KR20140105692A - 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR20140105692A KR1020130019531A KR20130019531A KR20140105692A KR 20140105692 A KR20140105692 A KR 20140105692A KR 1020130019531 A KR1020130019531 A KR 1020130019531A KR 20130019531 A KR20130019531 A KR 20130019531A KR 20140105692 A KR20140105692 A KR 20140105692A
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Abstract

본 발명은 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제1측면에 따른 라디오 리소스 관리 장치는, 상기 장치의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어하도록 구성되는 어드미션 제어부, 상기 장치의 로드를 판단하며 상기 로드가 증가한 경우 QoS(Quality of Service; 서비스 품질)를 유지하도록 구성되는 QoS관리부, 및 상기 제어된 호출 어드미션 및 상기 Qos에 기초하여 상기 장치의 리소스를 동적으로 할당하도록 구성되는 리소스 할당부를 포함할 수 있다.

Description

라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR RADIO RESOURCE MANAGEMENT}
본 발명은 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 QoS 클래스가 높은 서비스들에 대해서는 최소 품질을 보장할 수 있는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 라디오 리소스 관리 장치는 사용자의 서비스 요청을 수신하고 상기 요청에 대한 품질을 만족시키기 어렵다고 판단하는 경우, 요청을 거부하는 것이 일반적이었다.
관련하여 선행기술 문헌 한국공개특허10-2004-0096388호는 이동통신시스템에서의 라디오 리소스 관리 방법에 대한 것으로서, 네트워크가 제공하는 서비스에 접근하기 위한 연결 요청을 다수의 단말로부터 수신하고, 연결 거절 대상 단말들을 그룹핑하며, 그룹핑된 그룹에 연결거절메시지를 전송하여 연결 거절을 알리는 기술에 대하여 개시하고 있다.
즉, 선행기술 문헌 한국공개특허10-2004-0096388호에서 개시된 바와 같이, 종래의 라디오 리소스 관리 장치는 서비스 품질을 보장하기 어렵다고 판단하는 경우에는 서비스를 거절하고 있는데, 이는 서비스받지 못하는 사용자들의 불편을 초래하는 문제점을 야기한다.
따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 새로운 서비스 요구를 거부하는 것 이외에 추가하여, 무선 리소스 상황을 고려하여 사용자의 연속적인 무선 링크 연결　요구를 지연시킬 수 있는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 QoS 클래스가 낮은 서비스들에 대해 최소 품질 보장 조건을 동적으로 낮추어줌으로써, QoS 클래스가 높은 서비스들에 대한 최소 품질을 보장할 수 있는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 트래픽 클래스의 QoS를 최대한 만족시키면서 섹터 처리량을 극대화시키고, 사용자로의 리소스 할당이 원활하게 동작하도록 하는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1측면에 따른 라디오 리소스 관리 장치는, 상기 장치의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어하도록 구성되는 어드미션 제어부, 상기 장치의 로드를 판단하며 상기 로드가 증가한 경우 QoS(Quality of Service; 서비스 품질)를 유지하도록 구성되는 QoS관리부, 및 상기 제어된 호출 어드미션 및 상기 Qos에 기초하여 상기 장치의 리소스를 동적으로 할당하도록 구성되는 리소스 할당부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2측면에 따른 라디오 리소스 관리 방법은, 어드미션 제어부가 상기 장치의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어하는 단계, QoS관리부가 상기 장치의 로드에 기초하여 QoS(Quality of Service; 서비스 품질)를 유지하도록 하는 단계, 리소스 할당부가 상기 제어된 호출 어드미션 및 상기 QoS에 기초하여 상기 장치의 리소스를 할당하는 단계;를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 새로운 서비스 요구를 거부하는 것 이외에 추가하여, 무선 리소스 상황을 고려하여 사용자의 연속적인 무선 링크 연결　요구를 지연시킬 수 있는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 QoS 클래스가 낮은 서비스들에 대해 최소 품질 보장 조건을 동적으로 낮추어줌으로써, QoS 클래스가 높은 서비스들에 대한 최소 품질을 보장할 수 있는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 트래픽 클래스의 QoS를 최대한 만족시키면서 섹터 처리량을 극대화시키고, 사용자로의 리소스 할당이 원활하게 동작하도록 하는 라디오 리소스 관리 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치의 리소스 할당부를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치에서 리소스 할당 과정을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치(100)의 구성도이다.
관련하여 라디오 리소스 관리 장치(100)는 무선통신을 위한 라디오 리소스를 관리하기 위한 장치일 수 있으며, 라디오 리소스 관리 장치(100)는 하나 이상의 UE(User Equipment)와 직접적으로 또는 간접적으로 통신할 수 있다. 라디오 리소스 관리 장치(100)는 LTE(Long Term Evolution) 무선 기지국으로 구현될 수 있다.
이러한 라디오 리소스 관리 장치(100)는, 도 1에서 도시된 바와 같이 어드미션 제어부(10), QoS관리부(20) 및 리소스 할당부(30)를 포함할 수 있다.
또한 라디오 리소스 관리 장치(100)는, 오버로드 제어부(미도시) 및 HARQ(hybrid automatic repeat request) 관리부(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다.
한편 어드미션 제어부(10)는, QoS(Quality of Service; 서비스 품질) 관리 시에 발생될 수 있는 예상치 못한 로드(load)로 인해, 보장 서비스 클래스(guaranteed service class)의 서비스가 수행되지 못함을 방지하기 위한 모듈로서, 후술될 QoS관리부(20) 및 리소스 할당부(30)와 함께 동작하여 3GPP 에서 제안하는 보장된 비트레이트(guaranteed bit rate; GBR)와 UE(User Equipment; 사용자 또는 단말) 별 총 최대 비트레이트(aggregate maximum bit rate; AMBR) 조건이 효과적으로 만족되도록 동작할 수 있다.
즉, 어드미션 제어부(10)는, 라디오 리소스 관리 장치(100)로 요청되는 호출의 어드미션을 제어할 수 있다.
어드미션 제어부(10)는 라디오 리소스 관리 장치(100)의 랙서티 리소스에 기초하여 호출(call) 어드미션(admission)을 제어하도록 한다.
즉 어드미션 제어부(10)는, 라디오 리소스 관리 장치(100)로의 응급 호출(emergency call) 및 인커밍 핸드오버(incoming handover) 중 적어도 하나에 의한 리소스 요청에 기초하여 호출 어드미션을 제어하도록 한다. 또한 어드미션 제어부(10)는 라디오 리소스 관리 장치(100)의 로드에 따라 지연된 네트워크 엔트리 및 이웃 셀로의 가이드된 네트워크 엔트리 중 적어도 어느 하나에 기초하여 호출 어드미션을 제어할 수 있다.
이를 위해 어드미션 제어부(10)는, 다음의 [표1]에 기재된 알고리즘에 따라 동작할 수 있다.
각 데이터 흐름 생성 요청에 대해,
(1) 보장 소프트 실시간 클래스 서비스인 r_m을 제공하는 데 필요한 최소 리소스를 계산함.
(2) r_l = r_t - r_m - r_r
이때, r_l는 랙서티 리소스이며, r_t는 가용한 총 리소스이고, r_r는 응급호출 및 소프트 핸드 오버를 핸들링하기 위해 예약된 리소스임.
(3) 만약 r_l이 임계 값보다 작은 경우 다음 (3-1), (3-2) 및 (3-3) 중 하나를 적용할 수 있음(단, 액세스 버링(access barring) 을 지원하는 UE에 대해서는 액세스 버링으로 대체할 수 있음).
(3-1) 새로운 서비스 요청을 추가하는 것을 거부함.
(3-2) E-UTRAN(무선 인터페이스; 최대 960 밀리 초)을 지원하는 UE를 위해 백오프 인디케이터(backoff indicator; BI)를 갖는 네트워크 엔트리를 지연함.
(3-3) X2 인터페이스를 활용하는 이웃 셀로 네트워크 엔트리를 가이드함: 이때 라디오 리소스 상태 메시지를 이용함.
즉, 상술된 알고리즘과 같이, 상기 어드미션 제어부(10)는, 라디오 리소스 관리 장치(100)의 가용 총 리소스, 서비스가 확정된 최소 리소스(예를 들어, 보장 소프트 실시간 클래스 서비스를 제공하기 위한 최소 리소스), 상기 응급 호출 및 상기 인커밍 핸드오버를 핸들링하기 위한 예약된 리소스에 기초하여 상기 랙서티 리소스를 연산하도록 할 수 있다.
이와 같이 어드미션 제어부(10)에 의한 테스트를 통과한 서비스 요청은, QoS관리부(20)에 의해 QoS가 관리될 수 있다.
즉, QoS관리부(20)는 라디오 리소스 관리 장치(100)의 로드의 증가여부를 판단하여 로드가 증가한 경우 QoS를 유지하도록 동작할 수 있다.
이를 위해 QoS관리부(20)는 다음의 4단계를 거칠 수 있다.
즉, 하이브리드 액세스 제어가 적용되어, 라디오 리소스 관리 장치(100)에 대한 비가입자 그룹(non-closed subscriber group; non-CSG) 및 가입자 그룹(closed subscriber group; CSG)이 모두 존재하는 경우, 비가입자 그룹에 대한 네트워크 엔트리를 제한함으로써 QoS를 유지하도록 하는 1단계에 따라 QoS관리부(20)가 동작할 수 있다. 예를 들어, QoS관리부(20)는 라디오 리소스 관리 장치(100)로 가입자 그룹이 액세스를 시도하는 경우 비가입자 그룹의 사용자를 핸드오버시킬지를 결정하고, 상기 결정에 따라 핸드오버시킬 수 있다.
그러나, 1단계의 동작을 QoS관리부(20)가 이미 수행한 이후거나, 또는 가입자 그룹의 사용자만이 존재하는 경우, 일정 시간이 지나도록 로드가 소프트 실시간 클래스의 QoS를 만족시키지 못한다면 액세스 버링과 함께 기존의 백그라운드 서비스 클래스(background service class)의 UE들로 할당하는 리소스를 제한할 수 있는 2단계에 따라 QoS관리부가 동작할 수 있다.
2단계를 수행한 이후에도 라디오 리소스 관리 장치(100)의 로드가 감소하지 않을 경우에는 소프트 실시간 클래스에 대한 QoS를 저하시는 3단계를 수행할 수 있다. 즉, QoS관리부(20)는 소프트 실시간 클래스 서비스의 우선순위를 낮은 순서로 동적으로 QoS를 저하시킬 수 있다. QoS관리부(20)는 3단계를 수행하는 동안에도 액세서 버링을 수행할 수 있다. 관련하여 2 단계와 3 단계의 경우에도 가입자 그룹에 속하는 사용자로서 UE 어드미션 테스트와 액세스 버링을 통과한 UE는 접속이 승인될 수 있다.
그러나 3단계를 수행하여서도 라디오 리소스 관리 장치(100)의 로드가 감소하지 않은 경우, QoS관리부(20)는 핸드오버를 수행하는 4단계를 수행할 수 있다.
다음의 [표2]는 3GPP에서의 액세스 버링에 사용되는 액세스 클래스와 액세스 클래스 버링에 대한 정의이다.
3GPP에서 액세스 버링에 사용되는 액세스 클래스는 다음과 같다.
Figure pat00001


다음은 3GPP TS 36.331에 정의된 구성 액세스 클래스 버링에 대한 정의이다.
Figure pat00002
액세스 버링에 필요한 값들은, 예를 들어 라디오 리소스 관리 장치(100)가 LTE 기지국인 경우, LTE 시스템의 SystemInformationBlockType2(SIB2) IE 및 DL-SCH 채널을 통해 UE에게 전달된다.
즉, QoS관리부(20)는 액세스 버링을 수행할 경우 시스템 로드에 따라 액세스 클래스 0-9의 값 중 적절한 값을 선택하여 UE의 접속을 초기 단계에서 제어하며, QoS관리부(20)의 판단 하에 액세스 버링 여부를 결정하고 실행할 수 있다.
ac-BarringFactor가 낮은 값으로 설정될수록 보다 많은 수의 UE가 접속에 제한을 받을 수 있다. 다만, 이러한 경우에도 응급 호출을 위한 액세스를 시도하는 UE가 SIB2의 논리 매개 변수인 응급호출의 경우 액세스 클래스가 없다면 응급호출 값으로 셋팅되어 접속을 허가할 수 있다.
한편, QoS관리부(20)가 QoS를 관리하더라도 라디오 리소스 관리 장치(100) 의 로드가 감소하지 않는 경우, 오버로드 제어부(미도시)가 QoS를 추가적으로 관리할 수 있다. 오버로드 제어부는 QoS관리부(20)에 의해 시스템 로드가 줄어들지 않는 경우, 인접 셀로의 핸드오버가 가능한 무선 채널 상태에 있는 UE를 선택하여 선택적으로 핸드오버를 수행하거나, 라디오 리소스 관리 장치(100)의 현재 무선통신 인터페이스(예를 들어, LTE)와는 상이한 무선통신 인터페이스(예를 들어, 3G)로 리다이렉트시킬 수 있다.
한편, 리소스 할당부(30)는 어드미션 제어부(10)에 의해 제어된 호출 어드미션 및 QoS관리부(20)에 의해 관리된 Qos에 기초하여 서비스 요청에 대한 리소스를 동적으로 할당할 수 있다.
이와 관련하여서는 도 2를 참조하여 리소스 할당부(30)에 대해 보다 상세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치(100)의 리소스 할당부(30)를 나타내는 구성도이다.
관련하여 도 2는 도 3을 참조하여 후술되며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치에서 리소스 할당 과정을 보여주는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 리소스 할당부(30)는 리소스 스케줄링부(31), 리소스블록 할당부(32) 및 링크 적응부(33)를 포함할 수 있다.
리소스 할당부(30)는 어드미션 제어부(10)에 의해 제어된 호출 어드미션 및 QoS관리부(20)에 의해 관리된 Qos에 기초하여 리소스를 할당할 수 있다.
리소스 스케줄링부(31)는 리소스를 스케줄링할 수 있으며, 리소스블록 할당부(32)는 리소스블록을 할당할 수 있다. 관련하여 리소스블록은 주파수 도메인 상 180 kHz (12 subcarriers)를 차지하며, 시간 도메인 상 0.5ms를 차지할 수 있으나, 상술된 수치는 예시일 뿐 리소스블록 할당부가 할당가능한 리소스블록의 기본 단위는 변경될 수 있다. 또한 링크 적응부(33)는 MCS(modulation and coding scheme)를 제어할 수 있다.
즉, 리소스 할당부(30)는 리소스 스케줄링부(31), 리소스블록 할당부(32) 및 링크 적응부(33) 모두를 연동하여 서비스 요청에 대한 라디오 리소스 관리 장치(100)의 리소스를 할당할 수 있다.
다운링크의 경우, 리소스 스케줄링부(31)는 UE로부터 전달되는 서브밴드 별 CQI(channel quality indicator)를 참조하여 QoS제약조건을 만족할 때 UE의 채널 특성을 고려하여, 송신 포맷 및 다운링크 리소스블록의 할당을 결정할 수 있다.
반면, 업링크의 경우, 리소스 스케줄링부(31)는 도 3에서 도시된 바와 같이, 각 논리 채널에 대한 우선 순위, 우선 순위 비트 레이트 (prioritized bit rate; PBR), 버킷 크기 지속기간 (bucket size duration; BSD)을 논리 채널 생성시 UE(300)로 전달할 수 있다.
UE(300)는 전력 잔여량 리포트(power headroom report)와 업링크 채널 상태를 라디오 리소스 관리 장치(100)로 전달할 수 있고, 링크 적응부(33)는 전력 잔여량 리포트와 업링크 채널 상태에 기초하여 동작할 수 있다.
리소스블록 할당부(32)는, 리소스 스케줄링부(31)가 전달하여 준 제약 조건을 만족하는 범위에서 링크 적응부(33)에 의해 설정되는 MCS에 따라 업링크 승인을 할당할 수 있다.
UE(300)는 업링크 전송을 위한 버퍼 상태를 BSR메시지(buffer status report message)를 통해 라디오 리소스 관리 장치(100)로 전달할 수 있다. 이때 BSR메시지는 정규 BSR(regular BSR), 주기적 BSR(periodic BSR) 및 패딩 BSR(padding BSR)이 있을 수 있으며, 라디오 리소스 관리 장치(100)는 타이머 등을 이용하여 BSR메시지가 전달되는 타이밍을 제어할 수 있다.
한편 스케줄링 요청은 물리 업링크 제어 채널(physical uplink control channel; PUCCH)이나 RA (랜덤 액세스) 프로시져를 통하여 전달 가능하다.
UE(300)가 패킷 스케줄러의 레이트를 제어하고 논리 채널 우선순위를 제어할 수 있도록, 라디오 리소스 관리 장치(100)는 논리 채널을 설정할 때 논리 채널 우선순위, PBR, BSD를 전달할 수 있도록 하며, UE(300)는 라디오 리소스 관리 장치(100)가 전달한 PBR(8 kbps ~ 무한대)과 BSD(50 ms ~ 1000 ms)을 곱한 값(=PBR X BSD)의 범위 내에서 논리 채널의 우선 순위 (1 ~ 16)가 높은 순서대로 PBR X TTI(transmit time interval) 값을 기본 단위로 하여 업링크를 사용할 수 있다.
아울러서 리소스 스케줄링부(31)는 물리 리소스블록(physical resource block; PRB)를 할당하되 업링크 SC-FDMA의 특성을 고려하여 연속적 물리 리소스블록을 주파수 도메인 상에서 할당 가능하도록 리소스블록 할당부(32)를 제어하며, 현재의 TTI에서 최대 4 개까지의 UE가 스케줄 되는 것으로 가정(현재 펨토 칩셋 규격에 따른 것으로 TTI에서 스케줄링되는 UE의 개수는 변동가능함)하고, 현재의TTI에서 UE별로 할당해야 할 물리 리소스블록 개수의 최소 요구조건을 리소스블록 할당부(32)로 전달할 수 있다.
리소스 스케줄링부(31)는 링크 적응부(33)가 설정한 MCS 정보에 기초하여 UE별로 현재의 TTI에서 할당할 물리 리소스블록을 결정할 수 있다.
리소스블록 할당부(32)는 다운링크의 경우, 링크 적응부(33)로부터 선호하는 MCS 정보가 인코딩된 서브밴드 별 CQI 정보를 수신할 수 있으며, 업링크의 경우 채널 측정과 UE 별 파워 파워 잔여량 리포트에 기초하여 선택된 MCS정보를 링크 적응부(33)로부터 수신할 수 있다.
리소스블록 할당부(32)는 UE별 송신 포맷과 업링크 승인을 PDCCH를 통해 UE(300)로 전달할 수 있다.
리소스 스케줄링부(31)는, 리소스 할당부(32) 및 링크 적응부(33)와 함께 동적으로 리소스를 스케줄링할 수 있다.
관련하여, 라디오 리소스 관리 장치의 활용도가 활용도 임계값보다 낮은 경우에는 프로세서 활용도가 높다고 결정할 수 있으며, 라디오 리소스 관리 장치의 활용도가 상기 활용도 임계값과 같거나 높은 경우에는 프로세서 활용도가 낮다고 결정할 수 있다.
즉, 프로세서 활용도가 높을 경우에는, 리소스 스케줄링부(31)에서 결정한 UE 별 PRB에 기초하여 리소스블록 할당부(32)는 주파수 선택성을 고려한 후 송신 포맷과 UE 승인을 할당할 수 있다.
이와 같은 리소스 할당부(30)의 동작은 다음의 [표3]에 기재된 알고리즘으로 구현될 수 있다. 관련하여, QoS 클래스에 따라 요청된 데이터 레이트를 분류할 수 있으며, i는 스케줄링 인터벌을 나타낸다.
1. {
[제 1 케이스]
보증 서비스 클래스
(예: QCI 1, QCI 2 : 회화 음성, 라이브 스트리밍)
(1) QCI(QoS Class Identifier)가 동일한 경우 가장 이른 데드라인을 갖는 사용자에게 최우선순위를 부여하고, QCI 1이 QCI 2보다 더 높은 우선 순위에 있음.
(2) 가용 PBR들로 최우선순위를 갖는 사용자를 매핑함.
(3) 각 사용자x가 제 1 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_GSC[x]에 합산함.
[제 2-1 케이스]
보증된 비트레이트를 갖는 소프트 실시간 서비스 클래스
(예: QCI 3, QCI 4 : 실시간 게임, 버퍼링된 스트리밍)
(1) 시간 t_i에서 각 사용자 k를 위해 달성가능한 요청 데이터 처리량 r_ {i, k}을 계산함.
(2) 데이터 레이트의 마지막 지속기간(t_i - t_{i_1})에 더 높은 가중치를 부여하여, 시간 t_i까지 각 사용자 k를 위해 서비스된 정규화 된 평균 데이터 처리량 a_{i, K} 계산함.
(3) r_ {i, k} ^ w_r / a_ {i, k} ^ w_a의 방정식을 사용하여 각 사용자 k의 우선 순위를 계산함.
이때, w_r는, QoS를 만족하면서 섹터 처리량을 최대화하는 가중치이며, w_a는 공정성을 제공하는 가중치임
(4) 최우선순위를 갖는 사용자를 가용 PRB로 먼저 할당함.
(5) 각 사용자x가 제 2-1 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_SRC_GBR[x]에 합산함.
[제 2-2 케이스]비가입자 그룹을 갖는 소프트 실시간 서비스 클래스
(QCI 7; 대화형 게임)
(1) 시간 t_i에서 각 사용자 k에 대해 달성가능한 요청 데이터 처리량 r_{i, k}을 계산함.
(2) 데이터 레이트의 마지막 지속기간(t_i - t_{i_1})에 더 높은 가중치를 부여하여, 시간 t_i까지 각 사용자 k를 위해 서비스된 정규화 된 평균 데이터 처리량 a_{i, K} 계산함.
(3) r_ {i, k} ^ w_r / a_ {i, k} ^ w_a의 방정식을 사용하여 각 사용자 k의 우선 순위를 계산함.
이때, w_r는, QoS를 만족하면서 섹터 처리량을 최대화하는 가중치이며, w_a는 공정성을 제공하는 가중치임
(4) 최우선순위를 갖는 사용자를 가용 PRB로 먼저 할당함.
(5) 각 사용자x가 제 2-2 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_SRC_nonGBR[x]에 합산함.
[제 3 케이스]백그라운드 서비스 클래스
(예 : QCI 8, QCI 9 : WWW, e-메일, 채팅, FTP, P2P 파일 공유, 프로그레시브 비디오)
(1) 대기 버퍼에서 가장 긴 대기 시간을 갖는 사용자에게 최우선 순위를 부여함.
(2) 최우선순위 사용자를 라운드 로빈(round-robin) 방식으로 먼저 가용 PRB들에 매핑함.
(3) 각 사용자x가 제 3 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_BSC [x]에 합산함.
}
2. 최소 UE 당 PRB[x]= PRB_GSC[x]+ PRB_SRC_GBR[x];
3. 최대 UE 당 PRB[x]= PRB_SRC_nonGBR[x]+ PRB_BSC [x];
4. 유효 제한기간=TTI;
이때 사용자의 우선순위를 계산하는 인터벌은 라디오 리소스 관리 장치의 로드에 따라 조정될 수 있다.
반면 프로세서 활용도가 낮은 경우에는 아래의 [표4]에서 기재된 바와 같이, 리소스블록 할당부(32)가 리소스 스케줄링부(31)로 전달한 UE별 선호 MCS에 기초하여 주파수 선택성을 고려하여, 완화된 최소 UE 당 PRB에 기초하여 최소 UE 당 PRB를 갱신하며, 이에 기초하여 리소스블록 할당부(32)가 송신 포맷과 UE 승인을 할당할 수 있다.
1. {
[제 1 케이스]
보증 서비스 클래스
(예: QCI 1, QCI 2 : 회화 음성, 라이브 스트리밍)
(1) QCI가 동일한 경우 가장 이른 데드라인을 갖는 사용자에게 최 우선순위를 부여하고, QCI 1이 QCI 2보다 더 높은 우선 순위에 있음.
(2) 가용 PBR들로 최우선순위를 갖는 사용자를 매핑함.
(3) 각 사용자x가 제 1 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_GSC[x]에 합산함.
[제 2-1 케이스]
보증된 비트 레이트를 갖는 소프트 실시간 서비스 클래스
(예: QCI 3, QCI 4 : 실시간 게임, 버퍼링된 스트리밍)
(1) 시간 t_i에서 각 사용자 k를 위해 달성가능한 요청 데이터 처리량 r_ {i, k}을 계산함.
(2) 데이터 레이트의 마지막 지속기간(t_i - t_{i_1})에 더 높은 가중치를 부여하여, 시간 t_i까지 각 사용자 k를 위해 서비스된 정규화 된 평균 데이터 처리량 a_{i, K} 계산함.
(3) r_ {i, k} ^ w_r / a_ {i, k} ^ w_a의 방정식을 사용하여 각 사용자 k의 우선 순위를 계산함.
이때, w_r는, QoS를 만족하면서 섹터 처리량을 최대화하는 가중치이며, w_a는 공정성을 제공하는 가중치임
(4) 최우선순위를 갖는 사용자를 가용 PRB로 먼저 할당함.
(5) 각 사용자x가 제 2-1 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_SRC_GBR[x]에 합산함.
[제 2-2 케이스]비가입자 그룹을 갖는 소프트 실시간 서비스 클래스
(QCI 7; 대화형 게임)
(1) 시간 t_i에서 각 사용자 k에 대해 달성가능한 요청 데이터 처리량 r_{i, k}을 계산함.
(2) 데이터 레이트의 마지막 지속기간(t_i - t_{i_1})에 더 높은 가중치를 부여하여, 시간 t_i까지 각 사용자 k를 위해 서비스된 정규화 된 평균 데이터 처리량 a_{i, K} 계산함.
(3) r_ {i, k} ^ w_r / a_ {i, k} ^ w_a의 방정식을 사용하여 각 사용자 k의 우선 순위를 계산함.
이때, w_r는, QoS를 만족하면서 섹터 처리량을 최대화하는 가중치이며, w_a는 공정성을 제공하는 가중치임
(4) 최우선순위를 갖는 사용자를 가용 PRB로 먼저 할당함.
(5) 각 사용자x가 제 2-2 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_SRC_nonGBR[x]에 합산함.
[제 3 케이스]백그라운드 서비스 클래스
(예 : QCI 8, QCI 9 : WWW, e-메일, 채팅, FTP, P2P 파일 공유, 프로그레시브 비디오)
(1) 대기 버퍼에서 가장 긴 대기 시간을 갖는 사용자에게 최우선 순위를 부여함.
(2) 최우선순위 사용자를 라운드 로빈(round-robin) 방식으로 먼저 가용 PRB들에 매핑함.
(3) 각 사용자x가 제 3 케이스를 위해 요구되는 총 PRB들을 PRB_BSC [x]에 합산함.
}
2. 최소 UE 당 PRB[x]= PRB_GSC[x]+ PRB_SRC_GBR[x];
3. 최대 UE 당 PRB[x]= PRB_SRC_nonGBR[x]+ PRB_BSC [x];
4. 유효 제한기간=TTI;
5. 각 UE의 선호 MCS에 대한 리소스블록 할당부를 호출함;
6. 최소 UE 당 PRB를 갱신함;
이때 사용자의 우선순위를 계산하는 인터벌은 라디오 리소스 관리 장치의 로드에 따라 조정될 수 있다.
즉, 상술된 바와 같이 동적으로 리소스를 할당하는 리소스 스케줄링부는 섹터 처리량과 공정성 및 QoS를 고려할 수 있으며, 스케줄링 실행 시간 자체의 오버헤드를 고려할 수 있고, LTE 무선인터페이스 요구사항을 고려할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 라디오 리소스 관리 장치(100)가, 라디오 리소스를 관리하는 방법을 구체적으로 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일실예에 따른 라디오 리소스 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 라디오 리소스 관리 방법은 도 1 내지 도 3에 도시된 라디오 리소스 관리 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 3에 도시된 라디오 리소스 관리 장치(100)에 관하여 이상에서 기술한 내용은 도 4에 도시된 실시예에 따른 라디오 리소스 관리 방법에도 적용될 수 있다.
우선 어드미션 제어부(10)가 라디오 리소스 관리 장치(100)의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어할 수 있다 (S10).
이후, QoS관리부(20)가 라디오 리소스 관리 장치(100)의 로드를 판단하며 상기 로드가 증가한 경우 QoS를 유지하도록 할 수 있다 (S11).
이후 리소스 할당부(20)가 상기 제어된 호출 어드미션 및 QoS에 기초하여 상기 호출에 따른 링크에 대한 리소스를 할당할 수 있다(s12).
이를 통해 QoS 클래스가 낮은 서비스들에 대해, 최소 품질 보장 조건을 동적으로 낮출 수 있으며 이에 QoS 클래스가 높은 서비스들에 대해서는 최소의 서비스 품질을 보장해줄 수 있다.
도 4를 통해 설명된 실시예에 따른 라디오 리소스 관리 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 라디오 리소스 관리 장치
10: 어드미션 제어부
20: QoS관리부
30: 리소스 할당부

Claims (20)

  1. 무선 통신을 위한 라디오 리소스를 관리하는 장치로서,
    상기 장치의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어하도록 구성되는 어드미션 제어부;
    상기 장치의 로드에 기초하여 QoS(Quality of Service; 서비스 품질)를 유지하도록 구성되는 QoS관리부; 및
    상기 제어된 호출 어드미션 및 상기 Qos에 기초하여 상기 장치의 리소스를 동적으로 할당하도록 구성되는 리소스 할당부를 포함하는, 라디오 리소스 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드미션 제어부는 추가적으로, 응급 호출 및 인커밍 핸드오버 중 적어도 하나에 기초하여 호출 어드미션을 제어하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 어드미션 제어부는 추가적으로, 상기 장치의 가용 총 리소스, 서비스가 확정된 최소 리소스, 상기 응급 호출 및 상기 인커밍 핸드오버를 핸들링하기 위한 예약된 리소스에 기초하여 상기 랙서티 리소스를 연산하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 QoS관리부는 추가적으로, 상기 장치의 비가입자 그룹(non-CSG; non-closed subscriber group)에 대한 네트워크 엔트리를 제한함으로써 상기 QoS를 유지하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 QoS관리부는 추가적으로, 가입자 그룹(CSG; closed subscriber group)이 상기 장치로 액세스를 시도하는 경우 상기 비가입자 그룹을 핸드오버시킬지 여부를 결정함으로써 상기 QoS를 유지하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 QoS관리부는 추가적으로, 상기 가입자 그룹만이 존재할 경우 액세스 버링(access barring)과 함께 백그라운드 서비스 클래스(background service class)의 UE(User Equipment)에 할당된 리소스를 감소시킴으로써 상기 QoS를 유지하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 QoS관리부는 추가적으로, 소프트 실시간 클래스 서비스(soft real-time class service)의 우선순위를 낮은 순서로 동적으로 QoS를 저하시킴으로써 상기 QoS를 유지하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 QoS관리부는 추가적으로, 인접 셀로 핸드오버가 가능한 UE중 적어도 일부를 선택적으로, 상기 인접 셀로 핸드오버하거나 상기 장치의 무선통신 인터페이스로 리다이렉트함으로써 상기 QoS를 유지하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 리소스 할당부는 다운링크의 경우, UE로부터 수신되는 서브밴드 별 CQI(Channel Quality Indicator)에 기초하여 QoS 제약을 만족하면서 상기 UE의 채널 특성에 따라, 송신 포맷과 다운링크 리소스블록의 할당을 결정하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 리소스 할당부는 업링크의 경우, UE에 대한 채널 생성 시에 상기 채널에 대한 우선순위, 우선 순위 비트 레이트 (prioritized bit rate; PBR) 및 버킷 크기 지속기간 (bucket size duration; BSD) 중 적어도 하나를 상기 UE로 전달하며, 상기 UE로부터 수신된 전력 잔여량 보고(power headroom report) 및 UE 채널 상태에 기초하여 MCS(Modulation and Coding Set) 를 결정하고, QoS 제약을 만족하면서 상기 MCS에 기초하여 송신 포맷과 업링크 리소스블록의 할당을 결정하도록 구성되는, 라디오 리소스 관리 장치.
  11. 무선 통신을 위한 라디오 리소스를 관리하는 장치에서 라디오 리소스를 관리하는 방법에 있어서,
    어드미션 제어부가 상기 장치의 랙서티 리소스에 기초하여 호출 어드미션을 제어하는 단계;
    QoS관리부가 상기 장치의 로드에 기초하여 QoS(Quality of Service; 서비스 품질)를 유지하도록 하는 단계;
    리소스 할당부가 상기 제어된 호출 어드미션 및 상기 QoS에 기초하여 상기 장치의 리소스를 할당하는 단계;를 포함하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 호출 어드미션을 제어하는 단계는,
    상기 어드미션 제어부가 응급 호출 및 인커밍 핸드오버 중 적어도 하나에 기초하여 호출 어드미션을 제어하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 호출 어드미션을 제어하는 단계는,
    상기 어드미션 제어부가 상기 장치의 가용 총 리소스, 서비스가 확정된 최소 리소스, 상기 응급 호출 및 상기 인커밍 핸드오버를 핸들링하기 위한 예약된 리소스에 기초하여 상기 랙서티 리소스를 연산하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 QoS를 유지하도록 하는 단계는,
    상기 QoS관리부가 상기 장치의 비가입자 그룹(non-CSG; non-closed subscriber group)에 대한 네트워크 엔트리를 제한함으로써 상기 QoS를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 QoS를 유지하도록 하는 단계는,
    상기 QoS관리부가 가입자 그룹(CSG; closed subscriber group)이 상기 장치로 액세스를 시도하는 경우 상기 비가입자 그룹을 핸드오버시킬지 여부를 결정함으로써 상기 QoS를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 QoS를 유지하도록 하는 단계는,
    상기 QoS관리부가 상기 가입자 그룹만이 존재할 경우 액세스 버링(access barring)과 함께 백그라운드 서비스 클래스(background service class)의 UE(User Equipment)에 할당된 리소스를 감소시킴으로써 상기 QoS를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 QoS를 유지하도록 하는 단계는,
    상기 QoS관리부가 소프트 실시간 클래스 서비스(soft real-time class service)의 우선순위를 낮은 순서로 동적으로 QoS를 저하시킴으로써 상기 QoS를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 QoS를 유지하도록 하는 단계는,
    상기 QoS관리부가 인접 셀로 핸드오버가 가능한 UE중 적어도 일부를 선택적으로, 상기 인접 셀로 핸드오버하거나 상기 장치의 무선통신 인터페이스로 리다이렉트함으로써 상기 QoS를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치의 리소스를 할당하는 단계는,
    상기 리소스 할당부가 다운링크의 경우, UE로부터 수신되는 서브밴드 별 CQI(Channel Quality Indicator)에 기초하여 QoS 제약을 만족하면서 상기 UE의 채널 특성에 따라, 송신 포맷과 다운링크 리소스블록의 할당을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치의 리소스를 할당하는 단계는,
    상기 리소스 할당부가 업링크의 경우, UE에 대한 채널 생성 시에 상기 채널에 대한 우선순위, 우선 순위 비트 레이트 (prioritized bit rate; PBR) 및 버킷 크기 지속기간 (bucket size duration; BSD) 중 적어도 하나를 상기 UE로 전달하며, 상기 UE로부터 수신된 전력 잔여량 보고(power headroom report) 및 UE 채널 상태에 기초하여 MCS(Modulation and Coding Set) 를 결정하고, QoS 제약을 만족하면서 상기 MCS에 기초하여 송신 포맷과 업링크 리소스블록의 할당을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는, 라디오 리소스 관리 방법.
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