KR100642261B1 - 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여스케줄링하는 방법 및 시스템 - Google Patents

휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여스케줄링하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템으로부터 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법에 있어서, (a) 스케줄링 알고리즘 실행 파일 및 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘을 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계; (b) 상기 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계; (c) 상기 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면, 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 상기 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행하는 단계; 및 (d) 상기 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템을 제공한다.
패킷 스케줄링, 패킷 스케줄러, 휴대 인터넷, 스케줄링 알고리즘

Description

휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템{Method and System for Scheduling by Using Downloadable Packet Scheduler for Use in Portable Internet Network}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템의 구성을 나타낸 구조도,
도 2은 공유 메모리에 포함된 버퍼의 구조,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 과정을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 공유 메모리 102: 입력 버퍼
104: 출력 버퍼 110: 스케줄러 알고리즘 엔진
120: MAC 계층 130: 물리 계층
140: 서비스 품질 관리 시스템 160: IP 네트워크
170: RAS 180: NMS/EMS
본 발명은 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템으로부터 스케줄링 알고리즘 및 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 다운로드하고, 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 알고리즘 정책 파라미터 및 입력된 알고리즘 데이터를 이용하여 다운로드된 스케줄링 알고리즘을 실행함으로써 패킷 스케줄링을 수행하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달로 인해 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 이동 통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만이 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
또한, 최근에는 정보통신의 발달로 ITU-R에서 표준으로 제정하고 있는 제 3 세대 이동 통신 시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)(예컨대, CDMA2000 1X, 3X, EV-DO, WCDMA(WideBand CDMA) 등)이 상용화되고 있다. IMT-2000은 CDMA 2000 1X, 3X, EV-DO, WCDMA(WideBand CDMA) 등으로 기존의 IS-95A, IS-95B 망에서 진화한 IS-95C 망을 이용하여 IS-95A, IS-95B 망에서 지원 가능한 데이터 전송 속도인 14.4 Kbps나 56 Kbps보다 훨씬 빠른 최고 144 Kbps의 전송 속도로 무선 인터넷을 제공할 수 있는 서비스이다. 특히 IMT-2000 서비스를 이용하면 기존의 음성 및 WAP 서비스 품질의 향상은 물론 각종 멀티미디어 서비스(AOD, VOD 등)를 보다 빠른 속도로 제공할 수 있다.
현재 전세계적으로 사용되는 무선 인터넷 사용 기술은 크게 전술한 휴대 전화망을 기반으로 하는 제 3 세대 셀룰러 시스템과 IP 기반의 패킷 전송을 기반으로 하는 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network)을 들 수 있다.
기존의 셀룰러 시스템은 뛰어난 이동성과 핸드오프를 지원하며 음성 통화에 필요한 데이터 전송 속도를 보장하고 부가적으로 패킷 데이터 서비스를 지원한다. 하지만, 기존의 이동 통신 시스템은 기지국 구축 비용이 높기 때문에 무선 인터넷의 이용 요금이 높고, 이동 통신 단말기의 화면 크기가 작기 때문에 이용할 수 있는 컨텐츠에 제약이 있으며, 패킷 데이터 서비스를 하기 위한 충분한 전송 속도를 보장하기에는 한계가 있다.
이에 반해서 WLAN의 경우는 셀룰러 시스템에 비해서 월등한 데이터 전송 속도를 보장하지만, 전파 간섭 때문에 이동성에 문제가 있으며 좁은 사용 영역(Coverage) 등의 문제로 공중 서비스의 제공에 한계가 있게 된다.
이에 WLAN에 버금가는 전송 속도를 가지면서 셀룰러 시스템의 이동성과 핸드오프를 지원하며 저렴한 요금으로 초고속 무선 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 휴대 인터넷(PI: Portable internet 또는 WiBro: Wireless Broadband) 서비스 시스템이 대두되었다.
　3.5 세대로 지칭되는 휴대 인터넷 서비스는 노트북, PDA, Handheld PC 등 다양한 형태의 휴대용 개인 가입자 단말기를 이용하여 실내 및 실외의 정지 환경에서와 보행 속도 및 중저속 이동 수준의 이동 환경에서 인터넷에 접속하여 다양한 정보 및 컨텐츠 이용이 가능한 서비스이다. 또한, 시속 60 km/h의 이동성을 제공하 며, 하향 전송 속도는 24.8 Mbps이나 상향 전송 속도는 5.2 Mbps로 상하향 비대칭 전송 특성을 갖는 IP(Internet Protocol) 기반의 무선 데이터 시스템이다.
휴대 인터넷 시스템은 2.3 GHz 주파수 대역을 사용하며, 차세대 핵심 기술이라 할 수 있는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/TDMA(Time Division Multiple Access)와 시분할 듀플렉싱(TDD: Time Division Duplexing) 등의 방식을 택하고 있다. 여기서, OFDMA/TDMA란 전체 대역폭에 퍼져 있는 모든 부반송파를 일정 시간 동안 한 사용자에게 할당하고 다음 일정 시간 동안 또 다른 사용자에게 할당하는 TDMA와 유사한 다중 접속 방식이다. 또한, 무선 자원의 효율적 운용을 위해 AMC(Adaptive Modulation Coding), MIMO(Multi Input Multi Output)와 스마트 안테나(Smart Antenna) 등의 기술을 채용하기 위한 표준화 작업이 현재 진행 중에 있다.
한편, 휴대 인터넷 등의 무선통신 시스템에서 복수의 사용자에게 데이터 패킷을 전송하기 위해서 코드 분할 다중화(Code Division Multiplex: CDM) 또는 시간 분할 다중화(Time Division Multiplex: TDM) 방식을 사용할 수 있으며 두 방식을 함께 사용할 수도 있다. 무선통신 시스템에서 음성 서비스를 하는 경우 사용자에게 하나의 코드 또는 타임 슬롯을 할당하면 되지만 데이터 서비스는 사용자마다 서비스하고자 하는 패킷의 크기에 따라 필요로 하는 타임 슬롯의 개수가 다르며 전송률 또한 가변적이다. 따라서 데이터 서비스에서 자원을 효율적으로 할당하는 것은 매우 중요한 문제가 된다. 전송의 연속성에 큰 영향을 받지 않는 데이터 서비스에서는 시간 분할 방식이 보다 효율적인 것으로 알려져 있다. 시간 분할에서는 하나의 타임 슬롯을 한 명의 할당된 사용자만이 사용할 수 있기 때문에 기지국에 복수의 단말기들이 연결되어 있는 경우 매 타임 슬롯을 사용할 사용자를 선택하는 것은 데이터 전송의 효율성을 높이는 데 매우 중요한 작업이다. 이러한 작업을 패킷 스케줄링(Scheduling)이라 한다. 패킷 스케쥴링은 무선 링크의 자원을 최적 활용하고, 무선 링크를 통해 전달되는 트래픽에 요구되는 QoS(Quality of Service) 등을 제공하는 목적을 갖는다. 즉, 다수의 이동 단말기(Subscriber Station)의 무선 링크 사용에 대한 스케쥴링 및 기지국 또는 단말기에서의 각 패킷들의 스케쥴링을 담당한다. 기지국에서 수행되는 패킷 스케쥴러는 일반적으로 기지국 MAC(Medium Access Control) 계층의 일부분이다. 패킷 스케쥴러는 상하향 다이버시티, 적응형 안테나 그리고 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 등 시스템 구조 등의 적용에 따라 3차원(시간 슬롯, 서브채널, 공간 안테나)까지의 확장도 가능하며, 적당한 Burst Profile, 대역폭, 큐에서의 전달 패킷 스케쥴링 기능 등을 수행한다.
이러한 패킷 스케줄링은 패킷 스케줄링 알고리즘에 의해 수행되는데, 여기서 패킷 스케줄링 알고리즘은 기지국 장비에 기탑재되어 제공되는 것이 일반적이다. 이 경우 패킷 스케줄링 알고리즘은 기지국 장비 업체에 의해 만들어지는 것이므로, 서비스 제공자 입장에서는 제공하는 서비스 또는 컨텐츠 특성에 맞는 패킷 스케줄링을 하고 싶어도 기지국 장비 업체의 개입 없이 패킷 스케줄링 알고리즘을 변경하는 것이 용이하지 않게 된다. 즉, 네트워크 환경 및 서비스 특성과 가장 밀접한 위치에 있는 서비스 제공자가 패킷 스케줄링을 하기 어렵다는 것은 주변 환경 변화에 적절히 대응하지 못하게 된다는 문제점을 발생시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템으로부터 스케줄링 알고리즘 및 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 다운로드하고, 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 알고리즘 정책 파라미터 및 입력된 알고리즘 데이터를 이용하여 다운로드된 스케줄링 알고리즘을 실행함으로써 패킷 스케줄링을 수행하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법 및 시스템은 다음과 같은 특징을 가진다.
본 발명에 의한 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법은, 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템으로부터 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법에 있어서, (a) 스케줄링 알고리즘 실행 파일 및 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘을 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계; (b) 상기 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계; (c) 상기 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면, 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 상기 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행하는 단계; 및 (d) 상기 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 의한 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템은, 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템에 있어서, 스케줄링 알고리즘 실행 파일과 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘 및 상기 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 다운로드하는 공유 메모리; 및 상기 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면 상기 공유 메모리로부터 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 상기 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 출력하는 스케줄러 알고리즘 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템의 구성을 나타낸 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템은 휴대 인터넷 망의 라디오 액세스 스테이션(RAS: Radio Access Station, 이하 'RAS'라 함)(170) 내에 포함되어 있는 구조를 가진다.
RAS(170)는 휴대 인터넷 시스템의 AP(Access Point)로서 저전력 RF/IF 모듈 및 컨트롤러 기능, OFDMA/TDD 패킷 스케줄링과 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 50 Mbps급 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오프 기능 등을 수행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템은 RAS(170)에 포함된 공유 메모리(Shared Memory)(100) 및 스케줄러 알고리즘 엔진(110), 그리고 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템(140) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)는 스케줄링 알고리즘 실행 파일과 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘 및 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 후술할 서비스 품질 관리 시스템(140)으로부터 다운로드하여 입력 버퍼(Buffer)(102)에 저장한다. 즉, 도 1에 도시된 구조는 후술할 스케줄러 알고리즘 엔진(110)과 RAS(170) 외부 시스템이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)를 통해 통신을 하는 구조이다. 여기서, 스케줄링 알고리즘 실행 파일이라 함은 다운로드되어 후술할 스케줄러 알고리즘 엔진(110)에서 실행될 수 있는 형태의 파일을 말하는 것으로, 동적 링킹 라이브러리(DLL: Dynamic Linking Library) 또는 EXE 파일 등 다양한 형태가 될 수 있다.
여기서, 알고리즘 정책 파라미터라 함은 동적으로 변하는 파라미터를 말하는 것으로 주기적으로 다운로드될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알고리즘 정책 파라미터는 리소스(Resource)의 수, 데이터 전송률, 데이터 지속률, 최대 버스트(Burst) 크기, 최대 지터(Jitter), 최대 지연(Delay), 트래픽 우선권, 서비스 종류 및 모니터링 마스크 등이 될 수 있다.
한편, 공유 메모리(100)는 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 입력 버퍼(102)에 저장한다. 도 2는 이러한 입력 버퍼(102)의 구조를 나타내는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력 버퍼(102)는 ID 영역(200), 길이(Length) 영역(202) 및 데이터 영역(204)으로 구분되며, 다운로드되는 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 ID로서 구분하여 저장하게 된다. 이처럼 ID를 통해 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 구분함으로써, 서로 다른 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 서로 다른 사용자에게 동시에 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)의 입력 버퍼 (102)에는 전술한 스케줄링 알고리즘 뿐만 아니라 후술할 대체 알고리즘(Fall-Back Algorithm)이 저장되어 있어, 다운로드받은 스케줄링 알고리즘을 이용하여 패킷 스케줄링을 하다가 성능의 문제, 명령 등 기타 이유에 의한 경우 다운로드받은 스케줄링 알고리즘 대신에 대체 알고리즘(Fall-Back Algorithm)으로 실행되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케줄러 알고리즘 엔진(110)은 다운로드한 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면 공유 메모리(100)로부터 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 로드한다. 스케줄러 알고리즘 엔진은 로드된 알고리즘 정책 파라미터 및 입력된 알고리즘 데이터를 이용하여 스케줄링 알고리즘을 실행하고, 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 MAC(Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 함) 계층(120)의 다른 부분으로 출력한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알고리즘 데이터라 함은 큐 사이즈, 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise ratio), 자동 재송 요구(ARQ: Automatic Repeat Request) 상태, MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 길이, 모듈레이션 레벨, 승인 요청, 무선 자원 가용성, 핸드오버 상태 및 채널 모드와 유저 그룹 매핑 정보 등이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케줄 데이터라 함은 각 연결 또는 리소스 배당 테이블마다 배당된 바이트 수, 모듈레이션 레벨 및 승인 요청의 배정 정보 등이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케줄러 알고리즘 엔진(110)은 송신 및 수신 경로로 분리되어 운용될 수 있는데, 이를 위해 임 의의 스케줄링 알고리즘, 임의의 알고리즘 정책 파라미터 및 임의의 알고리즘 데이터를 입력으로 하고 스케줄 데이터를 출력으로 하는 응용 프로그램 인터페이스(API: Application Program Interface, 이하 'API'라 함)를 지원한다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 API는 특정 알고리즘을 위한 것이 아니라 일반적인 알고리즘을 실행시킬 수 있도록 하는 인터페이스 구조이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케줄러 알고리즘 엔진(110)에서는 전술한 알고리즘 정책 파라미터에 따라 모니터링된 모니터링 데이터를 공유 메모리(100)로 주기적으로 폴링(Polling)한다. 공유 메모리(100)에서는 수집된 모니터링 데이터를 출력 버퍼(104)에 저장하고 후술할 서비스 품질 관리 시스템(140)으로 전송함으로써 스케줄링 알고리즘의 성능을 모니터링 할 수 있도록 한다. 여기서, 모니터링 데이터는 스케줄링 정보, 처리율(Throughput) 정보, 지연(Delay) 정보, 지터 정보, 재전송 정보 및 리소스 사용 레벨 등이 될 수 있다.
한편, 스케줄링 알고리즘이 다운로드되지 않은 경우, 기설정된 품질 저하 이벤트가 발생한 경우 또는 운용자로부터 특정 명령이 있는 경우, 스케줄러 알고리즘 엔진(110)은 기저장되어 있는 대체 스케줄러 알고리즘을 실행한다. 여기서, 품질 저하 이벤트라 함은 버퍼가 오버플로우되거나, 일정 기간 동안 일정 QoS 레벨에 도달하지 못하거나, 일정 기간 동안 스케줄 데이터를 출력하지 못한 경우, 성능 모니터링 결과가 일정 수준 이하로 나온 경우 등이 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 품질 관리 시스템(140)은 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 공유 메모리(100)로 업로드하는 기능을 하며 이러한 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 주기적으로 업데이트하는 기능을 수행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 품질 관리 시스템(140)은 IP 네트워크(160)를 통해 RAS(170)의 공유 메모리(100)와 통신할 수도 있고, 또는 IP 네트워크(160)를 통하지 않고 NMS/EMS(180)와 연동되어 공유 메모리(100)와 통신할 수도 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 품질 관리 시스템(140)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)로부터 수신된 모니터링 데이터를 분석하여 스케줄링 알고리즘의 성능을 평가하는 기능을 한다. 여기서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 품질 관리 시스템(140)은 성능 모니터링 인포메이션 마스크(Information Mask)를 이용하여 모니터링 데이터를 필터링(Filtering)한 후 전달받는다. 필터링의 목적은 기지국에서 매우 많은 양의 정보를 전달하는 데 발생하는 장비 및 네트워크 부하를 최소화하기 위함이다. 여기에는 전송될 모니터링 데이터의 추가 및 삭제는 물론, 적당한 룰을 가진 데이터의 가공 및 통계 기능 등도 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 품질 관리 시스템(140)은 운용 지원 시스템(OSS: Operation Support System)의 구성 요소 중 하나로 생각할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터 등을 다운로드하고 모니터링하는 기능을 수행하는 넓은 개념의 서버의 개념으로 이해해야 할 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케줄러 알고리즘 엔진(110)의 입력인 스케줄링 알고리즘, 알고리즘 정책 파라미터 및 알고리즘 데이터, 스케줄러 알고리즘 엔진(110)의 출력인 모니터링 데이터 및 스케줄 데이터의 종류 등은 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니며, 스케줄러의 분배(Splitting) 업링크(Uplink) 및 다운링크(Downlink) 그리고 물리 계층 또는 논리 계층의 레벨에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 과정을 나타낸 순서도이다.
우선, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)에서는 스케줄링 알고리즘 실행 파일 및 초기 파라미터를 포함하는 스케줄링 알고리즘을 서비스 품질 관리 시스템(140)으로부터 다운로드한다(S300). 그리고 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 서비스 품질 관리 시스템(140)으로부터 다운로드한다(S302).
다운로드한 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 스케줄러 알고리즘 엔진(110)에 입력되면(S304), 스케줄러 알고리즘 엔진(110)에서는 다운로드된 스케줄링 알고리즘 및 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 알고리즘 정책 파라미터 및 알고리즘 데이터를 이용하여 다운로드된 스케줄링 알고리즘을 실행한다(S306).
다음으로, 스케줄러 알고리즘 엔진(110)은 다운로드한 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 MAC 계층(120)의 다른 부분으 로 출력한다(S308).
한편, 스케줄러 알고리즘 엔진(110)에서는 알고리즘 정책 파라미터에 따라 모니터링된 모니터링 데이터를 공유 메모리(100)로 주기적으로 폴링(Polling)하고, 공유 메모리(100)에서는 서비스 품질 관리 시스템(140)으로 모니터링 데이터를 전송한다(S310). 서비스 품질 관리 시스템(140)에서는 모니터링 데이터를 수신/분석하여 다운로드된 스케줄링 알고리즘의 성능을 평가한다(S312).
한편, 다운로딩하여 실행된 패킷 스케쥴러가 이상 동작을 수행하거나 성능 열화 등이 발생한 경우, 검증된 운용자의 명령에 의하여 기존 장비의 제조사가 설정해놓은 패킷 스케쥴링 알고리즘 또는 특정 알고리즘 등의 대체 알고리즘이 실행되어 동작하게 된다. 이때 원상 복구되는 알고리즘을 Fall-Back 알고리즘이라고 한다.
한편, 도 1에 도시된 구조는 후술할 스케줄러 알고리즘 엔진(110)과 RAS(170) 외부 시스템이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(100)를 통해 통신을 하는 구조이다. 그러나 이러한 구조는 하나의 예시이므로 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, RAS(170) 외부의 시스템으로부터 스케줄링 알고리즘을 다운로드하여 패킷 스케줄링을 수행하는 매커니즘을 갖는 구조는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시 된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명을 이용하면, 서비스 또는 컨텐츠 특성에 맞는 패킷 스케줄링 알고리즘을 네트워크 환경 및 서비스 특성과 가장 밀접한 위치에 있는 서비스 제공자가 직접 제공할 수 있게 됨으로써 차별화된 컨텐츠, 서비스를 제공할 수 있게 되며, 서비스 제공자가 장비의 성능과 한계를 잘 알고 있기 때문에 용량 계획 및 증설 등에 매우 유리하여 경제성을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 장비 제조사로부터 독립적인 네트워크를 보유함으로써 주변 환경 변화에 빠르게 대응할 수 있게 된다는 효과를 가진다.

Claims (29)

  1. 휴대 인터넷 망의 서비스 품질 관리 시스템으로부터 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법에 있어서,
    (a) 스케줄링 알고리즘 실행 파일 및 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘을 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계;
    (b) 상기 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 상기 서비스 품질 관리 시스템으로부터 다운로드하는 단계;
    (c) 상기 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면, 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 상기 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행하는 단계; 및
    (d) 상기 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 출력하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (e) 상기 알고리즘 정책 파라미터에 따라 모니터링된 모니터링 데이터를 상기 서비스 품질 관리 시스템으로 전송하는 단계; 및
    (f) 상기 서비스 품질 관리 시스템에서는 상기 모니터링 데이터를 수신/분석하여 상기 스케줄링 알고리즘의 성능을 평가하는 단계
    를 추가하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모니터링 데이터는 상기 스케줄러 알고리즘 엔진에서 공유 메모리로 주기적으로 폴링(Polling)되어 저장되고, 상기 공유 메모리에서는 상기 서비스 품질 관리 시스템으로 상기 모니터링 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 모니터링 데이터는 스케줄링 정보, 처리율(Throughput) 정보, 지연(Delay) 정보, 지터 정보, 재전송 정보 및 리소스 사용 레벨 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (f)에서,
    상기 서비스 품질 관리 시스템에서는 성능 모니터링 인포메이션 마스크 (Information Mask)를 이용하여 상기 모니터링 데이터를 필터링(Filtering)한 후 수신하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘이 다운로드되지 않은 경우, 기설정된 품질 저하 이벤트가 발생한 경우, 또는 특정 명령이 있는 경우에 기저장되어 있는 대체 스케줄러 알고리즘(Fall-Back Scheduler Algorithm)을 실행하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 품질 저하 이벤트는 버퍼 오버플로우, 일정 기간 동안의 QoS 레벨이 도달하지 못한 경우, 일정 기간 동안 상기 스케줄 데이터가 출력되지 않은 경우 및 성능 모니터링 결과가 일정 수준 이하로 나온 경우 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서의 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 단계 (b)에서의 상기 알고리즘 정책 파라미터는 공유 메모리에 다운로드되고, 상기 스케줄러 다운로드 알고리즘 엔진에서는 상기 공유 메모리에 접근하여 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터는 동적으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘 엔진은 임의의 상기 스케줄링 알고리즘, 임의의 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 임의의 상기 알고리즘 데이터의 입력으로 하고 상기 스케줄 데이터를 출력으로 하는 응용 프로그램 인터페이스(API: Application Program Interface)를 지원하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    다운로드한 둘 이상의 상기 스케줄러 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터는 공유 메모리에 저장되어, 서로 다른 상기 스케줄러 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 서로 다른 사용자에게 동시에 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘 정책 파라미터는 리소스(Resource)의 수, 데이터 전송률, 데이터 지속률, 최대 버스트(Burst) 크기, 최대 지터(Jitter), 최대 지연(Delay), 트래픽 우선권, 서비스 종류 및 모니터링 마스크 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘 데이터는 큐 사이즈, 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise ratio), 자동 재송 요구(ARQ: Automatic Repeat Request) 상태, MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 길이, 모듈레이션 레벨, 승인 요청, 무선 자원 가용성, 핸드오버 상태 및 채널 모드와 유저 그룹 매핑 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄 데이터는 각 연결 또는 리소스 배당 테이블마다 배당된 바이트 수, 모듈레이션 레벨 및 승인 요청의 배정 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방 법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄러 알고리즘 엔진은 상기 휴대 인터넷 망의 라디오 액세스 스테이션(RAS : Radio Access Station, 이하 'RAS'라 함)에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 방법.
  16. 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템에 있어서,
    스케줄링 알고리즘 실행 파일과 초기 파라미터(Parameter)를 포함하는 스케줄링 알고리즘 및 상기 스케줄링 알고리즘의 정책을 나타내는 알고리즘 정책 파라미터를 다운로드하는 공유 메모리; 및
    상기 스케줄링 알고리즘에 필요한 알고리즘 데이터가 입력되면 상기 공유 메모리로부터 상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 로드하고, 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 상기 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행하여 상기 스케줄링 알고리즘을 실행한 결과인 모든 프레임에 대한 스케줄 데이터를 출력하는 스케줄러 알고리즘 엔진
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄러 알고리즘 엔진에서는 상기 알고리즘 정책 파라미터에 따라 모니터링된 모니터링 데이터를 상기 공유 메모리로 주기적으로 폴링(Polling)하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공유 메모리로부터 수신된 모니터링 데이터를 분석하여 상기 스케줄링 알고리즘의 성능을 평가하는 서비스 품질 관리 시스템
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 관리 시스템에서는 성능 모니터링 인포메이션 마스크(Information Mask)를 이용하여 상기 모니터링 데이터를 필터링(Filtering)한 후 수신하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 모니터링 데이터는 스케줄링 정보, 처리율(Throughput) 정보, 지연 (Delay) 정보, 지터 정보, 재전송 정보 및 리소스 사용 레벨 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘이 다운로드되지 않은 경우, 기설정된 품질 저하 이벤트가 발생한 경우, 또는 특정 명령이 있는 경우 기저장되어 있는 대체 스케줄러 알고리즘(Fall-Back Scheduler Algorithm)을 실행하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 품질 저하 이벤트는 버퍼 오버플로우, 일정 기간 동안의 QoS 레벨이 도달하지 못한 경우, 일정 기간 동안 상기 스케줄 데이터가 출력되지 않은 경우 및 성능 모니터링 결과가 일정 수준 이하로 나온 경우 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터는 동적으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스 케줄링하는 시스템.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄링 알고리즘 엔진은 임의의 상기 스케줄링 알고리즘, 임의의 상기 알고리즘 정책 파라미터 및 임의의 상기 알고리즘 데이터를 입력으로 하고 상기 스케줄 데이터를 출력으로 하는 응용 프로그램 인터페이스(API: Application Program Interface)를 지원하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  25. 제 16 항에 있어서,
    다운로드한 둘 이상의 상기 스케줄러 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터는 상기 공유 메모리에 저장되어, 서로 다른 상기 스케줄러 알고리즘 및 상기 알고리즘 정책 파라미터를 서로 다른 사용자에게 동시에 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 알고리즘 정책 파라미터는 리소스(Resource)의 수, 데이터 전송률, 데이터 지속률, 최대 버스트(Burst) 크기, 최대 지터(Jitter), 최대 지연(Delay), 트래픽 우선권, 서비스 종류 및 모니터링 마스크 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스 템.
  27. 제 16 항에 있어서,
    상기 알고리즘 데이터는 큐 사이즈, 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise ratio), 자동 재송 요구(ARQ: Automatic Repeat Request) 상태, MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 길이, 모듈레이션 레벨, 승인 요청, 무선 자원 가용성, 핸드오버 상태 및 채널 모드와 유저 그룹 매핑 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄 데이터는 각 연결 또는 리소스 배당 테이블마다 배당된 바이트 수, 모듈레이션 레벨 및 승인 요청의 배정 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
  29. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄러 알고리즘 엔진은 상기 휴대 인터넷 망의 라디오 액세스 스테이션(RAS : Radio Access Station, 이하 'RAS'라 함)에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 망에서 패킷 스케줄러를 다운로드하여 스케줄링하는 시스템.
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