KR101457347B1 - 링크 서브섹션들의 목표 패킷 지연을 결정하고 조정하기 위한 방법, 장치 및 노드 - Google Patents

링크 서브섹션들의 목표 패킷 지연을 결정하고 조정하기 위한 방법, 장치 및 노드 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연 결정하기 위한 방법, 장치, 및 네트워크 노드가 개시된다. 상기 방법은: 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 수집하는 단계; 및 각각의 세그먼트들의 패킷 지연과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 따라 상기 링크의 패킷 지연에 관한 전체 요건 및 상기 획득된 파라미터들에 기초하여 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 단계를 포함한다. 또한, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 방법, 장치, 및 네트워크 노드가 또한 제공된다. 본 발명의 기술적 솔루션은, 멀티-홉 중계 시스템을 보장하기 위한 패킷 지연을 보장하는 솔루션을 제공하고, 상기 솔루션은 큰 확장성 및 양호한 역 호환성을 갖고 코어 네트워크 및 사용자 장비 모두에 대해 투명하다.

Description

링크 서브섹션들의 목표 패킷 지연을 결정하고 조정하기 위한 방법, 장치 및 노드{METHOD, EQUIPMENT AND NODE FOR DETERMINING AND ADJUSTING AIM PACKET DELAYS OF LINK SUBSECTIONS}
본 발명은 중계 기술 분야, 특히, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하기 위한 방법, 장치, 및 네트워크 노드, 및 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 방법, 장치, 및 네트워크 노드에 관한 것이다.
기존의 통신 시스템들에서, 운영자들은 다양한 서비스들 예를 들어, 멀티미디어 전화, 모바일 TV, 온라인 게임 등을 소비자들에게 제공할 수 있다. 이들 서비스들은 자신의 특징들을 갖고, 상이한 종류의 서비스들은 비트 레이트, 패킷 지연 등과 같은 성능들에 관한 다른 요건들을 갖는다.
이들 문제들은 과-프로비저닝(over-provisioning)을 통해 해결될 수 있다. 그러나, 셀룰러 액세스 네트워크에서, 송신 용량, 특히 기지국으로부터 무선 스펙트럼 및 백홀에 대한 비용은 비교적 높고; 따라서, 상기 과-프로비저닝 기술 방식은 통상적으로 경제적이지 않다. 따라서, 액세스 운영자로 하여금 서비스 차별화를 가능하게 하고 특정 서비스에 대한 패킷 트래픽에 의해 경험된 퍼포먼스를 제어하도록 허용하는 단순하고 효율적인 표준화된 QoS 메커니즘이 필요하다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 규격에서, 상이한 QoS 등급 식별자(QCI : QoS Class Identifier)에 대한 서비스 등급의 QoS 보장 메커니즘이 제공된다. 상기 QCI는 기지국에 의해 사전 구성될 수 있는 스칼라이고, 상기 QCI는 패킷 포워딩 처리 제어 파라미터들이 가중값 스케줄링, 승인 문턱값, 큐 관리 문턱값, 링크 계층 프로토콜 구성 등과 같은 제어를 위해 사용될 수 있는 네트워크 노드의 상기 패킷 포워딩 처리 제어 파라미터들을 설정하기 위한 기준으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 3GPP 규격에서, 각각의 서비스 데이터 흐름(SDF : Service Data Flow)는 단 하나의 QCI(QoS Class Identifier)와 연관되고, 각각의 QCI는 대응하는 QoS, 예를 들어, 우선순위, 패킷 지연 예산(PDB :packet delay budget), 패킷 에러 손실 레이트(PELR : packet error loss rate) 등을 갖는다.
현재 3GPP 규격에서, 직접적으로 기지국으로부터 사용자 장비(UE)로 싱글-홉(single-hop) 기술이 적용된다. 따라서, 상기 3GPP 규격에서, 싱글 홉을 위한 QoS 보장이 설계되고, 예를 들어, QCI#1에 대응하는 상기 PDB는 100ms이다; 따라서, 정책 및 과금 실행 기능부(PCEF : Policy and Charging Execution Function)와 무선 기지국 간의 20ms 평균 지연을 공제한 후, QCI#1에 의해 요구된 상기 PDB는 80ms 내의 지연이 보장되는 한 만족될 수 있다.
멀티-홉(multi-hop) 중계 기술이 후속 3GPP LTE-A(long-term evolution(LTE)-advanced of the 3GPP)에 도입된다. 상기 멀티-홉 중계 기술은 커버리지 확장 및 LTE-A Rel-10에 의해 수용된 비교적 낮은 CapEX(capital expenditure) 및 OpEX(operation expenditure)의 처리량 향상을 위한 훌륭한 솔루션이다. 상기 멀티-홉 중계 기술에 따라, 상기 사용자 장비와 상기 기지국 간의 데이터 송신이 하나 이상의 중계국을 통해 포워딩된다.
그러나, 종래 기술에서, 멀티-홉 중계 시나리오에 대한 QoS 보장이 존재하지 않는다. 따라서, 멀티-홉 중계 시스템에서 PDB 요건을 어떻게 보장할지가 본 기술 분야에서 해결해야 할 당면한 과제이다.
상기 관점에서, 본 발명에서 GPP LTE-A와 같은 멀티-홉 중계 시스템을 위한 QoS 보장을 제공하도록 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 기술적 솔루션을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따라, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 수집하는 단계; 및 각각의 패킷 세그먼트들의 패킷 지연과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 따라 상기 링크의 패킷 지연에 관한 전체 요건 및 상기 수집된 파라미터들에 기초하여 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 단계를 포함한다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 단계는: 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 획득하기 위해, 상기 관계, 상기 전체 요건 및 상기 파라미터들의 제약 하에서 무선 자원 사용비율의 최대화 및 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연의 성취 가능성의 목적으로 최적화 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 단계는 상기 링크와 연관된 네트워크 노드들 중 하나에서 수행된다. 이 실시예에서, 상기 방법은: 상기 링크와 연관된 각각의 네트워크 노드들로 상기 목표 패킷 지연을 전송하여, 상기 각각의 네트워크 노드들이 상기 목표 패킷 지연에 기초하여 스케줄링 동작을 수행하도록 하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 링크와 연관된 각각의 네트워크 노드들에서 동일한 규칙에 기초하여 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 단계가 수행된다. 이 실시예에서, 상기 방법은: 상기 각각의 네트워크 노드들에서, 그들 사이에서 연관되고 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 획득하는 단계; 및 상기 파라미터들을 공유하도록 상기 패킷 지연들에 영향을 주는 상기 획득된 파라미터들을 상기 링크와 연관된 다른 네트워크 노드들로 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 파라미터들은 시간 기간에 대한 통계적 파라미터들이고, 이들 파라미터들은: 네트워크 배치 특성 파라미터, 사용자의 트래픽 특성 파라미터, 시스템 파라미터 구성 특성 파라미터, 및 사용자 장비의 분포 특성 파라미터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 세그먼트의 목표 패킷 지연이 만족될 수 없다는 것에 응답하여, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들의 재-결정을 트리거링하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 방법은: 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하는 단계; 상기 패킷 지연 관련 정보 및 현재 세그먼트의 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 현재 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트를 통해 송신된 패킷에 임베딩된다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연; 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연 및 목표 패킷 지연; 상기 선행 세그먼트의 상기 실제 패킷 지연과 상기 목표 패킷 지연 간의 차이; 및 자동 재송신 요청 구성 파라미터들 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 더 엄격한 패킷 지연 보장을 달성하기 위해, 데이터 송신 수행 기간 동안 세그먼트의 목표 패킷 지연을 동적으로 조정 또는 변경하기 위해 사용된다. 상기 방법은 상기 세그먼트에 대한 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하는 단계; 상기 패킷 지연 관련 정보 및 상기 세그먼트의 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은: 다음 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는데 이용하기 위해, 다음 네트워크 노드로 상기 세그먼트에 관한 패킷 지연 관련 정보를 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따라, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는: 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 수집하도록 구성된 파라미터 수집 모듈; 및 링크 기반의 전체 패킷 지연과 각각의 세그먼트들의 패킷 지연 간의 관계에 따른 상기 링크의 패킷 지연에 대한 전체 요건 및 상기 수집된 파라미터들에 대한 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성된 목표 결정 모듈을 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에 따라, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는: 상기 세그먼트에 대한 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하도록 구성된 정보 획득 모듈; 상기 세그먼트의 목표 패킷 지연 및 상기 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 상기 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성된 실제 목표 결정 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는: 다음 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는데 사용하기 위해, 다음 네트워크 노드로 상기 세그먼트에 관한 패킷 지연 관련 정보를 전송하도록 구성된 정보 전송 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따라, 본 발명의 제 3 양태에 따른 장치를 포함하는 네트워크 노드가 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 따라, 본 발명의 제 4 양태에 따른 장치를 포함하는 네트워크 노드가 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 따라, 컴퓨터에 로딩될 때, 본 발명의 제 1 양태에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드가 포함된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에 따라, 컴퓨터에 로딩될 때, 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드가 포함된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명에 제공된 실시예들에 따라, 상기 멀티-홉 중계 시스템의 전체 패킷 지연을 보장하는, 멀티-홉 중계 시스템을 위한 링크의 각각의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 결정 및 조정하는 솔루션을 제공할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이터 송신 프로세스 동안, 상기 목표 패킷 지연은 선행 세그먼트에 관한 상기 패킷 지연 정보에 기초하여 동적으로 변경되어, 성능을 더 개선한다.
부가적으로, 본 발명의 솔루션은 큰 확장성을 갖고 임의의 수의 홉을 갖는 중계 시스템으로 용이하게 확장될 수 있다. 또한, 본 발명으로 제공된 상기 솔루션은 RAN(radio access network)의 범위에서 QoS 제어를 최적화하도록 의도되고 따라서 어떠한 영향도 주지 않고 코어 네트워크(CN)에 투명하다. 게다가, 본 발명에 따른 상기 솔루션은 현재 3GPP LTE-A 규격에 대한 아주 미소한 변경을 수행하고 따라서 양호한 역 호환성을 갖는다. 또한, 어떠한 영향도 주지 않고 LTE Rel-8/9/10에도 투명하다.
도 1a는 본 발명에 따른 2-홉 중계 시스템의 예시적인 세그먼트 구성을 도시하는 개략도.
도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 2-홉 중계 시스템을 위한 예시적인 동적 세그먼트 조정을 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티-홉 중계 시스템을 위한 다운링크 QoS 보장 동작을 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티-홈 중계 시스템을 위한 업링크 QoS 보장 동작을 도시하는 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치를 도시하는 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치를 도시하는 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 장치를 도시하는 블록도.
본 발명의 상기 및 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 더 명백해질 것이다. 동일한 참조 번호는 본 발명의 첨부 도면 전체에 동일하거나 유사한 성분들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하고 조정하는 방법들, 장치들 및 네트워크에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이전에 언급된 바와 같이, 종래 기술에는 멀티-홉 시스템의 PDB를 보장하기 위한 기술이 없다. 따라서, 상기 전체 eNB-RN-UE 링크의 PDB 요건을 만족시키기 위해, PDB 보장을 제공하기 위한 새로운 메커니즘이 설계되어야 한다.
먼저, 본 발명의 실시예들이 기초하는 기본 원리를 예시적으로 기술하기 위해 도 1a 내지 도 1c에 대한 참조가 이루어진다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 백홀 링크 eNB-RN 및 액세스 링크 RN-UE을 포함하는, 2-홉 중계 시스템이 예시된다. 중계의 특성에 기초하여, 상기 백홀 링크 및 상기 액세스 링크는 직렬로 접속된 2개의 링크들로서 고려될 수 있다. 따라서, PDB 인덱스의 특성에 기초하여, 전체 링크의 전체 패킷 지연 tsum 및 상기 백홀 링크 및 상기 액세스 링크의 패킷 지연 t1 및 t2는 다음의 관계를 만족한다고 결정될 수 있다:
Figure 112012088067501-pct00001
게다가, 각각의 세그먼트들과 연관되고 상기 각각의 세그먼트들의 PDB들에 영향을 주는 파라미터들은 또한 서비스 개시 전에 수집될 수 있고, 백홀 링크 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들은 일반적으로 P1으로 표현되고, 액세스 링크 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들은 일반적으로 P2로 표현된다.
상기 관계 결정 후에, 상기 링크의 각각의 세그먼트의 목표 패킷 지연(즉, 각각의 세그먼트의 PDB)은 상기 관계, 파라미터들(P1 및 P2) 및 상기 링크의 PDB의 전체 요건에 기초하여 결정될 수 있다. 그 후, 상기 각각의 세그먼트들에 대해 결정된 상기 PDB들에 기초하여 상기 eNB와 상기 RN 간에 조정이 수행될 수 있어서, 상기 링크의 각 세그먼트 상에서 그들의 PDB들을 달성하고, 이를 통해 단부간 QoS 요건을 보장하게 된다.
또한, 본 발명은 실제 송신 동안 상기 목표 패킷 지연을 동적으로 조정하는 것을 고려한다. 예를 들어, 선행 세그먼트의 상기 패킷 지연 조정이 고려될 수 있고, 실제 PDB는 선행 세그먼트의 상기 조건에 기초하여 현재 세그먼트에 대해 결정될 수 있어서, PDB 보장에 대한 추가적인 개선을 제공한다.
도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 2-홉 중계 시스템을 위한 예시적인 동적 세그먼트 조정을 도시하는 개략도이다. 도 1b 및 도 1c에 따라, 상기 선행 세그먼트의 상기 실제 패킷 지연과 상기 목표 패킷 지연 간의 차이 △t이 획득될 수 있고; 이 차이에 기초하여, 다음 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연이 결정될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 미리 결정된 PDB에 대해 데이터 패킷은 △t만큼 먼저 수신되는 시나리오를 도시한다. 이 시나리오에서, 상기 선행 세그먼트에 저장된 상기 PDB는 다음의 세그먼트에 할당될 수 있다, 즉, △t만큼 상기 세그먼트의 목표 패킷 지연(즉, 패킷 지연 예산)을 증가시킨다, 즉, t2’=t2+△t. 반대로, 도 1c는 데이터 패킷의 수신이 상기 미리 결정된 PDB에 대해 △t만큼 지연된 시나리오를 도시하고; 따라서, 이 시나리오에서, 후속 세그먼트의 패킷 지연은 △t만큼 감소될 수 있다, 즉, t2’=t2-△t.
2홉 이상의 시나리오는 2홉의 시나리오와 유사하고; 따라서, 상기 도면에 기초하여, 2홉 이상의 시나리오로 용이하게 확장될 수 있다. 예를 들어, 2홉 이상의 중계 시나리오에 대해, 이러한 관계의 함수는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012088067501-pct00002
여기서 tsum은 상기 링크의 PDB에 대한 전체 요건을 나다내고; ti는 각각 i번째 세그먼트의 패킷 지연을 나타내고; n은 상기 중계 시스템의 홉들의 수 또는 전체 링크의 세그먼트들의 수를 나타내고; Pi는 i번째 세그먼트에 영향을 주는 파라미터를 나타낸다.
상기 기본 원리에 기초하여, 본 발명의 실시예들은 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하고 조정하는 기술적 솔루션을 제공한다. 다음, 도 2는 본 발명에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 솔루션을 설명하기 위해 참조될 것이다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 단계 S201에서, 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들이 수집된다. 이들 파라미터들은 각각의 세그먼트들과 연관되고 각각의 패킷 지연을 한정하는 파라미터들이고, 예를 들어 상기 파라미터들은 네트워크 배치 특성 파라미터, 사용자의 트래픽 특성 파라미터, 시스템 파라미터 구성 특성 파라미터, 및 사용자 장비의 분포 특성 파라미터, 등일 수 있다.
상기 네트워크 배치 특성 파라미터는 각각의 세그먼트들의 에러 레이트, 예를 들어, 비트 에러 레이트, 코드 에러 레이트, 심볼 에러 레이트, 패킷 에러 레이트, 패킷 에러 손실 레이트, 또는 각각의 세그먼트들의 간섭 상황을 포함할 수 있다. 더 큰 에러 레이트는 더 많은 데이터 재전송을 유발하고, 필요한 PDB도 더 크다; 게다가, 더 큰 간섭이 더 큰 에러 레이트를 유발할 수 있고, 따라서, 더 큰 PDB를 필요로 한다.
사용자의 트래픽 특성 파라미터는 각 세그먼트의 평균 처리량, 무선 리소스 사용 레이트 등일 수 있다. 링크의 각각의 세그먼트의 더 높은 처리량 또는 더 높은 무선 리소스 사용은 더 큰 PDB가 필요하다는 것을 의미할 수 있고; 그에 반해, 각각의 세그먼트의 더 낮은 처리량 또는 더 작은 무선 리소스 사용 레이트는 더 작은 PDB를 의미할 수 있다.
상기 시스템 파라미터 구성 특성 파라미터는 상기 각각의 세그먼트들에 할당된 송신을 위한 다수의 서브프레임들일 수 있다. 각각의 링크에 대한 상기 서브프레임들의 구성은 HARQ 확인응답 및 부정적인 확인응답 피드백에 영향을 줄 것이다, 이는 재송신을 위해 필요한 시간에 일정한 영향을 준다. 예를 들어, 상기 백홀 링크에 할당된 상기 서브프레임들이 적을수록, 에러 송신으로 인해 데이터 재송신을 위한 시간 간격이 증가하는 량이 더 커지고, 상기 백홀 링크에 의해 요구되는 PDB가 더 커진다; 한편, 상기 백홀 링크에 의해 요구되는 더 많은 서브프레임들이 할당되면, 상기 백홀 링크에 의해 요구되는 PDB는 더 적어진다.
부가적으로, 상기 사용자 기기의 상기 분포 특성 파라미터들은 상기 사용자 기기의 분포 상황일 수 있다. 상기 사용자 기기의 상기 분포 상황은 얼마나 많은 사용자 기기들 및 얼마나 많은 데이터량이 상기 기지국에 의해 직접적으로 서빙되는지, 및 얼마나 많은 사용자 기기들 및 얼마나 많은 데이터량이 상기 기지국의 간접적인 지원 하에서 중계국에 의해 서빙되는지를 의미한다. 더 많은 사용자 기기들이 중계국에 의해 서빙될 수록, 상기 데이터량은 더 커지고, 상기 백홀 링크에 요구되는 PDB는 더 커진다; 따라서, PDB를 보장하기 위해, 상기 액세스 링크 및 상기 백홀 링크의 PDB들을 정교하게 설계할 필요가 있다.
다음에, 단계 S202에서, 상기 각각의 세그먼트들의 상기 패킷 지연들과 상기 링크의 상기 전체 패킷 지연 간의 관계에 따라, 상기 각각의 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연은 상기 수집된 파라미터들 및 상기 링크의 패킷 지연에 대한 전체 요건들에 기초하여 결정된다.
본 발명의 양호한 일 실시예에 따라, 상기한 관계, 상기 전체 요건 및 상기 수집된 파라미터들의 제약들 하에서 상기 무선 자원 사용의 최대화 및 상기 각각의 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연 가능성의 목표들을 통해 최적화 동작이 수행될 수 있고, 이에 의해, 상기 각각의 세그먼트들의 가장 적합한 목표 패킷 지연이 획득할 수 있다. 상기 특정한 최적화 동작이 상기 시스템의 상황에 대해 대해 설계될 수 있다. 당업자는 본원에 제공된 교시 및 당업자가 알고 있는 기술적 지식에 기초하여 이 최적화 동작을 완전히 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명을 더 명확히 하기 위해, 상기 최적화 동작은 본원에서 상세히 설명되지 않는다.
이러한 방식으로, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 값 결정에서, 상기 각각의 세그먼트들의 실제 상황이 달성가능한 목표 패킷 지연을 설정하기 위해 고려될 수 있다. 상기 목표 패킷 지연을 결정하는 이러한 방식은 더 높은 효율성을 갖는다.
상기 패킷 지연 예산들에 영향을 주는 상기 파라미터들은 긴 시간 기간에 대한 통계값들, 즉, 특정 시간 기간에 대한 평균 값인 것이 바람직하다. 이는 링크의 상기 각각의 세그먼트들에 대한 반-정적 구성 프로세스를 수행하는 것, 즉, 상기 파라미터들의 변경으로 구성을 동적으로 수행하지 않는 것, 또는 상기 파라미터들(이하 더 상세히 설명될)에 기초하여 구성이 완료된 후 이러한 구성을 일정하게 유지하지 않는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 결정 프로세스는 상기 링크와 연관된 각각의 네트워크 노드들 중 하나, 예를 들어, eNB에서 수행될 수 있거나, 임의의 중계 노드에서 중앙화된 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 상기 각각의 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연이 결정된 후, 상기 목표 패킷 지연은 또한 상기 링크와 연관된 상기 각각의 네트워크들로 전송될 수 있어서, 상기 각각의 네트워크 노드들이 상기 목표 패킷 지연에 기초하여 적절한 스케줄링 동작들을 수행한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 목표 패킷 지연을 결정하는 상기 동작은 상기 링크와 연관된 상기 각각의 네트워크 노드들에서 각각 수행될 수 있다. 이러한 경우, 상기 각각의 네트워크 노드들에 의해 결정된 상기 목표 패킷 지연들 간의 일관성이 보장되어야 하고, 상기 각각의 네트워크 노드들은 동일한 규칙에 기초하여 상기 목표 패킷 지연을 결정하는 동작을 수행해야 한다. 뿐만 아니라, 상기 각각의 네트워크 노드들 간에 파라미터들을 공유할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명에 따라, 상기 각각의 네트워크 노느들과 연관되고 이들의 패킷 지연 예산에 영향을 주는 파라미터들은 상기 각각의 네트워크 노드들에서 획득될 수 있다; 상기 파라미터들은 측정 및/또는 계산을 통해 획득될 수 있는 상기된 파라미터들이다. 그 후, 상기 패킷 지연에 영향을 주는 상기 획득된 파라미터들은 상기 링크와 연관된 다른 네트워크 노드들로 전송되어 이들 파라미터들을 공유한다. 이러한 방식으로, 상기 각각의 네트워크 노드들은 동일한 규칙과 동일한 파라미터들에 기초하여 상기 각각의 세그먼트들에 대한 동일한 목표 패킷 지연을 결정할 수 있다. 따라서, 각각의 네트워크 노드는 상기 결정된 다른 목표 패킷 지연을 다른 네트워크 노드들로 전송하지 않고, 자신의 목표 패킷 지연에 기초하여 링크 적응 및 스케줄링 동작을 수행하는 것을 오로지 필요로 한다.
상기 중앙화된 구현이 파라미터들을 집합적으로 수집하고 상기 목표 패킷 지연을 집합적으로 결정하는 특성을 가지고, 동시에 상기 결정된 목표 값들이 공유를 위해 다른 네트워크 노드들로 전송되고; 반면에 분산 구현은 동일한 규칙에 기초하여 파라미터 공유 및 상기 결정 프로세스를 수행하는 특성을 구비한다는 점에서, 상기 중앙화된 구현은 상기 분산된 구현과 상이하다. 특히, 상기 집합적 구현에 기초하여, 상기 목표 값들을 집합적으로 결정할 책임이 있는 네트워크 노드는 다른 네트워크 노드들로부터 상기 파라미터들을 수집하고; 동시에, 상기 분산 구현에서, 각각의 네트워크 노드는 자신의 획득된 파라미터들을 다른 네트워크 노드들로 전송하여, 모든 관련된 네트워크 노드들이 결정을 수행함으로써 요구되는 상기 파라미터들을 획득할 수 있다.
각각의 네트워크 노드가 자신의 목표 패킷 지연을 획득한 후, 적절한 스케줄링 동작이 상기 목표 패킷 지연에 기초하여 수행되어, 시간 도메인, 공간 도메인, 및 주파수 도메인의 적절한 스케줄링을 수행하여 상기 목표 패킷 지연을 달성한다. 예를 들어, 상기 목표 패킷 지연에 따라, 적절한 스케줄링 및 코딩, 전력 할당/제어, HARQ 메커니즘, ARQ 메커니즘, 주파수 선택성 스케줄링, 및 공간 다이버시티 기술 등을 상기 목표 패킷 지연을 달성하기 위해 채택할 수 있다. 상기 목표 패킷 지연을 달성하기 위해 링크 적응 및 스케줄링 동작을 수행하는 것은 공지된 방법이고, 본원에서 상세히 설명되지 않는다.
각각의 세그먼트들에 대한 상기 목표 패킷 지연을 결정하는 상기 동작은 상기 세그먼트들에 대한 패킷 지연을 구성하는 프로세스라고도 한다.
또한, 본 발명자들은 다음 시나리오에 또한 주목한다: 실제 응용에서, 상기 링크 상황, 상기 시스템 파라미터 구성, 및 상기 네트워크 배치와 같은 상황들은 모두 동적으로 변경가능하다. 처음으로 결정된 목표 패킷 지연은 시간 기간이 지난 후 새로운 상황으로 적응하지 않을 수 있고, 일부 네트워크 노드들은 링크 적응 및 스케줄링 동작 수행 방법과 상관없이 자신들에게 지정된 목표 패킷 지연을 달성할 수 없을 수 있다.
상기 시나리오에 기초하여, 본 발명자들은 재구성 메커니즘을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 단계 S203에서, 점선 블록으로 도시된 바와 같이(대안적인 단계를 나타내는), 또한 세그먼트의 목표 패킷 지연이 달성 불가능하다는 것에 응답하여, 상기 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연의 재-결정이 트리거된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각각의 네트워크 노드들에서, 관련된 세그먼트들의 실제 패킷 지연이 측정되고; 목표 패킷 지연이 시간 기간 내에 만족될 수 없다는 것이 발견되면, 재-구성을 요청하기 위해 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 네트워크 노드로 메시지가 전송된다. 상기 재-구성 요청을 수신한 후, 상기 네트워크 노드는 요청된 파라미터들을 재-수집하고 상기 각각의 세그먼트들에 대한 적절한 목표 패킷 지연을 재-결정한다. 또한, 상기 각각의 네트워크 노드들은 또한 상기 각각의 세그먼트들에 대한 목표 패킷 지연을 결정하는 네트워크 노드로 상기 패킷 지연들에 영향을 주는 상기 파라미터들을 주기적으로 전송하여 상기 네트워크 노드는 상기 구성을 재-수행할지 여부를 결정한다. 상기 네트워크 노드가 다른 네트워크 노드들로부터 전송된 상기 파라미터들에 기초하여 재-구성을 수행할 필요가 있다고 결정할 때, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연은 이들 수신된 파라미터들에 기초하여 재-결정된다.
따라서, 이 바람직한 실시예에 의해 제공된 바와 같은 기술적 솔루션은 상기 링크의 각각의 세그먼트들에 대한 반-정적 구성을 수행하는 프로세스이다. 상기 파라미터들의 변동에 따라 상기 구성을 동적으로 수행하는 상기 동적 구성 방법과 상기 구성이 완료된 후 상기 구성을 한결같이 유지하는 정적 구성 방법과 달리, 이 프로세스는 시간 기간에 대한 관찰에 기초하여 재-구성을 수행하는 기술적 솔루션이다. 따라서, 이 구성 방법은 상기 동적 구성에 의해 요구된 다양한 오버헤드들을 저감할 수 있는 한편 상황 변화에 자신을 적응시키지 못하는 상기 정적 구성의 결함을 극복할 수 있다.
상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 상기 구성 메커니즘 및 재-구성 메커니즘 이외에, 본 발명은 또한 상기 데이터 송신 프로세스 동안 상기 목표 지연 예산을 동적으로 조정 또는 변경하는 방법을 제공한다. 상기 데이터 송신 프로세스 동안, 각각의 네트워크 노드는 선행 세그먼트의 상기 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 다음 세그먼트의 목표 패킷 지연에 대해 조정 또는 변경을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명에 따라 목표 패킷 지연에 대해 동적 조정을 수행하는 솔루션의 상세를 설명하기 위해 도 3을 참조한다, 여기서 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 목표 패킷 지연을 동적으로 조정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단계 S310에서, 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보가 획득된다. 상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연에 대한 정보, 예를 들어, 상술된 실제 패킷 지연과 그 목표 패킷 지연 간의 차이, 또는 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연과 목표 패킷 지연 간의 차이, △t; 또는 각각의 네트워크 노드가 또한 다른 네트워크 노드들의 목표 패킷 지연을 아는 경우, 실제 패킷 지연일 수 있다. 예를 들어, 상기 패킷 지연 관련 정보는: 상기 데이터 패킷의 수신으로부터 시작하는 상기 네트워크 노드의 큐의 상기 데이터 패킷의 지속 기간; 각각의 네트워크 노드가 정확하게 수신된 데이터 패킷 및 약속 목표 패킷 지연을 스케줄링하기 전 및 후의 시간 간격 사이의 차, 등을 수반할 수 있다. 상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트 상에서 송신된 상기 데이터 패킷에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 선행 세그먼트를 통해 송신된 페이로드(무선 링크 제어 계층 프로토콜 데이터 유닛(RLC-PDU))의 제 1 바이트에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 업링크 액세스 링크에 대해, 상기 UE는 실제로 상기 패킷 지연 관련 정보를 전송하는 동작을 수행할 것을 요구받지 않는다, 왜냐하면 RN이 알고 있는 정보에 기초하여 계산을 통해 상기 패킷 지연 관련 정보를 획득할 수 있기 때문이다. 예를 들어, RN은 상기 사용자 기기가 자원 할당을 요청하는 시간 및 실제 데이터 패킷을 수신하는 시간에 기초하여 상기 업링크 액세스 링크의 상기 패킷 지연 관련 정보를 결정할 수 있다.
게다가, 상기 패킷 지연 관련 정보는 또한 상기 자동 재-송신 요청 구성 파라미터들, 예를 들어, HARQ 또는 ARQ 구성의 무선 파라미터들과 또한 연관될 수 있다. 상기 링크의 제 1 홉에서 에러가 발생할 때, 자동 재-송신이 일반적으로 수행되고; 따라서, 제 2 홉 스케줄링을 위해, 상기 자동 재-송신 구성 파라미터들에 기초하여 일부 PDB들을 감소시키는 것, 즉 상기 목표 패킷 지연을 감소시키는 것이 요구된다. 예를 들어, HARQ 동작을 위해, HARQ 타임라인이 패턴, TDD 프레임 구성, 및 중계 프레임 구성, 등을 멀티플렉싱 하여 적절한 PDB를 결정함으로써 규정된다고 간주될 수 있다. ARQ 재송신을 위해, 무선 링크 제어 계층 확인응답 모드(radio link control layer acknowledgement mode; RLC-AM)가 활성화되면, 재-송신 전에 상기 패킷 지연 관련 정보를 재-설정하고 이를 상기 재-송신 데이터 패킷에 배치할 필요가 있다.
다음에, 단계 S302에서, 상기 세그먼트의 상기 실제 목표 패킷 지연은 상기 세그먼트의 상기 목표 패킷 지연 및 상기 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
이러한 방식으로, 상기 목표 패킷 지연은 상기 선행 세그먼트의 상기 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 패킷 지연 예산은 △t만큼 증가되고, 즉, t2’=t2+△t; 또는 그렇지 않으면, 상기 다음 세그먼트의 상기 패킷 지연 예산은 △t만큼 감소된다, 즉, t2’=t2-△t.
게다가, 상기 현재 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연이 미리 규정된 목표 패킷 지연에 대해 감소될 때, 긴급 스케줄링이 수행될 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 우선순위가 전체 상황에 기초하여 상승될 수 있고, 예를 들어, 큐(queue)의 테일(tail)에 바로 배치하는 대신, 선입선출(first-in first-out) 원리를 따르는 상기 큐의 비교적 앞쪽의 위치에 상기 대응하는 데이터 패킷을 배치한다. 따라서, 상기 현재 세그먼트의 상기 패킷 지연 예산이 감소되는 경우에도 여전히 상기 목표 값이 달성될 수 있다는 것을 보장할 수 있다.
상이한 서비스들에 대해, 그들의 대응하는 QCI 클래스들도 상이하고; 따라서, 상기 링크의 상기 패킷 지연의 전체 요건이 또한 상이하다는 것을 주의해야 한다. 따라서, 상기 각각의 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연은 상이한 서비스들에 대해 결정되어야 한다.
또한, 업링크 및 다운링크에 대해, 심지어 상기 동일한 패킷 지연 요건에 대해서도, 상기 업링크 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들 및 상기 다운링크 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들이 상이할 수 있기 때문에, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연 또한 상이할 수 있다는 것을 주의해야 한다. 따라서, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 동작이 상기 업링크 및 다운링크에 대해 각각 수행되어야 한다.
다음에, 본 발명에 따라 QoS를 보장하기 위한 특정한 구현예가 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따라 3-홉 중계 시스템에 대한 다운링크 및 업링크 QoS를 보장하는 동작을 도시하는 개략도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전체 링크의 상기 PDB는 QoS 요건들을 만족시키기 위해 외부-루프(outer-loop) 제어 및 내부-루프(inner-loop) 제어를 통해 보장된다. 도 4 및 도 5에 점선으로 도시된 바와 같은, 상기 외부-루프 제어는 주로 서비스 초기화를 수행하고 본 발명의 상기된 방법에 기초하여 상기 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하고(C410 및 C510), 관련 네트워크 노드(예를 들어, 기지국(eNB) 또는 중계 노드(RN))로부터의 매우 장기간 측정 및 보고에 응답하여 상기 링크의 각각의 세그먼트의 목표 패킷 지연에 대한 재구성을 수행, 즉, 상기 목표 패킷 지연들을 재-결정할(C411 및 C511) 책임이 있다. 도 4 및 도 5에 실선으로 도시된, 상기 내부-루프 제어(C420 내지 C429, 및 C520 내지 C310)는, 상기 목표 패킷 지연을 달성하여 상기 전체 링크의 전체 PDB를 보장하기 위해, 일부 링크 적응 및 적절한 스케줄링 예를 들어, 적응 변조 및 코딩, 전력 분배/제어, HARQ, ARQ, 주파수 선택성 스케줄링, 및 공간 다이버시티 기술 등을 수행할 책임이 있다. 게다가, 상기 내부-루프 제어에서, 상기 목표 패킷 지연을 동적으로 조정하는 솔루션이 또한 제공되고, 예를 들어, 상기 목표 패킷 지연이 상기 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 조정될 수 있다.
도 4 및 도 5로부터, 다운링크 데이터 전송자(즉, eNB)와 업링크 데이터 전송자(사용자 기기)의 상이한 특성들로 인해 업링크 내부 제어와 다운링크 내부 제어가 일부 차이점들을 갖는다는 것을 알 수 있다.
우선, 다운링크 시나리오가 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 C410에서, 서비스 초기화가 수행되고, 상기 각각의 세그먼트들(액세스 링크 및 백홀 링크)의 다운링크 목표 패킷 지연(즉, PDBs)이 도 2를 참조하여 설명된 방법에 따라 eNB-RN2-RN1-UE 패킷 지연에 대한 전체 요건들에 기초하여 결정된다.
다음, C420에서, 상기 eNB는 상기 eNB와 상기 RN2 간의 상기 다운링크의 목표 패킷 지연에 기초하여 적절한 스케줄링 동작을 수행하고, C421에서 트래픽 데이터 송신을 수행한다. 또한, C421에서, 상기 세그먼트에 관련된 패킷 지연 정보는 또한 RN2로 전송하기 위한 데이터 패킷에 포함될 수 있다. 상기 패킷 지연 관련 정보는 상술된 바와 같은 정보일 수 있고, 이는 페이로드(RLC SDU)에 포함될 수 있고, 예를 들어, 상기 페이로드(RLC SDU)의 제 1 바이트는 상기 패킷 지연 관련 정보를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 게다가, C422에서 상기 eNB는 평균 패킷 지연을 계산할 수 있고 상기 패킷 지연에 영향을 주는 상기 파라미터들을 측정할 수 있고; 이들 파라미터들은 미래에 수행될 수 있는 재-구성을 위해 사용된다.
상기 트래픽 데이터를 수신한 후, RN2는 C423에서, 상기 데이터 패킷의 상기 패킷 지연 관련 정보를 획득하고, 도 3을 참조하여 상술된 방법에 따라 상기 패킷 지연 관련 정보 및 목표 패킷 지연에 기초하여 실제 목표 패킷 지연을 결정하고, 상기 결정된 실제 목표 패킷 지연에 기초하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 다음에, 단계 C421와 유사하게, C424에서 상기 RN2는 상기 패킷 데이터 및 패킷 지연 관련 정보를 함께 RN1으로 전송한다. 또한, 상기 RN2는 C425에서 평균 패킷 지연을 계산하고 상기 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 측정한다.
단계 C423와 유사하게, 상기 RN1은 단계 C426에서 상기 수신된 데이터 패킷의 상기 패킷 지연 관련 정보 및 그 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 다운링크 액세스 링크의 실제 목표 패킷 지연을 결정하고, 스케줄링을 수행한다. 그 후, 트래픽 데이터는 C427에서 송신되고 상기 트래픽 데이터는 상기 사용자 기기 UE로 전송된다. 상기 사용자 기기에 대한 액세스 링크이고 상기 목표 패킷 지연을 동적으로 조정할 필요가 있는 어떠한 다른 노드도 없기 때문에, 상기 패킷 지연 관련 파라미터들을 송신할 필요가 없어진다. 유사하게, 상기 RN1은 단계 C428에서 실제 패킷 지연을 계산하고 상기 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 측정한다.
다운링크 데이터 송신을 완료한 후 또는 임의의 적절한 시간에, 상기 측정된 파라미터들 및 계산된 평균 패킷 지연이 상기 RN1, 상기 RN2 및 상기 eNB 사이에서 이벤트 트리거 방식 또는 주기적인 보고에 의해 보고 또는 교환될 수 있어서, 재-구성이 필요한지 여부를 결정한다.
재-구성이 필요하다고 결정된 조건 하에서, 상기 각각의 세그먼트들에 대한 상기 패킷 지연 예산들은 단계 C411에서 새로운 파라미터들에 기초하여 재-결정될 수 있다.
상기 다운링크 QoS 보장 방식은 3-홉 중계 시스템과 조합하여 상술되었다. 상기 기재에 기초하여, 당업자는 본 발명을 임의의 수의 홉들의 중계 시스템으로 용이하게 확장할 수 있다. 예를 들어, 2-홉 중계 시스템에 대해, 도 4의 RN2 및 모든 동작들은 생략될 수 있고, 상기 eNB는 상기 RN1으로 트래픽 데이터 및 패킷 지연 관련 정보를 바로 전송할 수 있고; 다른 동작들이 상술된 3-홉 시나리오와 완전히 유사하다. 또한, 3-홉 이상의 중계 시스템에 대해, 상기 eNB와 상기 RN1 사이의 모든 중간 중계 노드들에 의해 수행된 동작들은 도 4에 도시된 상기 중간 중계 노드 RN2의 동작과 완전히 유사하다.
다음, 도 5는 업링크 QoS 보장을 설명하기 위해 참조된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 각각의 세그먼트들의 업링크 목표 패킷 지연을 결정하기 위해 C510에서 서비스 초기화가 수행된다. 상기 업링크 목표 패킷 지연을 결정하는 프로세스는 상이한 파라미터들에 기초하여 수행된다는 것만 제외하고, 상기 다운링크 목표 패킷 지연과 완전히 유사하다.
UE가 트래픽 데이터를 전송하려고 할 때, 먼저 자원 요청 및 할당 프로세스(C520)가 상기 UE와 RN1 사이에서 수행되어 트래픽 데이터를 송신하기 위해 필요한 무선 자원 등을 획득한다. 예를 들어 상기 UE는 논리 채널 세트의 입도(granularity)와 함께 버퍼 상태 보고(BSR)를 RN1으로 송신하여 트래픽 송신을 위한 무선 자원을 요청한다. 상기 UE가 BSR에 대한 업링크 자원들을 아직 획득하지 못하였으면, 상기 BSR에 대한 자원을 상기 RN1에 할당하도록, 상기 RN1에 요청하기 위해 상기 BSR을 전송하기 전에 스케줄링 요청이 트리거될 수 있다. 상기 RN1은 상기 BSR을 수신한 후에 스케줄링을 수행하여 트래픽 데이터를 송신하기 위한 상기 UE 업링크 액세스 링크 자원을 할당하여, 상기 업링크 액세스 링크의 목표 패킷 지연을 만족하고, 미리 규정된 시간 내에 무선 자원의 할당 및 변조 코딩 메커니즘에 관한 정보를 상기 UE에게 나타낸다. 상기 UE에게 나타난 정보는 논리 채널을 수반하지 않을 수 있지만, 상기 UE는 송신을 위해 어느 논리 채널이 사용될지 결정한다.
다음에, 상기 UE는 상기 RN1으로부터의 상기 표시에 따라 트래픽 데이터 송신을 수행하도록 적절한 논리 채널을 선택한다. 상기 트래픽 데이터가 상기 RN1에 도달한 후, 상기 RN1은 상기 업링크 액세스 링크의 패킷 지연 관련 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 다운링크와 다르게, 상기 패킷 지연 관련 정보가 상기 선행 네트워크 노드에 의해 송신되지 않고; 반대로, 상기 RN은 상기 UE가 상기 BSR을 전송하는 시간 및 상기 트래픽 데이터를 정확하게 수신하는 시간에 기초하여 상기 패킷 지연 관련 정보를 도출한다. 즉, 상기 업링크 액세스 링크에 의해 얼마나 많은 PDB들이 실제로 사용되는지 및 상기 실제 패킷 지연과 상기 미리 규정된 목표 패킷 지연 간의 차이의 량을 계산을 통해 결정할 수 있다. 상기 RN1과 RN2 사이의 상기 업링크의 목표 패킷 지연과 상기 차이의 양에 기초하여, 상기 RN1과 RN2 사이의 상기 업링크에 대해 사용가능한 실제 패킷 지연이 결정될 수 있다. 그 후, 상기 RN1은 상기 실제 패킷 지연에 기초하여 스케줄링 요청을 수행하고(C522), 따라서 상기 조정된 목표 패킷 지연을 보장한다. 유사하게, 자원 요청 및 할당 프로세스가 상기 RN1과 RN2 사이에서 수행된다(C523). 이 프로세스는 본원에 설명되지 않은 상기 UE와 상기 RN1 사이의 상기 자원 요청 및 할당 프로세스와 유사하다. 그 후, 트래픽 송신이 C524에서 수행되고, 상기 다운링크 송신과 유사하게, 상기 RN1과 RN2 사이의 상기 업링크에 대한 패킷 지연 관련 정보가 상기 RN2로 송신하려는 패킷에 포함된다. 상기 패킷 지연 관련 정보는 다운링크에서 송신된 상기 패킷 지연 관련 정보와 유사할 수 있고 예를 들어 페이로드(RLC SDU)에 포함될 수 있다; 상기 페이로드(RLC SDU)의 제 1 바이트는 상기 패킷 지연 관련 정보를 나타내기 위해 사용된다. 게다가, 상기 RN1은 C525에서 평균 패킷 지연을 계산하고 상기 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 측정하고; 이들 파라미터들은 미래에 수행될 수 있는 PDB 재구성에 사용된다.
RN1으로부터 송신된 상기 트래픽 데이터 및 상기 패킷 지연 관련 정보를 수신할 때, 상기 RN2는 상기 패킷 데이터에 포함된 상기 패킷 지연 관련 정보 및 상기 RN2와 상기 eNB 사이의 상기 업링크의 상기 목표 패킷 지연에 기초하여 실제 목표 패킷 지연을 결정할 수 있고, 상기 실제 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 스케줄링 요청을 수행한다. 다음에, C520 및 C523과 유사한 자원 요청 및 할당 프로세스(C527)가 상기 RN2와 상기 eNB 사이에서 수행된다. 나중에, 트래픽 데이터 송신이 C528에서 수행된다. 이것이 마지막 홉이기 때문에, 상기 패킷 지연 관련 정보를 상기 네트워크 노드 eNB로 전송할 필요가 없다. 게다가, C529에서 상기 평균 패킷 지연이 계산되고 상기 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들이 측정될 수 있다.
다음에 다운링크 C429 및 C411과 유사하게, C530 및 C511에서, 파라미터 정보 교환 또는 보고 동작이 수행되고 재-구성 수행 필요에 응답하여, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들이 재-결정된다.
상기 BSR은 스케줄 긴급의 상이한 정도들을 나타내기 위해 멀티-레벨 메커니즘, 예를 들어, 3 레벨, 즉, 30ms 레벨, 60ms 레벨, 및 90ms 레벨을 채택한다. 상이한 BSR 레벨들은 상이한 서비스들로 지정될 수 있다. 상위-레벨 네트워크 노드(예를 들어, eNB 및 RNs)는 상기 BSR 레벨에 기초하여 적절한 무선 자원들을 하위-레벨 네트워크 노드들(RN) 또는 사용자 기기(UE)로 할당하여, 더 효율적인 업링크 스케줄링을 실현한다.
상기 업링크 QoS 보장 방식이 3-홉 중계 시스템과 조합하여 상술되었다. 2-홉 중계 시스템에 대해, 예를 들어, 당업자는 RN2의 모든 동작이 생략될 수 있고, 상기 RN1이 상기 패킷 지연 관련 정보를 고려하지 않고, 상기 트래픽 데이터를 상기 eNB로 바로 전송할 수 있고, 다른 동작들은 개시된 3 홉 시나리오와 완전히 유사하다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 3개 이상의 홉들의 시나리오에 대해, 상기 eNB와 상기 RN1 사이의 모든 중계 노드들에 의해 수행된 동작들은, 다음 네트워크 노드가 eNB가 아닐 때, 상기 패킷 지연 관련 정보를 전송하는 것이 요구되는 것을 제외하고, RN2와 유사하다. 따라서, 상기 개시에 기초하여, 당업자는 본 발명을 임의의 수의 홉들을 갖는 중계 시스템으로 용이하게 확장할 수 있다.
상기 패킷 지연 관련 정보에 기초하여 세그먼트의 목표 패킷 지연을 동적으로 조정하는 기술적 솔루션은 일정한 송신 자원들을 점유할 필요가 있고, 따라서 상기 패킷 지연에 대해 엄격한 요건을 갖는 서비스에 대해 수행될 수 있음을 주목해야 한다.
게다가, 도 4 및 도 5는 송신이 끝난 후 상기 계산된 평균 패킷 지연 및 상기 측정된 파라미터들의 보고/교환 동작이 수행되는 것을 예시적으로 도시하지만, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 대신, 상기 보고/교환 동작의 시간 간격은 상기 실제 상황에 기초하여 결정될 수 있다. 바람직하게, 매우 긴 시간 기간에 기초하여, 오버헤드들을 상당히 감소시킬 수 있고 상황 변화에 자신을 적응시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 솔루션은 링크의 각각의 세그먼트들에 대한 패킷 지연 예산을 결정 및 조정하는 기술을 제공하여, 멀티-홉 중계 시스템에 대한 패킷 지연 보장의 기술적 솔류션을 제공한다. 본 발명에 따라, 반-정적 구성을 통해 또한 조정되는 외부-루프 제어를 통해 상기 각각의 세그먼트들에 대해 적절한 목표 패킷 지연이 결정된다. 게다가, 서비스가 상기 패킷 지연 예산에 대해 엄격한 요건을 갖기 때문에, 내부-루프 제어로 상기 목표 패킷 지연을 동적으로 조정하여 퍼포먼스가 더 개선될 수 있어서, 더 충분한 PDB 보장을 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 솔루션은 큰 확장성을 갖고 임의의 수의 홉들을 갖는 중계 시스템을 지원하기 위해 용이하게 확장될 수 있다. 또한, 본 발명에 제공된 기술적 솔루션은 무선 액세스 네트워크(RAN)의 범위 내에서 QoS 제어를 최적화하는 것을 목표로 한다, 이는 코어 네트워크(CN)에 투명하고 상기 CN에 어떠한 충격도 주지 않을 것이다. 게다가, 상기 기술적 솔루션은 현재 3GPP LTE-A에 대해 매우 적은 변경을 수행하여 양호한 역 호환성을 갖고; 게다가, LTE Rel-8/9/10 사용자 기기들에 투명하고 이들에게 어떠한 충격도 주지 않을 것이다.
게다가, 본 발명은 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치를 또한 제공한다. 이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따라 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치(600)의 블록도를 도시하는 도 6을 참조한다. 상기 장치(600)는: 패킷 지연에 영향을 주는 파라미터들을 수집하도록 구성된 파라미터 수집 모듈(601); 및 상기 수집된 파라미터들과 상기 링크의 전체 요건에 기초하여 상기 각각의 세그먼트들의 상기 패킷 지연과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 따라 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성된 목표 결정 모듈(602)을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 목표 결정 모듈(602)은 각각의 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연 달성 및 상술한 관계, 상기 전체 요건 및 상기 수집된 파라미터들의 제약 하에서 무선 자원 이용의 최대화를 목적으로 하는 최적화 동작을 수행하여, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 획득하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 목표 결정 모듈(602)은 업링크 및 다운링크에 대한 상기 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 목표 결정 모듈(602)은 상기 링크와 연관된 네트워크 노드들 중 하나에서 상기 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 장치(600)는 또한 상기 링크와 연관된 각각의 네트워크 노드들로 결정된 목표 패킷 지연을 전송하도록 구성된 목표 전송 모듈(603)(선택적인 모듈을 나타내는, 점선 블록으로 도시된)을 포함할 수 있어서, 상기 각각의 네트워크 노드는 상기 목표 패킷 지연에 기초하여 링크 적응 및 스케줄링 동작을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 장치(600)는 또한: 세그먼트의 목표 패킷 지연이 달성가능하지 않다는 것에 응답하여 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 재-결정하기 위해 상기 목표 결정 모듈(601)을 트리거하도록 구성된 재-결정 트리거 모듈(604)(선택적인 모듈을 나타내는, 점선 블록으로 도시된)을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 수집된 파라미터들은 시간 기간에 대한 통계적 파라미터들이고; 이들 파라미터들은 네트워크 배치 특성 파라미터; 사용자의 트래픽 특성 파라미터; 시스템 파라미터 구성 특성 파라미터; 및 사용자 기기의 분포 특성 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 장치(600)는 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 예산을 조정하기 위한 장치를 더 포함할 수 있다. 이 장치는 이하 도 8을 참조하여 상세히 설명된다.
또한, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 장치를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 장치(700)는 파라미터 수집 모듈(701), 목표 결정 모듈(702), 및 선택적인 재-결정 트리거 모듈(704)을 포함하고, 이는 각각 상기 파라미터 수집 모듈(601), 목표 결정 모듈(602), 및 최적의 재-결정 트리거 모듈(604)에 대응한다. 도 6의 것과 유사한 도 7의 이들 모듈들 및 관련된 실시예들에 대해, 간략함을 위해 본원에 더 상세히 설명되지 않는, 도 6을 참조한 설명들을 참조하라.
도 7에 도시된 상기 목표 결정 모듈(701)이 동일한 규칙에 기초하여 상기 링크에 관련된 각각의 네트워크 노드들에서 각 세그먼트들의 상기 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성될 수 있다는 것이 도 6과 다르다. 이 실시예에서, 상기 장치는 또한: 패킷 지연에 영향을 주는 자신의 관련 파라미터들을 각각의 네트워크 노드들에서 획득하도록 구성된 파라미터 획득 모듈(705); 및 상기 파라미터들을 공유하도록 상기 링크와 연관된 다른 네트워크 노드로 패킷 지연에 영향을 주는 상기 획득된 파라미터들을 전송하도록 구성된 파라미터 전송 모듈(706)을 더 포함한다.
또한, 도 8은 본 발명에 따라 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 장치를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 장치(800)는 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하도록 구성된 정보 획득 모듈(801); 상기 패킷 지연 관련 정보 및 현재 세그먼트의 미리 규정된 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 현재 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성된 실제 목표 결정 모듈(802)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 상기 장치(800)는 또한: 다음 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는데 사용하기 위해 다음 네트워크 노드로 상기 현재 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 전송하도록 구성된 정보 전송 모듈(803)을 더 포함한다. 상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트 상에서 송신된 상기 패킷에 임베딩될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 상기 패킷 지연 관련 정보는: 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연; 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연 및 목표 패킷 지연; 상기 선행 세그먼트의 실제 패킷 지연과 목표 패킷 지연 간의 차이; 및 자동 재-송신 요청 구성 파라미터들 중 하나 이상을 포함한다.
게다가, 본 발명은 또한 도 6 내지 도 8에서 기술된 임의의 실시예의 장치를 포함하는 네트워크 노드를 제공할 수 있다. 상기 네트워크 노드는 중계 노드 또는 기지국일 수 있다.
또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램을 통해 또한 구현될 수 있다. 이를 위해, 본 발명은 또한 컴퓨터에 로딩될 때, 본 발명에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하기 위한 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드가 구현된 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 또한, 컴퓨터에 로딩될 때, 본 발명에 따른 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드가 구현된 컴퓨터 프로그램 제품이 또한 제공된다.
도 6 내지 도 8을 참조하여 기술된 바와 같이 다양한 실시예들에서 다양한 모듈들의 상세한 동작에 대해, 도 1 내지 도 5를 참조하는 본 발명의 실시예에 따른 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연을 결정하는 방법 및 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하는 방법에 대해 상기 도면들을 참조하라.
본 발명은 주로 3GPP 시스템을 참조하여 상술되었다. 그러나, 당업자는 본 발명이 유사한 상황에서 다른 통신 네트워크에 또한 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 실시예는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다는 것을 또한 주의해야 한다. 상기 하드웨어부는 전용 로직에 의해 구현될 수 있고; 상기 소프트웨어부는 메모리에 저장되고 적절한 명령 실행 시스템, 예를 들어, 마이크로프로세서 또는 전용 설계 하드웨어에 의해 실행될 수 있다.
본 발명이 현재 고려되는 실시예들을 참조하여 기술되지만, 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들의 정신 및 범위 내의 다양한 변경들 및 등가의 구성들을 포함하는 것으로 의도된다. 첨부된 청구항들의 범위는 가장 넓은 해석을 따르고, 따라서 모든 이러한 변경들 및 등가의 구조들 및 기능들을 포함한다.

Claims (17)

  1. 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    패킷 지연들에 영향을 주는 파라미터들을 수집하는 단계;
    상기 파라미터들, 상기 링크의 패킷 지연에 관한 전체 요건, 및 상기 각각의 세그먼트들의 패킷 지연들과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 기초하여, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 단계; 및
    송신 동안, 상기 링크의 각 세그먼트에서의 상기 목표 패킷 지연을 선행 세그먼트의 상기 목표 패킷 지연의 함수로서 조정하는 단계를 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 단계는,
    상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 획득하기 위해, 상기 관계, 상기 전체 요건 및 상기 파라미터들의 제약들 하에 무선 자원 사용비의 최대화 및 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들의 성취를 목적으로 최적화 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 단계는 상기 링크와 연관된 네트워크 노드들 중 하나에서 수행되고, 상기 방법은:
    상기 목표 패킷 지연을 상기 링크와 연관된 상기 각각의 네트워크 노드들로 전송하여, 상기 각각의 네트워크 노드들이 상기 목표 패킷 지연들에 기초하여 스케줄링 동작들을 수행하도록 하는 단계를 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하는 단계는, 상기 링크와 연관된 각각의 네트워크 노드들에서 동일한 규칙에 기초하여 수행되는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 노드들에서, 이들 사이에서 연관되고, 상기 패킷 지연들에 영향을 주는 파라미터들을 획득하는 단계; 및
    상기 파라미터들을 공유하도록, 상기 패킷 지연들에 영향을 주는 상기 획득된 파라미터들을 상기 링크와 연관된 다른 네트워크 노드들로 전송하는 단계를 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    세그먼트의 목표 패킷 지연이 달성 불가능하다는 것에 응답하여, 상기 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들의 재-결정을 트리거링하는 단계를 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하는 단계;
    상기 패킷 지연 관련 정보 및 세그먼트의 목표 패킷 지연에 기초하여 상기 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는 단계를 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패킷 지연 관련 정보는 상기 선행 세그먼트를 통해 송신된 패킷에 임베딩되는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 결정 방법.
  9. 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하는 방법에 있어서,
    상기 세그먼트에 대한 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하는 단계;
    상기 선행 세그먼트의 상기 패킷 지연 관련 정보와, 패킷 지연들에 영향을 주는 파라미터들, 상기 링크의 패킷 지연에 관한 전체 요건, 및 각각의 세그먼트들의 패킷 지연들과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 기초하여 결정된 상기 목표 패킷 지연에 기초하여, 상기 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는 단계; 및
    송신 동안, 상기 링크의 각 세그먼트에서의 상기 목표 패킷 지연을 상기 선행 세그먼트의 목표 패킷 지연의 함수로서 조정하는 단계를 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 조정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    다음 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는데 이용하기 위해, 상기 세그먼트에 관한 패킷 지연 관련 정보를 다음 네트워크 노드로 전송하는 단계를 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 조정 방법.
  11. 제 1 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 모듈들을 포함하는, 링크의 각각의 세그먼트들의 목표 패킷 지연들을 결정하기 위한 장치.
  12. 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연을 조정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 세그먼트에 대한 선행 세그먼트의 패킷 지연 관련 정보를 획득하도록 구성된 정보 획득 모듈;
    상기 선행 세그먼트의 상기 패킷 지연 관련 정보와, 패킷 지연들에 영향을 주는 파라미터들, 상기 링크의 패킷 지연에 관한 전체 요건, 및 각각의 세그먼트들의 패킷 지연들과 상기 링크의 전체 패킷 지연 간의 관계에 기초하여 결정된 상기 목표 패킷 지연에 기초하여, 상기 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하도록 구성된 실제 목표 결정 모듈; 및
    송신 동안, 상기 링크의 각 세그먼트에서의 상기 목표 패킷 지연을 상기 선행 세그먼트의 목표 패킷 지연의 함수로서 조정하도록 구성된 조정 모듈을 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 조정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    다음의 세그먼트의 실제 목표 패킷 지연을 결정하는데 이용하기 위해, 상기 세그먼트에 관한 패킷 지연 관련 정보를 다음 네트워크 노드로 전송하도록 구성된 정보 전송 모듈을 더 포함하는, 링크의 세그먼트의 목표 패킷 지연 조정 장치.
  14. 제 11 항에 따른 장치를 포함하는, 네트워크 노드.
  15. 제 12 항에 따른 장치를 포함하는, 네트워크 노드.
  16. 삭제
  17. 삭제
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