KR20090013568A - 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 자원 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서의 우선순위에 근거한 자원 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 일실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법은 무선 통신 시스템의 기지국에서의 자원 관리 방법에 있어서, 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 대하여 우선순위 인자 값을 설정하는 단계; 및 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 잔여 용량이 생성될 때까지 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 설정된 우선순위보다 낮은 순위로 설정되어 서비스 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추어 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
와이브로, 우선순위, 클래스, 수락, 제어

Description

무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법{Method for controlling resource in wireless communication system}
본 발명은 통신 시스템에서의 자원 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서의 우선순위에 근거한 자원 관리 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템 중의 하나인 802.16/WiBro 시스템에 관련된 기술은 표준화가 IEEE/TTA 워킹 그룹을 통하여 진행 중에 있으며, 대한민국에서는 와이브로(WiBro)라 불리는 이름으로 상용화가 활발히 진행 중에 있다.
802.16/WiBro 환경에서 사용할 수 있는 무선 자원(radio resource)은 한정되어 있다. 이렇게 한정된 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 수락 제어(admission control)가 반드시 필요하다. 하지만, 현재까지의 표준에는 수락 제어를 어떤 방식으로 제공할지에 대한 정확히 제시되어 있지 않은 상황이다. 또한, 수락 제어를 수행하는데 있어서 3세대 쪽에서 사용하던 기법을 그대로 적용하는 경우에 802.16/WiBro 시스템이 가지는 고유 특성들을 반영하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플로우(flow)들에 대하여 우선순위 인자(priority factor)를 부여하고, 우선순위에 근거하여 기지국에서 한정된 자원을 효율적으로 관리하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 플로우(flow)들에 대하여 우선순위 인자(priority factor)를 부여하고, 우선순위에 근거하여 기지국에서 한정된 자원을 효율적으로 관리하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 수행하는 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 일실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법은 무선 통신 시스템의 기지국에서의 자원 관리 방법에 있어서, 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 대하여 우선순위 인자 값을 설정하는 단계; 및 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 잔여 용량이 생성될 때까지 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 설정된 우선순위보다 낮은 순위로 설정되어 서비스 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추어 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 우선순위 인자 값은 해당 플로우가 속하는 클래스에 근거하여 결정하는 것이 바람직하다.
상기 우선순위 인자 값은 상기 클래스 별로 결정하며, 동일 클래스에서도 복수 개의 순위가 할당되도록 배정하는 것이 바람직하다.
상기 우선순위 인자 값은 UGS 클래스, ertPS 클래스, rtPS 클래스, nrtPS 클래스, BES 클래스 순으로 우선순위를 결정하는 것이 바람직하다.
상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 대한 우선순위는 초기에 상기 플로우가 속하는 클래스에서 가장 높은 순위로 우선순위 인자 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우의 초기화가 성공적으로 이루어진 후에는 상기 초기화에 성공한 플로우의 우선순위를 해당 클래스에서 초기 설정된 순위로 변경시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우가 속하는 클래스에서 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제1단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우가 속하는 클래스가 UGS 클래스인 경우에 상기 제1단계를 생략하고, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 UGS 클 래스를 제외한 클래스에서 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제2단계를 실행함을 특징으로 한다.
상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 제1단계에 의해서도 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 상기 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에는, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 클래스에 관계없이 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제2단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 제2단계의 실행에 의해서도 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 상기 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에는 해당 플로우에 대한 서비스 수락을 거절하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 잔여 용량을 증가시키는 단계에서 최소 유보 레이트(MRR) 값이 낮추어진 플로우들의 우선순위를 해당 플로우가 속하는 클래스에서 가장 높은 순위로 변경시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 플로우(flow)들에 대하여 우선순위 인자(priority factor)를 부여하고, 우선순위에 근거하여 기지국에서 한정된 자원을 효율적으로 관리하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 수행하는 프로그램 코드가 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 의하면 각각의 플로우에 대하여 우선순위 인자 값을 부여하고 우선순위 인자 값에 근거하여 서비스 받고 있는 플로우들의 서비스 용량을 조정하면서 플로우 초기화를 위한 수락 제어를 실행함으로써, 제한된 기지국의 자원으로 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 발생된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
본 발명의 설명에 앞서 본 발명이 적용되는 IEEE 802.16/와이브로 망의 구조에 대하여 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, IEEE 802.16/와이브로 망은 IEEE 802.16 프로토콜을 지원하는 사용자 단말기인 SS(Subscriber Station; 101), SS(101)와의 연결(connection)을 제어 및 관리하는 기지국인 BS(Base Station; 102), BS(102)를 통해 전달받은 트래픽을 인터넷 백본망에 전송하는 액세스 라우터(103)로 구성되어 있다.
이러한 IEEE 802.16/와이브로 시스템은 기본적으로 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS')을 제공한다. SS의 응용프로그램 계층(application layer)에서 제공하는 서비스에 따라서 전송할 수 있는 대역폭(bandwidth) 등, 여러 가지 제공하는 QoS 파라미터들(parameters)이 달라진다. 즉, 802.16/와이브로 시스템은 유선 네트워크와는 달리 무선 매체의 특성 및 환경에 따라 데이터 전송율과 같은 물리적 매체 특성이 급격하게 변할 수 있다.
IEEE 802.16/와이브로 시스템에서는 SS에게 QoS를 보장하기 위하여 서비스 클래스를 정의하고 있다. 즉, IEEE 802.16 시스템에서 QoS를 보장하기 위하여 UGS 클래스(Unsolicited Grant Service class), ertPS 클래스(Enhanced-Real-Time Polling Service class), rtPS 클래스(Real-Time Polling Service class), nrtPS 클래스(non-Real-Time polling Service class) 및 BES 클래스(Best Effort Service class)와 같은 서비스 클래스를 정의하고 있으며, 또한 이와 같은 서비스 클래스에 따른 스케줄링(scheduling)을 정의하고 있다.
UGS 클래스는 고정된 크기와 주기적인 간격의 전송을 가지는 실시간 데이터 전송 서비스를 위한 것이다. UGS는 T1/E1, 그리고 사일런스 서프레션(silence suppression)이 없는 VoIP(Voice over Internet Protocol) 트래픽과 같은 주기적으로 고정된 크기의 데이터를 전송하는 실시간 업링트(Uplink) 서비스를 지원한다.
rtPS 클래스는 실시간 대역폭 요청 및 폴링, 가변적 데이터 스케줄링을 위한 것으로서 대표적인 예로서, 비디오 전화, 비디오 게임 및 VOD 등이 있다. rtPS 클래스는 엠펙(MPEG) 비디오 트래픽과 같은 주기적으로 가변 크기의 데이터를 전송하는 실시간 업링크(uplink) 서비스를 지원한다. rtPS 스케줄링은 실시간 트래픽 특성을 만족시켜야 하며, SS가 필요한 대역폭(bandwidth)을 BS로 알려줄 수 있는 방법을 지원해야 한다. 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서 BS는 특정 SS에게 주기적인 폴링(Polling)을 수행한다. 폴링을 받은 특정 SS는 자신이 필요한 양만큼의 대역폭을 요청한다. 따라서 BS와 SS 간의 데이터 전송 효율을 최적화할 수 있는 장점을 가지지만, 명시적으로 대역폭을 요청해야하기 때문에 UGS에 비해 오버헤드가 존재한다는 단점을 가진다.
ertPS 클래스는 BS가 SS에게 rtPS 클래스와 같이 실시간 대역 요청 및 폴링을 하지 않고, SS가 대역폭 변경이 필요할 때만 이를 BS에게 알려주고 이에 따라서 대역폭 서비스 품질을 관리하는 방식이다.
nrtPS 클래스는 최소 데이터 처리율 보상 및 패킷 손실에 민감한 서비스를 위한 것으로 대표적인 예로서, 대용량 FTP, 멀티미디어 이메일 등이 있다. nrtPS 클래스는 FTP와 같이 지연(latency)에 민감하지 않은, 가변 크기의 데이터 스트림을 지원한다. nrtPS 클래스의 스케줄링 메커니즘은 폴링에 의한 대역폭 할당과 경쟁에 의한 대역폭 할당 모두를 지원한다.
BES 클래스는 공평 스케줄링 및 효율적인 데이터 재전송 서비스를 위한 것으로서 대표적인 예로서, 웹 브라우징 이메일, 단문 전송 서비스, 저속 파일 전송 등이 있다. BES 클래스는 주기적인 폴링, 데이터 전송에 대역폭 요청을 피기백(Piggyback)하는 방법, 그리고 경쟁을 통해 대역폭을 요청하는 방법을 지원한다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템의 기지국의 일반적인 동작을 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기지국 장치는 안테나(201), 수신기(202), 복조기(203), 메시지 디코더(204), 채널 품질 추정기(205), 컨트롤러(206), 메시지 생성기(207), 변조기(208), 송신기(209), 메모리(210) 및 네트워크 인터페이스(211) 를 구비한다.
안테나(201)는 도면에는 도시되어 있지 않으나 송신용 안테나 및 수신용 안테나를 포함하고 있다.
네트워크를 통하여 사용자 단말기에서 송신한 신호들은 안테나(201)에서 수신되어 수신기(202)로 전달된다.
수신기(202)는 무선 통신 시스템 표준에 근거하여 신호 처리를 수행하며, 세부적으로 무선 주파수/베이스 밴드 변환, 증폭, 아날로그/디지털 변환, 필터링 등을 포함하는 다양한 신호처리들을 수행한다. 수신을 위한 다양한 기술들은 이미 공지되어 있다.
채널 품질 추정기(205)는 채널의 품질을 결정하고, 그에 따라 지원 가능한 데이터 레이트를 추정하는데 사용될 수 있다.
수신기(202)로 수신되는 신호는 복조기(203)에서 복조된다. 복조기(203)는 등화, 디인터리빙, 디코딩 및 수신된 신호 규격에 의해 요구되는 다양한 기능들을 수행한다.
메시지 디코더(204)는 복조된 데이터를 수신하고, 순방향 또는 역방향 링크들 각각에서 사용자 단말기에서 전송된 메시지들을 추출한다. 메시지 디코더(204)는 통신 시스템에 대한 데이터 세션의 셋업, 유지 및 해제에서 사용되는 다양한 메시지들을 디코딩한다. 메시지들은 링크 플로우 설립의 요청, 전송, 수락 등의 채널 메시지들을 포함한다. 이러한 메시지들은 컨트롤러(206)로 전달된다.
그리고, 안테나(201)를 통하여 신호들은 전송된다. 전송되는 신호들은 무선 통신 시스템 표준에 근거하여 송신기(209)에서 처리된다. 송신기(209)는 세부적으로 증폭기, 디지털/아날로그 변환기, 무선 주파수 변환기 등으로 구성된다. 전송될 데이터는 변조기(208)에 의해 변조되어 송신기(209)로 전달된다. 변조기(208)는 세부적으로 인코더, 인터리버, 확산기 및 다양한 타입의 변조기들로 구성될 수 있다.
메시지 생성기(207)는 다양한 타입의 메시지들을 준비하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스로의 액세스를 요청하기 위한 요청 메시지, 사용자 단말기에서 요청된 메시지에 대한 수락 메시지 등을 생성시킨다.
네트워크 인터페이스(211)는 네트워크에 접속된 기기들과의 송/수신 인터페이스를 수행하며, 메모리(210)에는 기지국에서 실행되는 각종 통신 서비스를 지원하기 위한 정보들이 저장되어 있다. 특히, 본 발명에서는 메모리(210)에는 서비스를 받고 있는 플로우들의 클래스 및 우선순위 정보가 저장되며, 주기적으로 계산된 기지국의 잔여 용량 정보도 저장된다.
컨트롤러(206)는 기지국에서 통신 프로세스를 총괄적으로 제어하며, 세부적으로 도 3,4,5에 도시된 바와 같은 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 수행하도록 제어한다.
그러면, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 설명하기로 한다.
기지국 장치의 컨트롤러(206)는 주기적으로 기지국 장치의 잔여 용량(C(t))을 수학식 1과 같이 계산한다(S310).
C(t) = mk * ck * subcarriers
여기에서, t는 현재 프레임을 의미하며, mk는 강건한(robust) 변조 레이트(rate)이고, ck는 강건한 코딩 레이트를 의미한다.
수학식 1에 의하여 계산된 잔여 용량 정보는 메모리(210)에 업데이트된다.
컨트롤러(206)는 메시지 디코더(204)로부터 새로운 플로우(i) 설립을 요청하는 메시지가 수신되는지를 판단한다(S320). 즉, DSA-REQ 메시지가 수신되는지를 판단한다.
단계320(S320)의 판단 결과 새로운 플로우(i) 설립을 요청하는 메시지를 수신되면, 컨트롤러(206)는 새로운 플로우(i)에 대한 클래스 및 구체적인 플로우에 관련된 정보(예를 들어, MSR, MRR, Latency, 등)들을 파악한 후에, 새로운 플로우(i)에 대하여 우선순위 인자(PF; Priority Factor) 값을 해당 플로우가 속한 클래스(class)에 근거하여 설정한다(S330). 여기에서, MSR(Maximum Sustained Rate)은 플로우의 최대 유지 레이트로서, 해당 플로우에 대한 서비스를 받기 위하여 최대로 버틸 수 있는 가장 낮은 품질의 용량을 의미하고, MRR(Minimum Reserved Rate)은 플로우의 최소 유지 레이트로서, 기지국에서 해당 플로우 서비스에 지원되는 최소 용량을 의미한다.
일 예로서, 우선순위의 레벨을 0 ~ 10으로 나눈다고 가정할 때, 각 클래스별로 우선순위를 다음과 부여할 수 있다.
- UGS class flow 의 경우 : default value (9), boundary (min : 8 max : 10)
- ertPS class flow의 경우: default value (7), boundary (min : 6 max: 8)
- rtPS class flow의 경우 : default value (5), boundary (min : 4 max : 6)
- nrtPS class flow의 경우 : default value (3), boundary (min : 2 max :4)
- BES class flow의 경우 : default value (1), boundary (min : 0 max :2)
가입자 단말기가 핸드오버(handover) 해 온 경우 플로우들에 대하여 플로우들이 속한 클래스에서 가장 높은 순위로 우선순위를 설정한다. 예를 들어, 설립 요청한 플로우가 속한 클래스가 rtPS 클래스에 속하는 경우에, 설립 요청한 플로우의 우선순위 인자 값을 rtPS 클래스에서 가장 높은 순위인 '6'으로 설정한다.
다음으로, 컨트롤러(206)는 메모리(210)에 저장된 잔여 용량(C(t))을 읽어내어, 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)과 비교한다(S340).
단계340(S340)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하지 않는 경우에는, 새로운 플로우(i)의 설립을 수락한다(S350). 즉, 사용자 단말기에서 요청한 새로운 플로우(i)에 대한 서비스를 기지국에서 수락한다.
그러나, 단계340(S340)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하는 경우에는, 기지국 용량이 부족하여 현재의 잔여 용량으로 요청한 플로우 서비스를 수락할 수 없게 된다. 이 경우에는 본 발명에서 제안하는 클래스 및 우선순위 인자 값에 근거한 기지국의 잔여 용량의 증가 처리를 실행하면서 수락 제어 프로세스를 실행한다(S360).
단계360(S360)의 세부적인 처리 과정을 도 4에 도시하였다.
그러면, 도 4를 참조하여 기지국의 플로우들의 우선순위에 근거하여 잔여 용량을 증가시키면서 수락 제어 프로세스를 실행하는 단계(S360)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
컨트롤러(206)는 기지국 잔여 용량이 부족하여 서비스를 받지 못하고 있는 상태의 설립 요청한 새로운 플로우(i)와 동일 클래스에서 서비스 받고 있는 새로운 플로우(i)보다 낮은 순위의 플로우(j)들을 해당 클래스에 가장 낮은 순위부터 순차적으로 검색한다(S401).
단계401(S401)에서 순차적으로 검색된 플로우(j)에 대하여 최소 유보 레이트(MRRj) 값을 최대 유지 레이트 값(MSRj)으로 낮추는 경우에 발생되는 기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 구하기 위하여 수학식 2와 같은 연산을 실행한다(S402).
ΔC = MRRj - MSRj
여기에서, MRRj는 단계401(S401)에서 순차적으로 검색된 플로우(j)에 대한 최소 유보 레이트 값이며, MSRj는 플로우(j)에 대한 최대 유지 레이트 값이다.
기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 구한 후에, 수학식 2의 연산에 사용된 플로우(j)의 최소 유보 레이트(MRRj) 값을 최대 유지 레이트 값(MSRj)으로 낮춘다(S403).
그리고 나서, 단계403(S403)에 의하여 서비스 용량을 차감당한 플로우(j)의 순위를 해당 클래스에서의 가장 높은 순위로 변경한다(S404). 예를 들어, 서비스 용량을 차감당한 플로우(j)가 속하는 클래스가 rtPS 클래스이고, 서비스 용량을 차감당하기 전에 우선순위가 '5'로 설정되어 있었다면, 서비스 용량을 차감당하고 나서는 우선순위를 rtPS 클래스에서 가장 높은 순위인'6'으로 변경한다. 이는 서비스 용량을 차감당한 플로우들의 서비스 품질을 보상하기 위함이다.
다음으로, 수학식 3과 같이 단계402(S402)에서 연산된 기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 메모리(210)에 저장되어 있는 기지국의 잔여 용량(C(t))에 더하여 잔여 용량 증가분 ΔC가 반영된 잔여 용량(C(t))을 산출한다(S405).
C(t) = C(t) + ΔC
단계405(S405)에 의한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 새로 산출한 후에, 새로 산출된 잔여 용량(C(t))과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)을 비교한다(S406).
단계406(S406)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국 잔여 용량 증가분 ΔC를 반영하여 새로 산출한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하지 않는 경우에는, 새로운 플로우(i)의 설립을 수락한다(S407). 즉, 사용자 단말기에서 요청한 새로운 플로우(i)에 대한 서비스를 기지국에서 수락한다.
그러나, 단계406(S406)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국 잔여 용량 증가분 ΔC를 반영하여 새로 산출한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하는 경우에는, 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 서비스 용량이 차감당하지 않은 플로우가 존재하는지를 판단한다(S408). 즉, 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하는지를 판단한다.
단계408(S408)의 판단 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하는 경우에는, 단계401(S401)로 피드백시킨다.
이에 따라서, 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 잔여 용량이 생성될 때까지 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있으면서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우들 중에서 가장 낮은 순위부터 순차적으로 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추어 기지국의 잔여 용량을 증가시키게 된다.
만일, 단계408(S408)의 판단 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하지 않은 경우에는, 설립 요청한 새로운 플로우(i)보다 하위 클래스에서 서비스 받고 있는 플로우들의 서비스 용량을 차감하여 기지국의 잔여 용량을 증가시키면서 수락 제어 프로세스를 실행한다(S409). 이는, 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 속하는 클래스에서 서비스 받고 있는 플로우들의 서비스 용량의 차감을 통하여 증가되는 기지국의 잔여 용량에 의해서도 설립 요청한 새로운 플로우(i)를 수락할 수 없는 경우에 해당되어, 설립 요청한 새로운 플로우(i)보다 하위 클래스에서 서비스 받고 있는 플로우들의 서비스 용량을 차감하여 기지국의 잔여 용량을 증가시키면서 수락 제어 프로세스를 실행할 필요가 있기 때문이다.
다만, 도 3의 단계360(S360)에서 컨트롤러((206)는 설립 요청한 새로운 플로우(i)가 UGS 클래스에 속해 있는 것으로 판단되면, 도 4에 도시된 흐름도를 실행하지 않고 바로 도 5의 흐름도를 실행한다. 이는 UGS 클래스에서는 MRR = MSR 이므로 도 4의 흐름도를 실행하더라도 기지국의 잔여 용량이 증가되지 않기 때문이다.
단계409(S409)의 세부적인 처리 과정을 도 5에 도시하였다.
그러면, 도 5를 참조하여 설립 요청한 새로운 플로우(i)보다 하위 클래스에서의 기지국의 잔여 용량의 증가시키면서 수락 제어 프로세스를 실행하는 단계(S409)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
컨트롤러(206)는 기지국 잔여 용량이 부족하여 서비스를 받지 못하고 있는 상태의 설립 요청한 새로운 플로우(i)보다 하위 동일 클래스에서 서비스 받고 있는 새로운 플로우(i)보다 낮은 순위의 플로우(j)들을 가장 낮은 순위부터 순차적으로 검색한다(S501).
단계501(S501)에서 순차적으로 검색된 플로우(j)에 대하여 최소 유보 레이트(MRRj) 값을 최대 유지 레이트 값(MSRj)으로 낮추는 경우에 발생되는 기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 수학식 2와 같은 연산을 통하여 구해낸다(S502).
단계502(S502)에 의하여 기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 구한 후에, 잔여 용량 증가를 위하여 희생된 플로우(j)의 최소 유보 레이트(MRRj) 값을 최대 유지 레이트 값(MSRj)으로 낮춘다(S503).
그리고 나서, 단계503(S503)에 의하여 서비스 용량을 차감당한 플로우(j)의 순위를 해당 클래스의 가장 높은 순위로 변경한다(S504). 예를 들어, 서비스 용량을 차감당한 플로우(j)가 속하는 클래스가 BES 클래스이고, 서비스 용량을 차감당하기 전에 우선순위가 '1'로 설정되어 있었다면, 서비스 용량을 차감당하고 나서는 우선순위를 BES 클래스에서 가장 높은 순위인'2'로 변경한다. 이는 서비스 용량을 차감당한 플로우들의 서비스 품질을 보상하기 위함이다.
다음으로, 수학식 3에 의하여 단계502(S502)에서 연산된 기지국의 잔여 용량 증가분 ΔC를 메모리(210)에 저장되어 있는 기지국의 잔여 용량(C(t))에 더하여 잔여 용량 증가분 ΔC가 반영된 잔여 용량(C(t))을 산출한다(S505).
단계505(S505)에 의한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 새로 산출한 후에, 새로 산출된 잔여 용량(C(t))과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)을 비교한다(S506).
단계506(S506)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국 잔여 용량 증가분 ΔC를 반영하여 새로 산출한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하지 않는 경우에는, 새로운 플로우(i)의 설립을 수락한다(S507). 즉, 사용자 단말기에서 요청한 새로운 플로우(i)에 대한 서비스를 기지국에서 수락한다.
그러나, 단계506(S506)의 비교 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 최소 유보 레이트 값(MRRi)이 기지국 잔여 용량 증가분 ΔC를 반영하여 새로 산출한 기지국의 잔여 용량(C(t))을 초과하는 경우에는, 클래스에 관계없이 설립 요청한 새로운 플로우(i)보다 낮은 순위로 서비스 용량을 차감당하지 않고 서비스를 받고 있는 플로우가 존재하는지를 판단한다(S508). 즉, 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하는지를 판단한다.
단계508(S508)의 판단 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하는 경우에는, 단계501(S501)로 피드백시킨다.
이에 따라서, 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 잔여 용량이 생성될 때까지 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있으면서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플 로우들 중에서 가장 낮은 순위부터 순차적으로 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추어 기지국의 잔여 용량을 증가시키게 된다.
만일, 단계508(S508)의 판단 결과 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들 중에서 최소 유보 레이트 값을 최대 유지 레이트 값으로 낮추지 않은 플로우가 존재하지 않은 경우에는, 설립 요청한 새로운 플로우(i)의 서비스 수락을 거절하는 처리를 한다(S509). 이 경우에는 서비스 요청한 새로운 플로우(i)에 대한 서비스 불가 세팅 후에, 요청된 플로우 설립 서비스에 대한 불가를 알리는 메시지를 DSA-RSP로 사용자 단말기에게 응답해준다.
도 3~5의 흐름도에는 도시되어 있지 않았으나, 위와 같은 과정을 통하여 설립 요청한 새로운 플로우(i)에 대한 서비스를 수락하는 플로우 초기화 과정에 성공한 경우에는, 서비스 수락된 플로우에 대한 우선순위를 해당 클래스의 디폴트(default) 값으로 낮춘다.
즉, 사용자 단말기가 핸드오버(handover) 해 온 경우 플로우가 속한 클래스에 따라서 아래와 같은 방식으로 우선순위 인자(priority factor) 값을 설정하고, 플로우 초기화 과정에 성공한 경우에는 다음과 같이 우선순위를 변경시킨다.
-. UGS class : 우선순위 디폴트 값을 10으로 업데이트(update) 해서 플로우 초기화를 요청하며, 플로우 초기화가 성공적으로 협상(negotiation)된 후에는 해당 플로우의 우선순위 디폴트 값을 9로 낮춘다.
-. ertPS class : 우선순위 디폴트 값을 8로 업데이트 해서 플로우 초기화를 요청하며, 플로우 초기화가 성공적으로 협상된 후에 해당 플로우의 우선순위 디폴트 값을 7로 낮춘다.
-. rtPS class : 우선순위 디폴트 값을 6으로 업데이트 해서 플로우 초기화를 요청하며, 플로우 초기화가 성공적으로 협상된 후에 해당 플로우의 우선순위 디폴트 값을 5로 낮춘다.
-. nrtPS class : 우선순위 디폴트 값을 4로 업데이트 해서 플로우 초기화를 요청하며, 플로우 초기화가 성공적으로 협상된 후에 해당 플로우의 우선순위 디폴트 값을 3으로 낮춘다.
-. BES class : 우선순위 디폴트 값을 2로 업데이트 해서 플로우 초기화를 요청하며, 플로우 초기화가 성공적으로 협상된 후에 해당 플로우의 우선순위 디폴트 값을 1로 낮춘다.
이와 같은 방법에 의하여 각 클래스 별로 우선순위 인자 값이 배정되고, 각 클래스 별로 수행되는 정책(policy)을 바탕으로 해서 설립 요청하는 새로운 플로우에 설정된 우선순위를 기준으로 802.16/WiBro 시스템에서 효율적으로 수락 제어(admission control)를 실행할 수 있다.
위의 도 3, 도 4 및 도 5의 흐름도에 따른 수락 제어를 실행시키기 위한 의사 코드(pseudo code)를 도 6에 도시하였다. 참고적으로, 도 6의 의사 코드에서는 설명의 편의를 위하여 도 3~5의 핵심적인 프로세스만을 제시하였다.
도 1은 본 발명이 적용되는 IEEE 802.16/와이브로 망의 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기지국 장치의 주요 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 단계360(S360)의 세부적인 처리 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 단계409(S409)의 세부적인 처리 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법을 수행하기 위한 의사 코드를 보여준다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템의 기지국에서의 자원 관리 방법에 있어서,
    링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 대하여 우선순위 인자 값을 설정하는 단계; 및
    상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 잔여 용량이 생성될 때까지 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 설정된 우선순위보다 낮은 순위로 설정되어 서비스 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추어 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 우선순위 인자 값은 해당 플로우가 속하는 클래스에 근거하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 우선순위 인자 값은 상기 클래스 별로 결정하며, 동일 클래스에서도 복수 개의 순위가 할당되도록 설정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 우선순위 인자 값은 UGS 클래스, ertPS 클래스, rtPS 클래스, nrtPS 클래스, BES 클래스 순으로 우선순위를 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  5. 제1항에서, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에 대한 우선순위는 초기에 상기 플로우가 속하는 클래스에서 가장 높은 순위로 우선순위 인자 값으로 설정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우의 초기화가 성공적으로 이루어진 후에는 상기 초기화에 성공한 플로우의 우선순위를 해당 클래스에서 초기 설정된 순위로 변경시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우가 속하는 클래스에서 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우의 우선순위보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제1단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우가 속하는 클래스가 UGS 클래스인 경우에 상기 제1단계를 생략하고, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 UGS 클래스를 제외한 클래스에서 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제2단계를 실행함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계는 상기 제1단계에 의해서도 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 상기 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에는, 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우를 수락할 수 있는 잔여 용량이 생길 때까지 클래스에 관계없이 순차적으로 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우보다 낮은 순위로 서비스를 받고 있는 플로우들의 최소 유보 레이트(MRR) 값을 최대 유지 레이트(MSR) 값으로 낮추는 제2단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2단계의 실행에 의해서도 상기 링크 플로우 설립을 요청하는 플로우에서 필요로 하는 용량이 상기 기지국의 잔여 용량을 초과하는 경우에는 해당 플로우에 대한 서비스 수락을 거절하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 잔여 용량을 증가시키는 단계에서 최소 유보 레이트(MRR) 값이 낮추어진 플로우들의 우선순위를 해당 플로우가 속하는 클래스에서 가장 높은 순위로 변경시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 자원 관리 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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