KR20060072487A

KR20060072487A - 고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를전송하기 위한 스케줄링 방법

Info

Publication number: KR20060072487A
Application number: KR1020040111143A
Authority: KR
Inventors: 김영헌
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-06-28

Abstract

본 발명은 고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터의 트래픽 형태를 고려하여 구별된 스케줄링을 수행하는 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 기지국이 무선망 제어기로부터 전송하고자하는 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보와 상기 식별자와 관련하여 타이머 정보를 수신하는 과정과, 사용자 단말로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 정보와 상기 기지국간의 채널 품질 상태를 나타내는 정보를 수신하는 과정과, 상기 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보를 고려하여 상기 타이머 정보를 이용하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

리얼 타임(real time) 트래픽, 넌리얼 타임(Non real time) 트래픽, 스케줄러, HARQ 제어부, 트랜스포트 블록부, TI 타이머, TTI

Description

고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 방법{SCHEDULING METHOD RETRANSMISSION CONTROLS FOR MULTI-MEDIA SERVICE IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING HSDPA}

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템에서 무선 접속망의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선 접속망의 프로토콜 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명이 적용되는 복합 재전송방식의 개념을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따라 패킷 데이터를 전송하기 위한 하드웨어 구조를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따라 패킷 데이터를 전송하는 절차를 도시한 흐름도.

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 시스템에서 멀티미디어 데이터를 전송에 관한 것으로, 특히, 멀티미디어 성격에 따라 스케줄링을 수행하는 방법에 관한 것 이다.

오늘날 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하는데서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 또한, 현재 비동기방식(3GPP)과 동기방식(3GPP2)으로 양분되는 제3세대 이동통신시스템은 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 서비스를 위한 표준화 작업이 이루어지고 있다. 그 예로서 3GPP에서는 고속 순방향 패킷 접근(High Speed Downlink Packet Access, 이하 "HSDPA"라 칭함)에 대한 표준화 작업이 진행되고 있으며, 3GPP2에서는 1xEV-DV에 대한 표준화 작업이 진행되고 있다. 이러한 표준화 작업은 제3세대 이동통신 시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력의 대표적인 반증이라 볼 수 있으며, 4세대 이동통신 시스템은 그 이상의 고속, 고품질의 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있다.

일반적으로, 상기 HSDPA방식은 비동기방식의 UMTS(Universal Mobile Terrestrial System) 이동통신시스템에서 고속 패킷 데이터 전송을 지원하기 위한 순방향 채널인 HS-DSCH(High Speed Dedicated Shared Channel)를 통해 제어정보들과 상기 패킷 데이터들을 전송하는 방식을 총칭한다.

상기 HSDPA에서는 기존 이동통신시스템에서 제공되던 일반적인 기술 외에 채널변화에 대한 적응능력을 높일 수 있는 다른 진보된 기술이 필요하다. 따라서, 상기 HSDPA에서는 고속 패킷 전송을 지원하기 위한 적응적 변조/코딩(Adaptive Modulation and Coding, 이하 "AMC"라 칭함) 방식, 복합 재전송(Hybrid Automatic Re-transmission Request, 이하 "HARQ"라 칭함) 방식 및 빠른 셀 선택(Fast Cell Select, 이하 "FCS"라 칭함) 방식이 제안되었다.

첫 번째로, 상기 AMC 방식에 대해 설명하기로 한다.

상기 AMC 방식은 특정 기지국(이하 "Node B"라 칭함)과 이동단말[기](User Element, 이하 "UE"라 칭함) 사이의 채널 상태에 따라 서로 다른 데이터 채널의 변조방식과 코딩방식을 결정하여, 상기 Node B 전체의 사용 효율을 향상시키는 데이터 전송 방식을 말한다. 따라서, 상기 AMC 방식을 지원하기 위해서 복수개의 변조방식들과 복수개의 코딩방식들을 가지며, 상기 변조방식들과 코딩방식들의 조합에 의해 데이터 채널신호를 변조 및 코딩한다. 상기 변조방식들과 코딩방식들의 조합들 각각을 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme, 이하 "MCS"라 칭함)이라고 하며, 상기 MCS의 종류에 따라 레벨(level) 1에서 레벨(level) n까지 복수 개의 MCS들을 정의할 수 있다. 즉, 상기 AMC 방식은 상기 MCS의 레벨(level)을 상기 UE와 현재 무선 접속되어 있는 Node B 사이의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정함으로서 상기 Node B의 전체 시스템 효율을 향상시키는 방식이다.

두 번째로, 상기 HARQ 방식 중 다채널 정지-대기 혼화 자동 재전송 방식(n-channel Stop And Wait Hybrid Automatic Re-transmission Request, 이하 "n-channel SAW HARQ"라 칭함)을 설명하기로 한다.

상기 HARQ 방식은 자동 재전송(ARQ: Automatic Re-transmission Request) 방식의 전송 효율을 증가시키기 위해 다음과 같은 2 가지 방안을 새롭게 적용한 것이다. 첫 번째 방안은 상기 HARQ는 UE와 Node B 사이에서의 재전송 요구 및 응답을 수행하는 것이고, 두 번째 방안은 오류가 발생한 데이터들을 일시적으로 저장하였다가 해당 데이터의 재전송 데이터와 결합(Combining)해서 전송하는 것이다. 또한 상기 HSDPA 방식에서는 종래의 멈춤-대기 자동 재전송(Stop and Wait ARQ, 이하 "SAW ARQ"라 칭함) 방식의 단점을 보완하기 위해서 상기 n-channel SAW HARQ 방식을 도입하였다. 상기 SAW ARQ 방식의 경우 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신하여야만 다음 패킷 데이터를 전송한다. 따라서, 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신한 후에만 다음 패킷 데이터를 전송하기 때문에 패킷 데이터를 현재 전송할 수 있음에도 불구하고 ACK을 대기하여야 하는 경우가 발생할 수 있다.

마지막으로, 상기 FCS 방식을 설명하기로 한다.

상기 FCS 방식은 상기 HSDPA 방식을 사용하고 있는 UE가 셀 중첩지역, 즉 소프트 핸드오버 영역에 위치할 경우 복수 개의 셀들 중 채널 상태가 좋은 셀을 빠르게 선택하는 방법이다. 상기 FCS 방식은 구체적으로 설명하면, 상기 HSDPA를 사용하고 있는 UE가 이전 Node B와 새로운 Node B의 셀 중첩지역에 진입할 경우, 상기 UE는 복수의 셀들, 즉 복수 개의 Node B들과의 무선 링크(Radio Link)를 설정한다. 이때 상기 UE와 무선 링크를 설정한 셀들의 집합을 액티브 셋(active set)이라 칭한다. 상기 액티브 셋에 포함된 셀들 중에서 가장 양호한 채널상태를 유지하고 있는 셀로부터만 HSDPA용 패킷 데이터를 수신하여 전체적인 간섭(interference)을 감소시킨다. 여기서, 상기 액티브 셋에서 가장 양호한 채널상태를 유지하고 있는 셀을 베스트 셀(best cell)이라 한다. 이를 위해 상기 UE는 상기 액티브 셋에 속하는 셀들의 채널상태를 주기적으로 검사함으로서 현재 베스트 셀보다 더 좋은 채널상태 를 가지는 셀이 발생하는 지를 감시하여야 한다. 만약, 더 좋은 채널상태를 가지는 셀이 검사되면 베스트 셀 지시자(Best Cell Indicator) 등을 상기 액티브 셋에 속해있는 셀들로 전송한다. 상기 베스트 셀 지시자는 상기 현재의 베스트 셀을 새로 검사된 채널 상태가 더 좋은 셀로 바꿀 것을 요구하는 지시자로서 상기 베스트 셀로 선택된 셀의 식별자가 포함되어 전송된다. 이에 상기 액티브 셋 내의 셀들은 상기 베스트 셀 지시자를 수신하고, 상기 베스트 셀 지시자에 포함된 셀 식별자를 검사한다. 그래서 상기 액티브 셋 내의 셀들 각각은 상기 베스트 셀 지시자가 자신에게 해당하는 베스트 셀 지시자인지를 검사하고, 상기 검사결과 베스트 셀로 선택된 해당 셀은 HS-DSCH를 이용해서 상기 UE로 패킷 데이터를 전송한다.

상기 전술한 바와 같이, HSDPA방식은 무선 채널 환경에서 시간에 민감한 전송 파라미터들을 보다 적응적으로 적용하고자 release 99에서 RNC와 UE간의 스케줄링 대신 Node B에서 스케줄링을 수행한다.

이와 관련하여 상기 Node B 스케줄링은 최대 신호대 간섭비(max C/I_, 비례 공정(proportional fairness, 이하 'PF'라 칭함), 라운드 로빈(Round Robin, 이하 'RR'라 칭함)등을 고려하여 스케줄링을 수행한다. 또한, HSDPA 시스템은 2ms인 전송 시간 구간(Transmission Time Interval, 이하 'TTI'라 칭함)단위로 스케줄링을 수행한다.

그러나, 상기 PF와 RR을 고려하여 스케줄링을 수행하는 경우, 현재 선택된 UE가 다음 선택시까지 얼마동안 기다려야 하는지 알기가 어렵다. 예를 들어, 소정의 UE에 대하여 라운드 로빈(Round robin)방식으로 스케줄링을 수행하는 경우, 적 어도 200ms 이후에 각 UE에게 전송 차례가 할당되게 된다. 따라서 고속의 실시간 데이터를 지원함에 있어서, 이러한 Node B 스케줄링은 적합하지 않다. 즉, 상기 윈도우에 기반한 스케줄링 방식은 리얼 타임 트래픽에 적합하지 않는 문제점이 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고속 순방향 패킷 접속 시스템에서 멀티미디어 데이터의 성격을 고려하여 스케줄링을 수행하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 시스템에서 기지국이 리얼타임 데이터와 넌리얼타임 데이터를 구별하여 스케줄링을 수행하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 실시 예는 본 발명은 고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 방법에 있어서, 기지국이 무선망 제어기로부터 전송하고자하는 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보와 상기 식별자와 관련하여 타이머 정보를 수신하는 과정과, 사용자 단말로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 정보와 상기 기지국간의 채널 품질 상태를 나타내는 정보를 수신하는 과정과, 상기 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보를 고려하여 상기 타이머 정보를 이용하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 실시 예는 고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 장치에 있어서, 무선망 제어기로부터 전송하고자하는 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보와 상기 식별자와 관련하여 타이머 정보를 수신하고, 사용자 단말로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 정보와 상기 기지국간의 채널 품질 상태를 나타내는 정보를 수신하여 재전송에 따른 채널의 수를 나타내는 정보와, 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송 여부를 나타내는 정보를 재전송 제어부로 인가하는 스케줄러와, 상기 스케줄러로부터 인가된 정보를 이용하여 새로운 데이터의 전송 및 이전에 전송된 데이터의 재전송을 지시하는 정보를 트랜스포맷 블록으로 인가하는 재전송 제어부와, 상기 재전송을 지시하는 정보와 관련하여 전송하고자 하는 데이터의 변조 방식과 전송하는 자하는 데이터의 크기를 나타내는 정보를 상기 재전송 제어부로 전달하는 트랜스포맷 블록부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 효과적인 설명을 위하여 제3세대 비동기 이동통신 방식의 표준인 3GPP에서의 고속 순방향 패킷 접속(High Speed Down Link Packer Access, 이하 "HSDPA"라 칭함)의 예를 들어 설명한다.

본 발명에서는 상기 HSDPA와 관련하여 Node B가 트래픽의 성격을 고려하여 하기와 같은 스케줄링을 수행하는 것을 설명한다.

첫 번째 방법으로 타이머에 기반한 스케줄링 방식이다. 상기 방식은 부정적 인지 신호(NACK)가 발생하였을 때, UE가 자체의 타이머를 가동하고 일정 시간동안 재전송을 대기한다. 반면에, NACK이 발생하는 경우 다음에 들어오는 데이터는 수신하고자 하는 데이터보다 큰 수의 데이터 번호(sequence number)를 갖고 있어서 상위로 올라가지 않고 재 정렬된 버퍼 (Reordering buffer)에서 수신하지 못한 데이터 번호의 데이터를 기다린다. 이 때 재 정렬된 버퍼별로 따로 한 개의 타이머 T1 타이머를 설정하고 주어진 타이머에 따라 각 Reordering buffer에 쌓여 있는 데이터를 상위로 올린다. 즉, 본 발명에서는 상기 Node B는 RNC로부터 T1 타이머 정보를 받아 패킷 데이터를 전송한 이후부터 상기 타이머를 작동시킨다. 즉, Node B는 그 T1 타이머가 종료되었음을 확인하면 재전송을 마친다. 이 방식은 데이터 전송에서 요구되는 QoS 에 맞추어서 실시간 전송에서는 효과적이다. 그러나, 임의의 UE가 언제 선택될지 모르는 상황, 즉 큰 전송 지연이 허용되어야 할 때는 적절하지 않다.

두 번째는 윈도우에 기반한 스케줄링 방식이다. 상기 방식은 전송측에서 전송 시리얼 넘버(Transfer Serial Number, 이하 'TSN'라 칭함)TSN=시퀀스 번호(Sequenced Number, 이하 'SN'라 칭함)으로 데이터 블럭을 전달한 후에 상기 데이터 블럭이 오류가 발생하였다면, TSN>SN-Window_size까지 재전송을 수행한다. 즉, TSN>SN-window_size 인 데이터 블럭은 재전송 되어서는 안된다. 즉, UE가 TSN=SN인 데이터 블록을 수신하고, 상기 SN이 윈도우내에 있고 이전에 접수되지 않은 데이터이면, 상기 TSN에 지시된 재정렬 버퍼내에 저장되어 있는 상기 데이터를 제거한다. 반면에 상기 SN이 윈도우 밖에 있다면, 상기 데이터는 재정렬 버퍼(reordering buffer)의 가장 높이 수신된 TSN이상에 위치하면, 상기 TSN>SN-window_size인 모든 데이터는 상기 재정렬 버퍼에서 제거한다. 예를 들어, 윈도우 사이즈가 4이고, 상기 TSN이 4인 데이터 블럭이 수신하는 경우, TSN=0은 더 이상 윈도우 존재하지 않고 Node B는 상기 TSN=0을 더 이상 전송할 수 없다. 즉, 상기 윈도우 사이즈 값에 도달할 때까지 데이터를 재전송할 수 있으므로 전송 신뢰성을 높일 수 있으나 실시간 멀티미디어 데이터 즉, 리얼타임 서비스를 요구하는 데이터의 경우에는 지연이 발생하여 사용하기 어렵다.

이러한 Node B의 스케줄링 동작과 관련하여 도 1에서는 3GPP의 무선 접속 망(UTRAN) 구조를 개략적으로 도시한다.

상기 도 1을 참조하면, UE(130)은 각각의 사용자 단말기로 해당 멀티미디어 서비스를 직접 수신하는 역할을 하며, 상기 멀티미디어 서비스를 지원하는 하드웨어 혹은 소프트웨어를 가지고 있다. UTRAN은 상기 UE(130)와 CN(100)을 연결하는 역할을 하는 무선 통신 망이다. 상기 UTRAN은 다수의 무선망 시스템(Radio Network System : 이하 "RNS"라 칭함)(110, 120)으로 구성되며, 상기 RNS(110, 120)는 하나의 RNC(111, 112)와 상기 RNC(111, 112)의 제어를 받는 다수의 Node B들(113, 114, 115, 116)로 구성되어 있다. 상기 도 1에서 RNS(110)는 RNC(111)의 제어를 받는 제 1Node B(113)와 제2Node B(115), 그리고 상기 제1Node B(113)와 상기 제2Node B(115)의 제어를 받는 다수의 셀들을 포함한다. 또한, 상기 RNS(120)는 RNC(112)의 제어를 받는 제3Node B(114)와 제4Node B(116), 그리고 상기 제3Node B(114)와 상기 제4Node B(216)의 제어를 받는 다수의 셀들을 포함한다. 상기 각각의 RNC(111, 112)가 제어하는 Node B의 총 수와, 각각의 Node B에 속해 있는 셀들의 수는 서비스사업자 또는 상기 RNC(111, 112) 및 Node B들의 성능에 의해 결정된다.

상기 UE(130)와 상기 UTRAN의 연결은 Uu 인터페이스(121)로 지칭되며. 상기 UTRAN은 상기 CN(100)과 Iu 인터페이스(122)로 연결된다. 또한, 서로 다른 RNC 간에 Iur 인터페이스라 칭하며, 상기 RNC와 Node B는 Iub인터페이스로 연결된다.

도 2는 본 발명에 따라 HADPA를 지원함에 따라 Node B 및 UE의 프로토콜의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, L2/RLC(230)는 상위 계층으로부터 UE로 송신되는 제어 메시지를 수신하여, 상기 제어 메시지의 특성을 고려하여 적절한 형태로 가공한 후 <표 1>에 도시한 논리 채널(Logical Channel)을 사용하여 L2/MAC(220)으로 전송한다. 상기 L2/RLC부(230)는 UE와 UTRAN 간의 무선 링크의 수에 의해 다수의 RLC들이 생성가능하다. 상기 논리 채널은 크게 임의의 UE, 또는 임의의 UE들에 대한 것인지에 따라 전용(Dedicated) 타입, 다수의 UE들에 대한 것인지에 따른 공용(Common) 타입으로 나뉜다. 또한 상기 메시지에 실리는 정보가 제어정보와 관련된 데이터이면 제어(control)타입으로, 상기 메시지가 트래픽 정보와 관련된 데이터이면 트래픽(traffic)타입으로 나뉜다.

이와 관련하여 하기의 <표 1>에서는 3GPP에서 사용되는 논리채널의 종류와 역할을 도시한다.

명칭	역할
BCCH(Broadcast Control Channel)	UTRAN으로부터 UE로의 하향 전송시 사용되며, UTRAN 시스템 제어정보를 전송하는데 사용된다.
PCCH(Paging control Channel)	UTRAN으로부터 UE로의 하향 전송시 사용되며, UE가 속해 있는 셀의 위치를 모를 경우에 UE에게 제어정보를 전송하는데 사용된다.
CCCH(Common Control Channel)	UE 및 망(network)간의 일대다 제어정보 전송에 사용되며, 상기 UE가 RRC의 연결 채널이 없는 경우에 사용된다.
DCCH(Dedicated Control Channel)	UE 및 망(network)간의 일대일 제어정보 전송에 사용되며, 상기 UE가 RRC의 연결 채널이 있는 경우에 사용된다.
CTCH(Common Transport Channel)	망(network)과 다수의 UE간의 일대다 데이터 전송에 사용된다.
DTCH(Dedicated Transport Channel)	망(network)과 UE간의 일대일 데이터 전송에 사용된다.

L2/MAC(220, 250)는 상기 RRC(230)의 제어를 받아, UE와 UTRAN간의 무선 자원을 관리하거나, 상기 UE와 UTRAN간의 접속을 관리한다. 상기 L2/MAC(220, 250)는 상기 L2/RLC(230)로부터 전송된 상기 <표 1>에 언급한 바와 같은 해당 논리 채널들을 수신하여, 하기의 <표 2>에 도시한 트랜스포트 채널들로 매핑시켜 물리계층(L1, 210, 240)으로 전송한다.

명 칭	역 할
BCH(Broadcast channel)	BCCH와 매핑되어 상기 BCCH의 데이터를 전송한다.
PCH(Paging Channel)	PCCH와 매핑되어 상기 PCCH의 데이터를 전송한다.
RACH(Random Access Channel)	UE로부터 망으로의 전송에 사용되며, 망 접속 및 제어 메시지 그리고 짧은 길이의 데이터의 전송에 사용된다. DCCH, CCCH, DTCH가 매핑 될 수 있다.
FACH(Forward Access Channel)	망으로부터 특정 UE 혹은 특정 UE들에게 제어정보 메시지 또는 데이터 전송시에 사용된다. BCCH, CTCH, CCCH, DCTH, DCCH가 매핑 될 수 있다.
DCH(Dedicated Channel)	망과 UE간의 데이터 및 제어정보 메시지를 전송하는 채널이며, DCCH 및 DTCH가 매핑된다.
DSCH(Down-link Shared Channel)	대용량의 데이터의 전송에 사용되는 망으로부터 UE로의 하향 채널이며, DTCH 및 DCCH가 매핑된다.
HS-DSCH(High Speed DSCH)	상기 DSCH의 전송 능력의 효율을 향상시킨 망으로부터 UE로의 하향 채널이며, DTCH 및 DCCH가 매핑된다.

상기 L1(210, 240)로 전송된 트랜스포트 채널들은 적절한 과정을 거쳐 실제의 물리 채널(Physical Channel)로 대응되어, UE 혹은 UTRAN으로 전송된다.

즉, 상기 도 2에서는 HADPA를 지원함에 따라 Node B가 패킷 데이터의 전송 및 재전송을 위하여 고속 매체 접속 제어(MAC-hs: Medium Access Control High-speed)부 계층에 스케줄러(255) 및 HARQ제어기(257)를 구비한다.

또한, HADPA에 따라 UE가 Node B으로부터 공통 파일롯 채널(Common Pilot Channel, 이하 "CPICH"라 칭함)을 수신하여 UE 주변의 Node B들에 대한 수신전력을 측정하고 있다. 다수의 Node B들이 위치한 경우, 상기 CPICH를 측정하여 수신전력이 큰 Node B를 자신의 Node B로 인지한다. 일반적으로 상기 UE는 상기 CPICH를 측정하여 핸드오버를 수행한다.

한편, UE는 Node B로부터 송신된 데이터의 오류 여부를 확인하여 그 결과를 긍정적 인지신호(Acknowledgement, 이하 "ACK"라 칭함)나 부정적 인지신호(Negative Acknowledgement, 이하 "NACK"라 칭함)를 상기 HSDPA를 지원하기 위한 역방향 전용물리제어채널(High Speed Up-Link Dedicated Physical Control Channel, 이하 "HS-DPCCH"라 칭함)을 통해 전송한다. 또한, AMC를 지원하기 위해 UE가 Node B에게 채널 품질을 보고하는 정보 즉, 순방향채널 품질정보(Channel Quality Indicator, 이하 "CQI 정보"라 칭함)를 전송한다. 또한, 상기 HSDPA를 위한 파일럿(HS-Pilot) 신호필드를 전송한다.

따라서, 상기 Node B는 HSDPA용 패킷 데이터를 고속 순방향 물리공유채널(High Speed Physical Downlink Shared Channel, 이하 "HS-DSCH"라 칭함)을 통해 UE로 전송한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 멀티채널을 사용하여 재전송을 수행하는 개념을 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 n-channel SAW HARQ 방식은 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 받지 않은 상태에서 다수의 패킷 데이터들을 연속적으로 전송해서 채널의 사용 효율을 높일 수 있다. 즉, UE와 Node B간에 n 개의 논리적인 채널(Logical Channel, 301 내지 304)들을 설정한다. 그리고, 특정 시간 또는 채널 번호로 상기 n 개의 채널들 각각의 식별이 가능하다면, 패킷 데이터를 수신하게 되는 상기 UE는 임의의 시점에서 수신한 패킷 데이터가 어느 채널을 통해 전송된 패킷 데이터인지를 알 수 있다.

즉, UE가 상기 n 개의 채널들을 통해 패킷 데이터를 수신하고, 상기 수신된 패킷 데이터에 대하여 오류 여부를 판단한 후, ACK/NACK(311내지 313)을 Node B로 전송한다. 이때, Node B는 상기 n 개의 채널들에 대하여 전송 지연을 가지고 NACK(311)을 ACK(313)가 동일한 시점에 수신하더라도 상기 채널을 식별하여 순서대로 패킷 데이터들을 재구성하거나, 재전송을 수행한다. 즉, UE도 상기 n 개의 채널들을 통해 패킷 데이터를 소프트 컴바이닝(soft combining) 하는 등 필요한 조치를 취할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 Node B의 스케줄링에 따른 하드웨어 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, Node B는 패킷 데이터를 전송하기 위하여 다수의 UE들에 대하여 우선순위를 설정하는 스케줄러(400)와, 상기 전송된 패킷 데이터의 오류 유무를 감지하여 재전송을 수행하는 HARQ 제어부(420)와, 전송하고자 하는 패킷 데이터를 저장하는 트랜스포트 블록부(450)를 구비한다.

우선, 상기 Node B의 스케줄러(400)는 RNC로부터 해당 UE로 전송하고자 하는 트래픽의 형태를 나타내는 스케줄링 우선순위 지시자(401)를 수신한다. 상기 스케줄링 우선순위 지시자는 전송하고자 하는 트래픽이 리얼 타임 트래픽인지 넌리얼타임트래픽인지 구별하는 정보이다. 또한, 상기 스케줄링 우선순위 지시자(401)와 관련하여 리얼 타임 트래픽을 전송하고자 하는 경우, 상기 리얼 타임 트래픽에 따른 서비스 품질을 만족하기 위한 스케줄링을 수행하기 위한 T1 타이머 정보(402)를 수신한다. 이때, 상기 T1 타이머에 따른 스케줄링은 호 주기정보(call duration, 403)를 수신하여 수행된다.

또한, 상기 Node B의 스케줄러(400)는 UE로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 서비스 품질을 나타내는 서비스 품질 정보(CQI, 411)와 이전에 전송된 패킷 데 이터의 오류 유무를 나타내는 ACK/NACK(412)를 수신한다.

상기 리얼 타임 트래픽과 관련하여 T1 타이머 스케줄링에 따른 정보들을 수신한 상기 스케줄러(400)는 다수의 UE들중에서 우선 순위가 제일 높은 UE를 선택하고, 상기 선택된 UE를 타 UE들과 구별하기 위한 식별자 정보(UE ID,421)를 HARQ 제어부(420)로 전달한다. 또한, 상기 스케줄러(400)는 전송하고자 하는 데이터를 저장하고 있는 버퍼를 나타내는 버퍼 식별 정보(Queue ID, 422)와, 이전에 전송된 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 상기 ACK/NACK 정보(423)와, 상기 HADPA 서비스에 따른 효율을 증대시키기 위한 재전송에 사용 가능한 채널들의 수를 나타내는 정보(ARQ Channel number, 424)를 상기 HARQ 제어부(420)로 전달한다.

또한, 상기 스케줄러(400)는 상기 UE로부터 수신된 정보들을 고려하여 재전송에 따른 사용 가능한 전력의 양(431)과 상기 채널 수에 대응하여 사용 가능한 코드 수(432)와 전송된 CPICH를 통해 검출한 채널 품질 정보(433)를 트랜스포트 블록부(450)로 인가한다.

이에 따라 상기 HARQ 제어부(420)는 상기 ACK/NACK 정보(423)를 고려하여 새로운 데이터를 전송을 지시하는 지시자(441)를 트랜스포트 블록부(450)로 인가하거나, 또는 재전송을 지시하고자 이전의 데이터 블록의 크기(442)를 트랜스포트 블록부(450)로 인가한다.

상기 트랜스포트 블록부(450)는 상기 ACK/NACK 정보(423)를 확인하고, 전송하고자 하는 데이터의 변조 형태를 나타내는 플래그 정보(444)와 전송하고자 하는 데이터의 크기를 나타내는 정보(445, TR 블록 사이즈)와 상기 선택된 UE에게 무선 자원이 할당 되었는지 알려 주는 정보(443, hs_off flag)를 상기 HARQ 제어부(420)로 전달한다.

즉, 본 발명에서 Node B는 UE로 전송하고자하는 트래픽을 고려하여 스케줄링을 수행함으로, 고속의 대용량 패킷 데이터의 서비스 품질을 보장한다.

도 5는 본 발명에 따라 패킷 데이터의 성격에 따라 스케줄링을 수행하는 흐름도를 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 패킷 데이터는 크게 리얼 타임(Real time, 이하 'RT'라 칭함)트래픽과 넌 리얼 타임(non real time, 'NRT'라 칭함)트래픽으로 나누어서 설명된다. 이와 관련하여 본 발명은 상기 스케줄링 우선순위 식별자가 리얼 타임 트래픽 즉, 실시 예 1과 넌리얼 타임 트래픽 즉 실시 예를 2로 구분하여 설명한다,

즉, Node B는 RNC로부터 각 UE가 요청한 트래픽에 대한 정보와, T1타이머의 값을 수신하고, 상기 UE로부터 CQI와 ACK/NACK 정보를 수신하여 스케줄링을 수행한다.

단계 500에서 Node B는 RNC로부터 UE가 요청한 트래픽에 대한 정보를 나타내는 스케줄링 우선순위 식별자(scheduling priority indicator)를 수신한다. 상기 스케줄링 우선순위 식별자는 전송하고자 하는 패킷 데이터가 리얼 타임 트래픽인지 넌리얼타임 트래픽인지 나타내는 정보이다.

실시 예 1: 리얼 타임(real time) 트래픽

단계 500에서 Node B는 상기 스케줄링 우선순위 식별자를 통해 리얼 타임 트래픽임을 감지하면 단계 502로 진행하여 리얼 타임 스케줄링을 수행한다.

단계 502에서 Node B는 스케줄링 알고리즘에 의해 UE를 선택한다. 이 경우에 스케줄러는 UE의 호 주기(call duration) 단위로 스케줄링을 수행한다. 즉, 리얼 타임 스케줄링을 수행한다.

상기 단계 502에서 Node B는 상기 선택된 UE의 식별자(UE ID), 선택된 큐 버퍼의 식별자((Queue buffer ID), 이전에 전송된 패킷 데이터와 관련된 ACK/NACK정보, 그리고 사용된 ARQ 채널 번호를 HARQ 제어부로 전달하여 재전송 동작을 수행하도록 한다. 이는 하기와 같다.

단계 504에서 Node B는 전송된 ACK/NACK정보를 확인하여 ACK이면, 단계508로 진행하여 새로운 Node B 블럭을 구성한다. 반면에, 상기 전송된 ACK/NACK정보가 NACK이면 단계 506으로 진행하여 이전에 선택된 큐 버퍼로부터 기 전송된 Node B 블럭의 사이즈를 읽어온다. 즉, 상기 Node B는 상기 ACK/NACK 정보가 NACK인 경우에 HARQ 제어부에 제어신호를 인가하여 이전의 데이터 블럭 사이즈의 정보를 전송 블록 생성기로 전달하여 새로운 데이터를 생성하도록 한다.

따라서, Node B는 상기 ACK/NACK정보에 의해 전송 데이터 블럭을 구성한 후, 단계 510에서 Node B는 무선 자원 일예로, 상기 패킷 데이터를 전송함에 따른 여분의 코드 및 전력이 남아있는지 확인한다. 이때, 여분의 무선 자원이 남아 있으면 단계 512로 진행하여 다음의 UE에 대하여 상기 단계 504내지 512의 과정을 수행한다. 즉, Node B는 선택된 UE들을 다중화하여 TTI 단위로 Node B 블럭들을 전송한 다.

상기 전술한 바와 같이 리얼 타임 트래픽에 대하여 지연 한계내에 스케줄링을 수행하고자 Node B는 타이머에 기반하여 HARQ 재전송 제어를 다음과 같이 수행한다.

Node B는 새로운 데이터 블럭을 전송하고자 하는 경우 T1 타이머를 작동(초기화)시키고, 상기 수신된 ACK/NACK 정보를 확인한다. 이때, 상기 정보가 NACK인 경우, 상기 T1 타이머를 계속 증가하다가 주어진 T1 타이머 한계에 도달하도록 한다. 반면에, ACK정보를 감지하면, 새로운 데이터 블럭을 생성한 후, 상기 T1 타이머를 초기화한다.

예를 들어, 비디오 컨텐츠 트래픽의 종단간 지연 한계가 40~90ms 이라고 가정한다. 이때, 상기 비디오 컨텐츠의 비트에러율(Bit error rate)이 10^-3인 경우, 상기 T1 타이머를 36ms 정하고 6ARQ 처리 채널을 이용한다면, 최대 재전송 횟수는 2번이 된다. 따라서, 상기 비디어 컨텐츠의 트래픽 서비스 품질을 만족하게 된다.

실시 예 2: 넌리얼 타임(Non real time) 트래픽

단계 500에서 Node B는 상기 스케줄링 우선순위 식별자를 통해 넌리얼 타임 트래픽임을 감지하면 단계 514로 진행하여 넌리얼 타임 스케줄링을 수행한다.

단계 514에서 Node B는 스케줄링 알고리즘에 의해 UE를 선택한다. 이 경우에 스케줄러는 TTI 단위로 수행한다.

상기 단계 514에서 Node B는 상기 선택된 UE의 식별자(UE ID), 선택된 큐 버퍼의 식별자(Queue buffer ID), 이전에 전송된 패킷 데이터와 관련된 ACK/NACK정보, 그리고 사용된 ARQ 채널 번호를 HARQ 제어부로 전달하여 재전송 동작을 수행하도록 한다. 이는 하기와 같다.

단계 516에서 Node B는 전송된 ACK/NACK정보를 확인하여 ACK이면, 단계508로 진행하여 새로운 Node B 블럭을 구성한다. 반면에, 상기 전송된 ACK/NACK정보가 NACK이면 단계 506으로 진행하여 이전에 선택된 큐 버퍼로부터 기 전송된 Node B 블럭의 사이즈를 읽어온다. 즉, 상기 Node B는 상기 ACK/NACK 정보가 NACK인 경우에 HARQ 제어부에 제어신호를 인가하여 이전의 데이터 블럭 사이즈의 정보를 전송 블록 생성기로 전달하여 새로운 데이터를 생성하도록 한다.

그 후, 단계 510에서 Node B는 여분의 무선 자원이 존재하는지 확인한 후, 여분의 무선 자원이 남아 있으면 단계 512로 진행하여 다음의 UE에 대하여 상기 단계 516내지 512의 과정을 수행한다.

이때, 상기 넌리얼 타임 트래픽과 관련하여 높은 신뢰도로 패킷 데이터를 전송하기 위해 윈도우에 기반하여 스케줄링을 수행한다.

즉, Node B는 새로운 데이터 블럭을 전달할때 TSN=SN으로 시작하고 NACK이 발생할 경우에 TSN>SN-Window_size까지 계속 재 전송을 수행한다. 반면에, ACK정보가 발생하여 새로운 데이터를 블럭을 생성하여 다시 TSN=SN으로 초기화 시킨다.

예를 들어, 웹 브라우징(Web browsing) 트래픽의 종단간 지연 한계는 매우 크며, 허용할수 있는 비트 오류율(BER)이 10^-8 라고 가정한다. 이러한 경우, Node B의 스케줄러는 상기 TTI내에서 상기 UE를 선택하여 재전송을 수행한다. 즉, 시간에 구애 받지 않고 에러를 교정하기 위해서는 윈도우사이즈에 기반하여 재전송을 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 Node B가 전송하고자 멀티미디어 데이터의 성격을 고려하여 즉, 리얼 타임 데이터와 넌 리얼 타임 데이터를 구별하여 스케줄링 및 재전송을 수행하여 멀티미디어 서비스 품질을 보장하는 효과를 가진다. 즉, Node B가 복합 재전송을 수행함에 있어서, 리얼 타임 트래픽에 대하여 타이머를 이용한 재전송을 수행하여 다운링크 데이터 채널에서의 불필요한 데이터 재 전송을 줄이는 장점을 가진다. 또한, 넌 리얼 타임 트래픽에 대하여 윈도우에 기반을 두어 재전송을 수행함으로 높은 신뢰도를 가지고 데이터를 전송하여 멀티미디어 서비스 품질을 보장하는 장점을 가진다.

Claims

고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 방법에 있어서,

기지국이 무선망 제어기로부터 전송하고자하는 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보와 상기 식별자와 관련하여 타이머 정보를 수신하는 과정과,

사용자 단말로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 정보와 상기 기지국간의 채널 품질 상태를 나타내는 정보를 수신하는 과정과,

상기 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보를 고려하여 상기 타이머 정보를 이용하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보는 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 리얼 타임 트래픽인지 넌리얼타임 트래픽인지 구별하는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국은 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 리얼 타임 트래픽이면, 상기 타이머 정보에 따라 타이머를 설정하고, 상기 오류 여부를 나타내는 정보를 고려하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국은 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 리얼 타임 트래픽이면, 상기 사용자 단말의 상기 무선망 제어기로부터 수신한 호 주기(call duration) 단위로 타이머를 설정하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국은 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 넌리얼 타임 트래픽이면, 전송 시간 구간 단위로 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국은 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 넌리얼 타임 트래픽이면, 전송 시간 구간 단위로 윈도우 사이즈에 기반하여 새로운 패킷 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국은 상기 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보를 확인하여 상기 전송하고자 하는 패킷 데이터가 리얼 타임 트래픽이면 타이머에 기반하여 스케줄링을 수행하고, 상기 패킷 데이터가 넌리얼 타임 트래픽이면 윈도우 사이즈에 기반하여 스케줄링을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
고속 하향 패킷 접속 이동 통신 시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 장치에 있어서,

무선망 제어기로부터 전송하고자하는 패킷 데이터의 트래픽 형태를 나타내는 식별자 정보와 상기 식별자와 관련하여 타이머 정보를 수신하고, 상기 사용자 단말로부터 이전에 전송된 패킷 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 정보와 상기 기지국간의 채널 품질 상태를 나타내는 정보를 수신하여 재전송에 따른 채널의 수를 나 타내는 정보와, 이전에 전송된 패킷 데이터를 재전송 여부를 나타내는 정보를 재전송 제어부로 인가하는 스케줄러와,

상기 스케줄러로부터 인가된 정보를 이용하여 새로운 데이터의 전송 및 이전에 전송된 데이터의 재전송을 지시하는 정보를 트랜스포맷 블록으로 인가하는 재전송 제어부와,

상기 재전송을 지시하는 정보와 관련하여 전송하고자 하는 데이터의 변조 방식과 전송하는 자하는 데이터의 크기를 나타내는 정보를 상기 재전송 제어부로 전달하는 트랜스포맷 블록부를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 8항에 있어서,

상기 스케줄링 장치는 기지국에 구비됨을 특징으로 하는 상기 장치.