KR20070011170A - 통신 시스템에서 데이터 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 데이터 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 데이터 스케줄링 방법에 있어서, 데이터를 데이터의 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 적어도 하나의 서비스 품질 클래스로 구분하고, 상기 구분된 각 서비스 품질 클래스 별로 상기 우선순위에 따른 스케줄링 기법을 적용하여 상기 데이터를 스케줄링한다.
통신 시스템, QoS, 스케줄링, MAC 관리 메시지, 전송 메시지

Description

통신 시스템에서 데이터 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 스케줄러의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 QoS에 따른 스케줄링 과정을 개략적으로 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 QoS 클래스의 스케줄링 순서를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 QoS 클래스의 스케줄링 순서를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템의 데이터 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한 다) 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(Quality of Service: 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 통신 시스템에서는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 한다)을 요구하고 있으며, 이러한 다양한 QoS를 결정짓는 요소들을 살펴보면 다음과 같다. 상기 QoS는 데이터의 송수신에 따른 지연 요구도, 즉 일예로 실시간 데이터 또는 비실시간 데이터에 따라서 QoS가 결정된다. 그리고 페이딩 특성, 송수신 장치간의 접근도, 다이버시티 방식의 적용 등과 같은 여러 가지 요인들에 따라서 다양한 QoS가 결정된다. 따라서 데이터를 안정적으로 전송하기 위해서는 상기 QoS를 고려한 스케줄링(scheduling)을 필요로 한다.
그러나 현재 통신 시스템에서는 QoS에 따른 스케줄링을 별도로 고려하고 있지 않으며, 따라서 상기 QoS에 따른 스케줄링에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 서비스 품질에 따른 데이터 스케 줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 통신 시스템에서 데이터 스케줄링 방법에 있어서, 데이터를 데이터의 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 적어도 하나의 서비스 품질 클래스로 구분하는 과정과, 상기 구분된 각 서비스 품질 클래스 별로 상기 우선순위에 따른 스케줄링 기법을 적용하여 상기 데이터를 스케줄링하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 통신 시스템에서 서비스 품질에 따른 스케줄링 장치에 있어서, 데이터를 데이터의 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 적어도 하나의 서비스 품질 클래스로 구분하고, 상기 구분된 각 서비스 품질 클래스 별로 상기 우선순위에 따른 스케줄링 기법을 적용하여 상기 데이터를 스케줄링하는 서비스 품질 무선 스케줄러를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 서비스 품질(Quality of Service)을 고려한 스케줄링 방법을 제공한다.
본 발명에서 제안하는 통신 시스템에서 QoS를 고려한 스케줄링 방안은 QoS의 우선순위에 따라서 각 QoS 클래스(class)로 구분하고 상기 구분된 QoS 클래스의 순서로 스케줄링하는 스케줄링 기법을 적용한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 QoS 무선 스케줄러의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 QoS 무선(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 스케줄러(100)의 구조는 큐 관리 블록(queue mansgement block)(110), QoS 스케줄러 블록(QoS scheduler block)(120), 버스트 할당 블록(burst allocation block)(130)의 세 개의 개념적인 계층으로 구분된다. 또한 물리 계층(PHYsical layer)(140)의 물리 모뎀(PHYsical Modem)이 도시되어 있다.
통신 시스템은 각 노드(node)들 사이의 데이터 플로우(data flow)를 각 QoS 특성에 따라서 두개의 메시지들, 즉 매체 접근 제어(Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 관리 메시지(management message)와 전송 메시지(transport message)로 구분한다. 그리고 상기 QoS를 고려한 상기 메시지(message)들은 접속 식별자(Connection ID, 이하 'CID'라 칭하기로 한다)를 사용하여 구분한다.
그리하여 상기 큐 관리 블록(110)은 상기 접근 제어 라우터(Access Control Router, 이하 'ACR'이라 칭하기로 한다) 인터페이스(interface)를 통해서 상기 메시지들을 수신하며, 상기 QoS에 따라서 MAC 관리 메시지와 전송 메시지(transport)로 구분하여 관리한다. 이와 같이 상기 MAC 관리 메시지와 전송 메시지는 CID를 사 용하여 구분하며 각 메시지들의 CID는 MAC 관리 CID 큐(queue)와 전송 CID 큐에서 관리한다.
따라서 상기 큐 관리 블록(110)에서 MAC 관리 메시지와 전송 메시지는 CID를 통해 구분되며, 각각 큐 인터페이스(queue interface)를 통해서 상기 QoS 스케줄러 블록(120)으로 전송한다. 그리하면 상기 QoS 스케줄러 블록(120)에서는 각 QoS 클래스에 따라서 데이터를 스케줄링 한다.
이때 상기 MAC 관리 메시지는 일종의 MAC 계층의 제어 메시지로서 방송(broadcast) 메시지, 기본(basic) 메시지, 제 1(primary) 메시지, 제 2(secondary) 메시지로 구분한다. 그러나 상기 제 2 메시지는 여기서 고려하지 않기로 한다.
그리고 상기 전송 메시지는 데이터의 송수신에 따른 메시지로서 비요구 보장 서비스(Unsolicited Granted Service, 이하 'UGS'라 칭하기로 한다), 실시간 폴링 서비스(realtime Polling Service, 이하 'rtPS'라 칭하기로 한다), 확장 실시간 폴링 서비스(extended real time Polling Service, 이하 'ertPS'라 칭하기로 한다), 비실시간 폴링 서비스(non real time Polling Service, 이하 'nrtPS'라 칭하기로 한다), 최선 시도 서비스(Best Effort Service, 이하 'BES'로 칭하기로 한다)로 구분한다.
본 발명에서는 상기 QoS 특성에 따라 구분된 메시지들을 일련의 QoS 클래스로 구분하는 것이 가능하다. 따라서 상기 MAC 관리 메시지와 전송 메시지를 각각 QoS 클래스로 구분하며, 스케줄링 수행을 위하여 각 메시지별로 세부적인 QoS 클래 스로 구분한다.
여기서 상기 각 QoS 클래스를 설정하여 QoS 스케줄링을 수행하는 동작은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
그리하여 상기 QoS 스케줄링을 수행한 이후에 상기 QoS 스케줄러 블록(120)은 QoS 스케줄러 인터페이스(QoS scheduler interface)를 통해서 상기 버스트 할당 블록(130)으로 전송한다. 그리하면 상기 버스트 할당 블록(130)에서는 상기 스케줄링된 데이터 버스트들을 소정의 할당된 할당 알고리즘을 통해서 할당한다. 그리고 여기서 상기 버스트들을 할당하는 과정은 본 발명의 범위를 벗어나므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 상기 버스트 할당 블록(130)에서 할당된 데이터 버스트들은 버스트 할당 블록 인터페이스를 통해서 물리 계층(140)의 물리 모뎀으로 전송된다. 그리고 상기 물리 계층(140) 물리 모뎀에서는 상기 RF 스케줄러(100)의 데이터 버스트를 전송 프레임에 삽입한다. 그러면 여기서 하기에 도 2를 참조하여 상기 RF 스케줄러의 스케줄링 동작을 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 QoS에 따른 스케줄링 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 201 단계에서 상기 큐 관리 블록은 수신되는 메시지들을 각 메시지의 CID를 사용하여 MAC 관리 메시지와 전송 메시지로 구분하고 203단계로 진행한다. 이때 상기 CID는 소정의 Queue를 통해서 관리된다.
상기 203단계에서 상기 QoS 스케줄러 블록은 MAC 관리 메시지를 스케줄링하 며, 상기 MAC 관리 메시지를 다수의 QoS 클래스로 구분하여 스케줄링을 수행하고 205단계로 진행한다.
우선 상기 MAC 관리 메시지를 구체적으로 예를 들어 살펴보면 하기와 같다.
상기 방송 메시지는 하향 맵(DownLink MAP, 이하 'DL MAP'이라 칭하기로 한다) 메시지와, 상향 맵(UpLink MAP, 이하 'UL MAP'이라 칭하기로 한다) 메시지와, 하향링크 채널 디스크립터(Downlink Channel Descriptor, 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 메시지와, 상향 채널 디스크립터(Uplink Channel Descriptor, 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 메시지와, 인접 기지국 광고(Mobile_Neighbor-Advertisement, 이하 'MOB-NBR-ADV'라 칭하기로 한다) 메시지와, 트래픽 지시(Mobile_Traffic-Indication, 이하 'MOB-TRF-IND'라 칭하기로 한다) 메시지와, 페이징 광고(Mobile_Paging-Advertisement, 이하 'MOB-PAG-ADV'라 칭하기로 한다) 메시지 등이 있다.
다음으로, 상기 기본 메시지와 상기 제 1 메시지는 레인징 요구(Ranging-Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지와, 레인징 응답(Ranging-Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지와, 기본 용량 요구(mS-Basic-Capability request, 이하 'SBC-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지와, 기본 용량 응답(mS-Basic-Capability response, 이하 'SBC-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지 등이 있다.
그리고, 상기 MAC 관리 메시지는 특정 수신자에게만 전송되는 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송된다. 이때 상기 방송 메시지와 기본 메시지에 포함되는 메시지들은 일반적으로 분할(fragmentation)이 불가능하지만, 상기 DCD/UCD 메시지는 분할 가능 CID(fragmentatable CID)를 사용하여 분할하는 것이 가능하다. 하지만, 본 발명에서는 상기 MAC 관리 메시지들의 분할은 고려하지 않기로 한다.
그리고 상술한 MAC 관리 메시지들은 단말기(MS: Mobile station)와 기지국(BS: Base Station)뿐만 아니라 통신 네트워크 사이의 연결 및 유지를 위해 사용되는 메시지들이다. 따라서 상기 MAC 관리 메시지들은 상기 통신 네트워크 상에서 전송되는 일반적인 데이터들에 비해서 중요한 역할을 하는 메시지들이다. 따라서 상기 MAC 관리 메시지는 높은 QoS를 필요로 한다. 따라서 상기 MAC 관리 메시지는 적어도 하나의 QoS 클래스로 구분하고 상기 전송 메시지들에 비해서 스케줄링 시에 절대적인 우선순위를 갖도록 스케줄링한다.
상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 MAC 관리 메시지를 스케줄링하는 경우, 상기 MAC 관리 메시지를 QoS에 따라서 우선순위를 갖는 QoS 클래스로 구분하며, 이것을 하기에 예를 들어 설명하기로 한다.
<제 1 실시예>
상기 MAC 관리 메시지를 스케줄링하는 경우, 상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 방송 메시지 중에서 매 프레임마다 전송되며, 할당 정보를 포함하는 MAP 메시지는 우선적으로 고려하여 스케줄링한다.
다음으로 상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 방송 메시지 중에서 단말기가 슬립 모드(sleep mode)로 동작할 경우 전송할 데이터가 있음을 알리는 MOB-TRF-IND 메시지와 아이들 모드(idle mode)로 동작할 경우 단말기에게 보낼 데이터가 있음을 알 리는 MOB-PAG-ADV 메시지를 상기 MAP 메시지들 다음의 우선순위로 설정하여 스케줄링한다. 이와 같이 상기 MOB-TRF-IND 메시지와 상기 MOB-PAG-ADV 메시지를 상기 MAP 메시지들 다음으로 우선순위로 설정하여 스케줄링하는 이유는 상기 슬립 모드 또는 아이들 모드에 있는 단말기들은 아주 짧은 시구간 동안만 하향링크 데이터를 수신하고 이후에는 하향링크 데이터를 수신하지 않기 때문이다. 만약, 상기 MOB-TRF-IND 메시지와 상기 MOB-PAG-ADV 메시지의 송수신이 정확히 이루어지지 않는다면 데이터 전송의 지연(delay)이 발생하게 된다. 그리고 이러한 지연은 QoS 성능을 열화시킨다.
상기 방송 메시지 중에서 상술한 DL/UL MAP 메시지, MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-ADV 메시지를 제외한 방송 메시지는 몇 프레임이 지연 전송되더라도 QoS가 변화되지 않는다. 따라서 상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 MAC 관리 메시지를 스케줄링 우선순위에 따라서 각 메시지에 따라서 다섯 단계의 QoS 클래스들로 구분한다. 그리하여 제 1 QoS 클래스는 DL MAP, UL MAP을 포함하며, 제 2 QoS 클래스는 MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-IND 메시지를 포함하며, 제 3 QoS 클래스는 Basic 메시지를 포함하며 ,제 4 QoS 클래스 Primary 메시지를 포함하며, 제 5 QoS 클래스는 상기 방송 메시지 중에서 상기 제 1 QoS 클래스와 제 2 QoS 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들, 즉 일예로 DCD, UCD, MOB-NBR-ADV를 포함한다. 상기 제 1 실시예에서는 상기 MAC 관리 메시지를 우선순위에 따라 5개의 QoS 클래스로 구분하고, 상기 우선순위에 따라서 스케줄링을 수행한다.
<제 2 실시예>
상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 MAC 관리 메시지를 다섯 개의 QoS 클래스로 구분할 수도 있으나, 시스템 상에서 구현의 복잡도를 고려한다면 상기 MAC 관리 메시지를 제 1 실시예보다 적은 개수의 QoS로 구분할 수도 있다. 즉, 제 2 실시예에서는 상기 QoS 스케줄러 블록은 MAC 관리 메시지들을 두 개의 클래스로 구분한다.
여기서도 상기 제 1 실시예에서와 같이 상기 MAC 관리 메시지를 스케줄링하는 경우, 상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 방송 메시지 중에서 매 프레임마다 전송되며, 할당 정보를 포함하는 MAP 메시지를 우선적으로 고려하여 스케줄링 한다.
다음으로 나머지 MAC 관리 메시지들을 하나의 QoS 클래스로 구분할 수 있다. 다시 말해, 상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 MAP 메시지들 다음의 우선순위를 갖도록 나머지 MAC 관리 메시지들을 하나의 QoS 클래스로 스케줄링한다. 즉, 상기 MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-ADV 메시지, Basic 메시지, Primary 메시지, 나머지 방송 메시지들(예를 들어, DCD, UCD, MOB-NBR-ADV 메시지)을 하나의 QoS 클래스로 구분한다.
따라서, 상기 제 2 실시예에 따른 MAC 관리 메시지의 구분은 제 1 클래스와 제 2 클래스의 두개의 클래스로 구분한다. 이에 상기 제 1 QoS 클래스는 DL MAP, UL MAP을 포함하며, 제 2 QoS 클래스는 MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-IND 메시지를 포함하며, Basic 메시지, Primary 메시지, 나머지 방송 메시지들(예를 들어, DCD, UCD, MOB-NBR-ADV 메시지)을 포함한다.
상술한 바와 같이 상기한 실시예들은 일예로서 설명된 것으로 상기 MAC 관리 메시지를 클래스로 구분하는 경우는 다수의 경우가 존재할 수 있다.
상기 QoS 스케줄러 블록은 상기 MAC 관리 메시지를 상기한 바와 같이 우선순위를 갖는 각 QoS 클래스별로 스케줄링한다. 그리고 동일한 QoS 클래스에 포함된 MAC 관리 메시지들을 스케줄링하는 경우에는 선입선출(FIFO: First Input First Output, 이하 'FIFO'라 칭하기로 한다) 방식으로 스케줄링한다. 그리고 상기 선입선출 방식은 일예로 설명된 것으로 스케줄링 시에 라운드 로빈(Round-Robin)방식 등을 적용할 수도 있다.
상기 205단계에서 상기 QoS 스케줄러 블록은 전송 메시지를 스케줄링하며, 상기 전송 메시지를 QoS 클래스로 구분하여 스케줄링을 수행한다. 상기 스케줄링 동작을 살펴보면, 상기 전송 메시지는 QoS에 따라서 UGS, rtPS, ertPS, nrtPS, BES로 구분한다. 그리고 여기서도 상술한 MAC 관리 메시지와 같이 각 QoS 클래스별로 스케줄링 한다. 우선 상기 각 전송 메시지의 특성을 하기의 표 1을 참조하여 설명하기로 한다.
Figure 112006051388577-PAT00001
상기 표 1을 참조하면, 상기 전송 메시지의 UGS, rtPS, nrtPS, BES를 나타내었으며, 각 특징이 나타나있다.
상기 UGS는 실시간 서비스이며, 연결이 유지되는 동안 주기적으로 동일한 크기의 데이터 즉, 동일한 대역폭이 할당되는 서비스이다. 일반적으로 음성 전송이 여기에 해당하며, 인터넷 전화(Voice-over Internet Protocol, 이하 'VoIP'라 칭하기로 한다), E1/T1 등에 적용된다. 상기 UGS의 QoS 서비스 흐름 파라미터(Service flow parameter)는 최대 지속 트래픽 율(Maximum Sustained Traffic Rate), 최대 예비 트래픽 율(Maximum Reserved Traffic Rate), 최대 지연(Maximum Latency), 지터 내성(Tolerated Jitter), 요청/전송 정책(request/transmission policy) 등이 있다. 특히, 상기 파라미터들 중에서 최대 지속 트래픽 율과 최대 보유 트래픽 율, 최대 지연은 가장 중요하게 고려되어야 할 QoS 파라미터들이다.
상기 UGS는 데이터 전송시에 기존 신호에 다른 신호를 편승하기 위한 피기백 요청(piggyback request)은 허용되지 않으며, 대역폭 스틸링(Bandwidth stealing) 또한 허용되지 않는다. 그리고 서비스를 제공 받는 수신측의 상태를 지속적으로 확인(check)하는 폴링(polling)에서 non-UGS 접속들의 대역폭 필요를 위한 유니캐스트 폴(unicast poll) 요청을 PM(Poll Me) 비트를 사용한다.
상기 rtPS는 실시간 서비스이며, 연결이 유지되는 동안 지속적으로 가변적인 대역폭이 할당되어야 하는 서비스이다. 엠펙 비디오(MPEG video: Moving Picture Experts Group video) 등에 적용된다.
상기 rtPS의 QoS 서비스 흐름 파라미터는 최대 지속 트래픽 율, 최대 예비 트래픽 율, 최대 지연, 요청/전송 정책등이 있다. 또한, 상기 rtPS는 상기 UGS와 달리 피기백 요청은 허용되며, 대역폭 스틸링 또한 허용된다. 그리고 폴링(polling)은 유니캐스트 폴링(unicast polling)만 가능하다.
상기 nrtPS는 비 실시간 서비스이며, 최소 데이터 전송율의 가변 크기의 데이터로 구성된 지연 허용 데이터 스트림들을 서비스 한다. 파일 전송 프로토콜(FTP: File Transfer Protocol) 등에 적용된다. 상기 nrtPS의 QoS 서비스 흐름 파라미터는 최대 지속 트래픽 율, 최대 보류 트래픽 율, 트래픽 우선순위, 요청/전송 정책 등이 있다. 그리고 상기 nrtPS의 피기백 요청은 허용되며, 대역폭 스틸링 또한 허용된다. 그리고 폴링은 유니캐스트 폴링만 가능하거나 폴링의 모든 형태가 가능하다.
상기 BES는 최소 서비스 레벨을 필요로 하지 않는 데이터 스트림들을 서비스 한다. 상기 BES의 QoS 서비스 흐름 파라미터는 최대 지속 트래픽 율, 트래픽 우선순위, 요청/전송 정책 등이 있다. 상기 BES는 웹(Web) 서비스 등에 적용되며, 피기백 요청과 대역폭 스틸링은 모두 허용된다. 그리고 폴링은 폴링의 모든 형태가 가능하다.
또한 상술한 전송 메시지 이외에 ertPS가 있는데, 상기 ertPS는 품질에 영향을 주지 않는 통화 구간동안 자원 할당을 하지 않도록 하는 기능을 지원한다. 예를 들어, 상향링크에서 단말기는 통화 품질에 영향을 주지 않는 사일런트 스퍼트(silence spurt) 구간이 시작되기 전에 기지국에 미리 알려 상향링크 버스트(UL burst) 전송을 위한 자원 할당이 필요 없음을 알려준다. 통화가 다시 시작되면, 단말기는 채널 품질 지시 채널(CQICH: Channel Quality Indicator CHannel)에 지정되어 있는 코드워드(codeword)를 사용하여 기지국에 자원 할당을 요청하게 된다. 그리하면 상기 기지국은 할당 가능한 만큼의 자원을 단말기에게 할당하여 상향링크로 데이터 버스트들을 전송한다.
상술한 UGS, rtPS, ertPS에서 전송되는 트래픽은 실시간 데이터이고, 각각 절대적인 우선순위를 설정하지 않고 하나의 QoS 클래스로 구분하여 스케줄링한다. 이는 적용되는 시스템 특성이나 상황에 따라 가변적인 우선순위로 스케줄링하는 것이 가능하므로 시스템 설계자나 서비스 공급자들의 설정에 따라 가변적으로 우선순위를 갖도록 적용하는 것도 가능하다. 그러나 본 발명에서는 상기 UGS, rtPS, ertPS를 구분하지 않고 하나의 QoS 클래스로 간주하기로 한다.
이때 상기 UGS, rtPS, ertPS를 포함하는 QoS 클래스에서 우선순위 계산에 사용되는 스케줄링 알고리즘을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서는 상기 QoS 클래스를 스케줄링 하는 경우 QoS 스케줄링 알고리즘을 사용하기로 한다.
그러나 현재 통신 시스템에서는 일반적으로 가변적인 자원 할당이 가능하다. 하지만 기존에 사용하던 상기 QoS 스케줄링 알고리즘은 일종의 토큰 기반 스케줄링 알고리즘이다. 그리하여 본 발명의 QoS 알고리즘에서 사용되는 파라미터는 (x, y)로 구성되며, y 시간동안 최소 x 개의 패킷을 전송할 수 있는 특정 확률을 보장해 주는 알고리즘이며, 패킷 수를 제한하는 z 파라미터를 추가로 적용하는 것도 가능하다.
현재 통신 시스템에서는 일반적으로 가변적인 자원 할당이 가능하므로 일정 토큰에 대한 정의를 하지 않아도 되므로 상기 x 파라미터는 고려하지 않아도 된다. 따라서 상기 y 파라미터를 고려하면 된다.
실제 k번째 메시지의 우선순위를
Figure 112006051388577-PAT00002
라 하면 상기 우선순위를 하기의 수학식 1에 나타내었다.
Figure 112006051388577-PAT00003
상기 수학식 1의
Figure 112006051388577-PAT00004
는 스케줄링을 위한 현재 우선순위이고,
Figure 112006051388577-PAT00005
는 단말기에서 보고한 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier-to-Interference plus Noise power Ratio)이다. 또한 짧은 구간(short term)의 평균 CINR 값이 적용될 수도 있다. 그리고
Figure 112006051388577-PAT00006
는 비교적 긴 구간의 평균(long term average) 값이다. 상기
Figure 112006051388577-PAT00007
과
Figure 112006051388577-PAT00008
는 상기 y 파라미터이다. 그리고
Figure 112006051388577-PAT00009
은 각 접속별 즉, 각 서비스별 상대적인 우선순위를 의미한다. 그리고
Figure 112006051388577-PAT00010
와
Figure 112006051388577-PAT00011
는 가변적인 값을 갖는다.
이때 상기
Figure 112006051388577-PAT00012
의 평균값을 구하는 것은 1 탭(tap) 무한 임펄스 응답 필터링(IIR filtering: Infinite Impulse Response filtering)을 통해 구하며, 이를 수학식으로 표현하면 하기의 수학식 2와 같다.
Figure 112006051388577-PAT00013
이때 상기 수학식 2의
Figure 112006051388577-PAT00014
의 값을 변화시켜 짧은 구간과 긴 구간의 평균값을 구하는 것이 가능하다.
또한 상기
Figure 112006051388577-PAT00015
의 계산은 하기의 수학식 3과 같다.
Figure 112006051388577-PAT00016
결국 상기
Figure 112006051388577-PAT00017
은 최선단의 패킷의 지연 요구에 대해서 남아있는 시간을 의미한다. 이와 같이 본 발명에서 사용되는 QoS 스케줄링 알고리즘으로 우선순위를 계산하는 경우 엔드 투 엔드(End to End) 지연에 의한 최대 지연 조건은 상기 메시지를 수신하는 수신측에서는 QoS에 중요한 부분을 차지한다.
그러나 하향링크의 경우에는 특히, 데이터 송신측, 즉 데이터 소스(data source)에서 데이터의 생성 혹은 변조 시점을 스탬핑(stamping) 즉, 전송 프레임에 표시하지 않는다면 엔드 투 엔드 지연 조건을 만족시킬 수 없다. 따라서 타임 스탬프(time stamp)를 상기 데이터 소스에서 생성 시간을 스탬핑하여 전송한다. 그러나 상기 타임 스탬프를 상기 데이터 소스에서 스탬핑하였더라도 MAC 계층보다 상위 계층 일예로 응용 계층(application Layer) 등에서 삽입된 경우에는 교차 계층 침해(cross layer violation)가 발생한다.
따라서 가장 많이 변화하는 스케줄링 시의 지연 요소(constant delay components)들을 제외한 상기 엔드 투 엔드 지연을 발생하는 구성 요소들을 미리 측정 또는 추정하여 상기
Figure 112006051388577-PAT00018
를 미리 설정한다. 상기 VoIP의 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이때 상기
Figure 112006051388577-PAT00019
를 계산하는 것은 하기의 수학식 4에 나타내었다.
Figure 112006051388577-PAT00020
= 1/2 x (end to end로 만족해야할 지연 제약 값 - 상시 지연 요소들의 합)
예를 들어, VoIP의 경우 다음과 같은 경로를 통해서 단말기에서 단말기 사이에 호가 설정된다고 할 때, 다음과 같은 계산으로
Figure 112006051388577-PAT00021
를 계산한다. 그리하여 상기
Figure 112006051388577-PAT00022
는 일정 기준의 지연 제약 값에서 상시 지연 요소들의 합의 차로 결정된다.
EV-DO(EVolution Data-Only) 같은 환경과 보코더(vocoder)를 고려하면 상시 지연 요소들은 다음의 표 2와 같다고 가정하기로 한다.
Figure 112006051388577-PAT00023
우선 상시 지연 구성 요소들의 합은 108ms이다. 그리고 엔드 투 엔드 지연을 270ms이라고 할 때,
Figure 112006051388577-PAT00024
= 1/2 * (270ms - 108ms) = 81ms이다. 그러나 실제 한 frame 시간은 5ms이므로 실제 가능한
Figure 112006051388577-PAT00025
값은 80ms이다.
그러나 상기 QoS 스케줄링 알고리즘을 적용하는 경우 QoS 조건을 만족하지 못하는 경우, 일예로
Figure 112006051388577-PAT00026
이 0보다 작아지는 경우 등이 될 수 있다. 이때 상기 QoS 스케줄링 시에 상기 QoS 스케줄러 블록은 해당 패킷을 버린다.
다음으로 상술한 nrtPS, BES에서 전송되는 트래픽들 또한 각각 절대적인 우선순위를 설정하지 않고 하나의 QoS 클래스로 구분하여 전송한다.
그리하여 상기 nrtPS는 긴 구간, 일예로 약 1msec 정도의 주기로 유니캐스트(unicast) 폴링의 기회를 제공한다. 따라서 혼잡한 네트워크 상황에서 TCP/IP등의 혼잡 제어를 하여 성능 감쇠가 과도하게 발생하는 것을 방지한다. 그리고 상기 nrtPS는 데이터 기반의 서비스이나, 보통의 BES에 비하여 더 많은 요금을 지불하거나, 데이터 서비스 중에서 지연에 민감하다. 따라서 온라인 주식 거래, 무선 상거래(mobile commerce), 프리미엄 서비스를 사용하는 사용자의 데이터 서비스가 이에 해당한다.
그러나 상기 nrtPS는 최소 보류 데이터 전송률이 제공하는 QoS 파라미터가 아니므로 별도의 호 승인 제어는 필요하지 않다. 결국 상기 nrtPS와 상기 BES의 트래픽들이 혼재한 네트워크에서는 우선순위는 상향 링크 스케줄링에서 긴주기의 주기적 유니캐스트 폴링의 기회 제공을 제외하고, 절대적인 우선순위를 적용하지 않는다. 따라서 상기 nrtPS와 상기 BES의 스케줄링에는 배타적 우선순위를 적용하지 않고 동일한 QoS 클래스로 구분하고 스케줄링한다.
상기 nrtPS와 상기 BES의 스케줄링은 일반적으로 데이터 서비스에서 처리량(throughput)과 적절한 공정성(fairness)을 보장하는 비례 공평성(Proportional Fair, 이하 'PF'라 칭하기로 한다) 알고리즘을 적용하였다. 상기 PF 알고리즘은 최대 캐리어 대 간섭비(Max C/I(Carrier to Interference ratio), 이하 'Max C/I'라 칭하기로 한다) 방식과, 최대 최소 공평성(MF: Maxmin Fairness, 이하 'MF'라 칭하기로 한다) 방식의 장점들을 조합한 방식으로서, 가입자 단말기들간 공평성도 보장하면서 전체 전송량을 최대화시키는 스케쥴링 방식이다. 상기 PF 방식은 가입자 단말기간 공평성을 어느 정도 보장하면서도 전체 전송량을 최대화시키며, 성능 또한 비교적 우수한 알고리즘이다.
하지만 본 발명에서는 변형된 일반화 공평성(Generalized Fair, 이하 'GF'라 칭하기로 한다)을 사용하며, 이것을 하기의 수학식 5에 나타내었다.
Figure 112006051388577-PAT00027
여기서 k는 사용자 인덱스를 의미하며, n은 시간 프레임 인덱스를 의미한다.
Figure 112006051388577-PAT00028
은 변조 차수 생성률(MPR: Modulation order Product Rate)이고,
Figure 112006051388577-PAT00029
은 각 접속별 즉, 서비스별 상대적인 우선순위이다.
Figure 112006051388577-PAT00030
은 n 시간 프레임까지의 평균 처리율이다. 상기
Figure 112006051388577-PAT00031
의 평균값을 구하는 것은 1 탭(tap) 무한 임펄스 응답 필터링(IIR filtering: Infinite Impulse Response filtering)을 통해 구하며, 이를 수학식으로 표현하면 하기의 수학식 6과 같다.
Figure 112006051388577-PAT00032
상기
Figure 112006051388577-PAT00033
은 n-1 시간 프레임에서 할당 받은 정보 비트 수를 의미한다.
상기한 바와 같이 상기 nrtPS와 상기 BES는 상기 수학식 4를 사용하여 변형된 GF 방식을 사용하여 스케줄링을 수행한다. 따라서 상기 전송 메시지는 QoS 클래스를 두 개로 구분하고 제 1 QoS 클래스에는 UGS, rtPS, ertPS가 포함되며, 제 2 QoS 클래스에는 nrtPS와 BES가 포함된다. 그리하여 상기 상기 UGS, rtPS, ertPS를 포함하는 상기 제 1 QoS 클래스에서는 수학식 2에 나타난바와 같은 QoS 알고리즘을 적용하였고, 상기 nrtPS와 BES를 포함하는 상기 제 2 QoS 클래스에서는 변형된 GF 알고리즘을 적용하였다.
상기 도 2에서는 QoS에 따라 스케줄링을 수행하는 동작을 설명하였으며, 하기의 도 3과 도 4을 참조하여 상기 QoS의 클래스에 따른 스케줄링 순서를 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 QoS 클래스의 스케줄링 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, QoS에 따라 구분된 QoS 클래스가 순서대로 도시되어 있다. 상기 MAC 관리 메시지(310)가 상기 전송 메시지(320)에 비해서 높은 우선순위로 스케줄링 된다.
상기 MAC 관리 메시지(310)는 QoS에 따라 다시 세부적인 QoS 클래스로 구분하며, 제 1 QoS 클래스는 DL MAP, UL MAP을 포함하며, 제 2 QoS 클래스는 MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-IND 메시지를 포함하며, 제 3 QoS 클래스는 Basic 메시지를 포함하며, 제 4 QoS 클래스는 Primary 메시지를 포함하며, 제 5 QoS 클래스는 상기 방송 메시지 중에서 상기 제 1 QoS 클래스와 제 2 QoS 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들, 즉 일예로 DCD 메시지, UCD 메시지, MOB-NBR-ADV 메시지를 포함한다.
또한 상기 전송 메시지(320)는 QoS 클래스를 두 개로 구분하였으며, 상기 MAC 관리 메시지를 다섯 개의 클래스로 구분하였으므로 UGS, rtPS, ertPS를 포함한 클래스를 제 6 QoS 클래스라 칭하기로 하며, 상기 제 6 QoS 클래스 다음으로 스케줄링 되는 제 7 QoS 클래스에는 nrtPS와 BES가 포함된다.
상기 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 QoS 클래스의 스케줄링 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4을 참조하면, QoS에 따라 구분된 QoS 클래스가 순서대로 도시되어 있다. 상기 MAC 관리 메시지(310)가 상기 전송 메시지(320)에 비해서 높은 우선순위로 스케줄링된다.
상기 MAC 관리 메시지(410)는 QoS에 따라 다시 세부적인 QoS 클래스로 구분하며, 제 1 QoS 클래스는 DL MAP, UL MAP을 포함하며, 제 2 QoS 클래스는 MOB-TRF-IND 메시지, MOB-PAG-IND 메시지, Basic 메시지, Primary 메시지, DCD, UCD, MOB-NBR-ADV 메시지 등을 포함한다. 또한 상기 제 2 QoS 클래스는 상기 제 1 클래스에 포함된 방송 메시지들을 제외한 모든 메시지들을 포함한다.
또한 상기 전송 메시지(420)는 QoS 클래스를 두 개로 구분하였으며, 상기 MAC 관리 메시지를 2개의 클래스로 구분하였으므로 UGS, rtPS, ertPS를 포함한 클래스를 제 3 QoS 클래스라 칭하기로 하며, 상기 제 3 QoS 클래스 다음으로 스케줄 링 되는 제 4 QoS 클래스에는 nrtPS와 BES가 포함된다.
본 발명에서는 MAC 관리 메시지와 전송 메시지를 일예로 일곱 개 또는 네 개의 클래스로 구분하고 상기한 우선순위에 따라서 스케줄링을 수행한다. 그리고 스케줄링 수행 시에 상기 MAC 관리 메시지에서는 동일 QoS 클래스에 대하여 FIFO 방식을 사용하여 스케줄링하였으나, 전송 메시지에서는 각 QoS 클래스에 따라서 각각 QoS 알고리즘과 변형된 GF 알고리즘을 적용하였다.
또한 추가적으로 상기 물리 계층에서 복합 재전송(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식을 적용하는 경우를 고려한다. 이때 하나의 단말기에 전송되는 버스트는 여러 개의 CID로 가는 프로토콜 데이터 유닛(PDU)들이 연접(concatenate)되어 재전송해야하는 경우 해당 데이터 버스트의 우선순위의 설정이 어렵다. 그리고 상기 HARQ 재전송이 지연되면, 최대 재전송까지도 실패하므로, 실제 재전송(ARQ)에 대한 NACK 메시지를 전송해야하는 경우, QoS가 열화될 수 있다. 따라서 상기 HARQ는 빨리 처리해야 한다. 그리하여 상기 HARQ 재전송을 위한 큐를 상기 큐 관리 블록에 두어 관리하지 않고, QoS 스케줄러 블록에 포함한다. 그리고, 재전송 큐의 데이터는 초기 송신되는 패킷보다 우선적으로 처리한다. 이때 MOB-TRF-IND 메시지와 MOB-PAG-ADV 메시지의 초기 전송 패킷의 우선권은 유지한다.
그리고 상기 재전송(ARQ: Automatic Repeat Request)은 상위 ACR의 설계에 따라서 스케줄링이 변경될 수 있으며, 두 가지의 경우를 가진다. 그 중 하나는 ACR이 재전송 패킷에 대해서 구분하지 않는 경우이고, 다른 하나는 재전송 패킷을 구 분하는 경우이다. 상기 ACR이 재전송 패킷을 구분하지 않는 경우에는 일반적인 경우와 같이 스케줄링을 수행한다.
하지만 상기 재전송시 ACR이 재전송 패킷을 구분하는 경우에는 하기와 같은 스케줄러의 수정을 필요로 한다.
첫 번째로 재전송이 동작하는 전송 메시지의 CID는 두개의 큐를 갖는다. 여기서 상기 MAC 관리 메시지의 CID들은 재전송을 수행하지 않음으로 고려하지 않는다. 그리고 일반적인 전송 메시지의 CID라도 이 기능이 없으므로 하나의 큐로도 충분하며, 재전송이 온(ON)되어 있는 경우에는 별도로 관리하며, 두개의 독립적인 선입선출(FIFO: First Input First Output) 큐를 관리한다.
두 번째로 모든 클래스에 대해서 재전송 큐가 채워져 있는 경우 스케줄링 알고리즘에 의해 해당 CID가 선택된 경우 스케줄러는 재전송 패킷부터 물리 모뎀으로 전송한다.
세 번째로 UGS, rtPS, ertPS의 QoS 스케줄링을 이용하는 QoS class의 경우
Figure 112006051388577-PAT00034
재전송 큐의 선두열(HOL: Head Of Line)의 패킷을 기준으로 우선순위를 계산한다. 상기 UGS, rtPS, ertPS의 패킷은 QoS의 알고리즘 연산을 위해서, ACR이 원격 접속 서버(Remote Access Server, 이하 'RAS'라 칭하기로 한다)에 전송하는 순간의 프레임 넘버와 연관하는 절차가 필요하다. 따라서 최초 전송에는 상기 타임 스탬핑이 상기 ACR과 RAS의 둘 중 어느 것과 하더라도 상관없으나, 재전송일 경우에는 ACR 만이 해당 패킷의 도착 시간을 알 수 있다. 따라서 이러한 경우에 재전송 큐에 패킷을 수신하면서 최초 전송과 같은 시간을 타임 스탬핑해주어야 한다. 따라 서 상기 타임 스탬프에 의해 계산된
Figure 112006051388577-PAT00035
이 O보다 작은 경우 해당 패킷을 버린다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, QoS에 따라서 QoS 클래스를 구분하고 상기 QoS 클래스의 우선순위에 따라 스케줄링을 수행한다. 이로 인해 매체 접근 제어 관리 메시지와 전송 메시지들의 QoS를 보장하여 스케줄링을 수행할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한 상기한 바와 같이 QoS를 고려하여 스케줄링 함으로서 시스템 성능에 따른 효율성이 증가하게 된다는 이점을 갖는다.

Claims (26)

  1. 통신 시스템에서 데이터 스케줄링 방법에 있어서,
    데이터를 데이터의 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 적어도 하나의 서비스 품질 클래스로 구분하는 과정과,
    상기 구분된 각 서비스 품질 클래스 별로 상기 우선순위에 따른 스케줄링 기법을 적용하여 상기 데이터를 스케줄링하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 클래스의 구분은 상기 데이터를 매체 접근 제어(MAC: Medium Access Control) 관리 메시지와 전송 메시지로 구분하는 과정과,
    상기 매체 접근 제어 관리 메시지와 전송 메시지들 서비스 품질에 따라 각각을 적어도 하나의 서비스 품질 클래스들로 구분하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매체 접근 제어 관리 메시지는 상기 전송 메시지에 대해 스케줄링 시에 우선순위를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 매체 접근 제어 관리 메시지는 스케줄링 우선순위에 따라 하향 맵(DL MAP)과 상향 맵(UL MAP)을 포함하는 제 1 서비스 품질 클래스와, 트래픽 지시(MOB_TRF_IND) 메시지와 페이징 광고(MOB_PAG_ADV) 메시지를 포함하는 제 2 서비스 품질 클래스와, 기본 메시지(Basic)를 포함하는 제 3 서비스 품질 클래스와, 제 1(Primary) 메시지를 포함하는 제 4 서비스 품질 클래스와, 하향링크 채널 디스크립터(DCD), 상향링크 채널 디스크립터(UCD), 인접 기지국 광고(MOB_NBR_ADV) 메시지를 포함하는 제 5 서비스 품질 클래스들 중 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 5 서비스 품질 클래스는 상기 제 1 서비스 품질 클래스와 제 2 서비스 품질 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 매체 접근 제어 관리 메시지는 스케줄링 우선순위에 따라 하향 맵(DL MAP)과 상향 맵(UL MAP)을 포함하는 제 1 서비스 품질 클래스와, 트래픽 지시(MOB_TRF_IND) 메시지와 페이징 광고(MOB_PAG_ADV) 메시지, 기본 메시지(Basic), 제 1(Primary) 메시지, 하향링크 채널 디스크립터(DCD), 상향링크 채널 디스크립터(UCD), 인접 기지국 광고(MOB_NBR_ADV) 메시지를 포함하는 제 2 서비스 품질 클래스 중 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 서비스 품질 클래스는 상기 제 1 서비스 품질 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 매체 접근 제어 관리 메시지는 구분된 서비스 품질 클래스별로 각각 선입선출 스케줄링 방식에 따라 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 전송 메시지는 비 요구 보장 서비스, 실시간 폴링 서비스, 확장 실시간 폴링 서비스를 포함한 제 1 서비스 품질 클래스와, 비실시간 폴링 서비스, 최선 시도 서비스를 포함한 제 2 서비스 품질 클래스로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 서비스 품질 스케줄링 방식은 하기의 수학식을 사용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
    Figure 112006051388577-PAT00036
    Figure 112006051388577-PAT00037
    는 단말기에서 보고한 캐리어 대 간섭 잡음비를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00038
    는 긴 구간의 평균(long term average) 값을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00039
    은 최선단의 패킷 지연 요구에 대해 남아있는 시간을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00040
    는 일정 기준의 지연 제약 값에서 상시 지연 요소들의 합과의 차를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00041
    은 각 접속별 상대적인 우선순위를 나타냄.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 서비스 품질 클래스는 하기의 수학식을 사용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
    Figure 112006051388577-PAT00042
    k는 사용자 인덱스를 나타내고, n은 시간 프레임의 인덱스를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00043
    은 변조 차수 생성률(MPR: Modulation order Product Rate)을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00044
    은 접속별 상대적인 우선순위이고,
    Figure 112006051388577-PAT00045
    은 n 시간 프레임까지의 평균 처리율을 나타냄.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링하는 과정에서 자동 재전송 방식이 적용되는 경우 재전송하는 데이터는 초기에 송신되는 데이터보다 우선순위를 두어 처리하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 초기에 송신되는 데이터가 트래픽 지시 메시지 또는 페이징 광고 메시 지인 경우 상기 재전송 데이터보다 우선순위를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 방법.
  14. 통신 시스템에서 서비스 품질에 따른 스케줄링 장치에 있어서,
    데이터를 데이터의 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 적어도 하나의 서비스 품질 클래스로 구분하고, 상기 구분된 각 서비스 품질 클래스 별로 상기 우선순위에 따른 스케줄링 기법을 적용하여 상기 데이터를 스케줄링하는 서비스 품질 무선 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 무선 스케줄러는 상기 데이터를 서비스 품질에 따라 매체 접근 제어 관리 메시지와 전송 메시지로 구분하는 큐 관리 블록과,
    상기 구분된 매체 접근 제어 관리 메시지와 전송 메시지를 각각 메시지별 서비스 품질에 따라 일련의 우선순위를 갖는 각 서비스 품질 클래스로 구분하여 스케줄링하는 서비스 품질 스케줄러 블록을 포함함을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 스케줄러 블록은 매체 접근 제어 관리 메시지를 상기 전송 메시지에 대해 우선순위로 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 스케줄러 블록은 상기 매체 접근 제어 관리 메시지를 스케줄링 우선순위에 따라 하향 맵(DL MAP)과 상향 맵(UL MAP)을 포함하는 제 1 서비스 품질 클래스와, 트래픽 지시(MOB_TRF_IND) 메시지와 페이징 광고(MOB_PAG_ADV) 메시지를 포함하는 제 2 서비스 품질 클래스와, 기본 메시지(Basic)를 포함하는 제 3 서비스 품질 클래스와, 제 1(Primary) 메시지를 포함하는 제 4 서비스 품질 클래스와, 하향링크 채널 디스크립터(DCD), 상향링크 채널 디스크립터(UCD), 인접 기지국 광고(MOB_NBR_ADV) 메시지를 포함하는 제 5 서비스 품질 클래스 중 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 5 서비스 품질 클래스는 상기 제 1 서비스 품질 클래스와 제 2 서비스 품질 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들을 포함하는 것을 특징으 로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 스케줄러 블록은 상기 매체 접근 제어 관리 메시지를 스케줄링 우선순위에 따라 하향 맵(DL MAP)과 상향 맵(UL MAP)을 포함하는 제 1 서비스 품질 클래스와, 트래픽 지시(MOB_TRF_IND) 메시지와 페이징 광고(MOB_PAG_ADV) 메시지, 기본 메시지(Basic), 제 1(Primary) 메시지, 하향링크 채널 디스크립터(DCD), 상향링크 채널 디스크립터(UCD), 인접 기지국 광고(MOB_NBR_ADV) 메시지를 포함하는 제 2 서비스 품질 클래스 중 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 서비스 품질 클래스는 상기 제 1 서비스 품질 클래스에 포함된 메시지를 제외한 방송 메시지들을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 스케줄러 블록은 매체 접근 제어 관리 메시지를 구분된 서비스 품질 클래스별로 각각 선입선출 스케줄링 방식에 따라 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 스케줄러 블록은 상기 전송 메시지를 비 요구 보장 서비스, 실시간 폴링 서비스, 확장 실시간 폴링 서비스를 포함한 제 1 서비스 품질 클래스와, 비실시간 폴링 서비스, 최선 시도 서비스를 포함한 제 2 서비스 품질 클래스로 구분하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 서비스 품질 스케줄링 방식은 하기의 수학식을 사용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
    Figure 112006051388577-PAT00046
    Figure 112006051388577-PAT00047
    는 단말기에서 보고한 캐리어 대 간섭 잡음비를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00048
    는 긴 구간의 평균(long term average) 값을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00049
    은 최선단의 패킷 지연 요구에 대해 남아있는 시간을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00050
    는 일정 기준의 지연 제약 값에서 상 시 지연 요소들의 합과의 차를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00051
    은 각 접속별 상대적인 우선순위를 나타냄.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 서비스 품질 클래스는 하기의 수학식을 사용하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
    Figure 112006051388577-PAT00052
    k는 사용자 인덱스를 나타내고, n은 시간 프레임의 인덱스를 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00053
    은 변조 차수 생성률(MPR: Modulation order Product Rate)을 나타내고,
    Figure 112006051388577-PAT00054
    은 접속별 상대적인 우선순위이고,
    Figure 112006051388577-PAT00055
    은 n 시간 프레임까지의 평균 처리율을 나타냄.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 무선 스케줄러는 상기 스케줄링 시에 자동 재전송 방식이 적용되는 경우 재전송하는 데이터는 초기에 송신되는 데이터보다 우선순위를 두어 처리하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 서비스 품질 무선 스케줄러는 상기 초기에 송신되는 데이터가 트래픽 지시 메시지 또는 페이징 광고 메시지인 경우 상기 재전송 데이터보다 우선순위를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 스케줄링 장치.
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