KR20100125597A - 광대역 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다중 셀/섹터(multi cell/sector) 구조의 광대역 무선 통신 시스템에서 MAP 메시지 영역(MAP message region)을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역 및 데이터 영역을 할당하고, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역들로 분할하며, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별에 대응하는 MAP 메시지를 할당하고 상기 데이터 영역에 MS 별로 전송하는 데이터를 할당하며, 상기 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역 및 상기 데이터 영역을 포함하는 다중 프레임을 브로드캐스팅한다.

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법{Apparatus and method for allocating resource in broadband wireless communication system}
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 셀/섹터(multi cell/sector) 구조의 광대역 무선 통신 시스템에서 MAP 메시지 영역(MAP message region)을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 네트워크 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 시스템으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이 제안되었다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 함)가 고정된 상태뿐만 아니라 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동국(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)이라고 칭하기로 한다. 상기 MS에게 방송, 멀티미디어 영상, 멀티미디어 메시지 등 다양한 서비스를 제공하기 위해 BWA 시스템으로 휴대 인터넷 시스템 또는 와이맥스(WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템이 제안되었다.
한편, 광대역 무선 통신 시스템은, 다중 셀/섹터 내의 MS에게 서비스를 제공하기 위해 자원을 할당하며, 상기 할당한 자원을 통해 MS에게 서비스를 제공한다. 여기서, 광대역 무선 통신 시스템은, MS에게 제공하는 서비스의 데이터가 전송되는 데이터 영역(data region)과, 다중 셀/섹터 내의 모든 MS들에게 MAP 메시지가 전송되는 MAP 메시지 영역을 할당한다. 상기 MAP 메시지는, 다중 셀/섹터 내의 모든 MS들에게 전송되는 브로드캐스팅(broadcasting) 메시지이며, 상기 데이터 영역을 통해 전송되는 데이터를 상기 MS가 수신하기 위해 필요한 MAP 정보를 포함한다.
그리고, 상기 다중 셀/섹터 내의 MS들은, 다중 셀/섹터를 관장하는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)로부터 브로드캐스팅되는 MAP 메시지를 수신하고, 상기 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 확인하며, 상기 MAP 정보를 이용하여 상기 데이터 영역을 통해 BS로부터 전송되는 데이터를 수신한다. 여기서, 상기 다중 셀/섹터 내의 MS들은 데이터를 수신하기 위해서 상기 MAP 메시지를 수신하여야 한다. 또한, 상기 MAP 메시지를 모든 MS들이 수신하도록 상기 BS는, 가장 로버스트(robust)한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨로 상기 MAP 메시지를 변조 및 코딩을 수행한 후 MAP 메시지 영역을 통해 MS들로 브로드캐스팅하는 것이 일반적이다.
한편, 다중 셀/섹터 내에서 브로드캐스팅되는 MAP 메시지는 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역을 통해 MS들로 브로드캐스팅된다. 여기서, 상기 공통 MAP 메시지 영역은 다중 셀/섹터의 각 셀/섹터 프레임에서 전체 주파수 대역에 할당된 MAP 메시지 영역을 의미한다. 그리고, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지를 브로드캐스팅할 경우, MAP 메시지에 다중 셀/섹터 간 간섭이 발생한다.
특히, 인접 셀/섹터와의 경계 지역에서는 인접 셀/섹터의 MAP 메시지에 의한 간섭이 더욱 증가하며, 이러한 간섭에 의해 MS가 서빙 셀/섹터의 MAP 메시지를 정상적으로 수신하지 못한다. 그러므로, 다중 셀/섹터 내에서 브로드캐스팅되는 MAP 메시지를 MS가 정상적으로 수신하도록 MAP 메시지 영역을 할당하는 방안이 필요하다.
또한, 일반적으로 다중 셀/섹터 내에서 MS들이 MAP 메시지를 정상적으로 수신하도록 MAP 메시지가 전송되는 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역에 가장 로버스트한 MCS 레벨, 예컨대 QPSK(Quadrature Phase Shift Key) 1/2 ×6(QPSK 1/2 반복(repetition) 6)을 적용한다. 그리고, MAP 메시지는, QPSK 1/2 ×6로 변조 및 코딩이 수행된 후 MAP 메시지 영역을 통해 MS들로 브로드캐스팅된다. 그러나, 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역에 가장 로버스트한 MCS 레벨의 적용에 따라 인접 셀/섹터의 MAP 메시지에 의한 간섭이 더욱 증가하며, 그 결과 MS가 서빙 셀/섹터의 MAP 메시지를 정상적으로 수신하지 못한다. 그러므로, 다중 셀/섹터 내에서 인접 MAP 메시지에 의한 간섭을 최소화하는 MAP 메시지 영역 할당 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 다중 셀/섹터 내에서 브로드캐스팅되는 MAP 메시지를 정상적으로 수신하도록 MAP 메시지 영역을 할당하는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 광대역 무선 통신 시스템에서 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역을 통해 전송되는 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화되도록 MAP 메시지 영역을 할당하는 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역 및 데이터 영역을 할당하고, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역들로 분할하는 단계; 상기 분할된 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별에 대응하는 MAP 메시지를 할당하고 상기 데이터 영역에 MS 별로 전송하는 데이터를 할당하는 단계; 및 상기 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역 및 상기 데이터 영역을 포함하는 다중 프레임을 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역과 데이터 영역을 할당하며, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀 별 또는 섹터 별로 구분되는 서브 MAP 메시지 영역들로 분할하는 영역 분할부; 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 대응되는 MAP 메시지를 할 당하는 메시지 할당부; 및 상기 데이터 영역에 MS별로 전송하는 데이터를 할당하는 데이터 할당부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 광대역 무선 통신 시스템에서 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역들로 분할(segment)하여 해당 셀/섹터에 MAP 메시지 영역을 할당함으로써, 상기 분할된 MAP 메시지 영역을 통해 각 셀/섹터 내에서 MAP 메시지가 브로드캐스팅되며, 그에 따라 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화된다.
또한, 본 발명은, 상기 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화됨에 따라 다중 셀/섹터 내의 모든 MS들이 MAP 메시지를 정상적으로 수신하고, 서비스를 안정적으로 제공받을 수 있는 커버리지를 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 광대역 무선 통신 시스템, 일예로 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은, 다중 셀/섹터(multi cell/sector) 구조의 광대역 무선 통신 시스템에서 다중 셀/섹터를 관장하는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)으로부터 상기 다중 셀/섹터 내의 이동국(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)들이 통신 서비스를 안정적으로 받을 수 있도록 자원을 할당하는 장치 및 방법을 제안한다. 그리고, 본 발명의 실시예에서는, 상기 BS가 데이터 영역과 MAP 메시지 영역을 할당하며, 상기 데이터 영역은 MS들에게 제공하는 서비스의 데이터가 전송되는 영역을 의미하고, 상기 MAP 메시지 영역은 다중 셀/섹터 내의 MS들에게 MAP 메시지가 브로드캐스팅되는 영역을 의미한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀/섹터 구조의 광대역 무선 통신 시스템을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 광대역 무선 통신 시스템은, 다수의 셀들(110,120,130,140,150,160,170)로 분할된 다중 셀 구조 및 각 셀이 3개의 섹터들(α(113,123,133,143,153,163,173),β(114,124,134,144,154,164,174),γ(115,125,135,145,155,165,175))로 각각 분할된 다중 섹터 구조에서, 다중 셀/섹터를 관장하는 BS(111)와, 다중 셀/섹터 내에서 상기 BS(111)로부터 통신 서비스를 제공받는 MS(112)를 포함한다. 여기서, 상기 MS(112)는 이동성/고정성을 가지며, 상기 BS(111)와 MS(112) 간의 신호 송수신은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 이용하여 이루어진다.
또한, 상기 BS(111)는 데이터 영역과 MAP 메시지 영역을 할당하는 스케쥴러를 포함하며, 상기 스케쥴러는, 상기 MS(112)의 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 함)와 상기 MS(112)로 제공하는 서비스의 데이터 정보, 예컨대 데이터 사이즈, 서비스 타입 등의 정보를 수신하고, 상기 CQI와 데이터 정보를 이용하여 MS(112)의 데이터 영역 및 MAP 메시지 영역을 할당한다.
상기 스케쥴러는, MAP 메시지 영역을 할당하고, 상기 CQI와 데이터 정보를 이용하여 MS(112)로 데이터가 전송되도록 데이터 영역을 할당한다. 그리고, 상기 스케쥴러는, 상기 데이터 영역의 할당에 상응하여 MAP 정보를 생성하고, 상기 MAP 정보를 포함하는 MAP 메시지가 상기 MAP 메시지 영역을 통해 MS(112)로 브로드캐스팅되도록 하고, 상기 MS(112)에 대한 데이터가 상기 데이터 영역을 통해 전송되도록 한다. 여기서, 상기 스케쥴러에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 MAP 메시지는, 다중 셀/섹터 내의 모든 MS들에게 전송되는 브로드캐스팅 메시지이며, 상기 데이터 영역을 통해 전송되는 데이터를 상기 MS가 수신하기 위해 필요한 MAP 정보를 포함한다. 즉, 상기 MAP 메시지는 다중 셀/섹터 내의 MS들이 데이터 송수신을 위해 수신해야 하는 브로드캐스팅 메시지이다. 그리고, 상기 MAP 정보는, 프레임에서 상기 데이터 영역의 식별 정보와 위치 및 사이즈 정보, 상기 데이터 영역에 적용된 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨과 송신 전력 레벨 등의 정보를 포함한다.
여기서, 상기 스케쥴러는, 소정 프레임에서 다중 셀/섹터에 해당하는 전체 MAP 메시지 영역을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역으로 분할(segment)하고, 상기 분할된 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역(즉 서브 MAP 메시지 영역)을 해당 셀/섹터의 MAP 메시지 영역으로 할당한다. 그리고, 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역을 통해 해당 셀/섹터의 MAP 메시지가 브로드캐스팅된다. 상기 소정 프레임에서 다중 셀/섹터에 해당하는 전체 MAP 메시지 영역이 공통 MAP 메시지 영역이 되며, 일반적으로 상기 공통 MAP 메시지 영역에는 가장 로버스트(robust)한 MCS 레벨, 예컨대 QPSK(Quadrature Phase Shift Key) 1/2 ×6(QPSK 1/2 반복(repetition) 6)이 적용된다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 전체 MAP 메시지 영역을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역으로 분할하고, 상기 분할된 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 브로드캐스팅됨에 따라, 상기 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화되고, 그 결과 MS가 상기 MAP 메시지를 정상적으로 수신한다. 또한, 상기 MAP 메시지를 정상적으로 수신함에 따라 상기 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복 보다 낮은 반복을 갖는 MCS 레벨을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 스케쥴러는, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역으로 분할하고, 상기 분할된 MAP 메시지 영역을 해당 셀/섹터의 MAP 메시지 영역으로 할당한다. 상기 공통 MAP 메시지 영역은 다중 셀/섹터의 각 셀/섹터 프레임에서 전체 주파수 대역에 할당된 MAP 메시지 영역을 의미한다. 그리고, 상기 분할한 MAP 메시지 영역들은, 상기 공통 MAP 메시 지 영역의 전체 주파수 대역이 상기 각 셀/섹터에 따라 소정의 사이즈로 분할된 후 각 셀/섹터 프레임 간에 상이한 위치에 할당된 MAP 메시지 영역을 의미한다. 여기서, 상기 분할된 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역은 각 셀/섹터 별 MAP 메시지의 사이즈에 따라 주파수 대역에서 상이한 사이즈를 가질 수 있으며, 상기 분할된 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 브로드캐스팅된다. 여기서, 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 브로드캐스팅됨에 따라, 상기 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화되어 MAP 메시지의 수신율이 증가하며, 그에 따라 MS가 MAP 메시지를 정상적으로 수신함으로 상기 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복 보다 낮은 반복을 갖는 MCS 레벨을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역에 적용할 수 있다. 그 결과, 상기 공통 MAP 메시지 영역의 시간 대역에서의 사이즈와 상기 전체 주파수 대역이 분할된 각 셀/섹터의 MAP 메시지들의 시간 대역에서의 사이즈가 동일하게 형성될 수 있다.
예컨대, α, β, γ의 3개의 다중 섹터 구조일 경우, 상기 스케쥴러는, 상기 3개의 다중 섹터의 공통 MAP 메시지 영역을 α 섹터의 MAP 메시지 영역, β 섹터의 MAP 메시지 영역, γ 섹터의 MAP 메시지 영역으로 분할한다. 그리고, 상기 스케쥴러는, α 섹터의 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 α 섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅되도록 할당하고, β 섹터의 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 β 섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅되도록 할당하며, γ 섹터의 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 γ 섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅되도록 할당한다.
그리고, 상기 α, β, γ의 MAP 메시지 영역을 통해 MAP 메시지가 브로드캐 스팅됨에 따라 상기 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화되어 각 섹터 내에서 MAP 메시지의 수신율이 증가하며, 그에 따라 각 섹터 내의 MS들이 MAP 메시지를 정상적으로 수신한다. 또한, 각 섹터 내의 MS들이 MAP 메시지를 정상적으로 수신함에 따라, 상기 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복 보다 낮은 반복을 갖는 MCS 레벨을 각 셀/섹터 별 MAP 메시지 영역에 적용할 수 있다. 즉, 상기 스케쥴러는, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복을 조정하고, 상기 조정된 반복을 갖는 MCS 레벨을 상기 분할한 MAP 메시지 영역들에 적용한다.
여기서, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨을 상기 분할한 MAP 메시지 영역들에 그대로 적용할 경우, 상기 분할한 MAP 메시지 영역들의 전체 사이즈가 상기 공통 MAP 메시지 영역의 사이즈보다 증가하며, 그에 따라 각 MS들의 데이터 영역의 사이즈가 감소하지만, 상기 스케쥴러가 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복을 조정한 후, 상기 조정한 반복을 갖는 MCS 레벨을 상기 분할한 MAP 메시지 영역들에 적용함에 따라 상기 분할한 MAP 메시지 영역들의 전체 사이즈가 상기 공통 MAP 메시지 영역의 사이즈와 동일하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 공통 MAP 메시지 영역에 적용된 MCS 레벨에서의 반복이 조정된 MCS 레벨을 상기 분할한 MAP 메시지 영역들에 적용함에 따라, 상기 공통 MAP 메시지 영역의 시간 대역의 사이즈와 상기 전체 주파수 대역이 분할된 각 셀/섹터의 MAP 메시지 영역들의 시간 대역에서의 사이즈가 동일하게 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역에 QPSK 1/2 ×6이 적용 될 경우, 상기 스케쥴러는 QPSK 1/2 ×6보다 작은 반복을 갖도록 QPSK 1/2 ×4 또는 QPSK 1/2 ×2로 조정하며, 이때 α, β, γ 섹터 3개의 MAP 메시지 영역들로 분할되었음으로 QPSK 1/2 ×2로 조정함이 바람직하다. 여기서, 상기 스케쥴러가 α, β, γ 섹터의 MAP 메시지 영역들에 QPSK 1/2 ×2을 적용하면, 상기 MAP 메시지는 QPSK 1/2 ×2로 변조 및 코딩이 수행된 후 상기 MAP 메시지 영역들을 통해 α, β, γ 섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅된다.
이렇게 상기 MAP 메시지가 상기 분할한 MAP 메시지 영역들을 통해 다중 셀/섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅됨에 따라 상기 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화된다. 그리고, 다중 셀/섹터 내의 MS들은 상기 MAP 메시지를 정상적으로 수신하고, 상기 수신한 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 확인한다. 또한, 다중 셀/섹터 내의 MS들은, 상기 MAP 정보를 이용하여 데이터 영역을 통해 전송되는 데이터를 수신하며, 그에 따라 서비스를 안정적으로 제공받을 수 있다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 스케쥴러(200)는, 다중 셀/섹터 내 MS들의 CQI와 데이터 정보, 예컨대 데이터 사이즈, 서비스 타입 등의 정보를 확인하는 확인부(210), 상기 확인부(210)가 확인한 상기 MS들의 CQI와 데이터 정보를 이용하여 상기 MS들의 데이터 영역과 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역을 할당하는 할당 부(220), 및 상기 할당부(220)의 데이터 영역 할당에 상응하는 MAP 정보를 생성하는 생성부(230)를 포함한다.
상기 확인부(210)는, 상기 MS들의 CQI와 데이터 정보를 이용하여 각 MS들에게 제공하는 서비스에 해당하는 데이터를 확인하고, 상기 확인한 데이터를 전송하기 위한 데이터 영역을 상기 할당부(220)가 할당하도록 데이터 확인 정보를 상기 할당부(220)로 전송한다. 여기서, 상기 데이터 확인 정보는, 상기 데이터의 사이즈, MCS 레벨, 송신 전력 레벨 등이 포함된다.
상기 할당부(220)는, 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역을 할당하고, 상기 데이터 확인 정보를 이용하여 각 MS들의 데이터 영역을 할당한다. 여기서, 상기 할당부(220)는 상기 데이터 확인 정보를 이용하여 각 MS들의 데이터 영역을 할당하며, 상기 데이터 영역을 통해 전송되는 데이터의 MCS 레벨 및 송신 전력 레벨을 결정한다. 즉, 상기 할당부(220)는, 상기 데이터 영역의 사이즈 및 위치, 상기 데이터 영역에 적용되는 MCS 레벨 및 송신 전력 등을 결정한다.
그리고, 상기 할당부(220)는, 상기 데이터 영역의 할당에 상응하는 MAP 정보를 포함한 MAP 메시지가 다중 셀/섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅되도록 MAP 메시지의 영역을 할당한다. 아울러, 상기 할당부(220)는 상기 MAP 메시지의 영역의 MCS 레벨을 결정한다. 여기서, 상기 할당부(220)는, 다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역과 데이터 영역을 할당하며, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀/섹터 별로 구분되는 서브 MAP 메시지 영역들로 분할하는 영역 분할부(232)와, 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀/섹터 별로 대응되는 MAP 메시지를 할당하는 메시지 할당 부(234), 및 상기 데이터 영역에 MS별로 전송하는 데이터를 할당하는 데이터 할당부(236)를 포함한다. 상기 할당부(220)의 MAP 메시지 영역 할당은 도 3을 참조하여 구체적으로 설명할 것임으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 영역 분할부(232)는, 하나의 FA(Frequency Assignment)에서 각 셀/섹터에 해당하는 MAP 메시지, 즉 서브 MAP 메시지의 수만큼 분할된 주파수 대역을 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 할당하며, 상기 각 셀/섹터 별로 대응되는 서브 MAP 메시지의 사이즈에 따라 상기 서브 MAP 메시지 영역들의 사이즈를 상이하게 설정한다. 그리고, 상기 메시지 할당부(234)는, 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀/섹터 별로 대응되는 MAP 메시지를 할당하고, 상기 MAP 메시지에 대한 MCS 레벨을 결정한다. 아울러, 상기 메시지 할당부(234)는, 상기 각 셀/섹터 별로 대응되는 서브 MAP 메시지 영역에 해당하는 셀/섹터에 대한 MAP 메시지를 할당한다.
상기 생성부(230)는 상기 할당부(220)의 상기 데이터 영역 할당에 상응하는 MAP 정보를 생성한다. 여기서, 상기 MAP 정보는, 전술한 바와 같이 프레임에서 상기 데이터 영역의 식별 정보와 위치 및 사이즈 정보, 상기 데이터 영역에 적용된 레벨과 송신 전력 레벨 등의 정보를 포함한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 MAP 메시지 영역 할당을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 MAP 메시지 영역 할당을 설명하기 위한 프레임들을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3은 다중 셀/섹터 구조의 광대역 무선 통신 시스템에서 다중 섹터 프레임들을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 다중 섹터의 MAP 메시지 영역 할당을 중심으로 설명하지만, 다중 셀의 MAP 메시지 영역 할당에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 공통 MAP 메시지 영역이 할당된 다중 섹터 프레임(300)에서, 각 섹터의 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)은 α 섹터 프레임(310), β 섹터 프레임(320), 및 γ 섹터 프레임(330) 간에 동일한 위치에 할당된다. 여기서, 각 섹터 프레임(310,320,330)에는 BS와 MS 간의 동기를 위한 프리앰블(preamble) 영역(312,322,332)과 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334) 및 데이터 영역(316,326,336)이 할당된다. 또한, 상기 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)에 대해 상기 다중 섹터에서 1FA를 할당함으로, 상기 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)에 대한 주파수 재사용 팩터(FRF: Frequency Reuse Factor, 이하 'FRF'라 칭하기로 함)는 1이 된다.
상기 각 섹터 프레임(310,320,330)의 동일한 위치에 할당된 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)을 통해 MAP 메시지를 다중 섹터 내의 MS들로 브로드캐스팅할 경우, MAP 메시지의 다중 섹터 간 간섭이 발생함으로, 상기 간섭을 최소화하기 위해 상기 스케쥴러(200)는, 전체 주파수 대역에 할당된 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)을 섹터 별 MAP 메시지 영역들로 분할한다. 즉, 상기 스케쥴러(200)는, 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)을 각 섹터 별 MAP 메시지 영역들(344,354,364)로 분할하고, α, β, γ 섹터 프레임(340,350,360)에 할당한다. 여기서, 상기 전체 주파수 대역이 α, β, γ 섹터 별로 분할된다. 그리고, 각 섹터 별 MAP 메시지 영역들(344,354,364)로 분할된 프레임(302)에서, 각 섹터 별 MAP 메시지 영역들(344,354,364)은 α 섹터 프레임(340), β 섹터 프레임(350), 및 γ 섹터 프레임(360) 간에 상이한 위치에 할당된다.
그리고, 각 섹터 프레임(340,350,360)에는 프리앰블 영역(342,352,362)과 분할된 MAP 메시지 영역(344,354,364) 및 데이터 영역(346,356,366)이 할당된다. 또한, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 대해 상기 다중 섹터에서 1FA(FA1)를 분할(FA1-1, FA1-2, FA1-3)한 후, 각 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 할당함으로, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 대한 FRF는 3이 된다.
여기서, 상기 스케쥴러(200)는, 각 섹터 프레임(340,350,360)에서 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364) 이외의 영역을 빈 영역으로 남겨둔다. 다시 말해, 상기 각 섹터 프레임(340,350,360)에서 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)에 해당하는 영역 중 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)을 제외한 나머지 영역은 MAP 메시지의 다중 섹터 간 간섭을 최소화하기 위해 빈 영역이 된다.
이때, 상기 스케쥴러(200)는, 상기 각 섹터 프레임(340,350,360)에서 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)을 제외한 나머지 영역이 빈 영역이 됨에 따라, MAP 메시지의 다중 섹터 간 간섭이 최소화되어 각 섹터에서 MAP 메시지의 수신율이 증가하고, 그에 따라 MS가 MAP 메시지를 정상적으로 수신함으로 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 적용된 MCS 레벨에서의 반복을 조정할 수 있 다. 또한, 상기 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)에 적용된 MCS 레벨, 예컨대 QPSK 1/2 ×6의 MCS 레벨이 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 적용될 경우, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)과 상기 빈 영역을 포함한 전체 영역의 사이즈가 상기 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)의 사이즈보다 증가하며, 그 결과 상기 데이터 영역(346,356,366)의 사이즈가 감소한다. 다시 말해, 동일한 양의 MAP 정보를 갖는 MAP 메시지를 브로트캐스팅하는 경우, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)의 시간 대역에서의 사이즈가 상기 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)의 시간 대역에서의 사이즈보다 커지게 된다. 이러한 데이터 영역(346,356,366)의 사이즈 감소를 최소화하기 위해, 상기 스케쥴러(200)는, 상기 분할된 MAP 메시지 영역(344,354,364)에 적용된 MCS 레벨의 반복을 조정한다.
즉, 상기 스케쥴러(200)는 상기 분할된 MAP 메시지 영역들(344,354,364)에 적용된 QPSK 1/2 ×6보다 작은 반복을 갖도록 QPSK 1/2 ×2로 조정하며, 상기 조정한 MCS 레벨을 α, β, γ 섹터 프레임(370,380,390)에 적용한다. 여기서, 각 섹터 별 MAP 메시지 영역들(344,354,364)로 분할된 프레임(302)에서, QPSK 1/2 ×2의 MCS 레벨이 적용된 각 섹터 별 MAP 메시지 영역들(374,384,394)은 α 섹터 프레임(370), β 섹터 프레임(380), 및 γ 섹터 프레임(390) 간에 상이한 위치에 최종 할당된다. 상기 각 섹터 프레임(370,380,390)에 최종 할당된 QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 MAP 메시지 영역들(374,384,394)은, 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)의 1/3 사이즈로 동일한 사이즈를 갖거나, 또는 각 섹터 별 MAP 메시지의 사이즈에 상응하여 상이한 사이즈를 갖는다. 그리고, QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 MAP 메시지 영 역들(374,384,394)의 시간 대역에서의 사이즈와 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)의 시간 대역에서의 사이즈가 동일하게 형성된다.
그리고, 각 섹터 프레임(370,380,390)에는 프리앰블 영역(372,382,392)과 QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 분할된 MAP 메시지 영역(374,374,374) 및 데이터 영역(376,376,386)이 할당된다. 여기서, 상기 스케쥴러(200)는, 각 섹터 프레임(370,380,390)에서 상기 QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 MAP 메시지 영역(374,384,394) 이외의 영역을 빈 영역으로 남겨둔다. 또한, 상기 MAP 메시지 영역들(374,384,394)에 QPSK 1/2 ×2의 MCS 레벨이 적용됨에 따라, 상기 데이터 영역(376,376,386)은 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)에서 데이터 영역(316,326,336)의 사이즈와 동일한 사이즈로 할당된다.
아울러, 상기 QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 분할된 MAP 메시지 영역(374,384,394)에 대해 상기 다중 섹터에서 1FA가 분할된 FA(FA1-1, FA1-2, FA1-3)를 할당함으로, 상기 QPSK 1/2 ×2 MCS 레벨의 분할된 MAP 메시지 영역(374,384,394)에 대한 FRF는 3이 된다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 동작 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, S410단계에서 다중 셀/섹터 내의 MS들이 송신한 CQI와 상기 MS들의 데이터 정보를 수신한다.
그런 다음, S420단계에서 상기 MS들의 데이터 정보를 확인하고, 상기 다중 셀/섹터의 MAP 메시지 영역을 할당하고, 상기 데이터 정보를 이용하여 상기 MS들의 데이터 영역을 할당한다. 그리고, 상기 MAP 메시지 영역의 할당에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, S430단계에서 상기 데이터 영역의 할당에 상응하여 MAP 정보를 생성한다. 여기서, 상기 MAP 정보는, 프레임에서 상기 데이터 영역의 식별 정보와 위치 및 사이즈 정보, 상기 데이터 영역에 적용된 MCS 레벨과 송신 전력 레벨 등의 정보를 포함한다.
이렇게 스케쥴러(200)가 다중 셀/섹터 내의 MAP 메시지 영역을 할당함에 따라 도 5에 도시한 바와 같이 MAP 메시지의 다중 셀/섹터 간 간섭이 최소화되어 MAP 에러가 감소된다. 여기서, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 MAP 메시지 성능을 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 도 3의 QPSK 1/2 ×6의 MCS 레벨이 적용된 공통 MAP 메시지 영역(314,324,334)을 통해 전송된 MAP 메시지의 MAP 에러(510,520)보다, 도 3의 QPSK 1/2 ×2의 MCS 레벨이 적용된 MAP 메시지 영역들(374,384,394)을 통해 전송된 MAP 메시지의 MAP 에러(530,540)가 감소됨을 알 수 있다. 여기서, 510과 530은 하향링크(DL: DownLink) MAP 메시지의 MAP 에러를 나타내고, 520과 540은 상향링크(UL: UpLink) MAP 메시지의 MAP 에러를 나타낸다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 MAP 메시지 영역 할당을 설명하기 위한 프레임들을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 스케쥴러의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 MAP 메시지 성능을 도시한 그래프.

Claims (12)

  1. 광대역 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치에 있어서,
    다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역과 데이터 영역을 할당하며, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀 별 또는 섹터 별로 구분되는 서브 MAP 메시지 영역들로 분할하는 영역 분할부;
    상기 서브 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 대응되는 MAP 메시지를 할당하는 메시지 할당부; 및
    상기 데이터 영역에 MS별로 전송하는 데이터를 할당하는 데이터 할당부를 포함하는 자원 할당 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통 MAP 메시지 영역은, 다중 셀/섹터 프레임에서 전체 주파수 대역에 할당된 MAP 메시지 전송 영역이고, 상기 서브 MAP 메시지 영역들은 상기 전체 주파수 대역이 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 분할된 MAP 메시지 전송 영역인 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 할당부는 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 대응되는 MAP 메시지를 할당하고, 상기 MAP 메시지에 대한 MCS 레벨 및 MCS 레벨의 반복(repetition)을 결정하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 MCS 레벨의 반복이 1회 내지 3회인 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 할당부는 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 대응되는 서브 MAP 메시지 영역에 해당하는 셀 또는 섹터에 대한 MAP 메시지를 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서브 MAP 메시지 영역들을 3개의 영역으로 분할하는 경우,
    제1프레임에는 제1MAP 메시지를 할당하고, 제2프레임에는 제2MAP 메시지를 할당하며, 제3프레임에는 제3MAP 메시지를 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영역 분할부는 하나의 FA(Frequency Assignment)에서 상기 서브 MAP 메시지의 수만큼 분할된 주파수 대역을 상기 서브 MAP 메시지 영역들에 할당하는 것 을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영역 분할부는 상기 서브 MAP 메시지 영역들의 사이즈를 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  9. 광대역 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    다중 셀/섹터의 공통 MAP 메시지 영역 및 데이터 영역을 할당하고, 상기 공통 MAP 메시지 영역을 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역들로 분할하는 단계;
    상기 분할된 MAP 메시지 영역들에 상기 각 셀 별 또는 섹터 별에 대응하는 MAP 메시지를 할당하고 상기 데이터 영역에 MS 별로 전송하는 데이터를 할당하는 단계; 및
    상기 각 셀 별 또는 섹터 별 MAP 메시지 영역 및 상기 데이터 영역을 포함하는 다중 프레임을 브로드캐스팅하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공통 MAP 메시지 영역은, 다중 셀/섹터 프레임에서 전체 주파수 대역에 할당된 MAP 메시지 전송 영역이고, 상기 분할된 MAP 메시지 영역들은 상기 전체 주파수 대역이 상기 각 셀 별 또는 섹터 별로 분할된 MAP 메시지 전송 영역인 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 할당하는 단계 이후에, 상기 MAP 메시지의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 및 MCS 레벨의 반복(repetition)을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 분할된 MAP 메시지 영역들은 하나의 FA(Frequency Assignment)에서 상기 서브 MAP 메시지의 수만큼 분할된 주파수 대역이 할당되는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
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