KR101605687B1 - 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터 지연 추정 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터 지연 추정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 기지국의 방법은, 단말로부터 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정 시점을 이용하여 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하는 과정과, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정을 수행한 시간 간격을 이용하여 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 과정을 포함하여, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정의 오차를 최소화시킴으로써, 상기 기지국에서 각 단말에 대한 스케줄링을 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터 지연 추정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING DELAY ABOUT BUFFER DATA OF TERMINAL IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터의 지연을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 단말의 버퍼 상태 보고 메시지를 이용하여 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 이동 통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution)에서는 단말이 상향링크 데이터를 기지국으로 전송하기에 앞서 상기 기지국으로 상향링크 데이터에 대한 버퍼 상태를 보고하고 있다. 즉, 상기 LTE 시스템에서는 단말이 상향링크 데이터의 크기를 나타내는 버퍼 상태 보고(BSR: Buffer Status Report) 메시지를 상기 기지국으로 전송함으로써, 상기 기지국이 상기 단말로 상향링크 자원을 할당하여 상기 단말의 상향링크 데이터 전송을 가능하게 한다.
상기 LTE 시스템에서는 하나의 사용자 단말 내에 복수 개의 논리 채널(Logical Channel)이 존재하여 각각의 논리채널 별로 버퍼가 관리되지만, 상기 버퍼 상태 보고 메시지는 소정 수의 논리 채널들을 그룹화한 논리채널 그룹(LOG: Logical Channel Group)의 버퍼 상태 정보를 포함한다. 이는 상기 버퍼 상태 보고 메시지의 전송으로 인한 오버헤드를 감소시키기 위해서이다.
상기 버퍼 상태 보고 메시지는 포함하는 정보에 따라 Short BSR과 Long BS로 구분할 수 있다. 도 1은 상기 버퍼 상태 보고 메시지의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1을 참조하면, (a)는 Short BSR로서 하나의 논리채널 그룹에 대한 버퍼의 상태를 나타내며, 상기 논리채널 그룹에 대한 식별자(LOG ID)와 상기 논리채널 그룹에 해당하는 버퍼의 크기 정보로 구성된다. 또한, 상기 도 1의 (b)는 Long BSR로서 4개의 논리채널 그룹에 대한 버퍼 상태를 나타내며, 상기 4개의 논리채널 그룹 각각의 버퍼 크기 정보로 구성된다. 여기서, 상기 Long BSR에 포함되는 논리채널 그룹의 수는 4개로 고정되어 있기 때문에, Long BSR이 각 논리채널 그룹의 식별자 정보를 포함하지 않더라도 문제가 발생되지 않는다.
한편, 기지국은 상기와 같은 버퍼 상태 보고 메시지를 이용하여 해당 단말에 대한 상향링크 스케줄링을 수행한다. 여기서, 상기 기지국은 해당 서비스가 요구하는 QoS 수준을 만족하기 위해 상기 각 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 정보를 필요로 한다. 하지만, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단말의 버퍼 상태 보고 메시지는 버퍼의 크기 정보만을 포함하고 있으므로, 상기 기지국은 상기 버퍼 상태 보고 메시지를 이용하여 데이터에 대한 지연을 추정하는 별도의 과정을 수행해야 한다.
하지만, 표준에서는 상기 단말의 데이터 버퍼에 대한 지연을 추정하는 방식에 대해 명시하고 있지 않다. 또한, 상기 단말의 데이터에 대한 지연을 추정하는데 있어서, 오차가 발생될 경우, 스케줄링 알고리즘의 성능을 저하시키는 원인이 되므로, 정확한 지연 추정 기법이 제공될 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터의 지연을 추정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시점 및 시간 간격을 이용하여 해당 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 단말의 버퍼 데이터를 그룹화하여 각 그룹에 해당하는 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 기지국에서 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 방법은, 단말로부터 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정 시점을 이용하여 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하는 과정과, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정을 수행한 시간 간격을 이용하여 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 장치는, 단말로부터 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 송수신하는 송수신부와, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정 시점을 이용하여 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정을 수행한 시간 간격을 이용하여 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시점에 따라 해당 단말의 버퍼 데이터를 그룹화하고, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시간 간격을 이용하여 각 그룹에 해당하는 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정함으로써, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정의 오차를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 기지국에서 각 단말에 대한 스케줄링을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 상기 버퍼 상태 보고 메시지의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하기 위한 각 변수들의 관계를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하기 위한 각 변수들의 관계를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하는 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하는 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 예를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 예를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면, 및
도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 경우의 성능 그래프를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명에서는 이동통신 시스템의 기지국이 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시점에 따라 해당 단말의 버퍼 데이터를 그룹화하고, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시간 간격을 이용하여 각 그룹에 해당하는 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 기술에 대해 설명할 것이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화한 경우와 세 개의 그룹으로 그룹화한 경우에 대해 설명하며, 복수 개의 그룹으로 그룹화하는 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 단말의 버퍼 상태 보고 메시지는 종래와 동일하게 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명에서 기지국은 단말로부터 수신된 버퍼 상태 보고 메시지들을 분석하여 단말의 버퍼 데이터 크기를 판단하고, 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한 시점을 기준으로 상기 단말의 버퍼 데이터를 두 개 혹은 세 개의 그룹으로 그룹화하며, 각 그룹의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 버퍼 상태 보고 메시지를 수신한 시점마다 상기 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 것이 아니라, 소정 주기를 만족할 때 각 그룹에 대한 지연을 추정한다. 즉, 본 발명에서 기지국은 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되더라도 지연 추정 주기가 되지 않았을 경우, 각 그룹에 대한 지연을 추정하지 않고, 이전에 추정된 지연을 증가시키는 동작을 수행한다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 상기 지연 추정 주기마다 BSR이 수신되는 경우를 예로 들어 설명할 것이나, 상기 BSR이 주기적으로 수신되지 않고, 비주기적으로 수신되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 기지국에서 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정이 t-n 시점마다 수행된다고 가정하고, 상기 t-n와 t-(n-1) 사이의 시간 구간을 Tt -(n-1) 라고 가정한다. 예를 들어, t-2와 t-1 사이의 시간 구간을 Tt -1, 상기 t-1과 t사이의 시간 구간을 Tt라고 한다.
상기 기지국은 각 그룹에 대한 지연을 추정하기 위해 하기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 변수들을 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하기 위한 각 변수들의 관계를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 기지국은 t 시점에 수신된 버퍼 상태 보고 메시지(BSRt)을 기준으로, 상기 t 시점 이전에 보고되어 상기 시점 t까지 스케줄링 되지 않은 버퍼 데이터의 크기와 상기 t 시점에 새로 보고된 버퍼 데이터의 크기를 구분하여 두 개의 버퍼 데이터 그룹을 생성한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상기 t시점 이전에 보고되어 현재 시점까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 버퍼 데이터의 크기를 제 1 그룹이라 하고, 상기 t 시점에 수신된 BSRt를 통해 새로 보고된 버퍼 데이터의 크기를 제 2 그룹이라 한다.
상기 제 1 그룹과 제 2 그룹에 해당하는 버퍼 데이터의 크기는 하기 수학식 1과 같이 결정한다.
Figure 112010023029618-pat00001
여기서, 상기 Rt는 상기 제 1 그룹에 해당하는 데이터의 크기를 나타내며, 상기 Nt는 상기 제 2 그룹에 해당하는 데이터의 크기를 나타낸다. 또한, 상기 St는 상기 기지국이 상기 Tt에서 스케줄링 한 데이터 크기를 나타내고, 상기 Bt는 현재 시점 t에서 버퍼 상태 보고 메시지에 포함된 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 나타내고, 상기 Bt - 1는 상기 t-1 시점에 수신된 버퍼 상태 보고 메시지에 포함된 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 나타낸다.
또한, 상기 기지국은 상기 Tt -1과 상기 Tt를 이용하여 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에 대한 지연을 추정할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에 대한 지연은 하기 수학식 2와 같이 추정한다.
Figure 112010023029618-pat00002
여기서, 상기 Delay_[-∞, t-1]은 상기 제 1 그룹에 대한 지연이며, 상기 Delay_[t-1,t]는 상기 제 2 그룹에 대한 지연을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하기 위한 각 변수들의 관계를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 기지국은 t 시점과 t-1 시점을 기준으로, 상기 t-1 시점 이전에 보고되어 상기 t-1 시점까지 스케줄링 되지 않은 버퍼 데이터의 크기와 상기 t-1 시점에 새로 보고되어 상기 t 시점까지 스케줄링 되지 않은 버퍼 데이터의 크기와 상기 t 시점에 새로 보고된 버퍼 데이터의 크기를 구분하여 새 개의 버퍼 데이터 그룹을 생성한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상기 t-1 시점 이전에 보고되어 t 시점까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 버퍼 데이터의 크기를 제 1 그룹이라 하고, 상기 t-1 시점부터 상기 t 시점 이전에 보고되어 상기 t 시점까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 버퍼 데이터의 크기를 제 2 그룹이라 하고, 상기 t 시점에 새로 보고된 버퍼 데이터의 크기를 제 3 그룹이라 한다.
상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹에 해당하는 버퍼 데이터의 크기는 하기 수학식 3과 같이 결정한다.
Figure 112010023029618-pat00003
여기서, 상기 R1t는 상기 제 1 그룹에 해당하는 데이터의 크기를 나타내며, 상기 R2t는 상기 제 2 그룹에 해당하는 데이터의 크기를 나타내고, 상기 Nt는 상기 제 3 그룹에 해당하는 데이터의 크기를 나타낸다. 또한, Bt는 t 시점에 수신된 BSR을 통해 보고받은 버퍼 데이터의 크기를 나타내며, Bt - 1는 t-1 시점에 수신된 BSR을 통해 보고받은 버퍼 데이터의 크기를 나타내고, Bt -2는 t-2 시점에 수신된 BSR을 통해 보고받은 버퍼 데이터의 크기를 나타낸다. 또한, 상기 St는 상기 기지국이 상기 Tt에서 스케줄링 한 데이터 크기를 나타내고, 상기 St - 1는 상기 기지국이 상기 Tt-1에서 스케줄링 한 데이터 크기를 나타낸다.
또한, 상기 기지국은 상기 Tt -2, Tt -1 및 Tt를 이용하여 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹 각각에 대한 지연을 추정할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹 각각에 대한 지연은 하기 수학식 4와 같이 추정한다.
Figure 112010023029618-pat00004
여기서, 상기 Delay_[-∞, t-2]은 상기 제 1 그룹에 대한 지연이며, 상기 Delay_[t-2, t-1]은 상기 제 2 그룹에 대한 지연이며, 상기 Delay_[t-1,t]는 상기 제 3 그룹에 대한 지연을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하는 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 기지국은 401단계에서 단말로부터 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다.
상기 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기보다 크거나 같은지 여부를 검사한다. 이때, 상기 단말에 대해 이전에 지연 추정을 수행한 적이 없는 경우, 상기 기지국은 하기 405단계로 진행할 수 있다.
상기 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기보다 크거나 같을 시, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 이전에 보고되어 현재 시점(t)까지 스케줄링 되지 않은 남은 버퍼 데이터의 크기(Rt)와 상기 401단계의 버퍼 상태 보고 메시지의 수신에 따라 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기(Nt)를 계산한다. 여기서, 상기 남은 버퍼 데이터의 크기와 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기는 상기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 407단계에서 상기 남은 버퍼 데이터 크기를 제 1 그룹으로 설정하고, 상기 새로 발생된 버퍼 데이터 크기를 제 2 그룹으로 설정한 후, 409단계로 진행하여 상기 기지국에서 지연 추정을 수행하는 시간 간격을 이용하여 제 1 및 제 2 그룹의 지연 시간을 추정한다. 여기서, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에 대한 지연은 상기 수학식 2와 같이 추정한다. 이후, 상기 기지국은 상기 401단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.
반면, 상기 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기 보다 작을 시, 상기 기지국은 411단계로 진행하여 상기 401단계의 버퍼 상태 보고 메시지의 수신에 따라 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기(Nt)를 계산하여 상기 제 2 그룹의 데이터 크기를 갱신한다. 여기서, 상기 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기는 상기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 413단계에서 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연시간을 증가시킨 후 상기 401단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다. 이때, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연이 추정된 시점과 현재 시점의 차이에 따라 증가될 수 있으며, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연이 추정된 시점으로부터 몇 TTI가 지났는지 여부에 증가될 수 있다.
한편, 상기 401단계의 검사결과 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 기지국은 419단계로 진행하여 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연시간을 증가시킨다. 이때, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연이 추정된 시점과 현재 시점의 차이에 따라 증가될 수 있으며, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연이 추정된 시점으로부터 몇 TTI가 지났는지 여부에 증가될 수도 있다.
이후, 상기 기지국은 상기 401단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.
상기 도 4에는 표시하지 않았으나, 상기 기지국에서는 매 TTI마다 데이터 스케줄링이 수행되었는지 검사하여 상기 데이터 스케줄링이 수행되었을 경우, 상기 스케줄링 된 데이터의 크기에 따라 제 1 및 제 2 그룹의 데이터 크기를 갱신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정하는 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 기지국은 501단계에서 단말로부터 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다.
상기 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기보다 크거나 같은지 여부를 검사한다. 이때, 상기 단말에 대해 지연 추정을 수행한 적이 없는 경우, 상기 기지국은 하기 505단계로 진행할 수 있다.
상기 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기보다 크거나 같을 시, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 이전 t-1 시점을 기준으로 발생된 버퍼 데이터들 중 현재 시점까지 남아있는 버퍼 데이터 크기를 각각 구한 후, 제 1 그룹 및 제 2 그룹으로 설정하고, 상기 401단계에서 t 시점에 수신된 버퍼 상태 보고 메시지에 따라 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기를 구하여 제 3 그룹으로 설정한다. 여기서, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹에 해당하는 버퍼 데이터의 크기는 상기 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 507단계에서 상기 기지국에 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되는 간격을 이용하여 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연 시간을 추정한다. 여기서, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹 각각에 대한 지연은 상기 수학식 4와 같이 추정한다. 이후, 상기 기지국은 상기 501단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.
반면, 상기 현재 시점(t)과 이전 지연추정 시점(t-1)의 차가 지연 추정 주기보다 작을 시, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 상기 501단계의 버퍼 상태 보고 메시지의 수신에 따라 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기(Nt)를 계산하여 상기 제 3 그룹의 데이터 크기를 갱신한다. 여기서, 상기 새로 발생된 버퍼 데이터의 크기는 상기 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 511단계에서 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연시간을 증가시킨 후 상기 501단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다. 이때, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연이 추정된 시점과 현재 시점의 차이에 따라 증가될 수 있으며, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연이 추정된 시점으로부터 몇 TTI가 지났는지 여부에 증가될 수도 있다.
한편, 상기 501단계의 검사결과 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 기지국은 517단계로 진행하여 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연시간을 증가시킨다. 이때, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연이 추정된 시점과 현재 시점의 차이에 따라 증가될 수 있으며, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연이 추정된 시점으로부터 몇 TTI가 지났는지 여부에 증가될 수도 있다.
이후, 상기 기지국은 상기 501단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.
상기 도 5에는 표시하지 않았으나, 상기 기지국에서는 매 TTI마다 데이터 스케줄링이 수행되었는지 검사하여 상기 데이터 스케줄링이 수행되었을 경우, 상기 스케줄링 된 데이터의 크기에 따라 제 1 내지 제 3 그룹의 데이터 크기를 갱신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화하여 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 예를 도시하고 있다. 여기서는, 버퍼 상태 보고 메시지의 송수신 주기가 10ms인 경우를 가정하여 단말의 버퍼 상태와 기지국에서 추정한 버퍼 상태를 나타낸다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저, (1)과 같이 T 시점(600)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 17임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR0=17)를 전송하면, 상기 기지국은 이전에 수신된 데이터가 없으므로 남은 데이터 크기를 나타내는 제 1 그룹을 0으로 설정하고, 새로 발생된 데이터의 크기를 나타내는 제2 그룹을 17로 설정한 후, 상기 제 1 그룹의 지연을 15(10/2 + 10)로 추정하고, 제 2 그룹의 지연을 각각 5(10/2)로 추정한다.
이후, (2)와 같이 T+4 시점(610)에 기지국이 버퍼 데이터 크기 5 만큼에 해당하는 데이터에 대해 스케줄링을 수행할 시, 상기 기지국은 상기 제 2 그룹의 데이터 크기를 17에서 12로 갱신하고, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연을 각각 4씩 증가시킨다. 이때, 상기 기지국의 스케줄링에 따라 상기 단말은 크기 5 만큼의 데이터를 전송하여 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다.
이후, (3)과 같이 T+7 시점(620)에 단말에서 크기가 5인 데이터가 새로 발생되면, 상기 단말의 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다. 하지만, 이때 상기 기지국은 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하지 않았으므로, 상기 단말의 버퍼 크기가 변경됨을 인지할 수 없다.
이후, (4)와 같이, T+10 시점(630)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 17임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR1=17)를 전송하면, 상기 기지국은 이전에 수신되어 상기 T+10 시점(630)까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터 크기 12를 제 1 그룹으로 설정하고, 새로 발생된 데이터의 크기 5을 제2 그룹으로 설정한 후, 상기 제 1 그룹의 지연을 15(10/2 + 10)로 추정하고, 제 2 그룹의 지연을 각각 5(10/2)로 추정한다.
이후, (5)와 같이 T+14 시점(640)에 기지국이 버퍼 데이터 크기 2 만큼에 해당하는 데이터에 대해 스케줄링을 수행할 시, 상기 기지국은 상기 제 1 그룹의 데이터 크기를 12에서 10로 갱신하고, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 지연을 각각 2씩 증가시킨다. 이때, 상기 기지국의 스케줄링에 따라 상기 단말은 크기 2 만큼의 데이터를 전송하여 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다.
이후, (6)과 같이 T+17 시점(650)에 단말에서 크기가 3인 데이터가 새로 발생되면, 상기 단말의 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다. 하지만, 이때 상기 기지국은 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하지 않았으므로, 상기 단말의 버퍼 크기가 변경됨을 인지할 수 없다.
이후, (7)과 같이, T+20 시점(660)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 18임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR2=18)를 전송하면, 상기 기지국은 이전에 수신되어 상기 T+20 시점(660)까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터 크기 15를 제 1 그룹으로 설정하고, 새로 발생된 데이터의 크기 3을 제2 그룹으로 설정한 후, 상기 제 1 그룹의 지연을 15(10/2 + 10)로 추정하고, 제 2 그룹의 지연을 각각 5(10/2)로 추정한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터를 세 개의 그룹으로 그룹화하여 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 예를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저, (1)과 같이 T 시점(700)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 17임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR0=17)를 전송하면, 상기 기지국은 이전에 수신된 데이터가 없으므로 남은 데이터 크기를 나타내는 제 1 그룹과 제 2 그룹을 각각 0으로 설정하고, 새로 발생된 데이터의 크기를 나타내는 제 3 그룹을 17로 설정한 후, 상기 제 1 그룹의 지연을 30(10+10+10), 제 2 그룹의 지연을 15(10/2 + 10)로 추정하고, 제 3 그룹의 지연을 각각 5(10/2)로 추정한다.
이후, (2)와 같이 T+4 시점(710)에 기지국이 버퍼 데이터 크기 5 만큼에 해당하는 데이터에 대해 스케줄링을 수행할 시, 상기 기지국은 상기 제 2 그룹의 데이터 크기를 17에서 12로 갱신하고, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연을 각각 4씩 증가시킨다. 이때, 상기 기지국의 스케줄링에 따라 상기 단말은 크기 5 만큼의 데이터를 전송하여 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다.
이후, (3)과 같이 T+7 시점(720)에 단말에서 크기가 5인 데이터가 새로 발생되면, 상기 단말의 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다. 하지만, 이때 상기 기지국은 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하지 않았으므로, 상기 단말의 버퍼 크기가 변경됨을 인지할 수 없다.
이후, (4)와 같이, T+10 시점(730)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 17임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR1=17)를 전송하면, 상기 기지국은 T 시점(700)이전에 수신되어 상기 T+10 시점(730)까지 스케줄링 되지 않고 남아 있는 데이터의 크기를 나타내는 제 1 그룹을 0으로 유지하고, 상기 T 시점(700)에 수신되어 상기 T+10 시점(730)까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터의 크기를 나타내는 제 2 그룹을 12로 설정하고, 상기 T+10 시점(730)에 새로 발생된 데이터의 크기를 나타내는 제 3그룹을 5로 설정한 후, 상기 제 1 그룹, 제 2 그룹 및 제 3 그룹의 지연을 각각 30, 15 및 5로 추정한다.
이후, (5)와 같이 T+14 시점(740)에 기지국이 버퍼 데이터 크기 2 만큼에 해당하는 데이터에 대해 스케줄링을 수행할 시, 상기 기지국은 상기 제 1 그룹과 제 3 그룹의 데이터 크기를 각각 0 및 5로 유지하고, 상기 제 2 그룹의 데이터 크기를 12에서 10으로 갱신한 후, 상기 제 1 그룹 내지 제 3 그룹의 지연을 각각 2씩 증가시킨다. 이때, 상기 기지국의 스케줄링에 따라 상기 단말은 크기 2 만큼의 데이터를 전송하여 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다.
이후, (6)과 같이 T+17 시점(750)에 단말에서 크기가 3인 데이터가 새로 발생되면, 상기 단말의 버퍼 데이터의 크기가 갱신된다. 하지만, 이때 상기 기지국은 버퍼 상태 보고 메시지를 수신하지 않았으므로, 상기 단말의 버퍼 크기가 변경됨을 인지할 수 없다.
이후, (7)과 같이, T+20 시점(760)에 단말이 버퍼 데이터 크기가 18임을 나타내는 버퍼 상태 보고 메시지(BSR2=18)를 전송하면, 상기 기지국은 T+10 시점(730)이전에 수신되어 상기 T+20 시점(760)까지 스케줄링 되지 않고 남아 있는 데이터의 크기를 나타내는 제 1 그룹을 10으로 갱신하고, 상기 T+10 시점(730)에 수신되어 상기 T+20 시점(760)까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터의 크기를 나타내는 제 2 그룹을 5로 갱신하고, 상기 T+20 시점(760)에 새로 발생된 데이터의 크기를 나타내는 제 3그룹을 3로 설정한 후, 상기 제 1 그룹, 제 2 그룹 및 제 3 그룹의 지연을 각각 30, 15 및 5로 추정한다.
도 8은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 기지국은 송수신부(800), 메시지 처리부(810) 및 스케줄러(820)를 포함하여 구성되며, 상기 스케줄러(820)는 버퍼 데이터 지연 추정부(822)를 포함하여 구성된다.
상기 송수신부(800)는 안테나를 통해 수신되는 고주파 무선 신호를 기저대역신호로 하향변환한 후, 상기 메시지 처리부(810)로 제공하고, 상기 메시지 처리부(810)로부터 제공되는 기저대역 신호를 고주파 신호로 상향변환하여 상기 안테나를 통해 송신한다.
상기 메시지 처리부(810)는 상기 송수신부(800)로부터 제공되는 신호를 분석하여 상기 스케줄러(820)로 제공하고, 상기 스케줄러(820)로부터 제공되는 신호에 따라 메시지를 생성하여 상기 송수신부(800)로 제공한다.
상기 스케줄러(820)는 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말들에 대한 스케줄링을 수행하여 상향링크 및 하향링크 자원을 할당한다. 특히, 상기 스케줄러(820)는 상기 버퍼 데이터 지연 추정부(822)를 포함함으로써, 단말의 버퍼 상태 보고 메시지에 포함된 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 그룹화한 후, 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 기능을 수행한다. 상기 버퍼 데이터 지연 추정부(822) 상기 버퍼 상태 보고 메시지를 수신되는 시점마다 상기 각 그룹에 대한 지연을 추정하는 것이 아니라, 미리 설정된 지연 추정 주기를 만족할 때 각 그룹에 대한 지연을 추정한다. 즉, 상기 버퍼 데이터 지연 추정부(822)는 단말로부터 버퍼 상태 보고 메시지가 수신되더라도 상기 지연 추정 주기가 되지 않았을 경우, 각 그룹에 대한 지연을 추정하지 않고, 이전에 추정된 지연을 증가시키는 동작만을 수행한다. 상기 버퍼 데이터 지연 추정부(822)는 지연 추정을 수행한 시점을 기준으로 상기 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 그룹화하며, 상기 지연 추정이 수행된 시간 간격을 이용하여 각 그룹에 대한 지연을 추정한다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 추정하는 경우의 성능 그래프를 도시하고 있다. 상기 도 9 및 도 10은, 19개의 기지국이 육각형 형태의 2-tier로 설치된 환경에서 하나의 기지국 당 세 개의 섹터가 존재하고, 각 섹터 당 3개의 단말이 유니폼(uniform)하게 존재 분포하는 경우를 가정하여, 10000 TTI 동안 실험을 수행한 결과를 나타낸다. 여기서는, 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연을 이상적으로 추정했을 경우의 결과와 본 발명에 따라 버퍼 데이터를 복수개의 그룹으로 그룹화하여 지연을 추정한 실험 결과를 나타낸다. 여기서, 상기 단말의 버퍼 데이터를 그룹화하지 않은 경우는 BSR_Est_Step =0이며, 상기 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화한 경우는 BSR_Est_Step =1이고, 상기 단말의 버퍼 데이터를 두 개의 그룹으로 그룹화한 경우는 BSR_Est_Step =2이다.
상기 도 9는 단말 별 트래픽 부하에 따른 패킷 손실 율을 나타내고, 도 10은 단말 별 트래픽 부하에 따른 셀 효율을 나타낸다. 상기 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따라 단말의 버퍼 데이터를 추정할 경우, 이상적으로 추정했을 경우에 근접한 성능을 나타내는 것을 알 수 있으며, 특히 패킷 손실 율은 상기 단말의 버퍼 데이터를 많은 수의 그룹으로 그룹화할수록 이상적으로 추정했을 경우에 근접한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
800: 송수신부 810: 메시지 처리부
820: 스케줄러 822: 버퍼 데이터 지연 추정부

Claims (6)

  1. 이동통신 시스템에서 기지국에서 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 방법에 있어서,
    단말로부터 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정 시점을 이용하여 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하는 과정과,
    상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정을 수행한 시간 간격을 이용하여 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 수신한 후, 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차를 지연 추정 주기와 비교하는 과정과,
    상기 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차가 상기 지연 추정 주기보다 크거나 같을 경우, 상기 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 절차를 수행하고, 상기 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차가 상기 지연 추정 주기보다 작을 경우, 이전에 추정된 복수의 그룹 각각의 지연을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하는 과정은,
    지연 추정 시점을 기준으로 이전에 수신되어 현재 시점까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터의 크기를 나타내는 하나 이상의 그룹과 상기 수신된 메시지를 분석하여 현재 시점에 새롭게 발생된 데이터의 크기를 나타내는 하나의 그룹으로 구분하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 이동통신 시스템의 기지국에서 단말의 버퍼 데이터 지연을 추정하는 장치에 있어서,
    단말로부터 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지를 송수신하는 송수신부와,
    상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정 시점을 이용하여 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 단말의 버퍼 데이터에 대한 지연 추정을 수행한 시간 간격을 이용하여 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 버퍼 데이터 크기를 나타내는 메시지가 수신되면, 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차를 지연 추정 주기와 비교하여, 상기 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차가 상기 지연 추정 주기보다 크거나 같을 경우, 상기 복수의 그룹 각각에 대한 지연을 추정하는 절차를 수행하고, 상기 현재 시점과 이전 지연 추정 시점의 차가 상기 지연 추정 주기보다 작을 경우, 이전에 추정된 복수의 그룹 각각의 지연을 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 단말의 버퍼 데이터 크기를 지연 추정 시점을 기준으로 이전에 수신되어 현재 시점까지 스케줄링 되지 않고 남아있는 데이터의 크기를 나타내는 하나 이상의 그룹과 상기 수신된 메시지를 분석하여 현재 시점에 새롭게 발생된 데이터의 크기를 나타내는 하나의 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 장치.
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