KR20060049336A

KR20060049336A - 송신 스케줄러 알고리즘의 동적 설정

Info

Publication number: KR20060049336A
Application number: KR20050100694A
Authority: KR
Inventors: 다쯔야 이시이
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2006-05-18
Also published as: CN1767672B; US20060088055A1; US7835394B2; KR100748283B1; EP1653683A2; EP1653683B1; JP2006128774A; EP1653683A3; JP4544413B2; CN1767672A

Abstract

이동국에 송신할 패킷 데이터의 송신 스케줄링에 이용되는 스케줄러 알고리즘 설정 방법에 따라, 이동국 수 임계치 설정부는 설정되어 있는 2개의 스케줄러 알고리즘 사이의 절환을 결정하는데 이용할 이동국 수의 임계치를 설정한다. 이동국 카운트부는 동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국의 수를 카운트한다. 스케줄러 알고리즘 설정부는 카운트된 이동국의 수를 임계치와 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여, 적절한 스케줄러 알고리즘을 선택하여, 이 스케줄러 알고리즘을 패킷 데이터의 송신 스케줄링을 행하는 스케줄러에 설정한다.

W-CDMA, HSDPA, MAX-C/I, PF, EUDCH

Description

송신 스케줄러 알고리즘의 동적 설정{DYNAMIC SETTING OF TRANSMISSION SCHEDULER ALGORITHMS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 기지국을 이용한 모바일 통신 시스템의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시한 무선 기지국의 패킷 데이터의 송수신을 제어하기 위한 구성을 도시하는 도면.

도 3은 도 2에 도시한 스케줄러 알고리즘 설정부의 구성예를 도시하는 도면.

도 4는 도 1에 도시한 모바일 통신 시스템에 있어서 도 2 및 도 3에 도시한 구성을 갖는 무선 기지국에서의 스케줄러 알고리즘 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101: 무선 회선 제어국

102-1∼102-n: 무선 기지국

103-1∼103-N: 이동국

201: 송신 대기 큐

202: 스케줄러

203: HSDPA 처리부

204: 이동국 카운트부

205: 이동국 수 임계치 설정부

206: 스케줄러 알고리즘 설정부

207: 제어부

301: MAX-C/I 방식 설정부

302: PF 방식 설정부

303: 스케줄러 알고리즘 선택부

[특허문헌1] 일본특허출원공개 제2004-254286호 공보

본 발명은 패킷 통신을 행하는 모바일 통신 시스템의 무선 기지국 및 무선 기지국에서의 스케줄러 알고리즘 설정 방법에 관한 것이다.

최근, 모바일 통신 시스템에 있어서의 고속 데이터 통신의 수요가 높아지고 있다. 이러한 시스템들 중에서, 제3 세대 모바일 통신 방식인 W-CDMA에서는 보다 빠른 다운링크 패킷 통신 속도를 실현하는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술의 표준화 및 개발이 급속히 진행되고 있다.

HSDPA에서는, 유저 다중 효과(user multiplexing effect)에 의해 처리량을 향상시키기 위하여, 무선 기지국이 각 이동국의 무선 특성에 따라서 복수의 이동국 에 대하여 패킷 데이터의 송신 빈도를 제어하는 스케줄링을 수행한다. 대표적인 스케줄러 알고리즘에는 MAX-C/I(Maximum Carrier Interference Ratio) 방식 및 PF(Proportional Fairness) 방식이 있다.

MAX-C/I 방식은, 송신 대기 상태의 패킷 데이터가 송신 목적지인 이동국들 중에서 가장 무선 특성이 양호한 이동국에 우선적으로 송신되도록 수행하는 스케줄링 알고리즘이다. 이 방식은 처리량 특성을 증대시킬 수는 있지만, 무선 특성이 좋지 않은 이동국에 대한 패킷 데이터의 송신 빈도는 낮다.

PF 방식은, 송신 대기 상태의 패킷 데이터를 그 패킷 데이터의 송신 목적지인 모든 이동국에 대하여 평등하게 송신하는데 사용되는 알고리즘이다. 그 결과, 무선 특성이 좋지 않은 이동국에 대하여도 소정 비율의 송신 기회가 평등하게 부여된다.

전술한 2개의 방식은 고정적으로 설정되며, 운용 중에 동적으로 변경하는 것은 허용하지 않는다. 따라서, 시스템은 처리량 특성을 향상시키는 것을 우선적으로 하기 위하여 MAX-C/I 방식을 일단 설정하면 송신 목적지인 모든 이동국에 평등하게 패킷 데이터를 송신하지는 못할 것이며, 또한 모든 이동국에 평등하게 송신하는 것을 우선시하기 위하여 PF 방식을 일단 설정하면 처리량 특성이 열화될 것이라는 고정된 특성을 갖게 될 것이다.

따라서, 본 출원인은 무선 기지국에 MAX-C/I 방식 및 PF 방식의 2개의 스케줄러를 제공하고, 이동국에 송신할 패킷 데이터가 존재하는 경우, 패킷 데이터의 송신에 필요한 대역인 소요 서비스 품질을 계산하는 동적 운용 방법을 개시한다. 그리고, 계산된 값과 요구 서비스 품질, 즉 요구된 대역을 비교한 결과에 기초하여, 소요 서비스 품질이 요구 서비스 품질보다도 큰 경우에는 PF 방식의 스케줄러 알고리즘을 이용하여 스케줄링을 행하고, 또한 소요 서비스 품질이 요구 서비스 품질보다 작은 경우에는 MAX-C/I 방식의 스케줄러 알고리즘을 이용하여 스케줄링을 행한다.

통신 장치의 CPU의 부하에 따라서 네트워크를 통하여 접속되어 있는 통신 장치와 통신 단말기 사이에서의 통신 데이터의 암호 알고리즘을 변화시키는 방법이, 예를 들면, 일본특허공개 제2004-254286호 공보에 개시되어 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 소요 서비스 품질과 요구 서비스 품질을 이용한 스케줄러 알고리즘 설정 방법은, 소요 서비스 품질을 항상 계산해야 한다는 단점이 있다. 또한, 상기 특허문헌에 개시된 방법은, CPU의 사용율을 측정해야 한다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 송신 스케줄러 알고리즘을 보다 용이하게 동적으로 변경할 수 있도록 하는 무선 기지국 및 무선 기지국에서의 스케줄러 알고리즘 설정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서는, 우선, 이동국에 송신할 패킷 데이터의 송신 스케줄링에 이용되는 2개의 스케줄러 알고리즘을 설정해 둔다. 그리고, 이들 2개의 스케줄러 알고리즘을 절환하는데 이용되는 이동국의 수에 대한 임계치를, 동일 셀 내에서 통신하 고 있는 이동국의 수와 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 적절한 스케줄러 알고리즘을 선택한다.

이에 의해, 동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국의 수를 관리하는 것만으로, 송신 스케줄링에 이용할 적절한 스케줄러 알고리즘을 설정할 수 있고, 운용 중에 적절한 스케줄러 알고리즘을 동적으로 변경할 수 있다.

전술한 본 발명의 목적 및 그 밖의 목적, 특징 및 장점들은 본 발명의 실시예를 예시하고 있는 첨부 도면을 참조한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

<실시예>

도 1을 참조하면, 복수의 이동국(103-1∼103-N), 복수의 무선 기지국(102-1∼102-n), 및 무선 기지국(102-1∼102-n)을 제어하기 위한 무선 회선 제어국(101)으로 구성되어 있는 모바일 통신 시스템이 도시되어 있다. 복수의 무선 기지국(102-1∼102-n)은 무선 링크에 의해 이동국(103-1∼103-N)에 접속됨으로써, 이동국들(103-1∼103-N) 사이에서 패킷 데이터를 송수신한다. 또한, 무선 회선 제어국(101)은 교환국(도시 생략)에 접속되어, 이동국들(103-1∼103-N) 사이에서 패킷 데이터의 송수신을 가능하게 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 무선 기지국(102-1)은 송신 대기 큐(201), 스케줄러(202), HSDPA 처리부(203), 이동국 카운트부(204), 이동국 수 임계치 설정부(205), 스케줄러 알고리즘 설정부(206), 및 이들을 제어하기 위한 제어부(207)를 포함하고 있다. 무선 기지국(102-2∼102-n)도 무선 기지국(102-1)과 동 일한 구성으로 되어 있다. 송신 대기 큐(201)는 이동국(103-1∼103-N)에 송신되는 패킷 데이터를 일시 저장한다. 스케줄러(202)는 송신 대기 큐(201)에 일시 저장되어 있는 패킷 데이터의 송신 스케줄링을 행한다. HSDPA 처리부(203)는 HSDPA 코딩이나 HARQ 처리를 한다. 이동국 카운트부(204)는 특정 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국의 수를 카운트한다. 이동국 수 임계치 설정부(205)는 스케줄링 방식들 사이의 절환을 결정하는데 이용되는 임계치인 이동국의 수를 설정해 둔다. 스케줄러 알고리즘 설정부(206)는 이동국 카운트부(204)에 의해 카운트된 이동국의 수와 이동국 수 임계치 설정부(205)에 설정되어 있는 임계치에 기초하여 스케줄러 알고리즘을 설정한다. 또한, 종래의 HSDPA 시스템의 MAC-hs 처리부는 송신 대기 큐(201), 스케줄러(202), HSDPA 처리부(203)에 의해 구성된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 도 2에 도시한 스케줄러 알고리즘 설정부(206)는 MAX-C/I 방식 설정부(301), PF 방식 설정부(302), 스케줄러 알고리즘 선택부(303)로 구성되어 있다. MAX-C/I 방식 설정부(301)는 스케줄러 알고리즘으로서 MAX-C/I 방식을 설정하는 제1 스케줄러 알고리즘 설정 수단이다. PF 방식 설정부(302)는 스케줄러 알고리즘으로서 PF 방식을 설정하는 제2 스케줄러 알고리즘 설정 수단이다. 스케줄러 알고리즘 선택부(303)는 MAX-C/I 방식과 PF 방식 중 어느 것을 적용할지를 선택한다.

이하, 도 4를 참조하여 무선 기지국(102-1)에 있어서의 스케줄러 알고리즘 설정 방법에 대하여 설명한다.

단계 401에서, 무선 기지국(102-1) 내의 제어부(207)는 이동국(103-1∼103- N)에 송신할 패킷 데이터가 송신 대기 큐(201)에 존재하는지의 여부를 지속적으로 감시한다. 이동국(103-1∼103-N)에 송신할 패킷 데이터가 송신 대기 큐(201)에 존재하는 것으로 판단된 경우, 단계 402에서, 스케줄러 알고리즘 설정부(206) 내의 스케줄러 알고리즘 선택부(303)는 동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 수를 이동국 수의 임계치와 비교한다.

여기서, 동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 수는, 아래에서 설명하는 바와 같이, 스케줄러 알고리즘 설정부(206) 내의 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 입력으로서 공급된다.

동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 상태는 제어부(207)에서 지속적으로 관리된다. 이동국(103-1∼103-N)의 상태를 나타내는 정보는 제어부(207)로부터 이동국 카운트부(204)에 출력으로서 공급된다. 이동국 카운트부(204)에서는, 입력으로서 공급된 정보에 기초하여, 동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 수가 카운트된다. 그러면, 카운트된 값은 이동국 카운트부(204)로부터 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 출력으로서 공급된다.

이동국 수 임계치는, 아래에서 설명하는 바와 같이, 스케줄러 알고리즘 설정부(206) 내의 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 입력으로서 공급된다.

이동국 수 임계치는, 외부로부터 미리 입력되어 이동국 수 임계치 설정부(205)에 설정되거나, 또는 제어부(207)에 미리 저장되어 있는 프로그램의 기동에 의해서 제어부(207)로부터 이동국 수 임계치 설정부(205)에 설정되어, 이동국 수 임계치 설정부(205)로부터 출력으로서 공급되어 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 입력으로서 공급된다.

단계 402에서의 비교 결과로서, 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 의해서, 동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 수가 이동국 수의 임계치보다 작은 것으로 판단된 경우, 단계 403에서, MAX-C/I 방식 설정부(301)에 미리 설정된 스케줄러 알고리즘인 MAX-C/I 방식이 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 의해 선택된다.

그런 다음, 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에서 선택된 MAX-C/I 방식이 스케줄러(202)에 출력으로서 공급된다. 그러면, 스케줄러(202)는 단계 404에서, 제공된 MAX-C/I 방식을 이용하여, 송신 대기 큐(201)에 대하여 적당한 이동국(103-1∼103-N)의 패킷 데이터에 대하여 적절한 스케줄링을 행한다. 그 후, 단계 405에서, 스케줄링이 행해진 패킷 데이터가 HSDPA 처리부(203)에 출력으로서 공급된다.

즉, 무선 회선 자원에 여유가 있는 경우에는, MAX-C/I 방식을 이용한 스케줄링을 행하여, 가장 무선 특성이 양호한 이동국에 우선적으로 패킷 데이터가 송신되도록 하는 제어를 실행한다.

한편, 단계 402에서의 비교 결과, 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 의해서, 동일 셀 내에서 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국(103-1∼103-N)의 수가 이동국 수 임계치보다 작지 않은 것으로 판단된 경우에는, PF 방식 설정부(302)에 미리 설정되어 있는 스케줄러 알고리즘인 PF 방식이, 단계 406에서, 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에 의해 선택된다.

그러면, 스케줄러 알고리즘 선택부(303)에서 선택된 PF 방식이 스케줄러(202)에 출력으로서 공급된다. 스케줄러(202)는 출력된 PF 방식을 이용하여 단계 407에서 송신 대기 큐(201)에 대하여 적절한 이동국(103-1∼103-N)의 패킷 데이터에 대하여 적절한 스케줄링을 실행한다. 그 후, 단계 405에서, 스케줄링이 행해진 패킷 데이터가 HSDPA 처리부(203)에 출력으로서 공급된다.

즉, 동일 셀 내에서, 무선 기지국(102-1)과 통신하고 있는 이동국 수가 많고 무선 회선 자원에 여유가 없는 경우에는, PF 방식을 이용한 스케줄링을 행하여 모든 이동국에 대하여 평등하게 패킷 데이터가 송신되도록 하는 제어를 실행한다.

한편, 단계 401에서, 이동국(103-1∼103-N)에 송신할 패킷 데이터가 송신 대기 큐(201)에 존재하지 않는 것으로 판단된 경우, 제어부(207)는 이동국(103-1∼103-N)에 송신할 패킷 데이터가 송신 대기 큐(201)에 존재할 때까지 계속하여 송신 대기 큐(201)를 지속적으로 감시한다.

HSDPA 처리부(203)에 입력으로서 후속하여 공급된 패킷 데이터는 무선 링크를 통하여 송신 목적지인 이동국(103-1∼103-N)에 송신된다.

본 실시예에서는, 도 1에 도시한 무선 기지국(102-1∼102-n) 중 무선 기지국 102-1의 동작에 대하여 설명하였지만, 무선 기지국 102-2∼102-n에 대해서도 마찬가지의 동작이 수행된다.

또한, 본 실시예에서는, 스케줄링에 이용하는 스케줄러 알고리즘이 MAX-C/I 방식 및 PF 방식인 경우에 대하여 설명하였지만, 다른 스케줄러 알고리즘을 이용하는 것도 생각할 수도 있다.

전술한 방법은, HSDPA 외에도 EUDCH 등의 시스템에 적용될 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 특정 용어를 사용하여 설명하였지만, 이러한 설명은 예시를 위한 것일뿐이며 첨부된 특허청구범위의 사상 또는 범주를 일탈하지 않고 각종의 변경 및 변형이 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 송신 스케줄러 알고리즘을 보다 용이하게 동적으로 변경할 수 있도록 하는 무선 기지국 및 무선 기지국에서의 스케줄러 알고리즘 설정 방법이 제공된다.

Claims

무선 기지국에 있어서,

동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국에 송신할 패킷 데이터를 일시 저장하기 위한 송신 대기 큐;

상기 동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국의 수를 카운트하기 위한 이동국 카운트 수단;

제1 스케줄러 알고리즘이 설정된 제1 스케줄러 알고리즘 설정 수단;

제2 스케줄러 알고리즘이 설정된 제2 스케줄러 알고리즘 설정 수단;

상기 2개의 스케줄러 알고리즘의 절환을 결정하기 위한 이동국 수의 임계치가 설정되어 있는 이동국 수 임계치 설정 수단;

상기 임계치를 상기 이동국 카운트 수단에 의해 카운트된 이동국의 수와 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 제1 스케줄러 알고리즘과 상기 제2 스케줄러 알고리즘으로부터 하나의 스케줄러 알고리즘을 선택하기 위한 스케줄러 알고리즘 선택 수단; 및

상기 스케줄러 알고리즘 선택 수단에 의해 선택된 스케줄러 알고리즘을 이용하여, 상기 송신 대기 큐에 일시 저장되어 있는 패킷 데이터의 상기 이동국으로의 송신 스케줄링을 수행하기 위한 스케줄러

를 포함하는 무선 기지국.
제1항에 있어서,

상기 제1 스케줄러 알고리즘 설정 수단에는 MAX-C/I(Maximum Carrier Interference Ratio) 방식이 설정되고, 상기 제2 스케줄러 알고리즘 설정 수단에는 PF(Proportional Fairness) 방식이 설정되는 무선 기지국.
제1항에 있어서,

상기 스케줄 알고리즘 선택 수단은, 상기 이동국의 수가 상기 임계치보다 작은 경우에는 상기 제1 스케줄러 알고리즘을 선택하고, 그 밖의 경우에는 상기 제2 스케줄러 알고리즘을 선택하는 무선 기지국.
송신 대기 큐에 일시 저장되어 있는 패킷 데이터의 송신 스케줄링을 행하고, 상기 패킷 데이터를, 동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국에 송신하는 무선 기지국에서의 스케줄러 알고리즘을 설정하는 방법으로서,

상기 동일 셀 내에서 통신하고 있는 이동국의 수를 카운트하는 단계;

상기 카운트된 이동국의 수를, 미리 설정되어 있는 제1 스케줄러 알고리즘과 제2 스케줄러 알고리즘을 절환하기 위한 이동국 수의 임계치를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 제1 스케줄러 알고리즘과 상기 제2 스케줄러 알고리즘으로부터 하나의 스케줄러 알고리즘을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 스케줄러 알고리즘을 이용하여 상기 패킷 데이터의 송신 스케줄링을 수행하는 단계

를 포함하는 스케줄러 알고리즘 설정 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1 스케줄러 알고리즘은 MAX-C/I(Maximum Carrier Interference Ratio) 방식이며, 상기 제2 스케줄러 알고리즘은 PF(Proportional Fairness) 방식인 스케줄러 알고리즘 설정 방법.
제4항에 있어서,

상기 이동국의 수가 상기 임계치보다 작은 경우에는 상기 제1 스케줄러 알고리즘을 선택하고, 그 밖의 경우에는 상기 제2 스케줄러 알고리즘을 선택하는 단계를 포함하는 스케줄러 알고리즘 설정 방법.