KR101242049B1 - Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same - Google Patents

Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same Download PDF

Info

Publication number
KR101242049B1
KR101242049B1 KR1020110087877A KR20110087877A KR101242049B1 KR 101242049 B1 KR101242049 B1 KR 101242049B1 KR 1020110087877 A KR1020110087877 A KR 1020110087877A KR 20110087877 A KR20110087877 A KR 20110087877A KR 101242049 B1 KR101242049 B1 KR 101242049B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metric value
column
scheduling
resource allocation
columns
Prior art date
Application number
KR1020110087877A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130024428A (en
Inventor
추현승
김홍석
차명수
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020110087877A priority Critical patent/KR101242049B1/en
Publication of KR20130024428A publication Critical patent/KR20130024428A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101242049B1 publication Critical patent/KR101242049B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/20Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/21Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/535Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on resource usage policies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

상향링크 스케쥴링 방법 및 스케줄링 장치가 개시된다. 상기 상향링크 스케쥴링 방법은 복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 기지국의 스케쥴링 장치에서 N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받는 단계와, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계를 포함한다. 기존의 자원할당을 이웃 RB로만 확장하는 스케줄링 기법보다 자원 할당 경로 고려를 조금 더 유동적으로 수행할 수 있으며, 기존 RME와 IRME 스케줄링 알고리즘보다 낮은 복잡도를 가지고 간단하면서도 높은 처리율을 가질 수 있으며, 향상된 수준의 공평성(fairness)을 보장할 수 있다.An uplink scheduling method and a scheduling apparatus are disclosed. In the uplink scheduling method, in a scheduling apparatus of a base station connected with a plurality of terminals through a wireless channel, N rows corresponding to positive integer-number terminals and KK are positive integer-number resource blocks (RB) Receiving a metric value of the N terminals for each RB in an N × K two-dimensional array consisting of K columns corresponding to the N columns; and based on the maximum metric value for each RB column of the K RB columns in the scheduling apparatus, the N Performing resource allocation in the x K two-dimensional array. Resource allocation path considerations are more flexible than scheduling techniques that extend existing resource allocation only to neighboring RBs, and have simpler and higher throughput with lower complexity than existing RME and IRME scheduling algorithms. Fairness can be guaranteed.

Description

최대 피에프 선택을 기반으로 하는 상향 링크 스케쥴링 방법 및 이를 수행하는 스케쥴링 장치{Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same}Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same}

본 발명은 이동 통신 기지국에서의 스케쥴링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 통신 기지국에서의 상향 링크 스케쥴링 방법 및 스케쥴링 장치에 관한 것이다. The present invention relates to scheduling in a mobile communication base station, and more particularly, to an uplink scheduling method and a scheduling apparatus in a mobile communication base station.

3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 차세대 이동통신기술인 LTE(Long Term Evolution)으로 최근 이동 단말에서의 데이터 서비스에 대한 수요 증가로 인한 방대한 무선 자원 처리 문제의 해결이 이슈가 되고 있다. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) is the next generation of mobile communication technology (Long Term Evolution) LTE (Long Term Evolution) has recently been addressed the issue of the processing of a vast amount of radio resources due to the increased demand for data services in the mobile terminal.

LTE의 다운링크에서는 OFDMA(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access)가 사용되며, 업링크에는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)가 사용된다. OFDMA는 다중경로 페이딩에 강하고 높은 주파수 효율과 확장성이 뛰어나지만, OFDMA는 다중 반송파 변조과정을 거치면서 하나의 OFDM 심볼 안에서도 RF 전력 변동이 급격하게 변하면서 발생하는 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)로 인해 이동 단말의 전력에 문제를 야기한다. SC-FDMA는 단일 반송파 특징을 가지면서도 다중 접속이 가능하기 때문에 LTE 업링크에서 사용된다. Orthogonal Frequency Domain Multiple Access (OFDMA) is used in the downlink of LTE, and Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) is used for the uplink. While OFDMA is strong in multipath fading and has high frequency efficiency and scalability, OFDMA has high peak-to-average power caused by the rapid change in RF power fluctuations within a single OFDM symbol during multicarrier modulation. ratio causes a problem in the power of the mobile terminal. SC-FDMA is used in the LTE uplink because of its single carrier feature and multiple access.

LTE 주파수 측 자원할당은 기본적으로 12개의 반송파가 하나의 물리자원블록(physical resource block; PRB)로 묶여 수행된다. SC-FDMA와 OFDMA는 무선 채널의 상태를 고려하여 시스템 주파수 자원의 일정부분인 RB(resource block)를 각 사용자에게 할당하는 FDPS(Frequency Domain Packet Scheduling)에 의해 수행된다. Resource allocation in the LTE frequency side is basically carried out by twelve carriers are bundled into one physical resource block (PRB). SC-FDMA and OFDMA are performed by Frequency Domain Packet Scheduling (FDPS), which allocates a resource block (RB), which is a part of system frequency resources, to each user in consideration of the state of a radio channel.

LTE 업링크에서의 FDPS에서는 주파수영역에서 각 사용자들의 채널 이득을 스케줄러의 입력으로 사용한다. 이를 위해 각 사용자는 SRS(sounding reference signal)를 스케줄링 노드- 기지국(eNodeB)-로 전송하고, SRS 신호는 업링크에 대한 CQI(Cchannel quality indicator) 리포팅 용도로 사용된다. 상기 CQI 정보는 매 TTI(Transmission Time Interval)마다 기지국에서 갱신된다. FDPS에서는 이렇게 얻어진 CQI정보와 HARQ 관리자(manager)로부터 받는 재전송을 수행해야 할 사용자의 수의 정보를 이용하여 스케줄링을 수행할 전체 사용자의 수와 RB 값을 결정한다. RB는 12개의 부반송파(subcarrier)로 구성되어 있으며 사용자 위치와 각 주파수 별 채널 상태가 다르기 때문에 모든 RB 값은 다른 상태 값을 가진다. RB의 상태 값으로 구성된 각 사용자의 스케줄링 매트릭 값으로 비례적 공정(Proportional Fair; 이하 PF) 알고리즘을 사용할 수 있다. PF 알고리즘은 스케줄링의 수행과정에서 채널상태가 좋은 특정 사용자에게 자원할당이 집중되는 것을 막고 모든 사용자에게 일정 수준의 자원을 할당하여 처리율(throughput)과 동시에 공평성(fairness)도 만족시키기 위해 필요하다. In the FDPS in the LTE uplink, the channel gain of each user in the frequency domain is used as the input of the scheduler. To this end, each user transmits a sounding reference signal (SRS) to a scheduling node-eNodeB, and the SRS signal is used for reporting Cchannel quality indicator (CQI) for uplink. The CQI information is updated at the base station at every transmission time interval (TTI). The FDPS determines the total number of users and RB values to be scheduled using the CQI information thus obtained and information on the number of users who need to perform retransmission received from the HARQ manager. The RB is composed of 12 subcarriers. Since the user position and channel state for each frequency are different, all RB values have different state values. A proportional fair (PF) algorithm may be used as a scheduling metric value of each user configured as a state value of the RB. The PF algorithm is required to prevent resource allocation from being concentrated on a specific user who has a good channel condition in scheduling, and to allocate a certain level of resources to all users to satisfy throughput and fairness.

SC-FDMA는 특별히 낮은 PAPR을 유지하기 위해 LFDMA(Localized Frequency Division Multiple Access)가 요구됨으로 각 사용자에게 할당될 RB가 연속적이어야 하는 연속성 제약(contiguity constraint)을 가진다. 업링크에서의 자원할당은 상기와 같은 연속성 제약(contiguity constraint)과 함께 높은 다중 사용자 다이버시티 이득 (multi-user diversity gain)이 가능한 채널-인식 스케줄링 (channel-aware scheduling)을 사용한다. 업링크 스케줄링은 각 사용자의 채널에 대한 연속적인 라디오 채널의 정보 (i.e., signal to interference and noise ratio, SINR)를 이용하여 만들어지는 스케쥴링 매트릭(scheduling metric)을 바탕으로 수행된다. 예를 들어, 일정 수준의 공평성(fairness)를 보장하기 위해 PF(proportional fair) 매트릭을 바탕으로 수행된다. SC-FDMA has a continuity constraint that requires localized frequency division multiple access (LFDMA) to maintain a particularly low PAPR, so that the RB to be allocated to each user must be contiguous. Resource allocation in the uplink uses channel-aware scheduling, which enables high multi-user diversity gain in conjunction with the above continuity constraint. Uplink scheduling is performed based on a scheduling metric that is generated by using information of consecutive radio channels ( ie , signal to interference and noise ratio, SINR) for each user's channel. For example, this is done based on a property fair (PF) metric to ensure a certain level of fairness.

앞서 서술한 것처럼, LTE 업링크의 자원할당은 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 각 타임슬롯마다 (i.e., sub-frame) 한 사용자에게 할당될 RB가 주파수 영역에서 연속적으로 할당되어야 한다("Proportional Fair Scheduling of Uplink Single-Carrier FDMA Systems," IEEE Proc. of the PIMRC, Sep. 2006, J. Lim, H.G. Myung, 및 D.J. Goodman). As mentioned earlier, resource allocation in LTE uplink requires consecutive allocations in the frequency domain of RBs to be assigned to one user for each timeslot ( ie , sub-frame) in order to maintain a single carrier characteristic ("Proportional Fair Scheduling"). of Uplink Single-Carrier FDMA Systems, "IEEE Proc. of the PIMRC, Sep. 2006, J. Lim, HG Myung, and DJ Goodman.

"Channel-Aware Scheduling Algorithms for SC-FDMA in LTE Uplink"(IEEE Proc. of the PIMRC, Dec. 2008, L. Temino, G. Berardinelli, S. Fattasi, 및 P. Mogensen)에서는 PF 매트릭이 가장 높은 사용자를 기준으로 이웃에게 확장하는 방법인 세 가지 기법이 제안되었다. 제안된 세 가지 스케줄링 기법에 대한 성능평가 결과 가장 우수한 기법은 RME(Recursive Maximum Expansion)이다. Users with the highest PF metrics in the "Channel-Aware Scheduling Algorithms for SC-FDMA in LTE Uplink" (IEEE Proc. Of the PIMRC, Dec. 2008, L. Temino, G. Berardinelli, S. Fattasi, and P. Mogensen) Three techniques have been proposed to extend neighbors. The best evaluation result of the performance evaluation of the three proposed scheduling schemes is RME (Recursive Maximum Expansion).

도 1은 RME 알고리즘이 주어진 4명의 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when an RME algorithm is performed in an arrangement consisting of four UEs and seven RBs.

RME 알고리즘은 주파수 영역 스케쥴러(frequency domain scheduler)가 입력 받은 PF 매트릭으로 구성된 다차원 배열에서 최대 PF 매트릭 값을 선택한 후, 최대 PF 매트릭 값을 기준으로 이웃 RB로 자원 할당을 확장하여 스케쥴링을 수행한다. The RME algorithm selects a maximum PF metric from a multidimensional array of PF metrics input by a frequency domain scheduler, and then schedules the resource by extending resource allocation to neighboring RBs based on the maximum PF metric.

구체적으로, 도 1을 참조하면, RME 알고리즘의 수행은 다음과 같은 절차로 수행된다. 먼저, 2차원 배열 M에서 가장 큰 PF 매트릭값을 가지는 UE와 RB를 찾고 자원을 할당한다. 그 다음 할당된 매트릭 값을 기준으로 오른쪽과 왼쪽의 이웃 RB의 값이 해당 RB가 가지고 있는 모든 UE의 값 중 가장 높은지 확인하고 할당 여부를 결정한다. 이 자원 할당의 확장은 비교대상이 되는 매트릭 값보다 해당 RB의 더 높은 값을 가진 다른 UE가 나타날 때까지 계속해서 수행한다. 자원 할당의 확장이 끝나면 할당된 UE (row)와 RB들 (columns)은 배열에서 삭제한다. 스케줄러는 남아 있는 배열 중 가장 높은 PF 매트릭을 선택하여 모든 UE가 할당될 때까지 위 과정을 반복해서 수행한다. 만약, 모든 UE가 할당되고 RB는 모두 할당되지 않았다면, 남아 있는 RB의 할당은 자원의 연속성 제약에 따라 이미 할당된 양쪽의 UE중 높은 매트릭 값을 가진 UE에 의해 결정된다.Specifically, referring to FIG. 1, the RME algorithm is performed by the following procedure. First, the UE and RB having the largest PF metric in the 2D array M are found and resources are allocated. Next, based on the assigned metric value, it is determined whether the values of the neighboring RBs on the right and left sides are the highest among all UEs of the RB and determine whether to assign them. This extension of resource allocation continues until another UE with a higher value of the RB appears than the metric to be compared. When the resource allocation is extended, the allocated UEs (rows) and RBs (columns) are deleted from the array. The scheduler selects the highest PF metric among the remaining arrays and repeats the above process until all UEs are allocated. If all UEs are allocated and all RBs are not allocated, the allocation of the remaining RBs is determined by the UE with the higher metric value of both UEs already allocated according to resource continuity constraints.

구체적으로, 도 1을 참조하면, RME 알고리즘의 수행은 다음과 같은 절차로 수행된다. 전체 2차원 배열 M에서 가장 높은 PF 메트릭 값을 가지는 UE 및 RB(도 1에서 UE 2의 RB 6의 50)를 찾아 자원을 할당한다. 그 다음 상기 할당된 가장 높은 PF 메트릭 값(UE2 및 RB 6)을 기준으로 이웃(좌우) RB의 메트릭값들이 해당 RB 열(해당 RB를 가지고 있는 모든 UE들을 포함)의 값 중에서 가장 큰 값을 가지는지 체크하여 가장 큰 값을 가지는 경우에 이를 할당(좌측 RB5 열에서 42가 가장 크므로 42는 할당하고 우측 RB7에서 40은 RB7열에서 가장 큰 값이 아니므로 할당하지 않음)으로써 이웃 RB에 확장시킨다. 이와같은 자원 할당의 확장은 비교 대상이 되는 매트릭 값보다 해당 RB의 더 높은 값을 가진 다른 UE가 나타날 때까지 계속해서 수행한다. 자원 할당의 확장이 끝나면 할당된 UE가 속하는 행(row)과 할당된 RB가 속하는 열(columns)은 배열에서 삭제한다. 스케줄러는 남아 있는 배열 중 가장 높은 PF 매트릭값을 선택하여 모든 UE가 할당될 때까지 상기 과정을 반복해서 수행한다. 만약, 모든 UE가 할당되고 RB는 모두 할당되지 않았다면, 남아 있는 RB의 할당은 자원의 연속성 제약에 따라 이미 할당된 양쪽의 UE중 높은 매트릭 값을 가진 UE에 의해 결정된다. 구체적으로, 상기 배제된 UE 2 및 RB 5열, RB 6열을 제외한 나머지에서 UE1 및 RB 7의 45가 가장 큰 값이므로 자원 할당하고, UE1에 속하는 RB 7의 좌우 RB들에 대해 상기 RB 확장 과정을 적용하면 RB 6의 43은 할당하지 않게 된다. 그 다음 남아 있는 배열 중 UE3 및 RB 4의 35가 가장 큰 메트릭 값이므로 자원 할당하고, UE3에 속하는 RB 4의 좌우 RB 들에 대해 RB 확장을 다시 적용하면 RB 3의 28은 배제된 UE 및 RB를 제외한 RB 3열에서 가장 크므로 자원 할당하고 RB 5의 25는 이미 배제된 RB 5에 속하므로 자원 할당하지 않는다. 그 다음 상기 배제된 UE 및 RB 열을 제외한 나머지 배열에서 UE 4 및 RB 2의 34가 가장 큰 메트릭값을 가지므로 자원 할당하고, UE 4에 속하는 RB 2의 좌우 RB들에 대해 RB 확장을 다시 적용하면 RB1의 30은 배제된 UE 및 RB를 제외한 RB 1열에서 가장 크므로 자원 할당하고 RB 3의 15는 이미 배제된 RB 3에 속하므로 할당하지 않는다. 기존의 RME 알고리즘은 이와 같은 PF 스케줄링을 통하여 메트릭값을 각 UE에게 할당한다. Specifically, referring to FIG. 1, the RME algorithm is performed by the following procedure. A resource is allocated by finding the UE and RB (50 of RB 6 of UE 2 in FIG. 1) having the highest PF metric values in the entire two-dimensional array M. FIG. Then, based on the assigned highest PF metric value (UE2 and RB 6), the metric values of neighboring (left and right) RBs have the highest value among the values of the corresponding RB column (including all UEs having the corresponding RB). If it has the largest value, assign it (as 42 is the largest in the left RB5 column, 42 is allocated and 40 in the right RB7 is not the largest value in the RB7 column), so it is extended to the neighboring RB. . This extension of resource allocation continues until another UE with a higher value of the RB appears than the metric to be compared. After the resource allocation is extended, the rows to which the allocated UE belongs and the columns to which the allocated RB belongs are deleted from the array. The scheduler selects the highest PF metric among the remaining arrays and repeats the above process until all UEs are allocated. If all UEs are allocated and all RBs are not allocated, the allocation of the remaining RBs is determined by the UE with the higher metric value of both UEs already allocated according to resource continuity constraints. Specifically, since 45 of UE1 and RB 7 are the highest values except for the excluded UE 2, RB 5, and RB 6, the RB extension process is performed for left and right RBs of RB 7 belonging to UE1. Is applied, 43 of RB 6 is not allocated. Next, of the remaining arrangements, 35 of UE3 and RB 4 are the largest metric values, and resource allocation, and if the RB extension is reapplied to the left and right RBs of RB 4 belonging to UE3, 28 of RB 3 is assigned to the excluded UE and RB. It allocates resources because it is the largest in the excluded RB 3 column, and since 25 of RB 5 belong to the excluded RB 5, it does not allocate resources. Then, in the remaining arrangements except the excluded UE and RB columns, 34 of UE 4 and RB 2 have the largest metric values, and then allocate resources, and apply RB extension to left and right RBs of RB 2 belonging to UE 4 again. In this case, since 30 of RB1 is the largest in the RB 1 column excluding the excluded UE and the RB, resource allocation is performed. Since 15 of RB 3 belongs to the excluded RB 3, it is not allocated. The existing RME algorithm assigns a metric value to each UE through such PF scheduling.

그러나, 전술한 기존의 RME 알고리즘은 항상 이웃 RB에 의해 자원 할당을 확장하기 때문에 다양한 자원 할당 경로를 고려하지 못하므로 처리율 관점에 비교적 효율적이지 못한 단점이 있다. However, the conventional RME algorithm described above does not consider various resource allocation paths because the resource allocation is always extended by neighboring RBs.

"Improved Recursive Maximum Expansion Scheduling Algorithms for Uplink Single Carrier FDMA System"(IEEE Proc. of the VTC Spring, Jun. 2010, F. Liu, X. She, L. Chen, and H. Otsuka)에서는 IRME(Improved Recursive Maximum Expansion) 기법이 제안되어, 기존의 RME 알고리즘의 처리율 관점에서의 단점을 보완한다. Improved Recursive Maximum Expansion Scheduling Algorithms for Uplink Single Carrier FDMA System (IEEE Proc. Of the VTC Spring, Jun. 2010, F. Liu, X. She, L. Chen, and H. Otsuka) Expansion technique is proposed to compensate for the disadvantages in terms of throughput of the existing RME algorithm.

도 2는 IRME 알고리즘이 주어진 4명의 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이다. 2 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when an IRME algorithm is performed in an arrangement consisting of four UEs and seven RBs.

도 2를 참조하면, IRME는 2010년에 최초 발표된 기법으로서 이웃 RB에게만 확장하며 자원 할당을 수행하던 RME 알고리즘보다 랭킹 스레시홀드(ranking threshold; Tr value)를 통해 자원 할당 경로를 조금 더 유연하게 고려하며 수행한다. Tr 값은 입력 값으로 설정된 값만큼 이웃 RB에게 수행하는 자원 확장의 범위를 의미하며 구체적으로 해당 RB 열에서 RB가 가지는 Tr번째 값을 의미한다. 즉, Tr 값에 의해 이웃 RB가 가진 매트릭 값 중 Tr 번째 높은 값까지 자원 할당 여부를 고려한다. Referring to FIG. 2, the IRME is a technique first announced in 2010 and extends only to neighboring RBs, and has a ranking threshold ( Tr) than the RME algorithm that performs resource allocation. value) to consider resource allocation paths more flexibly. The Tr value refers to a range of resource extension performed to the neighboring RB by the value set as the input value. Specifically, the Tr value refers to the Tr-th value of the RB in the corresponding RB column. That is, whether the resource is allocated up to the Tr-th higher value among the metric values of the neighboring RB by the Tr value is considered.

IRME는 알고리즘은 다음과 같이 수행된다. 이하 랭킹 스레시홀드 값 Tr이 2인 경우를 예로 들어 설명한다. 먼저, RME와 마찬가지로, 전체 2차원 배열 M에서 가장 큰 메트릭값을 가지는 UE 및 RB(도 2에서 UE 2의 RB 6의 50)를 찾아 자원 할당을 수행한 후 상기 가장 높은 메트릭값을 가지는 UE 2 및 RB 6의 이웃(좌우) RB 메트릭 값에 대해 RB 확장을 수행하고 해당 RB의 다른 UE가 가진 더 높은 값이 나타날 때까지 연속적으로 할당한다. RB 확장 절차가 끝나면 할당된 UE가 속하는 행(row)과 할당된 RB가 속하는 열(column)은 전체 배열에서 제외하고, 남아 있는 매트릭 값에서 Tr 값을 적용하여 할당할 값을 찾는다. 만약 Tr 값이 1이라면 RME의 할당과정과 동일하게 수행된다. 위 과정을 반복 수행하고 주어진 Tr 값의 수만큼 고려되는 자원 할당 가능한 경로 중 전체 매트릭 값들의 합이 가장 높은 경로를 최종적으로 결정하여 자원을 할당한다. IRME는 결과적으로 Tr 값을 제외한 알고리즘의 조건은 RME와 동일하다. 예를 들어, UE 2 및 RB 6의 이웃(좌우) RB 메트릭 값에 대한 RB 확장은 Tr 값이 2인 경우 UE 2가 속하는 RB 6의 좌측 RB5에서 첫번째 및 두번째 큰 값을 선택하되 Global 메트릭값(전체 매트릭스의 매트릭값의 합)이 가장 높은 경우의 결과를 최종 할당 경로로 선택하도록 상기 첫번째 및 두번째 큰 값에서 선택하여 자원을 할당한다. 즉, RB 5 열에서 42가 가장 크므로 42는 할당하고 40은 RB 7열에서 두번째 큰 값이므로 Global 메트릭 값을 고려하여 할당한다. IRME algorithm is performed as follows. Hereinafter, the case where the ranking threshold value Tr is 2 will be described as an example. First, similarly to the RME, the UE having the largest metric value and the RB (50 of RB 6 of the UE 2 in FIG. 2) in the entire two-dimensional array M are performed to perform resource allocation, and then the UE 2 having the highest metric value. And perform RB extension on the neighboring (right and left) RB metric values of RB 6 and continuously assign them until a higher value of the other UE of that RB appears. Column (column) is RB expansion to the procedure is complete, the UE is assigned a row (row) belonging to and assigned RB belongs is in the metric value and remain excluded from the entire array Tr Apply a value to find the value to assign. If Tr If the value is 1, it is performed in the same manner as the RME allocation process. Repeat the above process and give Tr A resource is allocated by finally determining a path having the highest sum of all metric values among resource assignable paths considered as the number of values. IRME consequently Tr The condition of the algorithm except for the value is the same as that of the RME. For example, the RB extension for neighbor (left and right) RB metric values of UE 2 and RB 6 is Tr If the value is 2, the first and second large values are selected from the left RB5 of the RB 6 to which UE 2 belongs, but the first to select the result of the case where the Global metric value (sum of the metrics of the entire matrix) is the highest as the final allocation path. And the second largest value to allocate the resource. That is, since 42 is the largest in column 5 of RB, 42 is allocated and 40 is the second largest value in column 7 of RB.

그러나 전술한 IRME는 RME보다 복잡도가 높으며 공평성(fairness)이 낮고 다양한 자원 할당 경로를 고려하지 못하므로 여전히 유연하게 자원을 할당하지 못하는 단점이 있다. However, the above-described IRME has a disadvantage in that it is still more flexible than RME, has low fairness, and does not consider various resource allocation paths.

일반적으로 채널의 상태(예를 들어, SINR)는 시간과 주파수에 밀접한 연관성을 가지지만 주파수 영역에서 연관성은 시간 영역에서의 연관성보다 강하지 못하다 (frequency selective fading distortion). 이것은 전체적인 주파수 영역에서 채널 상태는 어느 정도 연관성을 가지지만 한 개의 RB 단위로는 그렇지 못하다는 것을 의미한다(small-scale variation). In general, the state of a channel (eg SINR) is closely related to time and frequency, but the association in the frequency domain is not as strong as that in the time domain (frequency selective fading distortion). This means that channel conditions are somewhat related in the overall frequency domain but not in one RB (small-scale variation).

기존 RME와 IRME 알고리즘은 2차원 배열의 최대 PF 매트릭 값 탐색 이후 최대 PF 매트릭 값의 양쪽의 이웃 RB가 가진 값들을 비교하는 방법에 의존하여 확장하는 스케줄링이다.The existing RME and IRME algorithms are extended according to the method of comparing the values of both neighboring RBs of the maximum PF metric value after searching the maximum PF metric value of the 2D array.

기존 RME와 IRME 알고리즘은 선택한 매트릭 값을 기준으로 이웃한 값으로 스케줄링을 확장하여 자원 할당을 시도하므로 주파수 선택 페이딩에 효과적으로 대처하지 못한다. Existing RME and IRME algorithms attempt to allocate resources by extending scheduling to neighboring values based on selected metric values, and thus do not cope effectively with frequency selective fading.

또한, 기존 RME와 IRME 알고리즘의 자원할당 방식은 스케줄링의 유연성에 한계가 있을 뿐 아니라, IRME의 경우 많은 할당 경로를 고려할수록 복잡도가 증가하는 단점이 있다. In addition, the resource allocation scheme of the existing RME and IRME algorithm has a limitation in scheduling flexibility, and in the case of the IRME, the complexity increases as consideration of many allocation paths.

상기 도 1 및 2의 각 알고리즘에 의해 스케줄링을 수행하게 되면, Tr 값 2의 IRME 알고리즘이 자원할당의 경로를 하나 더 많이 고려하게 되어 RME보다 좋은 결과를 가진다. RME 알고리즘은 간단하고 라운드 로빈(round robin)과 같은 정적 스케줄링 알고리즘보다는 좋은 처리율 (즉, 최종 할당이 결정된 매트릭 값들의 합)을 제공한다. When scheduling is performed by each algorithm of FIGS. 1 and 2, Tr The IRME algorithm of value 2 considers one more path of resource allocation, which is better than RME. The RME algorithm is simple and provides better throughput (i.e., sum of metric values whose final allocation is determined) than static scheduling algorithms such as round robin.

그러나 RME 알고리즘은 오직 이웃 RB의 매트릭값에 의존적으로 수행되는 알고리즘으로서 유연한 스케줄링을 제공하지 못한다. IRME 알고리즘은 Tr 값을 통해 자원 할당 경로를 다양하게 고려함으로써 RME의 단점을 어느 정도 보완한다. 그러나 고정된 Tr 값은 급격하게 변하는 UE의 수에 민첩하고 유연하게 대응하지 못하고 스케줄링의 복잡도가 높아지는 결과를 가져오는 단점이 있다. However, the RME algorithm is an algorithm that depends only on the metric of the neighbor RB and does not provide flexible scheduling. IRME Algorithm Tr The value compensates for some of the disadvantages of the RME by considering the resource allocation path in various ways. But fixed Tr The value does not have agile and flexible response to the rapidly changing number of UEs and has the disadvantage that the scheduling complexity increases.

본 발명의 제1 목적은 RB가 주파수 영역에서 연속적으로 할당되어야 한다는 연속성 제약을 만족시키면서 시스템의 처리율을 높이고 기존 스케줄링 알고리즘보다 낮은 복잡도와 향상된 수준의 공평성(fairness)을 보장할 수 있는 상향링크 스케쥴링 방법을 제공하는 것이다.The first object of the present invention is to improve the throughput of the system while satisfying the continuity constraint that the RB should be allocated continuously in the frequency domain, and to ensure a lower complexity and an improved level of fairness than the existing scheduling algorithm. To provide.

또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 상향링크 스케쥴링 방법을 수행하는 스케쥴링 장치를 제공하는 것이다. In addition, a second object of the present invention is to provide a scheduling apparatus for performing the uplink scheduling method.

또한, 본 발명의 제3 목적은 상기 상향링크 스케쥴링 방법을 수행하는 프로세서를 포함하는 장치를 제공하는 것이다. In addition, a third object of the present invention is to provide an apparatus including a processor for performing the uplink scheduling method.

상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 상향링크 스케쥴링 방법은, 복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 기지국의 스케쥴링 장치에서 N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받는 단계와, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계를 포함한다. In the uplink scheduling method according to an aspect of the present invention for achieving the first object of the present invention, the NN corresponds to a positive integer-number of terminals in the scheduling apparatus of the base station connected through a wireless channel with a plurality of terminals N rows and KK are N x K two-dimensional arrays of K columns corresponding to positive integer-resource blocks (RBs), and receiving metric values of the N terminals for each RB; And performing resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns in a scheduling apparatus.

상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는 상기 K개 RB 열에 속하는 각 RB 열 별 최대 매트릭 값들을 모두 고려되어 모든 RB에 대해 자원 할당이 완료될 때까지 수행할 수 있다. In the scheduling apparatus, the resource allocation in the N × K two-dimensional array based on the maximum metric value for each RB column of the K RB columns may be considered by considering all the maximum metric values for each RB column belonging to the K RB columns. This can be done until resource allocation is complete for all RBs.

상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는 상기 K개 RB 열의 각 RB 열별로 최대 메트릭값을 선택하여 제1 집합을 구성하는 단계와, 상기 제1 집합에 포함된 최대 매트릭 값들을 내림차순으로 선택하여 자원의 연속성 제약 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다. In the scheduling apparatus, resource allocation in the N × K two-dimensional array based on the maximum metric value for each RB column of the K RB columns may include selecting a maximum metric value for each RB column of the K RB columns and selecting a first metric value. Comprising a set, and selecting the maximum metric values included in the first set in descending order to determine whether to satisfy the resource continuity constraint.

상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는 상기 선택된 최대 메트릭값이 해당 단말에 이미 할당된 다른 메트릭 값과 연속적인 RB에 위치하지 않아 자원의 연속성 제약 조건을 만족하지 않아 자원 할당을 할 수 없게 된 경우 상기 선택된 최대 메트릭 값을 포함하고 있는 RB 열의 다른 단말의 메트릭 값들을 내림차순으로 하나씩 확인하여 자원 할당을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.  In the scheduling apparatus, performing resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns may be performed in succession with another metric value in which the selected maximum metric value has already been allocated to the terminal. If the resource allocation is not possible because the resource continuity constraint is not satisfied because the resource is not located in the RB, the resource allocation is performed by checking the metric values of the other UEs in the RB column including the selected maximum metric value in descending order. It may further comprise a step.

상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는 상기 자원 할당 도중 선택된 최대 메트릭 값을 가지고 있는 RB 열내에서 가지고 있는 모든 매트릭 값이 할당 가능하지 않은 경우 해당 RB열의 할당을 보류하고 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 자원 할당을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. Performing resource allocation in the N × K two-dimensional array based on the maximum metric value for each RB column of the K RB columns in the scheduling apparatus includes all of the RB columns having the maximum metric value selected during the resource allocation. If the metric value is not assignable, the method may further include suspending allocation of the corresponding RB column and performing resource allocation by selecting a next higher metric value.

상기 메트릭값은 매 타임 슬롯마다 각 단말의 채널 정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산되는 PF(Proportional Fair) 매트릭 값일 수 있다. 상기 상향링크 스케줄링 방법은 상향링크에서 SC-FDMA 를 사용하는 LTE 이동통신 시스템에서 RB의 연속적 할당을 위해 적용될 수 있다. The metric value may be a PF (Proportional Fair) metric value calculated based on channel information and HARQ information of each UE for each time slot. The uplink scheduling method may be applied for continuous allocation of RBs in an LTE mobile communication system using SC-FDMA in uplink.

상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 기지국의 스케쥴링 장치는 N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받아 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 스케줄러를 포함한다. According to an aspect of the present invention for achieving a second object of the present invention, a scheduling apparatus of a base station connected with a plurality of terminals through a wireless channel, where NN denotes N rows and KK corresponding to positive integer-terminals. The maximum metric for each RB column of the K RB columns by receiving the metric values of the N terminals for each RB in an N x K two-dimensional array consisting of K columns corresponding to positive integer-Resource blocks (RBs). And a scheduler that performs resource allocation in the N × K two-dimensional array based on the value.

상술한 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 이동통신 기지국에서 사용하기 위한 프로세서를 포함하는 장치로서, 상기 프로세서는 N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받아 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하도록 구성된다. An apparatus including a processor for use in a mobile communication base station connected via a wireless channel with a plurality of terminals according to an aspect of the present invention for achieving the third object of the present invention, wherein the processor is NN is a positive integer N rows and KKs corresponding to N UEs are N × K two-dimensional arrays of K columns corresponding to positive integer-Resource Blocks (RBs). It is configured to perform resource allocation in the N × K two-dimensional array based on the maximum metric value for each RB column of K RB columns.

상술한 바와 같은 상향 링크 스케쥴링 방법 및 이를 수행하는 스케쥴링 장치에 따르면, 모든 UE에게 주파수 영역에서 자원(RB)을 연속적으로 할당해야 하는 연속성 제약을 준수하면서 각 RB열 별로 최대 매트릭 값을 우선 고려하여 어떤 채널 변경에도 효과적으로 스케줄링을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 기존 IRME 알고리즘에서 사용하는 랭킹 스레시 홀드(ranking threshold)와 달리 입력 파라미터 값을 더욱 다양하게 고려하기 스케쥴링을 수행한다. According to the uplink scheduling method as described above and the scheduling apparatus for performing the same, it is necessary to consider the maximum metric value for each RB column first while complying with the continuity constraint of continuously allocating resources (RBs) to all UEs in the frequency domain. Scheduling can be effectively performed even with a channel change. That is, unlike the ranking threshold used in the existing IRME algorithm, scheduling is performed to consider the input parameter values more variously.

구체적으로, 상향 링크 스케쥴링 방법은 2차원 배열 M에 입력된 각 UE와 RB에 대한 PF 매트릭 값들 중 각 RB 열마다 최대 메트릭 값을 선택하여 큰 메트릭 값부터 하나씩 자원의 연속성 제약에 따른 자원 할당 여부를 확인함으로써 기존의 자원할당을 이웃 RB로만 확장하는 스케줄링 기법보다 자원 할당 경로 고려를 조금 더 유동적으로 수행할 수 있다. 또한, 기존 RME와 IRME 스케줄링 알고리즘보다 낮은 복잡도를 가지고 간단하면서도 높은 처리율을 가질 수 있으며, 향상된 수준의 공평성(fairness)을 보장할 수 있다.Specifically, the uplink scheduling method selects a maximum metric value for each RB column among PF metrics for each UE and RB inputted to the 2D array M to determine whether to allocate resources according to resource continuity constraints starting from a large metric value. By confirming, the resource allocation path consideration can be performed more flexibly than the scheduling method of extending the existing resource allocation to the neighbor RB only. In addition, it has a lower complexity than the existing RME and IRME scheduling algorithm, it can have a simple and high throughput, and can guarantee an improved level of fairness.

또한, RB 열 별로 최대 PF 매트릭 값을 고려하여 스케줄링하기 때문에 사용자의 수의 급격한 변화에도 더욱 유연한 스케줄링 수행이 가능하다. In addition, scheduling is performed in consideration of the maximum PF metric value for each RB column, thereby enabling more flexible scheduling even in a sudden change in the number of users.

도 1은 기존의 RME 알고리즘이 주어진 4명의 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이다.
도 2는 기존의 IRME 알고리즘이 주어진 4명의 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이다.
도 3은 매 타임 슬롯마다 각 사용자 UE와 RB를 바탕으로 생성되는 PF 매트릭 값으로 구성된 2차원 배열 M을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘이 적용되는 기지국 및 단말을 포함하는 이동통신 시스템을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘이 4명의 사용자 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 의사 코드(Pseudo Code)로 구현할 경우의 동작 순서도이다.
도 8은 기존의 RME 및 IRME 기법과 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 대해 사용자 수에 따른 공평성(fairness) 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 기존의 RME 및 IRME 기법과 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 대해 사용자 수에 따른 시스템 처리율의 변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when an existing RME algorithm is performed in an arrangement consisting of four UEs and seven RBs.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when an existing IRME algorithm is performed in an arrangement consisting of four UEs and seven RBs.
3 shows a two-dimensional array M composed of PF metric values generated based on each user UE and RB in each time slot.
4 illustrates a mobile communication system including a base station and a terminal to which a scheduling algorithm is applied according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when a scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention is performed in an arrangement consisting of four user UEs and seven RBs, and FIG. 6 is a scheduling diagram according to an embodiment of the present invention. A flowchart for explaining the algorithm.
7 is a flowchart illustrating an operation of implementing a scheduling algorithm in pseudo code according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a change in fairness according to the number of users for the conventional RME and IRME technique and the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a change in system throughput according to the number of users for the existing RME and IRME techniques and the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

단말은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The terminal may be a mobile station (MS), a user equipment (UE), a user terminal (UT), a wireless terminal, an access terminal (AT), a terminal, a subscriber unit, a subscriber station (SS) ), A wireless device, a wireless communication device, a Wireless Transmit / Receive Unit (WTRU), mobile node, mobile or other terms. Various embodiments of the terminal may be used in various applications such as cellular telephones, smart phones with wireless communication capabilities, personal digital assistants (PDAs) with wireless communication capabilities, wireless modems, portable computers with wireless communication capabilities, Devices, gaming devices with wireless communication capabilities, music storage and playback appliances with wireless communication capabilities, Internet appliances capable of wireless Internet access and browsing, as well as portable units or terminals incorporating combinations of such functions However, the present invention is not limited thereto.

기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. A base station generally refers to a fixed point for communicating with a terminal, and includes a base station, a Node-B, an eNode-B, a base transceiver system (BTS), and an access point. access point).

도 3은 매 타임 슬롯마다 각 사용자 UE와 RB를 바탕으로 생성되는 PF 매트릭 값으로 구성된 2차원 배열 M을 나타낸다. 3 shows a two-dimensional array M composed of PF metric values generated based on each user UE and RB in each time slot.

M은 [i x j]의 크기를 가진다.

Figure 112011068027762-pat00001
는 사용자 i와 RB j의 PF 매트릭값을 의미하기 때문에 M은
Figure 112011068027762-pat00002
로 나타낼 수 있다 (즉,
Figure 112011068027762-pat00003
).M has the size of [ixj].
Figure 112011068027762-pat00001
Is the PF metric of user i and RB j, so M is
Figure 112011068027762-pat00002
Can be represented as
Figure 112011068027762-pat00003
).

FDPS 스케줄러는 결과적으로 매 타임슬롯마다 도 3의 입력 매트릭 값으로 하기 수학식 1을 만족하며 수행되는 것을 목적으로 한다. As a result, the FDPS scheduler is performed to satisfy the following Equation 1 with the input metric value of FIG. 3 every time slot.

Figure 112011068027762-pat00004
Figure 112011068027762-pat00004

Figure 112011068027762-pat00005
는 0 또는 1값을 가지는 지시자(indicator)로서 해당
Figure 112011068027762-pat00006
값에 대한 최종적인 자원 할당 여부를 나타낸다 (즉,
Figure 112011068027762-pat00007
).
Figure 112011068027762-pat00005
Is an indicator with zero or one value
Figure 112011068027762-pat00006
Indicates whether or not the final resource is allocated for a value (ie
Figure 112011068027762-pat00007
).

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘이 적용되는 기지국 및 단말을 포함하는 이동통신 시스템을 나타낸다. 4 illustrates a mobile communication system including a base station and a terminal to which a scheduling algorithm is applied according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 시스템은 복수의 단말(200) 및 기지국(100)을 포함한다. 4, a mobile communication system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of terminals 200 and a base station 100.

기지국(100)은 유선망(400)을 통하여 코아망(core network)과 연결되며, 복수의 단말(200)과 무선 채널 환경(300)을 통하여 데이터를 송수신한다. 상기 복수의 단말은 UE 1(20-1), UE 2(20-2), ..., UE N(20-N)(N은 양의 정수)를 포함한다. 기지국(100)은 스케쥴러(122)를 포함하는 스케쥴링 장치(120)를 포함한다. The base station 100 is connected to a core network through a wired network 400, and transmits and receives data to and from a plurality of terminals 200 and a wireless channel environment 300. The plurality of terminals includes UE 1 20-1, UE 2 20-2,..., UE N 20 -N (N is a positive integer). The base station 100 includes a scheduling device 120 that includes a scheduler 122.

기지국(100)의 스케쥴링 장치(120)는 스케쥴러(122)에서 단말(200)로부터 제공되는 스케쥴링 정보를 토대로 본 발명의 일실시예에 따른 해당 단말의 상향 링크 채널에 대한 MSCC(Maximum PF Selection with Contiguity Constraint) 스케쥴링을 수행한다. 상기 스케쥴링 정보는 각 단말의 채널 정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산되는 PF(Proportional Fair) 매트릭 값을 포함할 수 있다. 상기 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 대해서는 후술한다. The scheduling apparatus 120 of the base station 100 is based on the scheduling information provided from the terminal 200 in the scheduler 122 (Maximum PF Selection with Contiguity for the uplink channel of the corresponding terminal according to an embodiment of the present invention) Constraint) Performs scheduling. The scheduling information may include a PF (Proportional Fair) metric value calculated based on channel information and HARQ information of each terminal. The MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention will be described later.

스케쥴링 장치(120)는 상기 스케쥴링 정보를 저장하는 저장부(120)를 더 포함할 수 있다. The scheduling apparatus 120 may further include a storage 120 that stores the scheduling information.

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 적용은 LTE 상향링크 SC-FDMA으로 한정되는 것은 아니며, 이하에서는 예를 들어 LTE 상향링크 SC-FDMA에서의 FDPS을 위해 스케쥴러(122)에서 수행되는 스케쥴링 알고리즘을 설명한다. 이하에서는, 4명의 사용자 UE와 RB1 부터 RB7까지 7개의 RB로 구성된 2차원 배열을 가진 경우를 예로 들어 설명한다. Application of the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention is not limited to LTE uplink SC-FDMA, hereinafter, for example, scheduling performed by the scheduler 122 for FDPS in LTE uplink SC-FDMA. Describe the algorithm. Hereinafter, a case of having a two-dimensional array consisting of four user UEs and seven RBs from RB1 to RB7 will be described as an example.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘이 4명의 사용자 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열에서 수행되었을 경우의 자원 할당 상태를 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating a resource allocation state when a scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention is performed in an arrangement consisting of four user UEs and seven RBs, and FIG. 6 is a scheduling diagram according to an embodiment of the present invention. A flowchart for explaining the algorithm.

본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘은 각 RB 열별로 최대 메트릭값을 찾고 자원의 연속성 제약 조건을 만족하는지 여부를 확인하면서 각 RB 열별로 최대 매트릭 값을 우선 고려하여 자원을 할당한다. The scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention finds the maximum metric value for each RB column and checks whether the resource continuity constraint is satisfied while allocating the resource by first considering the maximum metric value for each RB column.

도 6을 참조하면, 먼저 각 RB 열별로 모든 UE의 메트릭값을 2차원 배열 M으로 입력받고(단계 601), 각 RB 열별로 최대 메트릭값을 선택하여 집합 S를 구성한다(단계 620). 집합 S에서 최대 매트릭값을 찾고 자원의 연속성 제약 조건을 만족하는지 여부를 확인한다(단계 630). Referring to FIG. 6, first, metric values of all UEs are input to each RB column in a two-dimensional array M (step 601), and a set S is configured by selecting a maximum metric value for each RB column (step 620). The maximum metric is found in set S and it is checked whether the resource continuity constraint is met (step 630).

선택된 최대 메트릭값이 해당 단말에 이미 할당된 다른 메트릭 값과 연속적인 RB에 위치하지 않아 자원의 연속성 제약 조건을 만족하지 않아 할당할 수 없게 된 경우 선택된 최대 메트릭값을 포함하고 있는 RB 열의 다른 UE의 메트릭 값들을 내림차순으로 하나씩 확인하여 자원 할당을 수행한다(단계 640). If the maximum metric selected cannot be allocated because it is not located in a contiguous RB with other metric values already assigned to the terminal and cannot be allocated because the continuity constraint of the resource is not satisfied, the other UE in the RB column containing the selected maximum metric is not included. Resource allocation is performed by checking metric values one by one in descending order (step 640).

상기 자원 할당 도중 선택된 최대 메트릭값을 가진 RB 열내에서 모든 메트릭값이 자원 할당이 가능하지 않은 경우 현재 선택된 최대 메트릭값을 포함하고 있는 RB 열의 자원 할당을 보류하고 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 자원할당을 수행한다(단계 650).If all the metric values in the RB column having the maximum metric value selected during the resource allocation are not available for resource allocation, the resource allocation of the RB column containing the currently selected maximum metric value is suspended and the next higher metric value is selected to allocate the resource allocation. Perform (step 650).

모든 RB에 자원할당을 완료하였는지 판단하여(단계 660) 모든 RB에 자원할당을 완료한 경우에는 자원 할당 과정을 종료하고, 모든 RB에 자원할당이 완료되지 않은 경우에는 단계 620부터 다시 수행한다. If it is determined that resource allocation is completed to all RBs (step 660), the resource allocation process is terminated when resource allocation is completed to all RBs.

도 5를 참조하여, 4명의 사용자 UE와 7개의 RB으로 구성된 배열을 예로 들어 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 설명한다. Referring to FIG. 5, a scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention will be described using an arrangement consisting of four user UEs and seven RBs as an example.

1) 주어진 2차원 배열에서 각 RB 열 별로 가장 높은값을 선택하여 집합 S를 구성하고, 집합 S에 포함된 값들을 내림차순으로 정리한다(50-45-42-38-33-34-30). 1) Construct the set S by selecting the highest value for each RB column in a given two-dimensional array, and arrange the values contained in the set S in descending order (50-45-42-38-33-34-30).

2) 상기 집합 S에 포함된 값들을 내림차순으로 정리한 상태에서 높은 순서대로 자원 할당을 확인한다(50-45-42). 2) Resource allocations are checked in a high order in a state in which the values included in the set S are arranged in descending order (50-45-42).

3) 선택된 RB 열 별 최대 메트릭 값이 해당 UE에 이미 할당된 다른 메트릭값과 연속적인 RB에 위치하지 않아 자원의 연속성 제약 조건을 만족하지 않을 경우, 선택된 RB 열 별 최대 메트릭 값이 포함된 RB의 다음 높은 메트릭값 순서대로 할당 여부를 확인한다 (40 대신 38, 33 대신 30). 3) If the maximum metric value for each selected RB column does not meet the resource continuity constraint because it is not located in a contiguous RB with other metrics already assigned to the UE, the maximum metric value for the selected RB column includes the maximum metric value for each selected RB column. The next higher metric value is checked for assignment (38 instead of 40, 30 instead of 33).

4) 자원 할당 도중 선택된 메트릭 값을 가지고 있는 RB 열 내에서 가지고 있는 모든 매트릭 값이 할당 가능하지 않은 경우 해당 RB열의 할당을 보류하고 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 자원 할당을 수행한다. 즉, 만약 RB 4 열에서 UE 1 내지 UE 4까지 가지고 있는 매트릭 값 모두가 할당이 되지 않을 경우 RB 4열의 할당을 보류하고 다음 메트릭 값인 RB 2열의 할당을 먼저 수행한 후 RB 4를 다시 확인한다. 4) If all the metric values in the RB column that have the metric value selected during resource allocation are not assignable, the allocation of the corresponding RB column is suspended and the next higher metric value is selected to perform resource allocation. That is, if all of the metric values from UE 1 to UE 4 in the RB 4 column are not allocated, the allocation of the RB 4 column is suspended, the allocation of the next metric value of the RB 2 column first, and then the RB 4 is checked again.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 의사 코드(Pseudo Code)로 구현할 경우의 동작 순서도이다. 표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 알고리즘을 의사 코드(Pseudo Code)로 나타낸 표이다. 도 7에서 사용되는 모든 표기(notation)들은 표 1의 의사 코드와 동일하게 사용된다. 7 is a flowchart illustrating an operation of implementing a scheduling algorithm in pseudo code according to an embodiment of the present invention. Table 1 shows a scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention as a pseudo code. All notations used in FIG. 7 are used the same as the pseudo code of Table 1.

스케줄러(122)는 기본적인 FDPS 시스템과 동일하게 각 RB 열마다 모든 UE의 PF 매트릭 값들을 입력받아 모든 RB의 할당이 결정될 때까지 스케줄링을 수행한다.Like the basic FDPS system, the scheduler 122 receives PF metric values of all UEs for each RB column and performs scheduling until all RBs are allocated.

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC의 자원 할당 절차는 초기화 과정(단게 701)을 거친 후 크게 스텝 A(단계 703, 705, 707, 709, 711)와 스텝 B(단계 721, 723, 725, 727, 729, 731)의 2 단계의 절차를 가진다. The resource allocation procedure of the MSCC according to an embodiment of the present invention is a step A (steps 703, 705, 707, 709, 711) and step B (steps 721, 723, 725, 727) after the initialization process (step 701). , 729, 731).

초기화 과정에서 스케줄러(122)는 입력된 매트릭 값으로 UE와 RB에 대한 2차원 배열 (i.e., 집합 U)을 생성하고 각 RB 열 별로 최대 메트릭 값을 찾는다(단계 701). 집합 U는 이러한 N개의 UE와 K개의 RB를 바탕으로 만들어진 모든 스케줄링 매트릭 값들의 모임을 의미한다. 집합 S는 이러한 각 RB 별 최대 메트릭값들로 구성된다. 선택된 매트릭 값은

Figure 112011068027762-pat00008
로 정의되며 n과 k는 각각 해당 메트릭값을 가리키는 UE와 RB를 의미한다. 집합 A는 자원 할당 여부를 나타내는 지시자(indicator)
Figure 112011068027762-pat00009
들의 집합으로 S와 동일한 크기의 배열에 모든 값은 0으로 초기화된다. In the initialization process, the scheduler 122 generates a two-dimensional array ( ie , set U) for the UE and the RB using the input metric value, and finds the maximum metric value for each RB column (step 701). The set U means a collection of all scheduling metric values based on these N UEs and K RBs. The set S consists of the maximum metric values for each of these RBs. The selected metric value
Figure 112011068027762-pat00008
N and k mean UE and RB indicating corresponding metric values, respectively. Set A is an indicator indicating whether to allocate resources
Figure 112011068027762-pat00009
All values are initialized to zero in an array of the same size as S.

StepStep A A

스텝 A에서는 집합 S에서 가장 높은 매트릭 값을 찾고 선택된 매트릭 값

Figure 112011068027762-pat00010
이 자원의 연속성 제약 만족 여부를 확인한다(단계 703, 705, 707, 709, 711). Step A finds the highest metric value in set S and selects the selected metric value.
Figure 112011068027762-pat00010
It is checked whether this resource satisfies the continuity constraint (steps 703, 705, 707, 709, and 711).

자원의 연속성 제약은 선택된 매트릭 값

Figure 112011068027762-pat00011
을 가지고 있는 UE에게 자원 할당이 처음이거나 할당받기로 결정된 자원과 연속적인 RB에 위치해야 하는 것을 의미한다. The continuity constraint of the resource is the selected metric value.
Figure 112011068027762-pat00011
This means that the resource allocation for the UE having the first or the resource determined to be allocated must be located in consecutive RBs.

선택된 매트릭 값

Figure 112011068027762-pat00012
이 자원의 연속성 제약 만족하여 자원 할당이 결정되면, 스케줄러(122)는 최종 할당된 PF 매트릭 값들을 나타내는 집합 A의 지시자(indocator)
Figure 112011068027762-pat00013
를 1로 변경한다(
Figure 112011068027762-pat00014
←1, 단계 711). 변경된 지시자의 값은 해당 UE에게 그 RB가 할당되는 것을 의미한다. 또한, 집합 A에 선택된 매트릭 값이 포함되면, 스케줄러(122)는 집합 U에서 할당된 RB의 모든 메트릭 값들 (i.e., 집합 R)을 제외한다(U ← U - R, 단계 711). 집합 R은 선택된 매트릭 값
Figure 112011068027762-pat00015
을 가지고 있는 RB의 모든 값들의 구성을 의미하며 선택된 값이 할당될 수 없게 된 경우 사용된다. 집합 U는 각 RB 열별 최대 매트릭 값들이 구성된 집합 S에서 선택된 메트릭 값이 제외되고 남은 값들의 모임을 의미한다. Selected metric value
Figure 112011068027762-pat00012
If the resource allocation is determined by satisfying the continuity constraint of this resource, the scheduler 122 is an indicator of set A indicating the last assigned PF metric values.
Figure 112011068027762-pat00013
Is changed to 1 (
Figure 112011068027762-pat00014
← 1, step 711). The value of the changed indicator means that the RB is allocated to the corresponding UE. In addition, if the selected metric value is included in the set A, the scheduler 122 excludes all the metric values ( ie , set R) of the RBs allocated in the set U (U ← U-R, step 711). Set R is the selected metric
Figure 112011068027762-pat00015
This is the configuration of all the values of the RB that have a value of. The set U means a collection of remaining values after the selected metric value is excluded from the set S having the maximum metric values for each RB column.

StepStep B B

단계 709의 판단결과, 선택된 매트릭 값

Figure 112011068027762-pat00016
이 자원의 연속성 제약으로 자원 할당을 할 수 없게 된 경우, 선택된 메트릭 값
Figure 112011068027762-pat00017
을 포함하고 있는 RB 열의 다른 UE의 값(i.e.,
Figure 112011068027762-pat00018
)들을 내림차순으로 하나씩 확인하여 자원 할당을 시도한다(단계 721, 723, 725, 727, 729, 731). As a result of the determination of step 709, the selected metric value
Figure 112011068027762-pat00016
Selected metric value if this resource continuity constraint prevents resource allocation.
Figure 112011068027762-pat00017
The value of the other UE in the RB column that contains (ie,
Figure 112011068027762-pat00018
) And try to allocate the resources one by one in descending order (steps 721, 723, 725, 727, 729, and 731).

해당 RB 열이 가지고 있는 모든 매트릭 값 비교 후에도 자원 할당이 결정될 수 없다면, 현재 선택된 메트릭 값을 포함하고 있는 RB 열의 자원 할당을 보류하고, 각 RB 열 별 최대 메트릭 값들의 집합 중 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 스케줄링을 진행한다 (i.e., X ← X + 1, 단계 720 내지 단계 727). If the resource allocation cannot be determined even after comparing all the metric values of the corresponding RB column, the resource allocation of the RB column containing the currently selected metric value is suspended and the next higher metric value is selected from the set of maximum metric values for each RB column. ( Ie , X ← X + 1, steps 720 to 727).

보류된 RB 열의 자원 할당은 진행되고 있는 RB의 할당이 결정될 때마다 다시 확인한다. 본 발명의 일실시에에 따른 스케줄링 방법은 집합 S가 비어있는지 확인하여 집합 A에 따라서 모든 RB가 할당될 때까지 수행되므로(단계 741, 743), 보류된 RB 열는 결국 어떤 매트릭 값을 할당받을 수 밖에 없다. The resource allocation of the reserved RB column is checked again whenever the allocation of the ongoing RB is determined. Since the scheduling method according to an embodiment of the present invention is performed until the set S is empty and all RBs are allocated according to the set A (steps 741 and 743), the reserved RB column may eventually be assigned some metric value. There is nothing else.

다시 5를 참조하면, 도 5의 2차원 배열은 기존의 RME와 IRME 기법을 설명하면서 사용하였던 예를 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케줄링 방법에 적용하였을 때 나타난 결과이다. 도 7의 순서도에서 설명한 바와 같이 주어진 2차원 배열 M에서 각 RB 열의 최대 매트릭 값들을 찾고, 찾은 메트릭 값들로 가장 높은 메트릭 값부터 하나씩 자원의 연속성을 비교한다. 도 5의 점선의 원은 해당 RB 열에서 최대 매트릭 값으로 선택되었지만, 자원의 연속성 제약을 만족하지 못하여 해당 RB 열의 다른 메트릭 값이 할당되었기 때문에 제외됨을 의미한다. 도 7의 순서도에 따라 수행한 결과, 모든 RB에 할당하기로 결정된 매트릭 값들의 합은 272로써 RME (264)와 IRME (266)를 수행했을 때 얻어진 합보다 큼을 알 수 있다. Referring to FIG. 5 again, the two-dimensional array of FIG. 5 is a result when the example used while describing the conventional RME and IRME techniques is applied to the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention. As described in the flowchart of FIG. 7, the maximum metric values of each RB column are found in a given two-dimensional array M, and the continuity of resources is compared one by one from the highest metric value. The dotted circle in FIG. 5 is selected as the maximum metric value in the corresponding RB column, but it is excluded because another metric value of the corresponding RB column is allocated because the resource continuity constraint is not satisfied. As a result of performing the flowchart of FIG. 7, it can be seen that the sum of the metric values determined to be allocated to all RBs is 272, which is larger than the sum obtained when the RME 264 and the IRME 266 are performed.

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법이 기존의 RME 및 IRME 기법보다 더 높은 매트릭 합을 가질 수 있는 이유는 기존의 RME 및 IRME 기법과 같이 하나의 최대 매트릭 값 선택 이후 해당 RB의 이웃으로 확장하여 메트릭 값을 비교하여 자원 할당을 수행하는 것이 아니라, 각 RB 열별로 최대 메트릭 값들을 우선적으로 할당하였기 때문이다. 그러므로 본 발명의 일실시예에 따른 스케줄링 방법은 매 수행마다 좀 더 동적으로 유연하게 자원할당을 수행할 수 있다.
The reason why the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention may have a higher metric sum than the conventional RME and IRME schemes is extended to the neighbor of the corresponding RB after selecting one maximum metric value as in the conventional RME and IRME schemes. This is because the metric values are not compared to perform resource allocation, but the maximum metric values are preferentially assigned to each RB column. Therefore, the scheduling method according to an embodiment of the present invention can perform resource allocation more dynamically and flexibly at every execution.

의사 코드(Pseudo code ( PseudoPseudo CodeCode ))

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC의 의사 코드 절차는 표 1에 나타내었다. 의사 코드는 도 7의 순서도와 동일한 절차와 표기를 가진다. 전체 스케줄링은 각 RB 별 최대 매트릭 값들이 모두 고려되어 해당 RB의 자원할당이 완료될 때까지 수행한다. 이는 집합 S에 구성된 매트릭 값이 완전히 없어질 때까지 반복됨을 의미한다 (step A). 스케줄러(122)는 선택된 매트릭 값

Figure 112011068027762-pat00019
의 자원의 연속성을 만족 여부를 파악한다. 만약 선택된 메트릭 값
Figure 112011068027762-pat00020
이 연속성 제약을 만족하지 못하면, 변수 y를 이용하여 선택된 매트릭 값
Figure 112011068027762-pat00021
을 포함하고 있는 RB 열의 다른 값이 큰 순서대로 반복 확인된다(i.e., step B). 선택된 RB 열의 모든 매트릭 값이 연속성을 만족하지 못하는 경우, 변수 x를 증가시켜 집합 S의 다음 메트릭 값을 우선 수행하게 된다 (i.e., 변수 y가 step B에서 N값을 초과했을 경우). 선택된 새 매트릭 값의 자원 할당이 완료되면 스케줄러(122)는 보류한 이전 메트릭 값을 새롭게 바뀐 배열 상태에서 자원할당이 가능한지 다시 확인한다.The pseudo code procedure of the MSCC according to an embodiment of the present invention is shown in Table 1. The pseudo code has the same procedure and notation as the flowchart of FIG. Full scheduling is performed until all RB column maximum metric values are considered and resource allocation of the RB is completed. This means that iterations are repeated until the metrics set in set S are completely lost (step A). Scheduler 122 selects the selected metric value.
Figure 112011068027762-pat00019
Determine whether the resource continuity is met. If the selected metric value
Figure 112011068027762-pat00020
If this continuity constraint is not met, the metric selected using the variable y
Figure 112011068027762-pat00021
The other values in the RB column containing are repeated in large order (ie, step B). If all the metric values in the selected RB column do not satisfy the continuity, the variable x is incremented to perform the next metric value of the set S first (ie, if the variable y exceeds the N value at step B). When resource allocation of the selected new metric value is completed, the scheduler 122 checks again whether the resource allocation is possible in the newly changed arrangement state of the previously held metric value.

1: x ←1 , y ← 2

2: Let the set S be the highest metric of each RB
3: Let

Figure 112011068027762-pat00022
, all indicators in the set A, be 0

4: while (S ≠ 0 ) do // step A .
5:
Figure 112011068027762-pat00023
x-th highest metric in the set S

6: Let the set R be the set of all scheduling metric s in RBk
7: if (mn ,k is the first RB assigned to user n) or (
Figure 112011068027762-pat00024
is adjacent to RB assigned to user n) then
8:
Figure 112011068027762-pat00025
←1, U ← U - R, S ← S - {
Figure 112011068027762-pat00026
}

9: x ←1

10: Else

11: while (y ≤N) do // step B .

12: x ←x + 1
13:
Figure 112011068027762-pat00027
y-th highest metric in the set R
14; if (
Figure 112011068027762-pat00028
is adjacent to RB assigned to user
Figure 112011068027762-pat00029
) then
15:
Figure 112011068027762-pat00030
←1, U ← U - R, S ← S - {
Figure 112011068027762-pat00031
}

16; x ←1 , y ← 2

17; break

18: else

19: y ←y + 1
1: x ← 1, y ← 2

2: Let the set S be the highest metric of each RB
3: Let
Figure 112011068027762-pat00022
, all indicators in the set A , be 0

4: while (S ≠ 0) do // step A.
5:
Figure 112011068027762-pat00023
x- th highest metric in the set S

6: Let the set R be the set of all scheduling metric s in RBk
7: if ( mn , k is the first RB assigned to user n ) or (
Figure 112011068027762-pat00024
is adjacent to RB assigned to user n) then
8:
Figure 112011068027762-pat00025
← 1, U ← U-R, S ← S-{
Figure 112011068027762-pat00026
}

9: x ← 1

10: Else

11: while (Y ≤N) do // step B .

12: x ← x + 1
13:
Figure 112011068027762-pat00027
y -th highest metric in the set R
14; if (
Figure 112011068027762-pat00028
is adjacent to RB assigned to user
Figure 112011068027762-pat00029
) then
15:
Figure 112011068027762-pat00030
← 1, U ← U-R, S ← S-{
Figure 112011068027762-pat00031
}

16; x ← 1, y ← 2

17; break

18: else

19: y ← y + 1

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 따르면, 각 UE의 채널정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산된 스케줄링 매트릭 값들을 바탕으로 구성된 이차원 배열에서 자원 할당을 수행한다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 기존의 RME와 IRME 기법과는 달리, 자원의 연속성을 위해 이웃 RB에게 확장하며 스케줄링을 수행하지 않고 각 RB 열 별 최대 매트릭 값을 기반으로 스케줄링이 수행된다. 그러므로 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 모든 UE마다 발생할 수 있는 채널 이득의 급격한 변화 (sudden drop)에 보다 효율적으로 대처할 수 있는 장점을 가진다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 기존 IRME기법처럼 정적인 입력 값 (i.e., ranking threshold)을 가지지 않고 모든 입력 배열 값마다 동적으로 스케줄링 수행이 가능하기 때문에 UE의 수 및 채널 환경의 급격한 변화에 동적으로 유연하게 대처할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 스케줄링 수행에 필요한 복잡도 관점에서도 정렬된 최대 매트릭 값을 기반으로 수행되므로 기존 RME 및 IRME 기법에 비해 낮다.
According to the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention, resource allocation is performed in a two-dimensional array configured based on scheduling metric values calculated based on channel information and HARQ information of each UE. Unlike the existing RME and IRME schemes, the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention extends to neighboring RBs for resource continuity and performs scheduling based on the maximum metric of each RB column without performing scheduling. do. Therefore, the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention has an advantage of more efficiently coping with a sudden drop in channel gain that may occur in every UE. In the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention, since the scheduling can be performed dynamically for every input array value without having a static input value ( ie , ranking threshold) as in the conventional IRME method, the number of UEs and the channel environment are abrupt. Dynamically and flexibly respond to change. The MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention is performed on the basis of the aligned maximum metric value in terms of complexity required for scheduling, which is lower than the conventional RME and IRME techniques.

성능 평가(Performance evaluation ( PerformancePerformance EvaluationEvaluation ))

이하에서는 복잡도 분석 및 시뮬레이션 분석을 통해 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 성능 평가 결과를 설명한다. Hereinafter, the results of the performance evaluation of the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention through the complexity analysis and simulation analysis.

우선, 복잡도 분석 부분(Complexity Analysis)에서는 기존 RME, IRME 및 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 알고리즘 복잡도를 시간 측면에서 분석한다.First, the complexity analysis part analyzes the algorithm complexity of the existing RME, IRME, and MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention in terms of time.

각 알고리즘 기법마다 최악의 경우를 고려하여 UE가 RB보다 큰 경우, RB가 UE보다 큰 경우의 복잡도를 고려하여 최종적으로 계산된 복잡도를 보여준다. 시뮬레이션 분석 부분(Simulation Analysis)에서는 스케줄링을 수행하는데 필요한 시뮬레이션 파라미터를 정의하고 관련 수식에 대해 세부적으로 설명하며, 시뮬레이션 결과를 보여주고 분석한다.
For each algorithm technique, when the UE is larger than the RB in consideration of the worst case, the complexity calculated in consideration of the complexity when the RB is larger than the UE is shown. Simulation Analysis defines simulation parameters necessary to perform scheduling, describes related formulas in detail, and shows and analyzes simulation results.

복잡도 분석(Complexity analysis ( ComplexityComplexity Analysis)Analysis)

먼저 RME의 복잡도를 분석한다. RME는 주어진 이차원 배열에서 최대 매트릭 값을 기준으로 좌우 양방향에 위치한 이웃 RB에게 자원 할당을 시도한다. 여기에서는 각 스케줄링이 최악의 경우를 고려하여 이웃 RB에게 확장한 자원 할당은 시도되지 않는다고 가정한다. 첫 번째 경우는 UE의 수가 RB의 수보다 큰 상태이다(i.e., N>K). RME는 K 값이 1이 될 때까지 스케줄링을 수행하게 되므로 최초 스케줄링 매트릭 값을 찾는데 필요한 복잡도는 NK 에서 (N-(K-1))·(K-(K-1)) 만큼의 시간 비용이 필요하다. 이 복잡도를 정리하면

Figure 112011068027762-pat00032
로 표현될 수 있으며 등차수열 및 등비수열 정리를 통해
Figure 112011068027762-pat00033
로 정리된다. 반대로, K > N 의 경우, NK에서 (N-(N -1))·(K-(N-1))까지 비용이 필요하게 되며
Figure 112011068027762-pat00034
로 나타난다. 정리된 복잡도는
Figure 112011068027762-pat00035
로 나타나게 되므로, 두 경우를 종합하여 도출되는 최종 복잡도는
Figure 112011068027762-pat00036
이다.
First, we analyze the complexity of RME. The RME attempts to allocate resources to neighboring RBs located in both directions based on the maximum metric value in a given two-dimensional array. In this case, it is assumed that extended resource allocation is not attempted to the neighboring RB considering the worst case of each scheduling. In the first case, the number of UEs is larger than the number of RBs (ie, N> K). Since the RME performs scheduling until the K value is 1, the complexity required to find the initial scheduling metric is that the time cost of (N- (K-1)) (K- (K-1)) in NK need. To sum up this complexity
Figure 112011068027762-pat00032
Can be expressed as
Figure 112011068027762-pat00033
It is cleaned up by. Conversely, for K> N, costs are needed from NK to (N- (N-1)) · (K- (N-1))
Figure 112011068027762-pat00034
Appears. Summarized complexity
Figure 112011068027762-pat00035
The final complexity derived from the two cases is
Figure 112011068027762-pat00036
to be.

다음은 IRME의 복잡도 분석이다. IRME 기법은 RME의 스케줄링 방식과 유사하게 수행하지만 처리율 측면에 조금 더 유연한 스케줄링을 제공하기 위해 랭킹 스레시홀드(ranking threshold) 값과 같은 임계값이 필요하다. 상기 임계 값은 스케줄링을 수행하기 이전에 입력되는 값으로 스케줄러(122)에게 정적으로 제공되는 정적인 값이다. 그러므로 IRME가 수행되는데 가장 최악의 경우는 UE의 수만큼 랭킹 스레시홀드(ranking threshold)가 적용이 되어 모든 스케줄링을 수행할 때마다 임계 값을 수행하는 경우이다. 이 경우의 복잡도는 N > K의 경우, UE 만큼의 임계값과 RME의 복잡도가 필요하므로

Figure 112011068027762-pat00037
로 계산되어 정리된 결과는
Figure 112011068027762-pat00038
가 된다. 반대로 K > N 의 경우, 복잡도는
Figure 112011068027762-pat00039
가 필요하게 되어
Figure 112011068027762-pat00040
로 정리된다. 두 경우를 모두 고려하여 계산된 최종 비용은
Figure 112011068027762-pat00041
이다. The following is an IRME complexity analysis. The IRME technique performs similarly to the RME scheduling scheme, but requires a threshold, such as a ranking threshold value, to provide more flexible scheduling in terms of throughput. The threshold value is a static value that is statically provided to the scheduler 122 as a value input before performing scheduling. Therefore, IRME is performed. The worst case is a case where a ranking threshold is applied as many as the number of UEs so that a threshold value is performed every time all scheduling is performed. In this case, the complexity of N > K requires the same threshold as the UE and the complexity of the RME.
Figure 112011068027762-pat00037
Calculated and summarized as
Figure 112011068027762-pat00038
. Conversely, for K> N, the complexity
Figure 112011068027762-pat00039
Is needed
Figure 112011068027762-pat00040
It is cleaned up by. Taking into account both cases, the final cost is
Figure 112011068027762-pat00041
to be.

마지막으로 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 복잡도를 분석한다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 입력된 2차원 배열에서 각 RB별로 찾아낸 최대 매트릭 값들을 기준으로 스케줄링을 수행한다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 알고리즘 수행에서 최악의 경우로 선택된 각 RB 열 별 최대 매트릭 값들이 모두 자원의 연속성 제약을 만족하지 못하고 선택된 매트릭 값을 가진 RB 열의 모든 매트릭 값을 비교해야 한다고 가정한다. Finally, the complexity of the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention is analyzed. The MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention performs scheduling based on the maximum metric values found for each RB in the input two-dimensional array. Here, the worst case maximum metric values of each selected RB column in the algorithm execution of the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention do not satisfy the resource continuity constraint and all the metric values of the RB column having the selected metric value are selected. Suppose you need to compare.

먼저 스케줄러(122)가 각 RB 열의 최고 매트릭 값들을 찾기 위해 모든 매트릭 값을 가지고 이진 검색(Binary Search)을 수행하게 되는 필요 복잡도는 NKlog2N이다. 선택된 각 RB 열 별 최대 매트릭 값들은 높은 값부터 순차적으로 스케줄링을 하려면 내림차순 정렬을 수행해야 하므로 Klog2K 만큼의 복잡도도 필요하다. 마지막으로 선택된 매트릭 값이 속한 RB 열의 모든 매트릭 값이 자원의 연속성 제약을 확인하는데 필요한 복잡도는 NK가 된다. N > K 의 경우,

Figure 112011068027762-pat00042
의 복잡도는 정리되어
Figure 112011068027762-pat00043
로 나타난다. K > N 의 경우, 복잡도는
Figure 112011068027762-pat00044
로 정리되어 두 경우를 종합하여 최종적으로 나타낼 수 있는 복잡도는
Figure 112011068027762-pat00045
가 된다. 만약 UE나 RB 둘 중 한 값이 극도로 작은 환경에서 복잡도가 고려된다면 결과는 다를 수 있겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 복잡도는 현재 이동통신 환경에서 고려될 때 세 기법 중 항상 가장 낮은 값을 가진다. First, the need for the scheduler 122 to perform a binary search with all the metric values in order to find the highest metric values of each RB column is NKlog 2 N. Each RB heat by maximum metric values are selected because the need to perform a descending order to the scheduling from the higher order is also required by the complexity of the Klog 2 K. Finally, the complexity of all the metric values in the RB column to which the selected metric value belongs is NK. For N> K,
Figure 112011068027762-pat00042
Complexity of the
Figure 112011068027762-pat00043
Appears. For K> N, the complexity
Figure 112011068027762-pat00044
The complexity that can be finally expressed by combining the two cases is
Figure 112011068027762-pat00045
. If the complexity of the UE or RB value is considered to be extremely small, the results may be different. However, the complexity of the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention is always considered in the current mobile communication environment. Has the lowest value.

표 2는 각 기법들의 복잡도(complexity)를 정리한 것이다. Table 2 summarizes the complexity of each technique.

Figure 112011068027762-pat00046
Figure 112011068027762-pat00046

시뮬레이션 분석(Simulation analysis SimulationSimulation AnalysisAnalysis ))

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법과 기존 RME 및 IRME 알고리즘의 공평성(fairness) 및 처리율(throughput) 성능을 비교 분석하기 위해 3GPP LTE 시스템 모델에 기반하여 SC-FDMA의 시스템 레벨 시뮬레이션을 수행한다. System-level simulation of SC-FDMA is performed based on the 3GPP LTE system model to compare and analyze the fairness and throughput performance of the MSCC scheduling method and the existing RME and IRME algorithms according to an embodiment of the present invention. .

Figure 112011068027762-pat00047
Figure 112011068027762-pat00047

여기서는, 주변 간섭을 주는 셀이 없는 단일 셀 환경에서 성능 측정을 수행한다. Typical Urban 채널 모델을 기반으로 표 3은 시뮬레이션을 수행하는데 사용하는 파라미터를 나타낸다. 여기서는, 보다 현실적인 결과값을 분석하기 위해 새논 용량보다 MCS table을 이용한다. 기법과 상관없이 일정 수준 이상의 공평성(fairness)을 보장하기 위해 스케쥴링 매트릭은 PF(Proportional Fair)방식을 사용하며 수학식 2와 같이 표현한다. In this case, performance measurement is performed in a single cell environment in which there is no cell causing peripheral interference. Based on the Typical Urban channel model, Table 3 shows the parameters used to perform the simulation. Here, we use the MCS table rather than the new capacity to analyze more realistic results. In order to guarantee fairness above a certain level regardless of the technique, the scheduling metric uses a PF (Proportional Fair) method and is expressed as in Equation 2.

Figure 112011068027762-pat00048
Figure 112011068027762-pat00048

여기서,

Figure 112011068027762-pat00049
는 UE i가 t시간에 RBj를 할당받을 수 있는 데이터 레이트(data rate)를 의미한다.
Figure 112011068027762-pat00050
는 UE i가 t시간까지 할당받은 RB의 누적 데이터 레이트(data rate)를 의미한다. here,
Figure 112011068027762-pat00049
Denotes a data rate at which UE i can be allocated an RBj at time t.
Figure 112011068027762-pat00050
Denotes a cumulative data rate of the RB allocated to UE i until time t.

PF를 스케쥴링 매트릭으로 사용함으로써 해당 시각 t에 상대적으로 불공평하게 제공받은 UE는 다음 t에 보상받을 수 있게 된다. By using PF as a scheduling metric, a UE that is provided unfairly relative to the corresponding time t can be compensated for the next t.

공평성(Fairness) 측면 시뮬레이션 수행을 위해서는 JFI(Jain's fairness index)를 사용하였는데 수식은 수학식 3에 나타난다.Fairness (Fairness) In order to perform the simulation, JFI (Jain's fairness index) was used, the equation is shown in Equation 3.

Figure 112011068027762-pat00051
Figure 112011068027762-pat00051

여기서,

Figure 112011068027762-pat00052
는 시간 간격(time interval)
Figure 112011068027762-pat00053
동안 i의 실제 데이터 전송률을 나타내고, N은 전체 시스템에 있는 사용자의 수를 나타낸다.
here,
Figure 112011068027762-pat00052
Is the time interval
Figure 112011068027762-pat00053
I represents the actual data rate of i, and N represents the number of users in the overall system.

시뮬레이션 결과(Simulation results ( SimulationSimulation ResultsResults ))

시뮬레이션에서는 공평성(fairness) 및 시스템 처리율 관점에서 각 기법을 분석하여, 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법이 기존 RME 및 IRME 기법보다 전반적인 구간에서 높은 성능으로 수행되고, 최대 공평성(fairness)은 3%, 처리율은 19% 향상됨을 보여준다. In the simulation, each technique is analyzed in terms of fairness and system throughput, and the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention is performed with higher performance in the overall section than the existing RME and IRME techniques, and the maximum fairness is 3% and 19% increase in throughput.

도 8은 기존의 RME 및 IRME 기법과 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 대해 사용자 수에 따른 공평성(fairness) 변화를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing a change in fairness according to the number of users for the conventional RME and IRME technique and the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 기법에 상관없이 전체적으로 사용자 수가 많아 질수록 공평성(fairness)이 감소함을 알 수 있다. 이것은 사용자 수가 점점 늘어나게 되면 그와 반비례로 사용자마다 할당받을 수 있는 RB의 수가 줄어들어 자원을 선택할 수 있는 폭이 줄어들기 때문이다. Referring to FIG. 8, it can be seen that the fairness decreases as the total number of users increases regardless of the technique. This is because, as the number of users increases, the number of RBs that can be allocated to each user decreases inversely, thereby decreasing the selection of resources.

세 기법은 스케줄링 매트릭 값이 PF로 계산되어 어느 정도 수준의 공평성(fairness) 보장이 가능하기 때문에 대체적으로 모두 비슷한 공평성(fairness)를 가진다. 도 8에 도시된 바와 같이, IRME기법(820)은 RME에서 처리율 측면에서 향상시킨 기법이므로 RME(830)보다 전체적으로 낮은 공평성(fairness)를 가짐을 알 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법(810)은 RME와 유사한 공평성(fairness)을 보장하며 사용자 40명에서 80명 구간에 IRME 보다 최대 약 12%, RME보다 최대 약 3% 정도의 높은 공평성(fairness)을 나타낸다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법이 기존 RME 및 IRME 기법과 유사한 공평성(fairness)을 보장함을 보여준다. All three schemes generally have similar fairness because the scheduling metric value is calculated in PF to guarantee a certain level of fairness. As shown in FIG. 8, since the IRME technique 820 is an improved technique in terms of throughput in the RME, the IRME technique 820 has lower fairness than the RME 830. The MSCC scheduling method 810 according to an embodiment of the present invention guarantees a fairness similar to that of the RME, and has a fairness of up to about 12% higher than the IRME and up to about 3% higher than the RME in the interval of 40 to 80 users. (fairness). Therefore, it is shown that the MSCC scheduling method according to the embodiment of the present invention guarantees fairness similar to the existing RME and IRME techniques.

도 9는 기존의 RME 및 IRME 기법과 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에 대해 사용자 수에 따른 시스템 처리율의 변화를 나타낸 그래프이다. 세 기법 모두 사용자 수가 증가할수록 처리율은 높아지며 일정 수준에서 포화상태에 이른다. 포화상태에 이르는 이유는 MCS(Modulation and Coding) 테이블을 이용하여 처리율이 계산되었기 때문이다. 사용자가 증가할수록 기법에 상관없이 시스템 처리율이 증가하는 이유는 점점 더 좋은 수행능력을 가진 사용자에게 자원을 배분할 수 있기 때문이다. 이것은 멀티 유저 다이버시티 이득(multi-user diversity gain)이라고 정의한다. 도 9를 참조하면, IRME(920)는 RME(930)보다 모든 구간에서 높은 처리율을 가지며 사용자 10명과 20명 지점에서 최대 17%의 차이를 보인다. 이것은 랭킹 스레시 홀드(ranking threshold)를 통해 RME보다 더욱 유연한 스케줄링을 수행하기 때문이다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법(930)은 이러한 IRME(920) 보다 모든 구간에서 높은 처리율을 나타내며 사용자 40명 구간에서 IRME(920)보다 최대 12% 증가한 처리율을 보임으로써 수학식 1을 가장 근접하게 만족함을 보여준다.9 is a graph showing a change in system throughput according to the number of users for the existing RME and IRME techniques and the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention. All three techniques yield higher throughput as the number of users increases, resulting in saturation at some level. The reason for reaching saturation is that the throughput was calculated using the Modulation and Coding (MCS) table. As the number of users increases, the system throughput increases regardless of the technique because the resources can be allocated to users with better performance. This is defined as multi-user diversity gain. Referring to FIG. 9, the IRME 920 has a higher throughput in all sections than the RME 930 and shows a difference of up to 17% at 10 users and 20 users. This is because the scheduling threshold performs more flexible scheduling than the RME. The MSCC scheduling method 930 according to an embodiment of the present invention exhibits a higher throughput in all sections than the IRME 920 and shows a throughput of up to 12% greater than the IRME 920 in the section of 40 users. Show closest satisfaction.

상기에서는, LTE 업링크에서 낮은 PAPR을 위해 요구되는 SC-FDMA에서 적용되는 경우를 예를 들어 FDPS 기법을 제안하였다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법은 SC-FDMA의 자원의 연속성 제약을 만족하면서 높은 시스템 처리율과 일정 수준의 공평성(fairness)를 보장하면서, 낮은 복잡도로 스케줄링을 수행할 수 있다.In the above, the FDPS scheme is proposed, for example, when applied to SC-FDMA required for low PAPR in LTE uplink. The MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention can perform scheduling with low complexity while satisfying the continuity constraint of resources of SC-FDMA while ensuring high system throughput and a certain level of fairness.

본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법에서는 스케줄링 매트릭으로 PF 매트릭값을 이용하여 기존의 RME와 IRME 알고리즘과 함께 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 성능을 비교하였고, 시뮬레이션이 진행된 거의 모든 구간에서 높은 처리율을 가짐을 확인하였다. 또한 빅오 표기법(Big O notation)을 통해 분석된 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법의 시간 복잡도는 LTE 이동통신 환경을 기준으로 항상 기존의 두 기법보다 낮은 복잡도를 가지면서 수행됨을 확인하였다. 본 발명의 일실시예에 따른 MSCC 스케쥴링 방법이 기존의 두 기법보다 우수한 이유는 이웃 RB에게 확장하며 자원 할당을 수행하는 방식이 아닌 각 RB별 최대 매트릭 값을 기반으로 스케줄링이 수행되기 때문이다. 그러므로 하나의 UE의 채널 상태 속에서도 급격히 이득이 변할 수 있는 주파수 선택 페이딩 (frequency selective fading)환경에서 기존 기법들보다 더 향상된 스케줄링을 제공할 수 있다. In the MSCC scheduling method according to an embodiment of the present invention, the performance of the MSCC scheduling method according to the embodiment of the present invention is compared with the existing RME and IRME algorithms using the PF metric as the scheduling metric. It was confirmed that it has a high throughput in all sections. In addition, it was confirmed that the time complexity of the MSCC scheduling method according to the embodiment of the present invention analyzed through Big O notation is always performed with a lower complexity than the existing two techniques based on the LTE mobile communication environment. The reason why the MSCC scheduling method according to the embodiment of the present invention is superior to the existing two methods is that scheduling is performed based on the maximum metric value of each RB rather than extending to neighboring RBs and performing resource allocation. Therefore, in a frequency selective fading environment where the gain may change rapidly even in the channel state of one UE, it is possible to provide more advanced scheduling than existing techniques.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

100: 기지국 120: 스케쥴링 장치
122: 스케쥴러 124: 저장부
100: base station 120: scheduling device
122: scheduler 124: storage unit

Claims (16)

복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 기지국의 스케쥴링 장치에서 수행되는 상향링크 스케쥴링 방법에 있어서,
N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받는 단계; 및
상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 상향링크 스케쥴링 방법은 상향링크에서 SC-FDMA를 사용하는 LTE 이동통신 시스템에서 자원블록(RB)의 연속적 할당을 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법.
In the uplink scheduling method performed in the scheduling apparatus of a base station connected through a plurality of terminals and a wireless channel,
NN is an N x K two-dimensional array consisting of N rows corresponding to positive integer-terminals and KK corresponding to K integer columns corresponding to positive integer-resource blocks (RBs). Receiving a metric value of the terminal; And
And performing resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns in the scheduling apparatus.
The uplink scheduling method is applied to uplink scheduling for continuous allocation of resource blocks (RBs) in an LTE mobile communication system using SC-FDMA in uplink.
제1항에 있어서, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는
상기 K개 RB 열에 속하는 각 RB 열 별 최대 매트릭 값들을 모두 고려되어 모든 RB에 대해 자원 할당이 완료될 때까지 수행하는 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법.
The method of claim 1, wherein the scheduling apparatus performs resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns.
Uplink scheduling method characterized in that until the resource allocation is completed for all the RB in consideration of all the maximum metric value for each RB column belonging to the K RB columns.
제2항에 있어서, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는
상기 K개 RB 열의 각 RB 열별로 최대 메트릭값을 선택하여 제1 집합을 구성하는 단계; 및
상기 제1 집합에 포함된 최대 매트릭 값들을 내림차순으로 선택하여 자원의 연속성 제약 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법.
3. The method of claim 2, wherein the scheduling apparatus performs resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns.
Selecting a maximum metric value for each RB column of the K RB columns to form a first set; And
Selecting the maximum metric values included in the first set in descending order to determine whether to satisfy a continuity constraint of a resource.
제3항에 있어서, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는
상기 선택된 최대 메트릭값이 해당 단말에 이미 할당된 다른 메트릭 값과 연속적인 RB에 위치하지 않아 자원의 연속성 제약 조건을 만족하지 않아 자원 할당을 할 수 없게 된 경우 상기 선택된 최대 메트릭 값을 포함하고 있는 RB 열의 다른 단말의 메트릭 값들을 내림차순으로 하나씩 확인하여 자원 할당을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법.
The method of claim 3, wherein the scheduling apparatus performs resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns.
RB including the selected maximum metric value when the selected maximum metric value is not located in the continuous RB with other metric values already allocated to the terminal and thus does not satisfy the resource continuity constraint so that resource allocation cannot be performed. And performing resource allocation by checking metric values of the other terminals in the column one by one in descending order.
제4항에 있어서, 상기 스케쥴링 장치에서 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 단계는
상기 자원 할당 도중 선택된 최대 메트릭 값을 가지고 있는 RB 열내에서 가지고 있는 모든 매트릭 값이 할당 가능하지 않은 경우 해당 RB열의 할당을 보류하고 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 자원 할당을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법.
5. The method of claim 4, wherein the scheduling apparatus performs resource allocation in the N × K two-dimensional array based on a maximum metric value for each RB column of K RB columns.
If all of the metric values in the RB column having the maximum metric value selected during the resource allocation are not assignable, then holding the allocation of the corresponding RB column and selecting the next higher metric value to perform resource allocation. Uplink scheduling method characterized by.
제1항에 있어서, 상기 메트릭값은 매 타임 슬롯마다 각 단말의 채널 정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산되는 PF(Proportional Fair) 매트릭 값인 것을 특징으로 하는 상향링크 스케쥴링 방법. The uplink scheduling method of claim 1, wherein the metric value is a PF (Proportional Fair) metric value calculated based on channel information and HARQ information of each UE for each time slot. 삭제delete 복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 기지국의 스케쥴링 장치에 있어서,
N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받아 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하는 스케줄러를 포함하되,
상기 스케줄러는 상향링크에서 SC-FDMA를 사용하는 LTE 이동통신 시스템에서 자원블록(RB)의 연속적 할당을 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
In the scheduling apparatus of a base station connected through a wireless channel with a plurality of terminals,
NN is an N x K two-dimensional array consisting of N rows corresponding to positive integer-terminals and KK corresponding to K integer columns corresponding to positive integer-resource blocks (RBs). Including a scheduler for receiving the metric value of the terminal and performs resource allocation in the N x K two-dimensional array based on the maximum metric value for each RB column of the K RB columns,
The scheduler is a scheduling device, characterized in that applied for the continuous allocation of resource blocks (RB) in the LTE mobile communication system using SC-FDMA in the uplink.
제8항에 있어서, 상기 스케줄러는
상기 K개 RB 열에 속하는 각 RB 열 별 최대 매트릭 값들을 모두 고려되어 모든 RB에 대해 자원 할당이 완료될 때까지 수행하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
The method of claim 8, wherein the scheduler is
The scheduling apparatus, characterized in that until the resource allocation is completed for all the RB considering all the maximum metric value for each RB column belonging to the K RB columns.
제9항에 있어서, 상기 스케줄러는
상기 K개 RB 열의 각 RB 열별로 최대 메트릭값을 선택하여 제1 집합을 구성하고,
상기 제1 집합에 포함된 최대 매트릭 값들을 내림차순으로 선택하여 자원의 연속성 제약 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
10. The system of claim 9, wherein the scheduler is
Selecting a maximum metric value for each RB column of the K RB columns to form a first set,
And selecting maximum metric values included in the first set in descending order to determine whether a resource continuity constraint is satisfied.
제10항에 있어서, 상기 스케줄러는
상기 선택된 최대 메트릭값이 해당 단말에 이미 할당된 다른 메트릭 값과 연속적인 RB에 위치하지 않아 자원의 연속성 제약 조건을 만족하지 않아 자원 할당을 할 수 없게 된 경우 상기 선택된 최대 메트릭 값을 포함하고 있는 RB 열의 다른 단말의 메트릭 값들을 내림차순으로 하나씩 확인하여 자원 할당을 수행하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
11. The method of claim 10, wherein the scheduler is
RB including the selected maximum metric value when the selected maximum metric value is not located in the continuous RB with other metric values already allocated to the terminal and thus does not satisfy the resource continuity constraint so that resource allocation cannot be performed. The scheduling apparatus characterized in that the resource allocation is performed by checking the metric values of the other terminals in the column one by one in descending order.
제11항에 있어서, 상기 스케줄러는
상기 자원 할당 도중 선택된 최대 메트릭 값을 가지고 있는 RB 열내에서 가지고 있는 모든 매트릭 값이 할당 가능하지 않은 경우 해당 RB열의 할당을 보류하고 다음 높은 메트릭 값을 선택하여 자원 할당을 수행하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
12. The system of claim 11, wherein the scheduler is
If all of the metric values in the RB column having the maximum metric value selected during the resource allocation is not allocable, the scheduling apparatus is characterized in that the allocation of the RB column is suspended and the next higher metric value is selected to perform resource allocation. .
제8항에 있어서, 상기 메트릭값은 매 타임 슬롯마다 각 단말의 채널 정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산되는 PF(Proportional Fair) 매트릭 값인 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치. The scheduling apparatus of claim 8, wherein the metric value is a PF (Proportional Fair) metric value calculated based on channel information and HARQ information of each terminal for each time slot. 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 스케쥴링 장치는
각 단말의 채널 정보와 HARQ 정보를 바탕으로 계산되는 PF(Proportional Fair) 매트릭 값을 포함하는 스케쥴링 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치.
The method of claim 8, wherein the scheduling device
And a storage unit for storing scheduling information including a PF (Proportional Fair) metric value calculated based on channel information and HARQ information of each terminal.
복수의 단말과 무선 채널을 통하여 연결된 이동통신 기지국에서 사용하기 위한 프로세서를 포함하는 통신 장치로서,
상기 프로세서는,
N-N은 양의 정수-개의 단말에 대응되는 N개의 행과 K-K는 양의 정수-개의 자원 블록(Resource Block, RB)에 대응되는 K개의 열로 이루어진 N x K 2차원 배열로 각 RB별로 상기 N개의 단말의 메트릭 값을 입력받아 K개 RB 열의 각 RB 열 별로 최대 매트릭 값을 기반으로 상기 N x K 2차원 배열에서 자원 할당을 수행하되, 상향링크에서 SC-FDMA를 사용하는 LTE 이동통신 시스템에서 RB의 연속적 할당을 위해 적용되도록 구성되는 프로세서를 포함하는 통신 장치.
A communication device including a processor for use in a mobile communication base station connected via a wireless channel with a plurality of terminals,
The processor comprising:
NN is an N x K two-dimensional array consisting of N rows corresponding to positive integer-terminals and KK corresponding to K integer columns corresponding to positive integer-resource blocks (RBs). RB in LTE mobile communication system using SC-FDMA in uplink while receiving metric values of UE and performing resource allocation in the N × K 2D array based on the maximum metric value for each RB column of K RB columns And a processor configured to be adapted for successive allocation of s.
KR1020110087877A 2011-08-31 2011-08-31 Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same KR101242049B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110087877A KR101242049B1 (en) 2011-08-31 2011-08-31 Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110087877A KR101242049B1 (en) 2011-08-31 2011-08-31 Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130024428A KR20130024428A (en) 2013-03-08
KR101242049B1 true KR101242049B1 (en) 2013-03-11

Family

ID=48176500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110087877A KR101242049B1 (en) 2011-08-31 2011-08-31 Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101242049B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040096790A (en) * 2003-05-10 2004-11-17 삼성전자주식회사 Appartus and method for controlling data rate of revers link traffic data rate in a mobile communication system
KR20050084908A (en) * 2002-10-30 2005-08-29 모토로라 인코포레이티드 Method and apparatus for providing a distributed architecture digital wireless communication system
KR20070116685A (en) * 2005-04-01 2007-12-10 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 "happy bit" setting in a mobile communication system
US20110077016A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Aleksandr Stolyar Apparatus And Method To Facilitate Wireless Uplink Resource Allocation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050084908A (en) * 2002-10-30 2005-08-29 모토로라 인코포레이티드 Method and apparatus for providing a distributed architecture digital wireless communication system
KR20040096790A (en) * 2003-05-10 2004-11-17 삼성전자주식회사 Appartus and method for controlling data rate of revers link traffic data rate in a mobile communication system
KR20070116685A (en) * 2005-04-01 2007-12-10 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 "happy bit" setting in a mobile communication system
US20110077016A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Aleksandr Stolyar Apparatus And Method To Facilitate Wireless Uplink Resource Allocation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130024428A (en) 2013-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5826425B2 (en) Multi-carrier communication with adaptive cluster configuration and switching
JP4031707B2 (en) Multi-carrier communication with group-based subcarrier allocation
JP4213466B2 (en) Multi-carrier communication with adaptive cluster configuration and switching
JP5645038B2 (en) Wireless communication system, base station, resource block allocation method and program
EP2517394A1 (en) Resource allocation
Saglam et al. 5G enhanced mobile broadband downlink scheduler
KR101242049B1 (en) Uplink Scheduling Method Based On Maximum PF Selection And Apparatus For Performing The Same
Kim et al. Scheduling Based on Maximum PF Selection with Contiguity Constraint for SC-FDMA in LTE Uplink.
CN111756512B (en) Blind detection method and device
Fu et al. A resource scheduling scheme for spectrum aggregation in cognitive radio based heterogeneous networks
KR20130006553A (en) Scheduling apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160113

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181206

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190305

Year of fee payment: 7