KR100587977B1

KR100587977B1 - 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷스케줄링 방법

Info

Publication number: KR100587977B1
Application number: KR1020040105828A
Authority: KR
Inventors: 여건민; 유병한
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US8059531B2; US20100008305A1; WO2006065021A1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 지연으로 인한 미래의 패킷 폐기율을 현 스케줄링 시점에서 반영하여, 결과적으로 지연으로 인한 패킷 손실을 줄이고 궁극적으로 실시간 트래픽의 전송 요구 사항을 충족시킬 수 있는 패킷 스케줄링 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 패킷화된 이동통신 시스템에서의 패킷 스케줄링 방법에 있어서, 다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 패킷(SDU) 개수, 현 슬롯까지 폐기된 SDU 개수, 현 슬롯까지 전송된 SDU 개수, 각 세션의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율로부터 정규화된 SDU 폐기율을 계산하는 패킷 폐기율 계산 단계; 상기 정규화된 SDU 폐기율에 의거하여, 현 슬롯에서 다음 슬롯에 전송할 세션들 및 각 세션의 전송량을 결정하는 스케줄링 단계; 및 한 슬롯내 허용가능한 기본 전송 단위(BU)가 소진될 때까지 상기 패킷 폐기율 계산 단계 및 상기 스케줄링 단계를 반복 수행하는 반복 수행 단계를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 이동통신 시스템 등에서의 패킷 스케줄링에 이용됨.

패킷 스케줄링, 패킷 손실율, 트래픽, SDU, BU

Description

이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법{Packet scheduling method for real-time traffic transmission in mobile telecommunication systems}

도 1 은 본 발명에 따라 이동통신 시스템에서의 패킷 스케줄링 기본 개념을 나타낸 일실시예 설명도,

도 2 는 본 발명에 따라 이동통신 시스템의 시간 및 주파수 영역으로 표현되는 기본 전송 단위를 나타낸 일실시예 설명도,

도 3 은 본 발명에 따라 전송될 세션 및 SDU 양의 선택을 위한 미래의 SDU 에러율 계산을 위한 일실시예 설명도,

도 4 는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

10 : 세션 버퍼 20 : 패킷 스케줄러

30 : 단말기

본 발명은 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패킷화된 이동통신 시스템에서 무선 채널 상황을 효과적으로 반영하여 실시간 트래픽의 지연 요구사항과 SDU(Service Data Unit) 폐기 임계값을 보장할 수 있는 패킷 스케줄링 방법에 관한 것이다.

최근, BRAN HIPERLAN/2, IEEE 802.11a 및 IEEE 80216 표준화 기구 등을 중심으로 무선 인터넷 서비스를 위한 표준 규격 및 시스템의 개발이 활성화되고 있다. 또한, 패킷 기반의 4세대 이동통신 시스템의 기술력을 선정하기 위해 패킷 전송 기술에 대한 중요성이 한층 부각되고 있다.

패킷 전송에 있어 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위한 패킷 스케줄링은, 무선링크 공유 방식의 특화된 한 분야이며, 기존의 회선 방식에 비해 시스템의 용량을 향상시키는 중요한 수단으로 평가된다.

실시간 트래픽은 그 특성상 지연 요구조건이 엄격히 지켜져야 되며, 일정 수준의 패킷 손실율이 보장되어야 한다. 실시간 트래픽을 전송할 때, 기존의 회선 방식(CDMA 전용 채널 포함)에서는 호 연결 제어를 통해 호 수락이 되면 암시적으로 서비스품질(QoS)이 보장되었으나, 패킷 방식에서는 지연과 같은 QoS를 만족시키기 위해서는 이를 위한 전용 스케줄러가 필수적이다. 또한, 유선과 달리 무선 환경에서는 시간적으로 무선 채널의 상황이 변하기 때문에 이와 같은 사항을 스케줄링 알 고리즘에 반영시킬 필요가 있다.

종래의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄러는, 주로 버퍼에서의 지연이 많은 세션을 우선으로 서비스하는 방식을 취한다. 이 경우의 문제점은 스케줄러가 지연을 최소화하기 위해 최선은 다하지만, 절대적인 지연 요구 사항은 만족시키지 못할 가능성이 있다. 또한, 스케줄러가 현 슬롯에서 다음 슬롯에 전송할 세션을 선택할 때, 버퍼의 가장 먼저 도착한 HOL(Head Of Line) 패킷의 지연상태만 고려하므로 지연으로 인한 패킷 손실율을 모델에 반영시키는데는 어려움이 따른다.

예를 들면, A와 B의 두 세션이 있다고 가정하자. 현재 A의 HOL 지연은 50ms이고 B의 HOL 지연은 100ms라고 하고, A와 B 모두 현재 같은 양의 패킷들이 각 버퍼에 대기하고 있다고 가정하자. 또한, 다음 슬롯에 전송되지 않으면, 지연으로 인해 폐기되는 패킷 수가 A는 10개, B는 1개라고 가정하자.

이러한 가정하에서, 단순한 지연 및 버퍼에 있는 패킷수로만 스케줄링을 하게 되면, B가 선택될 것이다. 두 세션의 무선채널 상황이 동일하고 현 슬롯의 무선채널 상황에서 5개의 패킷을 전송할 수 있다고 하면, A는 다음 슬롯에서 굳이 보내지 않아도 되는 4개의 패킷을 보내는 것이고, B는 다음 슬롯에서 보낼 수 있는 기회를 잃어버리게 되어 10개의 패킷 손실을 경험하게 된다. 만약, A가 선택이 되었으면, 5개를 보내고 나머지 5개는 손실처리되므로, B가 선택되는 것으로 스케줄링하는 것 보다 QoS 보장 측면에서 유리하다. 종래의 방식들은 이러한 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 지연으로 인한 미래의 패킷 폐기율을 현 스케줄링 시점에서 반영하여, 결과적으로 지연으로 인한 패킷 손실을 줄이고 궁극적으로 실시간 트래픽의 전송 요구 사항을 충족시킬 수 있는 패킷 스케줄링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 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 발명은, 패킷화된 이동통신 시스템에서의 패킷 스케줄링 방법에 있어서, 다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 패킷(SDU) 개수, 현 슬롯까지 폐기된 SDU 개수, 현 슬롯까지 전송된 SDU 개수, 각 세션의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율로부터 정규화된 SDU 폐기율을 계산하는 패킷 폐기율 계산 단계; 상기 정규화된 SDU 폐기율에 의거하여, 현 슬롯에서 다음 슬롯에 전송할 세션들 및 각 세션의 전송량을 결정하는 스케줄링 단계; 및 한 슬롯내 허용가능한 기본 전송 단위(BU)가 소진될 때까지 상기 패킷 폐기율 계산 단계 및 상기 스케줄링 단계를 반복 수행하는 반복 수행 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동통신 시스템에서 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법에 관한 것으로, 지연 요구 사항을 패킷 손실율과 접목시켜 보다 효율적인 무선 자원 관리 및 패킷 전송 메커니즘을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 각 세션 공정성을 부여하기 위해 정규화된 SDU 폐기율을 계산하는 방식을 제공하고, 이를 바탕으로 세션 선택 및 전송량 결정이 무선 채널 상황을 고려하여 이루어지도록 한다.

즉, 본 발명에서는 매 전송 시점에서 각 세션의 채널 상황, 현재의 패킷 손실 상황, 미래의 패킷 손실 상황 등을 반영하는 정규화된 패킷 손실율을 도입한다. 그리고, 각 세션마다 설정된 허용 가능한 최대 패킷 손실율이 다르므로, 각 세션별 공정성을 보장하기 위해 이를 정규화된 패킷 손실율에서 반영하도록 한다. 이때, 전송의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역의 무선 자원의 조합으로 나타내고, 단위 슬롯당 전송의 기본 단위를 각 세션에 할당하는 방식을 취한다.

따라서, 본 발명에서는 지연으로 인한 미래의 패킷 폐기율을 현 스케줄링 시점에서 반영하여 결과적으로 지연으로 인한 패킷 손실율을 줄이고, 궁극적으로 실시간 트래픽의 전송 요구 사항을 충족시킬 수 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 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 일실 시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따라 이동통신 시스템에서의 패킷 스케줄링 기본 개념을 나타낸 일실시예 설명도이다.

도 1에서, 각 세션에 연결된 버퍼(10)에 SDU(Service Data Unit)가 도착하는 시점부터 각 SDU의 지연시간이 갱신된다.

스케줄러(20)는 매 슬롯마다 동작하며, 현 슬롯에서 다음 슬롯에 전송할 세션들 및 각 세션의 전송량을 결정한다. 이때, 스케줄러(20)에서의 세션 선택 기준은, 정규화된 SDU 폐기율에 기반하며, 정규화된 SDU 폐기율은 다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 SDU 개수와 현 슬롯까지 폐기된 SDU 개수 및 현 슬롯까지 전송된 SDU 개수, 그리고 각 세션의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율로부터 계산된다.

스케줄러(20)에서, 전송이 결정된 SDU들은 기본 전송 단위(BU)에 실려서 단말기(30)로 전송되며, 한 슬롯내 허용가능한 BU가 소진될 때까지 반복적인 알고리즘을 적용한다. 만약, 다음 슬롯에 대상 세션이 없거나, 다음 슬롯에 전송할 대상 세션들에 대한 할당이 끝나고도 여유 BU가 있으면, 다음 다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 SDU들을 현 슬롯의 할당에 포함시킨다. 이러한 과정은 한 슬롯내 허용가능한 BU가 소진될 때까지 반복적으로 적용된다.

도 2 는 본 발명에 따라 이동통신 시스템의 시간 및 주파수 영역으로 표현되는 기본 전송 단위를 나타낸 일실시예 설명도이다.

도 2에서, "201"은 시간축상에서의 무선 자원인 하나의 슬롯을 나타내고, "202"는 주파수상에서의 무선 자원을 나타낸다.

또한, "201"과 "202"로 형성되는 영역이 슬롯당 전송 영역(203)을 나타내며, 스케줄러는 매 슬롯마다 슬롯당 전송 영역(203)을 채우기 위해 전송할 세션과 전송량(바이트 단위)을 결정한다.

또한, "204"은 기본 전송 단위를 나타내며, 동일한 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 특성으로 데이터를 전송할 수 있는 시간 및 주파수 개수의 최소 단위로 정의된다.

여기서, AMC 특성은 무선 채널 상태를 나타내는 한 지표이며, 무선 채널 상태가 좋을수록 기지국과 특정 단말간의 AMC 특성이 좋음을 의미한다. 즉, AMC 특성이 좋을수록 기본 전송 단위당 전송할 수 있는 데이터 양이 많아진다.

도 3 은 본 발명에 따라 전송될 세션 및 SDU 양의 선택을 위한 미래의 SDU 에러율 계산을 위한 일실시예 설명도이다.

도 3에서, "303"은 해당 세션에 적용되는 SDU 에러율 계산 지수이며, H(i)로 표기한다. 즉, H(i)=4이면 세션 i에 대해서 정규화된 SDU 에러율을 계산할 때 현 슬롯 k(302)로부터 H(i)후의 슬롯(304)까지 SDU 지연 상황을 반영한다. 따라서, 현 슬롯에서 세션 i가 선택되었을 때, 전송량은 H(i)후의 슬롯까지 전송되지 않으면 전송 지연 요구조건을 만족하지 않는 SDU의 합으로 계산된다. 보다 상세한 설명은 도 4에서 설명하기로 한다.

먼저, 현재 슬롯 k에서 다음 슬롯 (k+1)에서의 데이터 전송을 위한 스케줄링 을 한다(401).

이후, 매 슬롯당 할당 가능한 총 BU 개수를 입력받아(402), 초기 잉여 BU 개수로 셋팅한다(403).

이때, 만약 할당 가능한 잉여 BU 개수가 있으면(404), 버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사한다(405).

한편, 할당 가능한 잉여 BU 개수가 존재하지 않거나(404), 버퍼에 전송할 데이터가 존재하지 않으면(405) 종료한다.

검사 결과(405), 버퍼에 전송할 데이터가 있으면, 각 세션의 각 SDU에 대해서 현재 슬롯까지의 지연 시간(SDU 대기 시간) 및 재전송 회수를 입력받아(407), 각 세션 i에 대해서 슬롯 k까지 폐기된 SDU 개수[D(i,k)]를 계산한다(408). 이때, SDU가 폐기되는 경우는 전송지연 임계값을 초과하거나 최대 재전송 회수를 초과할 경우에 발생한다. 또한, 각 세션 i에 대해서 슬롯 k까지 전송된 SDU 개수[T(i,k)]를 계산한다(408). 또한, 지연 시간 입력 정보로부터 각 세션 i에 대해서 다음 슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수[V(i,k+1)]를 계산한다(408). 또한, 각 세션의 SDU 개수[V(i,k+1)] 정보로부터, 슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합[Z(k+1)={i: V(i,k+1)>0}]을 구한다(408).

여기서, 상기 "408" 단계 이전에 SDU 에러율 계산 지수 H(i)를 구한다(406).

그리고, Z(k+1) 정보로부터 지연 요구사항을 만족시키지 못하는 대상 세션이 존재하는지를 확인한다(409).

확인 결과(409), 대상 세션이 존재하지 않으면, 슬롯 (k+2)에 전송이 이루어지지 않을 경우(410) 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합을 구하기 위해 버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사하는 단계(405)로 천이한다.

확인 결과(409), 대상 세션이 존재하면, 하기의 [수학식 1]에 의거하여 정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]을 계산한다(411).

상기 [수학식 1]에서, D(i,k)는 세션 i의 슬롯 k까지 폐기된 SDU 개수이고, T(i,k)는 세션 i의 슬롯 k까지 전송된 SDU 개수이며, R(i)는 세션 i의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율, V(i,k)는 세션 i의 슬롯 k에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수, H(i)는 세션 i의 SDU 에러율 계산 지수를 나타낸다.

스케줄링은 정규화된 SDU 폐기율 NDR(i,k) 값이 큰 세션 순으로 B(i,k) 만큼의 BU를 할당한다(413). 이때, B(i,k)는 슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수를 전송하기 위한 BU 개수이며, 하기의 [수학식 2]에 의해서 계산한다.

상기 "413" 단계는 상기 [수학식 1]에 의해서 계산된 값, 즉 정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]이 같은 값이 존재하지 않는 경우에 해당된다(412).

상기 [수학식 2]에서, A(i,j,k)는 슬롯 (k+1)에서 AMC 옵션 j로 전송할 수 있는 최대 바이트 수이며, 기호

는 x보다 큰 최소 정수를 의미한다.

이후, 할당된 B(i,k)개의 BU에 V(i,k+1) 바이트의 전송 데이터를 할당한다(414).

이와 같이 초기 할당을 완료한 후(414), 할당된 개수의 BU에 추가 전송 데이터 할당이 가능한지를 검사하여(415), V(i,k+1)=B(i,k)×A(i,j,k)일 경우 추가 할당은 없으며, V(i,k+1)<B(i,k)×A(i,j,k)일 경우 V(i,k+1) 바이트 외에 최대 B(i,k)×A(i,j,k)- V(i,k+1) 만큼의 바이트를 추가적으로 할당할 수 있다(416).

여기서, 추가 할당의 경우, 전송 버퍼에서 대기하고 있는 SDU가 존재해야 한다.

전송 데이터 할당을 마친 후(414), 할당된 BU 개수만큼 잉여 BU 개수를 감소시킨다(417).

특정 세션에 대한 할당이 끝난 후(414,416), 잉여 BU가 있는지를 확인한다(418).

확인 결과(418), 잉여 BU가 없으면 스케줄링을 종료하고, 잉여 BU가 있고 대 상 세션이 존재하면(419) 다음 세션의 전송 데이터 할당을 위해서 정규화된 SDU 폐기율 NDR(i,k) 값이 큰 세션 순으로 B(i,k) 만큼의 BU를 할당하는 단계(413)로 천이한다.

그러나, 잉여 BU가 있지만(418) 대상 세션이 존재하지 않으면(419), 슬롯 (k+2)에 전송이 이루어지지 않을 경우(410) 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합을 구하기 위해 버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사하는 단계(405)로 천이한다.

한편, 상기 [수학식 1]에 의해서 계산된 값, 즉 정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]이 같은 값이 존재하는 경우(412), 하기의 [수학식 3]의 계산값의 내림 차순으로 해당 세션을 선택한다(420).

상기 [수학식 3]에서, W(i)는 세션 i의 HOL(Head-Of-Line) 전송 지연이며, F(i,k)는 슬롯 k에서 세션 i가 전송할 수 있는 최대 AMC 옵션으로 전송할 수 있는 최대 바이트 수이다. 또한, F(i)는 세션 i의 패킷 전송시 사용된 AMC 옵션으로 전송할 수 있는 최대 바이트 수에 대한 평균 값이며, 초기 패킷 전송 시점부터 현 슬롯까지의 평균값이다. 또한, F(max)는 가장 높은 AMC 옵션으로 한 BU에 전송할 수 있는 양이며, F(min)은 가장 낮은 AMC 옵션으로 한 BU에 전송할 수 있는 양이다. 또한, T(i)는 전송 지연 한계값을 나타낸다. 즉, 하나의 패킷이 버퍼에 도착하여 T(i) 시간내에 성공적으로 전송되지 않으면, 해당 패킷은 버퍼에서 삭제된다. 상기 [수학식 3]에서 (F(i,k)F(i))/(F(max)-F(min)) 및 W(i,k)/T(i) 값은 1보다 작다.

상기 [수학식 3]에서, SDU 에러율 계산 지수 H(i)는 하기 [수학식 4]에 의해서 계산된다.

상기 [수학식 4]에서, L(i)는 세션 i의 버퍼에 현재 대기하고 있는 SDU의 양을 나타내고, G(i)는 세션 i의 평균 SDU 입력율을 나타내며, S는 슬롯의 길이를 나타낸다. G(i)의 단위가 bits/s일 경우 L(i)의 단위는 비트수이며, R(i)의 단위가 bytes/s일 경우 L(i)의 단위는 바이트 수이며, S의 단위는 초이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 지연으로 인한 미래의 패킷 폐기율을 현 스케줄링 시점에서 반영하여 결과적으로 지연으로 인한 패킷 손실율을 줄이고, 궁극적으로 실시간 트래픽의 전송 요구 사항을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

패킷화된 이동통신 시스템에서의 패킷 스케줄링 방법에 있어서,

다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 패킷(SDU) 개수, 현 슬롯까지 폐기된 SDU 개수, 현 슬롯까지 전송된 SDU 개수, 각 세션의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율로부터 정규화된 SDU 폐기율을 계산하는 패킷 폐기율 계산 단계;

상기 정규화된 SDU 폐기율에 의거하여, 현 슬롯에서 다음 슬롯에 전송할 세션들 및 각 세션의 전송량을 결정하는 스케줄링 단계; 및

한 슬롯내 허용가능한 기본 전송 단위(BU)가 소진될 때까지 상기 패킷 폐기율 계산 단계 및 상기 스케줄링 단계를 반복 수행하는 반복 수행 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 반복 수행 단계를 통해,

다음 슬롯에 대상 세션이 없거나, 다음 슬롯에 전송할 대상 세션들에 대한 할당이 끝나고도 여유 BU가 있으면, 다음 다음 슬롯에 전송되지 않으면 폐기되는 SDU들을 현 슬롯의 할당에 포함시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 스케줄링 단계를 통해 결정된 SDU들은 기본 전송 단위(BU)에 실려 전송되며,

전송의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역의 무선 자원의 조합으로 나타나고,

단위 슬롯당 전송의 기본 단위가 각 세션에 할당되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패킷 폐기율 계산 단계에서는,

하기의 [수학식 1]에 의거하여 매 전송 시점에서 각 세션의 채널 상황, 현재의 패킷 손실 상황, 미래의 패킷 손실 상황을 반영하는 정규화된 패킷 손실율을 계산하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.

[수학식 1]

(여기서, D(i,k)는 세션 i의 슬롯 k까지 폐기된 SDU 개수, T(i,k)는 세션 i의 슬롯 k까지 전송된 SDU 개수, R(i)는 세션 i의 허용 가능한 최대 SDU 폐기율, V(i,k)는 세션 i의 슬롯 k에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수, H(i)는 세션 i의 SDU 에러율 계산 지수임.)
제 4 항에 있어서,

상기 [수학식 1]에서 상기 SDU 에러율 계산 지수 H(i)는,

하기의 [수학식 2]에 의거하여 계산되는 것을 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.

[수학식 2]

(여기서, L(i)는 세션 i의 버퍼에 현재 대기하고 있는 SDU의 양, G(i)는 세션 i의 평균 SDU 입력율, S는 슬롯의 길이를 나타내며, G(i)의 단위가 bits/s일 경우 L(i)의 단위는 비트수이고, R(i)의 단위가 bytes/s일 경우 L(i)의 단위는 바이트 수이며, S의 단위는 초임)
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패킷 폐기율 계산 단계는,

현재 슬롯 k에서 다음 슬롯 (k+1)에서의 데이터 전송을 위한 스케줄링을 하는 단계;

매 슬롯당 할당 가능한 총 BU 개수를 입력받아, 초기 잉여 BU 개수로 셋팅하는 단계;

할당 가능한 잉여 BU 개수가 있으면, 버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 상기 버퍼에 전송할 데이터가 있으면, 각 세션의 각 SDU에 대해서 현재 슬롯까지의 지연 시간(SDU 대기 시간) 및 재전송 회수를 입력받아, 각 세션 i에 대해서 슬롯 k까지 폐기된 SDU 개수[D(i,k)], 각 세션 i에 대해서 슬롯 k까지 전송된 SDU 개수[T(i,k)], 각 세션 i에 대해서 다음 슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수[V(i,k+1)], 슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합[Z(k+1)={i: V(i,k+1)>0}]을 구하는 단계;

Z(k+1) 정보로부터 지연 요구사항을 만족시키지 못하는 대상 세션이 존재하는지를 확인하는 단계; 및

상기 확인 결과, 대상 세션이 존재하면, 상기 [수학식 1]에 의거하여 정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]을 계산하는 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄 링 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 반복 수행 단계에서는,

상기 확인 결과, 대상 세션이 존재하지 않으면, 슬롯 (k+2)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합을 구하기 위해 상기 버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사하는 단계로 천이하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 스케줄링 단계는,

정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]이 같은 값이 존재하지 않는 경우, 정규화된 SDU 폐기율 NDR(i,k) 값이 큰 세션 순으로 '슬롯 (k+1)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU 개수를 전송하기 위한 BU 개수[B(i,k)]' 만큼의 BU를 할당하는 단계;

상기 할당된 B(i,k)개의 BU에 V(i,k+1) 바이트의 전송 데이터를 할당하는 단계;

상기 할당된 개수의 BU에 추가 전송 데이터 할당이 가능한지를 검사하여 바 이트를 추가적으로 할당하는 단계; 및

상기 할당된 BU 개수만큼 잉여 BU 개수를 감소시키는 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 정규화된 SDU 폐기율[NDR(i,k)]이 같은 값이 존재하는 경우, 하기의 [수학식 3]의 계산값의 내림 차순으로 해당 세션을 선택하는 단계

를 더 포함하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.

[수학식 3]

(여기서, W(i)는 세션 i의 HOL(Head-Of-Line) 전송 지연, F(i,k)는 슬롯 k에서 세션 i가 전송할 수 있는 최대 AMC 옵션으로 전송할 수 있는 최대 바이트 수, F(i)는 세션 i의 패킷 전송시 사용된 AMC 옵션으로 전송할 수 있는 최대 바이트 수에 대한 평균 값(초기 패킷 전송 시점부터 현 슬롯까지의 평균값), F(max)는 가장 높은 AMC 옵션으로 한 BU에 전송할 수 있는 양, F(min)은 가장 낮은 AMC 옵션으로 한 BU에 전송할 수 있는 양, T(i)는 전송 지연 한계값을 나타내며, 하나의 패킷이 버퍼에 도착하여 T(i) 시간내에 성공적으로 전송되지 않으면, 해당 패킷은 버퍼에서 삭제되며, (F(i,k)F(i))/(F(max)-F(min)) 및 W(i,k)/T(i) 값은 1보다 작음)
제 8 항에 있어서,

상기 반복 수행 단계는,

잉여 BU가 있는지를 확인하는 단계;

상기 확인 결과, 잉여 BU가 없으면 스케줄링을 종료하고, 잉여 BU가 있고 대상 세션이 존재하면 다음 세션의 전송 데이터 할당을 위해서 '정규화된 SDU 폐기율 NDR(i,k) 값이 큰 세션 순으로 B(i,k) 만큼의 BU를 할당하는 단계'로 천이하는 단계; 및

상기 확인 결과, 잉여 BU가 있지만 대상 세션이 존재하지 않으면, 슬롯 (k+2)에 전송이 이루어지지 않을 경우 폐기되는 SDU를 가지고 있는 세션의 인덱스 집합을 구하기 위해 '버퍼에 전송할 데이터가 있는지를 검사하는 단계'로 천이하는 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 실시간 트래픽 전송을 위한 패킷 스케줄링 방법.