KR101145489B1

KR101145489B1 - 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR101145489B1
Application number: KR1020100082474A
Authority: KR
Inventors: 길계태; 김동회; 송정섭
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-05-15
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: WO2012026676A2; KR20120019207A; WO2012026676A3; US20130148624A1; US9408188B2

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치에 관한 것으로, CSI에 따라 결정된 MCS 레벨(즉, PRB의 전송 용량)을 기준으로 스케쥴링을 결정하는 기존의 방식들과 달리, 실시간 트래픽에 대한 스케쥴링 시에 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 작은 PRB와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하고, 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치에 있어서, 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 가장 작은 PRB(Physical Resource Block)와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대한 하여 수행하기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단; 및 상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단에서 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단을 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치{Method and apparatus for downlink packet scheduling in a wireless communication system}

본 발명은 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 사용자 트래픽을 공유된 무선 자원을 통해 각 사용자 수신기(사용자 단말)로 전송해야 하는 무선통신 기지국에서 매 스케쥴링 시점마다 하향 링크(다운링크)로 전송할 사용자 트래픽 플로우를 선정하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

다시 말하면, 본 발명은 한정된 수의 PRB(Physical Resource Block)들을 이용하여 다수의 사용자의 실시간 트래픽 및 비실시간 트래픽을 하향 링크로 전송해야 하는 무선통신 기지국에서 매 스케쥴링 시점마다 하향 링크의 PRB를 사용할 사용자 트래픽 플로우를 선정하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다운링크 스케쥴러(즉, 패킷 스케쥴러)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long-Term Evolution)와 같은 최근의 패킷 교환 방식의 무선통신 시스템에서 시스템 성능을 결정하는 데 있어서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.

그 이유는 하향 링크의 전송 자원의 양은 한정되어 있는 반면에, 하향 링크의 트래픽은 그 버스트(burst) 특성에 의해 패킷 지연과 버퍼 오버 플로우를 겪기 때문에 적절한 스케쥴링 방식을 적용하지 않을 경우, 해당 트래픽에 대한 서비스 품질 악화 위험이 존재하기 때문이다.

도 1a는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템의 하향 링크에 대한 일실시예 구성도이다.

일반적으로, 사용자 트래픽에 대한 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위하여 중요한 역할을 하는 구성 요소가 무선 기지국의 다운링크 스케쥴러(즉, 패킷 스케쥴러, 13)이다. 무선 기지국에서 하향 링크로 전송되어야 하는 사용자 트래픽 플로우들(다운링크 트래픽)은 도 1에 도시된 바와 같이 트래픽 분류기(traffic classifier, 11)에 의해 각 트래픽 플로우별로 지정된 버퍼 메모리(12)에 저장되며, 다운링크 스케쥴러(즉, 패킷 스케쥴러, 13)는 이 트래픽 플로우들 중에서 매 TTI(Transmit Time Interval)마다 어떤 트래픽 플로우의 패킷들을 사용자 단말(14) 측으로 무선 채널(Wireless Channel)을 통하여 송신할 것인가를 결정한다.

참고로, 하나의 TTI(Transmit Time Interval) 내에는

개의 PRB들이 존재한다.

한편, 이러한 트래픽 플로우 선정 과정에서 어떤 기준을 적용하는가에 따라 시스템의 전체 데이터 처리량(throughput)과 각 트래픽 플로우에 대한 서비스 품질(QoS)이 결정되기 때문에, 각 사용자 트래픽 플로우가 요구하는 서비스 품질(QoS) 수준을 골고루 만족시키면서 동시에 시스템의 전체 데이터 처리량(throughput)을 최대화할 수 있는 스케쥴링 방법이 요구되고 있다.

이러한 요구사항을 만족시키기 위하여 지금까지 제시된 다양한 스케쥴링 방법들 중에서 대표적인 스케쥴링 방식으로는 라운드 로빈(Round-Robin) 방식, MT(Maximum Throughput) 방식, 및 PF(Proportional Fair) 방식 등이 있다.

이러한 각 스케쥴링 방식에 대해 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 라운드 로빈(Round-Robin) 방식은, N개의 트래픽 플로우가 존재하는 경우에 일정한 순서(예를 들면, 트래픽 플로우 인덱스(index)가 증가하는 순서)에 따라 매 PRB를 통해 전송할 트래픽 플로우를 선정하는 방식이다. 이러한 라운드 로빈(Round-Robin) 방식은 모든 트래픽 플로우들에게 동일한 지분만큼의 전송기회를 부여하기 때문에 무선 자원을 모든 트래픽 플로우들에게 공평하게 배분할 수 있으나, 사용자별로 다른 무선 링크의 용량을 고려하지 않기 때문에 전체 시스템의 데이터 처리량(throughput)을 최적화하지 못하는 한계를 가진다.

다음으로, MT 방식은 하기의 [수학식 1]과 같이 버퍼에 전송할 패킷이 있는 트래픽 플로우들 중에서 해당 무선 채널의 순간 채널 용량(instantaneous channel capacity)이 가장 양호하여 가장 많은 데이터를 전송할 수 있는 PRB와 트래픽 플로우의 조합을 선정하여 그 트래픽 플로우에게 그 PRB를 통해 전송할 수 있는 기회를 부여하는 방식이다.

여기서,

은 시스템에서 가정하는 트래픽 플로우 s가 PRB n을 통해 송신할 수 있는 비트(bit) 수로서, 해당 PRB의 채널 상태 정보(CSI : Channel State Information)값에 따라 결정된다.

이러한 MT 방식은 가장 많은 데이터를 전송할 수 있는 PRB와 트래픽 플로우의 조합을 선정하기 때문에 시스템의 전체 데이터 처리량(throughput)을 최대화할 수 있는 장점이 있으나, 트래픽 플로우들의 서비스 품질(QoS)이나 공평성(fairness)을 고려하지 못하는 한계점을 가지고 있다.

다음으로, PF 방식은 PRB를 할당함에 있어서, 하기의 [수학식 2]와 같이 각 트래픽 플로우에 대하여 해당 PRB를 통해 전송 가능한 비트(bit) 수(

)와 바로 이전 PRB까지 할당한 결과에 의해 전송된 트래픽 플로우의 총 데이터 처리량(throughput)(

)의 비율을 우선순위함수(priority function)로서 계산하고, 이렇게 계산된 우선순위함수가 가장 큰 트래픽 플로우를 해당하는 대상 PRB를 통해 전송하기로 선정하는 방식이다.

이러한 PF 방식은 상기 MT 방식과 비교할 때 전체 데이터 처리량(throughput)을 조금 희생하고 공평성(fairness)을 개선한 방법으로 볼 수 있다.

그러나 이러한 PF 방식의 한계점은, 라운드 로빈(Round-Robin) 방식과 마찬가지로 패킷지연을 고려하지 않기 때문에 지연에 민감한 트래픽 플로우(delay-sensitive traffic flow)에 대한 서비스 품질(QoS)을 제공하기 어렵다는 점이다.

따라서 상기와 같은 종래 기술들은 전술한 바와 같은 문제점이 있으며 그에 따라 "각 사용자 트래픽 플로우가 요구하는 서비스 품질(QoS) 수준을 골고루 만족시키면서 동시에 시스템의 전체 데이터 처리량(throughput)을 최대화할 수 있는 스케쥴링 방법"이 여전히 요구되고 있으며, 이러한 문제점을 해결하고 상기 요구에 부응하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.

따라서 본 발명은 적응 변조 및 코딩(AMC : Adaptive Modulation and Coding) 기법을 사용하는 무선통신 시스템의 하향 링크에서 한정된 수의 PRB들과 한정된 송신전력을 사용하여 전체 시스템의 데이터 처리량(throughput)과 공평성(fairness)을 개선할 수 있는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은, CSI에 따라 결정된 MCS 레벨(즉, PRB의 전송 용량)을 기준으로 스케쥴링을 결정하는 기존의 방식들과 달리, 실시간 트래픽에 대한 스케쥴링 시에 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 작은 PRB와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하고, 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법에 있어서, 실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 가장 작은 PRB(Physical Resource Block)와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대하여 수행하는 실시간 트래픽 스케쥴링 단계; 및 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 상기 실시간 트래픽 스케쥴링 단계에서 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 비실시간 트래픽 스케쥴링 단계를 포함한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치에 있어서, 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 가장 작은 PRB(Physical Resource Block)와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대한 하여 수행하기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단; 및 상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단에서 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단을 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 한정된 수의 PRB와 한정된 송신전력으로 가능한 한 많은 수의 실시간 트래픽을 송신하고, 실시간 트래픽 플로우들에 할당하고 남은 PRB와 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽을 송신함으로써, 전송지연 요구사항을 만족시키면서 전체 데이터 처리량(throughput)을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 매 스케쥴링 시간마다 실시간 트래픽에 할당되는 PRB를 선정하기 위해 모든 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합에 대하여 그 비트(bit)당 송신전력이 최소가 되는 조합을 선정하여 실시간 트래픽에 할당되는 송신전력을 최소화하고, 그리고나서 남은 PRB와 여분의 송신전력을 비실시간 트래픽의 전송에 사용함으로써, 실시간성 트래픽을 우선적으로 할당하여 전송지연 요구사항을 만족시키고, 비실시간 트래픽의 데이터 처리량(throughput)을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템의 하향 링크에 대한 일실시예 구성도,
도 1b는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치의 일실시예 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 스케쥴링 메트릭(metric)과 채널이득과의 관계를 나타내는 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에서는 매 스케쥴링 시간마다 실시간 트래픽에 할당되는 PRB를 선정하기 위해 모든 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합에 대하여 그 비트(bit)당 송신전력이 최소가 되는 조합을 선정한다. 이와 같이 스케쥴링하여 실시간 트래픽에 할당되는 송신전력을 최소화하고, 그리고나서 남은 PRB와 여분의 송신전력을 비실시간 트래픽의 전송에 사용하도록 함으로써, 실시간성 트래픽을 우선적으로 할당하여 전송지연 요구사항을 만족시키고, 비실시간 트래픽의 데이터 처리량(throughput)을 극대화할 수 있다.

도 1b는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치의 일실시예 구성도이다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치(다운링크 스케쥴러)는, 각 버퍼에서 전송 대기중인 실시간 트래픽 플로우들과 가용한 PRB(Physical Resource Block)들의 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산하기 위한 스케쥴링 메트릭 계산부(131), 상기 계산된 스케쥴링 메트릭(metric)이 최대인 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합을 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대하여 수행하기 위한 실시간 트래픽 스케쥴링부(132), 및 상기 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 할당하고 남은 PRB를 공지의 적응 변조 기법인 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당하기 위한 비실시간 트래픽 스케쥴링부(133)를 포함한다.

여기서, 상기 스케쥴링 메트릭 계산부(131)는 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 한 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산함에 있어서, 잉여채널이득과 비트당 요구 수신전력의 비율을 활용하여 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산한다.

그리고 상기 비실시간 트래픽 스케쥴링부(133)는 상기 남은 PRB를 여분의 송신전력을 모두 사용하여 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당한다.

도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 본 발명에서 제안하는 다운링크 스케쥴러가 해당 PRB를 트래픽 플로우에 할당하는 절차를 나타내고 있다.

먼저, 각 버퍼에서 전송 대기중인 실시간 트래픽 플로우들과 가용한 PRB(Physical Resource Block)들의 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산한다(21).

이때, 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 한 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산함에 있어서, 잉여채널이득과 비트당 요구 수신전력의 비율을 활용하여 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산한다.

이후, 상기 계산된 스케쥴링 메트릭(metric)이 최대인 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합을 선정한다(22).

이후, 각 버퍼에서 전송 대기중인 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합이 선정되었는지를 확인한다(23). 즉, 각 버퍼에서 전송 대기중인 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 PRB가 할당되었는지를 확인한다.

상기 확인 결과(23), 미할당된 실시간 트래픽이 존재하면 상기 "21" 과정부터 반복 수행하고, 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 PRB가 할당되었으면(즉, 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합이 선정되었으면) 미할당된 PRB가 존재하는지를 확인한다(24). 즉, 각 버퍼에서 전송 대기중인 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 할당하고 남은 PRB가 있는지를 확인한다.

상기 확인 결과(24), 미할당된 PRB가 존재하지 않으면 종료하고, 미할당된 PRB가 존재하면(즉, 각 버퍼에서 전송 대기중인 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 할당하고 남은 PRB가 있으면) 상기 남은 PRB(즉, 미할당된 PRB)를 공지의 적응 변조 기법인 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당한다(25). 이때, 상기 남은 PRB를 여분의 송신전력을 모두 사용하여 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당한다.

전술한 바와 같이 하향 링크 패킷 스케줄링을 수행함으로써, 각 TTI마다 모든 PRB를 사용할 트래픽 플로우들을 선정한다.

전술한 바와 같은 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법 및 그 장치에 대한 구체적인 실시예를 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 한다.

특정 PRB n을 트래픽 플로우 s가 사용할 경우에 예상되는 비트(bit)당 송신전력은 하기의 [수학식 3]과 같이 표현된다.

여기서,

은 PRB n을 통해 트래픽 플로우 s를

비트(bit)만큼 전송하는 데 요구되는 기지국에서의 송신전력이고,

은 PRB n을 통해 트래픽 플로우 s를

비트(bit)만큼 전송하는 데 요구되는 단말기에서의 수신전력이며,

은 트래픽 플로우 s에 대응하는 하향 링크의 PRB n에 대한 채널이득을 나타내며, 목표 비트 오류율(target BER)을

로 정의할 때,

은 하기의 [수학식 4]와 같이 표시할 수 있다.

여기서,

은 트래픽 플로우 s에 대응하는 단말기의 PRB n의 서브캐리어(subcarrier)들의 잡음 분산(noise variance)을 나타내며,

이다.

따라서 PRB n을 통해 트래픽 플로우 s를

비트(bit)만큼 전송하는 데 요구되는 단말기에서의 수신전력

은, PRB n을 통해 트래픽 플로우 s를

비트(bit)만큼 전송하는 데 요구되는 기지국에서의 송신전력

에 비하여 쉽게 구할 수 있으며, 이 두 전력은 상기 [수학식 3]과 같이 비례 관계이므로, 이하에서는 단말기에서의 수신전력

을 이용하여 본 발명을 설명하기로 하나, 이는 기지국에서의 송신전력에도 동일한 의미를 가진다.

따라서 비트(bit)당 송신전력을 최소화하는 스케쥴링 방식은 하기의 [수학식 5]와 같이 표시할 수 있다.

또한, 하향 링크에 링크 적응(link adaptation) 기법이 적용되고 기지국의 PRB당 최대가능한 송신전력이 충분히 크다고 가정할 경우에 상기 [수학식 5]는 하기의 [수학식 6]과 같이 표현할 수 있다.

여기서, 트래픽 플로우 s와 PRB n의 조합에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)

은 하기의 [수학식 7]과 같이 표현된다.

여기서,

은 잉여채널이득(Excess Channel Gain)으로서

과 같이 정의되고,

은

개의 비트(bit)들을 성공적으로 송신하기 위해 요구되는 최소 채널이득을 나타내며,

은

을 만족시키는 최대 양의 정수이다.

본 발명에 따른 다운링크 스케쥴러를 "MP(Minimum Power) 스케쥴러"로 칭하기로 하면, 상기 [수학식 7]로부터 본 발명의 MP 스케쥴러는 비트(bit)당 요구되는 수신전력에 비하여 잉여채널이득이 큰 단말의 트래픽 플로우에 PRB n을 할당한다. 또한, 잉여채널이득이 동일한 값을 갖는 단말기들에 대해서는 비트(bit)당 요구되는 수신전력이 작은 단말기에 PRB를 할당하게 된다.

일 예로서, 단말기 i, j, k의 CQI(Channel Quality Indicator)가 도 3과 같은 경우를 고려해 보자. 도 3은 본 발명에 따른 스케쥴링 메트릭(metric)과 채널이득과의 관계를 나타내고 있다. 도 3에서 단말기 k와 j는 각각 MCS 레벨(level) 1과 2에 랭크(rank)되며, MCS 레벨 1은 MCS 레벨(level) 2에 비하여 높은 데이터 레이트(data rate)를 의미한다고 가정하자. 그러면, 단말기 k는 단말기 j보다 더 많은 비트들(bits)을 전송할 수 있음에도 불구하고, 단말기 j보다 비트(bit)당 낮은 송신전력을 요구한다. 이것은 단말기 k의 CQI가 MCS 레벨(level) 1에 필요한 최소 CQI보다 월등히 커서 낮은 송신전력을 요구하는 반면에, 단말기 j에 대한 CQI는 MCS 레벨 2에 요구되는 최소값과 근접하여 다른 경우에 비해 높은 송신전력을 요구하기 때문이다.

또한, 단말기 i는 단말기 k와 비슷한 수준의 잉여채널이득을 갖는 반면에, 단말기 k보다 상대적으로 더 낮은 비트(bit)당 수신전력을 요구한다. 이것은 비트(bit)당 요구 수신전력

이

에 따라 지수적으로 증가하고, 이 때문에 단말기 i에 필요한 비트(bit)당 요구 수신전력값이 그보다 더 높은 MCS 레벨(level)을 갖는 단말기 k보다 더 작기 때문이다. 따라서 본 발명의 MP 스케쥴러는 PRB n을 사용할 단말기를 할당함에 있어서 도 3에 도시된 바와 같이 단말기 i, k, j의 순으로 우선순위를 정하게 된다.

본 발명의 MP 스케쥴러의 구현 복잡도를 감소시키기 위해서 상기 [수학식 7]의 스케쥴링 메트릭(metric)은 하기의 [수학식 8]과 같이 다시 쓸 수 있다.

여기서,

은 하기의 [수학식 9]와 같으며,

과

은

의 모든 가능한 값에 대하여 미리 계산할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 무선통신 기지국에서 MCS 레벨(level)과 잉여채널이득(Excess Channel Gain)을 고려하여 하향 링크 패킷 스케쥴링을 수행한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 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. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 무선통신 시스템에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 등에 이용될 수 있다.

131 : 스케쥴링 메트릭 계산부 132 : 실시간 트래픽 스케쥴링부
133 : 비실시간 트래픽 스케쥴링부

Claims

하향 링크 패킷 스케쥴링 장치에서의 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법에 있어서,
실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 비트(bit)당 요구되는 송신전력이 가장 작은 PRB(Physical Resource Block)와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대하여 수행하는 실시간 트래픽 스케쥴링 단계; 및
비실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 상기 실시간 트래픽 스케쥴링 단계에서 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 비실시간 트래픽 스케쥴링 단계
를 포함하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 단계는,
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 실시간 트래픽 플로우들과 가용한 PRB들의 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산하는 스케쥴링 메트릭 계산 단계;
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 상기 계산된 스케쥴링 메트릭이 최대인 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합을 선정하는 단계; 및
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 상기 스케쥴링 메트릭 계산 단계부터 반복 수행하는 단계
를 포함하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산 단계는,
잉여채널이득과 비트당 요구 수신전력의 비율을 활용하여 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산 단계는,
실시간 트래픽 플로우 s와 PRB n의 조합에 대한 스케쥴링 메트릭
을 하기의 [수학식 7]과 같이 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
[수학식 7]

(여기서,
은 잉여채널이득이고,
은 비트당 요구 수신전력을 나타냄)
제 4 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산 단계는,
복잡도를 감소시키기 위해서 상기 [수학식 7]의 스케쥴링 메트릭을 하기의 [수학식 8]과 같이 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
[수학식 8]

(여기서,
은 트래픽 플로우 s에 대응하는 하향 링크의 PRB n에 대한 채널이득을 나타내며,
은
개의 비트들을 성공적으로 송신하기 위해 요구되는 최소 채널이득을 나타내며,
은 트래픽 플로우 s에 대응하는 단말기의 PRB n의 서브캐리어(subcarrier)들의 잡음 분산(noise variance)을 나타내며,
로서
는 목표 비트 오류율(target BER)을 의미함)
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비실시간 트래픽 스케쥴링 단계는,
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 단계에서 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 PRB가 할당되었으면, 상기 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 미할당된 PRB가 존재하는지를 확인하는 단계; 및
상기 확인 결과, 미할당된 PRB가 존재함에 따라, 상기 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단이, 상기 미할당된 PRB를 여분의 송신전력을 사용하여 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당하는 단계
를 포함하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 방법.
하향 링크 패킷 스케쥴링 장치에 있어서,
비트(bit)당 요구되는 송신전력이 가장 작은 PRB(Physical Resource Block)와 트래픽 플로우 조합을 우선적으로 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대한 하여 수행하기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단; 및
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단에서 실시간 트래픽에 할당하고서 남은 PRB를 여분의 송신전력을 이용하여 비실시간 트래픽에 할당하는 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단
을 포함하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단은,
실시간 트래픽 플로우들과 가용한 PRB들의 조합들에 대한 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산하기 위한 스케쥴링 메트릭 계산부; 및
상기 스케쥴링 메트릭 계산부에서 계산된 스케쥴링 메트릭이 최대인 실시간 트래픽 플로우와 PRB의 조합을 선정하는 과정을 모든 실시간 트래픽에 대하여 수행하기 위한 실시간 트래픽 스케쥴링부
를 포함하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산부는,
잉여채널이득과 비트당 요구 수신전력의 비율을 활용하여 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산부는,
실시간 트래픽 플로우 s와 PRB n의 조합에 대한 스케쥴링 메트릭
을 하기의 [수학식 7]과 같이 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.
[수학식 7]

(여기서,
은 잉여채널이득이고,
은 비트당 요구 수신전력을 나타냄)
제 10 항에 있어서,
상기 스케쥴링 메트릭 계산부는,
복잡도를 감소시키기 위해서 상기 [수학식 7]의 스케쥴링 메트릭을 하기의 [수학식 8]과 같이 계산하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.
[수학식 8]

(여기서,
은 트래픽 플로우 s에 대응하는 하향 링크의 PRB n에 대한 채널이득을 나타내며,
은
개의 비트들을 성공적으로 송신하기 위해 요구되는 최소 채널이득을 나타내며,
은 트래픽 플로우 s에 대응하는 단말기의 PRB n의 서브캐리어(subcarrier)들의 잡음 분산(noise variance)을 나타내며,
로서 는 목표 비트 오류율(target BER)을 의미함)
제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비실시간 트래픽 스케쥴링 수단은,
상기 실시간 트래픽 스케쥴링 수단에서 모든 실시간 트래픽 플로우들에 대하여 할당하고 남은 PRB를 여분의 송신전력을 사용하여 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 적용하여 데이터 처리량(throughput)이 최대가 되도록 비실시간 트래픽 플로우들에게 할당하는 하향 링크 패킷 스케쥴링 장치.