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KR101083482B1 - 송신 전력 보고 장치 및 방법과 송신 전력 결정 장치 및 방법 - Google Patents

송신 전력 보고 장치 및 방법과 송신 전력 결정 장치 및 방법 Download PDF

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KR101083482B1
KR101083482B1 KR1020090033179A KR20090033179A KR101083482B1 KR 101083482 B1 KR101083482 B1 KR 101083482B1 KR 1020090033179 A KR1020090033179 A KR 1020090033179A KR 20090033179 A KR20090033179 A KR 20090033179A KR 101083482 B1 KR101083482 B1 KR 101083482B1
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주식회사 세아네트웍스
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Abstract

단말의 전력 헤드룸을 효율적으로 산출할 수 있도록 하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 송신 전력 보고 장치는 단말의 송신 전력 보고(Tx Power Report)가 포함될 버스트의 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme)인 현재 MCS 레벨에서의 제1 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 제2 송신 전력으로 정규화하는 송신 전력 정규화부; 상기 제2 송신 전력이 정의된 상기 단말의 송신 전력 보고를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및 상기 메시지 생성부에 의해 생성된 메시지를 기지국으로 전송하는 송신부를 포함한다.
헤드룸, 전력, 송신, MCS

Description

송신 전력 보고 장치 및 방법과 송신 전력 결정 장치 및 방법{Apparatus and Method for Reporting Transmission Power, and Apparatus and Method for Determining Transmission Power}
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 광대역 무선 통신 시스템에서의 송신 전력 보고에 관한 것이다.
무선 통신산업의 발달 및 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구가 점차 증가되고 있어 음성 서비스 제공을 위한 종래의 이동 통신망으로는 사용자의 요구를 충족시킬 수가 없게 됨에 따라, 최근에는 무선 통신망을 통해 음성 서비스뿐만 아니라 인터넷 서비스도 함께 제공할 수 있는 무선 통신망들이 개발되고 있다.
그 중에서 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16에서 제안된 통신 시스템으로서, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(OFDMA: Orthogonal Frequency division Multiplexing Access)을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템(BWA: Broadband Wireless Access)은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 통신 기술에 비해 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자가 채널을 공유하므로 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하 다.
이러한 IEEE 802.16 기반의 무선 통신 시스템에서, 기지국은 단말로부터 보고되는 송신 전력 보고(Tx Power Report)를 이용하여 해당 단말의 송신 전력, 해당 단말에게 할당할 상향링크 전송 데이터의 크기, 또는 해당 단말의 MCS 레벨을 결정한다. 구체적으로, 단말로부터 전송되는 송신 전력 보고에 포함된 송신 전력과 SBC-REQ 메시지에 포함된 해당 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 해당 단말의 전력 헤드룸(Headroom)을 계산하고, 계산된 전력 헤드룸을 이용하여 해당 단말의 송신 전력을 결정한다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 단말의 최대 송신 전력이 23dBm이고 단말로부터 전송된 송신 전력 보고에 포함된 송신 전력이 13dBm이면 해당 단말의 전력 헤드룸은 10(23-13)dBm이 된다. 이러한 경우, 기지국은 동일한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨과 동일한 크기의 데이터가 해당 단말에게 할당된다면 해당 단말의 송신 전력을 10dBm만큼 증가시킬 수 있다.
여기서, 단말로부터 기지국으로 전송되는 송신 전력 보고는 송신 전력 보고를 포함하고 있는 버스트의 전력 밀도(Power Density)로 정의되는데, 이러한 전력 밀도는 IEEE802.16e의 Open Loop Power Control 규정을 따른다면, 송신 전력 보고가 포함된 버스트의 MCS 레벨(이하, '현재 MCS 레벨'이라 함)에 따라 다를 수 있다. 따라서, 현재 MCS 레벨에 따라 표준화된 C/N(Normalized C/N, Broadcasting Message에 의해 모든 단말에 전달됨)이 다르다면, 비록 무선 환경이 동일하다 하더라도 해당 단말의 현재 MCS 레벨에 따라 해당 단말의 전력 헤드룸이 달라지게 되고 결과적으로 해당 단말의 송신 전력도 해당 단말의 현재 MCS 레벨에 따라 달라지게 된다.
예컨대 도 2에 도시된 바와 같이, 현재 MCS 레벨이 QPSK 1/2라고 가정한다면 각 MCS 레벨들의 전력 헤드룸은 각 MCS 레벨 간의 표준화된 C/N의 차이만큼 차이가 남을 알 수 있고, 현재 MCS 레벨이 16 QAM 1/2이라고 가정한다면 각 MCS 레벨 별 전력 헤드룸은 도 3에 도시된 바와 같이 변경됨을 알 수 있다.
즉, 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 단말로부터 보고되는 송신 전력이 동일 하더라도 현재 MCS 레벨이 다르다면 해당 단말의 전력 헤드룸이 달라지게 된다.
따라서, 기지국이 단말의 전력 헤드룸을 정확하게 산출하기 위해서는 현재 MCS 레벨을 알고 있어야만 한다. 이를 위해, 기지국의 물리 계층(PHY)이 단말로부터 전송된 송신 전력 보고를 현재 MCS 레벨과 함께 맥 계층(MAC)으로 전달하거나, 맥 계층이 송신 전력 보고가 수신된 프레임의 맵(MAP) 정보를 정확하게 기억하는 방법이 있지만, 이러한 방법들은 물리 계층 및 맥 계층 모두에게 어려울 수 있다.
특히, 버스트의 스케쥴링 시간과 버스트의 수신 시간 간의 시간 지연을 고려하면, 기지국은 2~3프레임에 대한 모든 버스트의 MCS 레벨을 기억해야만 하기 때문에, 기지국의 부담은 더욱 가중될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단말의 전력 헤드룸을 효율적으로 산출하기 위한 송신 전력 보고 장치 및 방법과 송신 전력 결정 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 기지국이 스케쥴링된 단말의 현재 MCS 레벨을 알지 않고도 해당 단말의 송신 전력을 결정할 수 있도록 하는 송신 전력 보고 장치 및 방법과 송신 전력 결정 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 송신 전력 보고 장치는 단말의 송신 전력 보고(Tx Power Report)가 포함될 버스트의 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme)인 현재 MCS 레벨에서의 제1 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 제2 송신 전력으로 정규화하는 송신 전력 정규화부; 상기 제2 송신 전력이 정의된 상기 단말의 송신 전력 보고를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및 상기 메시지 생성부에 의해 생성된 메시지를 기지국으로 전송하는 송신부를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 송신 전력 결정 장치는 기준 MCS 레벨로 정규화된 송신 전력을 단말로부터 수신하는 수신부; 상기 정규화된 송신 전력과 상기 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 계산하는 헤드룸 계산부; 및 상기 MCS 레벨 별 전력 헤드룸에 기초하여 상기 단말의 송신 전력, 상기 단말에게 할당할 상향링크 데이터의 크기, 및 상기 단말의 MCS 레벨 중 적어도 하나를 결정하는 스케쥴러를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 송신 전력 보고 방법은 단말의 송신 전력 보고가 포함될 버스트의 MCS 레벨인 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 획득하는 단계; 상기 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화하는 하는 단계; 및 상기 정규화된 송신 전력이 정의된 상기 단말의 송신 전력 보고를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 송신 전력 결정 방법은 기준 MCS 레벨로 정규화된 송신 전력이 정의된 송신 전력 보고가 수신되면, 상기 정규화된 송신 전력 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 계산하는 단계; 및 상기 MCS 레벨 별 전력 헤드룸에 기초하여 상기 단말의 송신 전력, 상기 단말에게 할당할 상향링크 데이터의 크기, 및 상기 단말의 MCS 레벨 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기지국이 단말의 전력 헤드룸을 효율적으로 산출할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기지국이 기준 MCS 레벨에서 정규화된 송신 전력을 이용하여 해당 단말에 대한 전력 헤드룸을 계산하기 때문에, 기지국이 스케쥴링된 단말의 MCS 레벨을 기억하고 있을 필요가 없으므로, 단말의 전력 헤드룸 계산시 기지국의 부담을 경감시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 보고 장치의 개략적인 블록도이다. 도시된 바와 같이, 송신 전력 보고 장치(400)는 수신부(410), 대역신호 처리부(420), 인터페이스부(430), 송신부(440), 송신 전력 정규화부(450), 메시지 생성부(470)를 포함하는 것으로서, 일 실시예에 있어서 이러한 송신 전력 보고 장치(400)는 기지국으로 송신 전력 보고를 전송하는 단말일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 이러한 송신 전력 보고 장치(400)가 단말인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 수신경로에서, 수신부(410)는 안테나(120)를 통하여 기지국(미도시)이 전송하는 무선 신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신부(410)는 단말의 데이터 수신을 위하여 무선 신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하며, 증폭된 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 다운 컨버팅된 기저대역 신호를 디지털화한다.
다음으로, 대역신호 처리부(420)는 디지털화된 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하여 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정들을 수행한다. 이렇게 수신된 정보는 인터페이스(430)를 경유하여 상위계층으로 전달된다.
송신경로에서, 인터페이스(430)는 상위계층으로부터 전달되는 음성이나 데이터를 수신하여 대역신호 처리부(420)로 전달하고, 대역신호 처리부(420)는 음성이나 데이터를 부호화한 후 송신부(440)로 출력한다. 본 발명에 있어서, 특히 대역 신호 처리부(420)는 후술할 메시지 생성부(470)로부터 단말의 송신 전력 보고가 포함된 메시지를 수신하여 이를 송신부(440)로 전달한다.
송신부(440)는 부호화된 음성이나 데이터를 원하는 특정 주파수를 갖는 반송파 신호로 변조하고, 이 변조된 반송파 신호를 송신에 적합한 레벨로 증폭하여 안테나(120)를 통해 공중으로 전파한다. 특히, 본 발명에 따른 송신부(440)는 대역신호 처리부(420)로부터 전달되는 단말의 송신 전력 보고가 포함된 메시지를 안테나를 통해 기지국으로 전송한다.
송신 전력 정규화부(450)는 송신 전력 보고(Tx Power Transmission)가 포함될 버스트의 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨(이하, '현재 MCS 레벨'이라 함)에서의 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화한다. 이때 기준 MCS 레벨은 사전에 단말과 기지국간에 협의되어 있는 MCS 레벨일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기준 MCS 레벨은 상향링크 구간에서 적용될 수 있는 MCS 레벨들 중 가장 낮은 MCS 레벨로 설정될 수 있다. 예컨대, 기준 MCS 레벨은 QPSK 1/2로 설정될 수 있다.
여기서, 송신 전력 정규화부(450)가 단말의 송신 전력을 정규화하는 이유는, 기지국이 단말에 대한 전력 헤드룸(Headroom)을 계산하는 경우 현재 MCS 레벨을 알지 않고도 단말에 대한 정확한 전력 헤드룸을 계산할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 종래에는 단말이 기지국으로 전송하는 송신 전력 보고에 포함된 송신 전력이 동일하더라도 해당 단말에 대한 전력 헤드룸은 송신 전력 보고가 포함된 버스트의 MCS 레벨, 즉 현재 MCS 레벨에 따라 달라지기 때문에, 기지국이 해당 단말에 대한 정확한 전력 헤드룸을 계산하기 위해서는 해당 단말의 현재 MCS 레벨을 알고 있어야만 했었다.
그러나, 본 발명의 송신 전력 정규화부(450)는 기지국이 해당 단말의 현재 MCS 레벨을 알지 않고도 단말의 전력 헤드룸을 용이하게 계산할 수 있도록 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 단말과 기지국간에 미리 협의된 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화하는 것이다.
일 실시예에 있어서, 송신 전력 정규화부(450)는 도 5에 도시된 바와 같은 정규화된 C/N(Normalized C/N) 테이블(460)을 이용하여 단말의 송신 전력을 정규화할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 정규화된 C/N 테이블(460)은 기지국으로부터 방송(Broadcasting)되는 UCD(Uplink Channel Descriptor) 메시지로부터 획득할 수 있다.
이하에서는 송신 전력 정규화부(450)가 정규화된 C/N 테이블(460)을 이용하여 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 정규화하는 방법을 구체적으로 설명한다. 먼저, 송신 전력 정규화부(450)는 정규화된 C/N 테이블(460) 상에서 현재 MCS 레벨의 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio)을 확인하고, 현재 MCS 레벨의 CINR에서 기준 MCS 레벨의 CINR을 감산한다.
이후, 송신 전력 정규화부(450)는 감산 결과값을 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력과 합산함으로써 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화한다.
기준 MCS 레벨을 QPSK 1/2로 가정하는 경우 정규화된 송신 전력을 산출하는 방법을 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112009023018298-pat00001
수학식 1에서 Normalized UL Tx Power는 정규화된 송신 전력을 의미하고, UL Tx Power는 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 의미하며, Normalized C/N (QPSK1/2)은 정규화된 C/N테이블에서 QPSK 1/2의 CINR값을 나타내고, Normalized C/N (MCSburst)는 정규화된 C/N테이블에서 송신 전력 보고가 포함될 버스트에 대한 MCS 레벨의 CINR값, 즉 현재 MCS 레벨의 CINR값을 나타낸다.
기준 MCS 레벨이 QPSK 1/2로 설정되어 있는 경우, 송신 전력 정규화부(450)가 정규화된 C/N(Normalized C/N) 테이블(460)을 이용하여 단말의 송신 전력을 정규화하는 방법을 예를 들어 설명한다.
먼저, 현재 MCS 레벨이 QPSK 1/2이고 송신 전력이 10dbm인 경우, 현재 MCS 레벨이 기준 MCS 레벨과 동일하므로 정규화된 송신 전력은 10dbm이 된다.
또한, 현재 MCS 레벨이 16 QAM 1/2이고 송신 전력이 10dbm인 경우, 정규화된 C/N 테이블(460) 상에서 기준 MCS 레벨인 QPSK 1/2의 CINR은 6이고 현재 MCS 레벨인 16 QAM 1/2의 CINR은 12이므로 감산 결과값은 -6dbm이 된다. 따라서, 감산 결과값인 -6dbm과 송신 전력인 10dbm을 합산한 결과값인 4dbm이 정규화된 송신 전력이 된다.
또한, 현재 MCS 레벨이 64 QAM 1/2이고 송신 전력이 10dbm인 경우, 정규화된 C/N 테이블(460) 상에서 기준 MCS 레벨인 QPSK 1/2의 CINR은 6이고 현재 MCS 레벨인 64 QAM 1/2의 CINR은 18이므로 감산 결과값은 -12dbm이 된다. 따라서, 감산 결과값인 -12dbm과 송신 전력인 10dbm을 합산한 결과값인 -2dbm이 정규화된 송신 전력이 된다.
다시 도 4를 참조하면, 메시지 생성부(470)는 송신 전력 정규화부(450)에 의해 정규화된 송신 전력을 이용하여 단말의 송신 전력 보고(Tx Power Report)를 생성하고, 생성된 송신 전력 보고를 포함하는 메시지를 생성하여 대역신호 처리부(420)로 전달 한다.
일 실시예에 있어서, 메시지 생성부(470)는 송신 전력 보고를 포함하는 메시지로 SBC-REQ 메시지를 생성하거나, Bandwidth Request and Transmission Power Report Header (BR and Tx Power Report Header) 메시지를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르는 경우 단말이 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 기지국으로 보고하는 것이 아니라 송신 전력을 단말과 기지국간에 사전에 협의된 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화한 후, 정규화된 송신 전력을 기지국으로 전송하기 때문에, 기지국은 해당 단말의 현재 MCS 레벨을 알지 않고도 단말로부터 전송되는 송신 전력 보고에 포함된 정규화된 송신 전력과 최대 송신 전력을 이용하여 해당 단말의 전력 헤드룸을 정확하게 계산할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에 있어서는 단말이 기지국으로 정규화된 송신 전력을 보고하는 것으로만 기재하였으나, 변형된 실시예에 있어서는 단말이 직접 정규화된 전력 헤드룸을 계산하여 그 결과를 기지국으로 보고할 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 송신 전력 보고 장치(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 정규화된 전력 헤드룸을 계산하기 위한 헤드룸 계산부(480)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 헤드룸 계산부(480)는 단말의 최대 송신 전력에서 정규화된 송신 전력을 감산함으로써 해당 단말의 정규화된 전력 헤드룸을 계산한다.
이러한 실시예에 의하는 경우, 메시지 생성부(470)는 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지를 추가로 생성할 수 있는데, 일 실시예에 있어서 메시지 생성부(470)는 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지로 PHY Channel Report Header 메시지를 생성할 수 있다.
이렇게 생성된 메시지는 상술한 송신부(440)를 통해 기지국으로 전송된다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 보고 방법을 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 보고 방법을 보여주는 플로우차트이다.
먼저, 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 획득한다(S600). 이후, 정규화된 C/N 테이블 상에서 현재 MCS 레벨의 CINR을 확인한다(S610). 일 실시예에 있어서, 정규화된 C/N 테이블은 기지국으로부터 방송되는 UCD 메시지로부터 획득할 수 있다.
다음으로, 기준 MCS 레벨의 CINR에서 현재 MCS 레벨의 CINR을 감산하고(S615), 감산 결과값을 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력과 합산함으로써 송신 전력을 정규화한다(S620). 여기서, 기준 MCS 레벨은 사전에 단말과 기지국간에 협의되어 있는 MCS 레벨일 수 있는데, 일 실시예에 있어서 기준 MCS 레벨은 상향링크 구간에 적용할 수 있는 MCS 레벨들 중 가장 낮은 MCS 레벨일 수 있다.
이후, 정규화된 송신 전력을 포함하는 송신 전력 보고를 기지국으로 전송한다(S630). 일 실시예에 있어서, 정규화된 송신 전력을 포함하는 송신 전력 보고는 SBC-REQ 메시지 또는 BR and Tx Power Report Header 메시지에 포함시켜 기지국으로 전송할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에 있어서는 단말이 기지국으로 정규화된 송신 전력을 보고하는 것으로만 기재하였으나, 변형된 실시예에 있어서는 단말이 직접 정규화된 전력 헤드룸을 계산하여 그 결과를 기지국으로 보고할 수도 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 송신 전력 보고 방법은 정규화된 전력 헤드룸을 계산하는 과정과 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지를 생성하는 과정을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 정규화된 전력 헤드룸은 단말의 최대 송신 전력에서 정규화된 송신 전력을 감산함으로써 계산할 수 있으며, 정규화된 전력 헤드룸을 PHY Channel Report Header 메시지에 포함시켜 기지국으로 전송할 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 송신 전력 결정 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 결정 장치의 개략적인 블록도이다. 도시된 바와 같이, 송신 전력 결정 장치(700)는 수신부(710), 대역신호 처리부(720), 인터페이스부(730), 송신부(740), 헤드룸 계산부(750), 및 스케쥴러(770)를 포함하는 것으로서, 일 실시예에 있어서 이러한 송신 전력 결정 장치(400)는 기지국일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 이러한 송신 전력 결정 장치(700)가 기지국인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 수신경로에서, 수신부(710)는 안테나(120)를 통하여 단말(미도시)이 전송하는 무선 신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신부(710)는 단말의 데이터 수신을 위하여 무선 신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하며, 증폭된 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 다운 컨버팅된 기저대역 신호를 디지털화한다. 특히, 본 발명에 있어서 수신부(710)는 단말로부터 단말의 송신 전력 보고가 포함된 메시지를 수신하여 대역신호 처리부(720)로 전달한다.
일 실시예에 있어서 수신부(710)에 의해 수신된 메시지에 포함된 송신 전력 보고에는 정규화된 송신 전력이 포함되어 있다.
다음으로, 대역신호 처리부(720)는 디지털화된 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하여 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정들을 수행한다. 이렇게 수신된 정보는 인터페이스(730)를 경유하여 상위계층으로 전달된다. 특히, 본 발명에 따른 대역신호 처리부(720)는 송신 전력 보고가 포함된 메시지를 디코딩하여 인터페이스부(730)를 경유하여 후술할 헤드룸 계산부(750)로 전달한다.
송신경로에서, 인터페이스(730)는 제어국(미도시) 또는 무선 네트워크로(미도시)부터 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 수신하고, 대역신호 처리부(720)는 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 부호화한 후 송신부(740)로 출력한다. 송신부(740)는 부호화된 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 원하는 송신 주파수 또는 주파수들을 갖는 반송파 신호로 변조하고, 이 변조된 반송파 신호를 송신에 적합한 레벨로 증폭하여 안테나를 통해 공중으로 전파한다.
헤드룸 계산부(750)는 인터페이스부(730)로부터 단말의 정규화된 송신 전력을 전달받고, 정규화된 송신 전력과 해당 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 각 MCS 레벨 별로 전력 헤드룸을 계산한다. 일 실시예에 있어서 단말의 최대 송신 전력은 단말로부터 전송되는 SBC-REQ 메시지로부터 획득할 수 있는데, 이러한 최대 송신 전력은 각 MCS 레벨 별로 다를 수 있다.
이때, 정규화된 송신 전력이란, 정규화된 C/N 테이블 상에서의 해당 단말의 현재 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값과 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 합산한 결과값이다.
구체적으로, 헤드룸 계산부(750)는 각 MCS 레벨 별로 전력 헤드룸을 계산하기 위해 먼저, 정규화된 C/N 테이블(760) 상에서 특정 MCS 레벨의 CINR을 확인하고, 특정 MCS 레벨의 CINR에서 기준 MCS 레벨의 CINR을 감산한 결과값을 정규화된 송신 전력과 합산한다. 마지막으로, 해당 단말의 최대 송신 전력에서 합산 결과값을 감산함으로써 특정 MCS 레벨에서의 전력 헤드룸을 계산한다. 헤드룸 계산부(760)는 이러한 과정을 각 MCS 레벨에 대해 수행함으로써 각 MCS 레벨 별로 전력 헤드룸을 산출한다.
기준 MCS 레벨이 QPSK 1/2일 때, MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 산출하는 방법을 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 2와 같다.
Figure 112009023018298-pat00002
수학식 2에서, Headroom(MCS)는 특정 MCS 에서의 전력 헤드룸을 나타내고, Maximum Tx power(MCS)는 특정 MCS에서 단말의 최대 송신 전력을 나타내며, Normalized UL Tx Power는 단말의 정규화된 송신 전력을 나타내고, Normalized C/N (MCS)는 정규화된 C/N테이블에서 특정 MCS 레벨에서의 CINR을 나타내고, Normalized C/N (QPSK 1/2)은 정규화된 C/N테이블에서 QPSK 1/2의 CINR을 나타낸다.
이하에서는 기준 MCS 레벨이 16 QAM 1/2로 설정되어 있고, 정규화된 송신 전력이 10dbm이며, 최대 송신 전력 23dbm인 경우 헤드룸 계산부(750)가 특정 MCS 레벨에서의 단말의 전력 헤드룸을 계산하는 방법을 예를 들어 설명한다.
먼저, 특정 MCS 레벨이 QPSK 1/2인 경우, 정규화된 C/N 테이블(760) 상에서 QPSK 1/2의 CINR은 6dbm이고 16 QAM 1/2의 CINR은 12dbm이므로 이들의 감산 결과값은 -6dbm이 된다. 또한, 감산 결과값인 -6dbm과 단말의 정규화된 송신 전력인 10dbm을 합산하면 4dbm이 되고, 따라서, 최대 송신 전력인 23dbm에서 합산 결과값인 4dbm을 감산하면 19dbm이 되므로, QPSK 1/2에서의 전력 헤드룸은 19dbm이 된다.
한편, 특정 MCS 레벨이 16 QAM 3/4인 경우, 정규화된 C/N 테이블(760) 상에서 16 QAM 3/4의 CINR은 15dbm이고 16 QAM 1/2의 CINR은 12dbm이므로 이들의 감산 결과값은 3dbm이 된다. 또한, 감산 결과값인 3dbm과 단말의 정규화된 송신 전력인 10dbm을 합산하면 13dbm이 되고, 따라서, 최대 송신 전력인 23dbm에서 합산 결과값인 13dbm을 감산하면 10dbm이 되므로, 16 QAM 3/4에서의 전력 헤드룸은 10dbm이 된다.
헤드룸 계산부(750)가 상술한 바와 같이 단말의 정규화된 송신 전력을 이용하여 각 MCS 레벨 별로 전력 헤드룸을 계산하는 방법을 도식화하면 도 8과 같다.
다시 도 7를 참조하면, 스케쥴러(780)는 수신경로와 송신경로의 동작을 제어한다. 구체적으로, 스케줄러(780)는 송신경로에서 각 단말들로 전송될 데이터들을 버스트 형태로 할당함으로써 각 단말로 전송될 프레임을 구성한다., 특히, 본 발명에 따른 스케쥴러(780)는 상술한 헤드룸 계산부(750)에 의해 계산된 각 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 기초로 하여 해당 단말의 송신 전력, 해당 단말로 전송될 상향링크 데이터의 크기, 또는 해당 단말에 대한 MCS 레벨 등을 결정한다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 결정 방법을 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 결정 방법을 보여주는 플로우차트이다.
먼저, 단말로부터 정규화된 송신 전력이 포함된 송신 전력 보고를 수신한다(S900). 이때, 정규화된 송신 전력은, 정규화된 C/N 테이블 상에서의 단말의 현재 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값과 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 합산함으로써 생성될 수 있다.
정규화된 C/N 테이블 상에서 특정 MCS 레벨의 CINR을 확인한 후(S910), 특정 MCS 레벨의 CINR에서 기준 MCS 레벨의 CINR을 감산한다(S920). 이후, 감산 결과값을 정규화된 송신 전력과 합산한 후, 최대 송신 전력에서 합산 결과값을 감산함으로써 특정 MCS 레벨에서의 전력 헤드룸을 계산한다(S930).
상술한 과정을 각 MCS 레벨에 대해 반복하여 수행함으로써 각 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 계산하고, 각 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 이용하여 단말의 송신 전력, 단말에게 할당할 상향링크 데이터의 크기, 및 단말의 MCS 레벨 중 적어도 하나를 결정한다(S940). 즉, 각 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 기초로 하여 해당 단말의 송신 전력, 해당 단말로 전송될 데이터의 크기, 및 해당 단말에 대한 MCS 레벨 등을 결정하는 것이다.
상술한 송신 전력 보고 방법 및 송신 전력 결정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.
또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코 드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 전력 헤드룸을 계산하는 방법을 도식화하여 보여주는 도면.
도 2 및 도 3은 MCS 레벨 별 전력 헤드룸의 차이를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 보고 장치의 개략적인 블록도.
도 5는 정규화된 C/N 테이블을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 보고 방법을 보여주는 플로우차트.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 결정 장치의 개략적인 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 정규화된 송신 전력을 이용하여 전력 헤드룸을 산출하는 방법을 도식화하여 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 전력 결정 방법을 보여주는 플로우차트.

Claims (22)

  1. 단말의 송신 전력 보고(Tx Power Report)가 포함될 버스트의 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme)인 현재 MCS 레벨에서의 제1 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 제2 송신 전력으로 정규화하는 송신 전력 정규화부;
    상기 제2 송신 전력이 정의된 상기 단말의 송신 전력 보고를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및
    상기 메시지 생성부에 의해 생성된 메시지를 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하고,
    상기 송신 전력 정규화부는, 정규화된 C/N(Normalized C/N) 테이블을 이용하여 상기 제1 송신 전력을 상기 제2 송신 전력으로 정규화하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전력 정규화부는, 정규화된 C/N 테이블 상에서의 상기 현재 MCS 레벨의 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio)과 상기 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값을 산출하고,
    상기 차이값을 제1 송신 전력과 합산함으로써 상기 제1 송신 전력을 상기 제 2 송신 전력으로 정규화하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 MCS 레벨은 상향링크 구간에서 적용할 수 있는 MCS 레벨들 중 가장 낮은 MCS 레벨인 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는 상기 송신 전력 보고를 포함하는 메시지로 SBC-REQ 메시지 및 Bandwidth Request and Transmission Power Report Header 메시지 중 어느 하나의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전력 정규화부는 상기 기지국으로부터 방송(Broadcasting)되는 UCD(Uplink Channel Descriptor) 메시지로부터 상기 정규화된 C/N 테이블을 획득하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 최대 송신 전력에서 상기 제2 송신 전력을 감산함으로써 상기 단말의 정규화된 전력 헤드룸을 계산하는 헤드룸 계산부를 더 포함하고,
    상기 메시지 생성부는, 상기 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지를 생 성하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지로 PHY Channel Report Header 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 장치.
  9. 기준 MCS 레벨로 정규화된 송신 전력을 단말로부터 수신하는 수신부;
    상기 정규화된 송신 전력과 상기 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 계산하는 헤드룸 계산부; 및
    상기 MCS 레벨 별 전력 헤드룸에 기초하여 상기 단말의 송신 전력, 상기 단말에게 할당할 상향링크 데이터의 크기, 및 상기 단말의 MCS 레벨 중 적어도 하나를 결정하는 스케쥴러를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정규화된 송신 전력은, 상기 단말의 송신 전력 보고가 포함될 버스트의 MCS 레벨인 현재 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값과 상기 송신 전력을 합산한 결과값인 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현재 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR은 정규화된 C/N 테이블에서 획득하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 헤드룸 계산부는, 기준 MCS 레벨의 CINR과 정규화된 C/N 테이블에서 획득되는 각 MCS 레벨의 CINR의 차이값을 산출하여, 상기 차이값을 상기 정규화된 송신 전력과 합산하고, 상기 최대 송신 전력에서 상기 합산 결과값을 감산함으로써 상기 각 MCS 레벨에서의 전력 헤드룸을 계산하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 장치.
  13. 단말의 송신 전력 보고가 포함될 버스트의 MCS 레벨인 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 획득하는 단계;
    상기 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화하는 하는 단계; 및
    상기 정규화된 송신 전력이 정의된 상기 단말의 송신 전력 보고를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 정규화하는 단계에서, 정규화된 C/N 테이블에 정의된 상기 현재 MCS레벨의 CINR값과 상기 기준 MCS 레벨의 CINR값을 이용하여 상기 현재 MCS 레벨에서의 송신 전력을 상기 기준 MCS 레벨에서의 송신 전력으로 정규화하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 상기 송신 전력 정규화 단계는,
    상기 정규화된 C/N 테이블로부터 상기 현재 MCS 레벨의 CINR을 획득하는 단계;
    상기 기준 MCS 레벨의 CINR과 상기 현재 MCS 레벨의 CINR 간의 차이값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 결과값을 상기 송신 전력과 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 송신 전력 보고 전송 단계에서,
    상기 송신 전력 보고를 SBC-REQ 메시지 또는 BR and Tx Power Report Header 메시지에 포함시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 단말의 최대 송신 전력에서 상기 정규화된 송신 전력을 감산함으로써 상기 단말의 정규화된 전력 헤드룸을 계산하는 단계; 및
    상기 정규화된 전력 헤드룸을 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 메시지 전송 단계에서,
    상기 정규화된 전력 헤드룸을 PHY Channel Report Header 메시지에 포함시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 보고 방법.
  19. 기준 MCS 레벨로 정규화된 송신 전력이 정의된 송신 전력 보고가 수신되면, 상기 정규화된 송신 전력 및 단말의 최대 송신 전력을 이용하여 MCS 레벨 별 전력 헤드룸을 계산하는 단계; 및
    상기 MCS 레벨 별 전력 헤드룸에 기초하여 상기 단말의 송신 전력, 상기 단말에게 할당할 상향링크 데이터의 크기, 및 상기 단말의 MCS 레벨 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 정규화된 송신 전력은, 정규화된 C/N 테이블 상에서의 상기 단말의 현재 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값과 상기 송신 전력을 합산한 결과값인 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 전력 헤드룸 계산 단계는,
    상기 최대 송신 전력을 획득하는 단계;
    정규화된 C/N 테이블 상에서 상기 각 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR을 획득하는 단계;
    각 MCS 레벨 별로, 상기 각 MCS 레벨의 CINR과 기준 MCS 레벨의 CINR의 차이값과 상기 송신 전력을 합산하고, 상기 최대 송신 전력에서 상기 합산 결과값을 감산함으로써 전력 헤드룸을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 최대 송신 전력은 SBC-REQ 메시지로부터 획득하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
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