KR20120005572A - 통신 네트워크에서의 우선순위 스케쥴링 및 승인 제어 - Google Patents

통신 네트워크에서의 우선순위 스케쥴링 및 승인 제어 Download PDF

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Abstract

통신 네트워크에서 우선순위 스케쥴링 및 승인 제어를 수행하기 위한 기술들이 설명된다. 일 양상에서, 데이터 플로우들이 우선순위화될 수 있고, 점진적으로 보다 높은 우선순위 레벨들을 갖는 데이터 플로우들에 대한 패킷들이 큐의 앞쪽에 점진적으로 더 근접한 지점들에 배치될 수 있으며, 이 때 점진적으로 보다 짧은 큐잉 지연들을 받을 수 있다. 다른 양상에서, 단말에 대한 패킷은 핸드오프로 인하여 소스 셀로부터 타겟 셀로 전달될 수 있고, 패킷이 소스 셀의 큐에서 이미 대기했던 시간량에 대해 크레디트(credit)될 수 있다. 또 다른 양상에서, 셀 부하가 작은 경우 모든 우선순위 및 비-우선순위 데이터 플로우들이 승인될 수 있고, 셀 부하가 큰 경우 우선순위 데이터 플로우들만이 승인될 수 있으며, 셀 부하가 적당한 경우 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 특정한 비-우선순위 데이터 플로우들이 승인될 수 있다.

Description

통신 네트워크에서의 우선순위 스케쥴링 및 승인 제어{PRIORITY SCHEDULING AND ADMISSION CONTROL IN A COMMUNICATION NETWORK}
본 출원은 본 출원인에게 양도되고 참조로 본 명세서에 포함되는 2007년 9월 17일자로 제출된 "Resource Reservation and Queue Management in IP based Wireless Networks"란 명칭의 미국 가출원 일련번호 제60/973,137호를 우선권으로 청구한다.
본 개시물은 일반적으로 통신에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 통신 네트워크에서 데이터 송신을 스케쥴링(scheduling)하고 승인(admission)을 제어하기 위한 기술들에 관한 것이다.
통신 네트워크에서 다양한 이유들 때문에 부하(loading)의 광범위한 변동들(fluctuations)을 관측(observe)할 수 있다. 네트워크 부하가 높을 때, 통신 네트워크가 다른 사용자들보다 먼저 특정 사용자들을 서빙(serve)하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 자연적인 또는 인위적인(man-made) 재해가 발생할 때, 영향을 받은 구역의 통신 네트워크는 과도한 트래픽 부하에 의해 그리고 종종 재해 자체로 인해 초래되는 네트워크 인프라스트럭처(infrastructure)에 대한 손상(impairment)들에 의해 왜곡(constrain)될 수 있다. 통신 네트워크가 일반 대중보다 먼저 경찰 및 소방관들과 같은 긴급 지원 인력을 서빙하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 큰 네트워크 부하 하에서 상이한 사용자들을 효율적으로 서빙하기 위한 기술들이 종래기술에 필요하다.
통신 네트워크에서의 우선순위(priority) 스케쥴링 및 승인 제어를 수행하기 위한 기술들이 본 명세서에서 설명된다. 일 양상에서, 데이터 플로우들(data flows)은 우선순위화(prioritized)될 수 있고, 상이한 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 데이터 플로우들의 우선순위들에 따라 큐(queue)의 상이한 지점(point)들에 배치될 수 있다. 일반적으로, 임의의 수의 우선순위 레벨들이 지원될 수 있다. 일 설계예에서, 점진적으로(progressively) 보다 높은 우선순위 레벨들을 갖는 패킷들은 큐의 헤드(head)에 점진적으로 보다 근접한 지점들에 배치될 수 있고, 이 때 점진적으로 보다 짧은 큐잉(queuing) 지연들을 받을 수 있다. 우선순위 레벨이 각각의 데이터 플로우에 할당될 수 있고, 데이터 플로우에 대한 패킷들은 그 데이터 플로우의 우선순위 레벨에 기초하여 결정된 큐의 지점에 배치될 수 있다. 특정한 우선순위 레벨이 사용자에 할당될 수 있고, 그 사용자에 속하는 모든 데이터 플로우들(사용자의 디바이스에서 시작 또는 종결되는)은 사용자의 우선순위 레벨을 따를 수 있다.
다른 양상에서, 단말에 대한 패킷은 핸드오프로 인해 소스 셀로부터 타겟 셀로 전달될 수 있고, 패킷이 소스 셀의 큐에서 이미 대기(wait)했던 시간량에 대해 크레디트(credit)될 수 있다. 패킷은 타겟 셀의 큐의 앞쪽 지점(forward point)에 배치될 수 있다. 이러한 지점은 패킷이 이미 대기했던 시간량에 기초하여 결정될 수 있다. 타겟 셀에서 큐의 끝(end)에 패킷을 배치하지 않음으로써, 패킷에 대한 과도한 큐잉 지연이 방지될 수 있다.
또 다른 양상에서, 우선순위 데이터 플로우들에 대한 악영향들을 감소시키기 위한 방식으로 승인 제어가 수행될 수 있다. 일 설계예에서, 셀의 부하는 예를 들어 송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연과 같은 적어도 하나의 기준에 기초하여 결정될 수 있다. 셀 부하는 평균 큐잉 지연이 제 1 임계값 미만인 경우 작은(light) 것으로 간주될 수 있고, 평균 큐잉 지연이 제 2 임계값 보다 더 큰 경우 큰(heavy) 것으로 간주될 수 있으며, 평균 큐잉 지연이 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이인 경우 적당한(moderate) 것으로 간주될 수 있다. 셀 부하가 작은 경우에는 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위(non-priority) 데이터 플로우들이 승인될 수 있다. 셀 부하가 큰 경우에는 우선순위 데이터 플로우들만이 승인될 수 있다. 셀 부하가 적당한 경우에는 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 특정한 비-우선순위 데이터 플로우들이 승인될 수 있다. 이웃 셀들의 우선순위 데이터 플로우들을 갖는 단말들이 셀로 핸드오프되는 경우에 셀의 일부 무선 자원들이 예약(reserve)될 수 있다.
개시물의 다양한 양상들 및 특징들은 이하에서 추가적으로 상세히 설명된다.
도 1은 무선 통신 네트워크를 도시한다.
도 2는 5개의 트래픽 클래스들에 대한 예시적인 큐잉 메커니즘을 도시한다.
도 3은 2개의 우선순위 레벨들을 갖는 우선순위 스케쥴링의 일 설계예를 도시한다.
도 4는 N개의 우선순위 레벨들을 갖는 우선순위 스케쥴링의 일 설계예를 도시한다.
도 5는 우선순위 스케쥴링으로 데이터를 송신하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 6은 핸드오프 없이 패킷을 단말에게 라우팅 및 송신하는 것을 도시한다.
도 7은 핸드오프를 통해 패킷을 단말에게 라우팅 및 송신하는 것을 도시한다.
도 8은 이전 큐잉 시간을 고려하여 데이터를 송신하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 9는 승인을 제어하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 10은 단말, 기지국, 및 네트워크 엔티티(entity)의 블록도를 도시한다.
본 명세서에서 설명되는 기술들은 다양한 무선 및 유선 통신 네트워크들을 위해 사용될 수 있다. "네트워크" 및 "시스템"이란 용어들은 종종 상호교환가능하게 사용된다. 예를 들어, 기술들은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 네트워크들, 시간 분할 다중 접속(TDMA) 네트워크들, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 네트워크들, 직교 FDMA(OFDMA) 네트워크들, 단일-캐리어 FDMA(SC-FDMA) 네트워크들 등과 같은 무선 통신 네트워크들에 사용될 수 있다. CDMA 네트워크는 cdma2000, 유니버셜 지상 무선 액세스(UTRA) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. cdma2000은 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준들을 커버한다. UTRA는 와이드밴드 CDMA(WCDMA) 및 CDMA의 다른 변형물들을 포함한다. TDMA 네트워크는 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM)과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. OFDMA 네트워크는 울트라 모바일 브로드밴드(UMB), 이벌브드 UTRA(E-UTRA), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM® 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. UTRA 및 E-UTRA는 유니버셜 모바일 통신 시스템(UMTS)의 부분이다. 롱 텀 에벌루션(LTE)은 E-UTRA를 사용하는 UMTS의 향후 릴리스이다. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE 및 GSM은 "3세대 파트너십 프로젝트"(3GPP)로 명명된 협회의 문서들에 제시되어 있다. cdma2000 및 UMB는 "3세대 파트너십 프로젝트 2"(3GPP2)로 명명된 협회의 문서들에 제시되어 있다. 명확화를 위하여, 무선 통신 네트워크에 대한 기술들의 특정한 양상들이 이하에서 설명된다.
도 1은 임의의 수의 기지국들(120)을 포함할 수 있는 무선 통신 네트워크(100)를 도시한다. 기지국은 일반적으로 단말들과 통신하는 고정국이고 노드 B, 이벌브드 노드 B, 액세스 포인트, 베이스 트랜시버 스테이션(BTS) 등으로 지칭될 수도 있다. 각각의 기지국은 특정한 지리적 구역에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 기지국의 커버리지 구역은 다수(예, 3개)의 보다 작은 구역들로 분할될 수 있다. 각각의 보다 작은 구역은 각각의 기지국 서브시스템에 의해 서빙될 수 있다. 3GPP에서, "셀"이란 용어는 용어가 사용되는 범주에 따라, 이러한 구역을 서빙하는 기지국 및/또는 기지국 서브시스템의 가장 작은 커버리지 구역을 지칭할 수 있다. 3GPP2에서, "섹터"란 용어는 이러한 구역을 서빙하는 기지국 및/또는 기지국 서브시스템의 가장 작은 커버리지 구역을 지칭할 수 있다. 명확화를 위하여, 3GPP에서의 셀의 개념이 이하의 설명에 사용된다.
네트워크 제어기(122)는 한 세트의 기지국들에 연결될 수 있고 이러한 기지국들에 대한 조정(coordination) 및 제어를 제공할 수 있다. 인터넷 프로토콜(IP) 게이트웨이(124)는 단말들에 대한 데이터 서비스들을 지원할 수 있고 단말들에 대한 데이터 세션들의 설정, 유지(maintenance) 및 종결(termination)을 담당할 수 있다. IP 게이트웨이(124)는 코어 네트워크, 사설 및/또는 공용 데이터 네트워크들, 인터넷 등과 같은 다른 데이터 네트워크(들)에 연결될 수 있다. 네트워크(100)는 도 1에 도시되지 않은 다른 네트워크 엔티티들을 포함할 수 있다.
단말들(110)은 네트워크에 걸쳐서 분산될 수 있고, 각각의 단말은 고정식 또는 이동식일 수 있다. 단말은 또한 이동국, 사용자 장비, 액세스 단말, 가입자 유닛, 스테이션 등으로 지칭될 수 있다. 단말은 셀룰러 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 통신 디바이스, 무선 모뎀, 휴대용 디바이스, 랩탑 컴퓨터 등일 수 있다. 단말은 순방향 링크 및 역방향 링크를 통해 기지국과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국으로부터 단말로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크(또는 업링크)는 단말로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭한다. 본 명세서의 설명에서, "단말" 및 "사용자"란 용어들은 상호교환가능하게 사용된다. "기지국" 및 "셀"이란 용어들은 또한 상호교환가능하게 사용된다.
네트워크(100)는 데이터 트래픽을 우선순위화하고 상이한 서비스 품질(QoS) 레벨들을 지원하기 위한 큐잉 메커니즘을 사용할 수 있다. 다수의 트래픽 클래스들(TC)이 상이한 카테고리들의 서비스들에 대해 정의될 수 있다. 트래픽 클래스들은 또한 QoS 클래스들, 플로우 클래스들, 트래픽 카테고리들, 서비스 카테고리들 등으로서 지칭될 수 있다. 각각의 트래픽 클래스는 데이터를 송신하기 위한 특정한 최대 지연과 같은 특정 QoS 개런티들(guarantees)과 연관될 수 있다. 또한, 이러한 최대 지연은 지연 요건(delay requirement), 지연 허용(delay tolerance), 지연 한계(bound), 지연 제한(limit), 최대 허용가능 지연 등으로 지칭될 수 있다. "지연 요건"이란 용어가 이하의 많은 설명에 사용된다. 일반적으로, 임의의 수의 트래픽 클래스들이 정의될 수 있다. 각각의 트래픽 클래스에 대한 데이터를 저장하기 위해 큐가 사용될 수 있다.
하나 이상의 데이터 플로우들이 단말과 셀 사이의 통신 링크에 존재할 수 있다. 데이터 플로우는 2개의 특정 종료 지점들(end points) 사이의 데이터의 스트림(stream)이다. 또한, 데이터 플로우는 IP 플로우, 무선 링크 제어(RLC) 플로우, 무선 링크 프로토콜(RLP) 플로우 등으로 지칭될 수 있다. 데이터 플로우는 세션의 시작부터 종료까지 활성(active)일 수 있다. 예를 들어, 음악 스트리밍 데이터 플로우는 사용자가 웹-캐스트(web-cast) 서버에 액세스하는 시간부터 사용자가 사용자의 컴퓨터에서 미디어 플레이어를 턴오프할 때까지 활성일 수 있다. 서비스 호출(invocation) 또는 세션 개시 시점에 QoS 속성(attribute)들이 데이터 플로우에 할당될 수 있다. 이러한 QoS 속성들은 지연 요건, 허용가능 패킷 에러 레이트(rate), 요구된 또는 예측된 데이터 레이트 등과 같은 서비스 디스크립터(descriptor)들을 포함할 수 있다. 데이터 플로우는 특정 서비스를 위한 것일 수 있고, QoS 속성들은 서비스의 데이터 요건들에 기초하여 결정될 수 있다. 데이터 플로우는 데이터 플로우의 QoS 속성들 및 상이한 트래픽 클래스들의 QoS 개런티들에 기초하여 특정 트래픽 클래스에 맵핑될 수 있다. 데이터 플로우에 대한 패킷들은 데이터 플로우가 속하는 트래픽 클래스에 대한 큐에 저장될 수 있다.
도 2는 각각 TC1 내지 TC5로 라벨링되는 5개의 트래픽 클래스 1-5에 대한 예시적인 큐잉 메커니즘(200)을 도시한다. 도 2에 도시된 예에서, 5개의 트래픽 클래스들은 점진적으로 보다 긴 지연 요건들을 갖는다. 트래픽 클래스 1은 D1의 가장 짧은 지연 요건을 가지며 VoIP(Voice-over-IP), 원격회의(teleconferencing), 및 다른 실시간 서비스들을 위해 사용될 수 있다. 트래픽 클래스 2, 3 및 4는 각각 D2, D3 및 D4의 점진적으로 보다 긴 지연 요건들을 갖는다. 트래픽 클래스 5는 D5의 가장 긴 지연 요건을 가지며 파일 전송 프로토콜(FTP)과 같은 최선형(best effort) 플로우들을 위해 사용될 수 있다. 5개의 트래픽 클래스들의 지연 요건들은 임의의 적절한 값들을 가질 수 있고 도 2에는 실제로 도시되지 않는다. 예를 들어, 트래픽 클래스 1의 D1 지연 요건은 50 밀리초(ms) 이하일 수 있고, 트래픽 클래스 2의 D2 지연 요건은 수백 밀리초 등일 수 있다.
도 2는 셀 또는 IP 게이트웨이일 수 있는 엔티티에서 5개의 트래픽 클래스들에 대한 5개의 큐들의 일 예를 도시한다. 셀은 순방향 링크 상에서 상이한 단말들에게 송신하기 위한 데이터를 저장하기 위해 큐들을 유지할 수 있다. 별도로, 셀은 역방향 링크 상에서 다양한 단말들로부터 수신되는 데이터를 저장하기 위해 큐들을 유지할 수 있으며, 저장된 데이터를 IP 게이트웨이로 송신할 수 있다. 명확화를 위하여, 이하의 많은 설명은 순방향 링크 상에서의 송신에 대한 것이며, 역방향 링크에 대한 임의의 편차들(deviations)은 별도로 논의된다.
셀은 상이한 단말들로의 송신을 위해 패킷들을 수신할 수 있다(예, 도 1의 IP 게이트웨이(124)로부터). 패킷들은 또한 IP 패킷들, 데이터그램(datagram)들, 프레임들 등으로 지칭될 수 있다. 각각의 패킷은 특정 수신자 단말에게로 예정(destined)될 수 있으며, 각각의 단말에 대한 패킷들은 도 2의 상이한 채움들(fills)을 갖는 박스들로서 도시된다. 패킷들은 박스들의 상이한 사이즈들로 도시된 바와 같이, 상이한 사이즈들을 가질 수 있다. 각각의 패킷을 송신하기 위한 시간량은 송신의 데이터 레이트에 의존할 수 있으며, 데이터 레이트는 수신자 단말에 할당된 무선 자원들의 양, 단말에 의해 관측되는(observed) 채널 조건들 등에 의존할 수 있다.
도 2는 특정 시점(time instant)에서 5개의 큐들의 스냅샷을 도시한다. 도 2에서, 수평축은 시간을 나타내고, 입력 패킷들은 도 2의 좌측으로부터 도착한다. 5개의 트래픽 클래스들에 대한 5개의 큐들은 이러한 5개의 큐들에 저장된 패킷들에 대해 5개의 수평 행들의 박스들(210a 내지 210e)로 나타낸다. 각각의 큐의 헤드는 상기 큐에 대한 최우측(rightmost) 박스이고, 각각의 큐의 후위(back)는 상기 큐에 대한 최좌측(leftmost) 박스이다.
각각의 패킷은 특정 데이터 플로우에 속할 수 있고, 수신될 때, 데이터 플로우가 속하는 트래픽 클래스에 대한 큐의 끝(end)에 배치될 수 있다. 각각의 큐는 패킷들이 수신되는 순서로 상이한 단말들에 대한 패킷들을 저장할 수 있다. 각각의 패킷은 큐의 패킷들이 송신됨에 따라 큐의 후위로부터 큐의 헤드를 향해 이동할 수 있다.
도 2에서, 굵은 수직선(220)은 5개의 큐들의 각각의 패킷에 대한 송신 기한(deadline)을 나타낼 수 있다. 점선 수직선들(222a 내지 222e)은 도착 패킷들이 5개의 큐들에 배치되는 지점들을 나타낼 수 있으며 굵은 수직선(220)으로부터 각각 D1 내지 D5의 거리들로 도시될 수 있다. 각각의 점선 수직선들(222)로부터 굵은 수직선(220)까지의 거리는 연관된 트래픽 클래스의 지연 요건에 의해 결정된다. 트래픽 클래스 5는 임의의 지연 요건을 갖지 않을 수 있고, 이 경우 점선 수직선(222e)은 존재하지 않을 수 있다.
패킷이 셀에 수신될 때, 패킷은 상기 큐에 대한 점선 수직선(222)의 적절한 큐에 분류 및 배치될 수 있다. 시간 경과에 따라, 패킷들은 도 2의 좌측으로부터 우측으로 이동하여 굵은 수직선(220)에 있는 이들의 송신 기한에 접근한다. 각 박스의 리딩(leading)/우측 에지로부터 굵은 수직선(220)까지의 거리는 송신 기한까지 남은 시간량이다. 각 박스의 리딩 에지로부터 점선 수직선(222)까지의 거리는 큐에서 소비된 시간량이다. 일 예로서, 패킷(212)이 셀에 도착할 때, 패킷은 점선 수직선(222c)에서 트래픽 클래스 3에 대한 큐(도 2에 미도시됨)에 분류 및 배치된다. 송신되도록 대기하면서 시간이 경과함에 따라, 패킷(212)은 굵은 수직선(220)의 자신의 송신 기한을 향해 이동한다. 짧은 시간 이후에, 다른 단말에 대한 다른 패킷(214)이 셀에 도착하고 트래픽 클래스 3에 대한 동일한 큐에 분류되며, 마찬가지로 패킷(212) 이후에 점선 수직선(222c)에 배치된다.
각각의 트래픽 클래스에 대한 패킷들은 선입-선출(first-in-first-out: FIFO) 방식으로 송신될 수 있다. 도 2에서, 각각의 트래픽 클래스에 대한 큐의 패킷들은 큐의 헤드에서 패킷에 대해 1부터 시작하여 순차적으로 넘버링된다. 각각의 큐에 대해, 각 박스의 넘버는 패킷이 도착한 순서를 나타낸다. 각각의 큐의 패킷들은 패킷 1로 시작하여 패킷 2가 후속되는 식으로 이들이 수신되는 순서로 송신될 수 있다. 각각의 패킷은 그 패킷에 대한 송신 기한을 충족시키기 위해 굵은 수직선(220)에 도달하기 이전에 또는 도달할 때 송신될 수 있다.
5개의 큐들의 패킷들은 이러한 패킷들의 지연 요건들이 충족될 수 있도록 송신될 수 있다. 송신의 하나의 가능한 순서는 다음과 같을 수 있다: TC1(1), TC5(1), TC2(1), TC1(2), TC4(1), TC3(1), TC1(3), TC2(2), TC1(4), TC3(2), TC5(2), TC2(3), TC1(5) 등일 수 있고, 여기서 TCk(m)은 트래픽 클래스 k에 대한 패킷 m을 나타낸다. 패킷들은 또한 다른 순서들로 송신될 수 있다.
네트워크의 부하가 작은 경우, 패킷들은 셀에 도착한 직후 송신될 수 있다. 예를 들어, 패킷(212)은 패킷(214)이 도착할 때 송신될 수 있다. 따라서, 큐들에서 대기하는 패킷들의 수가 적을 수 있으며, 가장 덜(least) 최근에 도착된(즉, 가장 오래된) 패킷들 사이의 많은 공간 및 굵은 수직선(220)의 송신 기한이 비어(empty) 있을 수 있다.
네트워크가 정체됨에 따라, 패킷들의 지연들은 증가하고, 굵은 수직선(220)과 점선 수직선들(222a 내지 222e) 사이의 공간이 채워질 수 있다. 스케쥴러(scheduler)는 패킷들의 지연 요건들 내에서 패킷들의 지연들을 유지하려고 시도할 수 있으며 패킷이 굵은 수직선(220)의 패킷의 송신 기한을 지나가기 이전에 송신을 위해 각각의 패킷을 스케쥴링하려고 시도할 수 있다. 스케쥴러는 5개의 트래픽 클래스들의 패킷들이 이들의 지연 요건들에 대략적으로 동시에 접근하도록 송신을 위한 패킷들을 선택할 수 있다.
일 예로서, 스케쥴러는 2개의 트래픽 클래스들 X 및 Y 사이의 부하 밸런싱(load balancing)을 수행할 수 있고, 트래픽 클래스 Y는 트래픽 클래스 X보다 더 긴(보다 완화된) 지연 요건을 갖는다. 주어진 예의 시간에서, 트래픽 클래스 X의 패킷 지연은 D(X)로 나타낼 수 있으며, 트래픽 클래스 Y의 패킷 지연은 D(Y)로 나타낼 수 있다. 스케쥴러의 단기간 동작(short-term behavior)은 이하의 2가지 케이스들 중 하나를 따를 수 있다.
● 케이스 1. 선행하는(preceding) 시간 세그먼트에서, 트래픽 클래스 Y보다 트래픽 클래스 X에 대해 보다 많은 도착 패킷들이 있을 수 있다. D(X)는 D(Y)가 트래픽 클래스 Y의 지연 요건에 접근하기 이전에 트래픽 클래스 X의 지연 요건에 접근할 수 있다. 다가오는(upcoming) 시간 세그먼트에서, 스케쥴러는 트래픽 클래스 X의 패킷들에 보다 많은 무선 자원들을 할당할 수 있고, 트래픽 클래스 Y의 패킷들에 보다 적은 무선 자원들을 할당하거나 무선 자원들을 할당하지 않을 수 있다. D(X)는 감소될 수 있고 D(Y)는 증가하기 시작할 수 있으며, 이 때 D(X) 및 D(Y)를 리밸런싱(rebalance)하고 D(X)가 자신의 제한값(limit)을 향해 이동하는 것을 방지할 수 있다.
● 케이스 2. 반대 케이스가 또한 적용될 수 있다. 선행하는 시간 세그먼트에서, 트래픽 클래스 X보다 트래픽 클래스 Y에 대해 보다 많은 도착 패킷들이 있을 수 있다. 다가오는 시간 세그먼트에서, 스케쥴러는 트래픽 클래스 Y에 보다 많은 무선 자원들을 할당할 수 있고, 트래픽 클래스 X에 보다 적은 무선 자원들을 할당하거나 무선 자원들을 할당하지 않을 수 있다. D(Y)는 감소될 수 있고 D(X)는 증가하기 시작할 수 있으며, 이 때 D(X) 및 D(Y)를 리밸런싱할 수 있다.
앞서 설명된 부하 밸런싱은 임의의 수의 트래픽 클래스들로 확장될 수 있다. 매우 정체된 네트워크에서, 스케쥴러는 보다 많은 패킷들을 갖는 트래픽 클래스들에 보다 많은 무선 자원들을 할당할 수 있으며, 모든 트래픽 클래스들은 이들의 각각의 지연 요건들에 동시에 접근할 수 있다. 큐들이 완전히 채워질 때, 스케쥴러는 보다 많은 지연 허용 플로우들(delay tolerant flows)에 속하는 패킷들을 송신하기 위해 가능한 마지막 순간을 대기함으로써, 지연들의 허용(tolerance)인 트래픽 융통성(elasticity)의 최대 장점을 가질 수 있다.
스케쥴러는 트래픽 클래스의 지연 요건 내에서 각각의 트래픽 클래스의 패킷들의 지연들을 유지할 수 있으며 모든 트래픽 클래스들의 지연 요건들에 동시에 접근할 수 있다. 그러나, 스케쥴러는 예를 들어 도 2의 트래픽 클래스 1과 같은, 가장 짧은 지연 요건을 갖는 최상위(highest) 트래픽 클래스를 향하는 편향(bias)을 가질 수 있다. 따라서, 네트워크 부하가 클 때, 가장 긴 지연 요건을 갖는 최하위 트래픽 클래스가 허용불가능한(intolerable) 지연들을 먼저 받을 수 있다. 이러한 최하위 트래픽 클래스는 최선형(best-effort) 서비스들을 위한 것일 수 있고, 보다 긴 지연들을 허용할 수 있는 FTP 트래픽(이메일과 같은) 및 다른 트래픽을 포함할 수 있다. 그러한 트래픽의 지연 요건을 초과하는 것은 무시할 수 있는 영향을 줄 수 있다. 따라서, 최하위 트래픽 클래스의 데이터는 버퍼 오버플로우(buffer overflow) 및 보다 상위 계층 프로토콜 타임아웃(timeout)들이 발생하지 않는 한 큐에 유지될 수 있다. 버퍼 오버플로우 또는 프로토콜 타임아웃은 데이터 플로우의 종료를 초래하거나 또는 초래하지 않을 수 있다. 예를 들어, FTP 타임아웃은 패킷 재송신을 초래할 수 있고, 이에 따라서 데이터 플로우를 유지할 수 있다.
웹 브라우징과 같은 쌍방향(interactive) 서비스들에서, 패킷들은 이들의 지연 요건들을 초과함에도 불구하고 큐들에 유지될 수 있다. 사용자들은 과도한 지연들을 받을 때 서비스들을 포기하기 시작할 수 있다. 이는 네트워크 부하 뿐만 아니라 트래픽 요청들을 감소시킬 수 있다.
상기 설명은 스케쥴러가 송신하기 위한 패킷들을 자유롭게 결정할 수 있다는 것을 가정한다. 이러한 가정은 일부 무선 기술들에서 완전히 유지되지 않을 수 있다. 더욱이, VoIP와 같은 일부 실시간 서비스들에서, 네트워크는 주어진 데이터 플로우의 패킷들이 사전-스케쥴링(pre-scheduled)된 것으로 간주될 수 있도록 이러한 데이터 플로우에 대해 일부 무선 자원들을 예약(reserve)할 수 있다. 상기 설명은 이러한 편차들에 의해 영향을 받지 않는 트래픽 클래스들 및 무선 자원들에 적용할 수 있다.
일 양상에서, 데이터 플로우들은 우선순위화될 수 있고, 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 상이한 데이터 플로우들의 우선순위들에 따라 큐의 상이한 지점들에 배치될 수 있다. 일 설계예에서, 주어진 데이터 플로우는 앞서 설명된 바와 같이 트래픽 클래스에 맵핑될 수 있고 우선순위 레벨이 주어진 데이터 플로우에 할당될 수 있다. 일반적으로, 임의의 수의 우선순위 레벨들(N)이 각각의 트래픽 클래스에 지원될 수 있다. 우선순위 레벨 1은 최상위일 수 있고, 우선순위 레벨 N은 최하위일 수 있다. 상이한 트래픽 클래스들은 동일한 또는 상이한 수들의 우선순위 레벨들을 가질 수 있다. 각각의 트래픽 클래스의 모든 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 그 트래픽 클래스의 지연 요건을 가질 수 있다. 그러나, 보다 높은 우선순위 레벨들을 갖는 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 평균적으로 보다 짧은 지연들로 송신될 수 있다.
도 3은 2개의 우선순위 레벨 1 및 2를 갖는 하나의 트래픽 클래스 k(TCK)에 대한 우선순위 스케쥴링의 일 설계예를 도시한다. 본 설계예에서, 우선순위 레벨 1을 갖는 데이터 플로우는 우선순위 데이터 플로우로 지칭될 수 있고, 우선순위 레벨 2를 갖는 데이터 플로우는 비-우선순위(non-priority) 데이터 플로우로 지칭될 수 있다. 트래픽 클래스 k는 트래픽 클래스 k의 모든 데이터 플로우들에 대해 적용가능할 수 있는 Dk의 지연 요건을 가질 수 있다. 비-우선순위 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 비-우선순위 패킷들로 지칭될 수 있고 T2의 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있으며, 여기서 일반적으로 T2 ≤ Dk이다. 우선순위 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 우선순위 패킷들로 지칭될 수 있고 T1의 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있으며, 여기서 일반적으로 0 ≤ T1 < T2이다. 타겟 큐잉 시간은 또한 추정된 큐잉 시간, 예측된 송신 지연 등으로 지칭될 수도 있다. 타겟 큐잉 시간 T2는 네트워크 부하 및 다른 요소(factor)들에 의존할 수 있다. 타겟 큐잉 시간 T1은 시스템에 의해 지원되는 우선순위 레벨들의 총 수, 트래픽 클래스 k의 지연 요건 또는 현재 예측된 큐잉 지연, 이러한 우선순위 레벨에 대한 현재 예측된 지연 등과 같은 다양한 요소들에 기초하여 선택될 수 있다. 일 설계예에서, T1은 우선순위 패킷들에 대한 예측된 송신 지연이 트래픽 클래스 k의 지연 요건의 P 퍼센티지 이하가 되도록 선택될 수 있으며, 여기서 P는 임의의 적절한 값들일 수 있다.
트래픽 클래스 k에 대한 비-우선순위 패킷이 수신될 때, 패킷은 트래픽 클래스 k에 대한 큐의 끝에 배치될 수 있다. 트래픽 클래스 k에 대한 우선순위 패킷(도 3의 F로 나타냄)이 수신될 때, 패킷은 동일한 큐에 배치될 수 있다. 그러나, 큐의 끝에 패킷 F를 배치하는 대신에, 패킷 F는 이의 추정된 큐잉 시간이 T1이 되도록 큐 내의 지점에 배치될 수 있다. 패킷의 실제 큐잉 시간은 네트워크의 역학관계(dynamics) 및 무선 자원들의 공유에 관련된 다양한 요소들 때문에 확실하게 알려져 있지 않을 수 있다. 큐잉 시간은 가장 최근의 네트워크 부하 등과 같은 이용가능한 정보에 기초하여 추정될 수 있다. 패킷 F는 패킷 F의 추정된 큐잉 시간이 T1이 되도록 큐의 앞쪽에 배치될 수 있다.
일반적으로, 우선순위 패킷은 큐의 끝 이전에 큐의 임의의 지점에 배치될 수 있다. 우선순위 패킷은 큐의 시작(start)(도 3에 미도시됨) 또는 큐의 시작과 끝 사이의 지점(도 3에 도시된 바와 같은)에 배치될 수 있다.
도 4는 N 우선순위 레벨들 1 내지 N을 갖는 하나의 트래픽 클래스 k(TCk)에 대한 우선순위 스케쥴링의 일 설계예를 도시하고, 여기서 일반적으로 N ≥ 1이다. 본 설계예에서, 트래픽 클래스 k는 트래픽 클래스 k의 모든 데이터 플로우들에 대해 적용가능할 수 있는 Dk의 지연 요건을 가질 수 있다. 최상위 우선순위 레벨 1을 갖는 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 T1의 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있고, 최상위 제 2 우선순위 레벨 2를 갖는 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 T2의 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있으며, 최하위 우선순위 레벨 N을 갖는 데이터 플로우들에 대한 패킷들은 TN의 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있고, 여기서 일반적으로 0 ≤ T1 < T2 < … < TN ≤ Dk이다. 최하위 우선순위 레벨 N을 갖는 도착 패킷들은 큐의 끝에 배치될 수 있다. 보다 높은 우선순위 레벨들 1 내지 N-1을 갖는 도착 패킷들은 이러한 패킷들이 각각 T1 내지 TN -1의 타겟 큐잉 시간들을 달성할 수 있도록 이들의 우선순위 레벨들과 적합하게 큐의 상이한 지점들에 배치될 수 있다.
보다 높은 우선순위 레벨들에 대한 타겟 큐잉 시간들은 다양한 방식들로 선택될 수 있다. 우선순위 스케쥴링 설계 A로 지칭될 수 있는 일 설계예에서, 우선순위 레벨에 대한 타겟 큐잉 시간 Tn은 우선순위 레벨 n을 갖는 패킷들에 대한 예측된 송신 지연이 트래픽 클래스 k에 대한 지연 요건 Dk의 Pn 퍼센티지 이하가 되도록 선택될 수 있으며, 여기서 n ∈ {1, …, N}이다. N 우선순위 레벨들에 대한 퍼센티지들은 0 ≤ P1 < P2 < … < PN ≤ 1이도록 정의될 수 있다.
우선순위 스케쥴링 설계 B로 지칭될 수 있는 다른 설계예에서, 타겟 큐잉 시간 Tn은 우선순위 레벨 n을 갖는 패킷들에 대한 예측된 송신 지연이 트래픽 클래스 k에 대한 현재 예측된 큐잉 지연 Ek의 Pn 퍼센티지 이하가 되도록 선택될 수 있다. 본 설계예에서, 타겟 큐잉 시간 Tn은 모든 우선순위 레벨들에 대해 공통일 수 있거나 또는 각각의 우선순위 레벨에 대해 상이할 수 있는 특정 최소값에 의해 제한될 수 있다.
명확화를 위하여, 우선순위 스케쥴링 설계 A 및 B에 대한 특정 예가 이하에서 설명된다. 본 예에서, 트래픽 클래스 k는 Dk = 1,500 ms의 지연 요건 및 Ek = 1,000 ms의 현재 예측된 큐잉 지연을 갖는다. Ek < Dk이므로, 정체 조건은 트래픽 클래스 k에 대해 충돌(encounter)되지 않는다. 5개의 우선순위 레벨 1 내지 5가 트래픽 클래스 k에 대해 정의된다. 설계 A에서, 5개의 우선순위 레벨들에 대한 타겟 큐잉 시간 T1 내지 T5는 트래픽 클래스 k의 지연 요건 Dk의 0%, 15%, 30%, 50% 및 75%로 정의된다. 설계 B에서, 5개의 우선순위 레벨들에 대한 타겟 큐잉 시간 T1 내지 T5는 트래픽 클래스 k에 대한 현재 예측된 큐잉 지연 Ek의 0%, 15%, 30%, 50% 및 75%로 정의된다. 표 1은 두 설계 A 및 B에서 5개의 우선순위 레벨들에 대한 타겟 큐잉 시간 T1 내지 T5를 나타낸다.
Figure pat00001
설계 A에서, 각각의 우선순위 레벨 n에 대한 타겟 큐잉 시간 Tn은
Figure pat00002
가 되도록 보다 작은 Ek 또는 Dk에 의해 제한될 수 있다. 큐가 완전히 채워지지 않을 때, Ek는 Dk 미만이고 큐의 끝을 나타낸다. 따라서, 임의의 주어진 우선순위 레벨 n에 대해 Tn이 Ek보다 큰 경우, 우선순위 레벨 n의 패킷들은 Tn 대신에 Ek에 배치될 수 있다. 표 1에 나타낸 예에서, 우선순위 레벨 5는 Dk의 75%에 대해 1125 ms의 계산값을 갖는다. 1125 ms가 Ek에 대한 1000 ms보다 더 크기 때문에, T5는 1125 ms 대신에 1000 ms로 설정된다. 따라서, 우선순위 레벨 5를 갖는 패킷들은 1125 ms 대신에 큐의 끝에 배치될 수 있다.
네트워크가 정체되지 않고 Ek < Dk일 때, 설계 A 및 B는 예를 들어 표 1에 나타낸 것처럼, N개의 우선순위 레벨들에 대해 상이한 타겟 큐잉 시간들을 제공할 수 있다. 그러나, 네트워크가 정체 지점에 접근할 때, 설계 A 및 B는 N개의 우선순위 레벨들에 대해 동일한 타겟 큐잉 시간들을 제공할 수 있다.
도 4에 도시되지 않고 우선순위 스케쥴링 설계 C로 지칭될 수 있는 다른 설계예에서, 보다 높은 우선순위 레벨들을 갖는 패킷들은 큐의 동일한 지점에 배치되어, T1 = T2 = … TN -1이다. 그러나, 패킷들은 이들의 우선순위 레벨들에 따라 정렬되어, 우선순위 레벨 1을 갖는 패킷들은 우선순위 레벨 2를 갖는 패킷들 이전에 배치될 수 있고, 우선순위 레벨 2를 갖는 패킷들은 우선순위 레벨 3을 갖는 패킷들 이전에 배치되는 식이다. 단일 지점 Tn은 큐의 시작에 있을 수 있거나 또는 큐의 시작과 끝 사이의 어느 지점에 있을 수 있다.
또한, N개의 우선순위 레벨들에 대한 타겟 큐잉 시간들은 다른 방식들로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 일부 우선순위 레벨들은 동일한 타겟 큐잉 시간을 가질 수 있는 반면에, 다른 우선순위 레벨들은 상이한 타겟 큐잉 시간들을 가질 수 있다.
사용을 위해 하나의 우선순위 스케쥴링 설계가 선택될 수 있고, 동일한 우선순위 스케쥴링이 각각의 K개의 트래픽 클래스들에 대해 수행될 수 있다. 또한, 우선순위 스케쥴링 설계들의 조합이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 우선순위 스케쥴링 설계 A는 제로(zero) 이상의 트래픽 클래스들의 제 1 그룹에 대해 사용될 수 있고, 우선순위 스케쥴링 설계 B는 제로 이상의 트래픽 클래스들의 제 2 그룹에 대해 사용될 수 있으며, 우선순위 스케쥴링 설계 C는 제로 이상의 트래픽 클래스들의 제 3 그룹에 대해 사용될 수 있다.
앞서 설명된 우선순위 스케쥴링 설계들은 임의의 수의 우선순위 레벨들(N)에 대해 사용될 수 있다. N은 네트워크 및/또는 다른 요소들에 의해 지원되는 하나 이상의 표준들에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, National Communication Systems(NCS)는 5-레벨 우선순위 방식을 충족시키기 위해 미국 내의 모든 네트워크들에 대한 한 세트의 요건들을 개발하고 있다. 5개 이상의 우선순위 레벨들은 NCS 요건들을 지원하기 위해 정의될 수 있다. 다른 예로서, 3GPP2의 Multimedia Priority Service(MMPS)는 N개 이하의 우선순위 레벨들을 규정하고 있으며, 여기서 N은 네트워크 운영자에 의해 정의될 수 있다. MMPS 요건들을 지원하기 위해 구성가능한(configurable) 다수의 우선순위 레벨들이 사용될 수 있다.
서비스 호출(invocation) 또는 세션 개시 시점에 QoS 속성들이 데이터 플로우에 할당될 수 있다. QoS 속성들은 앞서 설명된 우선순위 레벨들에 의해 효율적으로 "조절(modulated)"될 수 있다. 예를 들어, 이메일 서비스는 10초의 지연 요건을 가질 수 있고, 이메일 패킷들은 타임아웃 에러들을 초래함이 없이 10초 이하 동안 큐에 저장될 수 있다. 그러나, 우선순위 레벨 1이 우선순위 사용자에게 할당될 수 있고, 이러한 사용자에 대한 이메일 패킷들은 2초 이하의 큐잉 지연들을 받도록 큐에 배치될 수 있다. 이메일 서비스는 이러한 우선순위 사용자를 변경하지 않으며, 예를 들어 큐잉 지연이 10초 이상이 아닌 한 타임아웃 에러들은 발생하지 않는다. 따라서, 정상 동작 시나리오 하에서, 우선순위 사용자에 대한 이메일 서비스는 네트워크가 정체되는지 여부와 무관하게 타임아웃되지 않는다. 타임아웃 에러 조건은 우선순위 사용자에 대해 변경되지 않으며, 예를 들어 기지국의 고장과 같은 일부 이례적인(extraordinary) 상황 하에서 발생할 수 있다. 임의의 경우에, 앞서 설명된 우선순위 스케쥴링은 연관된 트래픽 클래스들의 QoS 속성들을 여전히 유지하면서 우선순위 데이터 플로우들이 보다 짧은 큐잉 지연들 및 다른 우선적인 처리(preferential treatment)를 관측(observe)할 수 있도록 허용할 수 있다. 효율적으로, 네트워크 정체 조건들 하에서 이러한 데이터 플로우들의 QoS 속성들은 마치 트래픽 부하가 작은 것처럼 된다.
도 5는 우선순위 스케쥴링을 갖는 데이터를 송신하기 위한 프로세스(500)의 일 설계예를 도시한다. 프로세스(500)는 순방향 링크 상에서의 데이터 송신을 위해 셀에 의해, 역방향 링크 상에서의 데이터 송신을 위해 단말에 의해, 또는 일부 다른 네트워크 엔티티(entity)에 의해 수행될 수 있다. 제 1 우선순위 레벨의 제 1 패킷이 수신될 수 있고(블록 512), 큐의 끝에 배치될 수 있다(블록 514). 제 1 우선순위 레벨보다 더 높은 제 2 우선순위 레벨의 제 2 패킷이 수신될 수 있다(블록 516). 제 2 패킷은 큐의 끝보다 앞에(ahead of) 큐의 제 1 지점에 배치될 수 있다(블록 518). 블록 518의 일 설계예에서, 제 2 우선순위 레벨에 대한 타겟 큐잉 시간은 예를 들어, 제 2 패킷의 지연 요건의 미리 결정된 퍼센티지 또는 큐의 패킷들에 대한 예측된 큐잉 지연의 미리 결정된 퍼센티지에 기초하여 결정될 수 있다. 그 다음, 큐의 제 1 지점은 타겟 큐잉 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 제 1 및 제 2 패킷은 동일한 트래픽 클래스의 상이한 데이터 플로우들에 속할 수 있으며 트래픽 클래스와 연관된 QoS 속성들을 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 패킷은 또한 2개의 단말들에게로 예정(destine)될 수 있다.
제 2 우선순위 레벨보다 더 높은 제 3 우선순위 레벨의 제 3 패킷이 수신될 수 있다(블록 520). 제 3 패킷은 제 1 지점보다 앞에 큐의 제 2 지점에 배치될 수 있다(블록 522). 블록 522의 다른 설계예에서, 제 3 패킷은 큐의 제 1 지점에 배치될 수 있다. 그러나, 제 3 우선순위 레벨의 패킷들은 이러한 패킷들이 동시에 수신될 때 제 1 지점에서 제 2 우선순위 레벨의 패킷들보다 앞에 배치될 수 있다.
일 설계예에서, 다수의 우선순위 레벨들 중 하나의 패킷이 수신될 수 있다. 다수의 우선순위 레벨들은 큐의 상이한 지점들과 연관될 수 있다. 패킷에 대한 큐의 지점은 패킷의 우선순위 레벨에 기초하여 결정될 수 있다. 그 다음, 패킷은 큐의 결정된 지점에 배치될 수 있다. 임의의 경우에, 큐의 패킷들은 순차적인 순서로 송신될 수 있다(블록 524).
일 설계예에서, 다수의 큐들은 다수의 트래픽 클래스들에 대해 유지될 수 있으며, 각각의 트래픽 클래스에 대해 하나의 큐가 유지될 수 있다. 다수의 우선순위 레벨들은 각각의 트래픽 클래스에 대해 지원될 수 있으며 그 트래픽 클래스에 대한 큐의 상이한 지점들과 연관될 수 있다. 각각의 패킷은 패킷의 트래픽 클래스에 대한 큐에 그리고 패킷의 우선순위 레벨에 의해 결정된 큐의 지점에 배치될 수 있다.
다른 양상에서, 단말에 대한 패킷은 단말의 핸드오프로 인해 소스 셀로부터 타겟 셀로 전달될 수 있으며 패킷이 소스 셀의 큐에서 이미 대기했던 시간량에 대해 크레디트(credit)될 수 있다. 패킷은 타겟 셀에서 큐의 앞쪽(forward) 지점에 배치될 수 있다. 이러한 지점은 패킷이 이미 대기했던 시간량에 기초하여 결정될 수 있다. 타겟 셀에서 큐의 끝에 패킷을 배치하지 않음으로써, 패킷에 대한 과도한 큐잉 지연이 방지될 수 있다.
도 6은 핸드오프 없이 패킷을 단말로 라우팅 및 송신하는 것을 도시한다. 시간 t1에서, 네트워크는 단말로 예정된 패킷을 수신할 수 있고 단말에 대한 서빙 셀로 패킷을 라우팅할 수 있다. 서빙 셀은 단말의 가장 높은 신호-대-잡음비(SNR)를 갖는 셀일 수 있다. 서빙 셀은 패킷의 큐잉 지연을 추적(track)하기 위해 수신 시에 패킷을 타임 스템프(time stamp)할 수 있다. 서빙 셀은 패킷의 트래픽 클래스를 결정할 수 있고 적절한 큐에 패킷을 배치할 수 있으며, 예를 들어 패킷이 보다 더 높은 우선순위를 갖는 경우 예를 들어 앞쪽 지점에 또는 큐의 끝에 패킷을 배치할 수 있다. 패킷은 시간 축(도 4에서 수직으로 하향하는)을 따라 그리고 트래픽 클래스에 대한 Dk의 지연 요건을 향해 큐에서 진행할 수 있다. 시간 t2에서, 패킷은 큐의 헤드에 도달한다. 단말이 여전히 서빙 셀의 커버리지 내에 있는 경우, 서빙 셀은 최초에 스케쥴링된 시간에 패킷을 단말에게 송신할 수 있다.
도 7은 핸드오프를 통해 패킷을 단말로 라우팅 및 송신하는 것을 도시한다. 시간 t1에서, 네트워크는 단말로 예정된 패킷을 수신할 수 있고 단말에 대한 서빙 셀로 패킷을 라우팅할 수 있다. 서빙 셀은 수신 시에 패킷을 타임 스템프할 수 있고 적절한 큐의 적절한 지점에 패킷을 배치할 수 있다. 패킷은 시간 축을 따라 큐에서 진행할 수 있다. 단말은 모바일일 수 있으며 인접한 셀들의 SNR들을 추정할 수 있다. 단말은 다른 셀의 SNR이 서빙 셀의 SNR보다 더 양호하다고 결정할 수 있다. 시간 t2에서, 단말은 SNR 측정 리포트를 핸드오프를 위한 타겟 셀인 보다 양호한 셀 및/또는 서빙 셀에게 송신할 수 있다. 시간 t3에서, 네트워크-개시된 핸드오프에서, 서빙 셀은 타겟 셀로의 핸드오프를 개시하기 위해 핸드오프 명령(direction) 메시지를 단말에게 송신할 수 있다.
시간 t4에서, 서빙 셀은 패킷을 타겟 셀에게 전달할 수 있다. 타겟 셀은 패킷의 트래픽 클래스를 결정할 수 있고 적절한 큐에 패킷을 배치할 수 있다. 타겟 셀은 패킷이 서빙 셀의 큐에서 이미 대기했던 시간량 만큼 패킷이 시간 경과(time advanced)되도록 큐의 지점에 패킷을 배치할 수 있다. 따라서, 패킷은 시기적절한(timely) 방식으로 송신될 수 있도록 이전의 대기 시간에 대해 크레디트될 수 있다. 그 다음에, 패킷은 전형적인(normal) 방식으로 타겟 셀의 큐에서 진행할 수 있으며 패킷이 시간 t5에서 큐의 헤드에 도달할 때 타겟 셀에 의해 단말에게 송신될 수 있다.
도 7은 패킷이 송신되도록 대기하는 동안 단말이 한번 핸드오프되는 일 예를 도시한다. 도 7의 패킷 처리는 패킷의 송신 이전에 임의의 수의 핸드오프들을 커버하는 것으로 확장될 수 있다. 일반적으로, 타겟 셀은 패킷이 이전의 대기 시간의 일부 또는 전부에 대해 크레디트되도록 타겟 셀에서 적절한 큐의 앞쪽 지점에 패킷을 배치할 수 있다.
또한, 패킷을 처리하는 각각의 셀은 패킷의 우선순위를 고려하여 적절한 큐의 적절한 지점에 패킷을 배치할 수 있다. 네트워크로부터 패킷을 수신하는 셀은 앞서 설명된 임의의 우선순위 스케쥴링 설계들에 기초하여 결정된 지점에 패킷을 배치할 수 있다. 각각의 후속적인 셀은 (i) 타겟 큐잉 시간 마이너스(minus) 이전의 대기 시간과 동일할 수 있는, 패킷에 대한 남아있는 타겟 큐잉 시간을 결정할 수 있고, (ⅱ) 패킷이 남아있는 타겟 큐잉 시간을 대기할 수 있도록 큐에 패킷을 배치할 수 있다. 핸드오프로 인해 상이한 타겟 셀들에 의한 패킷의 처리는 패킷의 우선순위 처리에 악영향을 주지 않아야 한다. 각 타겟 셀의 큐에 패킷을 배치하는 것은 네트워크로부터 패킷을 최초에 수신했던 셀의 큐에 패킷을 배치하는 것과 유사(mimic)할 수 있다.
단말은 타겟 셀로 핸드오프될 수 있고 그 다음에 이전의 서빙 셀로 다시 핸드오프될 수 있다. 서빙 셀은 예를 들어 패킷의 지연 요건이 만료(expire)될 때까지 미리 결정된 시간량 동안 패킷을 저장할 수 있다. 이는 타겟 셀로부터 다시 이전의 서빙 셀로 패킷을 전달해야 하는 것을 방지할 수 있다.
큐잉 지연들은 일반적으로 네트워크 정체의 기간들 동안 증가하고, 패킷은 정체의 결과로서 큐에서 더 오래 대기할 수 있다. 송신을 위해 패킷이 더 오래 대기할수록, 채널 조건 변경의 가능성 및 핸드오프의 가능성은 둘다 증가할 수 있다. 일반적으로 우선순위 패킷들은 동일한 트래픽 클래스의 비-우선순위 패킷들보다 적은 시간 동안 큐들에서 대기할 수 있다. 따라서, 이동성(mobility)은 비-우선순위 패킷들보다 우선순위 패킷들에 적은 영향을 줄 수 있으며, 그 영향은 점진적으로 보다 더 높은 우선순위 레벨들에 대해 점진적으로 적을 수 있다.
도 8은 이전의 큐잉 시간을 고려하여 데이터를 송신하기 위한 프로세스(800)의 일 설계예를 도시한다. 단말에게 송신하기 위한 패킷은 제 1 셀로부터 수신될 수 있다(블록 812). 패킷은 (i) 제 1 셀에서 제 1 큐의 끝에 또는 (ⅱ) 패킷의 우선순위 레벨에 기초하여 결정된 제 1 큐의 지점에 배치될 수 있다. 패킷은 패킷의 지연 요건이 경과할 때까지 제 1 셀에 의해 유지될 수 있다.
패킷이 제 1 셀의 제 1 큐에서 이미 대기했던 시간량이 결정될 수 있다(블록 814). 패킷은 패킷이 제 1 큐에서 이미 대기했던 시간량을 고려하여 제 2 셀에서 제 2 큐의 지점에 배치될 수 있다(블록 816). 블록 816의 일 설계예에서, 패킷에 대한 남아있는 타겟 큐잉 시간은 패킷에 대한 타겟 큐잉 시간 및 패킷이 제 1 큐에서 이미 대기했던 시간량에 기초하여 결정될 수 있다. 그 다음에, 패킷은 패킷에 대한 남아있는 타겟 큐잉 시간에 기초하여 결정된 제 2 큐의 지점에 배치될 수 있다. 패킷은 제 2 큐의 헤드에 도달할 때 단말에게 송신될 수 있다(블록 818).
네트워크에서 승인(admit)하기 위한 단말들의 수를 제한하고, 트래픽 양을 제한하며, 네트워크 정체를 방지 또는 완화하기 위해, 승인 제어가 수행될 수 있다. 네트워크가 정체되지 않을 때, 네트워크로의 액세스를 원하는 각각의 단말이 승인될 수 있다. 트래픽 볼륨(volume)이 증가하고 네트워크가 정체 지점에 접근함에 따라, 트래픽 볼륨의 추가적인 증가들은 승인 정책(admission policy)에 의해 제어될 수 있다. 새로운 데이터 플로우들은 생략(curtailed)될 수 있으며, 네트워크 정체를 완화하기 위해 특정 지점에서 완전히 중단될 수 있다.
또 다른 양상에서, 승인 제어 및 자원 관리는 우선순위 데이터 플로우들 및 단말들에 대한 악영향들을 감소시키기 위한 방식으로 수행될 수 있다. 제 1 설계에서, 데이터 플로우들은 우선순위 또는 비-우선순위 데이터 플로우들로서 분류될 수 있다. 데이터 플로우는 데이터 플로우의 QoS 속성들, 데이터 플로우가 긴급 서비스들을 위한 것인지 여부, 데이터 플로우가 프리미엄 가입(premium subscription) 사용자를 위한 것인지 여부 등과 같은 다양한 요소들에 기초하여 우선순위 데이터 플로우로서 간주될 수 있다. 우선순위 데이터 플로우들이 아닌 데이터 플로우들은 비-우선순위 데이터 플로우들로서 간주될 수 있다. 우선순위 및 비-우선순위 데이터 플로우들은 이하에서 설명되는 바와 같이, 셀 부하에 기초하여 승인될 수 있다. 제 1 설계는 개별 데이터 플로우 기반으로(a per data flow basis) 데이터 플로우들의 승인을 허용할 수 있다.
제 2 설계에서, 단말들은 우선순위 또는 비-우선순위 단말들로서 분류될 수 있으며 셀 부하에 기초하여 승인될 수 있다. 단말은 활성(active) 또는 유휴(dormant) 세션을 가질 수 있고 활성 세션 동안 하나 이상의 트래픽 클래스들에 하나 이상의 데이터 플로우들을 가질 수 있다. 제 2 설계는 단말의 모든 데이터 플로우들이 승인 또는 승인되지 않을 수 있는 제 1 설계의 특별한 경우로서 고려될 수 있다.
일 설계예에서, 승인 제어는 그 셀의 부하에 기초하여 각각의 셀에 대해 수행될 수 있다. 일 설계예에서, 우선순위 데이터 플로우들이 승인될 수 있고, 비-우선순위 데이터 플로우들은 셀 부하가 최대(full)가 됨에 따라 생략(curtail) 또는 차단될 수 있다. 일 설계예에서, 우선순위 단말들의 이동성을 지원하기 위해, 각각의 셀은 무선 자원들을 비축(set aside)할 수 있거나 또는 이웃 셀들의 우선순위 단말들이 그 셀로 핸드오프되는 경우 무선 자원들의 할당을 제어할 수 있다. 각각의 셀은 이웃 셀들에 활성 세션들(예를 들어 진행중인 VoIP 세션들과 같이, 최근 활동 또는 진행중인 활동을 가짐)을 갖는 우선순위 단말들이 있는 경우 그 셀에서의 비-우선순위 단말들의 승인을 중지 또는 생략할 수 있다.
승인 제어를 수행하는 네트워크 엔티티는 다음과 같은 다양한 타입들의 정보에 대한 액세스를 가질 수 있다:
● 단말들의 세션들 또는 데이터 플로우들의 QoS 속성들,
● 이웃 셀들의 것들을 포함하는, 세션들 또는 데이터 플로우들의 우선순위 상태,
● 각각의 관심 셀의 현재 큐잉 지연 통계치들(statistics), 및
● 다른 관련 정보.
상기 정보 및/또는 다른 정보에 기초하여 다양한 승인 규정들이 정의될 수 있다. 상이한 승인 규정들은 셀 부하의 상이한 레벨들에 대해 정의될 수 있다. 일반적으로, 임의의 수의 셀 부하 레벨들이 지원될 수 있으며, 셀 부하 레벨들은 예를 들어 네트워크 운영자에 의해, 다양한 방식들로 정의될 수 있다.
일 설계예에서, 3개의 승인 규정들은 다음과 같은 3개의 셀 부하 레벨들에 적용될 수 있다:
● 작은(light) 셀 부하 ― 승인 제한들이 적용되지 않음,
● 적당한(moderate) 셀 부하 ― 이웃 셀들의 활성 세션들을 갖는 우선순위 단말들의 수에 반비례하는 스케일(scale)의 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인, 및
● 큰(heavy) 셀 부하 ― 우선순위 데이터 플로우들만을 승인.
일 설계예에서, 승인 제어는 각각의 트래픽 클래스에 대해 개별적으로 수행될 수 있다. 이러한 설계예에서, 부하 레벨은 각 셀의 각 트래픽 클래스에 대해 결정될 수 있다. 일 설계예에서, 각 트래픽 클래스의 부하 레벨은 그 트래픽 클래스에 대한 평균 큐잉 지연에 기초하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 작은 셀 부하(또는 정체가 없음)는 트래픽 클래스의 지연 요건의 제 1 퍼센티지(예, 50%) 미만인 평균 큐잉 지연으로 정의될 수 있다. 적당한 셀 부하는 지연 요건의 제 1 퍼센티지 및 제 2 퍼센티지(예, 90%) 사이인 평균 큐잉 지연으로 정의될 수 있다. 큰 셀 부하(또는 정체)는 지연 요건의 제 2 퍼센티지보다 더 많은 평균 큐잉 지연으로 정의될 수 있다. 셀 부하 레벨들은 또한 다른 기준에 기초하여 정의될 수 있다.
적당한 셀 부하에서, 승인할 비-우선순위 데이터 플로우들의 수는 평균 큐잉 지연의 함수일 수 있다. 일 설계예에서, 평균 큐잉 지연은 다음과 같이 예약 용량(reserved capacity)으로 변환될 수 있다:
Figure pat00003
식 (1)
여기서, Qk는 트래픽 클래스 k의 지연 요건에 대한 평균 큐잉 지연이고,
Fk는 트래픽 클래스 k에 대한 스케일링 팩터(scaling factor)이며,
Zk는 트래픽 클래스 k에 대한 제 2 퍼센티지이고,
Ck는 트래픽 클래스 k에 대한 예약 용량이다.
예약 용량은 데이터 플로우들의 수, 또는 단말들 또는 세션들의 수로 주어질 수 있다. 스케일링 팩터 Fk의 값 및 제 2 퍼센티지 Zk의 값은 실험적인(empirical) 테스팅, 컴퓨터 시뮬레이션 등에 기초하여 선택될 수 있다. 평균 큐잉 지연은 필터링될 수 있고, 예를 들어 시간 기간 동안 평균화될 수 있다. 일 예로서, 평균 큐잉 지연은 지연 요건의 60%일 수 있고, 스케일링 팩터는 0.5와 같을 수 있으며, 제 2 퍼센티지는 90%와 같을 수 있다. 이 때, 예약 용량은
Figure pat00004
으로 계산될 수 있다. 비-우선순위 데이터 플로우는 이하의 조건들이 충족되는 경우 승인될 수 있다:
Figure pat00005
및
Figure pat00006
식 (2)
여기서, SPk는 이웃 셀들의 트래픽 클래스 k에 대한 우선순위 단말들의 수이다.
Qk = 60% 및 Fk = 0.5인 상기 예에서, 비-우선순위 데이터 플로우는 이웃 셀들의 활성 우선순위 단말들의 총 수가 15보다 적은 경우 승인될 수 있다.
식 (2)의 설계는 우선순위 단말들의 이동성을 지원하기 위한 방식으로 승인 제어를 수행한다. 주어진 셀 x는 이웃 셀들의 활성 우선순위 단말들의 존재에 관한 정보를 가질 수 있고, 승인 제어를 위해 이러한 정보를 사용할 수 있다. 식 (2)의 조건 (Ck > SPk)은 이웃 셀들의 우선순위 단말들을 셀 x로 잠재적인 핸드오프를 처리하기 위해 셀 x의 충분한 예약 용량이 있음을 보장한다. 셀 x에 대한 승인 제어는 이웃 셀들의 활성 데이터 플로우들을 갖는 많은 우선순위 단말들이 있는 경우 강화(tighten)될 수 있으며 그렇치 않은 경우 완화(loosen)될 수 있다.
이웃 셀들의 우선순위 단말들의 SNR들은 또한 셀 x의 승인 제어를 위해 고려될 수도 있다. 예를 들어, 넓은 이웃 셀에 많은 우선순위 단말들이 있을 수 있지만, 이러한 우선순위 단말들은 셀 x의 커버리지 구역으로부터 떨어져 있을 수 있다. 셀 x에 대한 각각의 우선순위 단말의 근접성(proximity)은 그 단말에서 측정되는 바와 같은 셀 x의 SNR에 반영될 수 있다. 일 설계예에서, 떨어져 있는(far-away) 우선순위 단말들의 존재는 예를 들어
Figure pat00007
를 이용함으로써 디스카운트(discount)될 수 있으며, 여기서 Dk는 1 미만의 디스카운트 팩터(discount factor)이다. 다른 설계예에서, 이웃 셀의 우선순위 단말은 단말에서 측정되는 바와 같은 셀 x의 SNR이 SNR 임계값을 초과하는 경우에만 SPk를 계산하는데 고려될 수 있다. 또 다른 설계예에서, 셀(들)에 이용가능한 SNR 측정값들의 "새로움(freshness)"은 승인 제어를 위해 고려될 수 있다. 단말은 주어진 셀의 SNR이 임계값을 초과할 때까지 그리고 임계값을 초과하지 않는 한 SNR 리포트들을 송신하지 않을 수 있다. 이 때, 단말은 단말에 의해 측정될 수 있는 다른 이웃 셀들 뿐만 아니라 SNR 리포팅을 트리거한 셀의 SNR들을 리포트할 수 있다.
다른 설계예에서, 승인 제어는 하나 이상의 트래픽 클래스들의 각 그룹에 대해 개별적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 그룹은 VoIP와 같은 실시간 서비스들을 포함할 수 있고, 다른 그룹은 남아있는 트래픽 클래스들을 포함할 수 있다. 이러한 설계예에서, 부하 레벨은 앞서 설명된 것처럼, 각 셀의 트래픽 클래스들의 각 그룹에 대해 결정될 수 있으며, 여기서 k는 특정 트래픽 클래스 대신에 한 그룹의 트래픽 클래스들에 대한 인덱스(index)이다. 일 설계예에서, 주어진 그룹에 대한 부하 레벨은 이러한 트래픽 클래스들의 지연 요건의 퍼센티지로서 그 그룹의 모든 트래픽 클래스들에 대한 평균 큐잉 지연으로 주어질 수 있다. 주어진 그룹에 대한 평균 큐잉 지연은 그 그룹의 트래픽 클래스들의 평균 큐잉 지연들의 가중 평균값으로서 표현될 수 있다. 각각의 트래픽 클래스에 대한 가중값은 그 트래픽 클래스의 활성 데이터 플로우들의 수, 트래픽 클래스에 대한 큐의 패킷들의 수 등에 의해 결정될 수 있다.
앞서 설명된 모든 설계예들에서, 모든 트래픽 클래스들은 정체 지점에 대략적으로 동시에 접근해야 한다. 임의의 주어진 시간에서, 모든 트래픽 클래스들의 패킷들에 대한 평균 큐잉 지연은 각 트래픽 클래스에 대한 지연 요건의 대략적으로 동일한 퍼센티지이어야 한다.
식 (1)은 평균 큐잉 지연을 예약 용량에 맵핑하는 일 예를 도시한다. 식 (2)는 평균 큐잉 지연 및 예약 용량에 기초하여 비-우선순위 데이터 플로우를 승인하는 일 예를 도시한다. 또한, 예약 용량 계산 및/또는 비-우선순위 데이터 플로우들의 승인은 이용가능한 주파수 스펙트럼, 총 처리량, 새로운 데이터 플로우에 대한 요구되는 데이터 레이트 등과 같은 다른 요소들을 고려할 수도 있다. 예를 들어, 영상 전화(video telephony) 세션은 상이한 데이터 플로우 요건들을 가질 수 있고 승인을 위해 VoIP 세션과 상이하게 처리될 수 있다.
큰 셀 부하에서, 승인 제어는 상이한 우선순위 레벨들을 구별할 수 있다. 예를 들어, 최고 우선순위 데이터 플로우들은 평균 큐잉 지연이 지연 요건의 100%일 때에도 승인될 수 있고, 제 2 최고 우선순위 데이터 플로우들은 평균 큐잉 지연이 지연 요건의 95%인 경우에만 승인될 수 있는 등이다.
일 설계예에서, 데이터 플로우는 데이터 플로우의 지연 요건이 충족될 수 있고 그렇치 않은 경우 종료될 수 있는 경우에만 유지될 수 있다. 데이터 플로우가 자신의 지연 요건이 충족될 수 없는 경우 중단(drop)되어야 하는지 여부를 나타낼 수 있는 QoS 속성들이 데이터 플로우에 할당될 수 있다. 상이한 플로우 처리들은 상이한 우선순위 레벨들에 대해 적용가능할 수 있다. 예를 들어, 최상위 우선순위 단말들은 모든 이들의 데이터 플로우들이 항상 유지되게 할 수 있고, 제 2 최상위 우선순위 단말들은 이들의 높은 우선순위 데이터 플로우들만이 유지되게 할 수 있는 등이다.
본 명세서에서 설명되는 기술들은 정체된 트래픽 조건들의 기간들 동안에도 우선순위 데이터 플로우들 또는 단말들의 승인을 지원할 수 있다. 기술들은 또한 우선순위 단말들에 제공되는 서비스들이 네트워크 부하로 인해 그리고 사용자 이동(mobility)의 결과로서 최소한으로 영향을 받고 중단되도록 보장할 수 있다. 기술들은 (i) VoIP 및 영상 회의와 같은 실시간 서비스들 및 (ⅱ) 비상 탈출 경로 정보의 다운로딩, 날씨에 관한 최신 정보를 위해 웹사이트들에 액세스, 차량 소통 흐름 등과 같은 비-실시간 멀티미디어 서비스들에 대한 긴급 서비스들을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 기술들은 또한 상이한 레벨들의 서비스들을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리미엄 가입 사용자는 우선순위 단말로서 처리될 수 있는 반면에, 일반 가입 사용자는 비-우선순위 단말로서 처리될 수 있다.
도 9는 통신 네트워크에서 승인을 제어하기 위한 프로세스(900)의 일 설계예를 도시한다. 프로세스(900)는 셀 또는 네트워크 엔티티에 의해 수행될 수 있다. 셀 부하는 예를 들어 송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연과 같은 적어도 하나의 기준에 기초하여 결정될 수 있다(블록 912). 일 설계예에서, 셀 부하는 (i) 평균 큐잉 지연이 제 1 임계값 미만인 경우 작은 것으로 선언될 수 있고, (ⅱ) 평균 큐잉 지연이 제 2 임계값 보다 큰 경우 큰 것으로 선언될 수 있으며, (ⅲ) 평균 큐잉 지연이 제 1 및 제 2 임계값 사이인 경우 적당한 것으로 선언될 수 있다. 제 1 및 제 2 임계값은 송신하기 위한 패킷들의 지연 요건의 제 1 및 제 2 퍼센티지에 기초하여 결정될 수 있고, 제 2 퍼센티지는 제 1 퍼센티지보다 더 높다. 또한, 셀 부하는 다른 방식들로 및/또는 다른 기준에 기초하여 결정될 수 있다.
단말들에 대한 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들은 셀 부하가 작은 경우에 승인될 수 있다(블록 914). 데이터 플로우가 우선순위 데이터 플로우 또는 비-우선순위 데이터 플로우인지 여부는 가입 클래스, 데이터 플로우의 QoS 속성들, 및/또는 다른 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 셀 부하가 큰 경우, 우선순위 데이터 플로우들만이 승인될 수 있다(블록 916). 셀 부하가 적당한 경우, 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들 및 우선순위 데이터 플로우들이 승인될 수 있다(블록 918). 블록 918의 일 설계예에서, 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들은 예를 들어 식 (2)에 나타낸 바와 같은 이웃 셀들에서의 우선순위 데이터 플로우들을 갖는 단말들의 수 및 송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연에 기초하여 승인될 수 있다. 셀의 몇몇 무선 자원들은 이웃 셀들에서의 우선순위 데이터 플로우들을 갖는 단말들이 셀로 핸드오프되는 경우에 예약될 수 있다.
앞서 설명된 블록들(912 내지 918)은 함께 수집된 한 그룹의 트래픽 클래스들 또는 하나의 트래픽 클래스를 위한 것일 수 있다. 일 설계예에서, 셀 부하는 예를 들어 그 트래픽 클래스의 패킷들에 대한 평균 큐잉 지연과 같은 적어도 하나의 기준에 기초하여 각각의 트래픽 클래스에 대해 결정될 수 있다. 각각의 트래픽 클래스에 대한 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들은 앞서 설명된 것처럼, 그 트래픽 클래스에 대한 셀 부하에 기초하여 승인될 수 있다. 다른 설계예에서, 셀 부하는 각 그룹의 트래픽 클래스들에 대해 결정될 수 있다. 각 그룹의 트래픽 클래스들에 대한 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들은 그 그룹에 대한 셀 부하에 기초하여 승인될 수 있다.
도 10은 단말(110), 기지국(120), 및 네트워크 엔티티(130)의 일 설계예의 블록도를 도시한다. 단말(110)에서, 모뎀 프로세서(1024)는 단말에 의해 송신될 데이터를 수신하고, 데이터를 처리하며(예, 인코딩, 변조, 확산 및 스크램블링), 출력 샘플들을 생성할 수 있다. 송신기(TMTR)(1032)는 출력 샘플들을 조절할 수 있고(예를 들어, 아날로그로 변환, 필터링, 증폭, 및 주파수 업컨버팅), 안테나(1034)를 통해 송신될 수 있는 역방향 링크 신호를 생성할 수 있다. 순방향 링크 상에서, 안테나(1034)는 기지국(120) 및/또는 다른 기지국들로부터 순방향 링크 신호들을 수신할 수 있다. 수신기(RCVR)(1036)는 안테나(1034)로부터의 수신된 신호를 조절할 수 있고(예, 필터링, 증폭, 주파수 다운컨버팅, 및 디지털화) 샘플들을 제공할 수 있다. 모뎀 프로세서(1024)는 샘플들을 처리할 수 있고(예, 복조 및 디코딩) 디코딩된 데이터를 제공할 수 있다. 모뎀 프로세서(1024)는 네트워크에 의해 사용되는 무선 기술(예, CDMA 1X, HRPD, WCDMA, GSM 등)에 따라 처리를 수행할 수 있다.
제어기/프로세서(1020)는 단말(110)에서의 동작을 명령할 수 있다. 제어기/프로세서(1020)는 도 5의 프로세스(500) 및/또는 본 명세서에서 설명된 기술들에 대한 다른 프로세스들을 수행 또는 명령할 수 있다. 메모리(1022)는 단말(110)에 대한 프로그램 코드들 및 데이터를 저장할 수 있고, 하나 이상의 트래픽 클래스들에 대해 하나 이상의 큐들을 구현할 수 있다. 디지털 신호 처리기(1026)는 단말(110)에 대한 다양한 타입들의 처리를 수행할 수 있다. 프로세서들(1020, 1024, 1026) 및 메모리(1022)는 주문형 집적회로(ASIC)(1010)에서 구현될 수 있다. 또한, 메모리(1022)는 ASIC 외부에서 구현될 수 있다.
기지국(120)에서, 송신기/수신기(TMTR/RCVR)(1046)는 단말(110) 및/또는 다른 단말들과의 무선 통신을 지원할 수 있다. 제어기/프로세서(1040)는 단말들과의 통신을 위한 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 제어기/프로세서(1040)는 또한 도 5의 프로세스(500), 도 8의 프로세스(800), 도 9의 프로세스(900), 및/또는 본 명세서에서 설명된 기술들에 대한 다른 프로세스들을 수행 또는 명령할 수 있다. 메모리(1042)는 기지국(120)에 대한 프로그램 코드들 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1042)는 하나 이상의 트래픽 클래스들에 대해 하나 이상의 큐들을 구현할 수 있다. 통신(Comm) 유닛(1044)은 예를 들어 네트워크 엔티티(130)와 같은 다른 네트워크 엔티티들과의 통신을 지원할 수 있다. 일반적으로, 기지국(120)은 임의의 수의 제어기들, 프로세서들, 메모리들, 송신기들, 수신기들, 통신 유닛들 등을 포함할 수 있다.
네트워크 엔티티(130)는 도 1의 네트워크 제어기(122) 또는 IP 게이트웨이(124)일 수 있거나 몇몇 다른 네트워크 엔티티일 수 있다. 네트워크 엔티티(130) 내에서, 제어기/프로세서(1050)는 단말들에 대한 다양한 서비스들을 지원하기 위한 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 제어기/프로세서(1050)는 도 5의 프로세스(500), 도 9의 프로세스(900), 및/또는 본 명세서에서 설명된 기술들에 대한 다른 프로세스들을 수행 또는 명령할 수 있다. 메모리(1052)는 네트워크 엔티티(130)에 대한 프로그램 코드들 및 데이터를 저장할 수 있다. 통신 유닛(1054)은 예를 들어 기지국(120)과 같은 다른 네트워크 엔티티들과의 통신을 지원할 수 있다. 일반적으로, 네트워크 엔티티(130)는 임의의 수의 제어기들, 프로세서들, 메모리들, 통신 유닛들 등을 포함할 수 있다.
통상의 당업자들은 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있음을 이해한다. 예를 들어, 상기 설명에 걸쳐서 참조될 수 있는 데이터, 명령어들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.
통상의 당업자는 본 명세서의 개시물과 연계하여 설명되는 다양한 예시적인 로직 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 하드웨어, 또는 이 둘의 조합들로서 구현될 수 있음을 추가적으로 인식한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확히 나타내기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 이들의 기능 면에서 상술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 의존한다. 통상의 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있지만, 그러한 구현 결정들은 본 개시물의 범주를 벗어나게 하는 것으로서 해석되어서는 안된다.
본 명세서의 개시물과 연계하여 설명되는 다양한 예시적인 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합물로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, 또는 상태기(state machine)일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수 있다.
본 명세서의 개시물과 연계하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어 내에 직접 내장될 수 있거나, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈 내에 내장될 수 있거나, 또는 이 둘의 조합으로 내장될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 종래기술에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 연결되어 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 집적될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 단말 내에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말 내에서 개별 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 설계들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체에서 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장 또는 송신될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 하나의 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 원활하게 하는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 둘다를 포함한다. 저장 매체는 범용 또는 특수용 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예로서 제한됨이 없이, 그러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 스토리지, 자성 디스크 스토리지 또는 다른 자성 스토리지 디바이스들, 또는 범용 또는 특수용 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 그리고 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 목표된 프로그램 코드 수단을 보유 또는 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 임의의 접속(connection) 또한 컴퓨터-판독가능 매체로 지칭된다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격지 소스로부터 송신되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하고, 여기서 디스크들(disks)은 일반적으로 데이터를 자성으로 재생하는 반면에, 디스크들(discs)은 레이저들을 통해 데이터를 광학적으로 재생한다. 또한, 상기한 것들의 조합들은 컴퓨터-판독가능 매체의 범주 내에 포함되어야 한다.
개시물의 이전의 설명은 통상의 당업자가 개시물을 제조 또는 사용할 수 있도록 하기 위해 제공된다. 개시물에 대한 다양한 변형들은 통상의 당업자에게 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 개시물의 범주를 벗어남이 없이 다른 변형들에 적용될 수 있다. 따라서, 개시물은 본 명세서에서 설명된 예들 및 설계예들로 제한하려고 의도된 것이 아니라 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범주를 포함하는 것으로 허용되어야 한다.

Claims (14)

  1. 통신 네트워크에서 승인(admission)을 제어하는 방법으로서,
    적어도 하나의 기준(criterion)에 기초하여 셀 부하(cell loading)를 결정하는 단계;
    상기 셀 부하가 작은(light) 경우 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인하는 단계;
    상기 셀 부하가 큰(heavy) 경우 우선순위 데이터 플로우들만을 승인하는 단계; 및
    상기 셀 부하가 적당한(moderate) 경우 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들 및 우선순위 데이터 플로우들을 승인하는 단계
    를 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 부하를 결정하는 단계는,
    송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연을 결정하는 단계; 및
    상기 평균 큐잉 지연에 기초하여 상기 셀 부하를 결정하는 단계
    를 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀 부하를 결정하는 단계는,
    상기 평균 큐잉 지연이 제 1 임계값 미만인 경우 상기 셀 부하가 작은 것으로 선언하는(declaring) 단계;
    상기 평균 큐잉 지연이 제 2 임계값보다 더 큰 경우 상기 셀 부하가 큰 것으로 선언하는 단계; 및
    상기 평균 큐잉 지연이 상기 제 1 및 제 2 임계값 사이인 경우 상기 셀 부하가 적당한 것으로 선언하는 단계
    를 더 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 임계값들은 송신하기 위한 상기 패킷들의 지연 요건(delay requirment)의 제 1 및 제 2 퍼센티지(percentage)들에 기초하여 결정되며, 상기 제 2 퍼센티지는 상기 제 1 퍼센티지보다 높은,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 부하가 적당한 경우 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들 및 우선순위 데이터 플로우들을 승인하는 단계는,
    송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연 및 이웃 셀들에 있는 우선순위 단말들의 수에 기초하여 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인하는 단계를 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    이웃 셀들에서 우선순위 데이터 플로우들을 갖는 단말들을 셀로 핸드오프 가능하게 하기 위해 상기 셀의 무선 자원들을 예약(reserve)하는 단계를 더 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    데이터 플로우의 서비스 품질(QoS) 속성들 또는 데이터 플로우에 대한 가입 클래스에 기초하여, 상기 데이터 플로우가 우선순위 데이터 플로우인지 아니면 비-우선순위 데이터 플로우인지를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기준에 기초하여 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 셀 부하를 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 셀 부하에 기초하여 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에서 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인하는 단계를 더 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 셀 부하를 결정하는 단계는,
    적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에서 패킷들의 평균 큐잉 지연을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 평균 큐잉 지연에 기초하여 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 셀 부하를 결정하는 단계를 포함하는,
    통신 네트워크에서 승인을 제어하는 방법.
  10. 통신을 위한 장치로서,
    적어도 하나의 기준에 기초하여 셀 부하를 결정하고, 상기 셀 부하가 작은 경우 모든 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인하며, 상기 셀 부하가 큰 경우 우선순위 데이터 플로우들만을 승인하고, 상기 셀 부하가 적당한 경우 비-우선순위 데이터 플로우들 중 선택된 비-우선순위 데이터 플로우들 및 우선순위 데이터 플로우들을 승인하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하는,
    통신을 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    송신하기 위한 패킷들의 평균 큐잉 지연을 결정하고 상기 평균 큐잉 지연에 기초하여 상기 셀 부하를 결정하도록 구성되는,
    통신을 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 평균 큐잉 지연이 제 1 임계값 미만인 경우 상기 셀 부하가 작은 것으로 선언하고, 상기 평균 큐잉 지연이 제 2 임계값보다 큰 경우 상기 셀 부하가 큰 것으로 선언하며, 상기 평균 큐잉 지연이 상기 제 1 및 제 2 임계값 사이인 경우 상기 셀 부하가 적당한 것으로 선언하도록 구성되는,
    통신을 위한 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 기준에 기초하여 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 셀 부하를 결정하고, 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 셀 부하에 기초하여 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에서 우선순위 데이터 플로우들 및 비-우선순위 데이터 플로우들을 승인하도록 구성되는,
    통신을 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹의 패킷들의 평균 큐잉 지연을 결정하고, 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 평균 큐잉 지연에 기초하여 상기 적어도 하나의 트래픽 클래스의 각 그룹에 대한 상기 셀 부하를 결정하도록 구성되는,
    통신을 위한 장치.
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