 채널로서 하향 데이터 채널이 있다. 이 하향 데이터 채널은 상기와 같이 복수의 이동국에서 공용되는 채널이다. 또한, 하향 데이터 채널로의 패킷 데이터의 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위해서, 하향 데이터 채널에 부수하여, 하향 제어 채널과 상향 제어 채널이 있다. 이 하향 제어 채널로는, 상기 스케줄링에서 어느 이동국에 하향 데이터 채널이 할당되었는지를 나타내는 정보(데이터 채널의 할당 정보)나 이동국별 MCS 정보가 전송된다. 또한, 각 이동국은 상향 제어 채널을 이용해서 CQI와 ACK/NACK을 기지국에 통지한다. 이 ACK(ACKnowledgment ; 긍정 응답)/NACK(Negative ACKnowledgment ; 부정 응답)을 이용해서 ARQ(Automatic Repeat reQuest ; 자동 재송 요구)를 행한다. 또한, 도 1에 있어서의 하향 제어 채널 및 상향 제어 채널 모 두, 각 이동국마다 존재하는 개별 채널이다.
이러한 HSDPA 시스템에 있어서는, 일반적으로, 하향 데이터 채널에 대해서는 송신 전력을 일정하게 유지하고, 또한, 회선 품질에 따라 MCS를 적응적으로 변화시켜 전송 레이트를 변화시킴으로서 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 2003-152630호 공보
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
여기서, 페이딩의 저하 등으로 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 상향 제어 채널을 사용하는 이동국에 하향 데이터 채널이 할당되어 패킷 데이터의 전송이 행해지면, 그 패킷 데이터에 대한 ACK/NACK을 소요의 수신 품질로 기지국에 전하기 위해서 상향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 된다. 그 결과, 인접 셀에 미치는 간섭이 증대하게 되고, 또한, 상향 회선의 용량이 압박되게 된다.
한편, 하향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 하향 제어 채널을 사용하는 이동국에 하향 데이터 채널이 할당되면, 상기 할당 정보나 MCS 정보를 그 이동국에 대해서 소요의 수신 품질로 전하기 위해 하향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 된다. 그 결과, 인접 셀에 미치는 간섭이 증대하게 되고, 또한, 하향 회선의 용량이 압박되게 된다.
또한, 상향 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않는 통신 시스템에 있어서는, 페이딩의 저하 등으로 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁠 때에, 그 상향 제어 채널을 사용하는 이동국에 하향 데이터 채널이 할당되어 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 도달하지 않게 될 가능성이 높다. 그 결과, 패킷 데이터의 재송(再送)이 발생하게 되어 하향 데이터 채널의 스루풋이 저하되게 된다.
본 발명의 목적은, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있는 기지국 장치, 이동국 장치 및 데이터 채널의 할당 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 기지국 장치는, 데이터 채널을 할당하는 이동국을, 데이터 채널로의 데이터 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널의 회선 품질 및 데이터 채널의 회선 품질의 양쪽에 기초하여 선택하는 선택 수단과, 선택된 이동국에 대해서 데이터를 무선 송신하는 송신 수단을 구비하는 구성을 채택한다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 인접 셀에 대한 간섭을 억제하여 회선 용량의 감소를 억제하면서, 스루풋의 저하를 막을 수 있다.
도 1은 HSDPA 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 선택 방법 1의 설명도,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 선택 방법 2의 설명도,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 하향 제어 채널의 회선 품질값 및 하향 데이터 채널의 회선 품질값(CQI)을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 선택예 1의 설명도,
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 선택예 2의 설명도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 이동국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예에 대해, 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. 또한, 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(104), 복조부(105), 복호부(106), MCS 선택부(107), 부호화부(108), 변조부(109), 송신 전력 제어부(110), 부호화부(112), HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)부(113) 및 변조부(114)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 분리부(103)에 출력한다.
분리부(103)는 수신 무선 처리부(102)로부터 입력된 수신 신호를 이동국별로 분리하여 제어 정보 추출부(104)에 출력한다.
제어 정보 추출부(104)는 분리부(103)로부터 입력된 수신 신호로부터 제어 정보를 추출하여 복조부(105)에 출력한다. 이 제어 정보는 각 이동국별 상향 제어 채널로 각 이동국으로부터 보내진 것이며, 이 제어 정보에는 HARQ를 위한 ACK/NACK, CQI, 하향 제어 채널의 회선 품질 정보가 포함된다. ACK/NACK에 대해서는, 각 이동국이 수신한 패킷 데이터에 대해서 오류 검출을 실시하여, 오류가 없는 경우는 ACK, 오류가 있는 경우는 NACK을 기지국에 보고한다. 또, CQI에 대해서는, 각 이동국이 하향 데이터 채널의 회선 품질로서 수신 CIR를 측정하고, 그 수신 CIR에 따른 CQI를 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(105)는 제어 정보 추출부(104)로부터 입력된 제어 정보를 복조하여 복호부(106)에 출력한다.
복호부(106)는 복조부(105)로부터 입력된 제어 정보를 복호한다. 그리고, 제어 정보에 포함되는 CQI를 MCS 선택부(107) 및 선택부(115)에 출력한다. 또한, 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(113)에 출력한다. 또, 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 하향 제어 채널의 회선 품질 정보를 선택부(115)에 출력한다.
MCS 선택부(107)는, 복호부(106)로부터 입력된 CQI에 따라, 패킷 데이터의 변조 방식(BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 64QAM 등) 및 부호화율을 선택한다. MCS 선택부(107)는, CQI와 변조 방식 및 부호화율과 대응화된 MCS 테이블을 보관 유지하 고 있으며, 각 이동국으로부터 보내온 CQI를 이용하여 MCS 테이블을 참조함으로써, 패킷 데이터의 변조 방식 및 부호화율을 선택한다. 그리고, MCS 선택부(107)는, 선택한 변조 방식을 나타내는 정보를 변조부(114)에 출력하고, 선택한 부호화율을 나타내는 정보를 부호화부(112)에 출력한다.
부호화부(108)는 입력되는 제어 데이터를 소정의 부호화율로 부호화하여 변조부(109)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(109)는 부호화부(108)로부터 입력된 제어 데이터를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 송신 전력 제어부(110)에 출력한다.
송신 전력 제어부(110)는 제어 데이터의 송신 전력을 제어하여 다중부(111)에 출력한다. 이 송신 전력 제어는 하향 제어 채널의 회선 품질에 따라 행해진다. 즉, 각 이동국이 하향 제어 채널의 회선 품질을 측정하여, 그 회선 품질과 임계값과의 비교 결과에 기초하여 TPC 명령(command)을 작성해서 기지국에 보고하고, 기지국은 그 TPC 명령에 따라 제어 데이터의 송신 전력을 높이거나 낮춘다.
부호화부(112)는 입력되는 패킷 데이터를 MCS 선택부(107)에서 선택된 부호화율로 부호화하여 HARQ부(113)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(112)로부터 입력된 패킷 데이터를 변조부(114)에 출력하고, 또한, 변조부(114)에 출력한 패킷 데이터를 일시적으로 보관 유지한다. 그리고, HARQ부(113)는, 복호부(106)로부터 NACK이 입력된 경우에는, 이동국으로부터 재송(再送)이 요구되고 있기 때문에, 일시적으로 보관 유지하고 있는, 출력이 끝난 패킷 데이터를 재차 변조부(114)에 출력한다. 한편, HARQ부(113)는, 복호부(106)로부터 ACK이 입력된 경우에는, 새로운 패킷 데이터를 변조부(114)에 출력한다.
변조부(114)는 HARQ부(113)로부터 입력된 패킷 데이터를 MCS 선택부(107)에서 선택된 변조 방식에 따라 변조하여 선택부(115)에 출력한다.
선택부(115)는, 복호부(106)로부터 입력된 CQI 및 하향 제어 채널의 회선 품질 정보에 기초하여, 패킷 데이터 1~n 중에서 다중부(111)에 출력할 패킷 데이터를 선택한다. 구체적인 선택 방법에 대해서는 후술한다.
다중부(111)는 송신 전력 제어부(110)로부터 입력된 제어 데이터 1~n과 선택부(115)로부터 입력된 패킷 데이터를 다중하여 송신 무선 처리부(116)에 출력한다.
송신 무선 처리부(116)는 다중부(111)로부터 입력된 다중화 후의 데이터를 베이스밴드 주파수로부터 무선 주파수로 업 컨버트(up-convert) 등 하여 안테나(101)로부터 송신한다.
이어서, 선택부(115)의 동작에 대해 설명한다. 선택부(115)는 각 이동국으로부터 보고된 하향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 하향 데이터 채널을 할당할 이동국을 선택한다. 또, 선택부(115)는 하향 데이터 채널의 회선 품질을 나타내는 CQI에 기초하여 하향 데이터 채널을 할당할 이동국을 선택한다. 먼저, 하향 제어 채널의 회선 품질에 근거하는 이동국의 선택 방법에 대해 설명한다.
<선택 방법 1>
선택 방법 1에서는, 선택부(115)는, 하향 제어 채널의 회선 품질이 임계값 이상으로 되는 이동국을 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택하고, 선택한 이동국앞으로의 패킷 데이터를 다중부(111)에 출력한다. 이 임계값은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도 3에 나타내는 기지국의 셀 내에 위치하며, 도 3에 나타내는 기지국과 통신 가능한 이동국의 총 수(數), 즉, 도 3에 나타내는 기지국이 현재 수용하고 있는 이동국의 총 수(총 이동국 수(數))에 따라 결정된다. 또, 이 임계값은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 총 이동국 수가 많아질수록 큰 값으로 설정된다. 통상, 이동국 수에 관한 정보는 기지국의 상위국인 제어국이 관리하고 있기 때문에, 이 총 이동국 수는 제어국으로부터 도 3에 나타내는 기지국으로 통지된다. 그리고, 이 통지된 총 이동국 수에 따라, 선택부(115)는 하향 제어 채널의 회선 품질의 임계값을 상기와 같이 설정한다. 또한, 총 이동국 수에 대해서는, 기지국의 송신 큐(cue)(도시하지 않음)에 모여 있는 패킷 데이터의 데이터량으로부터 판단하는 것도 가능하다. 즉, 송신 큐에 모여 있는 데이터량이 많을수록 총 이동국 수가 많다고 판단한다. 이와 같이, 선택 방법 1에서는, 총 이동국 수가 많을 때는, 이동국간에서 서로 주는 간섭을 줄이기 위해서 임계값을 크게 설정하고, 반대로, 총 이동국 수가 적을 때는, 데이터 채널의 회선 품질을 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국의 선택에 가능한 한 반영시키기 위해 임계값을 작게 설정한다.
<선택 방법 2>
선택 방법 2에서는, 선택부(115)는, 하향 제어 채널의 회선 품질이 좋은 순으로, 총 이동국 수에 따라 설정되는 선택수까지의 이동국을 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택하고, 선택한 이동국앞으로의 패킷 데이터를 다중부(111)에 출력한다. 이 선택 수는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 총 이동국 수가 많아질수록 작은 값으로 설정된다. 이와 같이, 선택 방법 2에서는, 총 이동국 수가 많을 때는, 이동국간에서 서로 주는 간섭을 줄이기 위해서 선택 수를 작게 설정하고, 반대로, 총 이동국 수가 적을 때는, 데이터 채널의 회선 품질을 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국의 선택에 가능한 한 반영시키기 위해 선택 수를 크게 설정한다.
이어서, 선택 방법 1을 이용한 구체적인 선택예에 대해 설명한다. 또한, 최종적으로 선택되는 이동국의 수는 하향 데이터 채널에 다중 가능한 이동국 수에 의해 복수로 되는 경우도 생각할 수 있지만, 여기서는 설명을 간단하게 하기 위해 최종적으로 선택되는 것은 1개의 이동국으로 한다. 또, 총 이동국 수는 '7'로 한다. 또, 각 이동국 1~7로부터 보고된 하향 제어 채널의 회선 품질값 및 하향 데이터 채널의 회선 품질값(CQI)은 도 6에 나타내는 바와 같다고 한다.
<선택예 1>
선택예 1은, 하향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 선택하고 나서, 또 하향 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 선택하는 것이다. 우선, 선택부(115)는 총 이동국 수에 따라 임계값을 설정한다. 현재, 총 이동국 수가 '7'이기 때문에, 도 4에 따라, 하향 제어 채널의 회선 품질의 임계값은 '3㏈'로 설정된다. 그리고, 선택부(115)는 이동국 1~7 중에서 하향 제어 채널의 회선 품질이 '3㏈' 이상으로 되는 이동국을 선택한다. 그 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이, 우선, 이동국 1, 4, 6이 선택된다. 그 다음에, 이동국 1, 4, 6 중에서, CQI에 근거하여 1개의 이동국을 선택한다. 통상, 하향 데이터 채널의 회선 품질이 좋을수록 보고되는 CQI의 값이 크기 때문에, 선택부(115)는 이동국 1, 4, 6 중에서, 가장 큰 값의 CQI를 보고한 이동국을 선택한다. 그 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이, 최종적으로 이동국 4가 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택된다. 또한, 예를 들면, 하향 데이터 채널에 다중 가능한 이동국 수가 '2'인 경우는, 최종적으로 이동국 1 및 4의 2개의 이동국이 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택된다.
<선택예 2>
선택예 2는, 선택예 1과는 반대로, 하향 데이터 채널의 회선 품질에 기초하여 선택하고 나서, 또 하향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여 선택하는 것이다. 우선, 선택부(115)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 하향 데이터 채널의 회선 품질이 가장 좋은 이동국(즉, CQI가 가장 큰 이동국)인 이동국 2를 선택한다(도 8의 (1)). 그리고, 이동국 2가 보고한 하향 제어 채널의 회선 품질값 '-4㏈'과, 상기 선택예 1과 마찬가지로 하여 설정한 임계값 '3㏈'와 비교한다. 그 결과, 이동국 2의 하향 제어 채널의 회선 품질은 임계값 미만이기 때문에, 선택부(115)는 이동국 2에 대해서는 하향 데이터 채널을 할당하지 않는다. 이동국 2가 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 부적격이었기 때문에, 그 다음에 선택부(115)는 2번째로 하향 데이터 채널의 회선 품질이 좋은 이동국(즉, CQI가 2번째로 큰 이동국)인 이동국 4를 선택한다(도 8의 (2)). 그리고, 이동국 4가 보고한 하향 제어 채널의 회선 품질값 '5㏈'과 임계값 '3㏈'을 비교한다. 그 결과, 이동국 4의 하향 제어 채널의 회선 품질은 임계값 이상이기 때문에, 선택부(115)는 최종적으로 이동국 4를 하향 데이터 채널을 할당하는 이동국으로서 선택한다. 또한, 예를 들면, 하향 데이터 채널에 다중 가능한 이동국 수가 'K(복수)'인 경우는, K개의 이동국이 선택될 때까지 동일한 처리가 반복된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 하향 데이터 채널의 회선 품질뿐만 아니라 하향 제어 채널의 회선 품질도 고려하여 각 이동국에 대한 하향 데이터 채널의 할당을 행한다. 즉, 본 실시예에서는, 하향 제어 채널의 회선 품질이 양호한 이동국에 대해서만 하향 데이터 채널을 할당하여, 하향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 하향 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, 제어 채널에 대해 송신 전력 제어를 행하는 통신 시스템에 있어서, 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 감 소를 억제할 수 있다. 또, 하향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 하향 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, 하향 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않는 통신 시스템에 있어서도, 상기 할당 정보나 MCS 정보를 소요의 수신 품질로 오류없이 이동국에 전하는 것이 가능해진다. 따라서, 이들 제어 정보의 오류에 의해 발생하는 패킷 데이터의 불필요한 재송을 방지할 수 있어, 전송 효율을 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(110)는 불필요하게 된다.
(실시예 2)
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 9에 있어서 도 3(실시예 1)과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 9에 있어서, 복조부(105)는 제어 정보 추출부(104)로부터 입력된 제어 정보를 복조하여 복호부(106) 및 회선 품질 측정부(117)에 출력한다. 상기와 같이, 이 제어 정보는 각 이동국별 상향 제어 채널로 각 이동국으로부터 보내진 것이다. 그래서, 회선 품질 측정부(117)는 복조부(105)로부터 입력된 제어 정보의 수신 CIR를 각 이동국별 상향 제어 채널의 회선 품질로서 측정하여 선택부(115)에 출력한다. 선택부(115)에서는, 실시예 1과 동일하게 하여, 회선 품질 측정부(117)로부터 입력된 상향 제어 채널의 회선 품질 정보(수신 CIR)에 기초하여, 패킷 데이터 1~n 중에서 다중부(111)에 출력하는 패킷 데이터를 선택한다.
복호부(106)는 복조부(105)로부터 입력된 제어 정보를 복호한다. 그리고, 제어 정보에 포함되는 CQI를 MCS 선택부(107) 및 선택부(115)에 출력한다. 또, 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(113)에 출력한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 하향 데이터 채널의 회선 품질뿐만 아니라 상향 제어 채널의 회선 품질도 고려해서 각 이동국에 대한 하향 데이터 채널의 할당을 행한다. 즉, 본 실시예에서는, 상향 제어 채널의 회선 품질이 양호한 이동국에 대해서만 하향 데이터 채널을 할당하여, 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 하향 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, ACK/NACK이나 CQI를 기지국에 전하기 위한 상향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 되는 것을 방지할 수가 있어, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있다. 그 결과, 상향 회선의 용량의 감소를 억제할 수 있다. 또, 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 하향 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, 상향 제어 채널에 대해 송신 전력 제어가 행해지지 않는 통신 시스템에 있어서도, ACK/NACK이 소요의 수신 품질로 기지국에 도달하지 않게 될 가능성을 낮출 수 있다. 그 결과, 재송의 발생에 의한 하향 데이터 채널의 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
(실시예 3)
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도 이다. 또한, 도 10에 있어서 도 3(실시예 1)과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 10에 있어서, 복조부(105)는 제어 정보 추출부(104)로부터 입력된 제어 정보를 복조하여 복호부(106)에 출력한다. 이 제어 정보는 각 이동국에서 송신 전력 제어되어 각 이동국별 상향 제어 채널로 기지국에 전송된 것이다. 또, 이 제어 정보에는, ACK/NACK, CQI 이외에, 각 이동국에 있어서의 제어 정보의 송신 전력값(즉, 상향 제어 채널의 송신 전력값)이 송신 전력 정보로서 포함된다.
복호부(106)는 복조부(105)로부터 입력된 제어 정보를 복호한다. 그리고, 제어 정보에 포함되는 CQI를 MCS 선택부(107) 및 선택부(115)에 출력한다. 또, 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(113)에 출력한다. 또한, 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 송신 전력 정보를 회선 품질 추정부(118)에 출력한다.
회선 품질 추정부(118)는, 송신 전력 정보와 목표 CIR로부터, 상향 제어 채널의 회선 품질을 추정하고, 추정 결과를 선택부(115)에 출력한다. 회선 품질의 추정은 이하의 수학식 1을 이용하여 행한다.
Figure 112006070756511-PCT00001
수학식 1에 있어서, CIRt는 상향 제어 채널의 목표 CIR를, Pt는 각 이동국에 있어서의 상향 제어 채널의 송신 전력값을, α는 상향 제어 채널의 전파로(傳播路) 변동값을, I는 상향 제어 채널이 받고 있는 간섭 전력값을 각각 나타내며, α×I는 상향 제어 채널의 회선 품질을 나타낸다. 또, 수학식 1에 있어서는, 기지국에서 상향 제어 채널을 목표 CIR로 수신하는 것을 전제로 한다. 따라서, 수학식 1로부터 상향 제어 채널의 회선 품질 α×I는 Pt/CIRt로서 추정할 수 있다. 또한, 수학식 1에서 목표 CIR 대신에 수신 CIR를 이용하여 상향 제어 채널의 회선 품질을 추정하는 것도 가능하다.
선택부(115)에서는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 회선 품질 추정부(118)에서 추정된 상향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 패킷 데이터 1~n 중에서 다중부(111)에 출력할 패킷 데이터를 선택한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상향 제어 채널의 회선 품질이 양호한 이동국에 대해서만 하향 데이터 채널을 할당하여, 실시예 2와 마찬가지로, 상향 제어 채널의 회선 품질이 나쁜 이동국에 대해서는 하향 데이터 채널이 할당되는 일이 없어지기 때문에, ACK/NACK나 CQI를 기지국에 전하기 위한 상향 제어 채널의 송신 전력이 커지게 되는 것을 방지할 수가 있어, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있다. 그 결과, 상향 회선의 용량 감소를 억제할 수 있다.
또, 송신 전력 정보와 목표 CIR로부터 상향 제어 채널의 회선 품질을 추정함으로써, 상향 제어 채널이 송신 전력 제어되고 있는 경우나, 또 목표 CIR이 아우터 루프 제어 등에 의해 제어되고 있는 경우에도, 상향 제어 채널의 회선 품질을 양호한 정밀도로 추정할 수 있다.
(실시예 4)
셀 중심 부근에 위치하는 이동국은 기지국과의 거리가 가깝기 때문에, 그 이동국의 제어 채널의 송신 전력은 작아진다. 따라서, 셀 중심 부근에 위치하는 이동국의 제어 채널이 인접 셀에 주는 간섭은 작다. 한편, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국은 기지국과의 거리가 멀기 때문에, 그 이동국의 제어 채널의 송신 전력은 커진다. 따라서, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국의 제어 채널이 인접 셀에 주는 간섭은 커지게 된다. 그래서, 본 실시예에서는, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국에 대해서만 상기 실시예 1~3에 기재한 제어 채널의 회선 품질도 고려한 하향 데이터 채널의 할당을 행하고, 셀 중심 부근에 위치하는 이동국에 대해서는 제어 채널의 회선 품질을 고려하는 일없이 하향 데이터 채널의 회선 품질에만 기초한 하향 데이터 채널의 할당을 행한다. 또, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국인지 여부는 기지국과 각 이동국 간의 거리가 소정값 이상인지 여부로 판단한다. 또, 거리의 측정은 각 이동국에 있어서의 공통 파일럿의 평균 수신 전력을 이용하여 행한다.
즉, 각 이동국은, 공통 파일럿 채널이 긴 구간의 평균 수신 전력을 측정하여, 그 측정 결과를 제어 정보에 포함시켜 상향 제어 채널로 주기적으로 기지국(도 3, 9, 10)에 보고한다. 기지국(도 3, 9, 10)의 복호부(106)는 제어 정보에 포함되는 평균 수신 전력을 CQI와 함께 선택부(115)에 출력한다. 여기서, 공통 파일럿 채널의 평균 수신 전력이 작을수록 기지국으로부터의 거리가 먼 지점에 위치하는 이동국이라고 판단할 수 있다. 즉, 공통 파일럿 채널의 평균 수신 전력이 소정값 미만인 이동국은, 기지국과의 거리가 소정값 이상이어서, 셀 경계 부근에 위치하는 이동국이라고 판단할 수 있다. 그래서, 선택부(115)는, 각 이동국에서의 공통 파일럿 채널의 평균 수신 전력과 소정의 임계값을 비교하여, 평균 수신 전력이 임계값 미만인 이동국에 대해서만 상기 실시예 1~3에 기재한 제어 채널의 회선 품질도 고려한 하향 데이터 채널의 할당을 행한다. 그 이외의 이동국에 대해서는 종래와 같이 하향 데이터 채널의 회선 품질에만 기초하여 하향 데이터 채널의 할당을 행한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 인접 셀에 주는 간섭이 큰 셀 경계 부근에 위치하는 이동국에 대해서만 제어 채널의 회선 품질도 고려한 하향 데이터 채널의 할당을 행하고, 그 이외의 인접 셀에 주는 간섭이 작은 이동국에 대해서는 종래와 같이 하향 데이터 채널의 회선 품질에만 기초하여 하향 데이터 채널의 할당을 행하기 때문에, 인접 셀에 주는 간섭을 억제하면서, 인접 셀에 주는 간섭이 작은 이동국에 대한 패킷 데이터의 전송 효율을 높일 수 있다.
(실시예 5)
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 이동국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11에 있어서, 수신 무선 처리부(202)는 안테나(201)에서 수신한 수신 신호를 무선 주파수로부터 베이스밴드 주파수로 다운 컨버트 등 하여 분리부(203)에 출력한다.
분리부(203)는, 수신 무선 처리부(202)로부터 입력된 신호를 데이터 채널 신 호와 제어 채널 신호로 분리하여, 데이터 채널 신호를 복조부(204) 및 데이터 채널 품질 측정부(208)에 출력하고, 또한, 제어 채널 신호를 복조부(206) 및 제어 채널 품질 측정부(211)에 출력한다.
복조부(204)는 데이터 채널 신호를 복조하고, 복호부(205)는 복조 후의 데이터 채널 신호를 복호한다. 이에 의해, 패킷 데이터가 얻어진다.
복조부(206)는 제어 채널 신호를 복조하고, 복호부(207)는 복조 후의 제어 채널 신호를 복호한다. 이에 의해, 제어 데이터가 얻어진다. 또, 복호부(206)는 제어 데이터에 포함되는 ACK 또는 NACK을 HARQ부(218)에 출력한다. ACK/NACK에 대해서는, 기지국이 수신한 패킷 데이터에 대해서 오류 검출을 행하고, 오류가 없는 경우는 ACK, 오류가 있는 경우는 NACK를 이동국에 보고한다.
데이터 채널 품질 측정부(208)는 데이터 채널 신호의 수신 품질(예를 들면, 수신 CIR)을 측정하여 피드백 정보 생성부(209)에 출력한다.
피드백 정보 생성부(209)는 데이터 채널 신호의 수신 품질로부터 회선 품질 정보인 CQI(Channel Quality Indicator)를 피드백 정보로서 생성하여 송신 제어부(210)에 출력한다.
제어 채널 품질 측정부(211)는 제어 채널 신호의 수신 품질(예를 들면, 수신 CIR)을 측정하여 피드백 판정부(212)에 출력한다.
피드백 판정부(212)는, 제어 채널 신호의 수신 품질을 소정의 임계값과 비교하여, 수신 품질이 임계값 이상이면 CQI의 피드백을 행한다고 판정하고, 임계값 미만이면 CQI의 피드백을 행하지 않는다고 판정한다. 이 판정 결과는 송신 제어 부(210)에 출력된다.
송신 제어부(210)는, 판정 결과가 피드백을 행한다고 하는 결과이면 CQI를 부호화부(213)에 출력하고, 판정 결과가 피드백을 행하지 않는다고 하는 결과이면 아무것도 출력하지 않는다.
부호화부(213)는, 송신 제어부(210)로부터 CQI가 입력되면, 그 CQI를 부호화하여 변조부(214)에 출력한다. 또한, 부호화부(213)는, 송신 제어부(210)로부터의 입력이 없는 경우는 처리를 행하지 않는다.
변조부(214)는 부호화부(213)로부터 입력된 CQI를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 송신 전력 제어부(215)에 출력한다.
송신 전력 제어부(215)는 CQI의 송신 전력을 제어하여 다중부(216)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(217)는 입력되는 패킷 데이터를 부호화하여 HARQ부(218)에 출력한다.
HARQ부(218)는, 부호화부(217)로부터 입력된 패킷 데이터를 변조부(219)에 출력하고, 또한, 변조부(219)에 출력한 패킷 데이터를 일시적으로 보관 유지한다. 그리고, HARQ부(218)는, 복호부(207)로부터 NACK이 입력된 경우에는, 기지국으로부터 재송이 요구되고 있기 때문에, 일시적으로 보관 유지하고 있는, 출력이 끝난 패 킷 데이터를 재차 변조부(219)에 출력한다. 한편, HARQ부(218)는, 복호부(207)로부터 ACK이 입력된 경우에는, 새로운 패킷 데이터를 변조부(219)에 출력한다.
변조부(219)는 HARQ부(218)로부터 입력된 패킷 데이터를 소정의 변조 방식에 따라 변조하여 다중부(216)에 출력한다.
다중부(216)는 송신 전력 제어부(215)로부터 입력된 CQI와 변조부(219)로부터 입력된 패킷 데이터를 다중하여 송신 무선 처리부(220)에 출력한다.
송신 무선 처리부(220)는 다중부(216)로부터 입력된 다중화 후의 데이터를 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 선택부(115)에서 이용되는 CQI를 최소값의 CQI(도 6~8에서는 CQI=1)로 간주하여 처리를 행하거나, 또는, 상기 선택부(115)에 있어서의 처리 대상에서 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 CQI를 피드백하지 않기 때문에, 상향 회선의 송신량을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 인접 셀에 주는 간섭을 억제할 수 있어, 그 결과 상향 회선의 용량 증대를 도모할 수 있 다. 또, 기지국에 있어서, 제어 채널의 품질이 열악한 이동국을 처리 대상으로부터 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 실시예에서는 데이터 채널의 할당을 이른바 Max C/I법을 이용하여 행했지만, 예를 들면, 이른바 PF(Proportional Fairness)법을 이용하여 행하여도 좋다. Max C/I법은, 순간 회선 품질에만 근거하는 스케줄링 알고리즘으로서, 각 이동국간의 공평성보다 오히려 하향 데이터 채널의 스루풋을 최대로 하는 데에 적합한 알고리즘이다. 한편, PF법은, 긴 구간의 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 추정 및 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 정보뿐만 아니라, ACK/NACK이어도 되고, 그 외의 정보이어도 무방하다.
또, 상기 실시예에 있어서의 데이터 채널로서는, 예를 들면, 3GPP 규격으로서는, HS-DSCH, DSCH, DPDCH, DCH, S-CCPCH, FACH 등이 있다.
또, 상기 실시예에 있어서의 제어 채널로서는, 예를 들면, 3GPP 규격으로서는, 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'로 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 실현하여도 좋다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블 프로세서(reconfigurable processor)를 이용해도 좋다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개의 기술에 의해 LSI로 치환하는 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 2004-100165호에 기 초하는 것이다. 이 내용을 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명에 따른 기지국 장치 및 데이터 채널의 할당 방법은 고속 패킷 전송 시스템이나 무선 LAN 시스템 등에서 특히 유용하다.

Claims (12)

  1. 데이터 채널을 할당하는 이동국을, 데이터 채널로의 데이터 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널의 회선 품질 및 데이터 채널의 회선 품질의 양쪽에 기초하여 선택하는 선택 수단과,
    선택된 이동국에 대해서 데이터를 무선 송신하는 송신 수단
    을 구비하는 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 제어 채널의 회선 품질이, 상기 기지국 장치가 현재 수용하고 있는 이동국의 총수에 따라 설정되는 임계값 이상으로 되는 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 제어 채널의 회선 품질이 좋은 순으로, 상기 기지국 장치가 현재 수용하고 있는 이동국의 총수에 따라 설정되는 선택 수까지 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은 제어 채널의 회선 품질에 기초하는 선택을 행한 후에 데이터 채널의 회선 품질에 근거하는 선택을 행하는 기지국 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 데이터 채널의 할당 정보 또는 MCS 정보를 전송하기 위한 하향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 데이터 채널을 할당할 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, ACK 또는 NACK을 전송하기 위한 상향 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 데이터 채널을 할당할 이동국을 선택하는 기지국 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 수단은, 상기 기지국과의 거리가 소정값 이상에 있는 이동국에 대해서만, 제어 채널의 회선 품질 및 데이터 채널의 회선 품질의 양쪽에 근거하는 선 택을 행하는 기지국 장치.
  8. 제어 채널의 회선 품질을 측정하는 제 1 측정 수단과,
    데이터 채널의 회선 품질을 측정하는 제 2 측정 수단과,
    상기 데이터 채널의 회선 품질로부터 회선 품질 정보를 생성하는 생성 수단과,
    상기 제어 채널의 회선 품질에 기초하여, 상기 회선 품질 정보를 송신할지 여부를 판정하는 판정 수단
    을 구비하는 이동국 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판정 수단은, 상기 제어 채널의 회선 품질이 임계값 이상이면 상기 회선 품질 정보를 송신한다고 판정하고, 상기 제어 채널의 회선 품질이 임계값 미만이면 상기 회선 품질 정보를 송신하지 않는다고 판정하는 이동국 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 수단은 제어 채널의 수신 SIR를 이용해서 회선 품질을 측정 하는 이동국 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 수단은 제어 채널의 소요의 송신 전력을 이용해서 회선 품질을 측정하는 이동국 장치.
  12. 데이터 채널을 할당하는 이동국을, 데이터 채널로의 데이터 전송에 필요한 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널의 회선 품질 및 데이터 채널의 회선 품질의 양쪽에 기초해서 선택하는 데이터 채널의 할당 방법.
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