KR20100037883A - 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위에 관한 것으로, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와, 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 산출기와, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 최종 우선순위 결정기를 포함하여, 간섭의 영향을 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정함으로써, 다른 셀로의 간섭량이 감소하며, 이에 따라, 시스템 커버리지(coverage)가 확장됨과 동시에 평균 데이터 전송률이 증가한다.
상향링크 스케줄링 우선순위(uplink scheduling priority), 헤드룸(headroom), PF(Propotional Fair), 간섭(interference), RoT(Rise over Thermal)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING UPLINK SCHDULING PRIORITY IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
셀룰러(cellular) 방식의 무선통신 시스템에서, 지리적으로 고정된 위치에 배치된 다수의 기지국들 각각은 담당하는 셀(cell)을 가지며, 각 단말들은 자신이 속한 셀을 담당하는 기지국과 무선 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국으로부터 상기 단말로의 무선 링크를 하향링크, 상기 단말로부터 상기 기지국으로의 무선 링크를 상향링크라 한다.
코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭함) 기반의 무선통신 시스템의 경우, 상향링크 통신은 서킷 전송 방식으로 수행된다. 이에 따라, 단말은 항상 일정한 데이터를 전송하며, 기지국은 각 단말의 데이터 전 송률만을 제어한다. 상기 각 단말의 데이터 전송률을 결정하는데 있어서, 상기 기지국은 자기 셀 간섭, 타 셀 간섭, 열 잡음의 합 대비 열잡음 비(Rise over Thermal, 이하 'RoT'라 칭함) 크기에 따라서 셀 내 단말들의 데이터 전송률을 일괄적으로 상향 또는 하향 조절한다. 이로써, 각 셀의 RoT 값이 일정 수준을 유지되기 때문에, 각 셀의 커버리지가 일정하게 유지되고, 각 단말이 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 가질 수 있다.
이에 반해, 차세대 이동통신 시스템으로 주목되는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 기반의 무선통신 시스템의 경우, 상향링크 통신은 패킷 전송 방식으로 수행된다. 따라서, 각 단말은 일시적으로 데이터를 전송하며, 기지국은 스케줄링을 통해서 어느 단말이 언제 어떤 크기의 데이터를 전송해야 하는지 결정한다. 이를 위해, 상기 기지국은 각 단말로부터 보고되는 정보를 이용해서 각 단말이 상향링크로 전송할 수 있는 데이터 전송률을 계산한 후, 단말들 간 우선순위를 결정한다. 예를 들면, 상기 기지국은 단말의 송신 패킷에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 및 패킷 전송에 사용한 전력 값을 이용하여 특정 MCS를 기준으로 하는 단말의 헤드룸(headroom)을 계산하고, 상기 헤드룸을 이용하여 특정 MCS 레벨을 사용하였을 때의 데이터 전송률에 비례하도록 스케줄링 우선순위를 결정한다.
OFDM/OFDMA 기반의 무선통신 시스템의 경우, 동일 셀에 속한 단말들은 서로 다른 무선 자원을 사용하기 때문에, CDMA 기반의 무선통신 시스템에서 발생하는 자기 셀 간섭이 발생하지 않으며, 타 셀 간섭만이 발생한다. 상기 자기 셀 간섭이 발생하기 않으므로, CDMA 기반의 무선통신 시스템에서와 같이 단말의 데이터 전송률 조절을 통해 자기 셀 간섭을 제어함으로써 각 셀의 RoT를 일정하게 유지하는 방식이 적용될 수 없다. 따라서, OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선통신 시스템에서 각 셀의 RoT를 일정 수준 이하로 유지시키기 위한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 각 셀의 RoT(Rise over Thermal)를 기준치 이하로 유지시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 통신으로 인한 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다른 셀로의 간섭 발생 정도를 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 하향링크 채널품질을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 열악한 하향링크 채널품질을 갖는 단말의 우선순위가 낮아지도록 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와, 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치 를 산출하는 산출기와, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 최종 우선순위 결정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 과정과, 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 과정과, 상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 간섭의 영향을 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정함으로써, 다른 셀로의 간섭량이 감소하며, 이에 따라, 시스템 커버리지(coverage)가 확장됨과 동시에 평균 데이터 전송률이 증가한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 통신으로 인한 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
먼저 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 본 발명의 기술적 근거에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위하여, 기지국은 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말에 대해 낮은 순위의 상향링크 스케줄링 우선순위를 부여한다. 이에 따라, 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말의 데이터 전송 기회가 상대적으로 적어짐으로써, 다른 셀로의 간섭이 감소 된다.
상기 다른 셀로 큰 간섭을 주는 단말이 낮은 순위의 상향링크 스케줄링 우선순위를 부여받도록 하기 위한 우선순위 결정 방식을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기지국은 간섭 여부를 반영하지 않은 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 예를 들어, 상기 기초 우선순위 지표는 헤드룸(headroom)을 이용하는 PF (Propotional Pair) 기법에 따라 산출될 수 있다. 여기서, 상기 헤드룸은 단말의 최대 송신 전력 대비 현재 사용하는 송신 전력의 비율을 나타내는 파라미터로서, 일반적으로 특정 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨에 대해 평준화 된(normalized) 값으로 사용된다. 예를 들어, 상기 PF 기법에 따른 기초 우선순위 지표는 하기 <수학식 1>과 같이 산출된다.
Figure 112008069392179-PAT00001
상기 <수학식 1>에서, 상기
Figure 112008069392179-PAT00002
는 기초 우선순위 지표, 상기
Figure 112008069392179-PAT00003
는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
Figure 112008069392179-PAT00004
는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기
Figure 112008069392179-PAT00005
는 단말의 평균 데이터 전송률, 상기
Figure 112008069392179-PAT00006
는 평균 데이터 전송률의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기
Figure 112008069392179-PAT00007
는 해당 MCS 레벨의 최소 요구 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), 상기
Figure 112008069392179-PAT00008
는 해당 MCS 레벨의 심벌당 정보 비트 수를 의미한다.
상기 헤드룸은 단말 및 기지국 간 채널 품질에 의존되는 값으로서, 채널 품질이 열악할수록 헤드룸의 크기는 작아진다. 예를 들어, 단말과 기지국 간 거리가 멀면, 신호의 손실이 크고, 기준 MCS 레벨을 사용한 신호를 전송하기 위해 필요한 전력이 증가하며, 그 결과 헤드룸이 작아지므로 기초 우선순위가 낮아진다. 반대 로, 단말과 기지국 간 거리가 가까우면, 신호의 손실이 작고, 기준 MCS 레벨을 사용한 신호를 전송하기 위해 필요한 전력이 감소하며, 그 결과 헤드룸이 커지므로 기초 우선순위가 높아진다.
만일, 상기 기초 우선순위 지표만을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 2>와 같은 특성을 가진다.
Figure 112008069392179-PAT00009
상기 <수학식 2>에서, 상기
Figure 112008069392179-PAT00010
는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
Figure 112008069392179-PAT00011
는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기
Figure 112008069392179-PAT00012
는 단말의 평균 데이터 전송률의
Figure 112008069392179-PAT00013
제곱을 의미한다.
상기 <수학식 2>에 나타난 바와 같이, 상기 기초 우선순위 지표만을 이용하는 경우, 평균 데이터 전송률은 헤드룸 및 MCS 레벨에 의해 변화하며, 간섭 발생 정도와 무관하게 변화한다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국은 각 단말의 간섭 발생 정도에 따라 상기 기초 우선순위 지표를 보정함으로써, 간섭 여부를 반영한 최종 우선순위 지표를 산출한다.
상기 간섭 발생 정도는 헤드룸(headroom) 및 하향링크 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 이용하여 추정된다. 상기 CINR은 채널의 품질을 나타내는 파라미터로서, 상기 CINR이 높을수록 채널 품질이 우수함을 의미한다. 일 반적으로, 단말의 위치가 셀의 경계 영역에 근접할수록, 상기 단말의 하향링크 CINR은 낮아진다. 따라서, 낮은 하향링크 CINR을 갖는 단말은 셀의 경계 영역, 즉, 다른 셀에 근접한 영역에 위치하는 것으로 볼 수 있으며, 상기 단말의 상향링크 송신 신호는 상기 다른 셀에 큰 간섭을 주게 된다. 정리하면, 단말의 하향링크 CINR이 낮을수록, 상기 단말의 상향링크 신호는 다른 셀로 큰 간섭을 준다. 따라서, 상술한 하향링크 CINR 및 간섭 발생량의 관계에 따라, 기지국은 낮은 하향링크 CINR을 갖는 단말은 낮은 우선순위를 가지도록 최종 우선순위 지표를 산출한다. 이를 위해, 상기 기초 우선순위 지표를 상기 최종 우선순위 지표로 변환하기 위한 보정치가 상기 CINR 및 상기 헤드룸을 이용하여 산출된다. 예를 들어, 상기 보정치는 하기 <수학식 3>과 같이 산출된다.
Figure 112008069392179-PAT00014
상기 <수학식 3>에서, 상기
Figure 112008069392179-PAT00015
는 간섭 정도를 반영하기 위한 보정치, 상기
Figure 112008069392179-PAT00016
는 헤드룸 및 하향링크 CINR의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기
Figure 112008069392179-PAT00017
는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
Figure 112008069392179-PAT00018
은 단말의 하향링크 CINR, 상기
Figure 112008069392179-PAT00019
는 플로어 함수(floor function)을 의미한다.
상기 <수학식 3>와 같이, 상기 보정치는 상기 헤드룸 및 상기 하향링크 CINR 간 차이 값보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 통해 산출된다. 따라서, 헤드룸 및 하향링크 CINR 간 차이가 클수록 보정치가 낮아진다. 상기 보정치는 헤드룸과 하향링크 CINR 간 차이를 나타내는 것으로서, 상향링크 채널 및 하향링크 채널 간 특성의 차이를 나타내기도 한다. 예를 들어, 다른 셀에 가까이 위치한 단말의 하향링크 CINR은 낮고, 이에 따라, 상기 단말의 보정치는 작아진다. 반면, 다른 셀에서 멀리 위치한 단말의 하향링크 CINR은 높고, 이에 따라, 상기 단말의 보정치는 커진다. 이때, 상기 가중치
Figure 112008069392179-PAT00020
가 클수록 헤드룸보다 낮은 하향링크 CINR을 갖는 단말의 보정치는 작아진다.
상기 최종 우선순위 지표를 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 4>와 같은 특성을 가진다.
Figure 112008069392179-PAT00021
상기 <수학식 4>에서, 상기
Figure 112008069392179-PAT00022
는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
Figure 112008069392179-PAT00023
는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기
Figure 112008069392179-PAT00024
는 단말의 평균 데이터 전송률의
Figure 112008069392179-PAT00025
지수 곱, 상기
Figure 112008069392179-PAT00026
는 헤드룸 및 하향링크 CINR의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기
Figure 112008069392179-PAT00027
은 단말의 하향링크 CINR을 의미한다.
상술한 바와 같은 상향링크 스케줄링 우선순위 결정을 통해, 다른 셀에 인접한 단말은 낮은 스케줄링 우선순위를 할당받게 되고, 이로 인해 상기 단말의 데이 터 전송률은 낮아지며, 그 결과 다른 셀로의 간섭이 감소 된다. 예를 들어, 동일한 기초 우선순위 지표를 갖는 2개의 단말들이 존재하는 경우, 다른 셀에 가까이 위치한 단말은 잠재적으로 상기 다른 셀에 큰 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 낮춤으로써 평균 데이터 전송률을 떨어뜨린다. 그리고, 다른 셀에서 멀리 위치한 단말은 잠재적으로 상기 다른 셀에 작은 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 높임으로써 평균 데이터 전송률을 높인다. 이로 인해, 다른 셀로의 간섭이 감소한다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 기지국의 구성 및 동작 절차를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)수신기(102), OFDM복조기(104), 부반송파디매핑기(106), 심벌복조기(108), 복호화기(110), 데이터버퍼(112), , 맵생성기(114), 부호화기(116), 심벌변조기(118), 부반송파매핑기(120), OFDM변조기(122), RF송신기(124), 피드백정보해석기(126), 헤드룸산출기(128), 평균전송률산출기(130), 상향링크스케줄러(132)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(102)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신 호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(104)는 상기 RF수신기(102)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP(Cyclic Prefix)를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(106)는 주파수 영역의 신호들을 처리 단위에 따라 구분한다. 예를 들어, 상기 부반송파디매핑기(106)는 피드백 채널을 통해 수신된 신호를 상기 피드백정보해석기(126)로 제공하고, 데이터 신호들을 상기 심벌복조기(108)로 제공한다. 상기 심벌복조기(108)는 상기 데이터 신호들을 복조함으로써 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(110)는 상기 비트열을 채널 복호화(channel decoding)함으로써 정보 비트열을 복원한다.
상기 데이터버퍼(112)는 단말들과 송수신되는 데이터를 임시 저장한다. 상기 맵생성기(114)는 상기 상향링크스케줄러(132)에 의한 상향링크 자원 할당 결과를 알리기 위한 상향링크 맵 메시지를 생성한다. 상기 부호화기(116)는 상기 맵생성기(132) 및 상기 데이터버퍼(112)로부터 제공되는 정보 비트열을 채널 부호화(channel coding)한다. 상기 심벌변조기(118)는 채널 부호화된 비트열을 복조하여 복소 심벌(complex symbol)들로 변환한다. 상기 부반송파매핑기(120)는 상기 복소 심벌들을 주파수 영역에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(122)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 시간영역 신호로 변환하고, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF송신기(124)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환하고, 안테나를 통해 송신한다.
상기 피드백정보해석기(126)는 피드백 채널을 통해 수신되는 신호를 해석함 으로써, 단말들로부터 피드백되는 정보를 확인한다. 특히, 상기 피드백정보해석기(126)는 단말의 하향링크 CINR 정보 및 단말의 상향링크 송신 전력 정보를 확인한 후, 상기 하향링크 CINR 정보를 상기 상향링크 스케줄러(132)로 제공하고, 상기 상향링크 송신 전력 정보를 상기 헤드룸산출기(128)로 제공한다.
상기 헤드룸산출기(128)는 각 단말의 헤드룸을 산출한다. 다시 말해, 상기 헤드룸산출기(128)는 각 단말의 최대 송신 전력 및 사용 송신 전력 간 차이 값을 산출한 후, 상기 차이 값을 기준 MCS 레벨에 대해 평준화한다. 여기서, 상기 각 단말의 최대 송신 전력은 상기 기지국에 의해 제어되는 파라미터이며, 상기 사용 송신 전력은 상기 피드백정보해석기(126)에 의해 확인된다.
상기 평균전송률산출기(130)는 각 단말의 상향링크 평균 전송률을 산출한다. 여기서, 상기 상향링크 평균 전송률은 수신 성공된 데이터만을 대상으로 산출되거나, 또는, 송신된 데이터들을 대상으로 산출된다. 수신 성공된 데이터만을 대상으로 하는 경우, 상기 평균전송률산출기(130)는 상기 복호화기(110)에 의해 성공적으로 복호된 수신 데이터들에 대한 평균 전송률을 산출한다. 반면, 송신된 데이터들을 대상으로 하는 경우, 상기 평균전송률산출기(130)는 상기 상향링크스케줄러(132)에 의해 각 단말에게 할당된 자원 및 MCS 레벨을 이용하여 평균 전송률을 산출한다. 그리고, 상기 평균전송률산출기(130)는 각 단말의 상향링크 평균 전송률을 상기 상향링크스케줄러(132)로 제공한다.
상기 상향링크스케줄러(132)는 각 단말에게 상향링크 자원을 할당한다. 이를 위해, 상기 상향링크스케줄러(132)는 단말들 간 상향링크 스케줄링 우선순위를 결 정한 후, 우선순위에 따라 상향링크 자원을 할당한다. 특히, 상기 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 시, 상기 상향링크스케줄러(132)는 다른 셀로의 간접 정도를 반영하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한다. 다시 말해, 상기 상향링크스케줄러(132)는 낮은 하향링크 CINR을 갖는 단말은 낮은 우선순위를 가지도록 각 단말의 우선순위 지표를 산출한다.
상세히 설명하면, 상기 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 상향링크스케줄러(132)는 MCS결정기(150), 기초우선순위결정기(152), 보정치산출기(154), 최종우선순위결정기(156), 자원할당기(158)를 포함하여 구성된다.
상기 MCS결정기(150)는 상기 평균전송률산출기(130)에 의해 산출된 평균 전송률, 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸 및 상기 피드백정보확인기(126)에 의해 확인된 하향링크 CINR 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 각 단말이 상향링크 통신을 위해 사용할 MCS 레벨을 결정한다.
상기 기초우선순위결정기(152)는 상기 평균전송률산출기(130)에 의해 산출된 평균 전송률 및 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 여기서, 상기 기초 우선순위 지표는 간섭 발생 정도를 반영하지 않은 상향링크 스케줄링 우선순위 지표이다. 예를 들어, 상기 기초우선순위결정기(152)는 상기 <수학식 1>과 같이 PF 기법에 따라 기초 우선순위 지표를 산출한다. 다시 말해, 상기 <수학식 1>과 같이, 상기 기초우선순위결정기(152)는 각 단말의 헤드룸을 이용하여 할당 가능한 데이터 전송률 및 현재까지의 평균 데이터 전송률의 비율로서 기초 우선순위 지표를 산출한다.
상기 보정치산출기(154)는 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸 및 상기 피드백정보확인기(126)에 의해 확인된 하향링크 CINR을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 보정치는 각 단말의 헤드룸 및 하향링크 CINR의 차이 값을 이용하여 산출된다. 예를 들어, 상기 보정치산출기(154)는 상기 <수학식 3>와 같이 상기 보정치를 산출한다. 다시 말해, 상기 <수학식 3>와 같이, 상기 보정치산출기(154)는 상기 헤드룸 및 상기 하향링크 CINR 간 차이 값보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써, 상기 보정치를 산출한다.
상기 최종우선순위결정기(156)는 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 이용하여 각 단말의 최종 우선순위 지표, 즉, 간섭 발생 정도를 반영한 우선순위 지표를 산출한다. 즉, 상기 최종우선순위결정기(156)는 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써, 각 단말의 최종 우선순위 지표를 산출한다. 상기 자원할당기(158)는 상향링크 스케줄링 우선순위 및 각 단말의 MCS 레벨에 따라 상기 각 단말이 사용할 자원의 크기 및 위치를 결정한다. 즉, 상기 자원할당기(158)는 각 단말이 몇 개의 슬롯을 사용할지, 어느 물리적 위치의 슬롯을 사용할지 결정한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 기지국은 201단계에서 상향링크 평균 전송률 및 헤드룸을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출한다. 여기서, 상기 기초 우선순위 지표는 간섭 발생 정도를 반영하지 않은 상향링크 스케줄링 우선순위 지표이다. 즉, 상기 기지국은 각 단말의 헤드룸을 이용하여 할당 가능한 데이터 전송률 및 현재까지의 평균 데이터 전송률의 비율로서 기초 우선순위 지표를 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>과 같이 PF 기법에 따라 기초 우선순위 지표를 산출한다.
상기 기초 우선순위 지표를 산출한 후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 각 단말의 하향링크 CINR을 이용하여 간섭 발생 정보를 반영하기 위한 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 보정치는 각 단말의 헤드룸 및 하향링크 CINR의 차이 값을 이용하여 산출된다. 즉, 상기 기지국은 상기 차이 값보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써, 상기 보정치를 산출한다. 따라서, 헤드룸 및 하향링크 CINR 간 차이가 클수록 보정치가 낮아진다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>와 같이 상기 보정치를 산출한다.
상기 보정치를 산출한 후, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 보정치를 이용하여 각 단말의 최종 우선순위 지표, 즉, 간섭 발생 정도를 반영한 우선순위 지표를 산출한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써, 각 단말의 최종 우선순위 지표를 산출한다. 즉, 상기 기지국은 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한다.
상기 최종 우선순위 지표를 산출한 후, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 상기 상향링크 스케줄링 우선순위 및 각 단말의 MCS 레벨에 따라 상향링크 자원을 할당한다. 다시 말해, 상기 기지국은 각 단말의 상향링크 스케줄링 우선순위 및 MCS 레벨에 따라 상기 각 단말이 사용할 자원의 물리적 크기 및 위치를 결정한다.
상기 도 1a 내지 상기 도 2를 참고하여 설명한 기지국의 구성 및 동작 절차에 따르면, 상기 보정치 산출을 위해 하향링크 CINR이 사용된다. 하지만, 상기 CINR은 채널품질을 나타내는 하나의 형태이다. 따라서, 상기 하향링크 CINR에 대체하여, 다른 형태의 채널품질 값, 예를 들어, SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 SNR(Signal to Noise Ratio)이 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 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하는 도면.

Claims (16)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와,
    상기 각 단말의 하향링크 채널품질을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 산출기와,
    상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 최종 우선순위 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기초 우선순위 결정기는, PF(Propotional Fair) 기법에 따라 상기 기초 우선순위 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산출기는, 상기 각 단말의 헤드룸(headroom) 및 하향링크 채널품질을 이용하여 상기 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산출기는, 상기 헤드룸 및 상기 하향링크 채널품질 간 차이 값을 이용하여 상기 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산출기는, 상기 차이 값이 클수록 보정치가 낮아지도록 각 단말의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산출기는, 하기 수식과 같이 상기 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치,
    Figure 112008069392179-PAT00028
    상기
    Figure 112008069392179-PAT00029
    는 헤드룸 및 하향링크 채널품질의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00030
    는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00031
    은 단말의 하향링크 채널품질, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00032
    는 플로어 함수(floor function)을 의미함.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 최종 우선순위 결정기는, 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써, 상기 최종 우선순위 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 우선순위에 따라 상기 각 단말에게 상향링크 자원을 할당하는 할당기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 과정과,
    상기 각 단말의 하향링크 채널품질을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표에 간섭 발생 정도를 반영하기 위한 보정치를 산출하는 과정과,
    상기 보정치를 이용하여 최종 우선순위 지표를 산출함으로써, 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기초 우선순위 지표는, PF(Propotional Fair) 기법에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보정치는, 상기 각 단말의 헤드룸(headroom) 및 하향링크 채널품질을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보정치는, 상기 헤드룸 및 상기 하향링크 채널품질 간 차이 값을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보정치는, 상기 차이 값이 클수록 낮아지도록 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보정치는, 하기 수식과 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure 112008069392179-PAT00033
    상기
    Figure 112008069392179-PAT00034
    는 헤드룸 및 하향링크 채널품질의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00035
    는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00036
    은 단말의 하향링크 채널품질, 상기
    Figure 112008069392179-PAT00037
    는 플로어 함수(floor function)을 의미함.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 최종 우선순위 지표는, 상기 기초 우선순위 지표 및 상기 보정치를 곱함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 우선순위에 따라 상기 각 단말에게 상향링크 자원을 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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