KR20080079527A - 직교 주파수 분할 다중 접속을 사용하는 통신시스템에서스케쥴링 방법과 장치 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중 접속을 사용하는 통신시스템에서스케쥴링 방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화를 사용하는 통신 시스템에서의 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것으로서 본 발명에서 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속를 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 서브 채널 스케쥴링 방법은 상기 기지국에 연결되는 복수의 사용자 단말들에 대한 각각의 우선순위 값들을 게이트웨이로부터 수신하는 과정과, 상기 기지국과 상기 사용자 단말들 사이의 서브 채널에 대한 채널 품질값들을 상기 사용자 단말들로부터 수신하는 과정과, 상기 사용자 단말들 각각에 해당되는 우선순위 값과 채널 품질값 및 상기 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수에 의해 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구하는 과정 및 상기 할당 지수들 중 최대값을 갖는 사용자 단말에 상기 서브 채널을 할당하는 과정을 포함함으로써 사용자 단말들에 대한 우선순위 값, 트래픽의 총전송량, 서브 채널 할당의 공평성을 고려하여 서브 채널이 할당되는 사용자 단말을 선택할 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA), 스케줄러(Scheduler), 서브 채널(Sub Channel)

Description

직교 주파수 분할 다중 접속을 사용하는 통신시스템에서 스케쥴링 방법과 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING IN A COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING ACCESS}
도 1은 일반적인 LTE 시스템의 통신망의 망 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 OFDMA 통신 시스템에서 서브 채널이 할당되는 단말이 선택되는 방법을 설명하는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 OFDMA 통신 시스템에서 사용되는 스케쥴링 장치에 대한 구성도.
본 발명은 이동통신 시스템에서 통신 자원의 스케쥴링에 관한 것으로서 특히 직교 주파수 분할 다중 접속을 사용하는 통신 시스템에서의 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 고속의 데이터 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행 되고 있다.
고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 광대역의 스펙트럼(spectrum) 자원이 필요하다. 하지만, 상기 광대역 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전파(multipath propagation)에 따른 무선 전송로 상에서의 페이딩(fading) 영향이 심각해지며, 전송 대역 내에서도 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 따른 영향이 발생한다.
따라서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서 주파수 선택적 페이딩에 강인한 멀티 캐리어를 사용하는 통신 시스템(이하 "멀티 캐리어 시스템")이 널리 이용되고 있다. 상기 멀티 캐리어 통신 시스템이란 데이터를 다수의 부반송파를 이용하여 변조하는 방식을 말하는 것으로서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"), 또는 이산 멀티 톤(Discrete Multi Tone:DMT) 등의 방식에 의해서 구현될 수 있다. 이하에서는 멀티 캐리어 통신 시스템의 한 예로 OFDM을 사용하는 통신 시스템(이하 "OFDM 통신시스템")을 예로 들어 설명한다.
상기 OFDM 방식은 직렬로 입력되는 심볼(symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(Sub-Carrier)들로 변조하여 전송한다.
상기 OFDM 방식은 상기 주파수 선택적 페이딩에 강하다는 장점 이외에도 링크 적응(link adaptation) 방식을 사용하여 전송량(throughput)을 최대화시킬 수 있다는 장점을 가진다.
한편, 상기 OFDM 방식을 기반으로 한 다중 접속(multiple access) 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 "OFDMA") 방식이며, 상기 OFDMA 방식은 전체 서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 서브 채널(sub-channel)로 재구성하고, 상기 서브 채널을 특정 사용자 단말에게 할당하는 방식이다.
여기서, 상기 서브 채널이라 함은 적어도 1개 이상의 서브 캐리어들로 구성된 채널을 말한다. 상기 OFDMA 방식을 사용할 경우에는 무선 채널의 페이딩 특성에 따라 특정 사용자 단말에게 할당되는 서브 채널을 동적으로 할당할 수 있는 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)이 가능하고, 가입자 단말들의 개수가 증가함에 따라, 즉 사용자들이 증가함에 따라 '다중 사용자 다이버시티 이득(multiuser diversity gain)'이 증가하므로 상기 OFDMA 방식은 비교적 큰 전송량을 요구하는 차세대 통신 시스템에서 활발하게 연구되고 있다.
또한, 통신 시스템에서는 다중 사용자 환경을 구현할 경우 사용자들, 즉 사용자 단말들 각각에 대해 통신 자원을 효율적으로 할당해야만 하며, 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 "OFDMA 통신 시스템") 역시 통신 자원을 효율적으로 할당하는 것은 중요한 문제이다.
상기 OFDMA 통신 시스템에서 상기 통신 자원이란 각각의 서브 채널을 말하는 것이며, 효율적으로 상기 서브 채널을 다중 사용자에게 할당하기 위하여 상기 서브 채널을 시간적으로 분할하는 방식도 사용된다. 상기 서브 채널들을 시간적으로 구성하는 경우에서 구성되는 시간 단위를 전송시간 간격(Transmission Time Interval: TTI)라고 한다.
상기 OFDMA 통신 시스템에서 서브 채널이 사용자 단말들에 할당되는 방식을 5개의 서브 채널을 3개의 사용자 단말에 할당하는 경우를 예로 들어 설명한다.
TTI 1에서 서브 채널 1이 사용자 단말 2에 할당되고, 서브 채널 2가 사용자 단말 2에, 서브 채널 3이 사용자 단말 1에, 서브 채널 4가 사용자 단말 1에, 서브 채널 5가 사용자 단말 2에 할당되었다면 TTI 1에서 사용자 단말 1은 2개의 서브 채널을, 사용자 단말 2는 3개의 서브 채널을 할당받았고, 사용자 단말 3은 하나의 서브 채널도 할당 받지 못하였다.
TTI 2와 TTI 3에서도 상기 TTI 1에서와 동일한 방식으로 서브 채널이 사용자 단말들에게 할당된다.
상술한 예에서 각각의 서브 채널이 할당되는 사용자 단말이 선택되는 방법은 여러 가지 일수 있다.
그러면 여기서 OFDMA 통신 시스템에서 상기 통신 자원의 효율적인 할당을 위해 제안된 스케쥴링(scheduling) 방식들에 대해서 살펴보기로 한다.
상기 스케쥴링 방식은 각 가입자 단말들에 대한 자원을 할당하는 방식을 나타내며, 대표적인 스케쥴링 방식으로서는 최대 캐리어대 간섭비(Max C/I(Carrier to Interference ratio) 이하 "Max C/I") 방식과, 라운드로빈(Round Robin: 이하 "RR")방식과, 비례 공평성(PF: Proportional Fairness, 이하 "PF") 방식 등이 존재한다. 이하에서 상기 스케쥴링 방식들에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로, 상기 Max C/I 방식에 대해서 설명한다.
상기 Max C/I 방식은 OFDMA 통신 시스템에서 특정 서브 캐리어를 다수의 가입자 단말들 중 채널 상태가 가장 양호한 사용자 단말에 할당되도록 스케쥴링하는 방식으로서, 상기 Max C/I 방식을 사용할 경우에는 상기 다중 사용자 다이버시티 이득이 최대가 되어 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량을 최대화시킬 수 있다.
여기서, 상기 다수의 가입자 단말들 각각은 해당 기지국과의 채널 품질, 일 예로 C/I(carrier-to-interference)를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator)를 상기 기지국으로 피드백(feedback)시키는데, 상기 기지국은 상기 다수의 가입자 단말들로부터 피드백 되는 CQI들 중 최대 C/I를 나타내는 CQI를 피드백한 가입자 단말을 채널 상태가 가장 양호한 가입자 단말로 판단한다.
상기 Max C/I 방식을 사용할 경우, 만약 특정 사용자 단말의 채널 상태가 매우 열악하여 모든 서브 캐리어들에 대한 C/I가 매우 작은 값을 가질 경우에는 상기 특정 사용자 단말은 어떤 서브 캐리어도 할당받지 못하게 되는 경우가 발생하게 된다.
이렇게, 상기 Max C/I 방식을 사용할 경우에는 기지국과 사용자 단말간의 채널 상태에 따라서만 서브 캐리어를 할당하기 때문에 사용자 단말들간의 서브 채널의 할당에 있어서 공평성을 보장하지 못한다는 문제점을 가지고 있다.
두 번째로, 상기 RR 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 RR 방식은 다수의 사용자 단말들에 서브 캐리어들을 순차적으로 정해진 사용자 단말 각각에 순서대로 할당하는 방식으로서 상기 Max C/I 방식에 비해 상기 사용자 단말들간의 통신 자원 할당에 있어서의 공평성을 보장할 수 있다. 그러나, 상기 RR 방식은 상기 Max C/I 방식에 비해서 사용자 단말들간 공평성은 최대화되지만 상기 OFDMA 통신 시스템의 전체 전송량이 저하된다는 문제점을 가진다.
세 번째로, 상기 PF 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 PF 방식은 상기 Max C/I 방식과 RR 방식을 조합한 것으로서, 사용자 단말들간 통신 자원 할당의 공평성도 보장하면서 전체 전송량을 최대화시키는 스케쥴링 방식이다. 상기 PF 방식은 사용자 단말간 공평성을 어느 정도 보장하면서도 전체 전송량을 어느 정도 높일 수 있기 때문에 OFDMA 통신 시스템에서 일반적으로 사용되고 있는 스케쥴링 방식이다.
상기한 종래의 스케쥴링 방식들은 사용자 단말이 생성하는 데이터 트래픽의 특성에 따른 우선순위를 탄력적으로 반영하지 못하는 문제가 있다.
즉, 적절한 스케쥴링을 위한 요인(Factor)는 상기 공평성(Fairness) 및 전체 전송량(Throughput)과 트랙픽 특성별 우선 순위(Priority)의 세 가지인데 종래의 스케쥴링 방식은 공평성과 전체 전송량을 고려하였다.
예를 들어, 2개의 단말 A 와 단말 B 중 기지국이 상기 단말 A로 전송하고자 하는 트래픽이 음성 트래픽이고, 상기 단말 B로 전송하고자 하는 트래픽이 문자 트래픽이라고 가정할 때 음성 트래픽은 문자 트래픽보다 전송 지연 한도에 더 엄격하므로 음성 트래픽이 문자 트래픽보다 우선 순위를 가질 수 있다.
그러나 단말 A의 CQI가 단말 B의 CQI보다 낮고 단말 A가 5번 자원을 할당 받는 동안 단말 B가 1번 자원을 할당 받은 경우라고 할 때 어느 단말에 자원을 할당할 것인가를 결정하는 것은 상기 세가지 요소(우선순위, 공평성, 총 전송량)을 모 두 고려해야 하는 것이다.
그러나 종래 일반적으로 사용되는 PF방식도 공평성과, 전체 전송량을 고려하는 방식을 사용하였기 때문에 상기 우선순위를 고려하지 않는 문제가 있었다.
따라서 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 OFDMA 통신시스템에서 스케쥴링 방법과 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 측면은 OFDMA 통신시스템에서 사용자 단말이 생성하는 데이터 트래픽의 특성을 고려한 스케쥴링 방법과 장치를 제공하는 것이다.
따라서 본 발명에서 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access: OFDMA)를 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 서브 채널 스케쥴링 방법은 상기 기지국에 연결되는 복수의 사용자 단말들에 대한 각각의 우선순위 값들을 게이트웨이로부터 수신하는 과정과, 상기 기지국과 상기 사용자 단말들 사이의 서브 채널에 대한 채널 품질값들을 상기 사용자 단말들로부터 수신하는 과정과, 상기 사용자 단말들 각각에 해당되는 우선순위 값과 채널 품질값 및 상기 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수에 의해 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구하는 과정 및 상기 할당 지수들 중 최대값을 갖는 사용자 단말에 상기 서브 채널을 할당하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명에서 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속을 사용하는 통신 시스템의 서브 채널 스케쥴링 장치는 상기 기지국에 연결되는 복수의 사용자 단말들 에 대한 각각의 우선순위 값들을 게이트웨이로부터 수신하는 우선순위 값 수신부와, 상기 기지국과 상기 사용자 단말들 사이의 서브 채널에 대한 채널 품질값들을 상기 사용자 단말들로부터 수신하는 채널 품질 지시자(Channel QualityIndicator: CQI) 수신부와, 상기 사용자 단말들 각각에 해당되는 우선순위 값과 채널 품질값 및 상기 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수에 의해 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구하고, 상기 할당 지수들 중 최대값을 갖는 사용자 단말에 상기 서브 채널을 할당하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 본 발명에서 사용되는 "예"는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시, 예증일 뿐 본 발명은 상기 예에 나타나는 실시 형태에 국한하는 것은 아니므로 상기 예 이외의 실시 형태보다 더 선호되거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다.
OFDMA 시스템은 차세대 이동 통신 시스템에서 널리 사용된다. 예를 들어 3.5 세대 이동 통신으로서 표준화가 진행되고 있는 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템 또는 4세대 이동 통신 시스템이 상기 OFDMA 시스템을 사용하는 대표적인 통신 시스템의 예이다.
이하의 본 발명의 설명에서는 상기 LTE 통신 시스템을 상기 OFDMA 시스템의 하나의 예로서 설명할 것이다. 다만 상기 LTE 통신 시스템은 본 발명의 설명의 편의상 채택된 것일 뿐이므로 본 발명이 LTE 통신 시스템에만 적용되는 것으로 제한되어 해석되어서는 안 될 것이다.
상기 LTE 시스템은 3GPP(3rd Generation Partnership Projct)에서 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에 대한 차세대 이동통신 시스템으로서 논의되고 있으며, 기존의 3세대 이동 통신에서 5MHz로 한정되었던 대역폭을 1.25MHz부터 20MHz까지 변화 가능하도록 하고 100Mbps급의 데이터 전송률을 목표로 하여 현재 표준화가 논의되고 있으며, 2010년 경 상용화를 목표로 하고 있다.
도 1은 일반적인 LTE 시스템의 통신망의 망 구성도이다.
LTE 시스템에서 사용자 단말들(UE1(141) 내지 UE3(147))은 기지국(Enhanced Node B: ENB)(133)과 억세스 게이트웨이(Access GateWay: 이하 "게이트웨이"라고 약칭한다.)를 통해서 코어 망(110)과 연결된다.
통상 사용자 단말은 MS(Mobile Station), TE(Terminal Equipment) 등으로 표현할 수도 있는데 3GPP에서는 사용자 단말을 UE(User Equipment)로 표시하는 것이 관례이므로 도 1에서는 사용자 단말(이하에서 "단말"로 약칭한다.)을 UE로 표기하였다. 또한 도 1에서 UE는 설명의 편의상 3개로 도시되었으나 UE의 개수는 통신 환 경에 따라서 가변적일 수 있다.
본 발명에 사용되는 스케쥴링 장치는 상기 기지국에 포함되며, 상기 스케쥴링 장치는 단말들이 요청한 트래픽에 대한 우선 순위(Priority)를 상기 게이트웨이로부터 전달받는다.
또한 상기 기지국(133)은 단말들에게 파일롯 채널을 통하여 파일롯 신호 를 보내고 상기 단말들은 상기 파일롯 신호를 기준으로 각각의 해당 서브 밴드에 대한 CQI를 기지국으로 전송한다.
상기한 바와 같이 기지국(133)은 게이트웨이로부터 수신한 트랙픽의 우선순위, 단말들로부터 수신한 CQI, 각각의 단말들이 서브 밴드를 할당받은 횟수를 고려하여 해당 서브 채널이 할당될 단말을 결정한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 OFDMA 통신 시스템에서 서브 채널이 할당되는 단말이 선택되는 방법을 설명하는 순서도이다.
즉, 201 단계에서는 기지국(133)이 트래픽에 대한 우선순위 값을 게이트웨이(120)로부터 수신하고, 203 단계에서는 단말들(141 내지 145)로부터 기지국(133)과 각각의 단말간의 해당 CQI값을 수신한다.
205 단계에서는 상기 우선순위 값과 상기 CQI 값 및 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수를 이용하는 후술하는 <수학식 1>에 의하여 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구한다.
207 단계에서는 상기 각 단말들에 대한 할당 지수들 중 가장 큰 값을 갖는 단말에 서브 채널이 할당되도록 선택한다.
209 단계에서는 상기 207 단계에 의해서 서브 채널이 선택된 단말에 할당된 이후 새롭게 할당해야 하는 서브 채널이 남아있는가를 검사하여 서브 채널이 모두 할당되었다면 211 단계로 진행한다.
만약 단말에 할당해야 할 서브 채널가 남아 있다면 다시 201 단계로 되돌아가 다음 서브 채널에 대하여 상기 201 내지 207 단계를 반복한다. 211 단계에서 기지국은 상기 트래픽을 서브 채널에 실어 상기 서브 채널이 할당된 단말로 전송한다.
도 2는 하나의 TTI에서 서브 채널들이 단말들에 할당되는 것을 가정한 것이므로 하나의 TTI에서 모든 서브 채널들이 할당되면, 다음 TTI에서 도 2의 과정이 다시 반복된다.
이하에서는 본 발명에서 제안하고 상기 205 단계에서 사용되는 할당지수를 나타내는 <수학식 1>을 설명한다.
Figure 112007017042140-PAT00001
상기 <수학식 1>에서 "n"은 서브 채널의 순서를 나타내며, 상기 "j"는 각각의 서브 채널이 할당될 수 있는 단말의 순서를 나타낸다.
"Pj(n)"은 n번째 서브 채널에 대한 j번째 단말의 우선순위 값(priority value)을 의미하며, α는 우선 순위의 가중치이다. α값이 커질수록, Pj(n)값이 커질수록 j번째 단말이 선택될 확률은 더 커진다.
상기 우선순위 값이 결정되는 요인은 단말 또는 트래픽의 종류 등일 수 있다. 예를 들어 단말들 각각이 지불하는 통신 서비스 비용 등의 차이로 인하여 단말들에 따라 우선순위 값이 달라지는 경우나, 단말들로 전달되어야 하는 트래픽이 음성 트래픽인지 데이터 트래픽인지의 차이 등의 경우처럼 트래픽의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
"Qj(n)"은 n번째 서브 채널에 대해 j번째 단말의 CQI 값을 나타내고 β는 CQI 값에 대한 가중치이다. β값이 커질수록, Qj(n)값이 커질수록 j번째 단말이 선택될 확률은 더 커진다.
상기 "Cj(n)"는 현재 n번째 서브 채널이 할당되기까지 j번째 단말이 서브 채널을 할당받은 누적 횟수를 의미하고, γ는 상기 선택된 누적 횟수의 가중치이다. Cj(n)가 커질수록, γ가 커질수록 j번째 단말이 선택될 확률은 작아진다.
상기 "Nc" 는 스케쥴링에서 공평성을 조절하는 인자이다. 1에서 2000 정도 사이의 값이 선택되는 것이 일반적이다. 즉, Nc의 값이 커질수록 특정 단말이 선택된 누적 횟수가 스케쥴링에서 미치는 영향은 줄어든다.
상기 "Sj(n)"는 n번째 서브 채널의 할당 이전까지 j번째 단말이 선택된 횟수를 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이 기지국 내의 스케쥴러는 상기 Pj(n)를 게이트웨이로부터 수신하며, Qj(n)값은 각각의 단말들로부터 수신한다. 상기 Cj(n)값은 스케쥴러 내부에서 업데이트되어 얻을 수 있고, 상기 α,β,γ는 통신 서비스 제공자 또는 통신 환경에 따라 달라질 수 있는 값이다.
예를 들어 α=0, β=1, γ=0 으로 설정된 스케쥴링 방식은 Qj(n) 값만을 고려하는 것이므로 앞서 설명한 Max C/I 방식에 해당하며, α=0, β=0, γ=1로 설정된 스케쥴링 방식은 단말의 선택 횟수만을 고려하므로 RR 방식에 해당하게 된다.
따라서 α, β, γ의 값을 조정하면 다양한 통신 자원의 스케쥴링에 고려되는 세가지 요소인 우선 순위, 총 전송량, 공평성을 모두 고려하여 다양한 방식으로 스케쥴링할 수 있다.
이하에서는 상기 <수학식 1>에 의해 서브 채널이 할당되는 단말이 선택되는 과정을 예시한다. 하기할 예는 2개의 서브 채널을 2개의 단말에 할당하는 경우를 가정한다. 또한 상기 Pj(n)과 Qj(n)은 동일한 값으로 고정되어 있고 Nc=10으로 설정된 상태를 가정한다. 그 계산 과정은 하기 <표 1>에 나타나 있다.
Figure 112007017042140-PAT00002
(1)은 1번째 TTI의 0번 서브 채널에 대한 계산과정으로서 먼저 초기치 C1(0)=1, C2(0)=1로 설정한다. 왜냐하면 상기 Cj(n)은 상기 <수학식 1>에서 Dj(n)의 분모로 사용되므로 상기 Cj(n) 값이 0가 되면 상기 Dj(n) 값이 무한대 값이 되는 것을 방지하기 위함이다.
상태에서 상기 0번 서브 채널이 단말 1에 할당되었다고 가정하면 S1(1)=1 ,S2(1)=0 이 된다.
(2)는 1번째TTI의 1번 서브 채널에 대한 계산과정에 의하여 C1(1)=1, C2(1)=0.9값을 상기 Dj(n)에 대입하면 단말 2가 상기 1번 서브채널을 할당받고 이에 따라 S1(2)=1, S2(2)=1로 갱신된다.
(3)은 2번째TTI의 첫 번째 서브 채널을 2번 서브 채널로 하여 계산한 것이며 계산 과정은 상기 (1), (2)와 같다.
(4)는 2번째TTI의 첫 번째 서브 채널을 2번 서브 채널로 하여 계산한 것이며 계산 과정은 상기 (1), (2)와 같다.
상술한 예에서 Cj(n)는 j번째 단말이 선택된 횟수를 스케쥴링에 반영하기 위한 인자(Factor)인데 상기 Cj(n)가 Dj(n)의 분모에 위치하므로 특정 단말이 선택되는 횟수가 증가할수록 상기 특정 단말에 다음 순서의 서브 채널이 할당될 확률은 작아진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 OFDMA 통신 시스템에서 사용되는 스케쥴링 장치에 대한 구성도이다.
CQI 수신부((301)는 각각의 단말들에 해당하는 CQI값을 각각 수신하여 제어부(303)로 전달한다. 우선순위 값 수신부(305)는 게이트웨이로부터 우선순위를 수신하여 제어부(305)로 전달한다.
상기 제어부는 상기 CQI 값들과, 상기 우선순위 값들로부터 해당 서브 채널이 할당될 단말을 상기 <수학식 1>을 이용하여 선택한다. 또한 제어부는 각 단말들에 대한 선택 횟수를 저장부(307)에 저장하고 상기 저장된 선택 횟수를 갱신하여 상기 <수학식 1>의 계산에 사용한다.
지금까지 설명한 본 발명의 기술적 구성에 의하여 OFDMA 통신 시스템에서 우선순위, 총전송량, 공평성을 모두 고려하여 서브 채널을 사용자 단말에게 할당할 수 있다. 또한 상기 우선순위, 총전송량, 공평성에 대한 가중치를 부여하여 통신환경이나 트래픽의 특성에 맞는 탄력적인 스케쥴링을 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access: OFDMA)를 사용하는 통신 시스템에서 기지국의 서브 채널 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 기지국에 연결되는 복수의 사용자 단말들에 대한 각각의 우선순위 값들을 게이트웨이로부터 수신하는 과정;
    상기 기지국과 상기 사용자 단말들 사이의 서브 채널에 대한 채널 품질값들을 상기 사용자 단말들로부터 수신하는 과정;
    상기 사용자 단말들 각각에 해당되는 우선순위 값과 채널 품질값 및 상기 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수에 의해 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구하는 과정; 및
    상기 할당 지수들 중 최대값을 갖는 사용자 단말에 상기 서브 채널을 할당하는 과정을 포함하는 서브 채널 스케쥴링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 할당 지수는 하기 <수학식 2>에 의하여 구하는 서브 채널 스케쥴링 방법.
    Figure 112007017042140-PAT00003
    상기 <수학식 2>에서,
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00004
    :n번째 서브 채널에 대한 j번째 단말의 우선순위 값,
    상기 α는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00005
    에 대한 가중치
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00006
    는 n번째 서브 채널에 대해 j번째 단말의 CQI 값,
    상기 β는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00007
    에 대한 가중치,
    상기 γ는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00008
    의 가중치,
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00009
    에서 상기
    Figure 112007017042140-PAT00010
    은 n번째 서브 채널의 할당 이전까지 j번째 단말이 선택된 횟수
  3. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access: OFDMA)을 사용하는 통신 시스템의 서브 채널 스케쥴링 장치에 있어서,
    상기 기지국에 연결되는 복수의 사용자 단말들에 대한 각각의 우선순위 값들을 게이트웨이로부터 수신하는 우선순위 값 수신부;
    상기 기지국과 상기 사용자 단말들 사이의 서브 채널에 대한 채널 품질값들을 상기 사용자 단말들로부터 수신하는 채널 품질 지시자(Channel QualityIndicator: CQI) 수신부; 및
    상기 사용자 단말들 각각에 해당되는 우선순위 값과 채널 품질값 및 상기 사용자 단말들 각각의 서브 채널들의 할당 횟수에 의해 상기 사용자 단말들 각각에 대한 할당 지수들을 구하고, 상기 할당 지수들 중 최대값을 갖는 사용자 단말에 상기 서브 채널을 할당하는 제어부를 포함하는 서브채널 스케쥴링 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 할당 지수는 하기 <수학식 3>에 의하여 구하는 서브채널 스케쥴링 장치.
    Figure 112007017042140-PAT00011
    상기 <수학식 3>에서,
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00012
    :n번째 서브 채널에 대한 j번째 단말의 우선순위 값,
    상기 α는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00013
    에 대한 가중치
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00014
    는 n번째 서브 채널에 대해 j번째 단말의 CQI 값,
    상기 β는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00015
    에 대한 가중치,
    상기 γ는 상기
    Figure 112007017042140-PAT00016
    의 가중치,
    상기
    Figure 112007017042140-PAT00017
    에서 상기
    Figure 112007017042140-PAT00018
    은 n번째 서브 채널의 할당 이전까지 j번째 단말이 선택된 횟수
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