KR20100087589A - Apparatus and method for uplink scheduling in a broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선통신 시스템에서 상향링크 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신 전력을 추정하고, 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for uplink scheduling in a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for estimating total transmission power of a terminal and performing uplink scheduling in consideration of the total transmission power in a broadband wireless communication system. will be.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.In the 4th Generation communication system, which is the next generation communication system, active research is being conducted to provide users with services having various service qualities having a transmission rate of about 100 Mbps. In particular, 4G communication systems are actively researched to support high-speed services in the form of ensuring mobility and quality of service in a broadband wireless access (BWA) communication system. This is an Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 communication system.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용한다. 상기 OFDM 또는 OFDMA 방식은 다수개의 부반송파(sub-carrier)들간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다.The IEEE 802.16 communication system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) for a physical channel. The OFDM or OFDMA scheme has an advantage of obtaining optimal transmission efficiency in high-speed data transmission by maintaining orthogonality among a plurality of subcarriers.
IEEE 802.16 기반의 광대역 무선통신 시스템의 경우, 데이터 전송은 프레임 단위로 구분되어 수행되고, 각 프레임은 하향링크(downlink; DL) 데이터를 송신하는 영역과 상향링크(uplink; UL) 데이터를 전송할 수 있는 영역으로 구분된다. 여기서, 상기 상향링크 데이터를 송신하는 영역은 주파수 축과 시간 축의 2차원 배열로 구성되는데 각 기본 할당 단위는 슬럿(slot)이 된다. 각 슬럿은 한 섹터에 존재하는 단말기 중에서 한 단말기에게만 할당되며, 단말기 각각에 할당된 슬럿의 집합을 버스트(burst)로 정의할 수 있다. In the IEEE 802.16 based broadband wireless communication system, data transmission is performed in units of frames, and each frame can transmit an area for transmitting downlink (DL) data and uplink (UL) data. It is divided into areas. Here, the region for transmitting the uplink data is composed of a two-dimensional array of frequency and time axes, and each basic allocation unit is a slot. Each slot is assigned to only one terminal among terminals existing in a sector, and a set of slots allocated to each terminal may be defined as a burst.
이하, 종래기술에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말기로 상향링크 자원을 할당하는 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of allocating an uplink resource to a terminal in a broadband wireless communication system according to the prior art will be described.
먼저, 기지국은 수신된 신호를 복조하여 단말기가 전송한 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보(부반송파 당 UL Tx Power)를 추출한다. 그리고 상기 기지국은 상향링크 송신전력 정보를 사용하여 상향링크 MCS(Modulation and Coding Scheme)와 사용할 수 있는 무선자원(슬럿개수)을 결정한다. 표준에 따르면, UL Tx power를 전송하는 경우는 다음과 같다. 마지막으로 UL Tx power를 전송한 프레임으로부터 설정기간(Tx_Power_Report_Interval frame)이 지난 경우이거나, 설정값(Tx_Power_Report_Threshold dB)보다 큰 상향링크 채널이 감지되는 경우이다. 이와 같이, 단말은 UL Tx Power를 매번 보내는 것이 아니므로, 단말이 UL Tx Power를 전송하는 시점과, 기지국에서 단말로부터의 UL Tx Power를 스케줄링한후 실제 단말이 상향링크 버스트를 전송하는 시점 사이에 지연(delay)가 발생한다. 따라서 상기 지연 시간 도안의 채널 변동을 고려하여, 상향링크 슬롯 개수를 결정할 때 마진(Tx margin)을 고려하여 실제 할당할 수 있는 슬롯 개수보다 작은 개수의 슬롯을 할당한다. 즉, 단말이 최근 전송한 UL Tx Power에 마진을 적용하여, 할당 가능한 슬롯 개수를 줄이는 것이다.First, the base station demodulates the received signal and extracts UL Tx power information (UL Tx Power per subcarrier) transmitted by the terminal. The base station determines radio resources (number of slots) that can be used with uplink modulation and coding scheme (MCS) using uplink transmission power information. According to the standard, the case of transmitting UL Tx power is as follows. Lastly, the setup period (Tx_Power_Report_Interval frame) has passed from the frame transmitting the UL Tx power, or the uplink channel larger than the setup value (Tx_Power_Report_Threshold dB) is detected. As such, since the terminal does not send the UL Tx Power every time, between the time when the terminal transmits the UL Tx Power and the time when the actual terminal transmits the uplink burst after the base station schedules the UL Tx Power from the terminal. Delay occurs. Therefore, in consideration of the channel variation of the delay time scheme, when determining the number of uplink slots, the number of slots smaller than the number of slots that can be actually allocated in consideration of the margin (Tx margin) is allocated. That is, by applying a margin to the recently transmitted UL Tx Power, the number of slots that can be allocated is reduced.
일반적인 경우, 상향링크 채널 상황이 나빠지면 상향링크 버스트는 에러가 발생할 것이다. 이런 경우, 외루프 전력제어(outer-loop power control) 알고리즘에 의해 수신 버스트의 SINR 기준값인 셋 포인트(set point)가 증가되고, 이에 따라 단말의 송신 전력(Tx power)는 증가된다. 그리고 단말이 증가된 UL Tx Power 정보를 기지국으로 전송하면, 그에 맞는 UL MCS레벨과 슬롯 개수가 다시 정해진다.In general, an uplink burst will cause an error if the uplink channel situation worsens. In this case, a set point, which is the SINR reference value of the received burst, is increased by an outer-loop power control algorithm, and thus, the transmit power (Tx power) of the terminal is increased. When the terminal transmits the increased UL Tx Power information to the base station, the corresponding UL MCS level and the number of slots are determined again.
하지만, 채널이 급격이 나빠지는 경우, 마진(Tx margin)을 고려하여 상향링크 스케줄링을 수행하더라도 문제가 발생할 수 있다. 일반적으로, 단말의 최대 송신 전력은 제한되어 있다. 만일, 단말이 최대 송신 전력으로 상향링크 신호를 전송하고 있는 경우, 채널이 더욱 나빠지더라도 부반송파 당 UL Tx Power는 더 이상 증가하지 못한다. 이런 경우, 단말이 전송하는 UL Tx Power 정보를 이용하여 상향링 크 채널 상황을 판단하는 경우, 기지국은 실제 상향링크 채널 상황보다 더 양호하다고 판단할 수 있다. 이와 같이, 기지국이 상향링크 채널을 잘못 판단하는 경우, 계속해서 상향링크 버스트에 에러가 발생할 수 있다.However, if the channel suddenly worsens, a problem may occur even if uplink scheduling is performed in consideration of a margin (Tx margin). In general, the maximum transmission power of the terminal is limited. If the terminal is transmitting the uplink signal at the maximum transmission power, even if the channel becomes worse, the UL Tx Power per subcarrier does not increase any more. In this case, when determining the uplink channel state by using the UL Tx Power information transmitted by the terminal, the base station may determine that it is better than the actual uplink channel state. As such, when the base station incorrectly determines the uplink channel, an error may occur continuously in the uplink burst.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신 전력이 최대 송신 전력에 근접하였는지를 감지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting whether a transmission power of a terminal is close to a maximum transmission power in a wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접한 경우 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing the number of slots allocated to a terminal when the transmission power of the terminal approaches a maximum transmission power in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말의 송신 전력이 최대 송신전력에 근접한 경우 설정기간 동안 상향링크 송신전력에 적용되는 마진을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for increasing a margin applied to an uplink transmission power during a set period when a transmission power of a terminal approaches a maximum transmission power in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신 전력을 추정하고, 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating the total transmission power of a terminal in a wireless communication system and performing uplink scheduling in consideration of the total transmission power.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 계산부와, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 마진결정부와, 상기 마진결정부에 의해 결정된 송신전력 마진을 이용해서 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 결정하는 무선자원 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the base station apparatus in the wireless communication system, a calculation unit for estimating the total transmission power (P N ) of the terminal, and the total transmission power (P N ) of the terminal If greater than or equal to the reference value P TH , a margin determination unit adjusts a transmission power margin T MARIN greater than a default value for a set period, and allocates it to the terminal using a transmission power margin determined by the margin determination unit. It characterized in that it comprises a radio resource determination unit for determining the number of slots to be.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서, 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하는 과정과, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)이 기준값(PTH)보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 송신전력 마진(TMARIN)을 디폴트값보다 크게 조정하는 과정과, 상기 설정기간 동안 상기 송신전력 마진을 증가시켜 상기 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in a method of operating a base station in a wireless communication system, the process of estimating the total transmit power (P N ) of the terminal, the total transmit power (P N ) of the terminal is a reference value (P TH ) If greater than or equal to, a step of adjusting the transmission power margin (T MARIN ) greater than the default value during the set period, and increasing the transmit power margin during the set period to reduce the number of slots to be allocated to the terminal Characterized in that.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상향링크 채널 상황을 빠르고 정확히 판단할 수 있다. 또한, 본 발명은 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접했는지를 감지할 수 있다. 만일, 단말의 송신전력이 최대 송신 전력에 근접했을 경우, 일정기간 동안 송신전력 마진(Tx margin)을 증가시켜 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄임으로써, 단말의 송신전력이 최대 송신전력에 근접함으로써 발생할 수 있는 상향링크 버스트 에러를 방지할 수 있다.As described above, the present invention can determine the uplink channel situation quickly and accurately. In addition, the present invention can detect whether the transmission power of the terminal is close to the maximum transmission power. If the transmission power of the terminal is close to the maximum transmission power, the transmission power margin of the terminal is reduced by increasing the transmission power margin (Tx margin) for a certain period of time, thereby reducing the number of slots allocated to the terminal. The uplink burst error can be prevented.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기 에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if 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. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
이하, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 전체 송신전력을 추정하고, 상기 전체 송신 전력을 고려해서 상향링크 스케줄링을 수행하기 위한 기술에 대해 설명하기로 한다. 특히, 본 발명은 단말의 전체 송신전력이 최대 송신전력에 근접한 경우, 설정기간 동안 상향링크 송신전력에 적용되는 마진을 증가시킴으로써, 설정시간 동안 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 것이다.Hereinafter, a technique for estimating total transmission power of a terminal in a broadband wireless communication system and performing uplink scheduling in consideration of the total transmission power will be described. In particular, the present invention is to reduce the number of slots allocated to the terminal during the set time by increasing the margin applied to the uplink transmit power during the set period, when the total transmit power of the terminal is close to the maximum transmit power.
이하, 본 발명은 OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 다른 접속의 무선통신시스템에도 용이하게 적용될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described with an OFDM / OFDMA-based broadband wireless communication system by way of example, but the present invention can be easily applied to a wireless communication system of another connection.
먼저, 단말의 전체 송신 전력을 계산하기 위한 방법을 설명한다.First, a method for calculating the total transmission power of the terminal will be described.
본 발명은 단말로부터 가장 최근에 수신한 UL Tx power 정보와 가장 최근에 수신한 n-th 프레임의 UL 버스트 슬롯 수를 이용해서 단말의 전체 송신 전력을 계산한다. 단말이 UL Tx Power 정보를 전송한 후, 외루프 전력 제어(outer-loop power control)에 의해 단말의 송신전력이 변동하는 상황을 고려하기 위해, 파라미 터 CSET를 사용하기로 한다. 상기 CSET의 초기값은 '0'이고, UL Tx power가 수신되면 UL Tx power에 이미 외루프 전력 제어가 반영되어 있으므로 '0'으로 초기화된다. n-th 프레임에 상향링크 버스트 에러가 발생되면, 상기 CSET는 Tp만큼 증가되고, 상향링크 버스트 에러가 발생하지 않으면 상기 CSET는 1만큼 감소된다. 여기서, 상기 TP는 외루프 전력 제어와 관련된 파라미터로, 타겟 BER(bit error rate)에 따라 다음 <수학식 1>과 같이 설정될 수 있다.The present invention calculates the total transmit power of the terminal using the latest UL Tx power information received from the terminal and the number of UL burst slots of the n-th frame received most recently. After the terminal transmits the UL Tx Power information, in order to consider a situation in which the transmission power of the terminal is changed by outer-loop power control, the parameter C SET will be used. The initial value of the C SET is '0', and when UL Tx power is received, since the outer loop power control is already reflected in the UL Tx power, it is initialized to '0'. When an uplink burst error occurs in an n-th frame, the C SET is increased by T p , and when the uplink burst error does not occur, the C SET is decreased by one. Here, T P is a parameter related to the outer loop power control, and may be set according to Equation 1 according to a target bit error rate (BER).
[수학식 1][Equation 1]
TP=(1-TargetBER)/TargetBERT P = (1- Target BER) / Target BER
예를 들어, 타겟 BER이 1%이면, TP는 (1-0.01)/(0.01)=99이 된다. n-th 프레임에 해당 단말의 상향링크 버스트가 2개 이상인 경우, 어느 한 버스트에 에러가 발생하면 에러가 발생한 것으로 간주하여, CSET값을 증가시키는 것으로 가정한다. 만일, H-ARQ(Hybrid-Automatic Repeat request)가 동작되는 경우, 최초 전송(혹은 초기 전송) 버스트에 대해서만 CSET값을 변화시킬 수도 있다. For example, if the target BER is 1%, T P becomes (1-0.01) / (0.01) = 99. When there are two or more uplink bursts of a corresponding UE in an n-th frame, if an error occurs in any one of the bursts, it is assumed that an error has occurred and the C SET value is increased. If a hybrid-automatic repeat request (H-ARQ) is operated, the C SET value may be changed only for the initial transmission (or initial transmission) burst.
따라서, 단말의 전체 송신전력 PN은 다음 <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.Therefore, the total transmit power P N of the terminal may be calculated as in Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
여기서, PTx,REF는 단말이 전송한 부반송파당 UL TX power[dBm]이고, SINR[MCS]는 요구되는 BER을 보장하기 위한 값[dB]으로 MCS레벨 별로 미리 정해져 있다. MCSREF는 단말이 PTx,REF를 전송한 시점의 MCS레벨이고, MCSN은 n-th 프레임 시점의 MCS레벨이다. NSubCh는 n-th 프레임에 단말로 할당된 주파수축 슬럿 개수이고, NSubCr는 1 슬롯에 포함되는 부반송파 개수이다. PD는 외루프 전력 제어와 관련된 파라미터로, 상향링크 버스트 에러가 발생된 경우 셋포인트(set point)를 증가시킬 때 사용되는 스텝 사이즈[dB]이다. Here, P Tx, REF is UL TX power [dBm] per subcarrier transmitted by the UE, SINR [MCS] is a value [dB] to ensure the required BER is predetermined for each MCS level. The MCS REF is the MCS level at the time when the UE transmits P Tx, REF , and the MCS N is the MCS level at the time of the n-th frame. N SubCh is the number of frequency axis slots allocated to the UE in the n-th frame, and N SubCr is the number of subcarriers included in one slot. P D is a parameter related to the outer loop power control and is a step size [dB] used when increasing a set point when an uplink burst error occurs.
본 발명은 상기 수학식 2와 같이 계산된 단말의 전체 송신전력 PN이 기준값(threshold) PTH보다 크거나 같을 경우, 설정기간 동안 Tx 마진(margin)을 설정값만큼 증가시킨다. 본 발명은 상기 CSET이 상향링크 버스트 에러가 발생하지 않을 때보다 상향링크 버스트 에러가 발생할 때 상대적으로 큰 값으로 증가하기 때문에, 상향링크 버스트 에러가 연속적으로 발생하지 않더라도 상향링크 채널 악화를 검출할 수 있다. 또한, 상향링크 버스트 에러가 연속적으로 발생하지 않더라도 여러 번의 상향링크 버스트 에러가 발생하면, 단말의 전체 송신전력 PN이 기준값을 초과할 수 있다. 또한, Tx 마진을 설정시간 동안 증가시킨 후, 다시 상향링크 버스트 에러가 발생하는 경우, 상기 전체 송신전력 PN이 기준값을 초과할 수 있으므로 바로 Tx 마진을 보정할 수 있다.In the present invention, when the total transmit power P N of the terminal calculated as in Equation 2 is greater than or equal to the threshold value P TH , the Tx margin is increased by the set value for the set period. According to the present invention, since the C SET increases to a relatively larger value when an uplink burst error occurs than when an uplink burst error does not occur, an uplink channel deterioration may be detected even if the uplink burst error does not occur continuously. Can be. In addition, even if the uplink burst error does not occur continuously, if several uplink burst errors occur, the total transmit power P N of the terminal may exceed the reference value. In addition, if the uplink burst error occurs again after increasing the Tx margin for a set time, the total transmit power P N may exceed the reference value, thereby immediately correcting the Tx margin.
이하 상술한 내용에 근거한 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention based on the above description will be described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.1 shows a configuration of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 기지국은 RF(Radio Frequency)처리기(100), 모뎀(102), 메시지 처리기(104), 트래픽 처리기(106), 스케줄러(108), CSET관리부(116), PN계산부(118), 타이머(120)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스케줄러(108)는 마진 결정부(110), MCS레벨 결정부(112) 및 무선자원결정부(114)를 포함할 수 있다.As shown, the base station includes a radio frequency (RF)
도 1을 참조하면, 먼저 RF처리기(100)는 적어도 하나의 안테나를 통해 수신되는 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 모뎀(102)으로 제공한다. 또한, RF처리기(100)는 상기 모뎀(102)으로부터의 기저대역 샘플데이터를 기저대역 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 RF대역 신호로 변환하여 적어도 하나의 안테나를 통해 송신한다. Referring to FIG. 1, first, the
상기 모뎀(102)은 상기 RF처리기(100)로부터의 신호를 물리계층 복조하여 정보데이터(수신 패킷)로 복원하고, 상기 정보데이터가 시그널링 메시지일 경우 메시 지 처리기(104)로 제공하며, 상기 정보데이터가 트래픽 데이터일 경우 트래픽 처리기(106)로 제공한다. 여기서, OFDM/OFDMA 기반의 시스템일 경우, 상기 모뎀(102)은 RF처리기(100)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조(FFT연산)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터를 채널복조 및 채널디코딩하여 원래의 정보데이터로 복원할 수 있다. 또한, 상기 모뎀(102)은 메시지 처리기(104) 및 트래픽처리기(106)로부터의 송신패킷(송신 메시지)을 물리계층 변조하여 RF처리기(100)로 제공한다. 만일, OFDM/OFDMA 기반의 시스템일 경우, 상기 모뎀(102)은 송신 패킷을 채널코딩 및 채널 변조하고, 상기 채널 변조된 데이터를 OFDM변조(IFFT연산)하여 시간영역의 샘플데이터로 변환한다. The
한편, 상기 모뎀(106)는 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트를 채널코딩한후 에러검사(예 : CRC)를 수생하고, 그 결과를 상기 스케줄러(108)로 제공한다. 상기 상향링크 버스트에 대한 에러검사 결과는 파라미터 CSET갱신에 이용된다. 또한, 상기 모뎀(102)은 단말로부터 수신된 채널신호(예: CQI채널)을 복조하여 하향링크 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 정보를 획득하고, 상기 획득된 하향링크 CINR 정보를 상기 스케줄러(108)로 제공한다.Meanwhile, the
상기 메시지 처리기(104)는 수신일 경우 상기 모뎀(102)으로부터의 수신 시그널링 메시지(제어메시지 혹은 MAC management message)를 프로토콜 처리하고, 송신일 경우 송신 시그널링 메시지를 생성하여 상기 모뎀(102)로 제공한다. 한편, 상기 메시지 처리기(104)는 단말로부터 수신된 버스트로부터 단말의 송신전력(UL Tx power) 정보를 추출하여 상기 스케줄러(108)로 제공한다.The
상기 트래픽 처리기(106)는 수신일 경우 상기 모뎀(102)로부터의 수신 트래픽을 프로토콜 처리하고, 송신일 경우 송신 트래픽을 프로토콜 처리하여 상기 모뎀(102)으로 제공한다. The
스케줄러(108)는 서비스 플로우(SF: Service Flow)들에 대해 스케줄링 우선순위를 결정하고, 상기 결정된 우선순위에 따라 각 서비스 플로우(또는 단말)에 대한 MCS레벨 및 무선자원(무선자원 양)을 결정한다. 이와 같은 서비스될 단말들(서비스 플로우들)에 대한 자원 할당이 완료되면, 상기 스케줄러(108)는 스케줄링 결과(자원할당 결과)를 상기 메시지 처리기(104)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 처리기(104)는 상기 스케줄링 결과를 이용해서 자원할당 메시지(예: MAP메시지)를 생성하여 상기 모뎀(102)으로 제공한다.The
CSET관리부(116)는 상기 스케줄러(108)의 제어하에 각 단말에 대해 파라미터 CSET을 관리한다. 여기서, 해당 단말로부터 UL Tx power 정보가 수신되면 상기 CSET은 '0'으로 초기화되고, 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트에 에러가 발생되면 설정값(TP)만큼 증가되며, 상기 단말로부터 수신되는 상향링크 버스트에 에러가 발생되지 않으면 '1'만큼 감소된다. 상기 설정값(TP)는 외루프 전력제어와 관련된 파라미터로, 상기 수학식 1과 같이 타겟 BER에 따라 결정될 수 있다.The C SET management unit 116 manages the parameter C SET for each terminal under the control of the
PN계산부(118)는 상향링크 스케줄링 대상인 단말의 전체 송신 전력(PN)을 계 산하여 상기 스케줄러(108)로 제공한다. 여기서, 상기 전체 송신 전력(PN)은 상기 수학식 2와 같이 계산될 수 있다. The P N calculator 118 calculates the total transmit power P N of the UE, which is an uplink scheduling target, and provides the calculated power to the
상기 스케줄러(108)내 마진 결정부(110)은 상기 PN계산부(118)로부터의 단말의 전체 송신전력(PN)과 설정값(PTH)을 비교하며, 상기 전체 송신전력(PN)이 상기 설정값(PTH)보다 크거나 같을 경우 스케줄링에 사용될 Tx margin을 설정값(TD)만큼 증가시키고 그렇지 않을 경우 Tx margin을 기본값(혹은 디폴트값)으로 유지한다. 또한, 상기 Tx margin이 TD만큼 증가되는 경우, 상기 스케줄러(108)은 상기 증가된 Tx margin이 사용되는 기간을 설정하기 위한 타이머(120)을 구동시킨다. 여기서, 상기 타이머(120)는 FM프레임 동안 구동되는 것으로 가정한다.The
MCS레벨 결정부(112)는 스케줄링 우선순위에 따라 각 서비스플로우(혹은 단말)에 대하여 MCS(modulation and coding scheme)레벨을 결정한다. 이때, 상기 MCS레벨 결정부(112)는 해당 단말에 대한 Tx margin, 단말로부터 수신된 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보 등을 이용해서 상기 MCS레벨을 결정할 수 있다. The
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 단말의 상향링크 송신전력을 특정 상향링크 MCS레벨(예: QPSK, 1/2)과 특정 자원단위(하나의 슬럿) 기준으로 정규화하고, 상기 정규화된 송신전력에 상기 송신전력 마진을 가산하며, 상기 가산된 값을 미리 설정된 기준값(UL MCS Threshold)과 비교하여 MCS레벨을 결정할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the base station normalizes uplink transmission power of the terminal based on a specific uplink MCS level (for example, QPSK, 1/2) and a specific resource unit (one slot). The transmission power margin may be added to the normalized transmission power, and the added value may be compared with a preset UL MCS threshold to determine the MCS level.
무선자원 결정부(114)는 상기 송신전력 마진, 상기 상향링크 송신전력 정보 등을 사용하여 상기 MCS레벨로 서비스할 무선자원 양(슬럿 개수)을 결정한다. 예를 들어, 상기 무선자원 결정부(114)는 해당 상향링크 MCS레벨에 의한 최대 데이터 크기(Maximum Data Size)로 제한(또는 결정)한다. 그리고 상기 무선자원 결정부(114)는 해당 단말의 가용한 송신 헤드룸(Available UL Tx headroom)과 상기 가용데이터크기(Available Data Size)를 이용해서 상기 단말로 무선자원(슬럿 개수)을 할당한다. The radio
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 무선자원 결정부(114)는 해당 단말이 사용할 수 있는 최대 상향링크 송신전력(401)에서 송신전력 마진이 적용된 정규화된 상향링크 송신전력(403)을 감산하여 해당 단말기가 사용할 수 있는 상향링크 송신 헤드룸(407)을 계산할 수 있다. 그리고 상기 무선자원 결정부(114)는 상기 계산된 상향링크 송신 헤드룸(407)에 기반하여 단말로 할당할 슬롯 개수를 결정할 수 있다. 이때, 만일 해당 단말에 대해 증가된 송신마진(Tx margin + TD)는 적용되는 경우라면, 단말로 할당되는 슬롯 개수는 송신마진이 디폴트인 경우보다 감소된다. 즉, 본 발명은 단말의 전체 송신전력(PN)을 추정하고, 상기 추정된 전체 송신전력이 단말이 지원가능한 최대값에 도달되었다고 판단된 경우 송신전력 마진(Tx margin)을 증가시켜, 해당 단말로 할당되는 슬롯 개수를 줄이기 위한 것이다.For example, as shown in FIG. 4, the radio
이와 같이 결정된 각 서비스플로우에 대한 MCS레벨 및 무선자원 양(슬럿 개수)은 상기 메시지 처리기(104)로 제공되고, 상기 메시지 처리기(104)는 상기 스케 줄러(108)로부터 제공된 정보를 바탕으로 자원할당메시지(MAP메시지)를 생성하여 송신한다.The MCS level and radio resource amount (slot number) for each service flow determined as described above are provided to the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin)을 설정하기 위한 절차를 도시하고 있다.2 illustrates a procedure for setting a transmit power margin (Tx margin) used for uplink scheduling in a base station according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저 기지국은 201단계에서 파라미터 CSET값을 '0'으로 초기화하고, 송신전력 마진(Tx margin)을 디폴트값(TFIXED)으로 초기화한다. 즉, 알고리즘 수행에 필요한 각종 파라미터를 초기화한다.Referring to FIG. 2, in
이후, 상기 기지국은 203단계에서 해당 단말로부터 상향링크 송신전력(UL Tx power) 정보가 수신되는지 검사한다. 상기 상향링크 송신전력 정보가 수신된 경우, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 CSET값을 '0'으로 설정한다. 즉, 상향링크 송신전력 정보가 수신되면, 상향링크 송신전력에 이미 외루프 전력제어 정보가 반영되어 있는 것으로 간주하여 셋포이트 값을 '0'으로 초기화한다.In
그리고 상기 기지국은 207단계에서 상기 단말로부터 상향링크 버스트가 수신되는지 검사하고, 상기 상향링크 버스트가 수신된 경우 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생했는지 검사한다. 만일, 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생된 경우, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 상기 CSET값을 설정값(TP)만큼 증가시킨후 213단계로 진행한다. 반면, 상기 상향링크 버스트에 에러가 발생되지 않은 경우, 상기 기 지국은 211단계로 진행하여 상기 CSET값을 '1'만큼 감소시킨후 223단계로 진행한다.In
상기 CSET값을 증가시킨후, 상기 기지국은 상기 213단계에서 현재 송신전력 마진을 조정하는 기간을 설정하기 위한 타이머가 구동중인지 검사한다. 상기 타이머가 구동중일 경우, 현재 TD만큼 증가된 송신전력 마진을 가지고 스케줄링을 수행하는 기간이므로, 상기 기지국은 223단계로 진행한다. 반면, 상기 타이머가 구동중이 아니면, 상기 기지국은 215단계로 진행하여 상기 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산한다. 이때, 상기 기지국은 상기 수학식 2와 같이 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산할 수 있다.After increasing the C SET value, the base station checks whether a timer for setting a period for adjusting a current transmission power margin is running in
상기 단말의 전체 송신전력(PN)을 계산한 후, 상기 기지국은 217단계에서 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값을 기준값(PTH)과 비교한다. 만일, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값이 상기 기준값보다 작을 경우, 상기 기지국은 상기 223단계로 진행한다. 반면, 상기 단말의 전체 송신전력(PN)값이 상기 기준값보다 크거나 같을 경우, 상기 기지국은 218단계로 진행하여 상기 단말의 송신전력 마진(TMARGIN)을 [TFIXED+TD]값으로 설정한다. 즉, 단말의 전체 송신전력이 지원가능한 최대값이 도달된 것으로 판단된 경우, 상기 송신전력 마진을 디폴트값(TFIXED)보다 TD만큼 증간된 값으로 설정한다. 이와 같이, 송신전력 마진을 증가시키는 이유는 단말로 할당될 슬롯 개수를 감소시키기 위한 것이다.After calculating the total transmit power P N of the terminal, the base station compares the total transmit power P N value of the terminal with a reference value PTH in
이와 같이, 송신전력 마진이 조정되는 경우, 상기 기지국은 221단계에서 상기 송신전력 마진이 조정되는 기간을 설정하기 위한 상기 타이머를 구동시킨다. 예를 들어, 상기 타이머는 설정개수(FM)의 프레임 기간 동안 구동될 수 있다. As such, when the transmission power margin is adjusted, the base station drives the timer for setting a period during which the transmission power margin is adjusted in
한편, 상기 기지국은 상기 223단계에서 상기 타이머가 만료되는지 검사한다. 만일, 상기 타이머 만료가 감지되면, 상기 기지국은 225단계로 진행하여 상기 송신전력 마진(TMARGIN)을 디폴트값(TFIXED)으로 설정한후 상기 203단계로 되돌아간다. 반면, 상기 타이머가 구동중이면, 상기 기지국은 계속해서 단말로부터 상향링크 신호를 수신하기 위해 상기 203단계로 되돌아간다.Meanwhile, the base station checks whether the timer expires in
본 발명은 상술한 도 2와 같이 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin: TMARGIN)을 설정한다. 상기 도 2를 통해 설정된 송신전력 마진은 단말의 상향링크에 할당될 MCS레벨 및 슬롯 개수를 결정하는데 사용될 수 있다.The present invention sets a transmission power margin (Tx margin: T MARGIN ) used for uplink scheduling as shown in FIG. The transmission power margin set through FIG. 2 may be used to determine the MCS level and the number of slots to be allocated to the uplink of the 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 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 상향링크 스케줄링에 사용되는 송신전력 마진(Tx margin)을 설정하기 위한 절차를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating a procedure for setting a transmit power margin (Tx margin) used for uplink scheduling in a base station according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 송신전력에 따른 MCS레벨 결정 방식을 도시한 도면.3 is a diagram illustrating an MCS level determination method according to a transmission power of a terminal according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 가용한 상향링크 헤드룸을 이용한 무선자원 할당 방식을 도시한 도면.4 is a diagram illustrating a radio resource allocation method using available uplink headroom of a terminal according to an embodiment of the present invention.
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