KR20150121566A

KR20150121566A - 통신 시스템 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR20150121566A
Application number: KR1020140047608A
Authority: KR
Inventors: 박재돈; 노봉수; 박귀순; 김수일; 민문식; 송문근; 최원석; 임기홍; 임소진
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2015-10-29
Also published as: KR101575018B1

Abstract

본 명세서는 자가구성망 기반 하향 링크 이동성 부하 조절 알고리즘을 위한 변조 및 코딩 세트 기반의 적응형 통합 스케줄링 및 전송률을 추정하는 통신 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서에 따른 통신 시스템은, 복수의 이동국과 연결된 기지국을 포함하는 통신 시스템에 있어서, 이동국에서 필요한 SINR(Signal to Noise Plus Interference Ratio) 값을 포함하는 CQI(Channel Quality Information)를 상기 기지국에 피드백하는 상기 이동국; 및 상기 이동국으로부터 피드백된 CQI를 근거로 자원 블록별 MCS(Modulation and Coding Set)를 계산하고, 상기 계산된 자원 블록별 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 스케줄링하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 미리 설정된 QoS보다 클 때, 상기 이동국과 하향 링크 송신 및 상기 이동국에 의한 CQI 피드백을 미리 설정된 프레임만큼 반복 수행하는 상기 기지국;을 포함한다.

Description

통신 시스템 및 그의 제어 방법{COMMUNICATION SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 명세서는 통신 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 자가구성망(self-organized network) 기반 하향 링크 이동성 부하 조절(mobility load balancing) 알고리즘을 위한 변조 및 코딩 세트(modulation and coding set: MCS) 기반의 적응형 통합 스케줄링 및 전송률을 추정하는 통신 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무선 이동 통신 기술이 진화해 감에 따라 거대화되고 복잡해진 통신 네트워크의 수동 작업을 통한 관리 및 유지는 많은 양의 인적, 물적 경비를 필요로 한다. 이러한 수동 경비를 줄이기 위한 필수적인 기능으로 네트워크가 자동화된 동작 기능을 가지는 자가구성망에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

자가구성망에 대한 연구 분야 중에서 네트워크의 전체 성능을 향상시키기 위한 자동 최적화(self-optimization) 알고리즘의 주요 유스케이스(use case) 중 하나인 부하 조절 알고리즘은 빈번하게 발생할 수 있는 네트워크 내의 불균형한 부하 집중을 해소하기 위한 부하 조절 접근법을 자가구성망 기술의 측면에서 접근하여, 네트워크가 내부의 불균형성을 자동적, 유기적으로 처리할 수 있도록 한다. 특히, 부하 조절을 이동국의 핸드오버를 통하여 해결하는 이동성 부하 조절(mobility load balancing) 알고리즘이 셀룰러 네트워크 내의 자동화 방법으로서 널리 연구되고 있다.

이러한 이동성 부하 조절 방법은 각 기지국 섹터의 과부화의 결정, 과부화된 섹터의 커버리지 축소와 이를 통한 이동국들의 핸드오버를 통해 동작한다. 이러한 섹터 과부하 및 이동국들의 핸드오버 여부를 결정하기 위해서는 필수적으로 이동국의 전송률(throughput) 추정이 이루어져야 한다. 전송률의 추정이 적절하게 이루어지지 않으면 해당 섹터의 과부하 여부가 정확하게 확인될 수가 없고, 결과적으로 부하 조절이 필요한 섹터를 무시하여 서비스를 제공받지 못하는 이동국의 발생을 초래하거나 필요치 않은 핸드오버로 인한 자원 낭비를 일으킨다.

한국공개특허 제10-2010-0002178호

본 명세서의 목적은, 자가구성망 기반의 하향링크 네트워크 내에서 이동성 부하조절 알고리즘을 사용할 때 필수적으로 수행되어야 하는 전송률의 추정을 효과적으로 수행하는 적응형 전송률 추정 방법을 제공하는 통신 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 명세서의 다른 목적은, 피드백받은 CQI(Channnel Quality Information)를 근거로 기지국 섹터에서 스케줄링과 전송률 추정을 동시에 진행하고, 상기 진행되는 스케줄링과 전송률 추정을 근거로 기지국 섹터의 부하량을 계산하여 기지국 섹터의 이동성 부하 조절 알고리즘 동작을 위한 기반작업을 수행하는 통신 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 명세서의 또 다른 목적은 상용 시스템에서 일반적으로 사용되는 MCS(Modulation and Coding Set)를 기반으로 한 시스템을 고려하여 상용화된 시스템에서도 적용 가능한 이동성 부하 조절 방법을 제공하는 통신 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템은, 복수의 이동국과 연결된 기지국을 포함하는 통신 시스템에 있어서, 이동국에서 필요한 SINR(Signal to Noise Plus Interference Ratio) 값을 포함하는 CQI(Channel Quality Information)를 상기 기지국에 피드백하는 상기 이동국; 및 상기 이동국으로부터 피드백된 CQI를 근거로 자원 블록별 MCS(Modulation and Coding Set)를 계산하고, 상기 계산된 자원 블록별 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 스케줄링하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 미리 설정된 QoS보다 클 때, 상기 이동국과 하향 링크 송신 및 상기 이동국에 의한 CQI 피드백을 미리 설정된 프레임만큼 반복 수행하는 상기 기지국;을 포함한다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 이동국은, 상기 이동국이 연결된 복수의 기지국 중에서 상기 기지국을 제외한 나머지 기지국 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함하는 CQI를 상기 기지국에 피드백할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률의 곱에 한 프레임이 차지하는 시간을 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 송신될 확률은, 1과 상기 MCS 선택의 기준값이 되는 BLER 간의 차이일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같을 때, 아직 할당되지 않은 자원 블록 유무를 확인하고, 상기 확인된 아직 할당되지 않은 자원 블록의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 할당할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 기지국에 연결된 복수의 이동국에 대해서 프레임 내의 남은 자원 블록을 스케줄링할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 셀간 간섭을 최소화하기 위해서 상기 스케줄링을 수행할 때, 이전 프레임에서 스케줄링된 자원 블록의 할당을 우선 수행할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률 추정에 따른 이동성 부하 조절을 수행한 후, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 이동국에서 핸드오버가 발생할 때 상기 핸드오버 이후의 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI의 존재 여부를 확인하고, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재할 때, 상기 핸드오버 이후 피드백되는 CQI를 근거로 상기 자원 블록의 MCS를 계산하고, 상기 계산된 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 기지국은, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재하지 않을 때, 상기 자원 블록별 MCS 중에서 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템의 제어 방법은, 복수의 이동국과 연결된 기지국을 포함하는 통신 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 이동국으로부터 피드백되는 이동국에서 필요한 SINR 값을 포함하는 CQI를 수신하는 단계; 상기 이동국으로부터 피드백된 CQI를 근거로 자원 블록별 MCS를 계산하는 단계; 상기 계산된 자원 블록별 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 스케줄링하는 단계; 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 단계; 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 미리 설정된 QoS와 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 클 때, 상기 이동국과 하향 링크 송신 및 상기 이동국에 의한 CQI 피드백을 미리 설정된 프레임만큼 반복 수행하는 단계;를 포함한다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI는, 상기 이동국이 연결된 복수의 기지국 중에서 상기 기지국을 제외한 나머지 기지국 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함하는 CQI일 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 단계는, 상기 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률의 곱에 한 프레임이 차지하는 시간을 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 비교 결과, 상기 스케줄링된 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같을 때, 아직 할당되지 않은 자원 블록 유무를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 할당하는 단계; 상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄이는 단계; 및 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률 추정에 따른 이동성 부하 조절을 수행한 후, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행하는 단계는, 상기 이동국에서 핸드오버가 발생할 때, 상기 핸드오버 이후의 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI의 존재 여부를 확인하는 과정; 상기 확인 결과, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재할 때, 상기 핸드오버 이후 피드백되는 CQI를 근거로 상기 자원 블록의 MCS를 계산하는 과정; 상기 계산된 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 과정; 및 상기 확인 결과, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재하지 않을 때, 상기 자원 블록별 MCS 중에서 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 과정;을 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 이동국에 자원 블록을 스케줄링하는 단계는, 상기 기지국에 연결된 복수의 이동국에 대해서 프레임 내의 남은 자원 블록을 스케줄링할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 이동국에 자원 블록을 스케줄링하는 단계는, 이전 프레임에서 스케줄링된 자원 블록의 할당을 우선 수행할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템 및 그의 제어 방법은, 자가구성망 기반의 하향링크 네트워크 내에서 이동성 부하조절 알고리즘을 사용할 때 필수적으로 수행되어야 하는 전송률의 추정을 효과적으로 수행함으로써, 예기치못하게 발생하는 불균형한 부하의 분포에 대해서 네트워크 전체의 부하를 효율적으로 조절하고, 네트워크 전체의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템 및 그의 제어 방법은, 피드백받은 CQI를 근거로 기지국 섹터에서 스케줄링과 전송률 추정을 동시에 진행하고, 상기 진행되는 스케줄링과 전송률 추정을 근거로 기지국 섹터의 부하량을 계산하여 기지국 섹터의 이동성 부하 조절 알고리즘 동작을 위한 기반작업을 수행함으로써, 네트워크의 과부하를 해소하고, 네트워크 전체의 부하를 조절하기 위해 소요되는 막대한 수동 경비를 줄일 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템 및 그의 제어 방법은, 상용 시스템에서 일반적으로 사용되는 MCS를 기반으로 한 시스템을 고려하여 상용화된 시스템에서도 적용 가능한 이동성 부하 조절 방법을 제공함으로써, 상용화된 송신 시스템이 전송률 추정에 대한 정확도를 향상시키고, 과부하된 기지국 섹터를 더욱 정확하게 결정하고, 부하 조절 알고리즘을 동작시킬 수 있다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 전송률 추정 기법의 전체 프로토콜을 나타낸 도이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(10)은, 기지국(100) 및, 이동국(200)으로 구성된다. 도 1에 도시된 통신 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 통신 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 통신 시스템(10)이 구현될 수도 있다. 여기서, 상기 통신 시스템(10)은 적응형 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 시스템을 기반으로 동작한다. 또한, 상기 기지국(100)은 복수로 형성되며, 각각의 기지국(100)은 복수의(또는 하나 이상의) 이동국(200)과 각각 통신(또는 연결)한다. 또한, 상기 이동국(200)은 복수로 형성되며, 각각의 이동국(200)은 복수의(또는 하나 이상의) 기지국(100)과 각각 통신한다.

상기 기지국(Base Station: BS)(100)은 상기 기지국(100)에 연결된 복수의(또는 하나 이상의) 이동국(200)으로부터 각각 전송되는 상기 복수의 이동국(200)에서 각각 필요한 SINR(Signal to Noise Plus Interference Ratio: 신호 대 잡음 및 간섭비)를 포함하는 CQI(Channel Quality Information)를 피드백받는다. 이때, 상기 이동국(200)으로부터 피드백되는 CQI는 상기 기지국(100)에서 전송된 신호에 대한 수신 신호 세기를 근거로 산출된 SINR 값을 포함하거나 또는, 핸드오버 후의 MCS 값의 추정을 위해서 해당 이동국(200)이 연결된 복수의(또는 하나 이상의) 기지국(100) 중에서 상기 CQI를 피드백하는 해당 기지국(100)을 제외한 나머지 기지국(100) 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함한다. 또한, 상기 이동국(200)으로부터 피드백되는(또는 전송되는) CQI는 상기 기지국(100)으로부터 전송되는 신호를 수신한 이후 피드백되거나, 미리 설정된 시간 간격으로 피드백되거나, 상기 기지국(100)의 요청에 의해 피드백되거나, 랜덤 시간(또는 미리 설정된 특정 이벤트 발생시)으로 피드백될 수 있다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 기지국(100)에 연결된 복수의 이동국(200) 중에서 어느 하나의 이동국(200)을 선택한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 선택된 이동국(200)에서 전송한 CQI를 근거로 프레임 내의 복수의 자원 블록마다 최적의 MCS(Modulation and Coding Set)를 계산(또는 산출)한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 계산된 각 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당(또는 스케줄링)한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 스케줄링된 자원 블록에 대해서 상기 이동국(200)으로부터 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률(예를 들어, 1- MCS 선택의 기준값이 되는 BLER(Block Error Rate))을 곱한 후, 상기 곱한 값을 한 프레임이 차지하는 시간으로 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)의 현재까지 스케줄된 전송률이 미리 설정된 QoS를 만족하는지 여부를 판단한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 큰지 여부를 판단한다.

상기 판단 결과, 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같은 경우, 상기 기지국(100)은 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있는지 여부를 확인한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있을 때, 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 다음 순으로 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당하는 단계를 수행한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국(100)이 과부하인 상태이므로, 사용하는 부하조절 알고리즘에 맞춘 방식으로 상기 기지국(100)의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄인다.

또한, 상기 판단 결과, 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 큰 경우, 상기 기지국(100)은 해당 이동국(200)에 대해서는 더 이상 자원할당을 할 필요가 없으므로, 상기 기지국(100)에 연결된 복수의 이동국(200)을 관리하는 이동국 집합에서 해당 이동국(200)을 삭제(또는 제거)한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 기지국(100)에 연결된 복수의 이동국(200)에 대한 추가 자원 블록 할당 과정을 반복적으로 수행하여, 상기 복수의 이동국(200)에서 필요로 하는 자원 블록을 스케줄링한다. 이때, 상기 기지국(100)에서 사용할 수 있는 자원 블록이 없는 경우에는, 상기 기지국(100)은 해당 기지국(100)의 커버리지를 상기 미리 설정된 값만큼 줄여 자원 블록을 할당받지 못한 이동국(200)과의 연결을 제어한다. 이처럼, 해당 기지국(100)에 의해 자원 블록을 할당받지 못한 이동국(200)은 핸드오버 과정을 통해 다른 기지국(100)과 연결하고, 다른 기지국(100)으로부터 자원 블록을 할당받는다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 복수의 이동국(200) 중에서 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 이동국(200)이 있는지 확인한다.

상기 확인에 의해 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 다른 이동국(200)이 있을 때, 상기 기지국(100)은 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있는지 여부를 확인한다.

또한, 상기 확인에 의해 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있을 때, 상기 기지국(100)은 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 다른 이동국(200)에 할당하는 단계를 수행한다.

또한, 상기 확인에 의해 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국(100)이 과부하인 상태이므로, 상기 기지국(100)은 사용하는 부하조절 알고리즘에 맞춘 방식으로 상기 기지국(100)의 커버리지를 상기 미리 설정된 값만큼 줄인다.

또한, 상기 확인에 의해 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 다른 이동국(200)이 없을 때, 스케줄링이 완료되었으므로, 상기 기지국(100)은 과부하가 걸리지 않은 것으로 판단(또는 확인)하고, 해당 기지국(100)이 관리하는 부하의 양을 계산하고, 상기 계산된 부하의 양을 저장한다.

또한, 상기 기지국(100)은, 스케줄링 및 전송률 추정이 완료되면, 이동성 부하 조절 알고리즘을 수행한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 기지국(100)을 포함한 복수의 기지국(100) 간의 연동에 의해 각 기지국(100)별로 관리(또는 처리)해야 할 이동국(200)의 수를 비슷하게 유지한다.

또한, 상기 기지국(100)은, 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 다음 순으로 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당하는 단계를 수행한다.

즉, 상기 이동성 부하 조절 알고리즘 수행 이후에 상기 기지국(100)에 연결된 이동국(200)들의 분포가 바뀔 수 있으므로, 상기 기지국(100)은 미리 설정된 프레임 수만큼 재분포되는 이동국(200)에 대한 재스케줄링 과정을 반복적으로 수행한다. 이때, 이동성 부하 조절 이후에 다시 스케줄링 과정을 수행할 경우, 선택된 이동국(200)이 핸드오버된 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 후의 이동국(200)으로부터의 CQI가 피드백 정보에 포함되어 있으면, 상기 기지국(100)은 해당 CQI를 근거로 자원 블록의 MCS 값을 계산할 수 있지만, CQI가 피드백 정보에 포함되어 있지 않으면, 상기 기지국(100)은 최적 MCS 값의 정확한 계산을 수행할 수 없다. 따라서, CQI가 피드백 정보에 포함되어 있지 않으면, 상기 기지국(100)은 핸드오버되는 이동국(200)이 본래 연결되었던 기지국의 셀 가장자리에 분포할 확률이 높다는 점을 근거로 모든 자원 블록에 대해 전송률이 가장 낮은 MCS를 선택하고, 상기 선택된 전송률이 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행할 수 있다.

이와 같은 스케줄링 및 전송률 추정은 상기 기지국(100)에서 관리하는 프레임 내의 복수의 자원 블록을 상기 기지국(100)에 연결된 모든 이동국(200)에 할당할 때까지 수행된다. 이때, 특정 자원 블록의 스케줄링 여부가 간섭에 큰 영향을 미치기 때문에, 상기 기지국(100)은 자원 할당 분포를 가능한 일정하게 유지시키고 셀간 간섭을 최소화하기 위해서, 이전 프레임에 자원 할당이 이루어진 자원 블록을 우선적으로 스케줄링한다.

또한, 상기 기지국(100)은, 이동성 부하 조절 알고리즘 수행이 완료되면, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)과의 하향 링크 전송/통신(downlink transmission)을 수행한다.

또한, 상기 기지국(100)은 미리 설정된 프레임 동안 적응(adaptation)을 수행한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기지국(100)은 미리 설정된 프레임 동안 상기 이동국(200)으로부터 전송되는 CQI를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정과, 이동성 부하 조절 알고리즘 수행과, 하향 링크 통신 수행과, 상기 이동국(200)으로부터 전송되는 CQI 수신 등의 과정을 반복 수행한다.

상기 이동국(또는 Mobile Station)(200)은 복수의(또는 하나 이상의) 기지국(100)과 연결한다.

또한, 상기 이동국(200)은 임의의 기지국(100)으로부터 전송되는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 대한 수신 신호 세기를 측정(또는 감지)한다.

또한, 상기 이동국(200)은 해당 이동국에서 필요로 하는 SINR 값을 포함하는 상기 CQI를 상기 기지국(100)에 피드백(또는 전송/전달)한다. 이때, 상기 피드백되는 CQI는 상기 기지국(100)에서 전송된 신호에 대한 수신 신호 세기를 근거로 산출된 SINR 값을 포함하거나 또는, 핸드오버 후의 MCS 값의 추정을 위해서 해당 이동국(200)이 연결된 복수의(또는 하나 이상의) 기지국(100) 중에서 상기 CQI를 피드백하는 해당 기지국(100)을 제외한 나머지 기지국(100) 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함한다. 또한, 상기 피드백되는 CQI는 상기 기지국(100)으로부터 전송되는 신호를 수신한 이후 피드백되거나, 미리 설정된 시간 간격으로 피드백되거나, 상기 기지국(100)의 요청에 의해 피드백되거나, 랜덤 시간(또는 미리 설정된 특정 이벤트 발생시)으로 피드백될 수 있다.

이와 같이, 자가구성망 기반의 하향링크 네트워크 내에서 이동성 부하조절 알고리즘을 사용할 때 필수적으로 수행되어야 하는 전송률의 추정을 효과적으로 수행할 수 있다.

또한, 이와 같이, 피드백받은 CQI를 근거로 기지국 섹터에서 스케줄링과 전송률 추정을 동시에 진행하고, 상기 진행되는 스케줄링과 전송률 추정을 근거로 기지국 섹터의 부하량을 계산하여 기지국 섹터의 이동성 부하 조절 알고리즘 동작을 위한 기반작업을 수행할 수 있다.

또한, 이와 같이, 상용 시스템에서 일반적으로 사용되는 MCS를 기반으로 한 시스템을 고려하여 상용화된 시스템에서도 적용 가능한 이동성 부하 조절 방법을 제공할 수 있다.

이하에서는, 본 명세서에 따른 통신 시스템의 제어 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 통신 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 적응형 변조 및 코딩 시스템을 기반으로 동작하는 기지국(100)은 상기 기지국(100)에 연결된 복수의 이동국(200)으로부터 각각 전송되는 상기 복수의 이동국(200)에서 필요한 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)를 포함하는 CQI를 피드백받는다. 이때, 이동국(200)은 핸드오버 후의 MCS 값의 추정을 위해서, 해당 이동국(200)이 연결된 복수의(또는 하나 이상의) 기지국(100) 중에서 상기 CQI를 피드백하는 해당 기지국(100)을 제외한 나머지 기지국(100) 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함하는 CQI를 상기 해당 기지국(100)에 피드백한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 복수의 이동국(200) 중에서 어느 하나의 이동국(200)을 선택한다(S310).

이후, 상기 기지국(100)은 상기 선택된 이동국(200)에서 전송한 CQI를 근거로 프레임 내의 복수의 자원 블록마다 최적의 MCS를 계산(또는 산출)한다.

또한, 상기 기지국(100)은 상기 계산된 각 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당(또는 스케줄링)한다(S320).

이후, 상기 기지국(100)은 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 스케줄링된 자원 블록에 대해서 상기 이동국(200)으로부터 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률(예를 들어, 1- MCS 선택의 기준값이 되는 BLER)을 곱한 후, 상기 곱한 값을 한 프레임이 차지하는 시간으로 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정한다(S330).

이후, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)의 현재까지 스케줄된 전송률이 미리 설정된 QoS를 만족하는지 여부를 판단한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 큰지 여부를 판단한다(S340).

상기 판단 결과, 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같을 때, 상기 기지국(100)은 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있는지 여부를 확인한다(S350).

상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있을 때, 상기 기지국(100)은 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 다음 순으로 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당하는 단계(상기 S320 단계)로 복귀한다(S360).

또한, 상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국(100)이 과부하인 상태이므로, 상기 기지국(100)은 사용하는 부하조절 알고리즘에 맞춘 방식으로 상기 기지국(100)의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄인다(S370).

또한, 상기 판단 결과(또는 상기 S340 단계에서의 판단 결과), 상기 이동국(200)에 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 클 때, 해당 이동국(200)에 대해서는 더 이상 자원할당을 할 필요가 없으므로, 상기 기지국(100)은 상기 기지국(100)에 연결된 복수의 이동국(200)을 관리하는 이동국 집합에서 해당 이동국(200)을 삭제(또는 제거)한다(S380).

이후, 상기 기지국(100)은 상기 복수의 이동국(200) 중에서 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 이동국(200)이 있는지 확인한다(S390).

상기 확인 결과(또는 상기 S390 단계에서의 확인 결과), 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 다른 이동국(200)이 있을 때, 상기 기지국(100)은 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있는지 여부를 확인한다(S400).

상기 단계(또는 S400 단계)에서의 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아 있을 때, 상기 기지국(100)은 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 다른 이동국(200)에 할당하는 단계(상기 S320 단계)로 복귀한다(S410).

또한, 상기 단계(또는 S400 단계)에서의 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국(100)이 과부하인 상태이므로, 상기 기지국(100)은 사용하는 부하조절 알고리즘에 맞춘 방식으로 상기 기지국(100)의 커버리지를 상기 미리 설정된 값만큼 줄인다(S420).

또한, 상기 확인 결과(또는 상기 S390 단계에서의 확인 결과), 추가로 자원 블록의 할당을 필요로 하는 다른 이동국(200)이 없을 때, 스케줄링이 완료되었으므로, 상기 기지국(100)은 과부하가 걸리지 않은 것으로 판단(또는 확인)하고, 해당 기지국(100)이 관리하는 부하의 양을 계산하고, 상기 계산된 부하의 양을 저장한다(S430).

이후, 상기 기지국(100)은 이동성 부하 조절 알고리즘을 수행한다.

즉, 상기 기지국(100)은 상기 기지국(100)을 포함한 복수의 기지국(100) 간의 연동에 의해 각 기지국(100)별로 관리(또는 처리)해야할 이동국(200)의 수를 비슷하게 유지한다(S440).

이후, 이동성 부하 조절 알고리즘 수행 이후, 상기 기지국(100)은 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 상기 계산된 자원 블록별 최적의 MCS 중에서 다음 순으로 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국(200)에 할당하는 단계(상기 S320 단계)로 복귀한다.

즉, 상기 이동성 부하 조절 알고리즘 수행 이후에 상기 기지국(100)에 연결된 이동국(200)들의 분포가 바뀔 수 있으므로, 상기 기지국(100)은 미리 설정된 프레임 수만큼 재분포되는 이동국(200)에 대한 재스케줄링 과정을 반복적으로 수행한다. 이때, 이동성 부하 조절 이후에 다시 스케줄링 과정을 수행할 경우, 선택된 이동국(200)이 핸드오버된 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 후의 이동국(200)으로부터의 CQI가 피드백 정보에 포함되어 있으면, 상기 기지국(100)은 해당 CQI를 근거로 자원 블록의 MCS 값을 계산할 수 있지만, CQI가 피드백 정보에 포함되어 있지 않으면, 상기 기지국(100)은 최적 MCS 값의 정확한 계산을 수행할 수 없다. 따라서, CQI가 피드백 정보에 포함되어 있지 않으면, 상기 기지국(100)은 핸드오버되는 이동국(200)이 본래 연결되었던 기지국의 셀 가장자리에 분포할 확률이 높다는 점을 근거로 모든 자원 블록에 대해 전송률이 가장 낮은 MCS를 선택하고, 상기 선택된 전송률이 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행할 수 있다(S450).

이후, 이동성 부하 조절 알고리즘이 완료되면, 상기 기지국(100)은 상기 이동국(200)과의 하향 링크 통신을 수행한다(S460).

이와 같이, 이동국(200)의 CQI 피드백은 스케줄링 결과에 직접적으로 영향을 받고 다음 프레임(next frame)의 자원 할당 및 부하 조절 알고리즘의 동작은 CQI 피드백에 다시 영향을 받기 때문에, 피드백된 CQI로부터 얻어진 MCS 값과 다음 프레임의 실제 최적 MCS 값이 정확하게 일치하도록 통신 시스템(10)을 직접적으로 구성하기는 쉽지 않다. 따라서, 실제 전송률과 피드백받은 CQI 값을 통해 추정된 전송률 간의 차이를 줄이기 위해서는 반복적으로 일정 프레임 동안 적응(adaptation)을 시켜줄 필요가 있다. 이러한 적응형 방법은 피드백받은 CQI를 통해 계산된 MCS 값과 다음 프레임에 사용될 수 있는 최적의 MCS가 갖는 차이(또는 갭)를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 자가구성망 기반의 하향링크 네트워크 내에서 이동성 부하조절 알고리즘을 사용할 때 필수적으로 수행되어야 하는 전송률의 추정을 효과적으로 수행하여, 예기치못하게 발생하는 불균형한 부하의 분포에 대해서 네트워크 전체의 부하를 효율적으로 조절하고, 네트워크 전체의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 피드백받은 CQI를 근거로 기지국 섹터에서 스케줄링과 전송률 추정을 동시에 진행하고, 상기 진행되는 스케줄링과 전송률 추정을 근거로 기지국 섹터의 부하량을 계산하여 기지국 섹터의 이동성 부하 조절 알고리즘 동작을 위한 기반작업을 수행하여, 네트워크의 과부하를 해소하고, 네트워크 전체의 부하를 조절하기 위해 소요되는 막대한 수동 경비를 줄일 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 상용 시스템에서 일반적으로 사용되는 MCS를 기반으로 한 시스템을 고려하여 상용화된 시스템에서도 적용 가능한 이동성 부하 조절 방법을 제공하여, 상용화된 송신 시스템이 전송률 추정에 대한 정확도를 향상시키고, 과부하된 기지국 섹터를 더욱 정확하게 결정하고, 부하 조절 알고리즘을 동작시킬 수 있다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 통신 시스템 100: 기지국
200: 이동국

Claims

복수의 이동국과 연결된 기지국을 포함하는 통신 시스템에 있어서,
이동국에서 필요한 SINR(Signal to Noise Plus Interference Ratio) 값을 포함하는 CQI(Channel Quality Information)를 상기 기지국에 피드백하는 상기 이동국; 및
상기 이동국으로부터 피드백된 CQI를 근거로 자원 블록별 MCS(Modulation and Coding Set)를 계산하고, 상기 계산된 자원 블록별 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 스케줄링하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하고, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 미리 설정된 QoS보다 클 때, 상기 이동국과 하향 링크 송신 및 상기 이동국에 의한 CQI 피드백을 미리 설정된 프레임만큼 반복 수행하는 상기 기지국;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 이동국은,
상기 이동국이 연결된 복수의 기지국 중에서 상기 기지국을 제외한 나머지 기지국 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함하는 CQI를 상기 기지국에 피드백하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률의 곱에 한 프레임이 차지하는 시간을 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제3항에 있어서, 상기 송신될 확률은,
1과 상기 MCS 선택의 기준값이 되는 BLER 간의 차이인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같을 때, 아직 할당되지 않은 자원 블록 유무를 확인하고, 상기 확인된 아직 할당되지 않은 자원 블록의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제5항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄이는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 기지국에 연결된 복수의 이동국에 대해서 프레임 내의 남은 자원 블록을 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기지국은,
셀간 간섭을 최소화하기 위해서 상기 스케줄링을 수행할 때, 이전 프레임에서 스케줄링된 자원 블록의 할당을 우선 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률 추정에 따른 이동성 부하 조절을 수행한 후, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제9항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 이동국에서 핸드오버가 발생할 때 상기 핸드오버 이후의 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI의 존재 여부를 확인하고, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재할 때, 상기 핸드오버 이후 피드백되는 CQI를 근거로 상기 자원 블록의 MCS를 계산하고, 상기 계산된 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제10항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재하지 않을 때, 상기 자원 블록별 MCS 중에서 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
복수의 이동국과 연결된 기지국을 포함하는 통신 시스템의 제어 방법에 있어서,
상기 이동국으로부터 피드백되는 이동국에서 필요한 SINR 값을 포함하는 CQI를 수신하는 단계;
상기 이동국으로부터 피드백된 CQI를 근거로 자원 블록별 MCS를 계산하는 단계;
상기 계산된 자원 블록별 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 스케줄링하는 단계;
상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 단계;
상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 미리 설정된 QoS와 비교하는 단계;
상기 비교 결과, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 클 때, 상기 이동국과 하향 링크 송신 및 상기 이동국에 의한 CQI 피드백을 미리 설정된 프레임만큼 반복 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI는,
상기 이동국이 연결된 복수의 기지국 중에서 상기 기지국을 제외한 나머지 기지국 중에서 수신 신호가 가장 강한 기지국의 SINR 값을 포함하는 CQI인 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 단계는,
상기 피드백받은 CQI를 통해 상기 스케줄링된 자원 블록의 MCS가 송신 완료되었을 때의 비트 수와 송신될 확률의 곱에 한 프레임이 차지하는 시간을 나누어 상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률을 추정하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 송신될 확률은,
1과 상기 MCS 선택의 기준값이 되는 BLER 간의 차이인 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 비교 결과, 상기 스케줄링된 전송률이 상기 미리 설정된 QoS보다 작거나 같을 때, 아직 할당되지 않은 자원 블록 유무를 확인하는 단계;
상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록의 MCS 중에서 가장 큰 MCS를 갖는 자원 블록을 상기 이동국에 할당하는 단계;
상기 확인 결과, 아직 할당되지 않은 자원 블록이 남아있지 않을 때, 상기 기지국의 커버리지를 미리 설정된 값만큼 줄이는 단계; 및
상기 스케줄링된 자원 블록의 전송률 추정에 따른 이동성 부하 조절을 수행한 후, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제16항에 있어서, 상기 이동국에 대한 재스케줄링을 수행하는 단계는,
상기 이동국에서 핸드오버가 발생할 때, 상기 핸드오버 이후의 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI의 존재 여부를 확인하는 과정;
상기 확인 결과, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재할 때, 상기 핸드오버 이후 피드백되는 CQI를 근거로 상기 자원 블록의 MCS를 계산하는 과정;
상기 계산된 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 과정;
상기 확인 결과, 상기 이동국으로부터 피드백되는 CQI가 존재하지 않을 때, 상기 자원 블록별 MCS 중에서 가장 낮은 MCS를 근거로 스케줄링 및 전송률 추정을 수행하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 이동국에 자원 블록을 스케줄링하는 단계는,
상기 기지국에 연결된 복수의 이동국에 대해서 프레임 내의 남은 자원 블록을 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 이동국에 자원 블록을 스케줄링하는 단계는,
이전 프레임에서 스케줄링된 자원 블록의 할당을 우선 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 제어 방법.