KR20020069994A - 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선환경에서 데이터 서비스의 품질을 보장하면서 효율성을 높일 수 있는 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 방법에 있어서, 대기 플로우가 발생한 경우 상기 플로우를 전송할 단말기와의 채널에 따라 지연 패킷을 큐잉하는 큐와 에러 링크 패킷을 큐잉하는 큐와 정상 패킷을 큐잉하는 큐 중 해당 큐에 상기 대기 플로우를 큐잉하는 과정과, 상기 큐들 중 우선순위가 높은 큐 순으로 해당 플로우의 패킷데이터들을 전송할 패킷데이터들을 큐잉하는 서빙 큐에 큐잉하는 과정과, 상기 서빙 큐에 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들을 상기 우선순위와 반대되는 우선순위로 상기 플로우들의 패킷데이터들을 분류하여 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING PACKET DATA IN MOBILE COMMUICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전송할 패킷데이터들 각각의 해당 채널 상태에 따라 스케줄링 하는 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 부호분할다중접속(CDMA) 방식을 기반으로 한 IS-95 방식과 시분할다중접속(TDMA)을 기반으로 한 GSM 방식이 있다. 이러한 이동통신 시스템은 모두 음성 전송을 위주로 설계되었다는 한계를 갖는다. 현재 음성뿐만 아니라 고속 데이터 통신도 가능하도록 한 IMT-2000 시스템이 새로이 제안되고 개발되고 있다. IMT-2000 시스템에는 IS-95에서 발전한 동기방식의 CDMA2000 규격과 GSM에서 발전한 비동기 방식의 UMTS 규격이 있다. IMT-2000 시스템은 CDMA를 기반으로 하여 고품질의 음성 및 최대 2Mbps의 데이터 서비스가 가능하다. IMT-2000 시스템을 통하여 화상 전화, 인터넷 검색 등의 본격적인 데이터 서비스가 이루어질 수 있다.
상기 IMT-2000 이동통신 시스템에서는 무선 환경에서 데이터의 효율적 전송을 위하여 공유 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있도록 하였다. UMTS 규격에서는 DSCH 채널이, CDMA2000에서는 SCH 채널이 이러한 용도로 사용된다. 공유 채널이란 특정 이동국(mobile station, MS)만이 전용으로 사용하는 채널이 아니라 다수의 MS가 공유하여 사용하는 채널로서, 기지국에서 MS들에게 일정량의 타임 슬롯(timeSlot)을 할당하고 상기 MS들 각각이 해당하는 슬롯을 통해 패킷데이터를 전송을 받도록 하는 채널이다.
일반적으로 특정 공유채널을 다수의 플로우(flow, 채널을 공유하는 기본 단위)가 공유하여 사용될 때, 전송되는 데이터 트래픽이 전송지연시간 등의 서비스 품질을 보장받기 위해서는 선입선출(FIFO) 방식의 서비스로는 불가능하며, 패킷 스케줄러가 필요한 것으로 밝혀졌다. 지금까지 유선망을 위한 패킷 스케줄러에 대해 많은 연구가 이루어져 왔으며, Weighted Fair Queueing, Virtual Clock, Self-Clocked Fair Queueing 등이 대표적인 스케줄러이다. 이러한 스케줄러 중 전송 대역폭(bandwidth)을 각각의 플로우들의 예약 전송률에 비례하여 할당하고, 최소 전송률을 보장할 수 있는 스케줄러를 공정(fair)한 스케줄러라고 한다.
무선 통신망의 무선 링크는 유선 매체에 비하여 현저히 불안정하다는 특성이 있다. 사용자가 불청지역으로 이동하거나 다른 사용자와의 상호 간섭이 커지는 등 다양한 원인으로 인해 채널의 안정성이 시간에 따라 심하게 변화한다. 무선 통신망은 무선 링크가 순간적으로 전송 불능이 되면, 전송을 일단 중지하였다가 링크가 안정되면 전송을 재개하거나, 무선 링크의 에러률이 높아지면 에러 복구를 위한 정보를 많이 삽입하는 방식(Incremental Redundancy)으로 무선 링크의 불안정성에 대처하고 있다. 유선망을 위한 패킷 스케줄러를 무선 통신망에 그대로 적용하면 이러한 불안정성으로 인해 공정한 스케줄링이 불가능하다. 불안정한 무선 링크로 인해 전송을 받지 못한 MS는 자신에게 허용된 전송률을 보장받지 못 할 수 있기 때문이다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 상기 도 1과 같은 무선망을 위한 패킷 스케줄러들이 개발되었다. Wireless Fair Queueing, Channel-condition Independent Fair Queueing, Server Based Fairness Approach 등이 그것으로서, 전송이 지연된 플로우들을 나중에 보상하여 공정성을 달성한다.
이를 도1 및 도3을 참조하여 설명하여 설명한다. 상기 도1은 일반적인 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 도1을 참조하여 설명한다.
도1에서 제어부(101)는 플로우들에 대한 전송률 정보를 저장하고 있으며, 상위계층으로부터 채널 상태에 대한 정보를 입력받아 일반적인 스케줄링 동작을 제어한다. 선택기(103)는 다수의 플로우들(플로우 1, 플로우 2, 플로우 3,...,플로우 n)을 입력받고, 상기 제어부(101)의 스케줄링에 따라 상기 플로우들의 패킷데이터를 선택하여 출력한다. 출력큐(105)는 상기 선택기(103)로부터 출력되는 패킷데이터를 입력되는 순서대로 큐잉(Queueing)하였다가 출력한다.
도2는 일반적인 상기 패킷데이터 스케줄링 장치에서의 동작 개념을 나타낸 도면으로서 상기 플로우들을 입력받아 스케줄링하여 공유채널을 통해 스케줄링된 패킷데이터열을 출력함을 나타낸다.
도3은 일반적인 이동통신시스템의 스케줄링 장치에서 플로우들의 전송률과 패킷데이터의 스케줄링 패턴을 나타내는 도면이다. 참조부호 301은 플로우 1의 패킷데이터 전송률, 303은 플로우 2의 패킷데이터 전송률 그리고 305는 플로우 3의 패킷데이터 전송률을 나타내는 것이다. 그리고 참조부호 307은 상기 플로우들을 스케줄링하여 출력된 패턴을 나타내는 것이다. 상기 307의 패턴을 가지는 상기 301,303, 305의 플로우들에 대한 패킷 데이터들은 상기 도1의 출력 큐(105)에 큐잉된다. 상기 307의 스케줄링 패턴은 전체 용량이 1이고, 플로우 1, 2, 3의 전송률이 0.25이고, 상기 플로우 3을 전송할 단말기(Mobile Station: MS)가 음영지역등과 같이 서비스를 제공받을 수 없는 지역에 있다고 가정하였을 경우의 패턴이다.
구체적으로, 상기 제어부(101)는 정상적으로 전송할 수 있는 플로우 1과 플로우 2를 307의 스케줄링 패턴과 같이 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 해당 전송률에 따라 전송한다. 그리고 플로우 3에 대한 단말기가 서비스를 받을 수 있는 지역으로 이동하였을 경우 제어부(101)는 플로우 1과 플로우 2와 플로우 3의 서비스량을 계산하고, 플로우 3을 상기 플로우 1과 플로우 2의 서비스 량과 동일하게 해 주기 위해서 세 번째 슬롯 311부터는 상기 플로우 1과 플로우 2의 전송을 중단하고 플로우 3만을 전송한다. 상기 제어부(101)는 서비스량을 주기적으로 계속 계산하고, 상기 플로우 1과 플로우 2와 플로우 3의 서비스 량이 같아지면 313슬롯부터는 상기 플로우들 각각의 전송률로 순차 전송한다.
상술한 바와 같이 공정성을 달성하기 위해 유선망에서 개발된 패킷 스케줄러들을 참조해야 이동통신시스템의 패킷 스케줄에 적용할 경우 복잡성이 높아진다. 또한 유선 패킷 스케줄러들을 참조하기 위해서는 스케줄러의 상태에 변화가 있을 때마다 유선 패킷 스케줄러를 동작시키고 그 상태를 기억해야 한다. 이는 프로세싱 능력 및 메모리 등이 모자라는 기지국에서 패킷 스케줄링을 어렵게 한다. 또한 지연된 플로우들을 보상하기 위한 구간동안에는 다른 플로우들을 전송할 수 없으므로써 다른 플로우들 각각의 전송률 보장할 수 없게 된다. 상기의 무선 패킷 스케줄러들은 상기 도2에서 볼 수 있는 바와 같이 정상적인 플로우들의 전송률을 낮추거나 정지시키어, 지연된 플로우들의 모자란 전송량을 보상한다. 그러나, 이는 정상적인 플로우의 예약 전송률을 보장하지 못하여 정상적인 플로우의 서비스 품질을 떨어뜨린다. 동화상 전송과 같은 특정 응용에서 상기와 같이 예약 전송률이 보장되지 못하면, 과도한 서비스 품질 하락을 초래할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다수의 단말기들에 대한 플로우들을 기지국과 상기 단말기간의 무선링크 상태에 따르고 상기 플로우들 각각의 전송률을 보장할 수 있는 이동통신시스템이 패킷데이터 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치에 있어서, 입력되는 플로우들 중 지연되는 플로우에 대한 패킷데이터를 큐잉 지연 패킷 큐와, 상기 플로우들 중 리던던시가 증가된 플로우에 대한 패킷데이터를 큐잉하는 에러 링크 패킷 큐와, 상기 플로우들 중 정상 전송할 수 있는 플로우에 대한 패킷 데이터를 큐잉하는 정상 패킷 큐와, 전송할 플로우들의 패킷데이터를 큐잉하는 서빙 큐와, 상기 큐들에 우선순위를 할당하고 상기 우선순위가 높은 큐의 패킷데이터들부터 상기 서빙 큐로 출력하여 큐잉시키고, 상기 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들을 상기 우선순위와 반대되는 우선순위로 분류하여 전송시키는 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 방법에 있어서, 대기 플로우가 발생한 경우 상기 플로우를 전송할 단말기와의 채널에 따라 지연 패킷을 큐잉하는 큐와 에러 링크 패킷을 큐잉하는 큐와 정상 패킷을 큐잉하는 큐 중 해당 큐에 상기 대기 플로우를 큐잉하는 과정과, 상기 큐들 중 우선순위가 높은 큐 순으로 해당 플로우의 패킷데이터들을 전송할 패킷데이터들을 큐잉하는 서빙 큐에 큐잉하는 과정과, 상기 서빙 큐에 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들을 상기 우선순위와 반대되는 우선순위로 상기 플로우들의 패킷데이터들을 분류하여 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
도1은 일반적인 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치의 구성을 나타낸 도면.
도2는 일반적인 상기 패킷데이터 스케줄링 장치에서의 동작 개념을 나타낸 도면.
도3은 일반적인 이동통신시스템의 스케줄링 장치에서 패킷데이터의 스케줄링 패턴을 나타내는 도면.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치의 구성을 나타낸 도면.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 패킷데이터 스케줄링 장치에서의 동작 개념을 나타낸 도면.
도6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템의 스케줄링 방법을 나타내는 흐름도를 도시한 도면.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템의 스케줄링 장치에서 패킷데이터의 스케줄링 패턴 예를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일 부호를 가지도록 하였다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 이동통신시스템의 스케줄링 장치는 채널 상태 또는 단말기와의 무선링크 상태에 따른 개별적인 메모리를 구비한다. 상기 메모리들은 큐(Queue)로서, 입력되는 해당 플로우를 선입선출(First IN First Out: FIFO) 방식으로 입/출력한다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템의 스케줄링 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 이하 상기 도4를 참조하여 상세한다.
제어부(401)는 상위계층으로부터 채널 상태 정보 또는 무선 링크 정보를 입력받고 본 발명에 따른 스케줄링 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 다중화기(403)는 다수의 플로우들(플로우1, 플로우2, 플로우3,...,플로우n)을 입력받고, 상기 제어부(401)의 제어를 받아 상기 플로우들을 상기 채널 상태 정보 및 무선링크 정보에 따라 QL(405), QR(407), 또는 QN(409)로 선택하여 출력한다. 본 발명의 실시 예에서 상기 스케줄링 장치는 단말기와의 무선링크 상태에 따라 우선순위가 정해진 4개의 메모리들 405, 407, 409, 413을 구비한다. 상기 메모리들은 큐로서, 서비스할 플로우들의 패킷데이터들을 큐잉하는 서빙 큐(413: Serving Queue: SQ), 지연되는 플로우들의 패킷 데이터를 큐잉하는 지연 플로우 큐(405: Queue for Lagging Flows: QL)와 리던던시가 증가된 플로우들의 패킷데이터를 큐잉하는 큐(407: Queue for Increment Redundancy Flows: QR)과 일반적인 플로우들의 패킷데이터를 큐잉하는 큐(409: Queue for Normal: QN)로 구성된다. 새로이 패킷을 전송하려하는 플로우(이하 "대기 플로우"라 함)는 QL(405), QR(407), QN(409)에서 선두 패킷의 전송이 가능해질 때까지 기다린다. 선택기(411)는 상기 제어부(401)의 제어를 받아 상기 QL(405)에 큐잉되는 지연 패킷과 QR(407)에 저장되는 에러 링크 대한 패킷과 정상 패킷 중 하나를 선택하여 서비스할 패킷을 큐잉하였다가 전송하는 SQ(413)로 출력한다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 스케줄링 장치의 동작 개념을 나타낸 도면이다. 도5에서 채널상태 및 무선링크의 상태에 따라 지연 패킷은 QL(405)로 에러 링크 패킷은 QR(407)로 정상 패킷은 QN(409)로 입력된다. 상기 각 큐에 저장된 패킷들 중 전송이 허용된 플로우는 상기 제어부(401)의 제어를 받아 선택기(411)에 의해 상기 선택되어 SQ(413)로 이동하여 선두 패킷을 전송한다.
도6은 레이트에 따라 플로우들을 스케줄링하는 과정을 나타내는 도면이고, 도7은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도6과 같이 스케줄링하기 위한 방법을 나타낸 도면이다.
이하 도6을 참조하여 설명하면, 601에서 603구간에서는 플로우 3은 전송되지 않고 플로우 1과 플로우 2만 교번하여 전송된다. 상기 603구간 이후에서 플로우 3은 상기 601에서 603구간에서 전송되지 못해 뒤떨어진 전송률을 회복하기 위해 603구간 이후에서 원래 자신의 전송률 0.25보다 높은 전송률인 0.5의 전송률로 전송된다.
이하 도7을 참조하여 설명하면, 제어부(401)는 701단계에서 대기 플로우가 있는지를 검사한다. 대기 플로우가 있으면 제어부(401)는 703단계로 진행하여 QL(405)이 비어 있는지를 검사한다. QL(405)이 비어 있으면 제어부(401)는 703단계로 진행하고 비어 있지 않으면 704단계로 진행한다. 상기 704단계로 진행한 제어부(405)는 QR(407)l 비어 있는지를 검사하고, 비어 있으면 707단계로 진행하고 비어 있지 않으면 706단계로 진행한다. 상기 707단계로 진행한 제어부(401)는 QN(409)이 비어 있는지를 검사하고, 상기 QN(409)이 비어 있으면 제어부(401)는 과정을 종료하고 708단계로 진행한다. 상기 704단계로 진행한 제어부(401)는 QL(405)가 비어 있으므로 다중화기(403)로 대기중인 플로우들 중 지연되는 플로우를 선택하여 상기 지연플로우의 패킷데이터를 상기 QL(405)로 입력시키고 709단계로 진행한다.
상기 706단계로 진행한 제어부(401)는 상기 다수의 플로우들 중 리던던시가 증가된 플로우에 대한 패킷데이터를 선택하여 상기 QR(405)에 입력시킨다. 그리고 상기 708단계로 진행한 제어부(401)는 상기 다수의 플로우들 중 정상 패킷데이터들을 선택하여 상기 QN(409)에 입력시킨다.
상기 704, 706, 708단계에서 각각의 큐에 저장된 패킷데이터들은 709단계에서 제어부(401)의 제어를 받아 선택기(411)를 통해 출력 큐인 SQ(413)로 입력한다. 상기 제어부(401)는 선택기(411)를 제어하여 상기 QL(405), QR(407) 및 QN(409)에 큐잉된 패킷데이터들을 SQ(413)로 출력할 때 우선순위가 높은 큐의 패킷데이터들부터 전송한다. 상기 우선순위는 지연 패킷이 최우선 순위를 갖고, 다음은 정상 패킷 그리고 마지막으로 리던던시가 증가된 패킷의 순서가 된다.
상기 709단계에서 우선순위에 따라 선택기(411)로 출력되는 패킷데이터들이 상기 SQ(413)에 순차적으로 큐잉되면 제어부(401)는 711단계로 진행하여 선두 플로우의 패킷데이터를 전송한다. 상기 선두 패킷데이터 전송후 제어부(401)는 713단계로 진행하여 선두 플로우의 패킷데이터들이 모두 전송되었는지를 검사한다. 선두 플로우의 패킷데이터들이 모두 전송되었으면 714단계로 진행하여 SQ(413)에서 상기 선두 플로우를 삭제하고 상기 과정을 반복 수행한다. 상기 선두 플로우가 모두 전송되지 않았으면 제어부(401)는 715단계로 진행하여 상기 SQ(413)에 큐잉된 플로우들의 서비스량을 계산하고, 상기 플로우에 대한 패킷데이터 서비스 시간이 가상 패킷 시작 시간(Si,k)을 초과했는지를 판단한다. 만일 상기 서비스 시간이 상기 가상 패킷 시작 시간을 초과하면 QL(405)로 입력하고, 상기 서비스 시간이 상기 가상 패킷 시작 시간을 초과하지 않았으면 제어부(401)는 717단계로 진행하여 선두 플로우가 IR(Increasement Redundancy)인지를 판단한다. 상기 선두 플로우가 IR 플로우이면 제어부(401)는 718단계로 진행하여 상기 IR 플로우를 QR로 입력한다. 그러나 IR 플로우가 아니면 정상 플로우이므로 719단계로 진행하여 QN(409)에 입력시킨다.
이하에서는 상기 각 플로우들의 서비스 량과 상기 가상 시작 시간 및 전송까지 큐에서의 지연시간 등의 계산방법을 설명한다.
1. 가상 시간의 계산
대기 플로우 i가 시간 t까지 받은 서비스의 량을 가리키는 변수를 vi(t) 라고 한다. 현재 대기하는 플로우들의 집합을 A라고 하면, 가상 시간 v(t)는
v(0) = 0,
여기서 플로우 i의 vi(t)는 다음과 같이 결정된다.
k : 시간 tp에서 선두 패킷 번호
시간 tp는 정확한 가상 시간을 조사하는 시각이다. 계산량을 줄이기 위해 시간 간격 T마다 가상 시간을 조사한다. 따라서, tp는 다음과 같이 구해진다.
2. 새로이 대기 플로우가 되는 플로우
선두 패킷이 막 전송되었거나 전송할 패킷이 없다가 새로 패킷이 도착한 플로우는 그 상태에 따라 QL, QR, QN 중 하나에 입력된다. QL과 QR에 들어가야 할 플로우는 3절에서 설명하고, 이 두 큐에 들어가지 않는 플로우는 모두 QN에 들어간다. QN에서는 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 새로이 들어가는 플로우들은 선두 패킷에 대하여 가상 시작 시간 S를 다음과 같이 설정한다.
, k>0.
여기서 Li,k는 패킷 k의 크기이고, ri는 플로우 i의 예약 전송률이다. k는 현재 선두 패킷의 번호로서, 전송할 패킷이 없고 새로이 도착하여 선두 패킷이 되었을 때 패킷 번호 k는 1이다. Li,0은 0이다.
새로운 대기 플로우는 QN에서 d 시간 만큼 지연되었다가 SQ로 이동된다. 여기서 d는 다음과 같이 결정된다.
, k>1
여기서 ts,k-1는 플로우 i가 k-1 패킷을 전송하기 위하여 SQ로 이동한 시각이다.
3. 지연된 플로우 및 Increment Redundancy 수행 플로우
무선 링크가 불안정할 때 기지국은 해당 플로우 l의 전송을 중지시킬 수 있다. 플로우 l이 전송을 다시 재개할 때 이 플로우는 중지된 기간동안 받지 못한 서비스를 보상받아야 한다. 이를 위해 지연 플로우 l은 QL로 입력된다. QL에서의 동작은 QN과 동일하다. 지연 플로우의 Si,k가 v(t)보다 커지면 지연이 모두 해소된 것이므로 QN으로 입력된다.
Increment Redundancy를 수행하는 플로우 m는 QR로 입력된다. QR에서의 동작은 지연 시간 d를 제외하고는 QN과 동일하다.
QR에서 d는 다음 식과 같이 계산된다.
, k>1
여기서 c는 redundant rate factor로서 (IR전 전송률)/(IR후 전송률)이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 상기 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 정상적인 플로우는 다른 플로우에 상관없이 항상 예약된 전송률을 보장받을 수 있다. 정상적인 플로우의 선두 패킷은 QN에서 최대한 d시간만큼 대기한 후 SQ로 입력된다. 이 간격은 예약 전송률 ri로 이전 패킷을 전송하였을 때 최대 전송 처리 시간이다. SQ로 입력된 패킷은 d시간만큼 대기하지 않고 들어온 패킷들보다 우선 순위가 높고 d시간 만큼 대기하고 들어온 패킷의 수는 현재 대기 중인 플로우의 수보다 작다. 호 수락 알고리즘을 통하여 현재 대기중인 플로우의 예약 전송률의 합이 채널의 전송률보다 작게 유지한다면, Li,k/ri시간 안에 전송 가능하다. 따라서 플로우는 예약 전송률 이상의 서비스를 보장받을 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 다른 이점은 호수락 알고리즘을 통하여 플로우들의 전송이허용되었을 때 플로우들의 예약 전송률의 총합은 공유 채널의 전송률보다 작다. 이 여분의 대역을 초과 대역이라고 한다. 무선 링크의 불안정으로 인하여 지연된 플로우는 QL에서 대기한다. SQ에 전송할 패킷이 없을 때 SQ는 우선적으로 QL을 검색하여 QL의 플로우들을 입력받게 된다. QL에 있는 지연된 플로우들이 초과 대역을 우선적으로 할당받아 전송될 수 있다. 이러한 스케줄링의 예를 상기 도 6에서 볼 수 있다. 상기 도 6의 플로우 3은 전송을 재개한 후 초과대역을 할당받아 지연된 전송량을 보상할 수 있으며, 할당된 초과 대역은 플로우의 예약 전송률에 비례하여 할당되는 이점이 있다.
3. Increment Redundancy 수행 플로우를 초과 대역을 이용하여 지원
기지국은 패킷을 전송하기 전 무선 링크의 상태를 조사하여 Increment Redundancy를 수행할 수 있다. Increment Redundancy를 수행하기로 결정되면, 그 플로우는 에러 복구를 위한 정보량이 늘어나야 하기 때문에 실제 데이터의 전송량은 줄어들게 된다. 따라서, 같은 크기의 패킷을 전송하기 위하여 더 많은 슬롯이 필요하다. 이 정보량의 증가률을 c라고 할 때, c배에 달하는 슬롯이 더 많이 필요하게 된다. 일반적인 무선 패킷 스케줄러에서는 이러한 increment redundancy를 수행하기 위해서는 전송률 할당의 재조정을 수행해야 하는 어려움이 있다. 이러한 방식에서는 increment redundancy를 먼저 수행한 플로우가 모든 대역을 다 차지하여 나중에 IR을 수행하고자 하는 플로우는 IR 수행을 위해서는 낮은 전송률을 감수해야 한다. 또, 전송률을 재조정한 다음에는 새로이 계산된 가상 시작 시간에 따라 재정렬해야 하기 때문에 일정한 지연이 필요하다. 본 발명에서 제안하는 상기 무선패킷 스케줄러에서는 전송률의 재조정이 필요없으며, 초과대역을 IR 수행 플로우에 할당하여 지원할 수 있다. SQ에 전송할 패킷이 없을 때 SQ는 우선적으로 QL을 검색하고 지연 플로우가 없으면, QR을 검색하여 초과대역을 IR 수행 플로우들에 할당할 수 있다. 초과대역이 없는 경우 IR 수행 플로우의 전송률은 낮아지지만 초과대역이 있는 경우 IR 수행 플로우는 전송률의 하락없이 전송을 계속 할 수 있는 이점이 있다.
4. 초과대역의 전송률에 비례한 할당
본 발명에서 제안하는 무선 패킷 스케줄러의 SQ는 플로우들을 가상 시작 시간의 순으로 정렬하여 전송하므로써, 초과대역을 전송률에 비례하여 할당할 수 있는 이점이 있다.
5. 낮은 알고리즘 복잡도
본 발명에서 제안하는 무선 패킷 스케줄러는 유선 패킷 스케줄러를 참조할 필요없이 자체적으로 공정한 스케줄링이 가능한 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 장치에 있어서,
    입력되는 플로우들 중 지연되는 플로우에 대한 패킷데이터를 큐잉 지연 패킷 큐와,
    상기 플로우들 중 리던던시가 증가된 플로우에 대한 패킷데이터를 큐잉하는 에러 링크 패킷 큐와,
    상기 플로우들 중 정상 전송할 수 있는 플로우에 대한 패킷 데이터를 큐잉하는 정상 패킷 큐와,
    전송할 플로우들의 패킷데이터를 큐잉하는 서빙 큐와,
    상기 큐들에 우선순위를 할당하고 상기 우선순위가 높은 큐의 패킷데이터들부터 상기 서빙 큐로 출력하여 큐잉시키고, 상기 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들을 상기 우선순위와 반대되는 우선수위로 분류하여 전송시키는 제어부로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제어부가 상기 지연 패킷 큐와 에러 링크 패킷 큐와 정상 패킷 큐의 각 플로우에 대한 패킷데이터들을 상기 우서순위에 따라 서빙 큐로 출력하기 위해 선택기를 더 구비함을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 이동통신시스템의 패킷데이터 스케줄링 방법에 있어서,
    대기 플로우가 발생한 경우 상기 플로우를 전송할 단말기와의 채널에 따라 지연 패킷을 큐잉하는 큐와 에러 링크 패킷을 큐잉하는 큐와 정상 패킷을 큐잉하는 큐 중 해당 큐에 상기 대기 플로우를 큐잉하는 과정과,
    상기 큐들 중 우선순위가 높은 큐 순으로 해당 플로우의 패킷데이터들을 전송할 패킷데이터들을 큐잉하는 서빙 큐에 큐잉하는 과정과,
    상기 서빙 큐에 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들을 상기 우선순위와 반대되는 우선순위로 상기 플로우들의 패킷데이터들을 분류하여 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 서빙 큐에 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들 중 지연 패킷데이터들을 여분의 대역에 더 할당하여 전송함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 서빙 큐에 큐잉된 플로우들의 패킷데이터들 중 에러 링크 패킷데이터들을 여분의 대역에 더 할당하여 전송함을 특징으로 하는 방법.
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