KR20070000371A - 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 방법에 있어서, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 상기 서비스 품질 등급별 상이한 스케줄링 메트릭들 중 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 과정과, 상기 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널을 통해 상기 데이터 패킷을 전송할 단말을 선택하는 과정과, 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함한다.

Description

다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 장치 및 방법{Apparatus and method for scheduling for transmitting data packet in multichannel wireless communication system}
본 발명은 스케줄링 장치에 관한 것으로, 특히 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 고속 데이터 전송을 포함하여 멀티미디어 서비스를 위한 이동통신 시스템에서 무선 자원 관리(Radio Resource Management)는 무선 자원의 효율적 사용 및 관리를 위해 중요성이 부가되고 있다.
스케줄링은 이러한 무선 자원 관리에 필요한 기술 중 하나로, 무선 채널들이 시변적이고 사용자마다 다른 환경에서 시스템 수율과 사용자의 공평한 자원 분배를 동시에 고려하는 비례균등(Proportional Fair, 이하 'PF'라 칭함) 스케줄러 등이 사용되고 있다. 그러나 PF 스케줄러는 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭함)을 고려하지 않는다. QoS를 고려한 스케줄러로는 M-LWDF(Modified Largest Weighted Delay First) 스케줄러가 있다. 그러나 M-LWDF 스케줄러는 QoS와 시스템 처리량(Throughput) 간에 trade-off를 얻기 힘들어 QoS와 시스템 처리량을 모두 만족시키기가 어렵다. 게다가 PF 스케줄러와 M-LWDF 스케줄러는 모두 단일채널을 위한 스케줄러이다.
한편, 다중채널을 고려하여 무선 자원을 관리하는 방식에는 OFDMA의 부채널 할당 알고리즘(Subchannel Allocation Algorithms)이 있다. 이는 각 프레임(Frame)마다 각 단말에 할당할 데이터율(Data Rate)을 별도의 알고리즘을 통해 도출한다. 그러나 이를 위한 패킷 스케줄러와의 결합이 어려운 문제가 있고, 프레임 단위로 QoS를 고려하게 되어 시스템의 처리량과 QoS 제공 성능이 모두 저하된다.
이에, 본 발명은 다중채널 무선통신 시스템에서 다중등급의 QoS를 고려하여 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
그리고 본 발명은 다중채널 무선통신 시스템에서 단일채널용 스케줄러를 이용하여 다중등급의 QoS를 고려한 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 방법에 있어서, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 상기 서비스 품질 등급별 상이한 스케줄링 메트릭들 중 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 과정과, 상기 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널을 통해 상기 데이터 패킷을 전송할 단말을 선택하는 과정과, 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 방법에 있어서, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 해당 채널에서 채널율이 가장 높은 채널을 선택하는 과정과, 상기 선택된 채널에서 스케줄링 메트릭을 이용하여 단말을 선택하는 과정과, 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 장치에 있어서, 상기 복수의 단말 각각에 대해 서비스 품질 등급별 큐를 포함하며, 상기 복수의 단말 각각에 대해 상기 서비스 품질 등급별 데이터 패킷을 저장하는 저장수단과, 상기 서비스 품질 등급별로 상이한 스케줄링 메트릭을 이용하고, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 상기 서비스 품질 등급별 상이한 스케줄링 메트릭들 중 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택한 후 상기 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널을 통해 상기 데이터 패킷을 전송할 단말을 선택하고 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하도록 하는 스케줄러를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 장치에 있어서, 상기 복수의 단말 각각에 대해 서비스 품질 등급별 큐를 포함하며, 상기 복수의 단말 각각에 대해 상기 서비스 품질 등급별 데이터 패킷을 저장하는 저장수단과, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 해당 채널에서 상기 복수의 단말 각각에 대해 채널율이 가장 높은 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에서 단일채널용 스케줄링 메트릭을 이용하여 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하도록 하는 스케줄러를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템, 예컨대 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템에서 데이터 패킷을 전송하기 위한 스케쥴링 방법 및 장치를 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의상 상기 통신 시스템을 OFDM/OFDMA 방식을 적용한 통신 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 스케쥴링 방법 및 장치는 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다. 그러면 여기서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스케줄링 장치는 각 단말들(MS1 내지 MSk, k는 단말의 수)에게 전송될 데이터 패킷이 각 단말별 그리고 각 단말에 대한 QoS 등급별로 저장되는 큐(Queue)(10)와 상기 큐(10)에 저장되어 있는 데이터 패킷을 스케줄링하여 송신 안테나(도시 안함)를 통해 전송하는 스케줄러(20)를 포함한다. 도 1에서는 본 발명과 직접적으로 관련 있지 않은 구성요소는 생략한다.
큐(10)는 각 단말별(MS1 내지 MSk)로 구비되어 있고, 각 단말별 큐는 QoS 등급별(QoS1 내지 QoSm, m은 QoS 등급의 수)로 구비되어 있다. QoS 등급에는 등급에 따라 우선순위가 존재하여 우선순위에 따라 데이터 패킷이 전송된다.
스케줄러(20)는 단일채널용 스케줄링 메트릭(Scheduling Metric)에 따라 프레임 단위로 스케줄링을 수행한다. 본 발명에서 스케줄러(20)는 두 가지 방법으로 스케줄링을 수행한다. 첫번째 방법은 단일 또는 다중 채널 환경에서 스케줄러(20)가 여러 가지 QoS를 고려하여 스케줄링을 수행하는 방식으로 각 QoS 등급별로 스케줄링 메트릭을 달리하여 스케줄링을 수행하는 방법이고, 두번째 방법은 스케줄러(20)가 다중 채널 환경에서 동시에 여러 채널의 채널 품질 정보를 알고 있다는 점에 착안하여 채널 품질 정보를 포함하는 임의의 단일 채널 스케줄링 메트릭을 다중 채널 환경에 적용하여 스케줄링을 수행하는 방법이다. 이하에서 각각의 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이때 스케줄러(20)의 도면 부호는 동일하게 사용한다.
먼저 첫번째 방법에 따르면, 스케줄러(20)는 각 QoS 등급별로 스케줄링 메트릭을 달리하여 스케줄링을 수행한다. 스케줄링은 프레임 단위로 수행되며, 다중채널의 각각의 채널에 대해 순차적으로 스케줄링을 수행한다. 즉, 도 2와 같이 동시에 전송되는 채널별(CH1 내지 CHn, n은 채널의 수) 데이터 패킷이 일정시간 간격 단위로 한 프레임을 이룬다. 스케줄러(20)는 먼저 채널 CH1에 대하여 어떠한 QoS 등급에 해당하는 스케줄링 메트릭을 사용하는 것이 바람직할지를 판단한다. 이를 위해 스케줄러(20)는 QoS 등급의 우선순위 순서대로 모든 QoS 등급별 스케줄링 메트릭들에 대해 선택조건을 만족하는지 판단하고, 선택조건을 만족하는 스케줄링 메트릭 하나를 선택한다. 예를 들어, QoS 등급의 우선순위가 QoS1>…> QoSm 라면, 채널 CH1에 대하여 QoS1에 대한 스케줄링 메트릭부터 QoSm에 대한 스케줄링 메트릭까지 어느 스케줄링 메트릭이 선택조건을 만족하는지 판단하고, 선택조건을 만족하는 스케줄링 메트릭을 이용하여 채널 CH1에 대한 스케줄링이 완료되면, 그 다음 순서인 채널 CH2에 대하여 상기와 동일한 방법으로 QoS1에 대한 스케줄링 메트릭부터 QoSm에 대한 스케줄링 메트릭까지 어느 스케줄링 메트릭이 선택조건을 만족하는지 판단하여 다시 채널 CH2를 위한 스케줄링 메트릭을 선택하고, 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 스케줄링을 한다. 이런 식으로 모든 채널에 대하여 각각 선택조건을 만족하는 스케줄링 메트릭을 선택하여 채널별(CH1 내지 CHn)로 스케줄링을 함으로써 모든 채널이 QoS를 만족하는 데이터 패킷을 전송할 수 있게 된다.
이때 스케줄러(20)는 해당 채널에 대한 스케줄링 메트릭을 선택하기 위하여 큐(10)의 정보를 이용하고 단말들(MS1 내지 MSk)로부터 피드백 전송된 채널 품질 정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭함)를 이용한다. 큐(10)의 정보는 단말별(MS1 내지 MSk) 각 QoS 등급(QoS1 내지 QoSm)에 해당하는 큐의 길이(Length), HOL(Head Of Line) 패킷 지연(Packet Delay)값 등을 포함한다. 단말들(MS1 내지 MSk)로부터 피드백 전송된 CQI는 평균 처리량(Average Throughput), 평균 채널율(Average Channel Rate), 순간적 채널율(Instantaneous Channel Rate) 등을 포함한다.
스케줄러(20)가 각 QoS 등급별 스케줄링 메트릭들 중에서 해당 채널의 스케줄링 시 사용할 스케줄링 메트릭을 선택하는 조건의 예는, 각 QoS 등급별로 HOL 패킷 지연과 요구되는 지연의 비가 일정 문턱값을 넘는 단말의 수가 일정 문턱값 이상인가, 또는 각 QoS 등급별로 큐의 길이와 평균 채널율의 비가 일정 문턱값을 넘는 단말의 수가 일정 문턱값 이상인가 등이다. 이러한 선택조건을 만족하면 스케줄러(20)는 해당 스케줄링 메트릭을 선택하고, 선택된 스케줄링 메트릭을 사용하여 해당 채널에 대한 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링을 수행한다.
한편, 스케줄러(20)는 가장 높은 우선순위의 QoS 등급에 대한 스케줄링 메트릭이 선택되지 않고 하위 우선순위의 QoS 등급에 대한 스케줄링 메트릭이 선택되어, 채널로 할당될 단말이 결정되면, 해당 단말의 QoS 등급별 큐에 대해서 상기 하위 우선순위의 QoS 등급에 대한 큐만 고려하지 않고 모든 QoS 등급에 대한 큐들을 모두 고려한다. 왜냐하면, 각 단말은 다중 QoS 등급을 지원하여 동시에 여러 등급의 QoS에 해당하는 데이터 패킷을 수신할 수 있으므로, 단말의 QoS 등급별 큐들 중에서 선택된 스케줄링 메트릭에 해당하는 QoS 등급의 큐에 있는 데이터 패킷만을 전송하는 것이 아니라, 단말의 QoS 등급별 큐들에 존재하는 데이터 패킷들을 QoS 등급의 우선순위 순서대로 전송한다. 예를 들면, 채널 CH1에 대하여 스케줄링 메트릭으로 QoS 등급이 우선순위가 가장 낮은 QoSm에 대한 스케줄링 메트릭이 선택되었다고 가정하자. 그럼 이때 스케줄러(20)는 QoSm 등급에 대한 스케줄링 메트릭을 이용하여 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링을 수행하고, 그 결과 채널 CH1을 통해서는 단말 MS1에 대한 데이터 패킷을 전송할 것을 결정한다고 가정하자. 그러면 스케줄러(20)는 도 1에 도시된 바와 같은 단말 MS1의 QoS 등급별 큐에 존재하는 데이터 패킷들의 상태를 먼저 파악한다. 이때 단말 MS1은 QoSm에 대한 큐에 존재하는 데이터 패킷뿐만 아니라 QoSm보다 우선순위가 높은 QoS1에 대한 큐에도 데이터 패킷이 존재한다. 그러므로 스케줄러(20)는 QoSm에 대한 큐에 있는 데이터 패킷을 먼저 전송하는 것이 아니라, QoS1에 대한 큐에 있는 데이터 패킷을 우선적으로 전송되도록 하고 후에 QoS 우선순위 순서대로 QoSm에 대한 큐에 있는 데이터 패킷이 전송되도록 한다. 도 2에서 각 채널별(CH1 내지 CH4) 프레임을 살펴보면, 각각 다른 블록으로 구성되어 있는데 이는 한 단말에 대해 QoS 등급별 큐에 저장되어 있는 데이터 패킷의 구분을 나타낸 것이다.
상술한 바와 같은 첫번째 스케줄링 방법에 대하여 도 3의 흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
스케줄러(20)는 먼저 첫번째 채널에 대한 스케줄링을 위해 사용될 스케줄링 메트릭을 선택하기 위한 스케줄링 파라미터를 수집한다(S302). 스케줄링 파라미터는 상술한 바와 같은 큐(10)의 정보와 단말들(MS1 내지 MSk)로부터 피드백 전송된 CQI이다.
그리고 스케줄러(20)는 QoS 등급의 우선순위를 가장 높은 것(여기서는 1)으로 설정하고(S304) QoS 등급의 우선순위가 가장 높은 스케줄링 메트릭이 스케줄링 메트릭의 선택조건을 만족하는지 판단한다(S306). 이때 해당 우선순위의 QoS 등급에 대한 스케줄링 메트릭이 선택 조건을 만족하면, 스케줄러(20)는 선택된 QoS 등급에 대한 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널, 즉 첫번째 채널을 통해 데이터 패킷을 전송할 단말을 모든 단말들(MS1 내지 MSk) 중에서 선택한다(S310).
그러나 해당 우선순위의 QoS 등급에 대한 메트릭이 선택 조건을 만족하지 못하면, 스케줄러(20)는 우선순위를 한단계 낮추고(여기서는 숫자가 증가할수록 우선순위가 낮다고 가정)(S308) 상술한 S306 과정을 반복함으로써, 모든 QoS 등급별 스케줄링 메트릭들 중 선택조건을 만족하는 스케줄링 메트릭을 찾아 상술한 S310 과정을 수행한다.
스케줄러(20)는 이렇게 선택된 단말의 QoS 등급별 큐에 대해, 높은 우선순위의 QoS 등급에 대한 큐에 존재하는 데이터 패킷부터 우선순위 순서대로 하나씩 해당 채널에서 전송되도록 결정한다(S312).
그리고 해당 채널에서 전송하기로 현재까지 결정된 패킷을 채우고도 여분의 자원이 존재하거나, 선택된 단말의 큐에 전송이 결정되지 않은 데이터 패킷이 남아 있는 경우(S314), 상술한 S312 과정을, 선택된 단말의 큐에 존재하는 모든 데이터 패킷들이 모두 전송 결정되거나, 해당 채널에 더 이상 선택된 단말의 데이터 패킷을 전송할 수 있는 자원이 남지 않을 때까지 반복한다.
그리고 선택된 단말의 큐에 존재하는 모든 데이터 패킷들이 모두 전송되거나, 해당 채널에 대한 자원이 모두 할당되면, 해당 단말의 전송이 결정된 패킷을 이미 전송된 것으로 고려하여 제외하고 스케줄링 메트릭의 파라미터들을 업데이트 한다(S316).
그리고 현재의 스케줄링 수행이 마지막 채널에 대한 것인지 판단한 후(S318), 마지막 채널에 대한 스케줄링이 아니면 다음 채널로 이동하여(S320) 상술한 S304 과정부터 반복한다.
즉, 첫번째 스케줄링 방법은 상술한 바와 같이 하나의 스케줄러(20)가 QoS별로 단일채널용 스케줄링 메트릭을 각각 구비하여 각 채널마다 QoS를 고려한 스케줄링 메트릭을 선택하고 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 스케줄링을 하는 방법이다. 그리고 도 3에 있어서 모든 채널에 대한 자원 할당이 끝난 후 한꺼번에 전송된다. 그러나 다음 채널을 할당할 때에는 이전 채널까지의 자원 할당 내용에 따라 각 단말의 큐에 있는 패킷들 중 이미 전송이 결정된 패킷을 빼고 큐의 길이, HOL 패킷 지연 등의 파라미터를 재계산하여 다음 채널 할당을 수행해야 하므로 설명의 편의상 상술한 S314, S316 과정을 포함하여 설명하였다. 이러한 첫번째 스케줄링 방법은 OFDMA, FDMA, TDMA, CDMA 등 모든 방식의 무선통신 시스템에 적용 가능하다.
한편, 두번째 스케줄링 방법에 따르면, 스케줄러(20)는 하나의 단일채널용 스케줄링 메트릭을 사용하나, 다중채널에 적용하기 위하여 모든 채널에 대한 채널율을 고려하여 적절히 채널에 대한 새로운 파라미터를 생성하여 적용한다. 즉, 예를 들어 각 단말마다 현재 프레임에서 아직 자원 할당이 이루어지지 않은 채널 중에서 가장 채널 품질 정보 값이 높은 채널의 채널 품질 정보 값을 해당 스케줄링 시스템의 채널 파라미터로 만들어 단일 채널 스케줄링 메트릭을 계산하는데 적용할 수 있다.
이 경우 스케줄링 메트릭은 크게 두 가지로 나뉘어 사용될 수 있다. 무한대의 버퍼를 사용할 경우와 한정된 버퍼를 사용할 경우 스케줄링 메트릭은 달라진다. 여기서 버퍼는 도 1이 큐(10)를 의미한다. 수학식 1은 스케줄러(20)가 무한대의 버퍼를 사용할 경우의 스케줄링 메트릭이다.
수학식 1은 채널 CHn에 할당될 단말 MSk를 결정하는 스케줄링 메트릭이다. 여기서 는 단순 증가 함수로서, 스케줄러(20)가 채택한 스케줄링 종류에 따라 달리 정의되며, 수학식 2는 Maximal Rate 스케줄링에 대한 의 예이다. 는 각 단말별 채널율을 나타낸다.
한편, 수학식 3은 스케줄러(20)가 한정된 버퍼를 사용할 경우의 스케줄링 메트릭이다.
수학식 3 또한 채널 CHn에 할당될 단말 MSk를 결정하는 스케줄링 메트릭이다. 여기서 는 상수, 는 각 단말별 채널율, 는 각 단말별 HOL 패킷 지연값을 나타낸다. 는 단순 증가 함수로서, 스케줄러(20)가 채택한 스케줄링 종류에 따라 수학식 4 및 수학식 5와 같이 달리 정의된다.
수학식 4는 M-LWDF 스케줄러에 대한 이고, 수학식 5는 Exponential Rule을 이용한 스케줄러에 대한 이다.
두번째 스케줄링 방법에 따르면, 다중채널 환경에서 스케줄러(20)는 동일 프레임 내의 여러 채널에 대해 채널율 값을 동시에 알고 있으므로 단말별(MS1 내지 MSk)로 상기 채널율에 상응하여 채널을 선택한다. 다시 말해, 상기 스케쥴러(20)는 각 단말별(MS1 내지 MSk)로 해당 프레임에서 아직 할당되지 않은 채널 중 가장 큰 채널율을 갖는 채널을 선택한다.
이러한 스케줄링 방법은, 각 단말별(MS1 내지 MSk)로 가장 큰 채널율을 갖는 채널은 일반적으로 서로 다를 수 있으므로, 자원 할당에 따라 매번 모든 단말들에 대해서 다시 검색할 필요는 없어 복잡도의 증가는 크지 않다. 또한 각 단말별(MS1 내지 MSk)로 가장 큰 채널율을 갖는 채널을 이용하여 스케줄링 메트릭을 비교함으로써 항상 현재 상태에서 가장 좋은 채널을 선택할 수 있다. 그리고 스케줄러(20)의 설계에 따라 단말별(MS1 내지 MSk)로 굳이 최대 채널율을 이용하는 것이 아니라 적절히 변동할 수 있는 것이다. 예를 들어, 공정성을 고려하여 상기 스케쥴러(20)는 평균 SNR이 일정 문턱값 이하인 단말들별로 최대 채널율을 갖는 채널을 선택하고, 나머지 단말들은 중간 값에 해당하는 채널율을 갖는 채널을 선택하는 것이다.
이하에서 상술한 바와 같은 두번째 스케줄링 방법에 대하여 도 4의 흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저 스케줄러(20)는 해당 프레임에서 아직 할당되지 않은 채널들의 할당을 위해 스케줄링 메트릭의 파라미터들을 업데이트 한다(S402).
그리고 스케줄러(20)는 각 단말들별로 해당 프레임에서 아직 할당되지 않은 채널 중 가장 큰 채널율을 갖는 채널을 선택한다(S404). 즉, 상기 스케쥴러(20)는 각 단말들 중에서 임의의 단말이 선택되면, 해당 프레임에서 아직 할당되지 않은 채널들 중에서 상기 임의의 단말의 채널율이 가장 높은 채널을 상기 임의의 단말에 할당할 채널로 선택한다. 이렇게 스케쥴러(20)는 각 단말의 채널율을 인지함으로써, 상기 각 단말들에 할당한 채널을 인지한다.
그런 다음, 상기 스케쥴러(20)는 전술한 바와 같은 스케쥴링 메트릭, 예컨대 단일 채널 메트릭을 이용하여 상기 각 단말들 중에서 해당 프레임에서 할당되지 않은 채널을 할당할 단말을 결정한다(S406). 이때, 상기 스케쥴러(20)는 상기 수학식 1 및 수학식 3에서 설명한 바와 같이 각 단말별 채널율과 상기 S402에서 업데이트한 스케쥴링 파라미터들, 예컨대 패킷 지연값에 상응한 단일 채널 메트릭을 이용하여 채널을 할당한 단말을 결정한다.
다음으로, 상기 스케줄러(20)는 상기 S406에서 선택된 단말의 QoS 등급별 큐에 대해, 높은 우선순위의 QoS 등급에 대한 큐에 존재하는 데이터 패킷부터 우선순위 순서대로 하나씩 해당 채널에서 전송되도록 결정한다(S408).
그리고 해당 채널에서 전송하기로 현재까지 결정된 패킷을 채우고도 여분의 자원이 존재하거나, 선택된 단말의 큐에 전송이 결정되지 않은 데이터 패킷이 남아 있는 경우(S410), 상술한 S408 과정을, 선택된 단말의 큐에 존재하는 모든 데이터 패킷들이 모두 전송 결정되거나, 해당 채널에 더 이상 선택된 단말의 데이터 패킷을 전송할 수 있는 자원이 남지 않을 때까지 반복한다.
그리고 현재의 스케줄링 수행이 마지막 채널에 대한 것인지 판단한 후(S412), 마지막 채널에 대한 스케줄링이 아니면 다음 채널로 이동하여(S414) 상술한 S402 과정부터 반복한다.
이러한 두번째 스케줄링 방법은 OFDMA와 FDMA 방식의 무선통신 시스템에 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다중채널 무선통신 시스템에 복잡도가 낮은 단일채널용 스케줄러를 적용할 수 있으므로 전체적인 스케줄러의 복잡도를 낮추어 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 QoS별로 스케줄링을 수행함으로써 QoS를 고려하면서 시스템의 처리량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에서 전송되는 다중채널 프레임의 구조도.
도 3은 본 발명에 따라 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 방법의 제 1실시 예의 흐름도.
도 4는 본 발명에 따라 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 스케줄링하는 방법의 제 2실시 예의 흐름도.

Claims (8)

  1. 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 장치에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각에 대해 서비스 품질 등급별 큐를 포함하며, 상기 복수의 단말 각각에 대해 상기 서비스 품질 등급별 데이터 패킷을 저장하는 저장수단과,
    상기 서비스 품질 등급별로 상이한 스케줄링 메트릭을 이용하고, 상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 상기 서비스 품질 등급별 상이한 스케줄링 메트릭들 중 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택한 후 상기 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널을 통해 상기 데이터 패킷을 전송할 단말을 선택하고 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하도록 하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 저장수단의 상기 데이터 패킷의 저장 정보와 상기 복수의 단말들로부터 피드백 전송되는 채널 품질 정보를 이용하여 상기 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 장치.
  3. 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 방법에 있어서,
    상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 상기 서비스 품질 등급별 상이한 스케줄링 메트릭들 중 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 스케줄링 메트릭을 이용하여 해당 채널을 통해 상기 데이터 패킷을 전송할 단말을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스케줄링 메트릭을 선택하는 과정은, 상기 데이터 패킷의 저장 정보와 상기 복수의 단말들로부터 피드백 전송되는 채널 품질 정보를 이용하여 상기 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 방법.
  5. 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 장치에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각에 대해 서비스 품질 등급별 큐를 포함하며, 상기 복수의 단말 각각에 대해 상기 서비스 품질 등급별 데이터 패킷을 저장하는 저장수단과,
    상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 해당 채널에서 상기 복수의 단말 각각에 대해 채널율이 가장 높은 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에서 스케줄링 메트릭을 이용하여 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하도록 하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 저장수단의 상기 데이터 패킷의 저장 정보와, 상기 복수의 단말들로부터 피드백 전송되는 상기 채널율을 포함하는 채널 품질 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 장치.
  7. 다중채널 무선통신 시스템에서 다중 서비스 품질 등급을 지원하는 복수의 단말들에게 전송될 데이터 패킷들을 스케줄링하는 방법에 있어서,
    상기 다중채널의 각각에 대해 채널 순서대로 해당 채널에서 상기 복수의 단말 각각에 대해 채널율이 가장 높은 채널을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 채널에서 스케줄링 메트릭을 이용하여 단말을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 단말의 데이터 패킷에 대한 해당 채널의 자원을 할당하고, 상기 다중채널에 대한 자원할당이 채널 순서대로 각각 모두 완료되면 상기 채널별로 할당된 자원을 이용하여 한꺼번에 상기 복수의 단말들의 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말을 선택하는 과정은, 상기 데이터 패킷의 저장 정보와 상기 복수의 단말들로부터 피드백 전송되는 상기 채널율을 포함하는 채널 품질 정보를 이용하여 상기 각 채널에 적합한 스케줄링 메트릭을 선택하는 것을 특징으로 하는 다중채널 무선통신 시스템에서 데이터 패킷 전송을 위한 스케줄링 방법.
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