KR20100032442A

KR20100032442A - 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법 및 무선 기지국

Info

Publication number: KR20100032442A
Application number: KR1020107002007A
Authority: KR
Inventors: 고헤이 이세다
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2010-03-25
Also published as: JP5035343B2; CN101772906B; CN101772906A; EP2178225A4; EP2178225A1; US8335535B2; US20100130245A1; JPWO2009019751A1; WO2009019751A1; KR101181626B1

Abstract

본 발명은, 무선 기지국(2)과 무선 단말기(3) 사이의 통신의 스루풋 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다. 그를 위해서, 본 발명의 무선 기지국(2)은, 선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기(3) 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기(3)의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기(3)의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어한다.

Description

무선 기지국의 송신 전력 제어 방법 및 무선 기지국{METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER FOR WIRELESS BASE STATION, AND WIRELESS BASE STATION}

본 발명은, 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법 및 무선 기지국에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들면, 무선 구간의 신호 품질에 따라서, 무선 단말기와 무선 기지국 사이의 통신에 이용하는 변조 방식이나 오류 정정 부호화율 등을 변경하도록 하는 무선 통신 시스템에 이용하면 바람직하다.

무선 기지국(BS : Base Station)과 무선 단말기(MS : Mobile Station)를 구비한 무선 통신 시스템에서는, MS는, 상기 BS를 통하여 다른 MS나 유선 단말기, 서버 등과 통신을 행할 수 있다.

상기 무선 통신 시스템의 하나로서, 최근, 개발이 진행되고 있는 WiMAX(World wide Interoperability for Microwave Access)라고 불리는 방식에 준거한 WiMAX 시스템이 있다. 이 WiMAX 시스템에서는, 통신 효율의 향상을 도모하기 위해, 직교 주파수 분할 다원 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식 및 적응 변조 방식(AMC : Adaptive Modulation and Coding)이 채용된다.

WiMAX 시스템에 이용되는 무선 프레임은, BS로부터 MS로의 방향인 다운링크(DL)의 서브 프레임(DL 서브 프레임)과, MS로부터 BS로의 방향인 업링크(UL)의 서브 프레임(UL 서브 프레임)이 시간 다중된다.

DL 서브 프레임은, 또한, 시간축(심볼 시간) 방향과 주파수축(서브 채널 주파수) 방향의 2차원 영역에서, 프리앰블, 프레임 컨트롤 헤더(FCH), DL의 맵 정보(DL맵), UL의 맵 정보(UL맵)(이하, 이들을 헤더 정보라고 하는 경우가 있음), 1 이상의 DL 버스트가 다중되고, UL 서브 프레임에는, 1 이상의 UL 버스트가 다중된다. 또한, 「버스트」란, 서브 채널 주파수 및 시간(송신 타이밍)에 의해 특정되는 무선 리소스(통신 영역)를 의미한다.

여기서, 프리앰블은, 프레임 동기 정보가 삽입되는 영역(필드)이며, FCH는, 맵 정보의 크기나 위치 등의 맵 정보를 정의하는 정보가 삽입되는 영역이다. 또한, 맵 정보에는, 버스트로 송신되는 통신 커넥션의 ID(CID), 무선 프레임에서의 그 커넥션의 버스트의 배치 위치(버스트 위치), 버스트의 크기(버스트 사이즈), 버스트의 변조 방식(QPSK, 16QAM, 64QAM 등)이나 부호화율, 송신 전력 제어 정보(부스트 업ㆍ다운) 등의 정보가 포함된다.

즉, 맵 정보는, MS가 수신 및 송신할 무선 프레임의 영역(수신 영역 및 송신 영역)을 지정하는(할당하는) 정보(버스트 할당 정보)로서 위치 결정할 수 있다. 또한, 상기 버스트 위치는, 무선 프레임의 선두 심볼로부터의 심볼 오프셋 및 서브 채널 오프셋에 의해 지정할 수 있고, 상기 버스트 사이즈는, 심볼수 및 서브 채널수에 의해 지정할 수 있다.

따라서, MS는, 상기 프리앰블을 검출함으로써 DL 및 UL의 무선 프레임 동기를 확립하고, DL맵에 의해 지정된 DL 버스트 영역을 DL맵에 의해 지정된 변조 방식, 부호화율 등에 대응하는 복조 방식, 복호화율로 복조, 복호 처리함으로써, 자MS 앞으로의 DL 버스트를 선택적으로 수신 처리하는 한편, UL맵에 의해 지정되는 UL 버스트 영역에서 BS에의 데이터 송신을 행할 수 있다.

또한, MS는, BS와의 무선 구간에서의 통신 품질(수신 품질)을 측정하고, 그 측정 결과(수신 품질 정보, 예를 들면 SINR : Signal to Interference and Noise Ratio 등)를 정기적 혹은 부정기적으로 BS 앞으로 보고할 수 있고, BS는, 그 MS로부터의 상기 수신 품질 정보에 기초하여, 상기 버스트마다 변조 방식 및 부호화율을 적응적으로 제어할 수 있다. 이를 AMC(Adaptive Modulation and Coding)라고 부른다.

또한, OFDMA 시스템에서의 전력 배당의 방법으로서, 각 무선 유닛의 CQI에 응답하여 각 무선 유닛에 관한 송신 전력 레벨을 선택하는 방법이 하기 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

또한, 하기 특허 문헌 2에는, 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티 유저 전기 통신 시스템에서, 적어도 1개의 유저에게 할당되는 서브 채널에 서브 캐리어를 할당하는 방법으로서, 서브 채널마다 품질을 검출하고, 이 품질 레벨에 따라서 서브 캐리어에 서브 채널을 할당하는 방법이 기재되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-129241호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-50615호 공보

도 7 및 도 8을 이용하여 상기 AMC 제어에 대해서 설명한다. 도 7은 각 변조 방식 및 부호화율에 의한 DL의 스루풋 특성을 도시하는 도면이며, 도 8은 AMC 제어의 일례를 설명하는 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, SINR을 횡축, 스루풋을 종축으로 하면, SINR과 스루풋의 관계는 계단 형상의 관계에 있고, MS와 BS의 무선 구간의 통신 환경(MS에서의 상기 수신 품질 정보)에 따라서, 바람직한 변조 방식 및 부호화율이 존재한다. 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, MS로부터의 수신 품질 정보인 SINR(dB)이, A 이상 또한 B 미만의 값인 경우, BS는, 도 7 중에서 기호 a의 스루풋(kbps) 특성을 나타내는 16QAM(1/2)(괄호 내는 부호화율을 나타냄)을 선택한다.

마찬가지로, MS로부터의 SINR이, 도 8 중의 B 이상 또한 C 미만의 값인 경우, BS는, 도 7 중에서 기호 b의 스루풋 특성을 나타내는 16QAM(3/4)을 선택하고, MS로부터의 SINR이 도 8 중의 C 이상의 값인 경우, 도 7 중에서 기호 c의 스루풋 특성을 나타내는 64QAM(2/3)을 선택한다.

이와 같이 하여, BS는, MS와의 통신 환경에 따라서, 적합한 변조 방식 및 부호화율을 선택하여, MS 앞으로의 데이터 송신을 행한다.

여기서, 예를 들면, 도 7 및 도 8에서 A≤SINR<B의 범위의 SINR을 보고한 MS 중, 그 범위의 상한값인 B에 가까운 SINR을 보고한 MS에 주목하면, SINR이 약간 향상되는 것만으로, BS에서 선택되는 변조 방식(부호화율)이 16QAM(1/2)으로부터 16QAM(3/4)으로 되어, 대폭적인 스루풋 증가를 예상할 수 있는 것을 알 수 있다.

마찬가지로, 도 7 및 도 8에서 B≤SINR<C의 범위의 SINR을 보고한 MS 중, 그 범위의 상한값인 C에 가까운 SINR을 보고한 MS에 주목하면, SINR이 약간 향상되는 것만으로, BS에서 선택되는 변조 방식(부호화율)이 16QAM(3/4)으로부터 64QAM(2/3)으로 되어, 대폭적인 스루풋 증가를 예상할 수 있다.

그 때문에, 상기한 바와 같이 BS에서 선택되는 변조 방식(부호화율)이 변경되는 경계 근방의 SINR을 보고한 MS에 관하여, 그 MS에서 계측되는 SINR을 향상시킬 수 있으면, 대폭적인 스루풋 증가를 기대할 수 있다.

따라서, MS에서의 수신 SINR은 BS로부터의 송신 전력을 증가함으로써 향상시킬 수 있기 때문에, BS측에서 상기 MS 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 증가(부스트 업)하는 것이 생각된다.

그러나, 이와 같은 송신 전력 증가 제어를 실현하기 위해서는, 다음과 같은 과제가 있다.

즉, 무선 프레임에서, 임의의 심볼(시간)에서의 송신 전력의 주파수축(서브 캐리어 주파수) 방향의 총합은, 법 규제 및 송신 앰프의 제한 등에 의해 상한이 존재하기 때문에, 임의의 심볼에서, 주파수축 방향의 서브 캐리어가 모두 사용되도록 버스트가 할당되고, 송신 전력이 상기 상한까지 도달한 경우, 전술한 바와 같은 송신 전력 증가 제어를 행하는 것은 불가능하다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 창안된 것으로, 그 목적의 하나는, 무선 기지국과 무선 단말기 사이의 통신의 스루풋 향상을 도모하는 데에 있다.

또한, 상기 목적에 한정되지 않고, 후술하는 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 나타내는 각 구성에 의해 유도되는 작용 효과로서, 종래의 기술에 의해서는 얻어지지 않는 작용 효과를 발휘하는 것도 본 발명의 다른 목적의 하나로서 위치 결정할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 하기의 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법 및 무선 기지국을 이용한다. 즉,

(1) 본 발명의 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법은, 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보에 따라서, 상기 무선 단말기에 대해 전송 효율이 상이한 복수의 송신 방식 중 어느 하나를 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법으로서, 상기 무선 기지국은, 복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하고, 선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 상기 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어한다.

(2) 여기서, 상기 무선 기지국은, 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 제1 임계값보다도 작은 제2 임계값과 상기 제1 임계값 사이의 신호 품질 정보에 대응하는 상기 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 감소 제어한다.

(3) 또한, 상기 무선 기지국은, 임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 무선 단말기 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 무선 단말기 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하도록 하여도 된다.

(4) 또한, 상기 무선 기지국은, 임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하도록 하여도 된다.

(5) 또한, 상기 무선 기지국은, 복수의 상기 제2 무선 단말기에 대한 상기 증가 제어에 의한 송신 전력의 증가량의 합을, 복수의 상기 제1 무선 단말기에 대한 상기 감소 제어에 의한 송신 전력의 감소량의 합 이하로 제어하도록 하여도 된다.

(6) 또한, 상기 신호 품질 정보는, 상기 무선 단말기에서 측정되어 통지되는 수신 신호 품질 정보이어도 된다.

(7) 혹은, 상기 신호 품질 정보는, 상기 무선 단말기로부터의 수신 신호에 기초하여 측정한 수신 신호 품질 정보이어도 된다.

(8) 또한, 본 발명의 무선 기지국은, 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보에 따라서, 상기 무선 단말기에 대해 전송 효율이 상이한 복수의 송신 방식 중 어느 하나를 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국으로서, 복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하는 신호 품질 정보 취득 수단과, 선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 상기 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어하는 제어 수단을 구비하고 있다.

(9) 여기서, 상기 제어 수단은, 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 제1 임계값보다도 작은 제2 임계값과 상기 제1 임계값 사이의 신호 품질 정보에 대응하는 상기 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 감소 제어하도록 하여도 된다.

(10) 또한, 상기 제어 수단은, 임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 무선 단말기 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 무선 단말기 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하도록 하여도 된다.

(11) 또한, 상기 제어 수단은, 임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하도록 하여도 된다.

(12) 또한, 상기 제어 수단은, 복수의 상기 제2 무선 단말기에 대한 상기 증가 제어에 의한 송신 전력의 증가량의 합을, 복수의 상기 제1 무선 단말기에 대한 상기 감소 제어에 의한 송신 전력의 감소량의 합 이하로 제어하도록 하여도 된다.

(13) 또한, 본 발명의 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법은, 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보가 양호한 품질을 나타낼수록 양호한 송신 방식을 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법으로서, 상기 무선 기지국은, 복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하고, 선택되는 송신 방식이 변화하지 않는 범위의 신호 품질 정보에 대응하는 무선 단말기 중, 그 신호 품질 정보의 상기 범위에서의 위치에 따라서, 적어도 어느 하나의 무선 단말기에의 송신 방식이 상기 신호 품질 정보에 의해 선택되는 송신 방식보다도 양호한 송신 방식으로 되도록, 상기 각 무선 단말기에의 송신 전력의 배분을 제어한다.

(14) 또한, 본 발명의 무선 기지국은, 수신 품질 정보가 소정의 범위 내에 들어가는 복수의 무선 단말기 중, 적어도 제1 무선 단말기에 대해서는 송신 전력을 증대시켜 상기 소정의 범위를 초과하는 수신 품질로 되도록 하여, 제1 송신 방식에 의해 데이터의 송신을 행하고, 그 복수의 무선 단말기 중, 적어도 제2 무선 단말기에 대해서는 송신 전력을 감소시켜 상기 소정의 범위의 수신 품질로 되도록 하여, 상기 제1 송신 방식보다 저속의 제2 송신 방식에 의해 데이터의 송신을 행하는 송신부를 구비하고, 상기 제1 송신 방식에 의한 송신 기간과, 상기 제2 송신 방식에 의한 송신 기간이 적어도 중복되는 시간대를 설정한다.

상기 본 발명에 따르면, 이하에 기재한 어느 하나의 효과 또는 이점이 얻어진다.

(1) 무선 기지국이, 복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하고, 선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어하므로, 대규모의 장치 변경을 행하지 않고, 보다 양호한 송신 방식에 의해 상기 무선 단말기와의 통신을 실현할 수 있어, 무선 통신 시스템의 전송 효율(스루풋)을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

(2) 또한, 무선 기지국은, 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 제1 임계값보다도 작은 제2 임계값과 상기 제1 임계값 사이의 신호 품질 정보에 대응하는 상기 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 감소 제어하므로, 송신 전력의 제어를 효율적으로 실시할 수 있어, 보다 효과적으로 무선 통신 시스템의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

(3) 또한, 무선 기지국은, 임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 무선 단말기 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 무선 단말기 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하도록 하면, 보다 효율적으로 무선 프레임의 버스트를 이용할 수 있으므로, 무선 통신 시스템의 전송 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

(4) 또한, 무선 기지국은, 임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하도록 하면, 무선 기지국 내의 장치 구성을 변경하지 않고 상기 효과를 얻을 수 있으므로, 코스트의 삭감을 도모하는 것도 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템의 주요부의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 BS(DL/UL맵 생성부)의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 변조 방식 및 부호화율의 스루풋 특성을 도시하는 도면.
도 4는 수신 품질 정보와 영역의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 무선 프레임의 버스트 할당을 설명하는 도면.
도 6은 도 2에 도시한 BS의 동작의 일례를 설명하는 플로우차트.
도 7은 변조 방식 및 부호화율의 스루풋 특성을 도시하는 도면.
도 8은 AMC 제어의 일례를 설명하는 도면.
[부호의 설명]
1 : 무선 통신 시스템
2 : 무선 기지국(BS)
3 : 무선 단말기(MS)
4 : 네트워크 인터페이스
5 : BS측 PDU 생성부
6 : BS측 송신 처리부
7, 15 : 듀플렉서
8, 14 : 안테나
9 : BS측 수신 처리부
10 : BS측 패킷 생성부
11 : DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부
12 : DL/UL맵 생성부
13 : 커넥션 관리부
16 : MS측 수신 처리부
17 : MS측 패킷 생성부
18 : 어플리케이션 처리부
19 : MS측 PDU 생성부
20 : MS측 송신 처리부
21 : 커넥션 상세 분류부
22 : 수신 품질 예측부
23 : 부스트 없음 DL맵 생성부
24 : 부스트 다운 DL맵 생성부
25 : 부스트 업 DL맵 생성부
26 : 잉여 전력 계산부

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것은 물론이다.

[A] 일 실시 형태의 설명

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템의 주요부의 구성을 도시하는 블록도이다. 이 도 1에 도시한 무선 통신 시스템(1)은, 복수의 무선 단말기(MS)(3)와, 이들 MS(3)와 무선 통신을 행하는 무선 기지국(BS)(2)을 구비하고 있다. BS(2)는, 예를 들면, OFDMA 방식에 의한 무선 프레임에의 송신 데이터 다중화를 행하여, 복수의 MS(3) 앞으로 하향 데이터를 송신한다. 한편, MS(3)는, BS(2)로부터 수신한 하향 데이터에 대한 신호 품질 정보(수신 품질 정보)(SINR 등)를 계측하고, BS(2) 앞으로 보고한다.

(MS(3)의 설명)

도 1에 도시한 MS(3)는, 그 주요부의 기능에 주목하면, 예를 들면, 안테나(14)와, 듀플렉서(15)와, MS측 수신 처리부(16)와, MS측 패킷 생성부(17)와, 어플리케이션 처리부(18)와, MS측 PDU 생성부(19)와, MS측 송신 처리부(20)를 구비한다.

여기서, 안테나(14)는, BS(2) 앞으로의 UL의 무선 신호를 BS(2)에 송출하는 한편, BS(2)로부터의 DL의 무선 신호를 수신하는 기능을 구비한다.

듀플렉서(15)는, MS측 송신 처리부(20)로부터의 UL의 무선 신호를 안테나(14)에 출력하는 한편, BS(2)로부터 안테나(14)를 통하여 수신한 DL(맵 정보 포함함)의 무선 신호를 MS측 수신 처리부(16)에 출력하는 기능을 구비한다.

MS측 수신 처리부(16)는, 듀플렉서(15)로부터 받은 BS(2)로부터의 수신 신호에 대해서 소정의 수신 처리를 실시하는 것으로, 예를 들면, 수신 신호로부터 맵 정보(DL/UL맵)를 추출하고, DL맵에 의해 특정되는 변조 방식 및 부호화율 등의 DL 버스트의 송신 방식에 따른 복조 방식 및 복호 방식에 의해 복조, 복호할 수 있다.

또한, 본 예의 MS측 수신 처리부(16)는, BS(2)로부터의 수신 신호를 기초로 SINR 등의 수신 품질 정보를 정기적 혹은 부정기적으로 계측하는 기능도 구비하고 있다. 계측한 수신 품질 정보는, 상기 UL맵과 함께 MS측 송신 처리부(20)에 통지되고, 그 MS측 송신 처리부(20)로부터, 상기 UL맵에 의해 특정되는 UL 버스트로 BS(2) 앞으로 송신(보고)된다.

MS측 패킷 생성부(17)는, BS(2)로부터의 수신 신호에 기초하여 DL 데이터(DL 패킷)를 생성하는 것으로, 생성한 패킷은 어플리케이션 처리부(18)에 송출된다.

어플리케이션 처리부(18)는, 소정의 어플리케이션 처리에 따른 BS(2) 앞으로의 송신 데이터(UL 데이터)를 생성하는 것으로, 예를 들면, MS측 패킷 생성부(17)로부터의 DL 데이터에 대한 응답을 UL 데이터에 의해 생성할 수 있다.

MS측 PDU 생성부(19)는, 어플리케이션 처리부(18)로부터의 UL 데이터에 기초하여, PDU(Protocol Data Unit)를 생성하는 것이다. 이 PDU는, 해당 송신 패킷의 프로토콜이 취급하는 데이터의 단위이며, 예를 들면, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 PDU는, 「패킷」이며, ATM(Asynchronous Transfer Mode)의 PDU는, 「셀」이다. 또한, 이 PDU의 선두에는, 데이터 본체와는 별도로, 해당 송신 데이터의 프로토콜에서 사용되는 헤더 등의 통신 제어 정보가 부가된다.

MS측 송신 처리부(20)는, MS측 PDU 생성부(19)로부터의 PDU에 소정의 송신 처리를 실시하는 것으로, 예를 들면, MS측 수신 처리부(16)에서 추출된 UL맵에 의해 특정되는 부호화율, 변조 방식에 의해, 그 PDU를 부호화하고, 변조하는 기능을 구비한다. 또한, 본 예의 MS측 송신 처리부(20)는, MS측 수신 처리부(16)에서 측정된 수신 품질 정보를 상기 UL맵에 의해 특정되는 UL 버스트에 맵핑하여 BS(2) 앞으로 송신하는 기능도 구비하고 있다.

본 예의 MS(3)는, 전술한 바와 같이 구성됨으로써, BS(2)로부터의 수신 신호에 기초하여, SINR 등의 수신 품질 정보를 구하고, 이 수신 품질 정보를 정기적 혹은 부정기적으로 BS(2)에 송신(보고)할 수 있다.

(BS(2)의 설명)

한편, 도 1에 도시한 BS(2)는, 그 주요부의 기능에 주목하면, 예를 들면, 네트워크 인터페이스(4)와, BS측 PDU 생성부(5)와, BS측 송신 처리부(6)와, 듀플렉서(7)와, 안테나(8)와, BS측 수신 처리부(9)와, BS측 패킷 생성부(10)와, DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)와, DL/UL맵 생성부(12)와, 커넥션 관리부(13)를 구비한다.

여기서, 안테나(8)는, MS(3) 앞으로의 DL의 무선 신호를 송출하는 한편, MS(3)로부터의 UL의 무선 신호를 수신하는 기능을 구비한다.

듀플렉서(7)는, BS측 송신 처리부(6)로부터의 DL의 무선 신호를 안테나(8)에 출력하는 한편, 안테나(8)에 의해 수신된 UL의 무선 신호를 BS측 수신 처리부(9)에 출력하는 기능을 구비한다.

BS측 수신 처리부(신호 품질 정보 취득 수단)(9)는, MS(3)로부터 안테나(8) 및 듀플렉서(7)를 통하여 수신한 신호에 각종 수신 처리를 실시하는 것으로, 예를 들면, 수신 신호(UL 버스트)를, UL맵에 의해 MS(3)에 지정한 변조 방식, 부호화율에 따른 복조 방식, 복호 방식에 의해 복조, 복호하여 UL 데이터를 얻는 기능과, UL 버스트(UL 데이터)에, MS(3)에서 측정된 상기 수신 품질 정보가 포함되는 경우에, 그 정보를 DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)에 통지하는 기능을 구비한다. 또한, 상기 수신 품질 정보는, BS(2)측에서 수신한 UL 데이터에 기초하여 측정하여도 되고, 이 경우, 그 측정 기능은 그 BS측 수신 처리부(9)에 구비할 수 있다. 이 때, BS(2)가 UL 데이터에 기초하여 측정한 수신 품질 정보는 상향 방향의 수신 품질 정보(BS(2)측의 수신 품질 정보)이지만, 상향 방향과 하향 방향에서 통신 품질이 마찬가지인 경우는, 상기 수신 품질 정보는 송신측의 송신 전력에 비례한다. 따라서, BS(2)는, BS(2)의 송신 전력과 MS(3)의 기지의 송신 전력의 비에 기초하여, 상기 BS(2)측의 수신 품질 정보를 보정하여, MS(3)측에서의 수신 품질 정보(하향 방향의 수신 품질 정보)를 산출하여도 된다.

BS측 패킷 생성부(10)는, BS측 수신 처리부(9)로부터의 UL 데이터와, 커넥션 관리부(13)에서 관리되고 있는 커넥션 ID에 기초하여, IP(Internet Protocol)망이나 ATM망 등의 상위 네트워크(도시 생략)에 전송할 패킷이나, 수신 UL 데이터에 대한 응답 패킷 등의 DL 데이터를 생성하는 기능을 구비한다.

네트워크 인터페이스(4)는, 상기의 IP망이나 ATM망 등의 상위 네트워크와의 인터페이스 기능(각종 프로토콜 제어를 행하는 기능 등)을 구비하고, UL 데이터는 상위 네트워크측에, 상위 네트워크로부터의 MS(3) 앞으로의 DL 데이터나 MS(3)에의 응답을 위한 DL 데이터는 BS측 PDU 생성부(5)에 각각 전송한다.

BS측 PDU 생성부(5)는, 네트워크 인터페이스(4)로부터의 DL 데이터에 기초하여, PDU를 생성하는 것이다. 이 PDU의 선두에도 데이터 본체와는 별도로, 해당 DL 데이터의 프로토콜에서 사용되는 헤더 등의 통신 제어 정보가 부가되어 있다.

커넥션 관리부(13)는, MS(3)와의 사이의 통신 커넥션(CID)을 관리하는 것이며, BS측 패킷 생성부(10), BS측 PDU 생성부(5) 및 DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)는, 그 관리 정보에 기초하여 각각의 처리(UL/DL 버스트의 맵핑, 송신 처리 등)를 행하는 것이다.

DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)는, BS측 수신 처리부(9)로부터의 수신 품질 정보에 기초하여, DL 및 UL 데이터(버스트)의 변조 방식 및 부호화율을 제어(선택)하는, 즉 이미 설명한 AMC 제어를 행하는 기능을 구비한다.

바꿔 말하면, 본 예의 DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)는, 상기 수신 품질 정보에 기초하여, 각 MS(3) 앞으로의 DL 데이터의 송신 방식을 선택하는 기능을 구비한다.

DL/UL맵 생성부(12)는, DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)로부터의 제어 하에, 맵 정보(DL맵 및 UL맵)를 생성하는 것으로, 본 예에서는, 후술하는 바와 같이, 수신 품질 정보가 일정량 향상되면 BS(2)에서 선택되는 송신 방식이 보다 양호한 조건으로 변하는 경계 근방의 수신 품질 정보(이하, 간단히 「수신 SINR」이라고도 표기함)에 대응하는 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 증가(부스트 업)함과 함께, 그 증가에 수반하여 주파수축 방향에 대한 송신 전력의 상한을 초과하지 않도록, 다른 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 감소(부스트 다운)하는 제어를 행하기 위한 정보(제어 대상 DL 버스트의 CID나 송신 전력 정보 등)를 포함하는 맵 정보를 생성한다.

그 때, 바람직하게는, 송신 전력을 내려도 송신 방식이 변하지 않는 것으로 추정되는 다른 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 감소(부스트 다운)하는 제어를 행하기 위한 정보(제어 대상 DL 버스트의 CID나 송신 전력 정보 등)를 포함하는 맵 정보를 생성한다.

또한, 상기 맵 정보는, 상기 송신 전력의 상한을 초과하지 않는 범위에서의 상기 부스트 업을 용이하게 하기 위해, 부스트 업 대상, 부스트 다운 대상 및 이들 이외(즉 부스트 업도 부스트 다운도 하지 않는 대상)의 각 DL 버스트가 상기 무선 프레임에서 소정의 위치로 되도록 구축(생성)된다. 그 상세에 대해서는 도 5를 이용하여 후술한다.

BS측 송신 처리부(6)는, DL/UL맵 생성부(12)에서 생성된 상기 DL맵에 기초하여, BS측 PDU 생성부(5)로부터의 DL 데이터에 소정의 송신 처리를 실시하는 것으로, 예를 들면, 상기 DL맵에 의해 특정되는 부호화율, 변조 방식에 의해 그 DL 데이터를 부호화하고, 변조하는 기능과, 상기 DL맵에 포함되는 CID 및 상기 송신 전력 정보에 기초하여 DL 버스트의 송신 전력을 제어(부스트 업 또는 부스트 다운)하는 기능을 구비하고 있다.

덧붙여, 본 예의 BS측 송신 처리부(송신부)(6)는, 후술하는 바와 같이, DL/UL맵 생성부(12)에서 송신 전력을 감소 제어(부스트 다운)하는 대상으로 된 MS(3)(제1 무선 단말기) 앞으로의 DL 데이터와, DL/UL맵 생성부(12)에서 송신 전력을 증가(부스트 업) 제어하는 대상으로 된 MS(3)(제2 무선 단말기) 앞으로의 DL 데이터와, 이들 이외의 DL 데이터를, 각각, 상기 DL맵에 의해 특정되는 상기 소정의 배치로 되도록, 상기 무선 프레임의 DL 버스트에 맵핑하는 기능을 구비한다.

본 예의 일 실시 형태에 따른 BS(2)는, 전술한 바와 같이 구성됨으로써, 상기 수신 품질 정보에 따라서 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 변조 방식이나 부호화율 등의 송신 방식을 적응적으로 변경(선택)하여 MS(3)에의 송신을 행할 수 있음과 함께, BS(2)에서 선택되는 송신 방식이 약간의 송신 전력 증가에 의해 보다 전송 효율이 양호한 조건으로 변하는 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 우선적으로 부스트 업할 수 있도록 함으로써, 상기 보다 양호한 조건이 BS(2)에서 선택되도록 할 수 있다. 따라서, DL의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

(DL/UL맵 생성부(12)의 상세 설명)

다음으로, 도 2 내지 도 6을 이용하여 전술한 DL/UL맵 생성부(12)의 구성 및 동작에 대해서 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 DL/UL맵 생성부(12)의 구성을 도시하는 블록도이다.

이 도 2에 도시한 바와 같이, 본 예의 DL/UL맵 생성부(12)는, 수신 품질 예측부(21)를 갖는 커넥션 상세 분류부(21)와, 부스트 없음 DL맵 생성부(23)와, 부스트 다운 DL맵 생성부(24)와, 부스트 업 DL맵 생성부(25)와, 잉여 전력 계산부(26)를 구비한다.

여기서, 커넥션 상세 분류부(21)는, 상기 커넥션 관리부(13)와 제휴하여, 수신 UL 버스트의 CID마다, MS(3)로부터 보고된 수신 품질 정보(혹은 BS(2)측에서 측정한 수신 품질 정보)를 관리하는 기능과, 그 수신 품질 정보에 기초하여, 도 8에 도시한 선택 테이블과 동등한 선택 테이블에 의해 변조 방식, 부호화율을 선택하는 기능과, 그 수신 품질 정보에 기초하여, MS(3)(CID)를, 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 16QAM(3/4)이 선택되는 영역(B≤SINR<C)을 세분화한 3개의 영역, 즉, (1) B≤SINR<B1, (2) B1≤SINR<B2, (3) B2≤SINR<C 중 어느 하나의 영역으로 분류하는 기능을 구비한다.

여기서, 이들 영역(1), (2), (3)은, 각각, 이하를 의미한다.

(1) 수신 품질 정보가 소량(소정량) 열화되면, 보다 효율(스루풋)이 낮은 변조 방식, 부호화율이 선택되는 영역

(2) 수신 품질 정보가 상기 소정량 변화(열화 또는 향상)되어도, 동일한 변조 방식, 부호화율(여기서는, 변조 방식 16QAM, 부호화율 3/4)이 선택되는 영역

(3) 수신 품질 정보가 소량 개선되면, 보다 스루풋이 높은 변조 방식, 부호화율(예를 들면, 변조 방식 64QAM, 부호화율 2/3)이 선택되는 영역

또한, MS(3)에서 계측되는 수신 품질 정보는 BS(2)로부터의 DL 버스트의 송신 전력을 바꾸면 변화시킬 수 있기 때문에, 상기의 영역(1), (2), (3)은, 이하를 의미하는 것으로 파악할 수도 있다.

(1) DL 버스트의 송신 전력을 소량(소정량) 감소하면, 보다 효율이 낮은 변조 방식, 부호화율이 선택되는 영역

(2) DL 버스트의 송신 전력을 소량 증가하여도, 보다 효율이 높은 변조 방식, 부호화율을 선택할 수 없고, 또한, 송신 전력을 소량 감소하여도, 보다 효율이 낮은 변조 방식, 부호화율이 선택되지 않는 영역

(3) DL 버스트의 송신 전력을 소량 증가함으로써, 보다 효율이 높은 변조 방식, 부호화율을 선택할 수 있는 영역

그 때문에, 커넥션 상세 분류부(21)는, 도 4에 도시한 바와 같은 분류(선택) 테이블(송신 방식의 선택 정보)을 테이블 형식의 데이터로서 도시하지 않은 메모리 등에 유지하고 있다. 그 테이블은, 도 4에 도시한 SINR과 스루풋의 관계를 도시하는 정보(이론값이어도 실측값이어도 됨)로부터 생성하는 것도 가능하다.

또한, 상기한 예에서는, 변조 방식이나 부호화율을 결정하는 임계값 사이에 끼워진 영역(수신 품질 정보가 그 사이에 존재하면, 임의의 변조 방식과 오류 부호화율이 선택되는 영역)으로서, 변조 방식 16QAM, 부호화율 3/4의 영역에 대해서 분류(세분화)를 행하였지만, 사용 가능한 모두 또는 일부의 변조 방식, 부호화율에 대해서 마찬가지의 분류(세분화)를 행할 수 있다.

또한, 수신 품질 예측부(22)는, 각 MS(3)에 관하여 소정량의 부스트 업 혹은 부스트 다운을 실시한 경우에, 각 MS(3)로부터 보고되는 SINR이 어떻게 변화하는지(즉, 그 SINR 변화에 의해 어느 변조 방식, 부호화율이 선택되어, DL의 스루풋이 어느 정도 변화하는지)를 예측하는 기능을 구비하고 있다. 이 예측은, 예를 들면, 무선 통신 시스템의 시뮬레이션 등에 의해 실현된다. 그리고, 그 예측 결과에 의해, 각 MS(3)는, 상기의 어느 영역(1), (2), (3)에 속하는지가 분류되어, 부스트 업, 부스트 다운 및 그 이외(부스트 없음)의 대상의 MS(3)(CID)가 결정된다.

부스트 없음 DL맵 생성부(23)는, 상기 부스트 없음 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(1)(B≤SINR<B1)에 속하는 MS(3)에 대한 DL맵 정보를 생성하는 것이다.

부스트 다운 DL맵 생성부(24)는, 상기 부스트 다운 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(2)(B1≤SINR<B2)에 속하는 MS(3)(제1 무선 단말기)에 대한 DL맵 정보를 생성하는 것이다. 이 DL맵 정보에는, CID, DL 버스트 위치, 부스트 다운 후의 송신 전력(송신 전력의 감소량으로 하여도 됨), 변조 방식, 부호화율 등의 정보가 포함되고, 그 정보에 기초하여 BS측 송신 처리부(6)에서 그 DL 버스트의 부스트 다운(송신 전력 감소) 제어가 실시되게 된다.

잉여 전력 계산부(26)는, 부스트 없음 DL맵 생성부(23) 및 부스트 다운 DL맵 생성부(24)에서 생성된 각 DL맵 정보에 기초하여 무선 프레임에서의 주파수축 방향의 잉여 전력을 계산하는 것이다.

부스트 업 DL맵 생성부(25)는, 상기 부스트 업 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(3)(B2≤SINR<C)에 속하는 MS(3)(제2 무선 단말기)에 대한 DL맵 정보를 생성하는 것이며, 그 때, 상기 잉여 전력을 초과하지 않도록 대상 DL 버스트의 부스트 업 폭, 무선 프레임에의 맵핑 위치를 결정할 수 있도록 되어 있다. 여기서의 DL맵 정보에도, CID, DL 버스트 위치, 부스트 업 후의 송신 전력, 변조 방식, 부호화율 등의 정보가 포함되고, 그 정보에 기초하여 BS측 송신 처리부(6)에서 그 DL 버스트의 부스트 업(송신 전력 증가) 제어가 실시되게 된다.

이와 같이, DL/UL맵 생성부(12)는, 상기 영역(2)[B1(제2 임계값)≤SINR<B2(제1 임계값)]에 속하는 MS(3)(제1 무선 단말기)의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 영역(3)[B2(제1 임계값)≤SINR<C]에 속하는 MS(3)(제2 무선 단말기)의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어하는 제어 수단으로서의 기능을 구비한다.

즉, 상기 DL/UL맵 생성부(12)를 갖는 본 예의 BS(2)는, 수신 품질 정보에 의해 선택되는 송신 방식이 변화하지 않는 범위(상기의 예에서는, B≤SINR<C)의 수신 품질 정보에 대응하는 MS(3) 중, 그 수신 품질 정보의 상기 범위에서의 위치에 따라서, 적어도 어느 하나의 BS(2)에의 송신 방식이 상기 수신 품질 정보에 의해 선택되는 송신 방식보다도 양호한 송신 방식으로 되도록, 상기 각 MS(3)에의 송신 전력의 배분을 제어하는 기능을 구비한다.

또한, 다른 예에서는, [B2(제1 임계값)≤SINR<C]에 속하는 MS(3)의 일부는 부스트 업에 의해 송신 방식을 보다 고속의 전송 방식으로 변경시키고, [B2(제1 임계값)≤SINR<C]에 속하는 MS(3)의 다른 일부는 부스트 다운시킨다. 바람직하게는, 이 부스트 다운에 의해 송신 방식이 변경되지 않을 정도로 부스트 다운시킨다.

물론, 1개의 MS(3)의 부스트 업(L>0)에 대해, 1개의 MS(3)의 부스트 다운(-L)을 대응시켜도 되지만, 1개의 MS(3)의 부스트 업(L)에 대해, 복수(M : M은 2 이상의 자연수)의 MS(3)의 부스트 다운(Ni : i=1∼M)을 대응시켜, L≤ΣNi를 실현할 수도 있다.

여기서, 도 5를 이용하여, 부스트 없음 DL맵 생성부(23), 부스트 다운 DL맵 생성부(24) 및 부스트 업 DL맵 생성부(25)에서의 맵 정보(DL맵 정보) 생성 동작에 대해서 설명한다. 도 5는 무선 프레임의 버스트 할당을 설명하는 도면이다.

이 도 5에 도시한 바와 같이, 무선 통신 시스템(1)에 이용하는 무선 프레임을 OFDMA 방식에 준거한 무선 프레임으로 한 경우, 그 무선 프레임에는, 헤더 영역과, DL 서브 프레임(DL 신호 영역)과, UL 서브 프레임(UL 신호 영역)이 시간 다중되고, 헤더 영역에는, 프리앰블 신호나 FCH, DL/UL맵이 맵핑되고, DL 서브 프레임에는, 시간축(심볼 시간) 방향과 주파수축(서브 채널 주파수) 방향의 2차원 영역에서, UL/DL맵, 1 이상의 DL 버스트가 다중되고, UL 서브 프레임에는, 1 이상의 UL 버스트가 다중된다.

그리고, 우선, 부스트 없음 DL맵 생성부(23)는, 부스트 없음 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(1)(B≤SINR<B1)에 속하는 MS(3) 앞으로의 DL 버스트 #1∼#4가, 도 5에 도시한 바와 같이, 각각 시간축(심볼) 방향의 슬롯보다도 주파수축(서브 채널) 방향의 슬롯이 많은 세로로 긴 버스트로서 시간축 방향으로 겹쳐 쌓이도록 맵핑(시간 다중)하는 버스트 할당 정보를, 부스트 없음 DL맵 정보로서 생성한다.

바람직하게는, 주파수 방향으로 데이터를 순서대로 배치해 가서, 주파수 방향으로 데이터를 실을 수 없게 되면, 다음의 시간에서, 마찬가지로 주파수 방향으로 데이터를 순서대로 배치한다.

다음으로, 부스트 다운 DL맵 생성부(24)는, 부스트 다운 대상의 MS(3)로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(2)(B1≤SINR<B2)에 속하는 MS(3) 앞으로의 DL 버스트 #5∼#10이, 도 4에 도시한 바와 같이, 남은 DL 신호 영역(빈 영역)에서, 각각 주파수축 방향의 슬롯보다도 시간축 방향의 슬롯이 많은 가로로 긴 버스트로서 주파수축 방향으로 겹쳐 쌓이도록 맵핑(주파수 다중)하는 버스트 할당 정보를 부스트 다운 DL맵 정보로서 생성한다.

바람직하게는, 시간 방향으로 데이터를 순서대로 배치해 가서, 소정 시간 폭의 배치가 완료된 경우에, 다음의 주파수에 대해서, 마찬가지로 시간 방향으로 데이터를 순서대로 배치한다.

그 때, 부스트 다운 DL맵 생성부(24)는, 부스트 다운 대상의 DL 버스트 #5∼#10에 대해서, 선택되는 변조 방식, 부호화율이 변화하지 않는 범위에서 송신 전력을 부스트 다운할 수 있는지의 여부를 판정하면서, DL맵 정보에 포함시키는 송신 전력 정보의 부스트 다운을 행한다.

다음으로, 부스트 업 DL맵 생성부(25)는, 부스트 업 대상의 MS(3)로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(3)(B2≤SINR<C)에 속하는 MS(3) 앞으로의 DL 버스트 #11∼#16이, 도 4에 도시한 바와 같이, 남은 DL 신호 영역(빈 영역)에서, 각각 가로로 긴 버스트로서 주파수축 방향으로 겹쳐 쌓이도록 맵핑(주파수 다중)하는 버스트 할당 정보를 부스트 업 DL맵 정보로서 생성한다.

바람직하게는, 시간 방향으로 데이터순에 배치해 가서, 소정 시간 폭의 배치가 완료된 경우에, 다음의 주파수에 대해서, 마찬가지로 시간 방향으로 데이터를 순서대로 배치한다.

그 때, 부스트 업 DL맵 생성부(25)는, 이미 설명한 바와 같이, 잉여 전력 계산부(26)에 의해 계산된 잉여 전력에 기초하여, 부스트 업 대상의 DL 버스트 #11∼#16에 대해서, 보다 효율(스루풋)이 높은 변조 방식, 부호화율이 선택 가능하게 될 때까지 해당 송신 전력을 부스트 업할 수 있는지의 여부를 판정하면서, 모든 시간(심볼)에서의 송신 전력이 소정의 상한값을 초과하지 않는 범위에서 DL맵 정보에 포함시키는 송신 전력 정보를 부스트 업한다.

이와 같이, 각 맵 생성부(23∼25)는, 임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 MS(3) 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 MS(3) 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하기 위한 맵을 생성하는 기능과, 임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하는 기능과, 복수의 상기 제2 MS(3)에 대한 상기 증가 제어에 의한 송신 전력의 증가량의 합을, 복수의 상기 제1 MS(3)에 대한 상기 감소 제어에 의한 송신 전력의 감소량의 합 이하로 제어하는 기능을 구비한다.

이상과 같이 하여, 부스트 업 및 부스트 다운 대상(요컨대, 송신 전력 제어 대상)의 MS(3) 앞으로의 DL 버스트 #5∼#10, #11∼#16을 가로로 긴 버스트로 하여 주파수축 방향으로 다중함으로써, 동일 시간(심볼)에서의 송신 전력의 상한값을 초과하지 않는 범위에서의 송신 전력 제어가 용이하게 된다. 바꿔 말하면, 본 예의 BS(2)는, 부스트 업 및 부스트 다운 대상의 MS(3)에 대해, 동일 시간(심볼)에서의 DL 버스트의 송신 전력의 배분을, 부스트 업 대상의 MS(3)의 쪽이 높아지도록 제어하고 있다고 할 수 있다.

또한, 영역(3)의 버스트 #11에 대해서 부스트 업하는 경우, 버스트 #12, 버스트 #13에 대해서 부스트 다운함으로써, 송신 전력을 억제할 수도 있다. 이 경우, 영역(2)도 영역(1)과 마찬가지의 배치 방법으로 하여도 된다.

즉, 임의의 버스트에 대해서 부스트 업하는 경우, 그 버스트와 시간적으로 일부 또는 전부가 중복되는 버스트에 대해서 부스트 다운하면, 그 중복되는 시간대에서의 송신 전력을 억제할 수 있다. 예를 들면 도 5에서, 버스트 #12를 부스트 업하는 경우, 그 버스트 #12와 시간적으로 일부 또는 전부가 중복되는 버스트는 버스트 #7, #13을 제외한 각 버스트이므로, 이들 중 어느 하나의 버스트를 부스트 다운 대상으로 할 수 있다.

바꿔 말하면, 본 예의 BS(2)는, SINR(수신 품질 정보)이 소정의 범위 내(예를 들면, B≤SINR<C)에 들어가는 복수의 MS(3) 중, 적어도 제1 MS(3)에 대해서는 송신 전력을 증대시켜 상기 소정의 범위를 초과하는 수신 품질로 되도록 하여, 제1 송신 방식(예를 들면, 64QAM(2/3))에 의해 데이터의 송신을 행하고, 상기 복수의 MS(3) 중, 적어도 제2 MS(3)에 대해서는 송신 전력을 감소시켜 상기 소정의 범위의 수신 품질로 되도록 하여, 상기 제1 송신 방식보다 저속의 제2 송신 방식(예를 들면, 16QAM(3/4))에 의해 데이터의 송신을 행하는 송신부(6, 11, 12, 13)를 구비하고, 도 5에 도시한 무선 프레임에서, 상기 제1 송신 방식(64QAM(2/3))에 의한 송신 기간(심볼 시간)과, 상기 제2 송신 방식(예를 들면, 16QAM(3/4))에 의한 송신 기간(심볼 시간)이 적어도 중복되는 시간대를 설정하고 있다고 할 수 있다.

따라서, 적어도 상기 중복되는 시간대에 관하여 송신 전력이 이미 설명한 바와 같이 증가, 감소됨으로써 송신 전력의 배분 제어가 유연하게 또한 용이하게 가능해져, 송신 전력을 억제하면서, SINR이 상기 소정의 범위 내를 초과하는 MS(3)를 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 무선 통신 시스템(1)의 전송 효율(스루풋)을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 도 6을 이용하여 전술한 BS(2)의 동작에 대해서 설명한다. 도 6은 BS(2)의 동작의 일례를 설명하는 플로우차트이다.

이 도 6에 도시한 바와 같이, 우선, BS측 수신 처리부(9)가, MS(3)로부터 안테나(8) 및 듀플렉서(7)를 통하여 수신한 신호로부터 수신 품질 정보를 얻고(스텝 S1 참조), 그 정보를 DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)에 통지한다.

DL/UL 변조 방식 부호화율 제어부(11)는, BS측 수신 처리부(9)로부터의 MS(3)로부터 수신한 수신 품질 정보 및 BS(2)의 수신 품질 정보에 기초하여, DL 및 UL 데이터(버스트)의 변조 방식 및 부호화율을 제어(선택)한다(스텝 S2 참조).

다음으로, DL/UL맵 생성부(12)(커넥션 상세 분류부(21), 수신 품질 예측부(22))가, 각 MS(3)에 관하여 소정량의 부스트 업 혹은 부스트 다운을 실시한 경우에, 각 MS(3)로부터 보고되는 SINR이 어떻게 변화할지를 예측하고(스텝 S3 및 S4 참조), 그 예측 결과에 기초하여, 각 MS(3)와의 커넥션에 대해서, 부스트 업 대상의 MS(3), 부스트 다운 대상의 MS(3) 및 이들 이외의 MS(3)(즉 부스트 없음 대상의 MS(3))로 분류한다(스텝 S5∼S7 참조).

여기서, DL/UL맵 생성부(12)는, 모든 커넥션에 대해서 상기 분류를 실시하였는지의 여부를 판정(확인)하고(스텝 S8 참조), 아직 분류되지 않은 커넥션이 있는 경우(스텝 S8의 "아니오" 루트 참조), 상기 스텝 S2∼S7까지의 처리를 다시 행하는 한편, 모든 커넥션에 대해서 분류가 종료되었다고 판정한 경우(스텝 S8의 "예" 루트 참조), 부스트 없음 DL맵 생성부(23)가, 부스트 없음 대상 커넥션이라고 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(1)(B≤SINR<B1)에 속하는 MS(3)에 대한 DL맵 정보를 생성하고, 부스트 다운 DL맵 생성부(24)가, 부스트 다운 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(2) (B1≤SINR<B2)에 속하는 MS(3)(제1 무선 단말기)에 대한 DL맵 정보를 생성한다(스텝 S9 참조). 여기서의 DL맵 정보에는, CID, DL 버스트 위치, 상기 스텝 2에서 선택된 변조 방식, 부호화율, 부스트 다운 후의 송신 전력 등의 정보가 포함되고, 그 정보에 기초하여 BS측 송신 처리부(6)에서 그 DL 버스트의 부스트 다운(송신 전력 감소) 제어가 실시된다.

그리고, 잉여 전력 계산부(26)가, 부스트 없음 DL맵 생성부(23) 및 부스트 다운 DL맵 생성부(24)에서 생성된 각 DL맵 정보에 기초하여 무선 프레임에서의 주파수축 방향의 잉여 전력을 계산하고(스텝 S10 참조), 부스트 업 DL맵 생성부(25)가, 부스트 업 대상으로 결정된 MS(3), 요컨대 상기 영역(3)(B2≤SINR<C)에 속하는 MS(3)(제2 무선 단말기)에 대한 DL맵 정보를 생성한다(스텝 S11 참조). 여기서의 DL맵 정보에도, CID, DL 버스트 위치, 상기 스텝 2에서 선택된 변조 방식, 부호화율, 부스트 업 후의 송신 전력 등의 정보가 포함되고, 그 정보에 기초하여 BS측 송신 처리부(6)에서 그 DL 버스트의 부스트 업(송신 전력 증가) 제어가 실시된다.

여기서, 부스트 업 DL맵 생성부(25)는, 상기 부스트 업 대상으로 결정된 MS(3)에 대한 DL맵 정보를 생성할 때, 잉여 전력 계산부(26)에서의 잉여 전력 계산 결과에 기초하여, 무선 프레임에서의 주파수축 방향의 잉여 전력에 빔(여유)이 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S12 참조), 아직 잉여 전력이 있다고 판정한 경우(스텝 S12의 "예" 루트 참조), 다시 스텝 S11에서, 부스트 업 대상의 DL맵 정보를 생성하는 한편, 잉여 전력이 없다고 판정한 경우(스텝 S12의 "아니오" 루트 참조), BS측 PDU 생성부(5)가 PDU를 생성한다(스텝 S13 참조).

다음으로, BS측 송신 처리부(6)가, 부스트 다운 대상의 MS(3)(제1 무선 단말기) 앞으로의 DL 데이터와, 부스트 업 대상의 MS(3)(제2 무선 단말기) 앞으로의 DL 데이터와, 이들 이외의 DL 데이터를, 전술한 바와 같이, 무선 프레임의 DL 버스트에 각각 맵핑하고, 소정의 무선 송신 처리(변조, 부호화 등)를 실시하여, MS(3) 앞으로 송신한다(스텝 S14 참조).

그리고, BS(2)는, 상기 송신 전력 제어 후에 MS(3)로부터 보고되는 수신 품질 정보에 따라서, AMC 제어를 실시한다(스텝 S1 및 S2 참조).

이상과 같이, 도 6에 도시한 처리 수순에 의해, BS(2)는, 대규모의 장치 변경을 행하지 않고, 보다 양호한 송신 방식에 의해 MS(3)와의 통신을 실현할 수 있고, 그 결과, 무선 통신 시스템(1)의 전송 효율(스루풋)을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, BS(2)는, 임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하므로, BS(2) 내의 장치 구성을 대폭 변경하지 않고 상기 효과를 얻을 수 있어, 코스트의 삭감을 도모하는 것이 가능하게 된다.

[B] 기타

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변형하여 실시할 수 있다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 도 3에도 도시한 바와 같이, 변조 방식 16QAM, 부호화율 3/4의 영역(B≤SINR<C)에 속하는 MS(3)에 대해서, 송신 전력 제어를 행하였지만, 물론 다른 영역(예를 들면, A≤SINR<B, B≤SINR<C)에 속하는 MS(3)에 대해서도 마찬가지의 송신 전력 제어를 행하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 수신 품질 예측부(22)가, 각 MS(3)에 관하여 소정량의 부스트 업 혹은 부스트 다운을 실시한 경우에, 각 MS(3)로부터 보고되는 SINR이 어떻게 변화하는지를 예측하고, 이 예측 결과에 기초하여, 각 MS(3)는, 도 3 중 어느 영역에 속하는지가 분류되지만, 보다 간단한 분류 방법을 채용할 수도 있다. 예를 들면, 도 3 중의 B로부터 C의 범위의 영역을 3등분하고, 각 MS(3)로부터 보고되는 SINR이 어느 영역에 속하는지에 따라서 상기 분류를 행할 수 있다. 이와 같이 하면, 수신 품질 예측부(22)에서의 예측 처리를 생략할 수 있으므로, BS(2)에서의 처리를 간편화하여 동작을 고속화하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, BS(2)가 부스트 업 대상의 MS(3) 앞으로의 DL 버스트의 송신 전력을 우선적으로 부스트 업한 후에, MS(3)로부터 보고된 SINR에 의해, 보다 효율이 양호한 송신 방식을 선택하고 있지만, 예를 들면, BS(2)가 부스트 업 혹은 부스트 다운한 후에, MS(3)로부터의 SINR 보고를 대기하지 않고, MS(3)의 송신 방식을 선택하여도 된다. 예를 들면, BS(2)가 부스트 업 대상의 MS(3)에 대해서, 자발적으로 MS(3)의 송신 방식을 보다 효율이 양호한 송신 방식으로 하면, 보다 신속하게 MS(3)의 송신 방식을 선택(변경)할 수 있으므로, 무선 통신 시스템(1) 전체의 스루풋을 효율적으로 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은, 전술한 바와 같은 WiMAX 시스템에 한정되지 않고 적용할 수 있다. 예를 들면, BS(2)가 MS(3)의 송신 전력을 제어하고, 그 MS(3)의 송신 방식을 선택하여 송신을 행하는 통신 시스템에 적용할 수 있다.

<산업상의 이용 가능성>

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템 전체의 전송 효율(스루풋)을 향상시킬 수 있으므로, 무선 통신 기술 분야, 예를 들면, AMC 기능을 구비하는 이동 무선 통신 기술 분야에 매우 유용하다고 생각된다.

Claims

무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보에 따라서, 상기 무선 단말기에 대해 전송 효율이 상이한 복수의 송신 방식 중 어느 하나를 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법으로서,
상기 무선 기지국은,
복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하고,
선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 상기 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 기지국은,
상기 송신 방식이 변하지 않는 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 제1 임계값보다도 작은 제2 임계값과 상기 제1 임계값 사이의 신호 품질 정보에 대응하는 상기 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 감소 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 무선 기지국은,
임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 무선 단말기 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 무선 단말기 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 무선 기지국은,
임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 기지국은,
복수의 상기 제2 무선 단말기에 대한 상기 증가 제어에 의한 송신 전력의 증가량의 합을, 복수의 상기 제1 무선 단말기에 대한 상기 감소 제어에 의한 송신 전력의 감소량의 합 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 품질 정보는, 상기 무선 단말기에서 측정되어 통지되는 수신 신호 품질 정보인 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 품질 정보는, 상기 무선 단말기로부터의 수신 신호에 기초하여 측정한 수신 신호 품질 정보인 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보에 따라서, 상기 무선 단말기에 대해 전송 효율이 상이한 복수의 송신 방식 중 어느 하나를 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국으로서,
복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하는 신호 품질 정보 취득 수단과,
선택하는 송신 방식이 변하지 않는 범위에 속하는 상기 신호 품질 정보에 대응하는 복수의 무선 단말기 중, 상기 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 범위의 상한보다도 작은 제1 임계값 미만의 신호 품질 정보에 대응하는 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 송신 방식이 변하지 않는 범위에서 감소 제어하고, 상기 제1 임계값 이상의 신호 품질 정보에 대응하는 제2 무선 단말기의 송신 전력을 보다 전송 효율이 양호한 송신 방식이 선택되도록 증가 제어하는 제어 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
제8항에 있어서,
상기 제어 수단은,
상기 송신 방식이 변하지 않는 범위의 하한을 초과하고, 또한, 상기 제1 임계값보다도 작은 제2 임계값과 상기 제1 임계값 사이의 신호 품질 정보에 대응하는 상기 제1 무선 단말기의 송신 전력을 상기 감소 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
제9항에 있어서,
상기 제어 수단은,
임의의 심볼 시간에서의 상기 제1 무선 단말기 앞으로의 송신 신호와 상기 제2 무선 단말기 앞으로의 송신 신호를 주파수 다중하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제어 수단은,
임의의 심볼 시간에서의 주파수축 방향의 송신 전력의 합이, 허용되는 송신 전력을 초과하지 않는 범위에서, 상기 증가 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 수단은,
복수의 상기 제2 무선 단말기에 대한 상기 증가 제어에 의한 송신 전력의 증가량의 합을, 복수의 상기 제1 무선 단말기에 대한 상기 감소 제어에 의한 송신 전력의 감소량의 합 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보가 양호한 품질을 나타낼수록 양호한 송신 방식을 선택하여 상기 무선 단말기에의 송신을 행하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법으로서,
상기 무선 기지국은,
복수의 무선 단말기와의 사이의 신호 품질 정보를 취득하고,
선택되는 송신 방식이 변화하지 않는 범위의 신호 품질 정보에 대응하는 무선 단말기 중, 그 신호 품질 정보의 상기 범위에서의 위치에 따라서, 적어도 어느 하나의 무선 단말기에의 송신 방식이 상기 신호 품질 정보에 의해 선택되는 송신 방식보다도 양호한 송신 방식으로 되도록, 상기 각 무선 단말기에의 송신 전력의 배분을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국의 송신 전력 제어 방법.
수신 품질 정보가 소정의 범위 내에 들어가는 복수의 무선 단말기 중, 적어도 제1 무선 단말기에 대해서는 송신 전력을 증대시켜 상기 소정의 범위를 초과하는 수신 품질로 되도록 하여, 제1 송신 방식에 의해 데이터의 송신을 행하고, 그 복수의 무선 단말기 중, 적어도 제2 무선 단말기에 대해서는 송신 전력을 감소시켜 상기 소정의 범위의 수신 품질로 되도록 하여, 상기 제1 송신 방식보다 저속의 제2 송신 방식에 의해 데이터의 송신을 행하는 송신부를 구비하고,
상기 제1 송신 방식에 의한 송신 기간과, 상기 제2 송신 방식에 의한 송신 기간이 적어도 중복되는 시간대를 설정한 것을 특징으로 하는 무선 기지국.