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KR100464447B1 - 이동통신시스템에서 서비스 품질에 따른 데이터 패킷의 스케줄링 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신시스템에서 서비스 품질에 따른 데이터 패킷의 스케줄링 방법 및 장치 Download PDF

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KR100464447B1
KR100464447B1 KR10-2001-0078120A KR20010078120A KR100464447B1 KR 100464447 B1 KR100464447 B1 KR 100464447B1 KR 20010078120 A KR20010078120 A KR 20010078120A KR 100464447 B1 KR100464447 B1 KR 100464447B1
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Abstract

기지국과, 상기 기지국에 연결되는 적어도 2 이상의 단말기들을 포함하는 이동 통신시스템에서, 상기 기지국에서 상기 단말기들로의 데이터 전송 시점을 결정하는 스케줄링 장치 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 스케줄러는 먼저 상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 미리 설정된 요구 데이터 전송량과, 상기 각 단말기들로 전송하기 위한 데이터의 양을 고려하여 상기 각 단말기들의 우선순위를 결정한다. 다음에, 상기 스케줄러는 상기 단말기들중 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기를 데이터 전송을 위한 단말기로 결정한다. 바람직하기로, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 상기 요구 데이터 전송률과, 상기 전송하기 위한 데이터의 양에 비례하여 결정된다.

Description

이동통신시스템에서 서비스 품질에 따른 데이터 패킷의 스케줄링 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING DATA PACKETS ACCORDING TO QUALITY OF SERVICE IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로서, 특히 공유매체 시분할 다중화(Time Division Multiplexing: TDM)를 지원하는 이동통신시스템에서 데이터 패킷의 전송을 스케줄링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access)2000, WCDMA/UMTS(WidebandCode Division Multiple Access/Universal Mobile Telecommunications System), GPRS(General Packet Radio System) 및 CDMA2000 1xEV-DO(Evolution Data Only)와 같은 이동통신시스템은 제3세대(3rd Generation) 이동통신을 수행하는 시스템이다. 이러한 제3세대 이동통신시스템은 음성 서비스나 저속의 데이터 서비스만을 지원하던 전형적인 제2세대 이동통신시스템과는 달리, 음성 서비스뿐만 아니라 고속의 패킷 데이터 서비스(high speed packet data service) 및 동영상 통신 등을 지원한다. 상기 이동통신시스템은 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC)와, 기지국(Base Transceiver System: BTS)과, 이동 단말(Mobile Station: MS)을 적어도 포함한다. 상기 기지국 제어기는 상기 기지국 제어기와 유선으로 연결되어 있고 상기 기지국은 상기 이동 단말과 무선채널을 통해 연결되어 통신한다.
상기 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 하위의 기지국을 통해 복수의 이동 단말들 중 특정 이동 단말과 통신하는 경우에, 기지국 제어기는 전송할 데이터 패킷들을 순차적으로 기지국으로 전송한다. 그러면 기지국은 상기 수신한 데이터 패킷을 자신의 버퍼에 버퍼링(저장)한 후, 상기 버퍼링된 데이터 패킷을 무선자원이 가용한 시점에서 순차적으로 이동 단말로 전송한다. 이와 같이 공유되는 하나의 무선자원, 즉 전송채널을 복수의 이동 단말들이 시간대를 나누어서 공유하는 방식을 시분할 다중화(Time Division Multiplex: TDM)라고 한다.
이와 같이 시분할 다중화(TDM) 방식을 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 이동통신시스템에서 이동 단말에게 데이터 패킷을 전송하는 시점을 결정하는 동작을 스케줄링이라고 하며, 상기 스케줄링은 복수의 이동 가입자들에게 기지국의 무선자원을 적절하게 할당한다.
스케줄러는 기지국내에 존재하며, 이동 단말은 무선채널을 통해 수신한 기지국 신호의 수신 품질을 상기 스케줄러에게 주기적으로 보고한다. 상기 스케줄러는 복수의 이동 단말들로부터 수신한 무선채널의 품질정보와 각 이동 단말로 전송할 데이터의 존재 유무 등을 고려하여 매 스케줄링 주기마다 데이터를 전송할 이동 단말을 선택한다.
한편 종래 이동통신시스템에서의 데이터 서비스는 best effort service에 기반하고 있다. 즉, 어떤 이동 가입자가 제공받는 데이터 전송 서비스의 상태는 단지 그 가입자의 무선채널 품질과 각 기지국에서 가입자들을 서비스하는 상황(무선자원의 가용 여부 등)에 따라서 결정되었으며 시스템은 가입자가 원하는 데이터 전송률을 보장하지 못했다. 따라서 만일 같은 기지국에서 다른 가입자들이 받고 있는 서비스의 양이 많거나 해당 가입자의 무선채널 품질이 나쁘면, 그 가입자에게 제공되는 데이터 전송량은 작아지게 된다.
그런데 어떤 가입자는 더 비싼 사용료를 감수하면서라도 보다 나은 서비스 품질, 즉 원하는 데이터 전송률을 보장받고자 할 수 있다. 또한 서비스 제공자도 특정한 가입자, 예를 들어 장기 가입자에 대해서는 보다 나은 서비스 품질을 제공하고자 할 수 있다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 종래기술에 의한 이동통신시스템은 가입자의 서비스 요구사항을 고려하여 데이터 패킷을 전송할 수 없었다. 따라서 가입자의 요구에 따라 원하는 수준의 서비스 품질을 제공하기 위해, 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 등급에 따른 차별화된 서비스를 제공할 필요가 발생하게 되었다.
따라서 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 공유 매체의 시분할 다중화(TDM) 방식에 기반한 이동통신시스템에서 가입자가 요청하는 서비스 품질(Quality of Service: QoS)을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 단말로 전송하는 데이터 패킷을 이동 단말의 무선채널 품질정보와 QoS 서비스 등급을 고려하여 스케줄링하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 기지국과, 상기 기지국에 연결되는 적어도 2 이상의 단말기들을 포함하는 이동 통신시스템에서, 상기 기지국의 스케줄링 장치를 제안한다. 상기 스케줄링 장치의 스케줄러는 먼저 상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 미리 설정된 요구 데이터 전송량과, 상기 각 단말기들로 전송하기 위한 데이터의 양을 고려하여 상기 각 단말기들의 우선순위를 결정한다. 다음에, 상기 스케줄러는 상기 단말기들중 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기를 데이터 전송을 위한 단말기로 결정한다.바람직하기로, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 상기 요구 데이터 전송률과, 상기 전송하기 위한 데이터의 양에 비례하여 결정된다.바람직하기로, 상기 스케줄링 동작은 타임슬롯 단위로 수행되고, 상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태는 상기 각 단말기들로부터 보고된다.바람직하기로, 상기 요구 데이터 전송량은 미리 설정된 시간 구간에서 보장하기 위한 최소 데이터 전송량으로, 상기 기지국에 재전송 패킷이 도착함에 응답하여 증가되고 단말기로의 데이터 전송에 응답하여 감소된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템의 네트워크 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 기지국(BTS)의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 채널카드들의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 데이터 패킷의 스케줄링 동작을 나타낸 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 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.
후술되는 본 발명은 이동통신시스템에서 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 등급에 따른 차별적인 데이터 서비스(이하 "QoS 서비스"라 한다.)를 요청하는 가입자에게 원하는 수준의 서비스 품질을 제공하기 위한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 가입자의 서비스 품질 등급과 기지국의 스케줄러에 의한 스케줄링 및 이들을 고려한 무선 트래픽 채널의 할당과 기지국과 단말간의 메시지 교환에 관계된다. 이러한 본 발명은 공유 매체(shared link)의 시분할 다중화(TDM) 방식에 기반한 이동통신시스템을 구성하는 기지국의 스케줄러에 의하여 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템의 네트워크 구성을 보여주는 도면으로, 이러한 이동통신시스템은 이동 가입자에게 음성 서비스뿐만 아니라 패킷 서비스도 지원한다.
상기 도 1을 참조하면, 이동통신시스템은 가입자인 이동 단말들(MSs) 11,12와, 상기 이동 단말들 11,12와 각각 무선으로 접속되고 이들과 무선채널을 통해 통신하는 기지국들(BTSs) 20,30과, 상기 기지국들 20,30과 접속되어 통신하는 기지국 제어기(BSC) 40을 포함한다. 상기 기지국 제어기 40은 이동교환국(Mobile Switching Center: MSC) 50에 접속되고, 또한 게이트웨이(Gateway: GW) 60에 접속된다. 상기 이동교환국 50은 공중교환전화네트워크(Public Switched Telephone Network: PSTN) 등의 회선 네트워크(Circuit Network)에 접속되고, 상기 게이트웨이 60은 인터넷(Internet)/공중교환데이터네트워크(PSDN: Public Switched Data Network) 등의 패킷 교환 네트워크(Packet Switched Network)에 접속된다. 이때 상기 기지국 제어기 40의 제어하에 상기 이동 단말 11이 상기 이동교환국 50으로 접속되는 경우 상기 이동 단말 11에는 음성 서비스가 제공되고, 상기 이동 단말 11이 상기 게이트웨이 60으로 접속되는 경우 상기 이동 단말 11에는 패킷 데이터 서비스가 제공된다.
상기 도 1에서 도시된 구조는 이동통신시스템의 구조를 일반화하여 표시한 것으로, 그 구성요소들의 명칭은 이동통신시스템이 어떠한 시스템(예: IS-2000, WCDMA, UMTS, CDMA2000 1xEV-DO, GPRS, 1xEV-DV 등)인지에 따라서 달라질 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 게이트웨이 60은 논리적인 명칭으로서, 패킷데이터서비스노드(Packet Data Service Node: PDSN), 액세스 게이트웨이(Access Gateway: AG), 미디어 게이트웨이(Media Gateway) 등으로 불릴 수 있다. 다른 예로서, 상기 게이트웨이 60과 이동교환국 50은 동일한 시스템으로 통합될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 이동통신시스템에서 이동 단말 11,12와 기지국 20,30간 호 설정(call setup) 및 데이터 전송은 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 등급에 따라 수행된다. 상기 서비스 품질 등급은 상기 이동통신시스템에서 상기 이동 단말이 처음으로 호를 설정할 때 채널 운반자(channel bearer)에 대한 대역할당 등급과 트래픽(traffic) 제어를 위한 큐잉(queuing) 등급으로서 정해진다. 특히 본 발명에 있어서 상기 서비스 품질 등급은 이동 단말에 대하여 요구된 데이터 전송률로서 정해진다. 기지국은 QoS 서비스에 가입된 이동 단말에 대하여 요구된 데이터 전송률을 보장한다.
이러한 서비스 품질 등급에 따라 우선적으로 무선자원을 이용할 이동 단말들을 선택하기 위하여, 매 스케줄링 주기마다 전송할 데이터가 있는 이동 단말들의 서비스 품질 등급이 고려되어야 한다. 이러한 QoS 서비스와 스케줄링 동작을 위하여 상기 기지국들 20,30은 각각 버퍼(Buffer) 21,31과 스케줄러(Scheduler) 22,32를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 기지국(BTS) 20의 구성을 보여주는 도면이다. 여기서는 기지국이 도 1의 기지국 20인 것으로 가정될 것이나, 다른 기지국 30인 경우에도 동일하다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 기지국 20은 주제어기(Main Processor) 210, 라인 인터페이스(Line Interface) 220, 스위치(또는 라우터)(Intra-BTS Switch or Router) 230, 채널카드들(Channel Cards) 241∼243, 고주파(Radio Frequency: 이하 RF라 한다.) 송수신기(Transmitter/Receiver) 250 및 스케줄러 21을 포함한다. 상기 주제어기 210은 상기 기지국 20을 전반적으로 제어한다. 상기 라인 인터페이스 220은 상기 기지국 제어기 40과의 연결을 위한 것이다. 상기 RF 송수신기 250은 이동 단말 11과의 사이에서 데이터 및 제어신호를 무선 신호(RF Signal) 형태로 송수신하기 위한 것이다. 상기 스위치 230은 상기 기지국내의 트래픽 경로를 결정한다. 상기 스케줄러 21은 무선 자원의 효율적인 관리를 지원한다.
도 3은 도 2에 도시된 채널카드들 241∼243의 구성을 보여주는 도면이다. 이 구성은 채널카드 241인 것으로 가정될 것이나, 다른 채널카드들 242∼243의 경우에도 동일하다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 채널카드 241은 입출력인터페이스(Input/Output Interface) 24-1, 주 프로세서(Main Processor) 24-2, 메모리(Memory) 24-3, 적어도 하나의 변조기(Modulator) 24-4 및 적어도 하나의 복조기(Demodulator) 24-5를 포함한다. 상기 입출력 인터페이스 24-1은 상기 스위치 230과의 연결을 위한 것이다. 상기 변조기 24-4는 상기 RF 송수신기 250의 송신기 251을 통해 상기 이동 단말 11로 송신될 데이터 및 제어신호를 변조한다. 상기 복조기 24-5는 상기 RF 송수신기 250의 수신기 252를 통해 상기 이동 단말 11로부터 수신되는 데이터 및 제어신호를 복조한다. 상기 변조기 24-4 및 상기 복조기 24-5는 각각 하나의 순방향 채널 또는 역방향 채널을 형성한다는 점에서 채널소자(Channel Element: CE)라고도 한다. 상기 메모리 24-3은 상기 이동 단말 11로 전송될 패킷 데이터를 상기 기지국 제어기 40으로부터 수신하여 일시적으로 저장하는 내부 버퍼(도 2의 버퍼 22)를 포함한다. 또한 상기 메모리 24-3은 각종 제어 정보를 저장할 수 있다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 기지국의 호 액세스 절차에 대하여 설명하면 하기와 같다.
기지국으로 QoS 서비스를 위한 호 설정 요청이 접수되면, 기지국은 채널카드에 가용한 무선자원, 즉 채널소자가 있는지 판단한다. 가용한 무선자원이 없다면, 기지국은 상기 호 설정 요청을 거부하고 이를 상위의 기지국 제어기를 통해 이동교환국 또는 게이트웨이에게 알린다. 만약 가용한 무선자원이 있다면, 기지국은 상기 무선자원의 가용자원이 상기 QoS 서비스를 위해 요구된 데이터 전송률을 수용할 수 있는지를 검사한다.
만일 상기 요구된 데이터 전송률을 수용할 수 없으면 기지국은 상기 호 설정 요청을 거부하고 이를 상위의 기지국 제어기를 통해 이동교환국 또는 게이트웨이에게 알린다. 반면에 가용한 무선자원이 있고 상기 요구된 데이터 전송률을 수용할 수 있다면, 상기 호 설정 요청에 대응하여 채널소자를 할당하고 기지국 제어기와의 사이에 연결된 링크와 내부 스위칭 및 라우팅 경로를 설정한다. 그리고 호 설정 요청이 허용되었음을 알리는 메시지를 상위의 기지국 제어기를 통해 이동교환국 또는 게이트웨이로 전달한다.
또한 상기 도 2 및 도 3에 도시된 기지국의 데이터 패킷 전송 절차에 대하여 설명하면 하기와 같다.
상기에서 설명한 호 설정 요청에 응답하여 호가 설정된 이후, 이동 단말은 순방향 링크를 통해 수신되는 기지국 송신 신호의 세기를 주기적으로 측정하고 상기 신호세기에 대응하는 데이터 전송률 제어정보(Data Rate Control: 이하 DRC라 한다.)를 기지국으로 전송한다. 상기 DRC는 무선채널의 품질정보를 나타내는 값이다. 이러한 DRC는 통상 전용의 DRC 채널을 통해 전송되는 4비트의 DRC 값으로 표현되며 DRC 채널의 매 타임슬롯(time slot)마다 전송된다.
하기의 <표 1>은 1xEV-DO 시스템에서 DRC 채널을 통해 전송되는 DRC 값의 예를 나타낸 것이다.
DRC 값 데이터 전송률
0000 38.4 kbps
0001 76.8 kbps
0010 102.4 kbps
0011 153.6 kbps (short)
0100 153.6 kbps (long)
0101 204.8 kbps
0110 307.2 kbps (short)
0111 307.2 kbps (long)
1000 614.4 kbps
1001 921.6 kbps
1010 1228.8 kbps
1011 1843.2 kbps
1100 2457.6 kbps
1101 예비
1110 예비
1111 예비
상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이 4비트의 DRC 값은 각각의 데이터 전송률과 매핑된다.
상기 기지국의 서비스 영역에서 호를 설정하고 있는 다른 이동 단말들도 상기에 언급한 바와 동일한 절차를 통해 DRC를 상기 기지국으로 전송한다. 기지국은 호를 설정한 이동 단말들 각각에 대하여 버퍼를 할당하고, 상위의 기지국 제어기로부터 데이터 패킷이 수신될 때마다 수신될 때마다 해당 데이터 패킷의 목적지 이동 단말을 판단하고, 상기 판단된 목적지에 따라 각각 구비되어 있는 버퍼들에 해당 데이터 패킷을 저장한다. 이를 위하여 기지국은 지원 가능한 이동 단말의 개수만큼의 버퍼들을 구비한다.
이후 상기 기지국 20의 스케줄러 21은 호를 설정한 이동 단말들 각각으로 수집된 DRC 값과, 미리 설정된 요구된 데이터 전송량(이하 "요구된 전송량" 이라 칭한다)과, 전송하여야 할 데이터의 양을 고려하여 주기적인 스케줄링을 수행한다. 이때 DRC 값은 상기 기지국 20과 상기 각 이동 단말들 사이의 채널 상태에 의해 정해지는 값으로 상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이 결과적으로 데이터 전송률을 나타내는 값이다. 상기 스케줄링 결과 특정 이동 단말로의 데이터 전송이 허용되면, 상기 스케줄러 21은 버퍼에서 해당 이동 단말의 데이터 패킷을 독출하여 공유된 채널소자로 전송한다. 상기 데이터 패킷은 상기 채널소자에 의하여 형성되는 전송채널을 통해 해당하는 이동 단말로 전송한다.
본 발명에 따른 QoS 서비스는 기지국 내의 스케줄러에 의하여 수행되는 것으로 한다. 즉, 상기 스케줄러는 QoS 서비스를 요청한 각 이동 단말에 대하여 요구된 서비스 품질 등급에 따라 데이터 전송의 허용 여부를 결정하고, 매 스케줄링 주기마다 상기 데이터 전송이 허용된 이동 단말들로의 데이터 전송을 스케줄링한다.
이를 위하여, 기지국은 호 설정 절차에서 QoS 서비스 관련 파라미터들을 결정한다. 상기 QoS 서비스 관련 파라미터로는 "QoS 서비스 주기"와 "요구된 전송량"이 있다. 기지국은 상기 이동 단말에 대하여 상기 "QoS 서비스 주기" 동안에 적어도 상기 "요구된 전송량"만큼의 데이터 전송을 보장한다. "요구된 전송량"/"QoS 서비스 주기"는 곧 상기 이동 단말에 대하여 요구된 데이터 전송률이 된다. 여기서 상기 "요구된 전송량"은 데이터 패킷의 개수이고 상기 "QoS 서비스 주기"는 시스템 설정에 따라 대략 10 슬롯 이상으로 정해질 수 있다. 이러한 QoS 서비스 관련 파라미터들은 이동 단말이 QoS 서비스에 가입할 당시에 결정되어 홈 위치등록기의 가입자 데이터베이스에 저장되어 있으며 호 설정 절차에서 이동교환국 또는 게이트웨이에 의해 기지국으로 전달되거나, 또는 호 설정 절차에서 기지국과 이동 단말간의 협상에 의하여 결정된다.
기지국의 스케줄러는 매 주기마다 스케줄링을 수행할 때 기지국의 버퍼에 존재하는 전송하여야 할 데이터의 양(데이터 패킷의 개수)을 파악하고, 이를 이용하여 전송을 허용할 수 있는 데이터의 양을 나타내는 토큰(token) 값을 설정한다. 즉상기 스케줄러는 기지국에서 이동 단말에게 전송을 허용할 수 있는 데이터의 양을 나타내는 토큰 값을 QoS 서비스를 요청한 각 이동 단말에 대하여 관리한다.
QoS 서비스를 요청한 각 이동 단말에 대하여 버퍼에 전송할 데이터가 존재하면, "QoS 서비스 주기"가 시작할 때마다 해당하는 이동 단말의 토큰 값은 "요구된 전송량" 만큼 증가한다. 또한 이동 단말로부터 패킷의 재전송이 요구될 때마다 상기 토큰 값은 상기 재전송 패킷의 양만큼 증가한다.
상기 토큰 값이 0이 아니면, 기지국은 버퍼의 데이터를 이동 단말에게 전송하고 전송이 완료되었는지를 판단한다. 반면에 상기 토큰 값이 '0'이면 기지국의 스케줄러는 이동 단말에게 전송할 데이터가 버퍼에 존재하더라도 전송을 허용하지 않는다. 데이터의 전송이 완료되었으면 상기 토큰 값은 상기 전송된 데이터의 양만큼 감소된다. "QoS 서비스 주기"가 만기될 때마다 기지국의 스케줄러는 버퍼에 전송할 데이터가 존재하는지를 판단한다. 만일 버퍼가 비어 있으면 상기 이동 단말의 토큰 값은 '0'으로 클리어된다.
특히 상기 토큰 값이 '0'이 아니면, 즉 서비스 품질 등급에 따른 데이터의 전송이 허용되면, 기지국은 상기 데이터의 전송이 허용된 이동 단말들 중 매 스케줄링 주기마다 선택되는 하나의 이동 단말에게만 가능한 최대전력으로 상기 이동 단말이 요구하는 데이터 전송률로 데이터를 송신한다. 이때 상기 기지국은 각각의 스케줄링 주기 동안 가능한 채널상태가 가장 좋은 이동 단말에게 고속으로 데이터를 전송함으로써 기지국 데이터 처리량을 높인다. 여기서 상기 스케줄링 주기는 전송채널 타임슬롯과 동일한 시간간격을 가지는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 스케줄링 동작을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 여기서 도 4에 도시된 동작은 기지국의 스케줄러에 의하여 수행되는 것임에 유의하여야 한다. 또한 상기 기지국은 적어도 하나의 이동 단말과 호를 연결하고 상기 적어도 하나의 이동 단말에게 QoS 서비스를 제공한다. 여기서 상기 QoS 서비스를 제공받는 이동 단말을 QoS 이동 단말이라 하기로 하며, QoS 이동 단말들은 주기적으로 기지국 송신 신호의 품질을 측정하고 무선채널 품질정보(DRC)를 기지국에게 보고한다.
상기 도 4를 참조하면, 과정(S110)에서 매 스케줄링 주기(전송채널의 타임슬롯)가 시작할 때마다, 기지국의 스케줄러는 과정(S120)에서 변수 i를 0으로 초기화하고 과정(S130)에서 상기 변수 i를 1만큼 증가시킨 후 과정(S140)으로 진행한다. 상기 변수 i는 현재 호를 연결하고 있는 모든 QoS 이동 단말들을 체크하기 위한 것이다.
과정(S140)에서 스케줄러는 첫 번째로 체크할 QoS 이동 단말을 위한 버퍼에 데이터가 존재하는지를 판단한다. 버퍼가 비어있으면, 즉 상기 QoS 이동 단말에게 전송할 데이터가 존재하지 않으면, 과정(S135)으로 진행하여 상기 QoS 이동 단말의 우선순위 값을 '0'으로 설정한다. 버퍼가 비어있지 않으면 상기 QoS 이동 단말이 데이터를 전송할 권한이 있는지를 판단하기 위하여 스케줄러는 과정(S140)에서 상기 QoS 이동 단말의 토큰 값이 '0'인지를 판단한다. 만일 토큰 값이 '0'이면 데이터를 전송할 권한이 없는 것으로 판단하고 과정(S135)으로 진행하여 상기 QoS 이동 단말의 우선순위 값을 '0'으로 설정한다. 반면에 상기 QoS 이동 단말에게 전송할데이터가 존재하고 상기 QoS 이동 단말의 토큰 값이 '0'이 아니면, 과정(S150)으로 진행하여 상기 QoS 이동 단말의 우선순위 값을 계산한다. 과정(S150)을 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.
상기 과정(S150)에서 상기 우선순위 값을 계산함에 있어서, 상기 우선순위 값은 최근에 수신된 DRC 값, 토큰 값, 버퍼에 남은 데이터 양에 비례하고, 평균 DRC 값, QoS 서비스 주기가 끝나기까지 남은 시간에 반비례한다. 상기 우선순위 값을 계산하는 일 실시예는 하기의 <수학식 1>과 같다.
우선순위 값
=
상기 <수학식 1>에서 a,b,c,d,e는 시스템 설정에 의하여 정해지는 0 이상인 임의의 실수로서, 우선순위 값을 계산할 때 고려되는 요소들의 가중치를 조절하는데 이용된다. 또한 상기 평균적인 DRC 값은 정해진 시간 동안에 수신된 DRC 값들의 평균 또는 상기 DRC 값들에 대응하는 전송률의 평균이다.
상기한 절차에 따라 우선순위 값을 계산하였으면, 과정(S160)에서 상기 변수 i를 현재 호를 연결하고 있는 QoS 이동 단말의 개수와 비교한다. 이는 모든 QoS 이동 단말에 대해서 우선순위 값이 계산되었는지를 판단하기 위해서이다. 우선순위 값을 계산하지 않은 QoS 이동 단말이 남았으면 과정(S125)으로 복귀하여 i를 1만큼 증가시키고 과정(S130) 내지 과정(S150)을 반복함으로써 나머지 QoS 이동 단말들에대한 우선순위 값을 계산한다. 반면에 모든 QoS 이동 단말들의 우선순위 값이 계산되었으면 과정(S170)으로 진행한다.
과정(S170)에서 스케줄러는 상기 계산된 우선순위 값이 '0'보다 큰(즉 '0'이 아닌) QoS 이동 단말이 존재하는지를 확인한다. 만일 모든 QoS 이동 단말의 우선순위 값이 0이면 스케줄러는 과정(S175)으로 진행하여 일반적인 스케줄링에 의한 데이터 전송을 수행한다. 상기 과정(S175)에서 수행되는 일반적인 스케줄링은 전송할 데이터가 없거나 QoS 서비스 주기 동안에 요구된 전송량만큼의 데이터를 이미 전송한 경우에 수행되는 것으로서 QoS 이동 단말의 요구된 전송량을 고려하지 않는다. 반면에 상기 계산된 우선순위 값이 '0'이 아닌 적어도 하나의 QoS 이동 단말이 존재하면 과정(S180)으로 진행한다.
상기 과정(S180)에서 스케줄러는 상기 계산된 우선순위 값이 '0'이 아닌 QoS 이동 단말들 중 가장 큰 우선순위 값을 가지는 QoS 이동 단말을 선택한다. 스케줄러에 의하여 선택된 이동 단말에게는 하나의 타임슬롯이 전용으로 할당된다. 과정(S190)에서 상기 선택된 이동 단말의 버퍼에 저장된 데이터가 상기 할당된 타임슬롯을 통해 상기 선택된 이동 단말에게 전송된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 이동통신시스템에서 QoS 서비스를 요구하는 이동 단말들에 대하여 우선순위를 고려한 스케줄링을 수행함으로써 요구된 데이터 전송률을 지원할 수 있다.

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  11. 기지국과, 상기 기지국에 연결되는 적어도 2 이상의 단말기들을 포함하는 이동 통신시스템에서, 상기 기지국에 의한 스케줄링 방법에 있어서,
    상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 미리 설정된 요구 데이터 전송량과, 상기 각 단말기들로 전송하기 위한 데이터의 양을 고려하여 상기 각 단말기들의 우선순위를 결정하는 과정과,
    상기 단말기들중 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기를 데이터 전송을 위한 단말기로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 상기 요구 데이터 전송률과, 상기 전송하기 위한 데이터의 양에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 스케줄링 동작은 타임슬롯 단위로 수행됨을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 요구 데이터 전송량은 미리 설정된 시간 구간에서 보장하기 위한 최소 데이터 전송량임을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기지국에 재전송 패킷이 도착함에 응답하여 상기 요구 데이터 전송량을 증가시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  16. 제14항에 있어서, 단말기로의 데이터 전송에 응답하여 상기 요구 데이터 전송량을 감소시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태는 상기 각 단말기들로부터 보고되는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 평균 데이터 전송률과, QoS 서비스 주기가 끝나기 까지 남은 시간 구간에 역으로 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기로 데이터를 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 방법.
  20. 기지국과, 상기 기지국에 연결되는 적어도 2 이상의 단말기들을 포함하는 이동 통신시스템에서, 상기 단말기들로의 데이터 전송 시점을 결정하기 위한 상기 기지국의 스케줄링 장치에 있어서,
    상기 각 단말기들로 전송하기 위한 데이터를 저장하고 있는 버퍼들과,
    상기 기지국과 상기 각 단말기들 사이의 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 미리 설정된 요구 데이터 전송량과, 상기 각 버퍼들의 양을 고려하여 상기 각 단말기들의 우선순위를 결정하고, 상기 단말기들중 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기를 데이터 전송을 위한 단말기로 결정하는 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 데이터 전송률과, 상기 요구 데이터 전송률과, 상기 전송하기 위한 데이터의 양에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 스케줄러는 상기 스케줄링 동작을 타임슬롯 단위로 수행함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 요구 데이터 전송량은 미리 설정된 시간 구간에서 보장하기 위한 최소 데이터 전송량임을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 스케줄러는 상기 기지국에 재전송 패킷이 도착함에 응답하여 상기 요구 데이터 전송량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  25. 제20항에 있어서, 상기 스케줄러는 단말기로의 데이터 전송에 응답하여 상기 요구 데이터 전송량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  26. 제20항에 있어서, 상기 단말기들의 우선순위는 채널 상태에 의해 정해지는 평균 데이터 전송률과, QoS 서비스 주기가 끝나기 까지 남은 시간 구간에 역으로 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
  27. 제20항에 있어서, 상기 가장 높은 우선순위를 가지는 단말기로 데이터를 전송하는 송신기를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 스케줄링 장치.
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