KR101104965B1 - 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법 및 장치 - Google Patents

하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

LTE(Long Term Evolution) 시스템의 기지국에서의 스케줄링에 관한 것으로, 다수의 사용자 단말에 대한 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정되는 집합 레벨에 따라 하향링크 제어채널의 후보 수 및 상기 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수를 파악하여, 상기 하향링크 제어 채널의 후보 수에 맞게 상기 메시지들 중 일부를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 메시지에 대해 상기 하향링크 제어채널과 하향링크 물리자원을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법에 의해 서로 다른 단말의 하향링크 스케줄링 할당 정보 및 상향 링크 스케줄링 할당 정보가 물리적 하향링크 제어채널 자원을 공유하는 상황에서 물리계층 제어 채널 자원을 효율적으로 사용하기 위한 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국 스케줄링 방안을 제공할 수 있다.

Description

하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법 및 장치{Method and Apparatus for scheduling in BaseStation}
기지국에서의 스케줄링에 관한 것으로 특히, LTE(Long Term Evolution) 시스템의 기지국에서의 스케줄링에 관한 것이다.
본 연구는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [국가 관리 번호 : 2006-S-003-03, 과제명 : 차세대 이동통신 서비스 플랫폼 개발]
LTE(Long Term Evolution) 시스템에서는 하향링크 및 상향링크 스케줄링 할당 정보와 기타 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 전달하기 위해서 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH : Physical Downlink Control Channel)을 정의하고 있다.
하나의 물리적 하향링크 제어채널은 하나 또는 그 이상의 연속된 제어 채널 요소(CCE : Control Channel Element)의 집합을 통하여 전송되고, 다수개의 PDCCH가 하나의 서브프레임에 동시에 전달될 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.4.0에서는 아래 표 1과 같은 물리적 하향링크 제어채널 형식을 정의하고 있으며, 집합 레 벨(aggregation level) L 1,2,4,8을 지원한다.
PDCCH 포맷 CCEs 개수 자원요소그룹의수
(Number of resource- element group)		 PDCCH 비트 수
0 1 9 72
1 2 18 144
2 4 36 288
3 8 72 576
사용자 단말(UE)은 집합레벨 4, 8 에 대해 공통서치 공간(common search space)의 디코딩을 시도하고, 집합 레벨 1,2,4,8 각각에 대해 사용자 단말 특정 서치 공간(UE-specific search space)의 디코딩을 시도한다. 서치 공간을 결정하는 집합 레벨과, 집합 공간마다 사용자 단말이 모니터링하는 하향 제어 정보(DCI : Downlink Control Information)는 표 2와 같다.
서치 공간
Figure 112008087599932-pat00001
 후보 M(L)의 PDCCH 수 하향 제어 정보(DCI) 형식
type 집합 레벨(L) 크기(CCEs)

단말 특정
(UE-specific)		 1 6 6
0,1,1A,1B,2
2 12 6
4 8 2
8 16 2
공통
(common)		 4 16 4 0,1A,1C,3/3A
8 16 2
공통 서치 공간의 제어 채널 요소(CCE)와 사용자 단말 특정 서치 공간의 제어 채널 요소(CCE)가 오버랩되는 경우가 발생될 수 있다. 또한, 서로 다른 RNTI에 대한 사용자 단말 특정 서치 공간의 제어 채널 요소(CCE)도 서브 프레임 k에서 오버랩되는 경우가 발생한다. 따라서 기지국은 2개 이상의 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)을 동일 서브 프레임에 전송할 때, 각 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)을 구성하는 제어 채널 요소(CCE)가 서로 오버랩되지 않도록 스케줄링해야할 필요가 있다.
제어 채널 PDCCH자원은 DCI 1,2와 같은 하향 링크 스케줄링 할당 정보와, DCI 0과 같은 상향 링크 스케줄링 할당 정보가 함께 사용하는 자원이다. 따라서, 기지국의 MAC 스케줄러는 하향링크 물리자원 PDSCH(Physical Download Shared Channel) 및 상향링크 물리 자원 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)의 할당 시점에서 해당 하향링크 스케줄링 정보 및 상향링크 스케줄링 정보에 대한 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH) 자원의 할당 가능 여부를 고려해야 한다.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 다수의 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)이 동일 서브프레임에 전송될 때 각 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)을 구성하는 제어 채널 요소(CCE)가 서로 오버랩되지 않도록 하향링크 제어 채널 자원을 고려한 기지국 스케줄링 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제는 다수의 하향링크 스케줄링 요청 혹은 상향링크 스케줄링 요청에 따라 하향링크 물리자원 혹은 상향링크 물리자원의 스케줄링을 수행하는 기지국에서의 스케줄링 방법에 있어서, 다수의 사용자 단말에 대한 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정되는 집합 레벨에 따라 하향링크 제어채널의 후보 수 및 상기 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수를 파악하여, 상기 하향링크 제어 채널의 후보 수에 맞게 상기 메시지들 중 일부를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 메시지에 대해 상기 하향링크 제어채널과 하향링크 물리자원을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법에 의해 달성된다.
상기 방법은 사용자 단말의 하향링크 혹은 상향링크 스케줄링 요청을 수집하는 단계; 상기 스케줄링 요청에 따라 상기 사용자 단말에 대한 스케줄링 매트릭을 산출하는 단계; 상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들 중 매트릭 값 순서로 상기 사 용자 단말을 선택하여 스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제는 다수의 하향링크 스케줄링 요청 혹은 상향링크 스케줄링 요청에 따라 하향링크 물리자원 혹은 상향링크 물리자원의 스케줄링을 수행하는 기지국에서의 스케줄링 장치에 있어서, 다수의 사용자 단말에 대한 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨을 결정하는 집합레벨 결정부; 상기 결정되는 집합 레벨에 따라 하향링크 제어채널의 후보 수 및 상기 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수를 파악하여, 상기 하향링크 제어 채널의 후보 수에 맞게 상기 메시지들 중 일부를 선택하는 메시지 선택부; 및 상기 선택된 메시지의 수만큼 하향링크 제어채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 공통 스케줄링 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치에 의해서도 달성된다.
또한, 상기 장치는 사용자 단말의 하향링크 혹은 상향링크 스케줄링 요청을 수집하는 요청 수집부; 상기 수집되는 스케줄링 요청에 따라 상기 사용자 단말에 대한 스케줄링 매트릭을 산출하는 매트릭 산출부; 상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들 중 매트릭 값 순서로 상기 사용자 단말을 선택하여 스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 제어채널 할당 파단부; 및 상기 판단 결과에 따라 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널을 할당하여 단말 스케줄링을 수행하는 단말 스케줄링 수행부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, LTE 시스템에서 정의하는 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)에서 공통 서치 공간의 제어 채널 요소(CCE)와 사용자 단말의 특정 서치 공간의 제어 채널 요소(CCE)가 오버랩되는 것을 막을 수 있다. 또한, 서로 다른 단말의 하향링크 스케줄링 할당 정보 및 상향 링크 스케줄링 할당 정보가 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH) 자원을 공유하는 상황에서 물리계층 제어 채널 자원(PDCCH)을 효율적으로 사용하기 위한 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국 스케줄링 방안을 제공할 수 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 서로 다른 사용자 단말의 물리적 하향 링크 제어채널의 서치 공간이 오버랩되는 경우의 예시도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 물리적 하향링크 제어채널(PDCCH)은 서브프레임 k에서 Ncce ,k 개의 CCE 자원이 존재한다.
그 중 CCE0~15는 공통 서치 공간(Common Search Space)이다. 공통 서치 공간(110)에는 RRC 시스템 정보 메시지, 페이징(Paging) 메시지, 랜덤 억세스 응답(Random Access Response) 메시지 등을 위한 스케줄링 할당 정보를 포함한다. 그리고 서브 프레임 k에서 표 2에서 알 수 있듯이, 집합 레벨 L=4인 경우, 4개의 물리적 하향링크 제어채널를 동시에 전송 가능하며 L=8인 경우에는 두 개의 물리적 하향링크 제어채널을 동시에 전송 가능하다.
물리적 하향링크 제어채널은 하향링크 데이터 채널(PDSCH) 자원할당, 상향링크 데이터 채널(PUSCH) 자원할당, 전력 제어 정보 등을 알려주는 채널이다. 상향링크 데이터 채널의 자원 할당에 필요한 세부정보는 홉핑 플래그(hopping flag), RB할당, MCS, TPC, RNTI등이고, 하향링크 데이터 채널 자원할당에 필요한 세부정보로는 RB할당, MCS NDI, RV, HARQ 처리 번호(process number), RV, TPC, RNTI등이다. 전력 제어에 필요한 세부 정보는 TPC 비트맵(bitmap), RNTI이다.
그리고, 3GPP TS 36.211 V8.4.0은 다음과 같은 물리적 하향링크 제어채널 할당 절차를 정의한다. 물리적 하향링크 제어채널의 집합 레벨 L∈{1,2,4,8}에 대해 정의되는 물리적 하향링크 제어채널 서치 공간
Figure 112008087599932-pat00002
는 물리적 하향링크 제어채널 후보군으로 정의되고, 각 물리적 하향링크 제어채널 후보 m 에 대응하는 제어 채널 요소는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112008087599932-pat00003
이때, Ncce ,k는 서브프레임 k에서의 총 제어 채널 요소의 개수이다. i는 상수로 0,1,...,L-1이고, m은 0,1,...,M(L)-1,M(L)은 주어진 서치 공간에서 모니터하는 물리적 하향링크 제어채널 후보의 개수이다. 또한, Yk 는 공통 서치 공간(Common Search Space)의 경우, 집합 레벨(aggregation level L) 4, 8에 대해 Yk=0, 사용자 단말의 특정 서치 공간(UE-specific search space)
Figure 112008087599932-pat00004
는 집합 레벨(L)에 따라 아래와 같이 정의된다.
Yk=(AㆍYk -1) mod D
Y-1 = nRNTI≠0, A=39827, D=65537
서브 프레임 k의 사용자 단말 특정 서치 공간은
Figure 112008087599932-pat00005
, Yk 수식에서 알 수 있듯이, k와 사용자 단말의 RNTI 에 의해 결정이 된다. 도 1 에서 알 수 있듯이, 서브 프레임 k에서 사용자 단말 1 과 사용자 단말 2의 집합 레벨이 4 일때, 사용자 단말 특정 서치 공간(120)이 일치하는 경우가 발생한다. 사용자 단말 1, 사용자 단말 2가 하향 링크 스케줄링 및 상향링크 스케줄링 요청을 모두 할 경우에, 스케줄링 할당 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원은 4개가 필요하지만, 사용자 단말 특정 서치 공간(120)의 CCE 16~23 자원에는 2개의 하향링크 제어채널 자원만 할당 가능하다. 따라서, 하향링크 혹은 상향링크 스케줄링 요청이 있음에도 불구하고, 하향링크 제어채널 자원의 부족으로 스케줄링을 수행하지 못하는 경우가 발생할 수 도 있다. 그리고, 공통 서치 공간(110)과 사용자 단말 특정 서치 공간(120)이 서로 오버랩되는 경우도 발생할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치의 블록도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 장치는 공통 서치 공간(common search space)의 스케줄링을 수행하는 공통 서치 공간 스케줄링부(10) 및 단말 특정 서치 공간(UE specific search space) 스케줄링을 수행하는 단말 특정 서치 공간 스케줄링부(10)를 포함한다. 보다 구체적으로, 집합 레벨 결정부(11), 메시지 선택부(15), 공통 스케줄링 수행부(19), 요청 수집부(21), 매트릭 산출부(23), 제어채널 할당 판단부(25), 스케줄링 판단부(27) 및 단말 스케줄링 수행부(29)를 포함한다.
공통 서치 공간 스케줄링부(10) 및 단말 특정 서치 공간 스케줄링부(10)는 기능적으로 설명의 편의를 위해 구분하였으나, 물리적으로는 단일 구성으로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 장치는 서브 프레임 k에서 다수의 하향링크 스케줄링 요청에 대한 하향링크 데이터 채널 스케줄링과, 다수의 상향링크 스케줄링 요청에 대한 상향링크 데이터 채널 자원 스케줄링을 시작한다.
집합 레벨 결정부(11)는 기지국에서 서비스중인 다수 사용자 단말들의 평균적인 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨(aggregation level)을 4 또는 8로 결정한다. 이때, 전술한 바와 같이 집합 레벨이 4인 경우에는 공통 서치 공간의 하향링크 제어채널 후보는 4이고, 집합 레벨이 8인 경우에는 집합 레벨이 8인 경우에는 하향링크 제어채널 후보는 2이다.
메시지 선택부(15)는 공통 서치 공간의 할당이 필요한 메시지 수가 하향링크 제어채널 후보 수보다 많을 경우에, 메시지의 우선순위에 따라 L=8일 경우에는 2개의 메시지, L=4일때는 4개의 메시지를 선택한다. 이때, 공통 서치 공간의 할당을 필요하는 메시지는 RRC 시스템 정보 메시지, 페이징(Paging) 메시지, 랜덤 억세스 응답(Random Access Response) 메시지 등을 위한 스케줄링 할당 정보를 포함한다.
그리고, 공통 스케줄링 수행부(19)는 공통 서치 공간의 스케줄링을 수행한다. 구체적으로 공통 스케줄링 수행부(19)는 제어채널 할당부(192)와 물리자원 할당부(194)를 포함한다.
제어채널 할당부(192)는 메시지 선택부(15)에서 공통 서치 공간 할당이 가능한 메시지가 결정되면, 결정된 메시지들의 스케줄링 정보를 위한 물리적 하향링크 제어채널 자원을 할당한다. 그리고 남은 하향링크 제어채널 자원을 업데이트한다. 물리자원 할당부(194)는 선택된 메시지의 하향링크 데이터 채널 자원 할당을 수행하고, 남은 하향링크 데이터 채널 자원을 업데이트한다. 이에 따라 공통 스케줄링 수행부(19)는 하향링크 제어채널의 공통 서치 공간의 자원 할당이 필요한 메시지의 스케줄링을 수행한다.
요청 수집부(21)는 사용자 단말의 하향링크 스케줄링 요청 혹은 상향 링크 스케줄링 요청을 수집한다.
매트릭 산출부(23)는 하향링크 스케줄링을 요청하는 사용자 단말의 하향링크 스케줄링 매트릭(Matric)을 산출하고(S300), 상향링크 스케줄링을 요청하는 사용자 단말의 상향링크 스케줄링 매트릭(Matric)을 산출한다. 이때 스케줄링 매트릭은 하향링크, 상향링크 스케줄링을 요청하는 다수의 사용자 단말들 중 하향링크 스케줄링할 사용자 단말의 선택기준과, 상향링크 스케줄링할 사용자 단말의 선택 기준이 되는 값으로 각 사용자 단말의 하향링크, 상향링크 채널 품질 및 하향링크, 상향링크 데이터량 등을 고려한 PF(Proportional Fair)알고리즘 등을 이용하여 산출할 수 있다.
제어 채널 할당 판단부(25)는 매트릭 산출부(23)에서의 매트릭 산출 결과에 따라 매트릭값에 기초하여 스케줄링할 사용자 단말을 선택한다. 그리고 선택된 사용자 단말의 스케줄링 시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당의 필요를 확인한다. 이때, 스케줄링시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요없는 경우로는 SPS(Semi-Persistent Scheduling) 자원 할당, 상향링크 비 적응형(Non-adaptive) 재전송 등이 있다. 그리고 특정 서치 공간
Figure 112008087599932-pat00006
에서 PDCCH 후보 중 선택된 사용자 단말의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 할당이 가능한지를 확인한다.
스케줄링 판단부(27)는 스케줄링 요청한 사용자 단말의 수 및 상향링크 혹은 하향링크에 대한 물리 계층 자원이 남았는지 여부에 따라 상기 단말 스케줄링 가능 여부를 판단한다.
본 실시예에 있어서, 스케줄링 판단부(27)는 상향링크 데이터 채널 자원과, 하향링크 데이터 채널 자원, 스케줄링 해야할 남은 단말 수를 파악할 수 있다. 그리고 스케줄링 판단부(27)는 남은 하향링크 데이터 채널 자원과 남은 상향링크 데이터 채널 자원이 모두 0인 경우, 또는 더 이상 스케줄링할 단말이 존재하지 않는 경우에는 스케줄링이 가능하지 않다고 판단한다.
또한, 스케줄링 판단부(27)는 서치 공간에서 하향링크 제어채널 후보 중 선택된 사용자 단말의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 할당이 가능한지 여부에 따라 스케줄링 가능 여부를 판단할 수도 있다.
단말 스케줄링 수행부(29)는 구체적으로 제어채널 할당부(292)와 물리자원 할당부(294)를 포함한다.
제어채널 할당부(292)는 제어 채널 할당 판단부(25)에서의 판단 결과, 선택된 사용자 단말의 스케줄링 시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한 경우에는, 하향링크 제어채널 자원 할당이 가능한지를 판단한다. 그리고 선택된 사용자 단말의 채널 품질을 고려하여 집합 레벨을 결정하고, 선택된 사용자 단말의 서브프레임 k에서의 집합 레벨에 따른 서치 공간
Figure 112008087599932-pat00007
을 수식에 의해 결정한다. 그리고, 서치공간
Figure 112008087599932-pat00008
에서 하향링크 제어채널 자원 할당이 가능한 경우에, 사용자 단말의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원을 할당한다.
물리자원 할당부(294)는 제어 채널 할당부(292)가 하향링크 제어채널의 할당이 필요한 경우에 단말 특정 서치 공간에서 하향링크 제어 채널을 할당하면, 물리 자원을 할당하여 스케줄링을 수행한다. 또한, 물리 자원 할당부(294)는 제어 채널 할당 판단부(25)에서의 판단 결과, 하향링크 제어 채널 할당이 필요하지 않은 경우에 물리자원을 할당하기도 한다.
본 실시예에 있어서, 물리 자원 할당부(294)는 선택된 사용자 단말이 하향링크 사용자 단말(UEDL)인 경우, 하향링크 데이터 채널 자원을 할당한 후, 남은 하향링크 데이터 채널 자원을 업데이트 한다. 그리고, 선택된 사용자 단말이 상향링크 사용자 단말(UEUL)인 경우에는, 상향링크 데이터 채널 자원을 할당한 뒤 남은 상향링크 데이터 채널 자원을 업데이트한다.
단말 스케줄링 수행부(29)는 선택된 상향링크 스케줄링 요청 사용자 단말 및 하향링크 스케줄링 요청 사용자 단말들 중 우선순위가 높은 사용자 단말을 선택하여 스케줄링을 수행한다. 이때, 사용자 단말의 하향링크 채널품질, 하향링크 데이터 양 그리고 상향링크 채널 품질, 상향링크 데이터양 등을 선택 기준으로 이용할 수 있다. 또한, 상향링크 사용자 단말이 상향링크의 적응형(Adaptive) 재전송인 경우에는, 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요하면서 8ms 시간에 재전송이 이루어져야 한다. 따라서 스케줄링 할 사용자 단말로 우선적으로 선택되며, 3GPP TS 23.302에 기술된 베어러 우선순위에 따라 우선순위가 높은 IMS 시그널링(signalling) 및 대화형 음성(Conversational voice) 데이터의 스케줄링을 요청하는 사용자 단말을 우선적으로 선택할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서의 스케줄링 방법의 흐름도이다.
기지국 스케줄러는 서브 프레임 k에서 다수의 하향링크 스케줄링 요청에 대한 하향링크 데이터 채널 자원의 스케줄링과, 다수의 상향링크 스케줄링 요청에 대한 상향링크 데이터 채널 자원 스케줄링을 시작한다(S200).
기지국 스케줄러는 기지국에서 서비스중인 다수 사용자 단말들의 평균적인 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨(aggregation level)을 4 또는 8로 결정한다(S210). 이때, 전술한 바와 같이 집합 레벨이 4인 경우에는 공통 서치 공간의 하향링크 제어채널 후보는 4이고, 집합 레벨이 8인 경우에는 집합 레벨이 8인 경우에는 하향링크 제어채널 후보는 2이다.
기지국 스케줄러는 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수와 하향링크 제어채널 후보 수를 비교하고(S220), 공통 서치 공간의 할당이 필요한 메시지 수가 하향링크 제어채널 후보 수보다 많을 경우에는, 메시지의 우선순위에 따라 L=8일 경우에는 2개의 메시지, L=4일때는 4개의 메시지를 선택한다(S225). 이때, 공통 서치 공간의 할당을 필요하는 메시지는 RRC 시스템 정보 메시지, 페이징(Paging) 메시지, 랜덤 억세스 응답(Random Access Response) 메시지 등을 위한 스케줄링 할당 정보를 포함한다.
또한, 기지국 스케줄러는 공통 서치 공간 할당이 가능한 메시지가 결정되면, 선택된 메시지의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원을 할당한다(S230). 이 후에 남은 하향링크 제어채널 자원은 업데이트 한다(S235). 그리고 기지국 스 케줄러는 하향링크 제어채널의 공통 서치 공간의 자원 할당이 필요한 메시지의 하향링크 데이터 채널의 자원할당을 수행하고, 남은 하향링크 데이터 채널 자원을 업데이트한다(S240). 공통 서치 공간의 스케줄링을 완료하고, 하향링크 제어채널의 사용자 단말 특정 서치 공간의 자원 할당이 필요한 스케줄링을 수행한다(S250).
이 후에, 기지국 스케줄러는 하향링크 제어채널의 사용자 단말 특정 서치 공간 자원 할당이 필요한 상향 링크 및 하향 링크 스케줄링을 수행한다. 하향링크 스케줄링을 요청하는 사용자 단말의 하향링크 스케줄링 매트릭(Matric)을 산출하고(S300), 상향링크 스케줄링을 요청하는 사용자 단말의 상향링크 스케줄링 매트릭(Matric)을 산출한다(S310). 이때 스케줄링 매트릭은 하향링크, 상향링크 스케줄링을 요청하는 다수의 사용자 단말들 중 하향링크 스케줄링할 사용자 단말의 선택기준과, 상향링크 스케줄링할 사용자 단말의 선택 기준이 되는 값으로 각 사용자 단말의 하향링크, 상향링크 채널 품질 및 하향링크, 상향링크 데이터량 등을 고려한 PF(Proportional Fair)알고리즘 등을 이용하여 산출할 수 있다.
그리고 기지국 스케줄러는 남은 하향링크 데이터 채널 자원과 남은 상향링크 데이터 채널 자원이 모두 0인 경우(S320), 또는 더 이상 스케줄링할 단말이 존재하지 않는 경우(S325)에는 스케줄링을 종료한다(S390).
한편, 남은 자원도 존재하고, 단말이 있는 경우, 하향링크 스케줄링 매트릭이 가장 높은 하향링크 사용자 단말(UEDL)을 선택한다(S330). 이때 남은 하향링크 데이터 채널 자원이 0인 경우, 하향링크 사용자 단말(UEDL)은 존재하지 않는다 또 한, 상향링크 스케줄링 매트릭 값이 가장 높은 상향링크 사용자 단말(UEUL)을 선택한다. 이때, PUSCH 자원이 0인 경우에는 상향링크 사용자 단말(UEUL)도 존재하지 않는다.
그리고 기지국 스케줄러는 선택된 사용자 단말의 스케줄링 시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당의 필요를 확인한다(S340). 스케줄링시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요없는 경우에는 SPS(Semi-Persistent Scheduling) 자원 할당, 상향링크 비 적응형(Non-adaptive) 재전송 등이 있다.
그리고 기지국 스케줄러는 선택된 사용자 단말의 스케줄링 시에 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요없는 경우, 선택된 사용자 단말의 물리 자원을 할당한다. 즉, 선택된 사용자 단말이 하향링크 사용자 단말(UEDL)인 경우, 하향링크 데이터 채널 자원을 할당한 후, 남은 하향링크 데이터 채널 자원을 업데이트 한다. 그리고, 선택된 사용자 단말이 상향링크 사용자 단말(UEUL)인 경우에는, 상향링크 데이터 채널 자원을 할당한 뒤 남은 상향링크 데이터 채널 자원을 업데이트한다.
그리고, 선택된 사용자 단말의 스케줄링 시 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한 경우에는, 선택된 사용자 단말의 채널 품질을 고려하여 집합 레벨을 결정하고, 선택된 사용자 단말의 서브프레임 k에서의 집합 레벨에 따른 서치 공간
Figure 112008087599932-pat00009
을 수식에 의해 결정한다(S350).
이 후에, 서치 공간
Figure 112008087599932-pat00010
에서 하향링크 제어채널 후보 중 선택된 사용자 단말의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 할당이 가능한지를 확인한다(S360). 이때, 선택된 사용자 단말에 대해 하향링크 제어채널의 할당이 불가한 경우에는 해당 선택 단말을 사용자 단말 목록에서 삭제한다(S380). 그리고, 하향링크 제어채널 할당이 가능한 경우, 선택된 사용자 단말의 스케줄링 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원을 할당하고, 남은 하향링크 제어채널 자원을 업데이트한다(S365). 그리고 선택된 사용자 단말이 하향링크 사용자 단말(UEDL)인 경우, 하향링크 데이터 채널 자원을 할당한 후, 남은 하향링크 데이터 채널 자원을 업데이트 한다. 그리고, 선택된 사용자 단말이 상향링크 사용자 단말(UEUL)인 경우에는, 상향링크 데이터 채널 자원을 할당한 뒤 남은 상향링크 데이터 채널 자원을 업데이트한다(S370).
이 후에, 선택된 상향링크 사용자 단말 및 하향링크 사용자 단말들 중 우선순위가 높은 사용자 단말을 선택함으로써 스케줄링을 수행한다. 이때, 사용자 단말의 하향링크 채널품질, 하향링크 데이터 양 그리고 상향링크 채널 품질, 상향링크 데이터양 등을 선택 기준으로 이용할 수 있다. 또한, 상향링크 사용자 단말이 상향링크의 적응형(Adaptive) 재전송인 경우에는, 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요하면서 8ms 시간에 재전송이 이루어져야 한다. 따라서 스케줄링 할 사용자 단 말로 우선적으로 선택되며, 3GPP TS 23.302에 기술된 베어러 우선순위에 따라 우선순위가 높은 IMS 시그널링(signalling) 및 대화형 음성(Conversational voice) 데이터의 스케줄링을 요청하는 사용자 단말을 우선적으로 선택할 수도 있다.
스케줄링 된 사용자 단말에 대해 선택된 사용자 단말이 하향링크 사용자 단말(UEDL)인 경우, 하향링크 스케줄링 요청 사용자 단말 목록에서 해당 사용자 단말 즉 선택 단말을 삭제한다. 그리고, 선택된 사용자 단말이 상향링크 사용자 단말(UEUL)인 경우에는 상향링크 스케줄링 요청 사용자 단말 목록에서 해당 사용자 단말을 삭제한다(S380). 이에 따라, 하향링크 제어채널 자원할당을 고려한 스케줄링을 수행할 수 있다.
한편, 전술한 기지국에서의 스케줄링 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다.
이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 서로 다른 사용자 단말의 물리적 하향 링크 제어채널의 서치 공간이 오버랩되는 경우의 예시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치의 블록도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서의 스케줄링 방법의 흐름도이다.

Claims (20)

  1. 다수의 하향링크 스케줄링 요청 혹은 상향링크 스케줄링 요청에 따라 하향링크 물리자원 혹은 상향링크 물리자원의 스케줄링을 수행하는 기지국에서의 스케줄링 방법에 있어서,
    다수의 사용자 단말에 대한 채널 품질을 고려하여, 하향링크 제어채널의 공통 서치 공간에 대한 집합 레벨을 결정하는 단계;
    상기 결정되는 집합 레벨에 따라 상기 하향링크 제어채널의 후보 수 및 상기 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수를 파악하여, 상기 하향링크 제어채널의 후보 수에 맞게 상기 메시지들 중 일부를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 메시지에 대해 상기 하향링크 제어채널과 하향링크 데이터채널의 물리자원을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 선택하는 단계는,
    상기 집합 레벨에 따른 하향링크 제어채널의 후보 수를 파악하는 단계;
    상기 공통 서치 공간에 할당이 필요한 메시지 수를 파악하는 단계; 및
    상기 하향링크 제어채널의 후보 수와 상기 메시지 수를 비교하여 상기 메시지 수가 상기 하향링크 제어채널의 후보 수보다 많으면 상기 하향링크 제어채널의 후보 수만큼의 메시지를 우선순위에 따라 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으 로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공통 서치 공간에 할당이 필요한 메시지는 무선 자원 제어(Radio Resource Control) 시스템 정보 메시지, 페이징(Paging) 메시지, 랜덤 억세스 응답 메시지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    사용자 단말의 하향링크 또는 상향링크 스케줄링 요청을 수집하는 단계;
    상기 수집되는 스케줄링 요청에 따라 상기 사용자 단말에 대한 스케줄링 매트릭을 산출하는 단계;
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들 중 매트릭 값 순서로 상기 사용자 단말을 선택하여 스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스케줄링을 수행하는 단계는,
    상기 하향링크 제어채널 할당이 필요하고 판단되면, 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널 할당 가능 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 하향링크 제어채널 할당이 가능하면 상기 단말 특정 서치 공간에서 하향링크 제어 채널을 할당하고, 물리자원을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스케줄링을 수행하는 단계는,
    상기 하향링크 제어채널 할당 가능 여부에 따라 스케줄링 가능 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하여, 상기 스케줄링이 가능하다고 판단되는 경우에 상기 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 스케줄링 요청을 수집하는 단계 이후에,
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말의 수에 따라 스케줄링 가능 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하여,
    상기 스케줄링이 가능하다고 판단되는 경우에 상기 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가능 여부를 판단하는 단계는 상향링크 혹은 하향링크에 대한 물리 계층 자원이 남았는지 여부에 따라 상기 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 단말 특정 공간에 대한 스케줄링을 수행하는 단계는 상기 매트릭 값에 따라 선택된 상기 사용자 단말들에 대해 하향링크 채널 품질 및 데이터 양, 상향링크 채널 품질 및 데이터 양 중 적어도 하나에 기초하여 우선순위를 정하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들의 목록을 생성하는 단계; 및
    상기 우선순위에 의해 선택된 사용자 단말을 상기 스케줄링 요청한 사용자 단말의 목록에서 삭제하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 단말 특정 공간에 대한 스케줄링을 수행하는 단계는 상기 매트릭 값에 따라 선택된 상기 사용자 단말들에 대해 상향링크 스케줄링 요청 단말들 중 상향링크 적응성(Adaptive) 재전송을 위한 사용자 단말의 경우 우선적으로 선택하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 단계는 상기 매트릭 값에 따라 선택된 상기 사용자 단말들에 대해 베어러 우선순위에 따라 우선 순위가 높은 IMS 시그널, 및 대화형 음성 데이터 스케줄링을 위한 사용자 단말을 우선적으로 선택하여 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  13. 제 4 항에 있어서, 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 단계는,
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들 중 매트릭 값 순서로 상기 사용자 단말을 선택하는 단계;
    상기 선택된 사용자 단말들의 스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 단계;
    스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요하다고 판단되는 상기 선택된 사용자 단말의 특정 서치 공간의 집합 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 집합 레벨에 따라 상기 단말 특정 서치 공간을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사용자 단말의 집합 레벨을 결정하는 단계는 상기 사용자 단말의 채널 품질을 고려하여 집합 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 방법.
  15. 다수의 하향링크 스케줄링 요청 혹은 상향링크 스케줄링 요청에 따라 하향링크 물리자원 혹은 상향링크 물리자원의 스케줄링을 수행하는 기지국에서의 스케줄링 장치에 있어서,
    다수의 사용자 단말에 대한 채널 품질을 고려하여, 공통 서치 공간의 집합 레벨을 결정하는 집합레벨 결정부;
    상기 결정되는 집합 레벨에 따라 하향링크 제어채널의 후보 수 및 상기 공통 서치 공간 할당이 필요한 메시지 수를 파악하여, 상기 하향링크 제어 채널의 후보 수에 맞게 상기 메시지들 중 일부를 선택하는 메시지 선택부; 및
    상기 선택된 메시지의 수만큼 하향링크 제어채널을 할당하여 스케줄링을 수행하는 공통 스케줄링 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    사용자 단말로부터 스케줄링 요청을 수집하는 요청 수집부;
    상기 수집되는 스케줄링 요청에 따라 상기 사용자 단말에 대한 스케줄링 매트릭을 산출하는 매트릭 산출부;
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말들 중 매트릭 값 순서로 상기 사용자 단말을 선택하여 스케줄링 수행 정보를 위한 하향링크 제어채널 자원 할당이 필요한지를 판단하는 제어채널 할당 판단부; 및
    상기 판단 결과에 따라 단말 특정 서치 공간에 대한 하향링크 제어채널을 할당하여 단말 스케줄링을 수행하는 단말 스케줄링 수행부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청한 사용자 단말의 수 및 상향링크 혹은 하향링크에 대한 물리 계층 자원이 남았는지 여부에 따라 상기 단말 스케줄링 가능 여부를 판단하는 스케줄링 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    하향링크 제어채널 할당 가능 여부에 따라 단말 스케줄링 가능 여부를 판단 하는 스케줄링 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 단말 스케줄링 수행부는 상기 매트릭 값에 따라 선택된 상기 사용자 단말들에 대해 하향링크 채널 품질 및 데이터 양, 상향링크 채널 품질 및 데이터 양 중 적어도 하나에 기초하여 우선순위를 정하여 단말 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 단말 스케줄링 수행부는 상기 매트릭 값에 따라 선택된 상기 사용자 단말들에 대해 상향링크 스케줄링 요청 단말들 중 상향링크 적응성(Adaptive) 재전송을 위한 사용자 단말의 경우 우선적으로 선택하여 단말 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 하향링크 제어채널 자원을 고려한 기지국에서의 스케줄링 장치.
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