KR20100037888A - Apparatus and method for determining uplink schduling priority in a broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for determining uplink scheduling priority in a broadband wireless communication system.
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.In a cellular wireless communication system, each of a plurality of base stations arranged at a geographically fixed location has a cell in charge, and each terminal performs wireless communication with a base station in charge of a cell to which it belongs. do. In this case, the radio link from the base station to the terminal is downlink, and the radio link from the terminal to the base station is uplink.
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.In a wireless communication system based on Code Division Multiple Access (hereinafter referred to as 'CDMA'), uplink communication is performed by a circuit transmission method. Accordingly, the terminal always transmits constant data, and the base station controls only the data transmission rate of each terminal. In determining the data rate of each terminal, the base station determines the data rate of the terminals in the cell according to the magnitude of the Rise over Thermal (RoT) to the sum of the self-cell interference, other cell interference, thermal noise Up or down at a time. As a result, since the RoT value of each cell is maintained at a certain level, the coverage of each cell is kept constant, and each terminal may have a data transmission rate of a predetermined level or more.
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. In contrast, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based wireless, which is considered as a next generation mobile communication system. In the case of a communication system, uplink communication is performed in a packet transmission scheme. Therefore, each terminal temporarily transmits data, and the base station determines which terminal should transmit which size and at what size through scheduling. To this end, the base station calculates a data rate that each terminal can transmit in the uplink using information reported from each terminal, and then determines the priority among the terminals. For example, the base station calculates a headroom of a terminal based on a specific MCS by using a modulation and coding scheme (MCS) level for a transmission packet of the terminal and a power value used for packet transmission, and the head Using the room, scheduling priority is determined to be proportional to the data rate when a specific MCS level is used.
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.In an OFDM / OFDMA-based wireless communication system, since terminals belonging to the same cell use different radio resources, self-cell interference occurring in a CDMA-based wireless communication system does not occur, and only other cell interference occurs. . Since the self-cell interference does not occur, a method of maintaining the RoT of each cell by controlling the self-cell interference by adjusting the data rate of the terminal as in the CDMA-based wireless communication system cannot be applied. Therefore, there is a need for an alternative for maintaining the RoT of each cell below a certain level in an OFDM / OFDMA-based broadband wireless communication system.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 각 셀의 RoT(Rise over Thermal)를 기준치 이하로 유지시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for maintaining a rise over thermal (RoT) of each cell below a reference value in a broadband wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 통신으로 인한 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing interference to other cells due to uplink communication in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다른 셀로의 간섭 발생 정도를 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority in consideration of the degree of interference to another cell in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 송신 전력을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining uplink scheduling priority using uplink transmission power in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 큰 상향링크 송신 전력을 갖는 단말의 우선순위가 낮아지도록 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining an uplink scheduling priority such that a priority of a terminal having a large uplink transmission power is lowered in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 기초 우선순위 결정기와, 상기 각 단말의 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 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 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a broadband wireless communication system, a base station apparatus, a basic priority determiner for calculating the basic priority indicator of each terminal, and calculates the transmission power per tone of each terminal and A calculator for calculating a correction value for reflecting the degree of interference in the basic priority indicator using the transmission power per tone, and a final priority indicator for calculating an uplink scheduling priority by calculating a final priority indicator using the correction value. And a priority determiner.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 각 단말의 기초 우선순위 지표를 산출하는 과정과, 상기 각 단말의 톤당 송신 전력을 산출하는 과정과, 상기 톤당 송신 전력을 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 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a method of operating a base station in a broadband wireless communication system, the process of calculating the basic priority indicator of each terminal, the process of calculating the transmission power per tone of each terminal Calculating a correction value for reflecting the degree of interference in the basic priority indicator by using the transmission power per tone, and calculating a final priority indicator using the correction value to determine uplink scheduling priority. It characterized in that it comprises a process.
광대역 무선통신 시스템에서 간섭의 영향을 고려하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정함으로써, 다른 셀로의 간섭량이 감소하며, 이에 따라, 시스템 커버리지(coverage)이 확장됨과 동시에 평균 데이터 전송률이 증가한다.By determining the uplink scheduling priority in consideration of the influence of the interference in the broadband wireless communication system, the amount of interference to other cells is reduced, thereby increasing the system coverage and increasing the average data rate.
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 상세 한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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.Hereinafter, the present invention describes a technique for reducing interference to other cells due to uplink communication in a broadband wireless communication system. Hereinafter, the present invention will be described using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme as an example. The same applies to other wireless communication systems.
먼저 다른 셀로의 간섭을 감소시키기 위한 본 발명의 기술적 근거에 대해 설명하면 다음과 같다.First, the technical basis of the present invention for reducing interference to other cells will be described.
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.In order to reduce the interference to other cells in the broadband wireless communication system according to the present invention, the base station assigns a low priority uplink scheduling priority to the terminal having a large interference to other cells. As a result, the data transmission opportunity of the terminal which gives a large interference to another cell is relatively small, thereby reducing interference to other cells.
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 평준화된(normalized) 값으로 사용된다. 예를 들어, 상기 PF 기법에 따른 기초 우선순위 지표는 하기 <수학식 1>과 같이 산출된다.A prioritization scheme for briefly giving a low priority uplink scheduling priority to a terminal which has a large interference to another cell will be described below. First, the base station calculates the basic priority index of each terminal that does not reflect the interference. For example, the basic priority indicator may be calculated according to a Proportional Pair (PF) technique using headroom. Here, the headroom is a parameter representing the ratio of the transmission power currently used to the maximum transmission power of the terminal, and is generally used as a normalized value for a specific modulation and coding scheme (MCS) level. For example, the basic priority indicator according to the PF technique is calculated as in Equation 1 below.
상기 <수학식 1>에서, 상기 는 기초 우선순위 지표, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률, 상기 는 평균 데이터 전송률의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨의 최소 요구 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), 상기 는 해당 MCS 레벨의 심벌당 정보 비트 수를 의미한다.In Equation 1, Is the basis priority indicator, Is the leveled headroom of the terminal, the Is a value that converts the leveled headroom to the data rate when using the corresponding MCS level, Is the average data rate of the terminal, the Is a weight to adjust the degree of contribution of the average data rate, Is the minimum required Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) of the MCS level, Denotes the number of information bits per symbol of the corresponding MCS level.
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. 반대로, 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.The headroom is a value that depends on the channel quality between the terminal and the base station. The worse the channel quality, the smaller the headroom size. For example, if the distance between the terminal and the base station is far, the loss of the signal is large, the power required to transmit a signal using the reference MCS level is increased, and as a result, the headroom is reduced, the basic priority is lowered. On the contrary, when the distance between the terminal and the base station is close, the loss of the signal is small, the power required to transmit the signal using the reference MCS level is reduced, and as a result, the headroom is increased, thereby increasing the basic priority.
만일, 상기 기초 우선순위 지표만을 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 2>와 같은 특성을 가진다.If the uplink scheduling priority is determined using only the basic priority indicator, the average transmission rate has a characteristic as shown in Equation 2 below.
상기 <수학식 2>에서, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률의 제곱을 의미한다.In Equation 2, Is the leveled headroom of the terminal, the Is a value that converts the leveled headroom to the data rate when using the corresponding MCS level, Is the average data rate of the terminal Means squared.
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.As shown in Equation 2, when only the basic priority indicator is used, the average data rate varies depending on the headroom and the MCS level, regardless of the degree of interference. Accordingly, the base station according to the present invention calculates the final priority indicator reflecting the interference by correcting the basic priority indicator according to the degree of interference of each terminal.
상기 간섭 발생 정도는 단말의 톤당 송신 전력을 이용하여 추정된다. 일반적 으로, 단말의 송신 전력이 클수록, 다른 셀로의 간섭량은 증가한다. 다시 말해, 상기 톤당 송신 전력은 다른 셀로의 간섭량과 직접적인 관계를 가진다. 따라서, 기지국은 각 단말의 톤당 송신 전력을 예측해야한다. 상기 톤당 송신 전력은 MCS 레벨을 통해 예측될 수 있다. 왜냐하면, 높은 MCS 레벨이 사용되면, 톤당 구분해야하는 복소 심벌들의 개수가 많아지므로, 톤당 송신 전력이 커지기 때문이다. 따라서, 기지국은 높은 MCS 레벨을 사용하는 단말은 낮은 우선순위를 가지도록 최종 우선순위 지표를 산출한다. 이를 위해, 톤당 송신 전력이 상기 MCS 레벨을 이용하여 산출된다. 예를 들어, 상기 톤당 송신 전력은 하기 <수학식 3>과 같이 산출된다.The degree of interference is estimated using the transmission power per ton of the terminal. In general, the greater the transmission power of the terminal, the greater the amount of interference to other cells. In other words, the transmission power per tone is directly related to the amount of interference to other cells. Therefore, the base station must estimate the transmission power per ton of each terminal. The transmit power per tone can be predicted through the MCS level. This is because, when a high MCS level is used, the number of complex symbols to be distinguished per tone increases, so that the transmission power per tone increases. Therefore, the base station calculates the final priority indicator so that the terminal using the high MCS level has a low priority. To this end, the transmit power per tone is calculated using the MCS level. For example, the transmission power per tone is calculated as in Equation 3 below.
상기 <수학식 3>에서, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송신 전력, 상기 는 해당 MCS 레벨의 최소 요구 SINR을 의미한다.In Equation 3, Is the transmit power per ton when using the corresponding MCS level, Means minimum required SINR of the corresponding MCS level.
그리고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 기초 우선순위 지표를 상기 최종 우선순위 지표로 변환하기 위한 보정치가 산출된다. 예를 들어, 상기 보정치는 하기 <수학식 4>와 같이 산출된다.A correction value for converting the basic priority indicator into the final priority indicator is calculated using the transmission power per tone. For example, the correction value is calculated as in Equation 4 below.
상기 <수학식 4>에서, 상기 는 간섭 정도를 반영하기 위한 보정치, 상기 는 톤당 송신 전력의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송신 전력, 상기 는 플로어 함수(floor function)을 의미한다.In Equation 4, Is a correction value for reflecting the degree of interference, Is a weight to adjust the degree of contribution of transmit power per tone, Is the transmit power per ton when using the corresponding MCS level, Means a floor function.
상기 <수학식 3>와 같이, 상기 보정치는 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 통해 산출된다. 따라서, 상기 톤당 송신 전력이 클수록 보정치가 낮아진다. 다시 말해, 톤당 송신 전력이 크면, 보정치는 작아진다. 반면, 톤당 송신 전력이 작으면, 보정치는 커진다. 이때, 상기 가중치 가 클수록 톤당 송신 전력이 큰 단말의 보정치는 작아진다.As shown in Equation 3, the correction value is calculated through exponential multiplication of 10, which is an exponent of a product of a maximum weight and a specific weight smaller than the transmission power per tone. Therefore, the larger the transmission power per tone, the lower the correction value. In other words, if the transmit power per tone is large, the correction value is small. On the other hand, if the transmission power per tone is small, the correction value is large. At this time, the weight The larger is, the smaller the correction value of a terminal having a larger transmit power per tone is.
상기 최종 우선순위 지표를 이용하여 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 경우, 평균 전송률은 하기 <수학식 5>와 같은 특성을 가진다.When the uplink scheduling priority is determined using the last priority indicator, the average transmission rate has a characteristic as shown in Equation 5 below.
상기 <수학식 5>에서, 상기 는 단말의 평준화된 헤드룸, 상기 는 평준화된 헤드룸을 해당 MCS 레벨 사용 시의 데이터 전송률로 변환하는 값, 상기 는 단말의 평균 데이터 전송률의 지수 곱, 상기 는 톤당 송신 전력의 기여 정도를 조절하는 가중치, 상기 는 해당 MCS 레벨 사용 시 톤당 송 신 전력을 의미한다.In Equation 5, Is the leveled headroom of the terminal, the Is a value that converts the leveled headroom to the data rate when using the corresponding MCS level, Is the average data rate of the terminal Exponential product, above Is a weight to adjust the degree of contribution of transmit power per tone, Means transmit power per ton when using the corresponding MCS level.
상술한 바와 같은 상향링크 스케줄링 우선순위 결정을 통해, 다른 셀에 인접한 단말은 낮은 스케줄링 우선순위를 할당받게 되고, 이로 인해 상기 단말의 데이터 전송률은 낮아지며, 그 결과 다른 셀로의 간섭이 감소 된다. 예를 들어, 동일한 기초 우선순위 지표를 갖는 2개의 단말들이 존재하는 경우, 톤당 송신 전력이 큰 단말은 다른 셀에 큰 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 낮춤으로써 평균 데이터 전송률을 떨어뜨린다. 그리고, 톤당 송신 전력이 큰 작은 단말은 다른 셀에 작은 간섭을 주게 되므로, 기지국은 상기 단말의 우선순위를 높임으로써 평균 데이터 전송률을 높인다. 이로 인해, 다른 셀로의 간섭이 감소한다.By determining the uplink scheduling priority as described above, a terminal adjacent to another cell is assigned a low scheduling priority, thereby lowering the data rate of the terminal, and as a result, interference to other cells is reduced. For example, when there are two terminals having the same basic priority indicator, since a terminal having a large transmission power per ton gives a large interference to another cell, the base station lowers the average data rate by lowering the priority of the terminal. Drop. In addition, since a small terminal having a large transmission power per ton gives small interference to another cell, the base station increases the average data rate by increasing the priority of the terminal. This reduces interference to other cells.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정하는 기지국의 구성 및 동작 절차를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the base station for determining the uplink scheduling priority as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.1A and 1B illustrate a block configuration of a base station in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
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 구성 된다.As shown in FIG. 1A, the base station includes a radio frequency (RF)
상기 RF수신기(102)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 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. The
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.The
상기 피드백정보해석기(126)는 피드백 채널을 통해 수신되는 신호를 해석함으로써, 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.The
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.The
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.The
상기 상향링크스케줄러(132)는 각 단말에게 상향링크 자원을 할당한다. 이를 위해, 상기 상향링크스케줄러(132)는 단말들 간 상향링크 스케줄링 우선순위를 결정한 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. The
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.In detail, as shown in FIG. 1B, the
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.The
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 기초우선순위결정 기(152)는 각 단말의 헤드룸을 이용하여 할당 가능한 데이터 전송률 및 현재까지의 평균 데이터 전송률의 비율로서 기초 우선순위 지표를 산출한다. The basic priority determiner 152 calculates a basic priority indicator of each terminal by using the average rate calculated by the
상기 보정치산출기(154)는 상기 헤드룸산출기(128)에 의해 산출된 헤드룸 및 상기 MCS결정기(150)에 의해 결정된 MCS 레벨을 이용하여 각 단말의 기초 우선순위 지표에 대한 보정치를 산출한다. 상세히 설명하면, 상기 보정치산출기(154)는 MCS 레벨을 이용하여 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 보정치를 산출한다. 예를 들어, 상기 보정치산출기(154)는 상기 <수학식 3>과 같이 상기 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 <수학식 4>와 같이 상기 보정치를 산출한다. 다시 말해, 상기 <수학식 3> 및 상기 <수학식 4>와 같이, 상기 보정치산출기(154)는 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력에 결정된 MCS 레벨의 요구 SINR 및 기준 MCS 레벨의 요구 SINR의 차를 합산함으로써 상기 톤당 송신 전력을 산출한 후, 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써 상기 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 MCS 레벨의 요구 SINR은 미리 정해져 있는 값이다.The
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 각 단말의 상향링크 스케줄링 우선순위 및 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.The final priority determiner 156 calculates a final priority index of each terminal, that is, a priority index reflecting the degree of interference using the basic priority index and the correction value. That is, the final priority determiner 156 calculates the final priority index of each terminal by multiplying the basic priority index and the correction value. The resource allocator 158 determines the size and location of resources to be used by each terminal according to the uplink scheduling priority of each terminal and the MCS level. That is, the resource allocator 158 determines how many slots each terminal uses, and which physical location slots to use.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하고 있다.2 illustrates a procedure for determining uplink scheduling priority of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
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.Referring to FIG. 2, the base station calculates a basic priority index of each terminal using the uplink average data rate and headroom in
상기 기초 우선순위 지표를 산출한 후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 각 단말의 MCS 레벨을 이용하여 간섭 발생 정보를 반영하기 위한 보정치를 산출한다. 즉, 상기 기지국은 MCS 레벨을 이용하여 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 톤당 송신 전력을 이용하여 상기 보정치를 산출한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 기준 MCS 레벨에 대한 톤당 송신 전력에 결정된 MCS 레벨의 요구 SINR 및 기준 MCS 레벨의 요구 SINR의 차를 합산함으로써 상기 톤당 송신 전력을 산출한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 톤당 송신 전력보다 작은 최대의 정수 및 특정 가중치의 곱을 지수로 하는 10의 지수 곱셈을 수행함으로써 상기 보정치를 산출한다. 여기서, 상기 MCS 레벨의 요구 SINR은 미리 정해져 있는 값이다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>과 같이 상기 톤당 송신 전력을 산출하고, 상기 <수학식 4>와 같이 상기 보정치를 산출한다.After calculating the basic priority index, the base station proceeds to step 203 and calculates a correction value for reflecting interference occurrence information using the MCS level of each terminal. That is, the base station calculates transmission power per tone using the MCS level, and calculates the correction value using the transmission power per tone. In detail, the base station calculates the transmission power per tone for the reference MCS level, and transmits the transmission per tone by adding up the difference between the required SINR of the determined MCS level and the required SINR of the reference MCS level to the transmission power per tone for the reference MCS level. Calculate the power. The base station calculates the correction value by performing an exponential multiplication of 10, which is an exponent of a product of a maximum integer smaller than the transmit power per tone and a specific weight. Here, the required SINR of the MCS level is a predetermined value. For example, the base station calculates the transmission power per tone as shown in Equation 3, and calculates the correction value as shown in Equation 4.
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.After calculating the correction value, the base station proceeds to step 205 and uses the correction value to calculate a final priority index of each terminal, that is, a priority index reflecting the degree of interference. In other words, the base station calculates a final priority indicator of each terminal by multiplying the basic priority indicator and the correction value. That is, the base station determines uplink scheduling priority.
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.After calculating the last priority indicator, the base station proceeds to step 207 to allocate uplink resources according to the uplink scheduling priority and the MCS level of each terminal. In other words, the base station determines the physical size and location of resources to be used by each terminal according to the uplink scheduling priority and MCS level of each terminal.
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.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,1A and 1B are block diagrams of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 상향링크 스케줄링 우선순위 결정 절차를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating an uplink scheduling priority determination procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
Claims (16)
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Applications Claiming Priority (1)
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2008
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