KR102331114B1 - 무선 통신 시스템에서 서비스의 품질 보장 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 서비스의 품질을 보장하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 방법은, 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러를 확인하는 단계, 코어 네트워크 노드로부터 상기 non-GBR 베어러에 대하여 수신된 QCI(QoS Class Identifier) 정보, ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 및 SPID(Subscriber Profile IDentifier) 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 서비스의 품질 보장 방법 및 장치{THE METHOD AND APPARATUS FOR GUARANTEEING QUALITY OF SERVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 물리 자원을 효율적으로 사용하면서 서비스의 품질을 보장할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 통신 방식(예를 들어, 유선 Ethernet/IP, 무선 LTE/WiBro/Wi-Fi 등)에 따라 그 표준이나 방식의 차이는 있으나, 유선 통신망과 무선 통신망은 모두 표준(IETF RFC, IEEE 802, 3GPP 등)에 기반하여 QoS(Quality of Service) 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, QoS는 장치에 제공되는 서비스의 종류별로 설정된 우선순위에 기반하여 적용될 수 있다. 보다 구체적인 예로, Voice나 Video 트래픽과 같이 실시간으로 제공되는 것이 중요한 특성을 갖는 서비스 트래픽을 Internet 트래픽보다 더 좋은 품질로 제공되도록 QoS가 적용될 수 있다.
또한, 이와 같은 QoS는 장치와 노드 사이에 생성된 베어러에 매핑되어 적용될 수 있다. 여기에서, 베어러는 리소스 타입(Resource type)에 따라 GBR(Guaranteed Bit Rate) 베어러 및 Non-GBR 베어러로 분류될 수 있다. 보다 구체적으로, GBR 베어러는, 특정 비트레이트(Bit rate)가 보장되는 베어러를 의미할 수 있다. 즉, GBR 베어러는, 상기 베어러를 통하여 서비스에 기반한 데이터가 전송되는 경우, 최소한 특정 비트레이트 이상으로 데이터가 전송될 수 있음을 의미하는 것이다. 이와 달리, Non-GBR 베어러는, 특정 비트레이트를 보장받지 못하는 베어러로써, best effort 타입의 베어러로 지칭될 수 있다.
한편, 5G에서는 광케이블 구간의 일부를 무선으로 대체하여 더 많은 가정과 사무실 등에 초고속 인터넷을 보장할 수 있는 FWA(Fixed Wireless Access) 시스템을 지원할 수 있다. FWA 시스템도 마찬가지로, 상술한 QoS가 적용될 수 있다. 예를 들어, FWA 시스템에서도, 한정된 물리 자원 한도 내에서 Internet 서비스 보다는 IPTV와 같이 특정 비트레이트를 확보해주어야 하는 서비스에 GBR 타입의 QoS가 적용될 수 있다.
다만, GBR 베어러를 사용하는 통신 장치가 FWA 시스템의 송신 커버리지 내에서 통신이 불리한 약전계 위치에 있어 필요한 자원 소모량이 매우 많은 경우, 같은 기지국의 자원을 공유하여 사용하는 다른 통신 장치들이 서비스 받기 어려울 수 있다. 또한, IPTV와 같이 특정 데이터레이트를 확보해주어야 서비스의 품질이 유지되는 서비스에 Non-GBR 타입의 QoS를 적용하여 일률적으로 자원을 배분하면 서비스 품질 기준을 전혀 만족시킬 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 그러므로 FWA 기지국 시스템의 전체 물리 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위한 방법이 고려될 필요가 있다.
이에 본 발명의 일 목적은, 보다 나은 서비스의 품질이 보장되도록 베어러에 물리 자원을 효율적으로 할당하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 방법은, 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러를 확인하는 단계, 코어 네트워크 노드로부터 상기 non-GBR 베어러에 대하여 수신된 QCI(QoS Class Identifier) 정보, ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 및 SPID(Subscriber Profile IDentifier) 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 코어 네트워크로부터 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러에 대한 QCI(QoS Class Identifier) 정보를 수신하는 송수신부 및 상기 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러를 확인하고, 상기 QCI 정보, ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 및 SPID(Subscriber Profile IDentifier) 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정하고, 상기 결정에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 적어도 하나의 통신 장치에 설정된 베어러가 non-GBR 타입임에도 상기 non-GBR 베어러를 통하여 제공되는 서비스의 특성 및 한정된 자원량을 고려하여 특정 비트레이트가 보장되도록 스케쥴링해줌으로써 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 통신 장치에 대한 스케쥴링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 베어러 설정 기준의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 방법을 구현하기 위한 동작의 흐름을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국과 통신 장치들 간의 연결의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 통신 장치들 각각의 자원 사용량을 도식화한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 non-GBR 베어러에 대한 물리 자원 할당 방법에 관한 순서도이다.
도 6a는 복수의 특정 non-GBR 베어러에 물리 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6b는 특정 non-GBR 베어러들의 물리자원량을 도식화한 도면이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하에서는 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 보장 방법 및 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서는 보다 많은 가정과 사무실 등에 초고속 인터넷을 보장하기 위하여 이용되는 FWA 시스템에서, QoS를 보다 효율적으로 지원하는 방법을 제공하고자 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 FWA 시스템은, 코어 네트워크(100), 기지국(201) 및 기지국의 커버리지 영역 내에 포함된 적어도 하나의 통신 장치(202)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크(100)는 적어도 하나의 통신 장치(202)의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행할 수 있다. 코어 네트워크(100)는 예를 들어, AMF(Access and Mobility Management Function), SMF(Session Management Function), UPF(User Plane Function) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템은, 통신 시스템에 포함된 기지국(201)과 무선 통신을 수행하는 적어도 하나의 통신 장치(202)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 통신 장치(202)는, 기지국과 무선 통신을 수행할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 통신 장치(202)는, 사용자 기기, 단말, 모바일 장치 등과 같이 휴대 가능한 기기를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 건물에 설치되어, 통신 서비스 사업자의 서비스에 연결되고 LAN(Local Access Network)을 통하여 건물 내의 기기들과 연결되는 모든 단말과 관련된 장비(CPE: Customer-Premises Equipment)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 적어도 하나의 통신 장치(300)의 일 예로 CPE를 도시하였으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 통신 장치(202)는, 기지국(201)의 커버리지 영역(210) 내에서 다양하게 위치할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 통신 장치(202)는 기지국(201)과의 통신이 유리하도록 기지국에 인접하여 위치(#CPE 1)할 수도 있으며, 기지국(201)과의 통신이 비교적 불리한 최약전계(기지국의 커버리지 영역의 경계부분)에 위치(#CPE 2)할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템은, 상술한 바와 같이, 기지국(201)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(201)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크(100)와 유선(광케이블 등)으로 연결되고, 적어도 하나의 통신 장치(202)와 무선으로 연결될 수 있다. 기지국(201)은, 코어 네트워크(100)로부터 수신한 정보나 메시지에 기반하여 통신 장치(202)와의 연결에서 다양한 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(201)은 코어 네트워크(100)로부터 수신한 QoS 관련 정보를 이용하여 적어도 하나의 통신 장치(202)에 대해 QoS 속성에 맞는 베어러를 설정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(201)은 상기 적어도 하나의 통신 장치(202)로 서비스에 따른 패킷을 무선으로 전송하기 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다.
보다 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(201)은, 코어 네트워크(100)로부터 QoS와 관련된 정보를 수신하고, QoS와 관련된 정보를 이용하여 통신 장치의 사용자에게 QoS를 지원할 수 있다.
여기에서, QoS와 관련된 정보는 베어러 설정 요청에 대응하여 코어 네트워크(100)로부터 전송되는 초기 컨텍스트 확립 요청 메시지(Initial Context Setup Request Message) 또는 무선 액세스 베어러 확립 요청 메시지(E-RAB Setup Request Message)에 포함되어 전송될 수 있다. QoS와 관련된 정보는 서비스 유형별로 서비스의 품질 수준을 평가할 수 있는 QoS 파라미터를 포함한 정보일 수 있다. 일 예로, QoS 파라미터는, QoS의 우선순위와 관련된 QCI(QoS Class Identifier) 정보, EPS 베어러의 생성 및 거절과 관련된 ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 기지국(201)은, 코어 네트워크(100)로부터 QoS와 관련된 정보를 수신하면, QoS와 관련된 정보에 포함된 QoS 파라미터 및 특정 기준에 근거하여 통신 장치와의 연결을 위해 생성되는 베어러의 타입을 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(201)은, QoS 파라미터에 기반하여, 베어러를 GBR 타입 또는 non-GBR 타입으로 설정할 수 있다.
그리고, 기지국(201)은, 한정된 물리 자원의 범위 내에서, 베어러의 타입에 따라 통신 장치에 서비스 제공을 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국(201)은, GBR 타입으로 설정된 베어러에 대해서는, 채널 상태 등에 기반하여 소정의 비트레이트를 보장해줄 수 있도록 물리 자원을 할당할 수 있다. 또한, 기지국(201)은, GBR 베어러에 물리 자원을 먼저 할당한 후, 남은 물리 자원의 범위 이내에서 non-GBR 베어러에 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다. 예를 들어, 하나의 전송 구간(TTI: Transmission Time Interval)을 기준으로 하는 경우, 하나의 TTI에서 GBR 베어러에 할당되고 남은 물리 자원의 범위 내에서 non-GBR 베어러에 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다.
한편, 한정된 물리 자원량에 크게 영향을 미치지 않음에도 GBR 설정이 되어 있지 않아 데이터레이트가 보장되지 못하는 서비스 또는 약한 전계에 있거나 채널 상태가 좋지 않아 채널 상태가 좋을 때보다 필요 이상으로 물리 자원을 많이 소모하는 서비스 등과 같이 다수 사용자 무선 접속 시스템의 운용에 있어 예외적인 상황이 있을 수 있다. 이와 같은 예외적인 상황에서 기지국이 QCI 정보 및 특정 기준에만 근거하여 일률적으로 스케쥴링을 수행하면, 커버리지 영역 내에 위치한 다수의 통신 장치에 물리 자원을 효율적으로 할당하지 못하는 문제가 있을 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 통신 장치에 대한 스케쥴링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 베어러 설정 기준의 일 예를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 임의의 통신 장치에 대하여 설정된 non-GBR 베어러를 확인할 수 있다(S210).
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 코어 네트워크로부터 특정 서비스에 대한 QoS와 관련된 정보를 수신하고, QoS와 관련된 정보에 포함된 QCI 정보, ARP 정보 및 특정 기준에 근거하여, 베어러의 특성(또는 타입)을 결정하고 결정된 베어러를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 임의의 통신 장치로부터 요청된 서비스에 대응되는 QCI 정보에 근거하여 결정된 타입에 따른 베어러를 생성할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 요청된 서비스에 대응하는 QCI 정보가 높은 우선순위의 정보인 경우, GBR 베어러를 생성하고, 요청된 서비스에 대응하는 QCI 정보가 낮은 우선순위의 정보인 경우, non-GBR 베어러를 생성할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, non-GBR 베어러로 설정된 베어러들을 확인(특정)한 뒤, non-GBR 베어러에 대하여 코어 네트워크로부터 수신한 QCI 정보, ARP 정보 및 SPID 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정할 수 있다(S220).
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, non-GBR 베어러 중 기 설정된 기준을 만족하는 특정 non-GBR 베어러에 대해서는 GBR 베어러처럼 취급하여, 특정 비트레이트가 보장되도록 설정할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기 설정된 기준은, 베어러의 특성에 따른 베어러별 속성 정보(예를 들어, QoS의 우선순위와 관련된 QCI 정보, EPS 베어러의 생성 및 거절과 관련된 ARP 정보 및 특정 가입자의 단말을 식별할 수 있도록 사업자 서버에서 기지국으로 전송되는 SPID(Subscriber Profile IDentifier) 정보 등)에 기반하여, 어떤 베어러에 대하여 상기 특정 비트레이트를 보장 해줄지 여부를 결정하는 기준으로, 상향링크 및 하향링크 각각에 대하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기 설정된 기준은, QCI 정보와 ARP 정보의 우선순위와 관련된 기준으로, 소정의 QCI 값 범위 이내에 해당하는 베어러들 중 ARP 정보의 우선순위에 따라 특정 베어러를 결정하는 제1 기준 및 QCI 정보의 우선순위에 따라 특정 베어러를 결정하며, 결정된 베어러들이 동일한 QCI 정보를 가지면, 결정된 베어러들 중에서 ARP 정보의 우선순위에 따라 특정 베어러를 결정하는 제2 기준을 포함할 수 있다.
보다 구체적인 예로, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 기준을 이용하여, QCI 정보가 6 내지 9의 범위를 갖는 베어러들 중 ARP 정보가 우선하는(도 2b에서는, ARP가 8의 값을 갖는 베어러들) 베어러들을 특정 비트레이트 보장을 위한 특정 베어러로 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 기준을 이용하여, QCI 정보가 우선하는 베어러들(QCI = 6)을 우선적으로 선택한 뒤, QCI 값이 6인 베어러들 중에서는 ARP 정보가 우선(ARP = 8)하는 베어러를 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 베어러로 결정할 수 있다.
본 명세서에서는, QCI 정보 및 ARP 정보의 우선순위와 관련하여 설정된 기준을 이용하여 베어러들을 특정하는 실시 예에 대하여 설명하였으나, QCI 정보 및 ARP 정보의 우선순위 및 사업자 서버로부터 전달받은 특정 단말의 식별 정보인 SPID 정보를 추가적으로 고려하여, 우선적으로 선택된 베어러들 중 특정 단말에 대하여 설정된 베어러를 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 베어러로 결정하는 실시 예 또한 고려될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 기 설정된 기준에 따라 non-GBR 베어러에 특정 비트 레이트를 보장해줄지 여부를 결정하면, 결정 결과에 기반하여 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다(S230).
예를 들어, 기지국은, GBR 베어러가 설정되면, 이에 대한 채널상태정보에 기반하여 상기 GBR 베어러에서 보장되어야 할 최소 비트레이트로 패킷이 전송될 수 있도록 물리 자원을 할당할 수 있다. 또한, 기지국은 하나의 TTI 구간을 기준으로 할 때, 하나의 TTI 구간에 대응되는 물리 자원 중 GBR 베어러에 할당하고 남은 물리 자원의 범위 내에서 non-GBR 베어러에 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, non-GBR 베어러 중 특정 비트레이트를 보장해줄 것으로 결정된 특정 non-GBR 베어러에 대해서는, 특정 비트레이트가 확보되도록 물리 자원을 할당해줄 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 결정된 특정 베어러가 복수 개인 경우, 특정 베어러들 사이 지정된 우선순위에 기반하여 물리 자원을 할당할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 비트레이트는 별도의 계산부에 의하여 기존의 운용 통계에 기반하여 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장하지 않을 것으로 결정하면, non-GBR 베어러가 best effort로 동작하도록 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 한정된 물리 자원 중 GBR 베어러에 물리 자원을 먼저 할당한 뒤, 남은 물리 자원 범위에서, non-GBR 베어러들에 대하여 물리 자원을 할당할 수 있다. 이 때, non-GBR 베어러 중 특정 non-GBR 베어러가 결정된 경우, 특정 non-GBR 베어러에 대하여 우선적으로 특정 비트레이트 확보를 위한 물리 자원을 할당한 뒤, 특정 non-GBR 베어러에까지 물리 자원을 할당하고 남은 물리 자원의 범위에서 그 이외의 non-GBR 베어러에 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, QCI 정보에 기반하여 1차적으로 GBR 베어러 및 non-GBR 베어러를 분류하고, QCI 정보, ARP 정보 및 SPID 정보 중 적어도 하나와 관련하여 설정된 기준에 따라 2차적으로 non-GBR 베어러 중에서 특정 비트레이트를 보장하는 특정 non-GBR 베어러를 결정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 서비스에 대응되는 QCI 정보에 근거하여 일률적으로 자원 할당을 수행하는 것이 아니라, 서비스 자체의 특성 등에 기반하여 미리 설정된 자원 할당의 우선순위 기준(상술한 기 설정된 기준)을 추가로 고려함으로써, 서비스의 품질 및 전체 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
예를 들어, IPTV(Internet Protocol TV)나 대화형 Voice 및 대화형 Video 서비스 등은 실행 시 통신 단말의 서비스 요청과 이에 대한 네트워크 및 기지국의 응답이 소정의 시간 이내에 이루어져야 하는 실시간성의 특성을 갖는다. 그러므로 상기의 서비스들은 기지국에서 다른 서비스들보다 우선하여 자원이 할당되는 것이 바람직할 것이다. 그러나 한편으로는, IPTV나 대화형 Video와 같은 서비스를 높은 품질로 유지시키기 위하여 많은 양의 물리 자원을 우선 할당해 줌으로써, 제한적인 물리 자원 내에서 지원할 수 있는 다른 서비스 수가 일정 수준 이상으로 줄어들거나, 다른 서비스의 품질에 지장을 주는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 일정 비트레이트를 보장받아야 하는 서비스에 대한 베어러가 설정된 통신 단말이 기지국의 수신 신호가 도달하기 어려운 위치에서 서비스 받는 경우, 해당 서비스 대비하여 더 많은 양의 물리 자원을 할당해 주어야 하므로, 상술한 문제가 심화될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 실시간성의 특성을 갖는 서비스들에 대해서는, 최대한 GBR 베어러와 유사한 자원 할당 방식을 사용함으로써 서비스의 품질을 보장해 주고, 소수의 서비스에 대한 베어러가 물리 자원을 지나치게 사용함으로써 문제가 발생하는 경우에는, 문제가 되는 베어러들에 대해서 non-GBR 베어러와 유사한 자원 할당 방식을 적용함으로써, 기지국 내 전체 서비스들의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 방법을 구현하기 위한 동작의 흐름을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(300)은, 송수신부(310) 및 제어부(320)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는, 상위 코어 네트워크로부터 하향 데이터 패킷을 수신한 뒤, 무선 매질을 통하여 통신 장치에 전송하는 처리를 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(320)에서 생성된 메시지를 외부 통신 장치로 전송 처리하는 동작을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는, 소정의 규격에 따라 GTP/PDCP/RLC/MAC 등의 계층화된 프로토콜 처리를 담당하는 데이터패킷 처리부(311)와 외부의 통신 장치와 송수신할 데이터를 무선을 통하여 전송할 수 있는 형태로 변환하는 물리자원 처리부(312)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(300)은 제어부(320)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(320)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제어 통신부(321), 베어러의 비트레이트 결정부(322) 및 스케쥴링부(323)를 더 포함할 수 있다.
제어 통신부(321)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크 및 외부 통신 장치와의 통신을 위한 메시지의 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 새로운 통신 장치가 접속하거나 기 접속되었던 통신 장치가 새로운 서비스를 요청한 경우, 제어 통신부(321)는 기지국으로 서비스 요청을 위한 메시지에 포함된 SPID 정보, 요청한 서비스의 QoS 관련 정보, 예를 들어, QCI, ARP, MBR(Minimum Bit Rate), GBR(Guaranteed Bit Rate) 등을 확인한 후, 서비스를 위한 베어러 설정 요청 메시지를 코어 네트워크로 전송하도록 송수신부(310)를 제어할 수 있다.
베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 제어 통신부(321)로부터 GBR에 대응되는 QCI가 설정된 베어러들에 대하여 비트레이트 보장을 위한 자원할당을 수행하도록 스케줄링부(322)를 제어할 수 있다.
또한, 베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 제어 통신부(321)로부터 기지국 내의 모든 통신 장치들에 대한 베어러들 중 non-GBR에 대응되는 QCI가 설정된 베어러들에 대하여는, QCI 정보, ARP 정보 및 SPID 정보 중 적어도 하나에 기반하여 특정 비트레이트를 보장할지 여부를 결정할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어러의 비트레이트 결정부(322)는 non-GBR 베어러의 QCI 정보, ARP 정보 및 SPID 정보 중 적어도 하나에 기반하여 기 설정된 기준을 저장할 수 있다. 도 2a에서 상술한 바와 같이, 기 설정된 기준은 상향 링크 및 하향 링크 각각에 대하여 설정될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 비트레이트 또한 미리 저장될 수 있다.
보다 구체적으로, 베어러의 비트레이트 결정부(322)는 확인된 non-GBR 베어러들 중 제1 기준에 따라 소정의 QCI 값 범위 이내에 해당하는 베어러들에서 ARP 정보의 우선 순위에 따라 특정 비트레이트 보장을 위한 특정 베어러를 결정할 수 있다. 또한, 베어러의 비트레이트 결정부(322)는 확인된 non-GBR 베어러들 중 제2 기준에 따라 QCI 정보의 우선순위에 따라 특정 베어러를 결정하고, 결정된 베어러들 사이에서는 ARP 정보의 우선순위에 따라 특정 베어러를 우선적으로 결정할 수 있다.
한편, 베어러의 비트레이트 결정부(322)에서 베어러에 대한 비트레이트가 결정되면, 스케쥴링부(323)에서는 베어러의 비트레이트 결정부(322)에서 결정된 결과에 기반하여 적어도 하나의 통신 장치에 패킷을 전송하기 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스케쥴링부(323)는, 먼저, GBR 베어러에 대응되는 비트레이트 값이 확보되도록 적어도 하나의 장치에 물리 자원을 우선적으로 할당할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스케쥴링부(323)는 non-GBR 베어러 중 특정 non-GBR 베어러에 대하여 특정 비트레이트가 확보되도록 물리 자원을 할당할 수 있다. 이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스케쥴링부(323)는, 상기 GBR 베어러 및 특정 non-GBR 베어러에 할당하고 남은 물리 자원의 범위 내에서 non-GBR 베어러에 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 네트워크 및 통신 장치들과 기지국 간의 동작은 도 3b를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는, 코어 네트워크(301)로부터 QoS 관련 정보가 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이, 초기 컨텍스트 확립 요청 메시지나 베어러 설정 요청 메시지 등이 상기 메시지에 해당할 수 있다. 이와 같이, 코어 네트워크(301)로부터 송수신부(310)를 통하여 상기 메시지를 수신한 제어 통신부(321)는, 제어부에 포함된 베어러의 비트레이트 결정부(322)로 수신된 메시지를 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 전달받은 메시지에 포함된 QoS 관련 정보(예를 들어, QCI 정보, ARP 정보 등)에 기반하여 통신 장치(303)를 위해 설정할 베어러의 타입을 결정할 수 있다. 또한, 도 3a에서 상술한 바와 같이, 베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 결정된 베어러의 타입에 따라 베어러에 확보해줄 비트레이트를 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 소정의 조건이 만족되는 것에 기반하여, 커버리지 영역 내에 포함된 통신 장치들의 무선(air) 상태를 운용자의 네트워크 관리장치(302)로 보고할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치들로부터 주기적으로 보고받은 CQI 정보가 기 설정된 시간 동안 설정값 이하를 지속하거나, 특정 통신 장치에 할당된 물리 자원량이 기 설정된 시간 동안 설정된 값 이상을 지속하는 조건 등을 만족할 때, 이에 대하여 운용자의 네트워크 관리 장치(302)에 보고할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는, 통신 장치(303)로부터, 상기 통신 장치(303)에 설정된 베어러들 각각에 대한 채널 품질을 나타내는 채널상태정보를 수신할 수 있다. 그리고, 송수신부(310)는, 상기 채널상태정보를 기 설정된 주기에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(320)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신부(310)는, 상기 채널상태정보를 제어부(320)에 포함된 스케쥴링부(322)로 전달할 수 있다.
베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 베어러별 비트레이트를 결정하면, 상기 결정에 기반하여 각 베어러에 물리 자원이 할당되도록 상기 결정을 스케쥴링부(322)로 전달할 수 있다. 이때, 베어러의 비트레이트 결정부(322)는, 주기적으로 보고받은 채널상태정보를 고려하여 물리 자원 할당을 위한 최종 스케쥴링 정보를 스케쥴링부(323)로 전달할 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 베어러의 비트레이트 결정부(322)의 상기 최종 스케쥴링 정보는 특정 인터페이스를 통하여 스케쥴링부(323)로 전달될 수 있다.
스케쥴링부(323)는 상기 최종 스케쥴링 정보에 기반하여, 각 베어러별로 물리 자원을 할당할 수 있다. 그리고, 할당된 물리 자원을 송수신부(310)를 통하여 적어도 하나의 통신장치(303)에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 적어도 하나의 통신 장치에 설정된베어러들 각각에 대한 채널 상태에 기반하여 상기 베어러들 각각에 대하여 스케쥴링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 임의의 통신 장치에 설정된 GBR 베어러가 채널 상태가 좋지 못한 경우, 상기 GBR 베어러에 대응되는 비트레이트를 보장해주기 위하여 채널 상태가 좋은 때보다 더 많은 물리 자원을 할당할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 통신 장치에 설정된 베어러들 각각의 채널 상태가 변하는 경우, 기지국은 변하는 채널 상태를 반영하여 상기 베어러들 각각에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따라 non-GBR 베어러가 특정 비트레이트가 보장되도록 결정되었으나, 채널 상태가 좋지 않아 상기 특정 비트레이트를 보장해주는 것이 통신 시스템 내의 물리 자원량에 영향을 미치는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 상기 non-GBR에 대하여 특정 비트레이트 확보를 위한 물리 자원을 할당해줄지 여부를 결정할 수 있다. 이와 관련하여는 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국과 통신 장치들 간의 연결의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 통신 장치들 각각의 자원 사용량을 도식화한 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(400)의 커버리지 영역 내에 제1 통신 장치(410) 및 제2 통신 장치(420)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 4a에서와 같이, 제1 통신 장치(410)는 기지국(400)과의 통신이 유리한 위치에 있고, 제2 통신 장치(420)는 커버리지 영역의 경계 부분인 최약전계에 위치하여, 제1 통신 장치(410)보다 기지국(400)과의 통신이 비교적 불리할 수 있다.
일 예로, 제1 통신 장치(410) 및 제2 통신 장치(420) 각각에 설정된 non-GBR 베어러를 제1 non-GBR 베어러 및 제2 non-GBR 베어러로 정의하는 경우, 도 2에서 상술한 실시예에 따라 제1 및 제2 non-GBR 베어러 각각은 특정 비트레이트를 보장받도록 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(400)은, 제1 non-GBR 베어러 및 제2 non-GBR 베어러 각각에 대한 채널상태정보를 수신할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 기지국(400)의 커버리지 영역에서의 제1 통신 장치(410)와 제2 통신 장치(420)의 위치는 채널 품질에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 제1 non-GBR 베어러에 대한 채널 품질이 제2 non-GBR 베어러에 대한 채널 품질보다 좋을 수 있다. 이 경우, 기지국(400)이 제1 통신 장치와 제2 통신 장치 각각에 동일한 서비스를 제공한다 하더라도 특정 비트레이트를 보장해주기 위해서는, 채널 품질에 따라 제1 non-GBR 베어러에 더 많은 물리 자원을 할당해줘야 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(400)은, 도 4b에 도식화된 바와 같이, 동일한 서비스를 제1 통신 장치(410) 및 제2 통신 장치(420) 각각에 제공함에 있어, 제2 통신 장치(420)에 훨씬 많은 물리 자원을 할당해주도록 스케쥴링하게 된다. 이와 같이, 제2 non-GBR 베어러에 대하여 제1 non-GBR 베어러보다 훨씬 많은 물리 자원을 할당해주게 되면, 한정된 물리 자원량을 고려할 때, 다른 서비스의 제공에 영향을 미치는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 non-GBR 베어러가 특정 non-GBR 베어러로 결정되었다 하더라도, 채널 상태를 추가적으로 고려하여 특정 비트레이트를 확보해줄지 여부를 결정할 수 있다. 이하에서는, non-GBR 베어러 중 특정 non-GBR 베어러로 결정된 베어러들에 대하여 특정 비트레이트가 확보되도록 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 실시 예에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 non-GBR 베어러에 대한 물리 자원 할당 방법에 관한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 통신 장치로부터 채널 품질을 나타내는 채널상태정보를 수신할 수 있다(S510).
여기에서, 채널 품질을 나타내는 채널상태정보는 CQI 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치는, CQI 정보를 주기적으로 기지국으로 보고할 수 있다.
통신 장치로부터 CQI 정보가 수신되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, CQI 정보를 이용하여 특정 non-GBR 베어러에 할당되는 물리 자원량을 결정할 수 있다(S520).
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 다음의 수식 1 및 수식 2에 기반하여 물리 자원량을 결정할 수 있다.
[수식 1]
Figure 112017049853977-pat00001
수식 1은, 커버리지 영역 내에 총 N개의 통신 장치들이 접속한 경우, MCS(Modulation and Coding Scheme)로부터 i 번째 통신 장치에 설정된 특정 non-GBR 베어러에 할당되는 물리자원량의 최대값을 도출하기 위한 수식으로써, 특정 수식으로 결정되거나, 기 입력한 도표를 참조하여 내삽 또는 외삽하는 방식을 통해 연산될 수 있다.
여기에서, i는
Figure 112017049853977-pat00002
을 만족하며, GBRi는 상술한, 특정 non-GBR 베어러에 보장될 특정 비트레이트에 관한 시스템 파라미터로써, QCI 정보 및 ARP 정보 별로 설정할 수 있는 값이다. 이는
Figure 112017049853977-pat00003
는 시간 평균을 하여 사용할 수도 있다.
[수식 2]
Figure 112017049853977-pat00004
수식 2는 커버리지 영역 내의 모든 특정 non-GBR 베어러들에 할당된 물리 자원량의 추정값이다.
수식 1 및 수식 2에 기반하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 특정 non-GBR 베어러에 할당된 물리 자원량을 결정하면, 결정된 물리 자원량과 기 설정된 임계값의 비교에 근거하여, 특정 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트 확보를 위한 특정 물리자원을 할당할지 여부를 결정할 수 있다(S530).
일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 결정된 물리 자원량과 기 설정된 임계값의 크기를 비교하여, 결정된 물리 자원량이 기 설정된 임계값보다 큰 경우, 특정 non-GBR 베어러에 특정 물리자원을 할당하지 않을 것으로 결정할 수 있다. 즉, 이 경우 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 특정 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장해주지 않을 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, GBR 베어러처럼 취급되었던 특정 non-GBR 베어러는 일반적인 non-GBR 베어러처럼 취급되어 best effort 자원할당 방식을 통하여 임의의 물리 자원이 할당될 수 있다.
또한, 일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 결정된 물리 자원량이 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 특정 non-GBR 베어러에 특정 물리자원을 할당할 것으로 결정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, QCI 정보와 관련된 기준에 따라 특정 non-GBR 베어러를 GBR 베어러처럼 취급하게 된다.
이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 특정 non-GBR 베어러의 물리자원량에 따라 결정된 결과에 기반하여 특정 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다(S540).
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 서비스의 특성에 따라 특정 non-GBR 베어러에 대하여는 비트 레이트를 보장하더라도, 상기 특정 non-GBR 베어러가 설정된 통신 장치로부터 주기적으로 수신되는 CQI 정보에 기반하여 상기 특정 non-GBR 베어러에 대해 특정 비트레이트를 보장하지 않을 것으로 결정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 채널 상태에 따라 특정 non-GBR 베어러에 비트레이트를 보장해줄지 여부를 유동적으로 결정함으로써, 한정된 물리 자원량을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 5에서는, 일 예로, 하나의 특정 non-GBR 베어러를 기준으로 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에는 복수의 통신 장치 각각에 대하여 non-GBR 베어러가 설정될 수 있으며, 하나의 통신 장치에서도 복수의 non-GBR 베어러가 설정될 수 있는 바, 이하에서는, 또 다른 예로, 복수의 특정 non-GBR 베어러에 대하여 물리 자원을 할당하는 방법을 설명하기로 한다.
도 6a는 복수의 특정 non-GBR 베어러에 물리 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6b는 특정 non-GBR 베어러들의 물리자원량을 도식화한 도면이다.
본 실시 예에서는, 기지국의 커버리지 영역 내에서 설정된 복수의 non-GBR 베어러에 대하여 특정 비트레이트가 보장되도록 결정되었을 때, 채널 상태에 따라 복수의 특정 non-GBR 베어러에 물리 자원을 할당하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 이하에서는, 서로 다른 특정 non-GBR 베어러를 제1 특정 non-GBR 베어러 및 제2 특정 non-GBR 베어러로 정의하고 설명하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 특정 non-GBR 베어러에 대한 CQI 정보를 수신할 수 있으며, 제2 특정 non-GBR 베어러에 대한 CQI 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 각 특정 non-GBR 베어러에 대한 채널 상태에 기반하여 물리 자원량을 결정할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 특정 non-GBR 베어러에 대한 CQI 정보에 기반하여 제1 특정 non-GBR 베어러의 물리 자원량인 제1 물리 자원량을 결정하고, 제2 특정 non-GBR 베어러에 대한 CQI 정보에 기반하여 제2 특정 non-GBR 베어러의 물리 자원량인 제2 물리 자원량을 결정할 수 있다(S610).
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 물리자원량과 제2 물리자원량의 합과 기 설정된 임계값을 비교할 수 있다(S620).
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 물리자원량과 제2 물리자원량의 합이 전체 물리 자원량에 기반하여 설정된 임계값보다 큰지 여부를 결정할 수 있다.
일 예로, 제1 물리자원량과 제2 물리자원량의 합이 기 설정된 임계값보다 크다 판단되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 제1 특정 non-GBR 베어러 및 제2 특정 non-GBR 베어러 중 적어도 하나에 대하여 특정 비트레이트를 보장하지 않을 것으로 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 특정 non-GBR 베어러 및 제2 특정 non-GBR 베어러 중 적어도 하나를 선택할 수 있다(S630).
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 물리 자원량에 기반하여 제1 특정 non-GBR 베어러 및 제2 특정 non-GBR 베어러 중 하나를 선택할 수 있다. 일 예로, 도 6b와 같이, 제1 물리자원량과 제2 물리자원량의 합이 기 설정된 임계값을 넘는 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 제1 물리자원량과 제2 물리자원량 중 더 큰 값을 갖는 특정 non-GBR 베어러를 선택할 수 있다. 도 6b에서는, 제1 특정 non-GBR 베어러가 선택될 수 있다.
또 다른 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 특정 non-GBR 베어러와 제2 특정 non-GBR 베어러 중 전송될 패킷이 나중에 할당된 특정 non-GBR 베어러를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 서비스의 요청 이후에 제2 서비스의 요청이 이루어져, 제 서비스에 대응되는 제1 특정 non-GBR 베어러에 제1 물리자원량이 할당된 후, 제2 서비스에 대응되는 제2 특정 non-GBR 베어러에 제2 물리자원량이 할당된 경우일 수 있다.
보다 구체적인 예로, 도 6b에서 도시된 바와 같이, 제1 물리자원량이 먼저 할당된 후 제2 물리자원량이 할당되게 되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 제2 특정 non-GBR 베어러를 선택할 수 있다.
이와 같이, 적어도 하나의 특정 non-GBR 베어러가 선택되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 선택된 특정 non-GBR 베어러에 대하여는 특정 비트레이트 보장을 위한 특정 물리자원을 할당하지 않도록 스케쥴링을 수행할 수 있다(S640).
예를 들어, 제1 특정 non-GBR 베어러가 선택된 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, GBR 베어러 및 제2 특정 non-GBR 베어러에 대하여 물리 자원을 할당한 이후, 남은 물리 자원의 범위 이내에서 제1 특정 non-GBR 베어러에 대하여 임의의 물리 자원을 할당할 수 있다. 마찬가지로, 제2 특정 non-GBR 베어러가 선택된 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, GBR 베어러, 제1 특정 non-GBR 베어러에 대하여 물리 자원을 할당한 이후, 제2 특정 non-GBR 베어러에 물리 자원이 할당되도록 스케쥴링을 수행할 수 있다.
한편, 제1 물리자원량과 제2 물리자원량의 합이 기 설정된 임계값보다 크지 않은 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 특정 non-GBR 베어러와 제2 특정 non-GBR 베어러 각각에 특정 비트레이트가 보장되도록 스케쥴링을 수행할 수 있다(S650).
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, non-GBR 베어러로 설정되더라도 서비스의 특성을 고려하여 특정 non-GBR 베어러에 대해서는 특정 비트레이트가 보장되도록 하여 서비스의 품질을 높일 수 있다. 또한, 특정 non-GBR 베어러로부터 주기적으로 채널 상태를 보고받고 채널 상태에 따라 계속하여 비트레이트를 보장해줄지 여부를 결정함으로써, 상황에 따라 물리 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신을 수행하는 기지국 방법에 있어서,
    임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러를 확인하는 단계;
    코어 네트워크 노드로부터 상기 non-GBR 베어러에 대하여 수신된 QCI(QoS Class Identifier) 정보, ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 및 SPID(Subscriber Profile IDentifier) 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하면,
    상기 특정 비트레이트를 확보하기 위한 물리 자원을 상기 non-GBR 베어러에 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장하지 않을 것으로 결정하면,
    하나의 TTI(Transmission Time Interval) 구간에 대응되는 물리 자원에서, 상기 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 GBR 베어러에 할당한 후 남은 물리 자원을 상기 non-GBR 베어러에 임의로 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 non-GBR 베어러에 상기 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하는 것은,
    상기 non-GBR 베어러 중 소정의 QCI 값 범위 이내의 QCI 정보를 갖는 non-GBR 베어러들에 대한 ARP 정보의 우선순위를 기준으로 하여 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 non-GBR 베어러에 상기 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하는 것은,
    상기 non-GBR 베어러들 중 QCI 정보의 우선순위를 기준으로 결정하고,
    상기 결정된 non-GBR 베어러들에 대한 QCI 정보가 동일한 경우, 상기 결정된 non-GBR 베어러들의 ARP 정보의 우선순위를 기준으로 하여 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 임의의 통신 장치로부터 채널 품질에 관한 채널상태정보를 수신하는 단계; 및
    상기 채널상태정보를 이용하여, 상기 특정 비트레이트가 보장되는 것으로 결정된 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 대하여 상기 특정 비트레이트 확보를 위한 특정 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 채널상태정보는 CQI (Channel Quality Information) 정보를 포함하고,
    상기 특정 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 단계는,
    수신된 CQI 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 할당되는 물리 자원량을 결정하는 단계;
    상기 결정된 물리 자원량과 기 설정된 임계값의 비교에 근거하여, 상기 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 대하여 상기 특정 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 특정 non-GBR 베어러에 대하여 수신되는 CQI 정보에 기반하여 상기 제1 특정non-GBR 베어러의 제1 물리 자원량을 결정하고, 제2 특정 non-GBR 베어러에 대하여 수신되는 CQI 정보에 기반하여 상기 제2 특정 non-GBR 베어러의 제2 물리 자원량을 결정하는 단계;
    상기 제1 물리 자원량과 상기 제2 물리 자원량의 합 및 상기 기 설정된 임계값을 비교하는 단계;
    상기 제1 물리 자원량과 상기 제2 물리 자원량의 합이 상기 기 설정된 임계값보다 크면, 상기 제1 특정 non-GBR 베어러 및 상기 제2 특정 non-GBR 베어러 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 특정 non-GBR 베어러에는 상기 특정 물리 자원을 할당하지 않도록 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 제1 물리 자원량이 상기 제2 물리 자원량보다 큰 경우, 상기 제1 특정 non-GBR 베어러를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 제1 특정 non-GBR 베어러와 상기 제2 특정 non-GBR 베어러 중 베어러를 통하여 전송할 패킷이 나중에 할당된 특정 non-GBR 베어러를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  11. 무선 통신을 수행하는 기지국에 있어서,
    코어 네트워크로부터 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러에 대한 QCI(QoS Class Identifier) 정보를 수신하는 송수신부; 및
    상기 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 non-GBR(non-Guaranteed Bit rate) 베어러를 확인하고, 상기 QCI 정보에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트(bit rate)를 보장할지 여부를 결정하고, 상기 결정에 기반하여, 상기 non-GBR 베어러에 대한 스케쥴링을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하면, 상기 특정 비트레이트를 확보하기 위한 물리 자원을 상기 non-GBR 베어러에 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 non-GBR 베어러에 특정 비트레이트를 보장하지 않을 것으로 결정하면, 하나의 TTI(Transmission Time Interval) 구간에 대응되는 물리 자원에서, 상기 임의의 통신 장치에 대해 설정된 적어도 하나의 GBR 베어러에 할당한 후 남은 물리 자원을 상기 non-GBR 베어러에 임의로 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 non-GBR 베어러 중 소정의 QCI 값 범위 이내의 QCI 정보를 갖는 non-GBR 베어러들에 대한 ARP 정보의 우선순위를 기준으로 하여 상기 non-GBR 베어러에 대한 상기 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 non-GBR 베어러들 중 QCI 정보의 우선순위를 기준으로 결정된 non-GBR 베어러들에 대하여 상기 특정 비트레이트를 보장할 것으로 결정하고,
    상기 결정된 non-GBR 베어러들에 대한 QCI 정보가 동일한 경우, 상기 결정된 non-GBR 베어러들의 ARP 정보의 우선순위를 기준으로 하여 상기 특정 비트레이트를 우선적으로 보장하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 송수신부는, 상기 임의의 통신 장치로부터 채널 품질에 관한 채널상태정보를 수신하고,
    상기 제어부는, 상기 채널상태정보를 이용하여, 상기 특정 비트레이트가 보장되는 것으로 결정된 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 대하여 상기 특정 비트레이트 확보를 위한 특정 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 채널상태정보는 CQI (Channel Quality Information) 정보를 포함하고,
    상기 제어부는, 수신된 CQI 정보에 기반하여 상기 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 할당되는 물리 자원량을 결정하고, 상기 결정된 물리 자원량과 기 설정된 임계값의 비교에 근거하여, 상기 하나 이상의 특정 non-GBR 베어러에 대하여 상기 특정 물리 자원을 할당할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 특정 non-GBR 베어러에 대하여 수신되는 CQI 정보에 기반하여 상기 제1 특정non-GBR 베어러의 제1 물리 자원량을 결정하고, 제2 특정 non-GBR 베어러에 대하여 수신되는 CQI 정보에 기반하여 상기 제2 특정 non-GBR 베어러의 제2 물리 자원량을 결정하고,
    상기 제1 물리 자원량과 상기 제2 물리 자원량의 합이 상기 기 설정된 임계값보다 크면, 상기 제1 특정 non-GBR 베어러 및 상기 제2 특정 non-GBR 베어러 중 적어도 하나를 선택하고,
    상기 선택된 특정 non-GBR 베어러에는 상기 특정 물리 자원을 할당하지 않도록 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 물리 자원량이 상기 제2 물리 자원량보다 큰 경우, 상기 제1 특정 non-GBR 베어러를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 특정 non-GBR 베어러와 상기 제2 특정 non-GBR 베어러 중 베어러를 통하여 전송할 패킷이 나중에 할당된 특정 non-GBR 베어러를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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