KR20090066167A - 이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 가상 망 운영자(Mibile Virtual Network Operator : MVNO) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로서, MVNO별로 QoS(Quality of Service) 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하는 과정과, MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인하는 과정과, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해, MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여, 모든 MVNO가 공유하는 공용 자원을 상기 QoS 트래픽에 할당하는 과정을 포함하여, 정해진 비율에 따라 비례적인 자원 할당을 보장하고, 자원 이용의 효율을 향상시키며, 서비스 품질을 보장할 수 있는 이점이 있다.
MVNO, 스케줄링, 비례적인 자원 할당, 전용 자원, 공용 자원

Description

이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING FOR PROPORTIONAL RESOURCE ALLOCATION AMONG MIBILE VIRTUAL NETWORK OPERATORS}
본 발명은 스케줄링에 관한 것으로, 특히 이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 망(Wireless network)에서 세계적인 흐름은 단일 물리적 망(physical network)에 대해 복수의 가상 망 운영자(Virtual Network Operator : 이하 ‘VNO'라 칭함)를 가정하고 있다. 여기서, 상기 VNO는 코어 서비스 망(Core Service Network : CSN)에 위치하며, 망 접속 제공자(Network Access Provider : 이하 ’NAP‘라 칭함)를 통해 가상(Virtual)의 접속 서비스 망(Access Service Network : 이하 ’ASN‘이라 칭함)을 구성하여 서비스하는 사업자이다. 여기서, 상기 ASN은 기지국 제어기 및 기지국으로 구성되는 물리적인 망을 의미하고, 상기 NAP는 상기 ASN을 소유하여 운영하는 사업자로서, 예를 들어 이동통신 사업자를 의미한다.
한편, 상기 무선 망은 유선 망과 달리 기본적으로 무선 자원(air resource)이 크게 제한되어 있고, 무선 용량 자체가 가변적이고 예측 불가능(unpredictable)한 특성을 가지고 있다. 따라서, 이러한 무선 망의 특성을 감안하면서도 세계적인 흐름을 충족하는 유연하고 최적화된 스케줄링 방식의 제안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동 가상 망 운영자별 전용 자원과 공용 자원을 구분함으로써 정해진 비율에 따라 비례적인 자원 할당을 보장하고, 자원 이용의 효율을 향상시키며, 자원 할당 시 우선 순위를 고려하여 할당함으로써 서비스 품질을 보장하고, 차용 변수 값을 도입하여 비례적인 할당을 보상하기 위한 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 가상 망 운영자(Mibile Virtual Network Operator : MVNO) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 방법은, MVNO별로 QoS(Quality of Service) 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하는 과정과, MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인하는 과정과, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해, MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여, 모든 MVNO가 공유하는 공용 자원을 상기 QoS 트래픽에 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 가상 망 운영자(Mibile Virtual Network Operator : MVNO) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케 줄링 장치는, 신규 호 또는 핸드오버 호에 대한 수락 여부를 결정하는 CAC 처리부와, 수락이 결정된 호들에 한하여, MVNO별로 QoS(Quality of Service) 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하고, MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인한 후, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해, MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여, 모든 MVNO가 공유하는 공용 자원을 상기 QoS 트래픽에 할당하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법을 제공함으로써, 정해진 비율에 따라 비례적인 자원 할당을 보장하고, 자원 이용의 효율을 향상시키며, 자원 할당 시 우선 순위를 고려하여 할당함으로써 서비스 품질을 보장하고, 차용 변수 값을 도입하여 비례적인 할당을 보장할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 이동 VNO(Mibile VNO : 이하 ‘MVNO'라 칭함) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
이하 본 발명에서 가정하고 있는 사항은 다음과 같다. 첫째, 기지국의 연결 수락 제어(Connection Admission Control : 이하 ‘CAC’라 칭함) 처리부 및 스케줄러는 특정 트래픽(시그널링 트래픽 및 베어러 트래픽 모두에 해당)이 어느 MVNO에 속하는지 구분할 수 있다고 가정한다. 둘째, 각각의 MVNO가 서비스하는 트래픽의 종류는 QoS(Quality of Service) 클래스(예를 들어, UGS(Unsolicited Grant Service), RT-VR(Real Time-Variable Rate), BE(Best Effort) 등)에 따라 다양하며, 이러한 트래픽은 크게 QoS 트래픽과 non-QoS 트래픽(BE 트래픽)으로 구분하고, QoS 트래픽에 대해서는 스케줄링 이전에 MVNO간 서비스 비에 따라 CAC를 적용한다고 가정한다.
한편, 본 발명에 따른 스케줄링 방식으로, MVNO별 개별적인 스케줄링 방식과 MVNO를 구분하지 않고 통합해서 스케줄링하는 방식을 생각할 수 있다. 상기 통합 스케줄링 방식의 경우, 스케줄러의 복잡도를 낮추고 효율적인 자원 할당에 초점을 맞추기 위해서, 해당 트래픽에 대해서는 MVNO별 비례할당을 고려하지 않고 스케줄링한다. 이 경우 무선 자원의 비례적인 할당은 CAC에 위임하여 CAC에 의해 평균적으로 만족한다고 가정한다.
본 발명은 트래픽별 적용 스케줄링 방식에 따라, 다음의 4가지 방안을 고려 할 수 있다.
(1). MVNO별 스케줄링 방식
- 모든 트래픽에 대해 비례적인 할당을 위해 MVNO별 개별적인 스케줄링을 수행한다.
(2-1). 통합 스케줄링 방식 I: QoS 서비스 플로우와 BE를 구별
- QoS 트래픽(UGS, ERT-VR, RT-VR, NRT-VR)에 대해서는 통합 스케줄링을 적용하고, 통합 스케줄링 이후 남은 무선 자원은 BE에 대해 비례 할당을 위한 MVNO별 스케줄링을 수행한다.
(2-2). 통합 스케줄링 방식 II: 실시간 트래픽과 비실시간 트래픽을 구별
- 실시간 트래픽 (UGS, ERT-VR, RT-VR)에 대해서는 통합 스케줄링을 적용하고, 남는 무선 자원은 비실시간 트래픽에 대해 비례 할당을 위한 MVNO별 스케줄링을 수행한다.
(2-3). 통합 스케줄링 방식 III: UGS & ERT-VR 및 기타 트래픽을 구별
UGS와 ERT-VR 트래픽에 대해서는 통합 스케줄링을 적용하고, 남는 무선 자원은 그 이외의 트래픽에 대해 비례 할당을 위한 MVNO별 스케줄링을 수행한다.
여기서, 상기 (2-1), (2-2), (2-3)의 경우, 통합 스케줄링 이후 남은 무선 자원에 대해서 본 발명의 실시 예에 따른 비례 할당을 수행하게 되는데, 다음의 두 가지 방식이 가능하다. 첫째, 통합 스케줄링 후 남는 자원에 대해서만 비례할당을 하는 방식과, 둘째, 통합 스케줄링 후 각 MVNO에 얼마나 할당되었는지를 체크하고, 남는 자원을 스케줄링할 때 전체적으로 비례할당이 되도록 스케줄링하는 방식이다.
상기 네 가지 방안에서 비례 할당을 위한 MVNO별 스케줄링을 수행할 경우, 스케줄러의 편이성을 위해 비례 할당을 위한 스케줄링이 적용되는 트래픽에 대해 MVNO별 큐(queue)를 별도로 둘 수도 있다. 상기 큐를 공용으로 사용하더라도 비례적인 할당을 위한 스케줄링이 가능하며 다만 처리 용량(processing capacity)이 더 필요하게 된다.
이후 본 발명에 따른 실시 예를 통해 상기 비례 할당을 위한 MVNO별 스케줄링 방식에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크는 기지국 제어기(120), 기지국(110), 단말(100)을 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 기지국 제어기(120)는 가입자의 연결(Connection) 및 이동성(mobility)을 관리하며, 상/하향 연결별로 고유한 서비스 플로우(Service flow)를 할당한다.
상기 기지국(110)은 기지국 제어기(120)와 단말(100) 사이에 우치하는 시스템으로, 무선 망의 PHY 및 MAC 규격에 따른 무선 접속으로 인터페이스하여 가입자에게 무선 구간의 연결(Connection) 및 베어러 트래픽(bearer traffic)을 제공한다. 도시하지는 않았지만, 상기 기지국(110)은 신규 호 또는 핸드오버 호에 대한 수락 여부를 결정하고, 수락된 호들에게 대역폭을 얼마나 할당할지를 예측하는 CAC 처리부와, 상기 수락된 호들에 속하는 패킷들에 대해 스케줄링을 수행하는 스케줄 러를 포함하여 구성된다. 상기 기지국은 하나 이상의 MVNO들로 구성되며, 상기 스케줄러는 본 발명에 따라 MVNO 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링을 수행한다. 상기 도 1에서 MVNO는 서비스 지역에 따라 구분되어 있지만, 지역에 따른 구분 없이 논리적으로도 구분 가능하다. 예를 들어, 특정 지역에 따라 MVNO 1, MVNO 2로 구분할 수도 있고, 지역 구분없이 가입자가 MVNO 1에 가입되어 있는지, MVNO 2에 가입되어 있는지에 따라 구분할 수도 있다.
상기 단말(100)은 종단간(end-to-end) 서비스 소비 주체이다.
한편, 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 ‘OFDMA’라 칭함) 시스템에서의 자원은 시간과 주파수이고, 이러한 자원(resource)의 단위는 무선 망 규격에 따라 명칭이 다른데, 예를 들어 WiMAX의 경우 슬롯, 심볼, 프레임이 될 수 있다. 여기서, 프레임 단위로 자원을 할당하는 경우, MVNO의 수가 많아질수록 특정 MVNO를 위해 할당된 프레임의 주기가 길어진다. 예를 들어, MVNO1:MVNO2:MVNO3 = 1:1:3의 비율로 자원을 할당하고자 한다면, 특정 MVNO의 프레임 할당 주기는 5프레임이 된다. 프레임 할당 주기가 길어지면, VoIP(Voice over Internet Protocol)와 같이 실시간성을 요구하는 응용 프로그램을 서비스할 경우, 스케줄링 간격이 길어져서 시간 지연과 지터가 증가하여 서비스 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명에 따른 MVNO 간 비례적인 자원 할당의 단위는 슬롯 혹은 심볼로 정의한다. 상기 슬롯 단위로 자원을 할당하는 경우, 스케줄링 간격이 길어져 실시간 트래픽의 서비스 품질이 저하되는 문제는 방지할 수 있지만, 매 프레임 단위로 사용 가능한 슬롯의 수가 변화하기 때문에, 정해진 비율에 따라 사용 가능한 슬롯의 개수를 정하기가 다소 어려운 문제점이 있다. 반면, 심볼 단위로 자원을 할당하게 되면, 스케줄링 간격이 길어지는 문제와 함께, 사용 가능한 슬롯의 개수를 정하기 어려운 문제점을 어느 정도 피할 수 있다. 물론, 사용 가능한 심볼의 개수가 고정된 것은 아니며, 다만 슬롯의 개수 변화보다는 둔감하다. 이후 자원 할당의 단위는 심볼로 가정하여 설명한다.
한편, 본 발명에 따른 자원 할당 방법을 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, k번째 MVNO, 즉
Figure 112007091231311-PAT00001
의 자원 할당 비를
Figure 112007091231311-PAT00002
로 정의하고, 하나의 프레임에서 사용 가능한 심볼의 개수를 N이라 하면, 상기
Figure 112007091231311-PAT00003
를 위한 전용 심볼의 개수, 즉
Figure 112007091231311-PAT00004
는 하기 <수학식 1>과 같이 정의한다. 여기서,
Figure 112007091231311-PAT00005
이다.
Figure 112007091231311-PAT00006
여기서, 상기
Figure 112007091231311-PAT00007
는 1보다 작은 상수값을 가진다. 이때,
Figure 112007091231311-PAT00008
이고, 나머지 심볼, 즉
Figure 112007091231311-PAT00009
개의 심볼은 모든 MVNO가 공유하는 공용 심볼로 할당한다. 예를 들면,
Figure 112007091231311-PAT00010
이고, N=24인 경우,
Figure 112007091231311-PAT00011
= 20/24로 설정하여 MVNO 1, MVNO 2가 각각 5개, 15개의 전용 심볼을 사용하도록 하고, 나머지 4개의 심볼은 MVNO 1, MVNO 2가 공유할 수 있도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 N과
Figure 112007091231311-PAT00012
는, 도 2를 참조하여, 다음과 같이 설정한다.
먼저, 하향링크(DownLink : 이하 ‘DL’이라 칭함)의 경우, DL 서브 프레임(subframe)(200)의 전체 심볼 개수에서 DL 오버헤드(overhead)(201)를 위한 심볼 개수를 제외한 나머지 값으로 상기 N을 설정한다. 여기서, 상기 DL 오버헤드(201)에는, 프리엠블(preamble), 사용자 유무에 상관없이 OFDMA 운용을 위해 필요한 시그널링 오버헤드들(예 : 브로드캐스트 메시지(MAP, DCD(Downlink Channel Descriptor), UCD(Uplink Channel Descriptor), TRF-IND, PAG-ADV(PAGing-ADVertisement), NBR-ADV(NeighBor-ADVertisement)) 전송을 위한 시그널링 트래픽)이 해당된다. 여기서, 본 발명에 따른 DL 자원은 특정 MVNO를 위한 전용 자원(예 : MVNO 1을 위한 전용 자원(203), MVNO 2를 위한 전용 자원(205))과 모든 MVNO를 위한 공용 자원(207)으로 분류된다.
상향링크(UpLink : 이하 ‘UL’이라 칭함)의 경우에도 마찬가지로, UL 서브 프레임(210)의 전체 심볼 개수에서 UL 오버헤드(209)를 위한 심볼 개수를 제외한 나머지 값으로 상기 N을 설정한다. 여기서, 상기 UL 오버헤드(209)에는, 사용자 유무에 상관없이 고정적으로 할당되는 UL 제어 채널(control channel)(예 : 코드 레인징(code ranging), CQICH(Channel Quality Information CHannel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ack이 해당된다. 여기서, 본 발명에 따른 UL 자원은 특정 MVNO를 위한 전용 자원(예 : MVNO 1을 위한 전용 자원(211), MVNO 2를 위한 전용 자원(213))과 모든 MVNO를 위한 공용 자원(215)으로 분류된다.
반면, 상기
Figure 112007091231311-PAT00013
는, 상기 DL 오버헤드(201)와 UL 오버헤드(209)를 고려하여 설정한다.
즉, k번째 MVNO를 위한 전용 심볼 개수
Figure 112007091231311-PAT00014
는 시그널링 트래픽 양의 변동에 무관하게 할당되는 것을 보장할 수 있도록 한다. 시그널링 트래픽의 양이 많아지는 경우, 공용 심볼 개수가 감소하고 시그널링 트래픽 양이 적어지면 공용 심볼 개수가 증가할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 스케줄러에서 MVNO 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 방법을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 스케줄러는 301단계에서 MVNO별로 해당 QoS 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 전용 자원을 할당한다. 즉,
Figure 112007091231311-PAT00015
의 트래픽에 대해
Figure 112007091231311-PAT00016
개까지 심볼을 할당할 수 있다.
이후, 상기 스케줄러는 303단계에서 MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인한다. 이후, 상기 스케줄러는 305단계에서 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해서는 MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여 공용 자원을 할당하고, 그 외 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하지 않는 MVNO들에 대해서는 MVNO별로 해당 BE 트래픽에 대해 해당 전용 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 QoS 트래픽에 대한 전용 자원 할당 이후, MVNO 1의 경우에는 BE 트래픽만 남아 있고, MVNO 2의 경우에는 우선 순위가 높은 QoS 트래픽이 존재하는 경우, 상기 공용 자원은 MVNO 2의 QoS 트래픽에 우선적으로 자원을 할당한다.
이후, 상기 스케줄러는 307단계에서 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는지 여부를 검사한다. 만약, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하지 않을 시, 상기 스케줄러는 바로 313단계로 진행한다. 반면, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재할 시, 상기 스케줄러는 309단계에서 해당 QoS 트래픽에 대해, 사용하지 않는 전용 자원을 가지고 있는 다른 MVNO들의 전용 자원을 차용하여 할당한다. 예를 들어, MVNO 1의 경우 트래픽이 거의 없어서
Figure 112007091231311-PAT00017
개의 전용 자원을 다 사용하지 않았고, MVNO 2의 경우 트래픽이 폭주하여
Figure 112007091231311-PAT00018
개의 전용 자원을 다 사용한 후
Figure 112007091231311-PAT00019
개의 공용 자원을 모두 사용함에도 불구하고 서비스할 QoS 트래픽이 더 존재하는 경우, 사용하지 않는 MVNO 1의 전용 자원을 차용하여 상기 QoS 트래픽에 대해 할당한다. 여기서, 상기 전용 자원 차용에 대한 개념은 QoS 트래픽의 서비스 용도로만 적용한다. 예를 들어, MVNO 1의 전용 자원을 차용하여 MVNO 2의 트래픽에 할당할 경우, MVNO 2의 QoS 트래픽을 서비스하기 위해서만 차용하고, MVNO 2의 BE 트래픽을 서비스하기 위해서는 차용하지 않는다. 이와 같은 전용 자원 차용의 적용을 통해 우선순위가 높은 트래픽의 QoS를 보장할 수 있다.
한편, 상기 QoS 트래픽을 위한 전용 자원 차용을 통해 QoS를 보장할 수는 있지만, 이로 인해 비례적인 자원 할당을 위배할 수 있다. 따라서, 이를 보상하기 위해 본 발명에서는 MVNO별 차용 변수(borrow)를 정의하고, 이를 상기 전용 자원 차용 시 적용한다. 즉, 특정 MVNO가 다른 MVNO의 전용 자원을 차용할 경우, 차용한 자원의 개수만큼 자신의 차용 변수를 증가시키고, 반면, 다른 MVNO에 자신의 전용 자원을 빌려준 MVNO에 대해서는 해당 MVNO의 차용 변수를 빌려준 자원의 개수만큼 감소시킨다. 여기서, 상기 차용 변수의 초기값은 해당 MVNO의 전용 심볼 개수
Figure 112007091231311-PAT00020
를 고려하여 설정되며, 자신의 전용 자원을 많이 빌려준 MVNO일수록 작은 차용 변수 값을 가지고, 다른 MVNO의 전용 자원을 많이 차용한 MVNO일수록 큰 차용 변수 값을 가진다. 즉, 상기 스케줄러는 상기 309단계에서 사용하지 않는 전용 자원을 가지고 있는 많은 MVNO들이 존재하는 경우, 차용 변수 값이 가장 큰 MVNO, 즉 이전까지 다른 MVNO들로부터 가장 많은 전용 자원을 차용한 MVNO의 전용 자원을 상기 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽에 대해 할당한다. 이렇게 함으로써, 오랜 시간이 지나 각 MVNO의 차용 변수 값은 초기값과 비슷해지는 효과가 있다. 즉, MVNO간 빌려 쓰고 빌려준 전용 자원이 밸런스(balance)를 유지할 수 있다.
이후, 상기 스케줄러는 311단계에서 MVNO별 차용 변수(borrow)를 갱신한다. 즉, 다른 MVNO의 전용 자원을 차용한 MVNO에 대해서는 차용한 심볼 개수만큼 차용 변수를 증가시키고, 자신의 전용 자원을 빌려준 MVNO에 대해서는 빌려준 심볼 개수만큼 차용 변수를 감소시킨다.
이후, 상기 스케줄러는 313단계에서 스케줄링되지 않은 BE 트래픽이 존재하는지 여부를 검사한다. 만약, 스케줄링되지 않은 BE 트래픽이 존재할 시, 상기 스케줄러는 315단계에서 상기 QoS 트래픽에 할당하고 남은 공용 자원을 상기 BE 트래픽에 대해 MVNO 간 비례할당을 고려하여 할당한다.
한편, QoS 트래픽이 항상 적어 전용 자원을 많이 빌려준 MVNO들에 대해 빌려준 전용 자원을 보상해줄 필요가 있다. 본 발명에서는 이러한 목적을 위해서, 공용 자원을 할당함에 있어서도 상기 차용 변수 값을 고려하여 비례적인 자원 할당을 유지하도록 보상하는 메커니즘을 추가한다. 즉, 상기 차용 변수 값에 반비례하는 스케줄링 가중치(scheduling weight)를 정의하고, 이를 상기 BE 트래픽에 대한 공용 자원 할당 시 적용한다. 이 경우, 상기 차용 변수 값이 작은 MVNO, 즉 전용 자원을 많이 빌려준 MVNO의 경우, 큰 스케줄링 가중치 값을 가지며, 상기 차용 변수 값이 높은 MVNO의 경우, 작은 스케줄링 가중치 값을 가지게 된다. 따라서, 상기 스케줄러는 상기 315단계에서 BE 트래픽에 대한 공용 자원을 할당할 시 상기 스케줄링 가중치를 적용하여, 차용 변수 값이 작은 MVNO, 즉 전용 자원을 많이 빌려준 MVNO에 대해 차용 변수 값이 큰 MVNO, 즉 전용 자원을 많이 빌려다 쓴 MVNO 보다 더 우선적으로 서비스할 수 있다.
한편, 상기 차용 변수의 최소값(예를 들어, 0)과 최대값(예를 들어, 최대값 은 2*초기값)은, 전용 자원을 빌려주고 빌려오는 것이 과도하지 않도록 제한을 가하여 적절한 값으로 설정한다. 또한, 상기 차용 변수 값에 오류가 발생하거나 기타 비정상 상황을 고려하여, 특정 주기로(예를 들어, 매 1시간 또는 매일) 모든 MVNO에 대해서 차용 변수 값을 초기값으로 초기화 시킨다.
이후, 상기 스케줄러는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 자원 할당을 도시한 개념도, 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 스케줄러에서 MVNO 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 방법을 도시한 도면.

Claims (40)

  1. 이동 가상 망 운영자(Mibile Virtual Network Operator : MVNO) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 방법에 있어서,
    MVNO별로 QoS(Quality of Service) 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하는 과정과,
    MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인하는 과정과,
    스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해, MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여, 모든 MVNO가 공유하는 공용 자원을 상기 QoS 트래픽에 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 외 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하지 않는 MVNO들에 대해, 해당 MVNO별로 BE(Best Effort) 트래픽에 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 더 존재할 시, 해당 QoS 트래픽에 대해 우 선순위를 고려하여, 사용하지 않는 전용 자원을 가지고 있는 다른 MVNO들의 전용 자원을 차용하여 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전용 자원을 차용 할당하는 과정 이후,
    MVNO별로 차용 변수(borrow) 값을 갱신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 갱신 과정은,
    다른 MVNO의 전용 자원을 차용한 MVNO에 대해서는 차용한 자원 개수만큼 차용 변수를 증가시키고, 자신의 전용 자원을 빌려준 MVNO에 대해서는 빌려준 자원 개수 만큼 차용 변수를 감소시키는 과정임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차용 변수의 초기값은 해당 MVNO의 전용 자원 개수를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값은 주기적으로 상기 초기값으로 초기화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 차용 변수의 최소값과 최대값을 적절한 값으로 설정하여, 전용 자원을 빌려주고 빌려오는 것이 과도하지 않도록 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 전용 자원을 차용 할당하는 과정은,
    차용 변수 값이 가장 큰 MVNO의 전용 자원을 차용 할당함으로써, 비례 할당을 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값이 작은 MVNO에 대해 차용 변수 값이 큰 MVNO 보다 더 우선적으로 상기 전용 자원을 차용 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 MVNO별 차용 변수(borrow) 값 갱신 과정 이후,
    스케줄링되지 않은 BE 트래픽이 존재할 시, 상기 QoS 트래픽에 할당하고 남은 공용 자원을 상기 BE 트래픽에 대해 MVNO 간 비례할당을 고려하여 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 BE 트래픽에 대한 공용 자원은 스케줄링 가중치(scheduling weight)를 적용하여 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스케줄링 가중치는 상기 차용 변수 값에 반비례하는 값임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값이 작은 MVNO에 대해 차용 변수 값이 큰 MVNO 보다 더 우선적으로 상기 공용 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 자원 할당의 단위는 심볼 혹은 슬롯임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 MVNO별 전용 자원의 개수는 하기 <수학식 2>와 같이 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112007091231311-PAT00021
    여기서, 상기 N은 하나의 프레임에서 사용 가능한 심볼 혹은 슬롯의 개수를 의미하고, 상기
    Figure 112007091231311-PAT00022
    는 k번째 MVNO의 자원 할당 비를 의미하며, 상기
    Figure 112007091231311-PAT00023
    는 1보다 작은 상수값을 나타낸다. 여기서,
    Figure 112007091231311-PAT00024
    이다.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공용 자원의 개수는 하기 <수학식 3>과 같이 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112007091231311-PAT00025
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 N은, 하향링크(DownLink : DL)의 경우, DL 서브 프레임의 전체 심볼 혹은 슬롯 개수에서 DL 오버헤드(overhead)를 위한 심볼 혹은 슬롯 개수를 제외한 나머지 값으로 설정하고, 상향링크(UpLink : UL)의 경우, UL 서브 프레임의 전체 심볼 혹은 슬롯 개수에서 UL 오버헤드를 위한 심볼 혹은 슬롯 개수를 제외한 나머지 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기
    Figure 112007091231311-PAT00026
    는, DL 오버헤드와 UL 오버헤드를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 DL 오버헤드는 프리엠블(preamble), 브로드캐스트 메시지 전송을 위한 시그널링 트래픽 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 UL 오버헤드는 UL 제어 채널(control channel)임을 특징으로 하는 방법.
  21. 이동 가상 망 운영자(Mibile Virtual Network Operator : MVNO) 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치에 있어서,
    신규 호 또는 핸드오버 호에 대한 수락 여부를 결정하는 CAC 처리부와,
    수락이 결정된 호들에 한하여, MVNO별로 QoS(Quality of Service) 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하고, MVNO별로 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽의 존재 여부를 확인한 후, 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하는 MVNO들에 대해, MVNO 간 구분없이 우선순위를 고려하여, 모든 MVNO가 공유하는 공용 자원을 상기 QoS 트래픽에 할당하는 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    그 외 스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 존재하지 않는 MVNO들에 대해, 해당 MVNO별로 BE(Best Effort) 트래픽에 해당 MVNO의 전용 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    스케줄링되지 않은 QoS 트래픽이 더 존재할 시, 해당 QoS 트래픽에 대해 우선순위를 고려하여, 사용하지 않는 전용 자원을 가지고 있는 다른 MVNO들의 전용 자원을 차용하여 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    상기 전용 자원을 차용 할당한 후, MVNO별로 차용 변수(borrow) 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    다른 MVNO의 전용 자원을 차용한 MVNO에 대해서는 차용한 자원 개수만큼 차용 변수를 증가시키고, 자신의 전용 자원을 빌려준 MVNO에 대해서는 빌려준 자원 개수 만큼 차용 변수를 감소시켜 상기 차용 변수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 차용 변수의 초기값은 해당 MVNO의 전용 자원 개수를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값은 주기적으로 상기 초기값으로 초기화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 차용 변수의 최소값과 최대값을 적절한 값으로 설정하여, 전용 자원을 빌려주고 빌려오는 것이 과도하지 않도록 제한하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 24 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    차용 변수 값이 가장 큰 MVNO의 전용 자원을 차용 할당함으로써, 비례 할당을 보상하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값이 작은 MVNO에 대해 차용 변수 값이 큰 MVNO 보다 더 우선적으로 상기 전용 자원을 차용 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 24 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    상기 MVNO별 차용 변수(borrow) 값 갱신 이후, 스케줄링되지 않은 BE 트래픽이 존재할 시, 상기 QoS 트래픽에 할당하고 남은 공용 자원을 상기 BE 트래픽에 대해 MVNO 간 비례할당을 고려하여 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 21 항에 있어서,
    상기 BE 트래픽에 대한 공용 자원은 스케줄링 가중치(scheduling weight)를 적용하여 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 22 항에 있어서, 상기 스케줄링 가중치는 상기 차용 변수 값에 반비례하는 값임을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 23 항에 있어서,
    상기 차용 변수 값이 작은 MVNO에 대해 차용 변수 값이 큰 MVNO 보다 더 우선적으로 상기 공용 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 21 항에 있어서,
    상기 자원 할당의 단위는 심볼 혹은 슬롯임을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 MVNO별 전용 자원의 개수는 하기 <수학식 4>와 같이 정의하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112007091231311-PAT00027
    여기서, 상기 N은 하나의 프레임에서 사용 가능한 심볼 혹은 슬롯의 개수를 의미하고, 상기
    Figure 112007091231311-PAT00028
    는 k번째 MVNO의 자원 할당 비를 의미하며, 상기
    Figure 112007091231311-PAT00029
    는 1보다 작은 상수값을 나타낸다. 여기서,
    Figure 112007091231311-PAT00030
    이다.
  37. 제 26 항에 있어서,
    상기 공용 자원의 개수는 하기 <수학식 5>와 같이 정의하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112007091231311-PAT00031
  38. 제 26 항에 있어서,
    상기 N은, 하향링크(DownLink : DL)의 경우, DL 서브 프레임의 전체 심볼 혹은 슬롯 개수에서 DL 오버헤드(overhead)를 위한 심볼 혹은 슬롯 개수를 제외한 나머지 값으로 설정하고, 상향링크(UpLink : UL)의 경우, UL 서브 프레임의 전체 심볼 혹은 슬롯 개수에서 UL 오버헤드를 위한 심볼 혹은 슬롯 개수를 제외한 나머지 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제 28 항에 있어서,
    상기
    Figure 112007091231311-PAT00032
    는, DL 오버헤드와 UL 오버헤드를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 제 28 항에 있어서,
    상기 DL 오버헤드는 프리엠블(preamble), 브로드캐스트 메시지 전송을 위한 시그널링 트래픽 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 UL 오버헤드는 UL 제어 채널(control channel)임을 특징으로 하는 장치.
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