KR20050117874A - Packet scheduler apparatus for multimedia data supplies to mobile station and the method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대인터넷의 멀티미디어 패킷 데이터의 제공에 관한 것으로, 멀티미디어 서비스 데이터의 제공시에 각 서비스의 특성에 따른 우선순위정보와 전송지연정보 등을 고려하여 멀티미디어 서비스 데이터를 제공하여 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 휴대인터넷에서 제어국의 패킷 스케쥴링에 관한 것이다.The present invention relates to the provision of multimedia packet data of a mobile Internet, and provides multimedia service data in consideration of priority information and transmission delay information according to the characteristics of each service when providing multimedia service data to improve the quality of service. Packet scheduling of a control station in a portable Internet.
본 발명은 L3 계층에서 송신하는 스케쥴링 제어정보와 RLC 레이어에서 전송되는 사용자 데이터를 저장하고 수신되는 제어신호에 따라 데이터를 제공하는 저장장치, 저장장치에서 데이터를 수신하고 제어신호에 따라 수신된 데이터를 출력하는 전송장치, 저장장치에서 수신되는 데이터의 버퍼상태 정보에 따라 상기 저장장치의 데이터 전송과 상기 전송장치의 데이터 전송을 제어하는 스케쥴러를 포함한다.The present invention relates to a storage device for storing scheduling control information transmitted from the L3 layer and user data transmitted from the RLC layer and providing data according to the received control signal, and receiving data from the storage device and storing the received data according to the control signal. And a scheduler for controlling the data transmission of the storage device and the data transmission of the transmission device according to buffer information of the data received from the storage device.
Description
본 발명은 휴대인터넷의 멀티미디어 패킷 데이터의 제공에 관한 것으로, 특히 멀티미디어 서비스 데이터의 제공 시에 서비스의 특성에 따른 우선순위 정보와 전송지연 정보 등을 고려하여 멀티미디어 서비스 데이터를 제공하여 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 휴대인터넷의 멀티미디어 데이터의 제공을 위한 패킷 스케쥴링 방법에 관한 것이다. The present invention relates to the provision of multimedia packet data of a mobile Internet, and in particular, to provide multimedia service data in consideration of priority information and transmission delay information according to characteristics of a service when providing multimedia service data, thereby improving service quality. The present invention relates to a packet scheduling method for providing multimedia data of a portable internet.
일반적인 휴대인터넷의 무선접속 시스템에서는 서비스의 특성에 따라 네가지 종류의 서비스를 지원한다. 이들은 음성통화나 영상전화와 같은 통화서비스 (conversational), 주문형 비디오(video on demand)나 주문형 음악을 제공하는 스트리밍(streaming) 서비스, 웹 브라우징이나 파일 다운로드와 같은 인터랙티브(interactive) 서비스, 그리고 이메일과 같은 백그라운드(background)서비스이다.The wireless access system of the general portable Internet supports four types of services according to the characteristics of the service. These include conversational services such as voice calls and video calls, streaming services that provide video on demand or music on demand, interactive services such as web browsing or file downloads, and email. Background service.
이 때 통화서비스와 스트리밍서비스는 지연시간에 민감한 실시간 서비스에 속하고, 인터랙티브 서비스와 백그라운드서비스는 지연시간에 그다지 민감하지 않은 비실시간(non-real time) 서비스들이다. 이들 서비스들은 각각의 특성과 전송에 따른 요구조건이 다르기 때문에, 각각의 서비스들에 대한 일정 수준 이상의 전송품질을 보증하기 위해서는 각 서비스의 특성에 맞는 스케쥴링 알고리즘과 이를 위한 스케쥴링 제어정보가 필요하다.At this time, call service and streaming service belong to latency-sensitive real-time service, and interactive service and background service are non-real time services which are not very sensitive to latency. Since these services have different characteristics and requirements for transmission, a scheduling algorithm suitable for the characteristics of each service and scheduling control information for the services are required to guarantee a certain level of transmission quality for each service.
일반적으로 시스템의 전체적인 효율이나 전송용량은 사용하는 스케쥴링 알고리즘에 의해서 크게 좌우되므로, 다양한 서비스들의 제공에 필요한 전송속도나 지연시간과 관련된 일정 수준 이상의 전송품질을 보증하기 위해서는 각 서비스에 적절한 스케쥴링 알고리즘과 이를 위한 스케쥴링 제어정보가 필요하다고 할 수 있다.In general, the overall efficiency and transmission capacity of the system are highly dependent on the scheduling algorithm used. Therefore, in order to guarantee a certain level of transmission quality related to the transmission rate or delay time required for providing various services, the scheduling algorithm appropriate for each service and the same are used. It may be said that scheduling control information is required.
종래의 경우 휴대인터넷의 무선접속 시스템에서 패킷 데이터를 이동단말로 전송 시, MAC계층에서 각 서비스의 특성을 고려하여 스케쥴링하는 방식을 사용하지 않았다.In the conventional case, when a packet data is transmitted to a mobile terminal in a wireless access system of a portable Internet, the MAC layer does not use a scheduling method in consideration of characteristics of each service.
종래에는 휴대인터넷의 무선접속 시스템에서 패킷 데이터를 이동단말기로 전송 시에, MAC계층에서 각각의 특성과 전송에 따른 요구조건이 다른 점을 고려하여 스케쥴링하지 않아 여러 종류의 서비스들에 대한 일정 수준 이상의 전송품질을 보증할 수 없는 문제점이 있다.Conventionally, when transmitting packet data to a mobile terminal in a wireless access system of a portable Internet, scheduling is not performed in consideration of differences in characteristics and requirements of transmission in a MAC layer, so that a certain level or more for various types of services is not available. There is a problem that cannot guarantee the transmission quality.
본 발명은 상술한 해결한 것으로, 각 서비스의 특성과 요구조건에 맞는 전송품질을 보장할 수 있도록 멀티미디어 서비스를 제공시에 상위계층(L3 계층)에서 수신되는 데이터의 우선순위정보와 전송지연시간정보를 이용하여 스케쥴러에서 저장장치와 전송장치를 제어하여 멀티미디어 데이터를 효율적으로 제공하고 데이터의 품질을 향상시킬 수 있는 휴대인터넷의 멀티미디어 데이터의 제공을 위한 패킷 스케쥴러 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has solved the above, priority information and transmission delay time information of the data received from the upper layer (L3 layer) at the time of providing a multimedia service to ensure the transmission quality according to the characteristics and requirements of each service An object of the present invention is to provide a packet scheduler apparatus and method for providing multimedia data of a portable internet that can efficiently provide multimedia data and improve data quality by controlling a storage device and a transmission device using a scheduler.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패킷 스케쥴러는 L3 계층에서 송신하는 스케쥴링 제어정보와 RLC레이어에서 전송되는 사용자 데이터를 저장하고 수신되는 제어신호에 따라 데이터를 제공하는 저장장치, 저장장치에서 데이터를 수신하고 제어신호에 따라 수신된 데이터를 출력하는 전송장치, 상기 저장장치에서 수신되는 데이터의 버퍼상태정보에 따라 상기 저장장치의 데이터 전송과 상기 전송장치의 데이터 전송을 제어하는 스케쥴러로 이루어진다.The packet scheduler of the present invention for achieving the above object stores a scheduling control information transmitted from the L3 layer and the user data transmitted from the RLC layer and provides a data in accordance with the received control signal, the storage device for storing the data in the storage device. A transmission device for receiving and outputting the received data according to a control signal, and a scheduler for controlling the data transmission of the storage device and the data transmission of the transmission device according to the buffer status information of the data received from the storage device.
본 발명은 L3 계층의 서비스 데이터 유니트(SDU)로부터 사용자 데이터를 수신하여 RLC레이어에서 처리 전송하여 MAC 계층의 저장장치에 저장하는 단계, L3 계층에서 송신하는 스케쥴링 제어정보를 상기 MAC 계층의 저장장치에 저장하는 단계, 저장장치에서 수신된 데이터의 버퍼상태정보를 스케쥴러로 송신하는 단계, 스케쥴러에서 수신된 상기 버퍼상태정보로 상기 저장장치를 제어하고, 상기 저장장치와 연결된 전송장치를 제어하여 멀티미디어 데이터의 제공을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention comprises receiving user data from a service data unit (SDU) of the L3 layer, processing the RLC layer, and storing the received data in the storage device of the MAC layer, and scheduling control information transmitted from the L3 layer to the storage device of the MAC layer. Storing, transmitting the buffer status information of the data received from the storage device to the scheduler, controlling the storage device with the buffer status information received from the scheduler, and controlling the transmission device connected to the storage device to control the multimedia data. Controlling the provision.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 W-CDMA 레이어(Layer)의 일부분을 도시한 것이다.1 shows a portion of a W-CDMA layer.
도 1의 W-CDMA 레이어는 L3 계층(RRC : Radio Resource Control)(20), RLC계층(22), MAC 계층(L2)(24), 물리계층(Physical layer)(26)이다.The W-CDMA layer of FIG. 1 is an L3 layer (Radio Resource Control) 20, an RLC layer 22, a MAC layer L2 24, and a physical layer 26.
L3 계층(20)은 2계층인 RLC계층(22), MAC계층(24)과 1계층인 물리계층(26)의 초기 형상을 셋업시키고 신호채널 및 트래픽 채널의 설정, 변경. 해제를 수행하는 기본 기능과 각종 측정 및 보고 등의 부가 기능을 수행한다. 또한 L2 계층(20)은 무선자원의 총괄적 상대를 관리하므로써 MAC 계층(24)과 함께 무선 자원의 효과적 사용을 지원한다. 본 발명에서 L3 계층(20)은 MAC 계층(24)으로 스케쥴링 제어정보를 송신한다.L3 layer 20 Setting up the initial shapes of the RLC layer 22, the MAC layer 24, and the physical layer 26, which is the second layer, and setting and changing the signal channel and the traffic channel. It performs the basic function of performing the release and additional functions such as measurement and reporting. In addition, the L2 layer 20 manages the overall counterpart of the radio resources, thereby supporting the effective use of the radio resources together with the MAC layer 24. In the present invention, the L3 layer 20 transmits scheduling control information to the MAC layer 24.
RLC계층(22)은 상위 계층인 L3계층(20)의 서비스 데이터 유니트(SDU)로 부터 수신한 데이터를 MAC 계층(24)으로 처리하는 기능과 MAC 계층(24)으로부터 수신한 데이터를 가공하여 L3계층(20)로 전송하는 기능을 수행한다.The RLC layer 22 processes the data received from the service data unit (SDU) of the upper layer L3 20 to the MAC layer 24 and processes the data received from the MAC layer 24 to L3. It performs the function of transmitting to the layer 20.
MAC 계층(24)은 물리계층(26)과 응용서비스를 연결하기 위하여 무선구간에서 기능별 필요한 자원을 적절하게 할당하고 매체별로 처리하기 위한 기능을 수행하고, 물리채널과 논리채널 사이에 채널매핑을 위한 무선 자원의 할당과 채널 스위칭을 수행한다. MAC 계층(24)은 동적 스케쥴링에 의한 이동단말기 사이의 우선순위를 처리하며, 이동단말기로 사용자 데이터를 제공시에 흐름간의 우선순위를 처리한다.The MAC layer 24 performs a function for appropriately allocating necessary resources for each function in the radio section and processing for each medium in order to connect the physical layer 26 and the application service, and for channel mapping between the physical channel and the logical channel. Allocates radio resources and performs channel switching. The MAC layer 24 handles priorities among mobile terminals by dynamic scheduling, and processes flow priorities in providing user data to the mobile terminals.
MAC 계층(24)과 RLC 계층(22)간은 논리채널과 전송채널로 구성되며 MAC 계층(24)은 논리채널과 물리채널간의 각 채널별 스위칭 및 매핑 기능을 수행하며, 각 이동단말기의 여러 데이터 흐름에 대한 우선 순위 및 QoS(Quality of Service)를 제어한다.The MAC layer 24 and the RLC layer 22 are composed of logical channels and transport channels, and the MAC layer 24 performs switching and mapping functions for each channel between logical channels and physical channels, and various data of each mobile terminal. Control flow priority and quality of service (QoS).
본 발명은 L3계층(20)에서 송신한 스케쥴링 제어정보를 MAC 계층(24)에서 수신하고, L3계층(20)에서 송신하는 사용자데이터를 RLC계층(22)에서 처리하여 MAC 계층(24)으로 전송하여, 본 발명의 MAC 계층(24)의 패킷 스케쥴러에서 처리하여 물리계층(26)으로 제공하는 것이다.In the present invention, the scheduling control information transmitted from the L3 layer 20 is received by the MAC layer 24, and the user data transmitted from the L3 layer 20 is processed by the RLC layer 22 and transmitted to the MAC layer 24. The packet scheduler of the MAC layer 24 according to the present invention processes the packet scheduler to provide it to the physical layer 26.
도 2는 본 발명에 따른 MAC 계층(24)의 패킷 스케쥴러 장치의 개략도를 도시한 것이다.2 shows a schematic diagram of a packet scheduler device of the MAC layer 24 according to the present invention.
MAC 계층(24)의 패킷스케쥴러의 구조는 저장장치(30), 전송장치(34), 스케쥴러(32)로 이루어진다. The structure of the packet scheduler of the MAC layer 24 includes a storage device 30, a transmission device 34, and a scheduler 32.
저장장치(30)는 상위계층인 L3계층(20)에서 송신하는 0~15까지의 16단계 값을 가지는 우선순위 정보인 스케쥴링 제어정보와, 또한, RLC계층(22)에서 L3계층(20)의 서비스 데이터 유니트(SDU)로 부터 수신한 데이터를 처리하여 MAC 계층(24)으로 송신한 데이터를 저장시킨다. 즉, 저장장치(30)는 스케쥴링 제어정보와 사용자 데이터를 저장시키며, 데이터의 우선순위 전송지연시간, 데이터량 등이 기록된 버퍼 상태정보를 스케쥴러(32)에 제공한다. The storage device 30 includes scheduling control information, which is priority information having values of 16 levels from 0 to 15 transmitted from the L3 layer 20, which is an upper layer, and the L3 layer 20 of the R3 layer 22. The data received from the service data unit (SDU) is processed to store the data transmitted to the MAC layer 24. That is, the storage device 30 stores the scheduling control information and the user data, and provides the scheduler 32 with buffer status information in which priority transmission delay time, data amount, and the like of the data are recorded.
스케쥴링 제어정보는 MAC 계층(24)으로 전달된 데이터가 상위계층인 L3계층(20)과 RLC계층(22)에서 머문 전송지연시간을 정보가 내재되어 있다. The scheduling control information includes information on the transmission delay time in the L3 layer 20 and the RLC layer 22, in which data transmitted to the MAC layer 24 is higher.
스케쥴러(32)는 수신된 스케쥴링 제어정보에 따라 저장장치(30)를 제어하여 데이터를 전송장치(34)로 출력하는 것을 제어하고, 전송장치(34)에서 물리계층(26)으로의 데이터 출력도 조절한다.The scheduler 32 controls the storage device 30 to output data to the transmission device 34 according to the received scheduling control information, and also outputs data from the transmission device 34 to the physical layer 26. Adjust
전송장치(34)는 데이터를 저장장치(30)로부터 수신하여 스케쥴러(32)의 제어정보에 따라 데이터를 전송하고, 전송결과를 스케쥴러(32)에 송신한다.The transmission device 34 receives data from the storage device 30, transmits the data according to the control information of the scheduler 32, and transmits the transmission result to the scheduler 32.
한편, 본 발명에서 제공하는 멀티미디어 데이터의 데이터프레임(Data frame)은 데이터, 데이터의 우선순위 정보, 데이터의 상위계층에서의 전송지연시간 정보를 식별할 수 있는 필드가 있다. Meanwhile, the data frame of the multimedia data provided by the present invention includes a field for identifying data, priority information of data, and transmission delay time information in an upper layer of data.
데이터프레임의 헤더에는 우선순위 정보를 전송하는 데이터프레임과 상위계층에서의 전송지연시간 정보를 전송하는 데이터프레임을 구분할 수 있는 필드가 있으며, 데이터프레임은 멀티미디어 서비스의 특성에 따라 필요한 필드만을 설정하여 사용할 수 있으며, 데이터프레임에서 사용하게 될 필드를 지시하기 위한 필드가 헤더정보에 만들어진다.In the header of the data frame, there is a field for distinguishing the data frame transmitting priority information from the data frame transmitting the transmission delay time information in the upper layer, and the data frame can be used by setting only necessary fields according to the characteristics of the multimedia service. A field may be created in the header information to indicate a field to be used in the data frame.
한편, 전송지연시간은 전송의 기본단위로 사용하는 전송시간간격(TTI)의 단위로 이산화하여 전송한다.On the other hand, the transmission delay time is discretized and transmitted in units of a transmission time interval (TTI) used as a basic unit of transmission.
도 3의 본 발명의 패킷스케쥴러의 동작 순서도이다.3 is a flowchart illustrating the operation of the packet scheduler of the present invention.
상위계층인 L3계층(20)의 서비스 데이터 유니트(SDU)에서 송신하는 데이터를 RLC계층(22)에서 처리하여 MAC 계층(24)의 저장장치(30)에 저장시킨다 The data transmitted from the service data unit (SDU) of the upper layer L3 layer 20 is processed by the RLC layer 22 and stored in the storage device 30 of the MAC layer 24.
또한 상위 계층인 L3계층(20)에서 송신하는 0~15까지의 16단계 값을 가지는 우선순위 정보인 스케쥴링 제어정보를 MAC 계층(24)의 저장장치(30)에 저장시킨다.(단계 S50, S52, S54).In addition, scheduling control information, which is priority information having a value of 16 levels from 0 to 15 transmitted by the upper layer L3 layer 20, is stored in the storage device 30 of the MAC layer 24 (steps S50 and S52). , S54).
MAC 계층(24)의 저장장치(30)는 스케쥴링 제어정보와 사용자 데이터를 저장시키며, 데이터의 우선순위 전송지연시간, 데이터량 등이 기록된 버퍼 상태정보를 스케쥴러(32)에 제공한다.The storage device 30 of the MAC layer 24 stores scheduling control information and user data, and provides the scheduler 32 with buffer status information in which priority transmission delay time, data amount, and the like of the data are recorded.
버퍼상태 정보인 스케쥴링 제어정보에는 데이터가 상위계층인 L3계층(20)과 RLC계층(22)에서 머문 전송지연시간을 정보가 내재 되어있다. The scheduling control information, which is buffer status information, contains information on the transmission delay time held by the upper layer L3 layer 20 and the RLC layer 22.
스케쥴러(32)는 수신된 우선순위 정보인 스케쥴링 제어정보에 따라 저장장치(30)를 제어하여 데이터를 전송장치(34)로 출력하는 것을 제어하고, 전송장치(34)에서 물리계층(26)으로의 데이터 출력도 조절하여 멀티미디어 패킷 데이터의 제공을 서비스의 특성과 요구조건에 맞도록 제어하며, 전송장치(34)는 데이터를 저장장치(30)로부터 수신하여 스케쥴러(32)의 제어정보에 따라 데이터를 전송하고, 전송결과를 스케쥴러(32)에 송신한다(단계 S56, S58).The scheduler 32 controls the storage device 30 to output data to the transmission device 34 according to the scheduling control information that is received priority information, and transmits the data to the physical layer 26 from the transmission device 34. It also controls the output of the multimedia packet data to meet the characteristics and requirements of the service, and the transmission device 34 receives the data from the storage device 30 and the data according to the control information of the scheduler 32. Is transmitted to the scheduler 32 (steps S56 and S58).
한편, 본 발명에서 제공하는 멀티미디어 데이터의 데이터프레임(Data frame)은 데이터, 데이터의 우선순위 정보, 데이터의 상위계층에서의 전송지연시간 정보를 식별할 수 있는 필드가 있다. Meanwhile, the data frame of the multimedia data provided by the present invention includes a field for identifying data, priority information of data, and transmission delay time information in an upper layer of data.
데이터프레임의 헤더에는 우선순위 정보를 전송하는 데이터프레임과 상위계층에서의 전송지연시간 정보를 전송하는 데이터프레임을 구분할 수 있는 필드가 있으며, 데이터프레임은 멀티미디어 서비스의 특성에 따라 필요한 필드만을 설정하여 사용할 수 있으며, 데이터프레임에서 사용하게 될 필드를 지시하기 위한 필드가 헤더정보에 만들어진다.In the header of the data frame, there is a field for distinguishing the data frame transmitting priority information from the data frame transmitting the transmission delay time information in the upper layer, and the data frame can be used by setting only necessary fields according to the characteristics of the multimedia service. A field may be created in the header information to indicate a field to be used in the data frame.
한편, 전송지연시간은 전송의 기본단위로 사용하는 전송시간간격(TTI)의 단위로 이산화하여 전송한다.On the other hand, the transmission delay time is discretized and transmitted in units of a transmission time interval (TTI) used as a basic unit of transmission.
상술한 본 발명의 MAC 계층(24)의 패킷 스케쥴러는 저장장치(30)에 있는 여러 단말에 대한 데이터들을 관찰하여 가장 오랫동안 지연된 데이터를 우선적으로 전송한다. 백그라운드나 인터랙티브 서비스와 같은 비실시간 서비스를 전송할 경우에는 해당 서비스들에 대한 우선순위 정보에 따라 스케쥴러(32)에서 데이터를 전송하며, 음성서비스나 스트리밍서비스 등의 실시간 서비스를 제공하는 경우에는 해당 데이터의 전송지연 시간 정보에 따라 MAC 계층(24)의 스케쥴러(32)에서 데이터를 전송하여 데이터의 우선순위 뿐만 아니라 데이터의 지연시간을 고려한 스케쥴링이 가능하고, 해당 서비스의 특성을 고려하여 스케쥴링을 함으로써 멀티미디어 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.The packet scheduler of the MAC layer 24 of the present invention observes data for various terminals in the storage device 30 and preferentially transmits the longest delayed data. When transmitting a non-real time service such as a background or an interactive service, the scheduler 32 transmits data according to priority information of the corresponding services, and when providing a real time service such as a voice service or a streaming service, According to the transmission delay time information, the scheduler 32 of the MAC layer 24 transmits data to enable scheduling in consideration of not only the priority of data but also the delay time of the data, and scheduling in consideration of the characteristics of the corresponding service. Can improve the quality.
이상과 같이, 본 발명은 멀티미디어 서비스를 제공하는 휴대인터넷의 무선접속 시스템에서 음성서비스나 스트리밍서비스 등의 실시간 서비스나 백그라운드, 인터랙티브 서비스와 같은 비실시간 서비스 등의 서비스 특성과 요구조건에 따라 우선순위 정보와 전송지연시간 정보를 바탕으로 패킷 스케쥴러에서 제어하여 멀티미디어 데이터를 효율적으로 공급하고, 데이터의 전송품질이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention provides priority information according to service characteristics and requirements of a real-time service such as a voice service or a streaming service or a non-real-time service such as a background or interactive service in a wireless access system of a portable Internet providing a multimedia service. And control by the packet scheduler based on the information on the transmission delay time, the multimedia data can be efficiently supplied, and the transmission quality of the data is improved.
도 1은 W-CDMA 레이어(Layer)의 일부분을 도시한 도이며,1 is a diagram illustrating a portion of a W-CDMA layer.
도 2는 본 발명에 따른 MAC 계층의 패킷 스케쥴러 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a packet scheduler apparatus of the MAC layer according to the present invention.
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
20 : L3계층 24 : MAC 계층20: L3 layer 24: MAC layer
30 : 저장장치 32 : 스케쥴러 30: storage device 32: scheduler
34 : 전송장치34: transmission device
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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