KR20100104010A - 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치 및 방법 - Google Patents

중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치 및 방법 Download PDF

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중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치가 제공된다. 스케쥴링 장치는 다운링크 서브 프레임에 포함된 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임 각각에 대해 순차적으로 복수의 서브 채널들을 링크들에 할당한다. 특히, 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임에서 송신기들로 동작하는 노드들과 수신기들로 동작하는 노드들이 다양하게 존재할 수 있으며, 스케쥴링 장치는 모든 경우들에 대해 최적의 스케쥴링을 수행할 수 있다.
스케쥴링, 할당, 서브 채널, 메트릭, 헝가리안, 큐, 전송률, SINR

Description

중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD OF SCHEDULLING FOR RELAY-BASED NETWORK}
본 발명의 실시예들은 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 기술에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 기반의 네트워크에서 복수의 서브 채널들을 할당하는 기술에 관한 것이다.
무선 네트워크에서, 중계기들은 전송률(throughput)을 향상시키기거나 셀 커버리지를 확장하기 위해 사용된다. 그러나, 간섭을 줄이기 위해서는 중계기들을 위한 무선 자원(예를 들어, 직교 주파수 분할 다중 접속 기반의 네트워크에서는 서브 채널들)이 별도로 요구된다.
기지국 및 복수의 중계기들을 포함하는 네트워크에서, 서브 채널들을 적절히 할당하는 것은 중요한 문제이다. 왜냐 하면, 한정된 사용 가능한 서브 채널들을 적절히 기지국 및 복수의 중계기들에 할당해야, 간섭을 줄이고 네트워크의 전송률을 극대화할 수 있기 때문이다.
또한, 다운링크 서브 프레임에서 기지국 및 복수의 중계기들은 다양하게 동 작할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 복수의 중계기들로 다운링크 통신을 수행하는 것과 복수의 중계기들이 사용자 단말들로 다운링크 통신을 수행하는 것은 동시에 일어날 수 있다. 또 다른 예를 들어, 기지국이 복수의 중계기들로 다운링크 통신을 수행한 이후에 복수의 중계기들이 복수의 단말들로 다운링크 통신을 수행하는 것도 가능하다. 즉, 다운링크 서브 프레임에서의 기지국 및 복수의 중계기들의 동작들은 다양할 수 있으며, 기지국 및 복수의 중계기들의 동작들에 따라 다운링크 서브 프레임은 다양한 유형들을 가질 수 있다. 다운링크 서브 프레임의 다양한 유형들에 잘 적용될 수 있는 스케쥴링 알고리즘에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법은 다운링크 서브 프레임은 기지국이 복수의 중계기들 또는 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제1 서브 프레임 및 상기 복수의 중계기들 또는 상기 기지국이 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제2 서브 프레임을 포함하는 경우, 복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계 및 상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당함으로써 발생하는 상기 복수의 단말들에 대한 상기 기지국의 큐(queue) 길이 또는 상기 복수의 중계기들의 큐 길이의 변화를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법은 다운링크 서브 프레임은 기지국이 송신기로 동작하는 제1 서브 프레임 및 복수의 단말들이 수신기들로 동작하는 제2 서브 프레임을 포함하고, 상기 제1 서브 프레임에서 복수의 단말들이 수신기들로 동작하는지 여부 및 상기 제2 서브 프레임에서 상기 기지국이 송신기로 동작하는지 여부에 따라 다운링크 서브 프레임이 복수의 유형들로 분류되는 경우, 상기 복수의 중계기들의 개수 또는 상기 복수의 단말들의 분포 중 적어도 하나를 기초로 상기 복수의 유형들 중 네트워크에서 사용되는 유형을 선택하는 단계, 복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계 및 상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치는 다운링크 서브 프레임은 기지국이 복수의 중계기들 또는 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제1 서브 프레임 및 상기 복수의 중계기들 또는 상기 기지국이 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제2 서브 프레임을 포함하는 경우, 복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 제1 할당부 및 상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 제2 할당부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 방법 및 장치는 다운링크 서브 프레임을 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임으로 나누고, 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임 각각에서 기지국 또는 복수의 중계기들에 서브 채널들을 할당함으로써, 최적의 스케쥴링을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 방법 및 장치는 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 제2 서브 프레임에서 복수의 서브 채널들을 할당함으로써, 네트워크의 성능(throughput)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 방법 및 장치는 다운링크 서브 프레임의 다양한 유형들에 대해서도 적절히 스케쥴링 하기 위한 솔루션을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
요구 메트릭( demand metric ) 및 헝가리안 알고리즘
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크는 기 지국(Base Station: BS), 복수의 중계기(Relay Station: RS)들 및 복수의 사용자 단말(User Terminal: UT)들을 포함한다. 도 1 내지 도 4와 관련하여서는 다운링크 서브 프레임에서 기지국 및 복수의 중계기들은 동시에 다운링크 통신을 수행한다고 가정한다.
다운링크 통신에서, 기지국, 복수의 중계기들 및 복수의 사용자 단말들 사이에는 복수의 링크들이 형성된다. 즉, 기지국은 중계기1(RS1), 중계기2(RS2) 및 중계기M(RSM), 사용자 단말들(UT1, UT2, UT3, UT4, UTK)과 링크들을 통해 연결되며, 중계기들(RS1, RS2, RSM) 또한 사용자 단말들(UT1, UT2, UT3, UT4, UTK)과 링크들을 통해 연결된다.
다운링크 서브 프레임에서 기지국 및 복수의 중계기들이 동시에 다운링크 통신을 수행하는 경우, 사용 가능한 복수의 서브 채널들은 기지국 및 복수의 중계기들에 적절히 할당되어야 한다. 이 때, 복수의 서브 채널들을 할당하기 위하여 아래에서 설명하는 요구 메트릭이 계산될 수 있고, 요구 메트릭들을 이용하는 헝가리안 알고리즘이 실행될 수 있다.
기지국에는 사용자 단말들(UT1, UT2, UT3, UT4, UTK) 및 복수의 중계기들(RS1, RS2, RSM)에 대응하는 큐(queue)들이 존재하고, 복수의 중계기들에는 사용자 단말들에 대응하는 큐들이 존재한다. 이 때, 기지국에 존재하는 큐들의 길이(이하, 기지국의 큐 길이라고 함) 및 복수의 중계기들에 존재하는 큐들의 길이(이하, 복수의 중계기들의 큐 길이라고 함)는 요구 메트릭을 계산하는 팩터로 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 달성 가능한 전송률(achievable data rate)도 요구 메트릭 을 계산하는 다른 팩터로 사용될 수 있다. 이 때, 달성 가능한 전송률은 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference Plus Noise Ratio: SINR)를 기초로 계산될 수 있다.
도 1과 관련하여서는 복수의 서브 채널들에 대한 기지국의 요구 메트릭들에 대해 설명하고, 도 2와 관련하여서는 복수의 서브 채널들에 대한 중계기의 요구 메트릭들에 대해 설명한다. 물론, 도 1 및 도 2를 통해 설명되는 요구 메트릭들을 계산하는 방법은 다운링크 서브 프레임이 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임으로 구별되는 경우 다소 달라질 수 있으며, 이에 대해서는 도 5 내지 도 11을 통하여 설명한다.
기지국과 복수의 중계기들(RS1, RS2, RSM)에는 복수의 사용자 단말들(UT1, UT2, UT3, UT4, UTK)을 위한 큐들이 존재한다. 이 때, 기지국과 중계기 Rm 사이의 링크(BS-Rm)에 대한 기지국의 요구 메트릭 Dn , BS - Rm은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00001
여기서, k는 사용자 단말들의 인덱스이고, Rm은 중계기들의 인덱스, BS-Rm은 기지국과 Rm에 대응하는 중계기 사이의 링크를 의미한다. 또한, n은 서브 채널들의 인덱스이고, Q는 큐 길이를 의미한다.
Figure 112009015702828-PAT00002
는 사용자 단말 k를 위한 기지국에 존재하는 큐의 길이이며,
Figure 112009015702828-PAT00003
은 사용자 단말 k를 위한 중계기 Rm에 존재하는 큐의 길이를 의미한다. 또한, RBS , Rm ,n은 n 번째 서브 채널에서 중계기 Rm에 대한 기지국의 달성 가능한 전송률을 의미하며, RBS , Rm ,n은 n 번째 서브 채널에서 기지국에 대한 중계기 Rm의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비를 기초로 계산될 수 있다. 참고로, RBS , Rm ,n 또는 기지국에 대한 중계기 Rm의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비에 대한 정보는 미리 기지국으로 제공될 수 있다.
또한, 기지국과 사용자 단말 k 사이의 링크(BS-k)에 대한 기지국의 요구 메트릭 Dn,BS-k은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00004
여기서, RBS ,k,n은 사용자 단말 k에 대한 기지국의 달성 가능한 전송률을 의미한다.
이 때, 최종적인 기지국의 요구 메트릭 Dn , BS은 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2를 기초로 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00005
여기서, M은 중계기들의 전체 집합이고, K는 사용자 단말들의 전체 집합이다.
이 때, 복수의 서브 채널들 각각에 대하여 M+K개의 기지국의 링크들 중 가장 좋은(best) 링크에 대응하는 요구 메트릭이 복수의 서브 채널들 각각에 대한 기지국의 최종적인 요구 메트릭으로 결정된다. 그리고, 아래에서 설명하겠지만, 복수의 서브 채널들을 적절히 할당하기 위하여 복수의 서브 채널들 각각에 대한 기지국의 최종적인 요구 메트릭이 사용된다.
도 2는 도 1에 도시된 중계기 기반의 네트워크에서 중계기2(RS2) 및 사용자 단말들 사이의 링크들을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 복수의 중계기들 중 중계기2(RS2)의 링크들 이 도시되어 있다. 중계기2(RS2) 및 사용자 단말들(UT1, UT2, UT3, UT4, UTK) 사이에 형성된 링크들을 중계기2의 링크들이라고 부르기로 한다.
이 때, 중계기2(RS2)와 사용자 단말 k 사이의 링크(R2-k)에 대한 중계기2의 요구 메트릭 Dn , R2은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00006
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00007
는 사용자 단말 k를 위한 중계기2에 존재하는 큐의 길이이고, RR2,k,n은 n번째 서브 채널에서 사용자 단말 k에 대해 중계기2의 달성 가능한 전송률을 의미한다.
도 3은 복수의 서브 채널들에 대한 기지국 및 복수의 중계기들의 링크들에 대응하는 요구 메트릭들을 포함하는 테이블이다.
도 1및 도 3을 같이 참조하면, 상기 수학식 1 내지 상기 수학식 4를 통해 계산되는 복수의 서브 채널들에 대한 기지국의 요구 메트릭들 및 중계기들 각각의 요구 메트릭들은 테이블에 기록된다.
여기서, n 번째 서브 채널에서 기지국의 링크들 중 가장 좋은 링크가 기지국 및 중계기1 사이의 링크로서, 사용자 단말 3을 위한 큐와 관련된 링크라고 가정한다. 이 때, N 개의 서브 채널들 중 n 번째 서브 채널에 대하여, 기지국의 요구 메트릭은 Dn , BS로 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00008
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00009
은 n 번째 서브 채널에서 중계기1에 대한 기지국의 달성 가능한 전송률이고,
Figure 112009015702828-PAT00010
은 사용자 단말 3을 위한 기지국에 존재하는 큐의 길이이고,
Figure 112009015702828-PAT00011
은 사용자 단말 3을 위한 중계기1에 존재하는 큐의 길이이다.
또한, 중계기1의 링크들 중 가장 좋은 링크는 중계기1과 사용자 단말 3 사이의 링크라고 가정한다. 이 때, 중계기1의 요구 메트릭 Dn , R1은 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00012
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00013
은 n 번째 서브 채널에서 사용자 단말 3에 대한 중계기1의 달성 가능한 전송률이다.
또한, 중계기 2의 가장 좋은 링크는 중계기2와 사용자 단말 2 사이의 링크라고 가정하는 경우, 중계기2의 요구 메트릭 Dn , R2은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00014
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00015
은 사용자 단말 2에 대한 중계기2의 달성 가능한 전송률이고,
Figure 112009015702828-PAT00016
는 중계기2에 존재하는 사용자 단말 2를 위한 큐의 길이이다.
또한, 중계기M의 요구 메트릭 Dn , RM 역시 상기 수학식 5 내지 수학식 7과 유사한 방식으로 계산된다. 요구 메트릭 Dn , RM에 대한 상세한 설명은 생략한다.
결국, 모든 서브 채널들에 대하여 기지국 및 복수의 중계기들의 요구 메트릭들이 계산될 수 있고, 이러한 요구 메트릭들은 테이블에 기록된다. 이 때, 테이블 에 기록된 요구 메트릭들은 헝가리안 알고리즘을 통하여 서브 채널들을 할당하기 위한 기준들로 사용될 수 있다.
도 4는 헝가리안 알고리즘을 첫 번째 및 두 번째 수행하는 경우, 복수의 서브 채널들에 대한 기지국 및 복수의 중계기들의 링크들에 대응하는 요구 메트릭들을 포함하는 테이블들을 나타낸다.
헝가리안 알고리즘은 기지국 및 복수의 중계기들에 서브 채널들을 적절히 할당하기 위하여 반복적으로 실행될 수 있다. 도 4의 410은 헝가리안 알고리즘의 첫 번째 반복(iteration)에서 요구 메트릭들이 기록된 테이블을 나타내며, 420은 두 번째 반복에서 요구 메트릭들이 기록된 테이블을 나타낸다.
410을 참조하면, N 개의 서브 채널들 각각에 대하여 기지국 및 M 개의 중계기들의 M+1 개의 요구 메트릭들이 존재한다. 이 때, 헝가리안 알고리즘의 첫 번째 반복에서, N 개의 서브 채널들 각각에 대하여 M+1 개의 요구 메트릭들 중 하나가 선택된다. 즉, 410의 N 개의 행들 각각에서 하나의 요구 메트릭이 선택되며, 기지국 및 M 개의 중계기들 각각에서 하나의 요구 메트릭이 선택된다.
이 때, 선택된 요구 메트릭들에 관련된 링크에 서브 채널들이 할당되고, 할당된 서브 채널들은 선택된 요구 메트릭들에 대응하는 큐들을 위해 사용된다. 첫 번째 반복에서, N 개의 서브 채널들 중 M+1 개의 서브 채널들이 기지국 및 M 개의 중계기들에 할당됨을 알 수 있다.
이 때, 첫 번째 반복에서 M+1개의 서브 채널들이 할당된 경우, 테이블은 업데이트된다. 즉, 할당된 M+1 개의 서브 채널들에 대응하는 큐들을 기초로 계산되 는 요구 메트릭들은 업데이트된다. 뿐만 아니라, M+1 개의 서브 채널들이 할당됨으로써, 중계기들 또는 단말들의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비 또는 기지국 또는 중계기들의 달성 가능한 전송률도 변할 수 있으므로, 남아 있는 서브 채널들에 대한 요구 메트릭들은 다시 계산될 수 있다.
또한, 420을 참조하면, 첫 번째 반복에서의 할당 결과를 반영하여 업데이트된 요구 메트릭들을 포함하는 테이블이 도시되어 있다. 420의 테이블에 대하여 헝가리안 알고리즘의 두 번째 반복이 수행된다. 두 번째 반복에서도, N-M-1 개의 서브 채널들 각각에 대하여 M+1 개의 요구 메트릭들 중 어느 하나가 선택된다. 따라서, 두 번째 반복에서, N-M-1 개의 서브 채널들 중 M+1 개의 서브 채널들이 기지국 및 M 개의 중계기들에 할당된다.
헝가리안 알고리즘은 모든 서브 채널들이 기지국 및 M 개의 중계기들에 할당될 때까지 반복적으로 수행된다. 기지국 및 M 개의 중계기들에는 공평하게 서브 채널들이 할당될 수 있으며, 이러한 경우, 기지국 및 M 개의 중계기들에 할당되는 서브 채널들의 개수는 N/(M+1)이다.
다운링크 서브 프레임의 여러 유형들
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다운링크 서브 프레임 및 업링크 서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임(510)은 다운링 크 서브 프레임 및 업링크 서브 프레임으로 분류된다. 그리고, 다운링크 서브 프레임은 제1 서브 프레임(511) 및 제2 서브 프레임(512)로 분류된다.
즉, 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 내용은 다운링크 서브 프레임이 복수의 서브 프레임들로 분류되지 않는 경우, 적용될 수 있다. 다만, 다운링크 서브 프레임이 제1 서브 프레임(511) 및 제2 서브 프레임(512)과 같이 복수의 서브 프레임들로 구별되는 경우, 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 요구 메트릭들을 계산하고, 사용하는 방법은 다소 수정될 수 있다.
예를 들어, 제1 서브 프레임(511)에서 기지국이 특정 중계기로 신호를 전송하는 경우, 기지국에 존재하는 큐의 길이는 감소하는 반면, 특정 중계기에 존재하는 큐의 길이는 증가한다. 이 때, 제2 서브 프레임(512)에서 서브 채널들을 할당하기 위해서 감소된 기지국의 큐의 길이 및 증가된 특정 중계기의 큐의 길이를 고려한다.
따라서, 다운링크 서브 프레임에서 서브 채널들을 할당하기 위해서 제1 서브 프레임(511) 및 제2 서브 프레임(512) 각각에서 별도로 스케쥴링 알고리즘을 수행하고, 제1 서브 프레임(511)에서의 스케쥴링 결과(즉, 서브 채널들의 할당 결과)를 고려하여 제2 서브 프레임(512)에서 서브 채널들을 할당한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다운링크 서브 프레임의 다양한 유형들을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 세 개의 유형들(A, B, C)를 갖는 다운링크 서브 프레임이 도시되어 있다. 즉, 다운링크 서브 프레임은 제1 서브 프레임에서 복수의 단말들 이 수신기로 동작하는지 여부에 따라 다양한 유형들을 가질 수 있다. 예를 들어, 유형 A, B의 다운링크 서브 프레임(610, 620)의 제1 서브 프레임에서 단말들은 수신기들로 동작하는 반면, 유형 C의 다운링크 서브 프레임(630)의 제1 서브 프레임에서는 중계기들만 수신기들로 동작한다.
또한, 다운링크 서브 프레임은 제2 서브 프레임에서 기지국이 송신기로 동작하는지 여부에 따라 다양한 유형들을 가질 수 있다. 즉, 유형 B, C를 갖는 다운링크 서브 프레임(620, 630)의 제2 서브 프레임에서, 기지국이 송신기로 동작하는 반면, 유형 A를 갖는 다운링크 서브 프레임(610)의 제2 서브 프레임에서는 중계기들만이 송신기들로 동작한다.
또한, 다운링크 서브 프레임은 세 개의 유형들(A, B, C) 이외에도 여러 유형들을 가질 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
유형 A를 갖는 다운링크 서브 프레임(610)의 제1 서브 프레임에서, 기지국은 중계기들과 다운링크 통신을 수행하며, 동시에 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 그리고, 유형 A를 갖는 다운링크 서브 프레임(610)의 제2 서브 프레임에서, 중계기들은 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 이 때, 제1 서브 프레임에서 기지국이 중계기들과 다운링크 통신을 수행하는 경우, 중계기들에 존재하는 큐의 길이는 증가할 수 있으므로, 제2 서브 프레임에 대해서는 증가된 중계기들의 큐의 길이를 고려하여 중계기들에 서브 채널들을 할당한다.
또한, 유형 B를 갖는 다운링크 서브 프레임(620)의 제1 서브 프레임에서, 기지국은 유형 A를 갖는 다운링크 서브 프레임(610)의 제1 서브 프레임에서와 마찬가 지로 중계기들과 다운링크 통신을 수행하며, 동시에 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 반면에, 유형 A를 갖는 다운링크 서브 프레임(610)의 제2 서브 프레임과 달리 유형 B를 갖는 다운링크 서브 프레임(620)의 제2 서브 프레임에서, 중계기들은 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행할 뿐만 아니라 동시에 기지국도 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 유형 B를 갖는 다운링크 서브 프레임(620)의 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임 각각에서 서브 채널들을 적절히 할당한다.
또한, 유형 C를 갖는 다운링크 서브 프레임(630)의 제1 서브 프레임에서 기지국은 중계기들과 다운링크 통신을 수행하고, 제2 서브 프레임에서 중계기들 및 기지국은 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 서브 프레임에서 나타날 수 있는 링크들을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 서브 프레임에서 기지국 또는 중계기들이 다운링크 통신을 수행할 수 있다.
즉, 유형 A 및 유형 B의 경우, 제1 서브 프레임에서 기지국은 중계기들과 다운링크 통신을 수행하며, 동시에 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 다만, 유형 C의 경우, 제1 서브 프레임에서, 기지국은 중계기들하고만 다운링크 통신을 수행하며, 사용자 단말들과는 다운링크 통신을 수행하지 않는다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 서브 프레임에서 나타날 수 있는 링크들을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 제2 서브 프레임에서, 중계기들은 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 이 때, 기지국은 다운링크 서브 프레임의 유형에 따라 선택적으로 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다. 즉, 유형 B, C의 경우, 기지국은 제2 서브 프레임에서 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행하지만, 유형 A의 경우, 중계기들만 사용자 단말들과 다운링크 통신을 수행한다.
다운링크 서브 프레임의 다양한 유형들에 대해 서브 채널들을 할당하기 위한 알고리즘 - 요구 메트릭들의 적절한 수정
1. 제1 서브 프레임에서 서브 채널들을 할당
본 발명의 실시예들에 따른 네트워크가 기지국이 서브 채널들을 할당하는 중앙 집중형 구조를 갖는다고 가정한다. 이 때, 기지국은 제1 서브 프레임에서 복수의 서브 채널들에 대한 기지국의 요구 메트릭들(이하, 제1 요구 메트릭들이라고 함)을 계산한다.
제1 서브 프레임에서 기지국 및 중계기들 사이의 링크들은 존재한다. 다만, 제1 서브 프레임에서 다운링크 서브 프레임의 유형에 따라 기지국 및 사용자 단말들 사이의 링크들이 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 제1 서브 프레임에서 n 번째 서브 채널에 대한 기지국들의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭
Figure 112009015702828-PAT00017
은 하기 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00018
Figure 112009015702828-PAT00019
Figure 112009015702828-PAT00020
Figure 112009015702828-PAT00021
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00022
은 제1 서브 프레임에서 n 번째 서브 채널에 대한 기지국과 사용자 단말 k 사이의 링크에 대한 요구 메트릭이고,
Figure 112009015702828-PAT00023
은 제1 서브 프레임에서 n 번째 서브 채널에 대한 기지국과 중계기 Rm 사이의 링크에 대한 요구 메트릭이다. 그리고,
Figure 112009015702828-PAT00024
는 A가 음수인 경우, 0이고, A가 양수인 경우, A이다. 또한,
Figure 112009015702828-PAT00025
은 n 번째 서브 채널에서 사용자 단말 k에 대해 기지국이 달성 가능한 전송률을 의미하고,
Figure 112009015702828-PAT00026
은 n 번째 서브 채널에서 중계기 Rm에 대해 기지국이 달성 가능한 전송률을 의미한다. j는 기지국과 사용자 단말들 사이의 링크들 및 기지국과 중계기들 사이의 링크들의 인덱스이다.
결국, N 개의 서브 채널들 모두에 대해 제1 요구 메트릭들이 결정되고, 기지국은 N 개의 제1 요구 메트릭들을 기초로 서브 채널들을 적절히 할당할 수 있다. 이 때, 기지국은 하기 수학식 9를 이용하여 N 개의 제1 요구 메트릭들 중 최대의 제1 요구 메트릭을 선택하고, 최대의 제1 요구 메트릭에 대응하는 기지국의 링크에 해당 서브 채널을 할당한다.
Figure 112009015702828-PAT00027
그리고, 기지국은 최대의 제1 요구 메트릭이 선택된 경우, 선택된 제1 요구 메트릭과 관련된 사용자 단말의 큐 길의 변화를 고려하여 나머지 제1 요구 메트릭들을 업데이트한다. 그리고, 기지국은 상기 수학식 8 및 수학식 9를 통해 설명된 과정을 반복 수행하여(iterate) N 개의 서브 채널들을 공평하게 기지국의 링크들에 할당한다.
2. 제2 서브 프레임에서 서브 채널들을 할당
제1 서브 프레임에서 기지국의 링크들에 모든 서브 채널들이 할당된 경우, 기지국은 제1 서브 프레임에서의 서브 채널들의 할당 결과를 고려하여 제2 서브 프레임에서 서브 채널들을 중계기들의 링크들 또는 기지국의 링크들에 할당한다. 특히, 제1 서브 프레임에서 서브 채널들이 어떤 링크들에 할당되었는지에 따라 기지국에 존재하는 큐들의 길이 및 중계기들에 존재하는 큐들의 길이는 달라진다. 따라서, 기지국은 1 서브 프레임에서의 서브 채널들의 할당 결과를 기초로 기지국에 존재하는 큐들의 길이 및 중계기들에 존재하는 큐들의 길이에 대한 정보를 업데이트한다. 그리고, 기지국은 업데이트된 정보를 이용하여 중계기들의 링크들 또는 기지국의 링크들에 대응하는 제2 요구 메트릭들을 계산하고, 제2 요구 메트릭들을 기초로 제2 서브 프레임에서 서브 채널들을 할당한다.
이 때, 제2 요구 메트릭들은 하기 수학식 10과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112009015702828-PAT00028
Figure 112009015702828-PAT00029
여기서,
Figure 112009015702828-PAT00030
는 제2 서브 프레임의 n 번째 서브 채널에서 중계기 Rm의 제2 요구 메트릭이고,
Figure 112009015702828-PAT00031
는 제2 서브 프레임의 n 번째 서브 채널에서 기지국의 제2 요구 메트릭이다. 또한,
Figure 112009015702828-PAT00032
는 중계기 Rm에 존재하는 사용자 단말 k를 위한 큐의 길이로서, 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 업데이트된 것이다. 또한,
Figure 112009015702828-PAT00033
은 기지국에 존재하는 사용자 단말 k를 위한 큐의 길이로서, 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 업데이트된 것이다. 그리고,
Figure 112009015702828-PAT00034
은 제2 서브 프레임의 n 번째 서브 채널에서 사용자 단말 k를 위한 기지국의 달성 가능한 전송률이고,
Figure 112009015702828-PAT00035
은 제2 서브 프레임의 n 번째 서브 채널에서 사용자 단말 k를 위한 중계기 Rm의 달성 가능한 전송률이다.
또한, 제2 서브 프레임에서 중계기들 및 기지국이 모두 송신기들로 동작한다 면, 중계기들 및 기지국의 제2 요구 메트릭들 모두가 계산되며, 중계기들만 송신기들로 동작한다면, 중계기들의 제2 요구 메트릭들만 계산될 수 있다.
중계기들 또는 기지국의 제2 요구 메트릭들이 계산된 경우, 기지국은 도 3과 같은 테이블을 이용하여 제2 서브 프레임을 위해 복수의 서브 채널들을 중계기들 또는 기지국의 링크들에 적절히 할당한다. 즉, 기지국은 헝가리안 알고리즘을 이용하여 복수의 서브 채널들을 할당할 수 있으며, 헝가리안 알고리즘에 대해서는 위에서 상세히 설명한 바 있으므로, 여기서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 다운링크 서브 프레임이 다양한 유형을 갖더라도 다운링크 서브 프레임에 포함된 서브 프레임들 각각에서 개별적으로 스케쥴링을 수행할 수 있다. 특히, 기지국은 이전 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 현재의 서브 프레임에서 서브 채널들을 할당함으로써, 최적화된 스케쥴링을 수행할 수 있다.
3. 유형 A, B, C에 대한 구체적인 예들
다운링크 서브 프레임의 유형들은 다양할 수 있으나, 위에서 설명된 유형 A, B, C에 대한 본 발명의 실시예들을 설명한다.
(1) 제1 서브 프레임에서 할당
유형 A, B에 대하여, n 번째 서브 채널에서 기지국 및 사용자 단말 k 사이의 링크에 대응하는 제1 요구 메트릭은
Figure 112009015702828-PAT00036
이다. 또한, 유형, A, B, C에 대하여, n 번째 서브 채널에서 기지국 및 중계기 Rm 사이의 링크에 대응하는 제1 요구 메트릭은
Figure 112009015702828-PAT00037
이다.
그리고, 유형 C에 대해서는
Figure 112009015702828-PAT00038
이 최종적인 제1 요구 메트릭으로 확정되지만, 유형 A, B에 대해서는
Figure 112009015702828-PAT00039
및
Figure 112009015702828-PAT00040
을 이용하여 최종적인 제2 메트릭이
Figure 112009015702828-PAT00041
으로 확정된다. 또한,
Figure 112009015702828-PAT00042
를 이용하여 서브 채널들 중 어느 하나가 기지국 또는 중계기의 해당 링크에 할당된다. 또한, 상술한 과정이 모든 서브 채널들 이 할당될 때까지 반복된다.
(2) 제2 서브 프레임에서 할당
유형 A의 다운링크 서브 프레임의 제2 서브 프레임에서, 중계기들만 송신기들로 동작하므로, 중계기들의 제2 요구 메트릭들은
Figure 112009015702828-PAT00043
으로 결정된다. 그리고, 중계기들의 제2 요구 메트릭들을 기초로 제2 서브 프레임에서 복수의 서브 채널들이 중계기들의 링크들에 할당된다.
유형 B, C의 다운링크 서브 프레임의 제2 서브 프레임에서, 중계기들 및 기지국이 모두 송신기들로 동작한다. 따라서, 중계기들의 제2 요구 메트릭들은
Figure 112009015702828-PAT00044
으로 결정되고, 기지국의 제2 요구 메트릭들은
Figure 112009015702828-PAT00045
으로 결정된다. 그리고, 중계기들의 제2 요구 메트릭들 및 기지국의 제2 요구 메트릭들을 기초로 제2 서브 프레임에서 복수의 서브 채널들이 중계기들 및 기지국에 할당된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴링 방법은 복수의 유형들 중 사용하고자 하는 유형의 다운링크 서브 프레임을 선택한다(S910). 적절한 유형을 갖는 다운링크 서브 프레임을 선택하는 기준에 대해서는 도 11과 관련하여 설명한다.
또한, 스케쥴링 방법은 복수의 서브 채널들에 대한 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭들을 계산한다(S920).
또한, 스케쥴링 방법은 제1 요구 메트릭들을 기초로 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당한다(S930). 이 때, 복수의 서브 채널들은 헝가리안 알고리즘을 통하여 기지국의 링크들에 공평하게 할당될 수 있다.
또한, 스케쥴링 방법은 상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 중계기들에 존재하는 큐들의 길이 또는 기지국에 존재하는 큐들의 길이를 업데이트한다(S940).
또한, 스케쥴링 방법은 업데이트된 중계기들에 존재하는 큐들의 길이 또는 기지국에 존재하는 큐들의 길이를 기초로 제2 요구 메트릭들을 계산한다(S950).
또한, 스케쥴링 방법은 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당한다(S960).
본 발명에 따른 스케쥴링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상 기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치는 메트릭 계산부(1010), 제1 할당부(1020) 및 제2 할당부(1030)를 포함한다. 이 때, 제1 할당부(1020) 및 제2 할당부(1030)는 하나의 유닛으로 구현 가능하다.
메트릭 계산부(1010)는 복수의 중계기들 또는 상기 단말들에 대한 상기 기지 국의 큐 길이 및 상기 기지국에 대한 상기 복수의 중계기들 또는 상기 단말들의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference Plus Noise Ratio: SINR)를 기초로 상기 제1 요구 메트릭들을 계산한다.
또한, 제1 할당부(1020)는 복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당한다.
이 때, 계산부(1010)는 상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 상기 복수의 단말들에 대한 상기 복수의 중계기들의 큐 길이 또는 상기 기지국의 큐 길이를 업데이트하고, 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제2 요구 메트릭들을 계산한다.
또한, 제2 할당부(1030)는 제2 요구 메트릭들을 이용하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당한다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 네트워크에서 사용하고자 하는 다운링크 서브 프레임의 유형을 선택하기 위한 팩터들 및 선택 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 11의 1110을 참조하면, 사용하고자 하는 다운링크 서브 프레임의 유형을 선택하기 위한 팩터들로써 사용자 단말들의 분포/개수 또는 중계기들의 개수가 사용될 수 있다. 사용자 단말들의 분포/개수 또는 중계기들의 개수에 따라 미리 네 트워크의 성능(throughput)들이 계산되어 있는 경우, 본 발명의 실시예는 실제의 사용자 단말들의 분포/개수 또는 중계기들의 개수를 기초로 최적의 유형을 선택할 수 있다.
만약, 사용자 단말들의 분포/개수 또는 중계기들의 개수에 따라 미리 네트워크의 성능(throughput)들이 계산되어 있지 않다면, 본 발명의 실시예는 실제의 사용자 단말들의 분포/개수 또는 중계기들의 개수를 기초로 다양한 유형들에 대한 성능들을 예측한다(1120).
그리고, 예측된 성능들을 기초로 최적의 유형을 갖는 다운링크 서브 프레임이 선택된다(1130). 결국, 본 발명의 실시예들에 따르면, 적응적으로 복수의 유형들 중 최적의 유형을 선택함으로써, 네트워크의 성능을 높일 수 있고, 선택된 유형의 다운링크 서브 프레임에서 최적의 스케쥴링을 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 중계기 기반의 네트워크에서 중계기2(RS2) 및 사용자 단말들 사이의 링크들을 도시한 도면이다.
도 3은 복수의 서브 채널들에 대한 기지국 및 복수의 중계기들의 링크들에 대응하는 요구 메트릭들을 포함하는 테이블이다.
도 4는 헝가리안 알고리즘을 첫 번째 및 두 번째 수행하는 경우, 복수의 서브 채널들에 대한 기지국 및 복수의 중계기들의 링크들에 대응하는 요구 메트릭들을 포함하는 테이블들을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다운링크 서브 프레임 및 업링크 서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다운링크 서브 프레임의 다양한 유형들을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 서브 프레임에서 나타날 수 있는 링크들을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 서브 프레임에서 나타날 수 있는 링크들을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 네트워크에서 사용하고자 하는 다운링크 서브 프레임의 유형을 선택하기 위한 팩터들 및 선택 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.

Claims (15)

  1. 다운링크 서브 프레임은 기지국이 복수의 중계기들 또는 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제1 서브 프레임 및 상기 복수의 중계기들 또는 상기 기지국이 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제2 서브 프레임을 포함하고,
    복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계; 및
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계
    를 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당함으로써 발생하는 상기 복수의 단말들에 대한 상기 기지국의 큐(queue) 길이 또는 상기 복수의 중계기들의 큐 길이의 변화를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계 인 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 중계기들 또는 상기 단말들에 대한 상기 기지국의 큐 길이 및 상기 기지국에 대한 상기 복수의 중계기들 또는 상기 단말들의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference Plus Noise Ratio: SINR)를 기초로 상기 제1 요구 메트릭들을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제2 요구 메트릭들을 계산하는 단계; 및
    상기 제2 요구 메트릭들을 기초로 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계
    를 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 요구 메트릭들을 계산하는 단계는
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 상기 복수의 단말들에 대한 상기 복수의 중계기들의 큐 길이 또는 상기 기지국의 큐 길이를 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 상기 복수의 중계기들의 큐 길이 또는 상기 기지국의 큐 길이 및 상기 복수의 단말들에 대한 상기 복수의 중계기들 또는 상기 기지국의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비를 기초로 상기 제2 요구 메트릭들을 계산하는 단계
    를 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    헝가리안 알고리즘(Hungarian algorithm)을 이용하여 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계이거나,
    상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    상기 헝가리안 알고리즘을 이용하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계인 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    상기 복수의 중계기들 각각 또는 상기 기지국에 공평하게 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계인 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  8. 다운링크 서브 프레임은 기지국이 송신기로 동작하는 제1 서브 프레임 및 복수의 단말들이 수신기들로 동작하는 제2 서브 프레임을 포함하고,
    상기 제1 서브 프레임에서 복수의 단말들이 수신기들로 동작하는지 여부 및 상기 제2 서브 프레임에서 상기 기지국이 송신기로 동작하는지 여부에 따라 다운링크 서브 프레임이 복수의 유형들로 분류되는 경우,
    상기 복수의 중계기들의 개수 또는 상기 복수의 단말들의 분포 중 적어도 하나를 기초로 상기 복수의 유형들 중 네트워크에서 사용되는 유형을 선택하는 단계;
    복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계; 및
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계
    를 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임에서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계는
    상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당함으로써 발생하는 상기 복수의 단말들에 대한 상기 기지국의 큐(queue) 길이 또는 상기 복수의 중계기들의 큐 길이의 변화를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 단계인 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  11. 다운링크 서브 프레임은 기지국이 복수의 중계기들 또는 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제1 서브 프레임 및 상기 복수의 중계기들 또는 상기 기지국이 복수의 단말들로 다운링크 신호를 전송하는 제2 서브 프레임을 포함하고,
    복수의 서브 채널들에 대한 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제1 요구 메트릭(demand metric)들을 기초로 상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 제1 할당부; 및
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 제2 서브 프레임에 서 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 제2 할당부
    를 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 중계기들 또는 상기 단말들에 대한 상기 기지국의 큐 길이 및 상기 기지국에 대한 상기 복수의 중계기들 또는 상기 단말들의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference Plus Noise Ratio: SINR)를 기초로 상기 제1 요구 메트릭들을 계산하는 메트릭 계산부
    를 더 포함하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 할당부는
    상기 제1 서브 프레임에서 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당함으로써 발생하는 상기 복수의 단말들에 대한 상기 기지국의 큐(queue) 길이 또는 상기 복수의 중계기들의 큐 길이의 변화를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 메트릭 계산부는
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 고려하여 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 대응하는 제2 요구 메트릭들을 계산하고,
    상기 제2 할당부는
    상기 제2 요구 메트릭들을 기초로 상기 복수의 중계기들의 링크들 또는 상기 기지국의 링크들에 상기 복수의 서브 채널들을 할당하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메트릭 계산부는
    상기 제1 서브 프레임에서의 할당 결과를 기초로 상기 복수의 단말들에 대한 상기 복수의 중계기들의 큐 길이 또는 상기 기지국의 큐 길이를 업데이트하는 중계기 기반의 네트워크를 위한 스케쥴링 장치.
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