KR20090097147A - 패킷 스케줄링 - Google Patents

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Abstract

이동 통신 시스템에서 패킷들을 스케줄링하는 방법은, 각 시간 기간에서, 단말의 각 베어러에게 크레디트를 할당하는 단계를 포함한다. 자원들이 이용가능한 각 시간 기간에서, 우선순위, 버퍼 컨텐츠 및 크레디트의 미리 정해진 제약사항들에 따라 베어러로부터 데이터 패킷들을 받아들인다. 받아들여진 데이터 패킷 크기는 미리 정해진 범위의 양 만큼 상기 이용가능한 크레디트를 초과할 수 있다.

Description

패킷 스케줄링{PACKET SCHEDULING}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 패킷들을 스케줄링하는 방법에 관련된다.
사용자 장비(user equipment: UE)들 간의 무선 용량의 동적 할당이 업링크, 예를들어 UMTS(universal mobile telecommunication system) E-DCH(enhanced uplink dedicated channel)에서 동작하는 이동 무선 시스템들에서, 효율성을 이유로 하여, 하나의 시간 기간 내에 사용되어야 할 무선 자원들이 데이타를 전송하기 위하여 UE가 사용하고 있는 개별 베어러(bearer)들에 기초하는 것이 아니라 UE에 기초하여 할당될 수 있다. 이때, 이것은 얼마나 많은 용량이 시간 기간 내에서, 예를들어 시그날링, 음성, 및 최선(best effort) 데이타 서비스들에 할당된 베어러들 사이에서, 각 베어러에 할당되어야 하는지에 대한 규칙을 UE가 적용해야 함을 요구한다.
UMTS E-DCH에 대하여, 사용된 규칙은 다음과 같다. 각 전송 기회, 즉 TTI(transmission time interval)에 대하여, 스케줄러(scheduler)는 비어있지 않은 전송 버퍼를 갖는 최우선 베어러에게 용량을 할당한다. 이 원칙은 최우선 순위를 먼저한다는 것인데, 그러나, 모든 베어러들에 대해 버퍼링된 데이타가 요구되는 모든 용량이 UE에게 할당되지 않을 수 있는 높은 셀 부하의 경우들에서, 이것은 저우 선 베어러들의 궁핍(starvation)을 야기할 수 있다.
UMTS LTE(long term evolution) 업링크 전송에서, UE 베어러에 기초하는 것이 아니라 UE에 기초한 자원 할당을 유지하면서, 궁핍이 회피되고 베어러들 간의 자원 할당에서 더 큰 탄력성이 가능해야한다는 요구가 존재한다.
용량을 할당하는데 대한 하나의 제안은, 베어러에 대한 최소 데이타 레이트와 균등한 할당을 각 베어러가 수신할 때까지 우선 순서대로 각 베어러에게 자원을 할당하고, 그 후에 임의의 부가적 용량이 예를들어 우선 순서 대로 베어러들에게 할당되는 것이어 왔다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 이동 통신 시스템에서 패킷들을 스케줄링하는 방법이, 각 시간 기간에서, 단말의 각 베어러에게 크레디트를 할당하는 단계; 및 자원들이 이용가능한 각 시간 기간에서, 우선순위, 버퍼 컨텐츠 및 크레디트의 미리 정해진 제약사항들에 따라 베어러로부터 데이터 패킷들을 받아들이는 단계를 포함하며, 받아들여진 데이터 패킷 크기는 미리 정해진 범위의 양 만큼 상기 이용가능한 크레디트를 초과한다.
본 발명에서, 세그먼트화(segmentation)를 감소시키기 위해 전송된 패킷의 크기의 최대화를 허용하는 크레디트가 보유되어, 전체 서비스 데이터 유닛들이 전송되며, 이에 의해 불필요한 세그먼트화가 회피된다. 크레디트의 사용은, 통상적으로 패킷의 일부 전송을 위한 허용만이 존재하는 전체 패킷의 전송을 허용한다.
바람직하게는, 상기 우선순위, 버퍼 컨텐츠 및 크레디트의 제약사항들은 최우선 순위, 비어있지 않은 버퍼 및 포지티브 크레디트에 대한 것이다.
바람직하게는, 상기 베어러가 상기 제약사항들을 만족시키면, 상기 버퍼의 상기 컨텐츠가 상기 크레디트의 한계까지, 또는 다음 서입스 데이터 유닛 경계의 한계까지 전송을 위하여 데이터 블록에 부가된다.
바람직하게는, 상기 미리 정해진 범위는 세그먼트화되지 않은(un-segmented) 패킷들을 수용하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 크레디트가 초과하는 양은 네가티브 크레디트로서 다음 시간 간격으로 순방향으로 수행된다.
바람직하게는, 상기 크레디트가 사용되지 않는 양은 포지티브 크레디트로서 다음 시간 간격으로 순방향으로 수행된다.
바람직하게는, 순방향 수행된 포지티브 또는 네가티브 크레디트의 상한이 설정된다.
바람직하게는, 크레디트가 설정된 마진(margin) 초과 만큼 초과되지 않고, 전체 SDU가 전송된 전송 블록 내에 놓이고 승인과 크기가 동일하다는 조건 하에 놓일 수 있다.
바람직하게는, 상기 상한은 한 시간 간격에서 베어러에 할당된 크레디트 의 양의 정수배이다.
바람직하게는, 자원들이 이용가능한 임의의 시간 간격에서, 순방향 수행된 크레디트를 이용한 베어러들에 우선하여 각 베어러가 최소 데이터율로 서비스된다.
바람직하게는, 상기 이동 통신 시스템은 범용 이동 통신 시스템(universal mobile telecommunication system)이다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 통신 시스템의 단말에서 자원들의 할당을 제어하는 방법이, 네트워크 제어 엔티티로부터 이동 디바이스로 시간 기간을 시그날링하는 단계; 및 상기 제1 양태에 따른 방법에서 상기 시간 기간을 사용하는 단계를 포함한다.
최소 비트율 충족을 달성하는 것을 조정하는데 이용하기 위하여 타이머가 이동 디바이스, 통상적으로는 UE로 전달되나, UE가 그의 내부 타이머를 설정하는 경우에는, 크레디트가 부가적인 시그날링없이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 네트워크에 의해 전송된 무선 자원 제어 시그날링의 무선 인터페이스를 가로질러 타이머 값이 상기 이동 디바이스로 전달되거나, 상기 타이머가 상기 이동 디바이스에서 내부적으로 특정 값으로 설정된다.
예를들어, 상기 타이머는 기지국(UMTS LTE의 eNB)에 의해 전송되거나, 상기 타이머는 관련 표준화 명세에 의해 특정된 값으로 설정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동 디바이스가 상기 베어러에 대하여 설정된 최대 비트율 및/또는 최소 비트율 기준을 만족하는지를 보장하도록 상기 타이머가 상기 이동 디바이스 내에서 사용된다.
바람직하게는, 상기 이동 디바이스가 상기 베어러에 대하여 설정된 최대 비트율 및/또는 최소 비트율을 만족해야 하는 간격의 측정으로서 상기 타이머가 UE 검사 체재(regime)에서 사용된다.
바람직하게는, 상기 이동 디바이스는 상기 통신 시스템의 단말이거나, 상기 단말의 동작을 검증하는데 이용되는 검사 엔티티이다.
본 발명의 방법의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 어떻게 타이머 T가 스케줄러에서 뒤이어 사용되는 크레디트를 증가시킬수 있는지를 도시한다.
도2는 네트워크에서 UE로 전달된 시간 값 T를 도시한다.
도3은 얼마나 많은 할당된 승인이 스케줄링 기간 중에 베어러에게 할당되어야 하는지를 결정하기 위해 크레디트를 사용하는 스케줄러의 다이어그램을 도시한다.
탄력적이고 최소 비트율 기준을 가능하게 하는 본 발명의 방법은 다음과 같이 구현될 수 있다. TTI 이상일 수 있는 각 시간 기간, T에서, 스케줄러는 각 베어러에, 기간 T에 대해 베어러와 관련된 최소 비트율에 균등한 크레디트를 할당한다. 상기 할당은 이전 시간 간격들로부터 전달된 임의의 포지티브 또는 네가티브 크레디트에 부가될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 스케줄러의 크레디트는 타이머를 이용하여 제어된다. 클록이 개시되고(1), 이것은 경과된 시간이 T를 초과하지 않는 동안은 계속된다(2). 상기 경과된 시간이 초과하는 경우(3), 클록은 리셋되고(4), 크레디트가 T × 최소 비트율만큼 증가한다. 누적된 크레디트가 최대 크레디트에 도달하였는지(6) 여부에 대하여 체크가 이뤄진다. 크레디트가 최대값을 초과하지 않는다면(7), 타이머 및 증가시키는 단계가 계속되고, 크레디트가 최대 크레디트와 동일하게 되면(8), 체크가 중단된다(9).
본 발명에서, 셀룰러 네트워크로부터, 예를들어 기지국 또는 네트워크 제어 엔티티로부터, 이동(mobile) 디바이스로, 예를들어 3GPP LTE UE로의, T라 명명된 시간 기간의 시그날링이 존재한다. 도2에 도시된 바와 같이, 조정(regulating) 시간 파라미터 T가 eNode (12)에 의해 UE로 메시지(10) 내에서 전송된다.
도3의 흐름도는 본 발명의 단계들을 보다 상세하게 도시한다. 전송 기간에 대하여 승인이 수신되고(20), 초기 이용가능한 승인은 상기 승인과 동일하다. 각 베어러에 대하여, 우선순위 순서로(21), 크레디트가 0 보다 큰 가에 대하여 체크가 행해진다(22). 크지 않다면(23), 체크가 계속되고, 크레디트가 0 보다 크다면(24), 데이터 버퍼가 비어있지 않은지(non-empty)에 대하여 체크가 수행된다(25). 그렇지 않은 경우에(26), 체크가 계속되며(21), 만약 데이터 버퍼가 비어있지 않은 경우에(27), 승인이 크레디트 이하인지에 관하여 체크가 수행된다(28). 승인이 크레디트 미만인 경우에(29), 승인이 버퍼 이하인지에 관하여 체크가 수행된다(30). 그렇지 않은 경우에(31), 버퍼가 전송 블록에 부가되고, 이용가능한 승인이 버퍼만큼 감소되고 버퍼만큼 크레디트가 감소된다(32). 이용가능한 승인이 버퍼 이하인 경우에(33), 이용가능한 승인만큼 버퍼로부터 전송 블록이 채워지고(34), 이용가능한 승인만큼 크레디트가 감소된다.
이용가능한 승인이 크레디트 이하가 아닌 경우에(35), 크레디트가 버퍼 이하 인지 여부에 대한 체크가 수행된다(36). 그렇지 않은 경우에(37), 버퍼가 전송 블 록에 더해지고, 이용가능한 승인이 버퍼 만큼 감소되고 크레디트가 버퍼만큼 감소된다(38). 크레디트가 버퍼 이하인 경우에, 증가된 크레디트의 값으로 버퍼로부터 전송 블록으로 더해지고, 필요한 경우, 다음 SDU 경계까지 더해지며, 이때 이것이 특정된 마진(margin) 만큼 크레디트를 초과하지 않거나, 이용가능한 승인을 초과하는 것으로 가정되고; 포함된 데이터의 크기 만큼 크레디트가 감소되고, 포함된 데이터의 크기만큼 이용가능한 승인이 감소된다(39). 다음, 체크 단계로 복귀한다(21). 버퍼가 전송 블록에 포함되는 모두의 경우들에서, 체크 사이클이 계속된다(21).
스케줄러가 이용가능한 자원을 갖는 각 TTI에 대하여, 스케줄러는 높은 우선순위와, 비어있지 않은 전송 버퍼와, 포지티브한 크레디트를 갖는 그 베어러로부터 데이터를 취한다. 베어러로부터 데이터를 받아들임에 의해 전송된 데이터의 볼륨과 등가인 양만큼 베어러의 크레디트가 감소된다. 이러한 메커니즘은, TTI 내에서 포지티브한 크레디트를 갖는 높은 우선순위 베어러에 대하여 데이터가 도달하면, 높은 우선순위 베어러 상의 데이터가 다음 TTI에서 서비스될 것임을 보장한다.
미사용 최소 용량 크레디트가 다음 시간 간격 T에서 할당된, 즉 순방향으로 수행된 크레디트에 더해질 수 있다. 이때, 순방향으로 수행된 크레디트가 낮은 우선순위 베어러의 일시적인 궁핍을 야기하는 점을 방지하기 위하여, 순방향 수행 크레디트에 대하여, 간격 T의 베어러에 할당된 용량에 예를들어 'r' 회 이하로 상한이 설정된다. 대안적으로, 시간 T에 대한 모든 최소 용량이 순방향 수행 용량 이전에 서비스된다.
최소 비트율 크레디트 할당을 갖는 모든 베어러가 제로 크레디트 또는 빈 버퍼들을 갖는 경우에, 최소 용량 요구사항들이 충족된 때에 적용되는 기준을 만족시키도록 하기 위하여 이용가능한 자원들이 베어러들에 할당된다.
본 발명에서, 위 단계(2)에서 베어러로부터 데이터를 받아들이는 경우, 스케줄러는 베어러의 최소 크레디트가 허용하는 것보다 더 많은 패킷을 받아들이며, 이에 따라 베어러의 크레디트가 네가티브가 된다. 이것은 예를들어 무선의 관점에서 그렇게 하는 것이 효율적인 경우, 예를들어 패킷을 세그먼트화하는 것을 회피하고자 하는 경우에, 수행될 수 있다. 네가티브 크레디트 결과는 다음 시간 기간 T로 순방향으로 수행될 수 있다. 예를들어 'n'개 간격 T에 할당된 것 이하로 허용된 과도한 크레디트 상에 상한이 설정될 수 있다.
따라서, 시간 간격 T은 UE의 자원 할당 기능이 구현을 위해 요구되는 최소 비트율 기준을 만족시키는 것을 보장하기 위한 기초를 형성한다. 유사한 절차들이 자원 할당 기능이 특정 베어러에 대한 최대 비트율 요구사항을 초과하지 않도록 보장하는데 이용될 수 있다. 이동 네트워크가 UE 내에서 사용될 시간 간격 T를 정의하면, 일정한 행동이 각 UE에 대하여 가능해 진다.
시간 기간 T를 UE에 시그날링하는 것은, UE가 특정 베어러들에 자원 할당하는 것을 제어하도록 허용하여, 예를들어 위에서 설명한 것과 유사한 크레디트 시스템에 의하여 자원들이 다른 목적들에 사용되기 전에 목표 최소 비트율이 달성되는 것이 보장될 수 있고; 또는 UE가 특정 베어러들에 대한 자원 할당을 제어하도록 가능하게 하여, 예를들어 위에서 설명한 것과 유사한 크레디트 시스템에 의하여 목표 최대 비트율이 초과되지 않도록 보장될 수 있다. 대안적으로, 시간 기간이, 네트워크가 구체화하는 방식으로 자원들이 할당되는 점을 보장하도록 UE가 부여된 요구사항들을 만족하는지를 검증하도록 검사 엔티티에 의해 사용되고 시그날링된다.
네트워크는 보장된 비트율을 설정하고 이를 UE에 통보할 수 있고, 이때 UE의 우선순위 레벨을 특정함없이, UE는 어떤 이용가능한 버퍼 공간을 구비하고 있는지 지시할 수 있다. 최소 보장된 비트율을 갖는 임의의 서비스에 대한 백분율 허용 오버로드가 무선 베어러 구성 도중의 베어러 파라미터들의 일부로서 시그날링될 수 있다. 본 발명의 방법은 UE 특화적(specific)이서, 서비스, 예를들어 음성에 대한 VOIP가 설정되는 경우, 구성 단계 도중에 적절한 베어러가 설정된다. 어떠한 백그라운드 데이터도 최소 비트율 보장없이 최선의 서비스를 얻게 된다.

Claims (15)

  1. 이동 통신 시스템에서 패킷들을 스케줄링하는 방법으로서,
    각 시간 기간에서, 단말의 각 베어러에게 크레디트를 할당하는 단계; 및 자원들이 이용가능한 각 시간 기간에서, 우선순위, 버퍼 컨텐츠 및 크레디트의 미리 정해진 제약사항들에 따라 베어러로부터 데이터 패킷들을 받아들이는 단계를 포함하며,
    받아들여진 데이터 패킷 크기는 미리 정해진 범위의 양 만큼 상기 이용가능한 크레디트를 초과하는, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 우선순위, 버퍼 컨텐츠 및 크레디트의 제약사항들은 최우선 순위, 비어있지 않은 버퍼 및 포지티브 크레디트에 대한 것인, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베어러가 상기 제약사항들을 만족시키면, 상기 버퍼의 상기 컨텐츠가 상기 크레디트의 한계까지, 또는 다음 서비스 데이터 유닛 경계의 한계까지 전송을 위하여 데이터 블록에 부가되는, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미리 정해진 범위는 세 그먼트화되지 않은(un-segmented) 패킷들을 수용하도록 설정되는, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크레디트가 초과하는 양은 네가티브 크레디트로서 다음 시간 간격으로 순방향으로 수행되는, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크레디트가 사용되지 않는 양은 포지티브 크레디트로서 다음 시간 간격으로 순방향으로 수행되는 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 순방향 수행된 포지티브 또는 네가티브 크레디트의 상한이 설정되는, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 상한은 한 시간 간격에서 베어러에 할당된 크레디트 의 양의 정수배인, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 자원들이 이용가능한 임의의 시간 간격에서, 순방향 수행된 크레디트를 이용한 베어러들에 우선하여 각 베어러가 최소 데이터율로 서비스되는, 베어러패킷들을 스케줄링하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 통신 시스템은 범용 이동 통신 시스템(universal mobile telecommunication system)인, 패킷들을 스케줄링하는 방법.
  11. 통신 시스템의 단말에서 자원들의 할당을 제어하는 방법으로서,
    네트워크 제어 엔티티로부터 이동 디바이스로 시간 기간을 시그날링하는 단계; 및
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에서 상기 시간 기간을 사용하는 단계를 포함하는, 자원들의 할당을 제어하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 이동 디바이스는 상기 통신 시스템의 단말이거나, 상기 단말의 동작을 검증하는데 이용되는 검사 엔티티인, 자원들의 할당을 제어하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 네트워크에 의해 전송된 무선 자원 제어 시그날링의 무선 인터페이스를 가로질러 타이머 값이 상기 이동 디바이스로 전달되거나, 상기 타이머가 상기 이동 디바이스에서 내부적으로 특정 값으로 설정되는, 자원들의 할당을 제어하는 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 디바이스가 상기 베어러에 대하여 설정된 최대 비트율 및/또는 최소 비트율 기준을 만족하는지를 보장하도록 상기 타이머가 상기 이동 디바이스 내에서 사용되는, 자원들의 할당을 제어하는 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 디바이스가 상기 베어러에 대하여 설정된 최대 비트율 및/또는 최소 비트율을 만족해야 하는 간격의 측정으로서 상기 타이머가 이동 디바이스 검사 체재(regime)에서 사용되는, 자원들의 할당을 제어하는 방법.
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