KR20150017652A - 이동 통신 네트워크의 중계국에서 자원을 스케줄링하는 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 네트워크의 중계국에서 자원을 스케줄링하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20150017652A
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김광택
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Abstract

이동 통신 네트워크에서의 중계국 및 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법이 개시된다. 버퍼에 저장된 데이터의 다운 링크 전송을 위한 스케줄링 파라미터를 정의하여 스케줄링 정보는 수신되고, 채널 상태 정보는 중계국과 연관된 장치로부터 수신된다. 업데이트 된 스케줄링 파라미터는 수신된 스케줄링 정보, 채널 상태 정보 및 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양에 기초하여 획득된다. 버퍼에 저장된 데이터는 업데이트된 스케줄링 파라미터에 따라 연관된 장치로 전송될 수 있다. 채널 상태 정보는 채널 상태에 대한 피드백을 제공하기 위해 기지국 또는 중간 중계국에 전송될 수 있다. 채널 상태 정보는 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 부피를 줄이기 위해 전송되기 전에 양자화 될 수 있다.

Description

이동 통신 네트워크의 중계국에서 자원을 스케줄링하는 방법 및 장치{Scheduling Resources at a Relay Station in a Mobile Communications Network}
아래의 실시예들은 이동 통신 네트워크(mobile communications network)에서 자원을 스케줄링(scheduling) 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게, 릴레이 기반 네트워크의 중계국(relay station, RS)에서 자원을 스케줄링(scheduling)하는 것에 관련된다.
이동 통신 네트워크는 기지국(Base Station, BS) 및 이동 단말 예를 들면, 이동 전화, 랩탑(laptops) 및 태블릿(tablet) 컴퓨터간의 무선 데이터 전송을 가능하게 한다. 지난 십 년간 릴레이 기반 네트워크는 전체 시스템의 처리량 및 에너지 효율성의 향상뿐만 아니라 네트워크의 범위를 향상시키도록 발전되어 왔다. 릴레이 기반 네트워크에서, 중계국(RS)은 기지국(BS)과 이동국(MS) 사이의 제어 신호 또는 데이터를 중계한다. 다중 릴레이가 지원된 통신(Multi-relay-assisted communication)은 표준화되고 있는데, 예를 들어, 4G LTE-A(Advanced) 및 와이맥스(WiMAX) IEEE 802.16m 이동 광대역 통신 시스템이 있다.
네트워크의 이동국(MS)들 사이의 자원 스케줄링은 전반적인 시스템 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있는 중요한 작업이다. 예를 들면, 4G LTE 또는 WiMAX 네트워크 같은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 네트워크에서, 이용 가능한 직교 서브캐리어들(subcarriers)을 이동국들에 할당하고, 각 이동국의 최적의 변조(MOD) 및 채널 코딩(COD) 방식을 식별하는 것으로 스케줄링이 수행될 수 있다.
스케줄링 과정은 네트워크 내에 있는 두 노드들 사이의 무선 채널의 상태를 정량화하는 연관된 노드들(MSs and RSs)로부터 제공되는 피드백 정보를 포함하는, 많은 파라미터들을 고려한다.
일실시예에 따른 이동 통신 네트워크의 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 상기 중계국과 연관된 장치로부터, 채널 상태 정보 및 버퍼에 저장된 데이터의 다운링크 전송을 위한 스케줄링 파라미터를 정의하는 스케줄링 정보를 수신하는 단계 및 수신된 상기 스케줄링 정보, 상기 채널 상태 정보 및 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양을 기초로 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양 이하를 요구하는 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터를 식별하는 단계 및 하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 상기 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터로부터 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계는, 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터 중에서 최대 처리량을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계 및 요구되는 서비스의 품질(Quality of Service, QoS)을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 하나 이상의 미리 결정된 조건을 만족하는 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터가 없는 경우에 응답하여, 상기 버퍼에 저장된 상기 데이터의 전송을 연기하는 단계를 더 포함할 수 있다..
또 다른 실시예에 따르면, 상기 수신된 채널 상태 정보는, 채널 품질 메트릭(channel quality metric)을 포함하고, 상기 방법은, 상기 수신된 채널 상태 정보에 있는 상기 채널 품질 메트릭의 현재 값과 상기 채널 품질 메트릭의 이전에 수신된 값의 차이를 계산하는 단계 및 기지국 및 중간 중계국(intermediate relay station) 중 적어도 하나에게 상기 계산된 차이를 채널 상태 정보로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 복수개의 미리 정의된 레벨 중 하나로 상기 채널 상태 정보를 조정하여 상기 채널 상태 정보를 양자화하는 단계 및 상기 양자화된 채널 상태 정보를 기지국 및 중간 중계국((intermediate relay station)) 중 적어도 하나에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 이동국과 기지국 간의 멀티-홉 체인에서 더 많은 수의 홉을 가지는 경우 더 적은 수의 미리 정의된 레벨을 선택하는 단계 및 더 높은 채널 페이딩 조건에 대해 더 적은 수의 미리 정의된 레벨을 선택하는 단계 중 적어도 하나를 통해 상기 채널 상태 정보를 양자화 할 때 사용하기 위해 미리 결정된 레벨의 번호를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 수신된 채널 상태 정보는, 이전 시간 간격(previous time period)에 상기 중계국과 상기 중계국에 연관된 상기 장치 간의 통신 채널의 상태에 관한 정보를 포함하고, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기초로, 현재 시간 간격(current time period)에서의 상기 통신 채널의 상태에 대한 예측된 채널 상태 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 업데이트된 채널 정보는, 상기 예측된 채널 상태 정보를 기초로 획득될 수 있다.
여기에서, 상기 중계국은, 복호 후 전달(decode-and-forward, DF) 릴레이 방식에 따라 운영되고, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 새로운 변조 및 코딩 방식을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신된 스케줄링 정보는, 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고, 상기 정의된 대역폭은, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 그대로 유지될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 복수의 장치들에 재할당된 대역폭에 의해 상기 중계국에 연관된 상기 장치를 위해 새로운 대역폭을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 채널 상태가 좋지 않은 장치들 중 어느 하나에 할당된 대역폭을 감소시키고, 채널 상태가 더 좋은 장치들 중 어느 하나에 할당된 대역폭을 증가시킴으로 상기 대역폭이 재할당될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 중계국은 증폭 후 전달(amplify-and-forward, AF) 릴레이 방식에 따라 운영되고, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 새로운 대역폭 및 전력 할당을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 상기 중계국은 압축 후 전송(compress-and-forward) 릴레이 방식에 따라 운영되고, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는 새로운 대역폭 및 변조 방식을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 및 적응형 비례 공정 알고리즘(adaptive proportional fairness algorithm) 중 어느 하나에 기초하여 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 스케줄링 정보는 기지국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 기지국으로부터 직접 혹은, 하나 이상의 중간 중계국을 통해 간접적으로 수신될 수 있다. 또는, 상기 스케줄링 정보는 중간 중계국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 중간 중계국으로부터 수신될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법은, 다운링크 데이터를 수신하는 단계 및 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하기 전에, 상기 수신된 다운링크 데이터를 버퍼에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 채널 상태 정보는, 채널 품질 표시기(CQI), 신호 대 잡음비(SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR), 반송파 대 간섭 잡음비(Physical Carrier to Interference and Noise Ratio, CINR), 유효 반송파 대 간섭 잡음비(effective CINR), 다중 입력 다중 출력(Multiple In Multiple Out, MIMO) 모드 선택 및 주파수 선택적 서브채널 선택(frequency selective sub-channel selection) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 이동 통신 네트워크는, LTE 또는 WiMAX 네트워크를 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 스케줄링을 수행하는 방법은 D2D(Device to Device) 통신 방법에 따라 중계국으로 동작하도록 구성된 이동국에 의해 수행될 수 있다.
다른 측면에 따른 이동 통신 네트워크에서 사용하기 위한 중계국은, 데이터를 저장하기 위해 배열된 버퍼, 버퍼에 저장된 데이터의 다운링크 전송을 위한 스케줄링 파라미터 및 중계국에 연관된 장치로부터의 채널 상태 정보를 정의하는 채널 상태 정보 스케줄링 정보를 수신하는 수신 모듈 및 상기 수신된 스케줄링 정보, 상기 채널 상태 정보 및 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양을 기초로 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 스케줄링 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스케줄링 모듈은, 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터 양 이하를 요구하는 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터를 식별하고, 하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 상기 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터로부터 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택할 수 있다.
한편, 상기 스케줄링 모듈은, 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터 중에서 최대 처리량을 제공하는 스케줄링 파라미터 및 요구되는 서비스의 품질(Quality of Service, QoS)을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 미리 결정된 조건을 만족하는 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터가 없는 경우에 응답하여, 상기 중계국이 상기 버퍼에 저장된 상기 데이터의 전송을 연기할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 수신된 채널 상태 정보는, 채널 품질 메트릭(channel quality metric)을 포함하고, 상기 중계국은, 상기 수신된 채널 상태 정보에서 상기 채널 품질 메트릭의 현재 값과 상기 채널 품질 메트릭의 이전에 수신된 값 간의 차이를 계산하는 차이 계산 모듈 및 상기 계산된 차이를 채널 상태 정보로써 기지국 및 중간 중계국 중 적어도 하나에게 전송하는 전송 모듈을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 중계국은, 복수개의 미리 결정된 레벨 중 어느 하나에 상기 채널 상태 정보를 조정하여 상기 채널 상태 정보를 양자화 하는 양자화 모듈 및 상기 양자화된 채널 상태 정보를 기지국 또는 중간 중계국에 전송하는 전송 모듈을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 양자화 모듈은, 상기 채널 상태 정보를 양자화할 때 사용하기 위해, 이동국과 기지국 간의 멀티 홉 체인에서 높은 수의 홉을 위해 미리 결정된 레벨의 낮은 수를 선택하거나, 높은 채널 페이딩 조건을 위해 미리 결정된 레벨의 낮은 수를 선택함으로써, 미리 결정된 레벨의 수를 선택할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 수신된 채널 상태 정보는, 이전 시간 간격(previous time period)의 상기 중계국과 상기 중계국에 연관된 장치 간의 통신 채널 상태에 관한 정보를 포함하고, 상기 중계국은, 상기 수신된 채널 상태 정보를 기초로, 현재 시간 간격(current time period)에 통신 채널의 상태에 관한 채널 상태 정보를 예측하는 예측 모듈을 더 포함하고, 상기 스케줄링 모듈은, 상기 예측된 채널 상태 정보를 기초로 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 중계국은, 복호 후 전달(decode-and-forward, DF) 릴레이 방식에 따라 동작되고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터로써 새로운 변조 및 코딩 방식을 획득할 수 있다.
여기서, 상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때, 상기 정의된 대역폭을 유지할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때, 복수의 장치들에 할당된 대역폭을 재할당함으로써 상기 중계국에 연관된 상기 장치를 위한 새로운 대역폭을 획득할 수 있다.
이때, 불량한 채널 상태의 상기 장치들 중 하나에 할당된 대역폭을 축소하고, 양호한 채널 상태의 장치들 중 하나에 할당된 대역폭을 증가시킴으로써 상기 스케줄링 모듈은 상기 대역폭 재할당할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 중계국은 증폭 후 전달(amplify-and-forward, AF) 릴레이 방식에 따라 동작되고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 새로운 대역폭 및 전력 할당을 획득하거나, 또는, 상기 중계국은 압축 후 전송(compress-and-forward, CF) 릴레이 방식에 따라 동작되고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 새로운 대역폭 및 증폭 방식을 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 스케줄링 모듈은 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 또는 적응형 비례 공정 알고리즘(adaptive proportional fairness algorithm)을 기초로, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 스케줄링 정보는 기지국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 상기 수신 모듈은 상기 스케줄링 정보를 기지국으로부터 직접 혹은, 하나 이상의 중간 중계국을 통해 간접적으로 수신하거나, 상기 스케줄링 정보는 중간 중계국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 상기 수신 모듈은 중간 중계국으로부터 상기 스케줄링 정보를 수신할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 수신 모듈은 다운링크 데이터를 수신하고, 상기 중계국은 상기 수신 모듈이 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하기 전에 상기 수신된 다운링크 데이터를 상기 버퍼에 추가할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 채널 상태 정보는, 채널 품질 표시기(CQI), 신호 대 잡음비(SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR), 반송파 대 간섭 잡음비(Physical Carrier to Interference and Noise Ratio, CINR), 유효 반송파 대 간섭 잡음비(effective CINR), 다중 입력 다중 출력(Multiple In Multiple Out, MIMO) 모드 선택 및 주파수 선택적 서브채널 선택(frequency selective sub-channel selection) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 중계국은, LTE 혹은 WiMAX 네트워크에서 사용하기 위해 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 중계국은, D2D(Device to Device) 통신 방법에 따라 중계국으로 동작하도록 구성된 이동국일 수 있다.
도 1은 일실시예에 있어서, 이동 통신 네트워크를 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 있어서, 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 있어서, 중계국으로부터 양자화 된 채널 상태 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 일실시예에 있어서, 중계국에서 채널 상태 정보의 현재 값과 기존 값 사이의 차이를 이용하여 채널 상태 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 일실시예에 있어서, 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 일실시예에 있어서, 복호 후 전달(decode-and-forward) 중계 방식에 대한 스케줄링을 수행하기 위해 배치된 중계국을 설명하는 도면이다.
도 7은 일실시예에 있어서, 증폭 후 전달(amplify-and-forward) 중계 방식에 대한 스케줄링을 수행하기 위해 배치된 중계국을 설명하는 도면이다.
도 8은 일실시예에 있어서, 대역폭이 중계국에 의해 재 할당된 이동 통신 네트워크(mobile communications network)를 설명하는 도면이다.
도 9는 일실시예에 있어서, 두 단계 스케줄링 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일실시예에 있어서, 이동 통신 네트워크(100)를 설명하는 도면이다. 중계 기반의 이동 통신 네트워크(100)는 기지국(110), 복수개의 중계국들(121, 122, 123, 124) 및 복수개의 이동국들(131, 132, 133, 134)을 포함할 수 있다. 각 이동국은 예를 들어 이동 전화, 랩탑, 태블릿 컴퓨터 등 네트워크(100)에 연결할 수 있는 모든 장치가 될 수 있다. 이동 통신 네트워크(100)는, 각 기지국(110) 및 중계국들(121, 122, 123, 124)이 특정 기지국 또는 중계국에 의해 서비스될 수 있는 이동국 또는 다른 중계국의 셀을 정의하고 있기 때문에, 셀룰러 모바일 네트워크(cellular mobile network)로 참조될 수도 있다. 장치(이동국 또는 다른 중계국)가 연관된 중계국은 해당 장치에 대한 "서빙 중계국(serving Relay Station)"이라 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 네트워크는 제1 이동국(131), 제2 이동국(132), 제3 이동국(133), 제4 이동국(134)을 포함할 수 있다. 각 이동국은 기지국(110), 기지국(110)에 연결된 중계국(RS) 또는 하나 이상의 다른 중계국들로 구성된 멀티-홉 체인을 통해 기지국(110)에 연결된 중계국에 의해 제공될 수 있다. 도 1을 참고하면, 제3 이동국(133)은 기지국(110)에 의해 직접 제공된다. 제1 이동국(131) 및 제2 이동국(132)은 각각 기지국에 연결된 제1 중계국(121) 및 제2 중계국(122)에 의해 제공된다. 제4 이동국은 제3 중계국 및 제4 중계국으로 구성된 멀티 홉 체인(multi-hop chain)을 통해 기지국(110)에 연결된다. 제4 중계국(124)은 제4 이동국(134)을 위한 서빙 중계국(serving Relay Station)이라 할 수 있고, 제3 중계국(123)은 중간 중계국(intermediate Relay Station)이라고 할 수 있다.
상기 구성은 고정되는 것이 아니고, 이동국들(131, 132, 133, 134), 중계국들(121, 122, 123, 124) 및 기지국(110) 사이의 연결은 이동국들(131, 132, 133, 134)이 네트워크의 커버리지 지역 안에서 이동하거나 네트워크(100)에 들어오거나 나감에 따라 변할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 네트워크(100) 내의 무선 자원은 두 단계의 스케줄링 절차를 통해 할당된다. 제1 단계에서, 자원들은 기지국에 의해 제어되는 네트워크 섹터 안에서 각각의 이동국을 위한 스케줄링 파라미터들을 획득함으로써, 중앙 집중 방식으로 기지국에 의해 이동국들로 초기 할당될 수 있다. 즉, 기지국은 기지국과 직접 연관된 이동국들뿐만 아니라, 상기 기지국에 의해 제어되는 섹터 안에서 작동하는 어떠한 중계국들까지도 자원을 할당할 수 있다. 제2 단계에서, 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 얻기 위해 포스트 프로세싱(post-processing)이 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기지국만이 스케줄링을 수행하는 기존의 중앙 집중 스케줄링 방식과 달리, 반 중앙 집중 스케줄링 방식(semi-centralized scheduling methods) 이라고 할 수 있다.
스케줄링 파라미터가 중계국에서 업데이트될 때, 채널 상태에 대한 최신 피드백 정보가 사용될 수 있다. 구체적으로, 기지국-중계국-이동국의 릴레이 체인에서, 중계국은, 정의에 의해, 기지국 보다 이동국에 더 가까이 있다. 중계국이 이동국으로부터 피드백 정보를 수신하는 시간 지연은 기지국에서의 지연 경험보다 짧고, 따라서 기지국에서 이용 가능한 피드백 정보보다 중계국에서 이용 가능한 피드백 정보가 더 최신 정보가 될 수 있다. 지연된 피드백의 영향은 몇몇 릴레이들이 순차적으로 전송 과정에 개입되어 멀티-홉 릴레이 전송의 경우에 더 악화되고, 패스트 페이딩 채널(fast fading channels)의 경우 예를 들면, 이동국이 빠르게 움직이는 경우에도 마찬가지이다. 일 실시예에 따르면, 반 중앙 집중 스케줄링 방식은 현재의 채널상태에 더 적합한 업데이트된 스케줄링 파라미터들을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
게다가, 제2 단계 스케줄링을 수행할 때, 일 실시예에 따르면, 중계국은 채널 상태에 관한 피드백 정보를 다시 기지국 또는 체인의 더 높은 다른 중계국으로 전달 할 수 있다. 일실시예에 따르면, 스케줄링 파라미터가 중계국에서 업데이트될 것이기 때문에 정확한 피드백 정보가 기지국에 제공되므로 기존의 중앙 집중 방식의 스케줄링 방식에 비해 덜 치명적이다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 채널 상태 정보는 체인을 따라 다시 공급되기 전에 양자화 되고, 피드백 정보로써 전송되는 비트의 수를 감소시켜 시스템의 오버 헤드를 줄일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 네트워크(100)는 LTE 네트워크일 수 있다. 그러나, 실시예는 LTE 네트워크에 한정되지 않고, 릴레이 기반 네트워크의 모든 유형에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, IEEE 802.16m 표준에 따른 WiMAX 네트워크, IEEE 802.15.5 WPAN 표준에 따른 메쉬 네트워크(mesh network) 및 IEEE 802.15.6 표준에 따른 바디 영역 네트워크(Body Area Network, BAN) 등의 네트워크 유형에 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
도 2는 일실시예에 있어서, 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다. 기지국이 제1 단계 중앙 집중 방식의 스케줄링을 수행한 후 도 1의 어느 중계국들에서도 제2 단계 스케줄링을 수행할 수 있다.
제1 단계 스케줄링을 수행하기 위해서, 기지국은 이동국으로부터 하나 이상의 중계국들을 통해 지연된 채널 상태 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 채널 상태 정보는 채널 품질 지표(Channel Quality Indicator, CQI)로부터 제공될 수 있다. 채널 상태 정보는 채널 품질 지표의 수치 또는 기지국을 허용하기 위한 수치를 식별하는 다른 적절한 정보, 예를 들어, 미리 정의된 복수개의 양자화된 레벨 중 하나에 대응하는 인덱스를 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 채널 상태 정보는 채널 품질 지표(CQI) 대신 하나 이상의 다른 채널 품질의 메트릭(metrics)을 포함할 수 있다. 적절한 채널 품질의 메트릭은 신호 잡음비(SNR), 신호 간섭 잡음비(SINR), 물리적 캐리어 간섭 잡음비(CINR), 효과적 CINR, 다중 입력 다중 출력(MIMO) 모드 선택 및 주파수 선택적 서브채널 선택 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 기지국은 기지국 섹터 안의 다른 모든 사용자들(이동국, 중계국)의 채널 상태 정보를 유사하게 획득할 수 있다.
기지국은 공정한 자원의 할당을 위해 중앙 집중 방식의 스케줄링을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 네트워크는 복호 후 전달(decode-and-forward) 릴레이 방법에 따라 동작되고, 중앙 집중 방식의 스케줄링 과정(the centralized scheduling procedure)은 주파수 대역폭(BW) 할당 및 사용자 종단에서의 최대 처리량을 확인하기 위해 각 채널의 가장 효과적인 변조(MOD) 및 채널 코딩 비율(COD) 방식의 식별을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 스케줄링 파라미터는 각 사용자로부터 획득될 수 있다. 획득된 스케줄링 파라미터들을 정의하는 스케줄링 정보는, 하나 이상의 해당하는 중간 중계국을 통해, 네트워크 안의 장치들(이동국들 및 중계국들)로 전달된다.
도 2는 일실시예에 있어서, 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다. 기지국이 제1 단계를 수행하면, 이동 통신 네트워크의 중계국이 도 2에 도시된 방법을 사용하여 제2 단계 스케줄링을 수행할 수 있다.
먼저, 단계(201)에서, 중계국은 스케줄링 정보 및 다운링크 데이터(Dn -1)를 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스케줄링 정보는 기지국으로부터 수신되고, 제1 단계 스케줄링 동안 상기 기지국으로부터 할당 받은 스케줄링 파라미터를 정의할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 스케줄링 정보는 다른 중계국, 예를 들어, 중간 중계국으로부터 전달받을 수 있으며 중간 중계국으로부터 획득한 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 정의할 수 있다. 스케줄링 파라미터는 중계국과 중계국에 연결된 장치(일 실시예에 따르면, 이동국) 사이의 통신 링크를 통해 데이터의 다운링크 전송을 제어하는데 사용될 수 있다. 중계국은 다운링크 데이터를 이동국에 전송하기 전에 버퍼에 저장할 수 있다.
단계(202)에서, 중계국은 이동국으로부터의 피드백으로써 채널 상태 정보를 수신할 수 있다. 채널 상태 정보는 중계국과 이동국 사이의 통신 채널의 상태에 관한 정보를 포함할 수 있다. 비록, 도 2에서 스케줄링 정보를 수신한 이후에 채널 상태 정보를 수신하는 것으로 도시되어 있으나, 일반적으로 단계(201)와 단계(202)는 반대 순서로, 또는 동시에 이루어 질 수 있다. 전송 및 처리 지연이란 상기 수신된 채널 상태 정보가 이전 시간 간격(time period)의 중계국과 이동국 간의 통신 채널 상태에 관한 정보를 전달하는 것을 말한다.
단계(203)에서, 버퍼는 수신된 데이터(Dn -1)를 이미 상기 버퍼에 대기중인 데이터(Qn -1)에 추가함으로써 업데이트 될 수 있다. 수신된 데이터(Dn -1)가 코딩될 때, 예를들어, 중계국이 복호 후 전달(Decode and Forward) 릴레이 방법에 따라 작동될 때, 수신된 데이터(Dn -1)는 복호 된 데이터로 버퍼가 업데이트되기 전에 수신된 스케줄링 정보에 표시된 MOD, COD 방식을 사용하여 먼저 복호될 수 있다. 버퍼는 다운링크 데이터를 수신하는 단계(201)와 스케줄링 파라미터를 업데이트하는 단계(205) 사이의 어느 시점에서도 업데이트 될 수 있다.
단계(204)에서, 중계국은 수신된 채널 상태 정보를 기초로, 현재 시간 간격의 통신 채널 상태에 관한 예상 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 채널 상태 정보는 미리 저장된 기존의 피드백에 기반하여 예측될 수 있으며, 예측 과정(prediction process)이 미리 정의된 채널 모델로부터 채널 동작을 식별하기 위해 시도될 수 있다.
단계(205)에서, 중계국은 예측된 채널 상태 정보에 기반하여 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 획득할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 단계(204)는 생략될 수 있으며, 스케줄링 파라미터는 수신된 채널 상태 정보를 사용하여 업데이트 될 수 있는데, 예를 들면, 채널 상태가 느리게 변화하는 조건(고정된 이동국의 경우)의 수신된 채널 상태 정보는 현재 채널 상태의 근사치로 사용하기에 적절한 것으로 가정할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 채널 피드백 변동(channel feedback fluctuation)은 랜덤 행동(random behavior)을 나타낼 수 있다. 이 경우, 업데이트 된 스케줄링 파라미터들을 획득할 때, 중계국은 예측을 수행하는 것이 아니라, 그 대신, 수신된 채널 상태 정보를 사용한다.
단계(205)에서, 스케줄링 파라미터들은 예를 들어, 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 및 적응형 비례 공정 알고리즘(adaptive proportional fairness algorithm) 중 어느 하나에 기초하여 업데이트 될 수 있다.
또한, 단계(205)에서 업데이트 된 스케줄링 파라미터들을 받을 때, 중계국 또한 현재 버퍼에 저장된 다운링크 전송을 위한 데이터의 양과 수신된 스케줄링 정보를 고려할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스케줄링 파라미터를 업데이트 할 때, 중계국은 기지국에 의해 할당된 대역폭을 유지(retain)하지만, 만일 새로운 MOD, COD 방식들이 현재 버퍼에 저장된 데이터의 양 이하를 요구하여 현재 채널 조건에서 더 높은 처리량을 달성할 경우, 새로운 MOD, COD 방식들을 획득한다.
제1 단계 스케줄링 동안 기지국에 이용 가능했던 것보다 더 최신의 채널 상태에 관한 피드백 정보 및 로컬 버퍼의 현재 상태를 참조하여, 중계국은, 제1 단계 스케줄링 동안, 기지국으로부터 초기에 할당된 것보다 현재 상태에 더 적합한 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 획득함으로써, 처리량을 극대화할 수 있다.
단계(206)에서, 버퍼에 저장된 다운링크 데이터의 적어도 일부는 업데이트 된 스케줄링 파라미터에 따라 이동국으로 전송될 수 있다. 다운링크 데이터는 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 기초로 하는 데이터를 패키징하고, 패키징 된 데이터를 전송함으로써 전송될 수 있다.
도 3은 일실시예에 있어서, 중계국에서 양자화 된 채널 상태 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
먼저, 단계(301)에서, 중계국과 연관된 장치로부터 채널 상태 정보가 수신 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 채널 상태 정보는 CQI 정보가 될 수 있고, 연관된 장치는 이동국 일 수 있다. 단계(301)은 도 2에 도시된 방법에서 단계(202)에 대응한다. 그러면, 단계(302)에서, 값의 범위 내에서 다수의 미리 정의된 레벨이 선택 될 수 있다. 상기 레벨은 상기 범위 안에서 동일한 간격으로 떨어질 수 있다.
더 많은 양자화 된 레벨들이 선택되면, 양자화 레벨 사이의 간격은 줄어들고, 양자화 된 CQI는 원래의 값에 가까워질 것이다. 그러나, 더 많은 양자화 된 레벨이 선택되면, 양자화 된 CQI를 전송하는데 필요한 비트의 수가 증가할 수 있다. 네트워크를 통해 채널 피드백 정보로 전송되는 데이터의 양을 줄이기 위해, 단계(302)에서, 이동국과 기지국 사이의 멀티 홉 체인 상에 더 많은 수의 홉(a higher number of hops on a multi-hop chain)이 있는 경우 더 적은 수의 미리 정의된 레벨(lower number of predefined levels)이 선택될 수 있고, 및/또는 더 높은 채널 페이딩 상태(higher channel fading conditions)일 때 더 적은 수의 미리 정의된 레벨이 선택될 수 있다. 이러한 각 조건에서, 채널 상태 정보가 수신될 때에는 상기 채널 상태 정보가 이미 오래된(out of date) 것이 되므로, 정확성이 떨어지는 피드백을 상기 체인을 따라 멀리 있는 기지국 또는 중간 중계국에 제공하는 것은 덜 중요하다.
일 실시예에 따르면, 단계(302)는 생략될 수 있고, 미리 정해진 고정된 숫자의 양자화 레벨이 사용될 수 있다.
다음으로, 단계(303)에서, CQI 값은 미리 정해진 복수개의 레벨 중 하나로 수신된 채널 상태 정보를 조정함으로써 양자화 될 수 있다. 그리고, 단계(304)에서, 양자화 된 CQI는 기지국 또는 중간 중계국으로 전송될 수 있다.
도 4는 일실시예에 있어서, 중계국에서 채널 상태 정보의 현재 값과 기존 값 사이의 차이를 이용하여 채널 상태 피드백을 제공하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
단계(401), 단계(403), 단계(404) 및 단계(405)은 각각 단계(301), 단계(302), 단계(303) 및 단계(304)과 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 그러나, 도 3의 방법과는 달리, 일 실시예에 따르면, 현재 CQI 값인 CQIn과 이전에 기지국에 전송한 CQI 값 간의 차가 계산될 수 있다. 일 실시예에서는, 채널 상태 정보는 CQI 값일 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 어느 채널 품질 메트릭(예를 들어, 채널 품질의 측정을 나타내는 정량화된 수치)에도 사용될 수 있다. 상기 차, ?QI는 양자화 되고, 전송될 수 있다. 실제 CQI 값을 전송하는 것보다 차이 값 ?QI를 전송하는 것이 더 적은 비트를 요구할 수 있어, ?QI 값은 CQI의 절대값보다 훨씬 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(403)와 단계(404)가 생략될 경우, 차이 값인 ?QI는 양자화되지 않고 전송될 수 있다.
도 3 및 도 4의 방법은 체인을 따라 연결된 장치들(예를 들어 기지국 또는 중간 중계국)에 대한 피드백으로 채널 상태 정보를 전송할 때 몇 개의 비트를 요구할 수 있다. 중계국은 채널 상태 정보를 수신한 이후 어느 때나 피드백을 제공하기 위해 도 3 또는 도 4의 방법을 사용할 수 있다(도 2의 단계(202)). 즉, 도 3 또는 도 4에 도시된 단계는 도 2의 단계(204 내지 206) 이전에, 이후에 또는 동시에 수행될 수 있다.
도 5는 일실시예에 있어서, 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다
단계(501)에서, 스케줄링 정보는 도 2의 단계(201)과 유사하게 기지국 또는 중간 중계국으로부터 수신될 수 있다. 추가적으로, 이동국 또는 중간 중계국과 같은 연관된 장치로 전송된 다운링크 데이터(Dn -1) 또한 수신될 수 있다.
단계(502)에서, 도 2, 도 3 및 도 4의 각 단계(202), 단계(301) 및 단계(401)과 유사한 방법으로 채널 상태 정보는 중계국과 연관된 장치, 예를 들어, 이동국 또는 중간 중계국으로부터 수신될 수 있다. 게다가 요구되는 서비스의 품질(QoS)에 관한 정보 또한 연관된 장치로부터 수신될 수 있다.
단계(503)에서, 버퍼는 수신한 데이터(Dn -1)를 이미 버퍼에 대기중인 데이터(Qn -1)에 더함으로써 업데이트 된다. 단계(503)은 도 2의 단계(203)에 대응하고, 도 5의 방법은 필요한 경우, 예를 들어, 중계국이 복호 후 전송(Decode and Forward) 릴레이 방법에 따라 작동될 경우, 수신된 데이터를 복호하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(504)에서, 이용 가능한(available) 스케줄링 파라미터들은 현재 버퍼에 저장된 데이터의 양 이하(D≤Qn)를 필요로 하고, 연관된 장치에 의해 요청되는 원하는 서비스의 질(the desired QoS)을 제공하는 스케줄링 파라미터를 식별함으로써 식별된다. 일 실시예에 따르면, 장치가 원하는 QoS(Quality of Service)를 요청하도록 허용하는 대신, 중계국은 미리 정의된 QoS(Quality of Service)를 제공하는 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 선택할 수 있다. 예를 들어, 수신기(이동국 또는 다른 중계국)에서 성공적인 복호의 특정 레벨을 보장하기 위해 일반적인 블록 에러율(common block error rate (BLER)) 값을 이용하여 미리 정의된 QoS(Quality of Service) 레벨이 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스케줄링 파라미터는 대역폭 할당 및 MOD, COD 방법들을 포함할 수 있고, 스케줄링 파라미터들은 원래 할당된 대역폭을 유지하는 동안 새로운 MOD, COD 방법들을 획득함으로써 업데이트 될 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 대역폭은 스케줄링 파라미터들을 업데이트할 때, 재할당될 수 있다. 예를 들면, 중계국과 연관된 복수의 장치들(이동국, 중계국)이 있을 때, 채널 상태가 좋지 않은 중계국과 연관된 장치 중 하나에 할당된 대역 폭을 감소시키고, 좋은 채널 상태의 장치들 중 하나에 할당된 대역폭을 증가시킴으로써 대역폭이 장치들 사이에 재할당될 수 있다. 이로써 채널 상태가 좋지 않은 사용자에게 할당된 대역폭이 좋은 채널 상태의 다른 사용자에게 재할당됨으로써 더 효과적인 스케줄링 효과를 가져올 수 있다. 복수의 사용자들 사이에 대역폭을 재할당할 때, 중계국은 개별적인 사용자 처리량을 최대화 하는 대신, 전체적인 시스템 용량을 최대화 시키려고 시도할 수 있다.
다음으로, 단계(505)에서, 최대 처리량을 제공하는 스케줄링 파라미터들은 단계(504)에서 식별된 이용 가능한 파라미터들의 집합으로부터 선택될 수 있다. 비록, 이 실시예에서는 처리량에 기초하여 스케줄링 파라미터를 선택하였으나, 다른 실시예에서는 단계(505)에서 스케줄링 파라미터를 선택하기 위해 다른 미리 결정된 조건(예를 들면, 가장 높은 QoS(Quality of Service)를 제공하는 파라미터들)이 사용될 수 있다.
단계(506)에서, 스케줄링 파라미터들의 집합이 단계(504), 단계(505)에서 발견되더라도, 단계(507)에서, 데이터의 적어도 일부는 업데이트 된 스케줄링 파라미터에 따라 전송될 수 있다. 만일 데이터 전부가 전송되지 않는 경우, 보내지 않은 데이터는 버퍼에 유지되고, 나중에 더 높은 처리량을 허용하는 MOD, COD 방법들이 사용되는 더 좋은 채널 상태가 발생할 때 보내질 수 있다.
단계(504) 및 단계(505)에서 적절한 스케줄링 파라미터를 찾을 수 없는 경우에, 예를 들어, QoS를 제공하고 D≤Qn를 요구하는 이용 가능한 스케줄링 파라미터가 없는 경우, 단계(508)에서, 중계국은 다음 타임 슬롯까지 전송을 연기할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전송을 연기하는 대신, 중계국은 다른 스케줄링 파라미터, 예를 들어, 수신된 스케줄링 정보에 정의된 파라미터를 사용하여 전송하거나, 연관된 장치에 의해 요청된 것보다 낮은 QoS를 제공하는 업데이트 된 파라미터를 선택함으로써 전송할 수 있다.
업데이트 된 스케줄링 파라미터는 대역폭 할당을 제공할 수 있는 스케줄링 파라미터만 선택되도록 기지국에 의해 이동국에 할당된 대역폭을 고려하여 선택될 수 있다.
비록 본 실시예에서는 버퍼가 단계(504) 및 단계(505)에서 2단계 스케줄링을 수행하기 전에 업데이트 되었으나, 다른 실시예에서는 먼저 버퍼를 업데이트하지 않고 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 얻을 수 있다. 예를 들면, 버퍼가 오버플로우한 경우에, 이미 있었던 데이터가 전송될 때까지 버퍼에 새로운 데이터를 더하는 것은 불가능할 수 있다. 따라서, 필요한 경우 단계(503)은 생략될 수 있다.
도 6은 일실시예에 있어서, 복호 후 전달 중계 방식에 대한 스케줄링을 수행하기 위해 배치된 중계국을 설명하는 도면이다.
도 6을 참고하면, 일 실시예에 있어서, 스케줄링을 수행하기 위해 배치된 중계국을 도식으로 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따르면, 특정 모듈은 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램에서 소프트웨어 명령으로 구현될 수 있거나, 물리적으로 분리된 하드웨어의 구성요소로 구현될 수도 있다. 일 실시예에 따른, 중계국(620)은 복호 후 전송(Decode and Foward) 릴레이 방식에 따라 작동하도록 구성될 수 있다.
중계국(620)은 기지국(610)과 통신하기 위해 배치된 기지국 송수신(receive/transmit) 모듈(621), 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 얻기 위해 배치된 스케줄링 모델(622) 및 이동국(630)과 통신하기 위해 배치된 이동국 송수신(receive/transmit) 모듈(623)으로 구성될 수 있다. 각 송수신 모듈(621, 623)은 도 6에 도시되어 있으며, 상기 송수신기는 기지국 및 이동국과 통신하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 비록 일 실시예에서 중계국(620)은 기지국(610) 및 이동국(630)과 통신한다고 표시되어 있으나, 다른 실시예에 따르면, 기지국(610) 및 이동국(630)은 다른 중계국으로 대체할 수 있다.
스케줄링 모듈(622)은 상기 수신된 스케줄링 파라미터를 업데이트 함으로써, 상기 설명된 방법 중 어느 하나에 따라 중계국(620)에서 제2 단계 스케줄링을 수행할 수 있다. 도 6에서, 일 실시예에 따른 업데이트 된 MODU, CODU 및 BWU 파라미터 등의 첨자 "U"는 업데이트된 파라미터를 나타낼 수 있다.
중계국(620)은 상기 수신된 스케줄링 파라미터에 표시된 MOD, COD 방식에 따라, 기지국(610)으로부터 수신한 데이터를 변조 및 복호 하도록 배열된 데이터 복호 모듈(624)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 복호 모듈(624)는 예를 들어, 중계국(620)이 증폭 후 전송(amplify-and-forward) 또는 압축 후 전송(compress-and-forward) 릴레이 방식에 따라 작동하는 경우에 생략될 수 있다. 중계국은 이동국(630)에 전송하기 위한 다운링크 데이터(Qn)를 저장하는, 연관된 이동국(630)을 위한 버퍼(625)를 더 포함할 수 있다. 또한, 기지국은, 이동국(630)에 전송하기 전에, 버퍼(625)로부터 출력된 데이터(D)를 인코딩하고 변조하는 데이터 인코딩 모듈(data encoding module)(626)을 더 포함할 수 있다. 도 6을 참고하면, 스케줄링 모듈(622)은 이번 타임 슬롯에 전송될 데이터의 양(ND)에 관하여 버퍼에 정보를 보냄으로써 전송을 위한 데이터(D)를 출력하도록 버퍼(625)도 제어할 수 있다. 버퍼는 버퍼(625)에 대기중인 총 데이터의 양(Qn) 이하인, 스케줄링 모듈(622)에 의해 지시된 데이터 D를 출력할 수 있다. 스케줄링 모듈(622)은 데이터(D)를 인코딩 할 때, 사용하려는 업데이트 된 MODU, CODU 방식을 데이터 인코딩 모듈(626)에 알릴 수 있다.
또한, 중계국(620)은 도 3 또는 도 4에 도시된 방법처럼, 채널 상태 정보 피드백을 기지국(610)(또는 중간 중계국)에 제공하도록 배열된, 예측 모듈(627), 차이 모듈(628) 및 양자화 모듈(629)을 더 포함할 수 있다. 상기된 실시예에 따르면, 채널 상태 정보는 CQI 값이지만, 다른 실시예에 따르면, 다른 타입의 채널 상태 정보가 사용될 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 설명된 방법에서, 일 실시예에 따르면, 방법의 특정 단계 예를 들어, CQI 예측, 차이 계산 및 양자화 단계는 생략될 수 있다. 따라서, 중계국의 일 실시예에 따르면, CQI 예측 모듈(627), CQI 차이 모듈(628) 및 CQI 양자화 모듈(629) 중 하나 이상이 생략될 수 있다. 또한, 데이터 디코딩 모듈(624) 및 인코딩 모듈(626)은 복호 후 전송(DF) 릴레이 방식에서 포함될 수 있으나, 다른 릴레이 방식에 따라 작동하는 실시예에서는 이들이 생략될 수 있다.
도 7은 일실시예에 있어서, 증폭 후 전달 중계 방식에 대한 스케줄링을 수행하기 위해 배치된 중계국을 설명하는 도면이다.
도 7에 따르면, 중계국은 일 실시예에 따라 스케줄링을 수행하기 위해 배열되어 있다. 도 6에서처럼, 도 7에 도시된 특정 모듈은 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 안의 소프트웨어 명령이나, 물리적으로 분리된 하드웨어의 구성 요소로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 중계국(720)은 (AF) 릴레잉 방식에 따라 작동하도록 구성될 수 있다. 도 6의 중계국(620)처럼, 기지국(710)과 통신하도록 배열된 기지국 송수신 모듈(721), 스케줄링 모듈(722), 이동국(730)과 통신하도록 배열된 이동국 송수신 모듈(723), 버퍼(725), CQI 예측 모듈(727), CQI 차이 계산 모듈(728) 및 CQI 양자화 모듈(729)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 중계국이 복호 후 전송(DF) 릴레이 방식 대신 증폭 후 전송(AF) 릴레이 방식에 따라 작동하기 때문에, 중계국(720)은 데이터 디코딩 모듈 대신 ADC(analogue-to-digital converter, 724) 및 데이터 인코딩 모듈 대신 DAC(digital-to-analogue converter, 726)를 포함할 수 있다. ADC(724)는 수신된 아날로그 데이터를 버퍼(725)에 저장하기 위해 디지털화 하고, DAC(726)는 버퍼로부터 출력된 디지털 데이터(D)를 전송하기 위해 아날로그 데이터로 변환한다. 이동국 송수신 모듈(723)은 스케줄링 모듈에 의해 설정된 업데이트된 전송 파워(PWRU)에 따라 아날로그 데이터를 증폭하고, 기지국(710)에 의해 대역폭이 이동국(730)에 할당된다.
도 6 및 도 7에서, 중계국은, 이동국의 수신된 스케줄링 파라미터를 업데이트 할 때, 기지국에 의해 이동국에 할당된 대역폭을 유지할 수 있다. 그러나, 일 실시예에 따르면, 중계국은 상기 중계국과 연관된 복수개의 장치들 사이에 대역폭을 재할당할 수 있다.
도 8은 일실시예에 있어서, 대역폭이 중계국에 의해 재 할당된 이동 통신 네트워크를 설명하는 도면이다. 명확하게 하기 위해, 스케줄링 파라미터들 중에서 대역폭의 할당만이 설명되지만, 스케줄링 파라미터는 MOD, COD 또는 PWR 파라미터 같은 다른 파라미터들을 포함할 수 있다.
네트워크는 기지국(810), 제1 중계국(821), 제2 중계국(822), 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 이동국(831 내지 835)을 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 이동국(831, 832, 833)은 제1 중계국(821)과 연관되고, 제4 및 제5 이동국(834, 835)은 제2 중계국(822)과 연관될 수 있다. 기지국(810)은 제1 대역폭(BW1)을 제1 이동국(831)에 할당하고, 제2 대역폭(BW2)을 제2 이동국(832)에 할당하고, 제3 대역폭(BW3)을 제3 이동국(833)에 할당하고, 제4 대역폭(BW4)을 제4 이동국(834)에 할당하고, 제5 대역폭(BW5)을 제5 이동국(835)에 할당할 수 있다.
기지국(810)은 스케줄링 파라미터로써, 할당된 대역폭을 제1 중계국(821)에 보낼 수 있다. 제2 단계 스케줄링 동안 업데이트 된 스케줄링 파라미터를 얻을 때, 제1 중계국(821)은 제1, 제2 제3 이동국(831, 832, 833) 사이에 제1, 제2, 제3 대역폭(BW1, BW2, BW3)을 재할당함으로써 업데이트 된 대역폭 할당(BW1U, BW2U, BW3U)을 얻을 수 있다. 제1 중계국(821)은 제4, 제5 이동국처럼 자신과 연관이 없는 장치에 대해서는 대역폭을 재할당하지 않는다. 이러한 연관 없는 장치들을 위해, 제1 중계국(821)은 원래 할당된 대역폭(BW4, BW5)을 유지하고, 제2 중계국(822)에 이 대역폭들을 보낼 수 있다. 이는 각 중계국만이 그들의 셀 안에서 대역폭의 사용을 변경하기 때문에 이웃 셀에 있는 장치들 사이에 간섭을 피할 수 있게 한다.
제2 중계국(822)은 업데이트 된 대역폭(BW4U, BW5U)을 얻어, 제4 및 제5 이동국(834, 835)에 대역폭을 재할당 할 수 있다. 비록, 일 실시예에서는 2홉 릴레이 체인이 도시되어 있으나, 이러한 원리는 어느 길이의 릴레이 체인에 대해서도 확장될 수 있을 것이다.
도 9는 일실시예에 있어서, 두 단계 스케줄링 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다. 도 9를 참고하면, 기지국(910), 제1 중계국(921), k번째 중계국(922) 및 이동국(931)에 의해 네트워크 안에서 수행되는 동작을 설명할 수 있다. 일 실시예에 따른 네트워크는 DF 릴레이 방식에 의해 동작하고, 채널 상태 피드백은 양자화된 CQI 변화량 값(?QI)의 형태로 제공되며, 중계국들은 대역폭을 재할당하지 않으나, 앞서 설명한 바와 같이 이러한 예에 한정되지는 아니한다.
기지국(910)은 상기 기지국(910)과 연관된 각 이동국(910)에 대한 지연된 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 모든 연관된 이동국에 대해 제1 단계 중앙 집중식 스케줄링을 수행할 수 있다. 여기서, 기지국(910)은 이동국(931)을 위해 스케줄링 파라미터들(BW1, MOD1, COD1)을 획득할 수 있다. 기지국(910)은 이동국(931)에 전송하기 위한 다운링크 데이터와 함께, 제1 중계국(921)에 스케줄링 파라미터들(BW1, MOD1, COD1)을 전송할 수 있다.
제1 중계국(921)은 릴레이 체인을 따라 이동국(931)에 대한 서빙 중계국인 k번째 중계국(922)에 스케줄링 파라미터들(BW1, MOD1, COD1)을 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이동국에 대한 스케줄링 파라미터는 그 이동국에 대한 서빙 중계국에 의해서만 업데이트되지만, 다른 실시예에서, 스케줄링 파라미터는 기지국-제1 중계국-k번째 중계국-이동국 릴레이 체인을 따라 각 릴레이에 의해 점진적 방식(progressive fashion)으로 업데이트 될 수 있다.
k번째 중계국(922)은 스케줄링 파라미터들(BW1, MOD1, COD1 및 다운링크 데이터)을 수신하고, 이동국(931)으로부터 새로운 CQI 피드백을 수신할 수 있다. k번째 중계국(922)은 이동국(931)에 대한 로컬 버퍼를 새로운 다운링크 데이터로 업데이트하고, 이동국(931)의 업데이트 된 MOD, COD 파라미터들(MOD1U, COD1U)를 얻기 위해 제2 단계 스케줄링을 수행한다. 도 9를 참고하면, 제2 단계 스케줄링 동안 k번째 중계국(922)에 이용 가능한 CQI 피드백은 제1 단계 스케줄링 동안 기지국(910)에 이용 가능한 CQI 피드백보다 더 최신의 것일 수 있다.
결국, k번째 중계국(922)은 업데이트 된 스케줄링 파라미터들(MOD1U, COD1U) 및 원래 할당된 대역폭(BW1)에 따라, 버퍼에서 이동국(931)으로 다운링크 데이터를 전송할 수 있다.
LTE-A, WiMAX IEEE 802.16m을 포함하는 네트워크 표준에서, 물리적 계층 관점에서 중계국은 불투명 중계국(NT-RS) 및 투명 중계국(T-RS)의 두 가지 모드 중 하나로 작동할 수 있다. 불투명 중계국은 Type-I 중계국이라고 할 수 있고, 투명 중계국은 Type-II 중계국이라고 할 수 있다. 불투명 중계국(NT-RS)은 신호 및 서비스 범위를 확장하는데 사용되고, 릴레이 데이터 트래픽만큼 프리앰블(preamble)과 다른 방송 메시지를 전송할 수 있다. 투명 중계국(T-RS)은 기지국에 직접 링크도 갖고 있는 이동국에 대해, 다중경로 다양성(multipath diversity)을 통해 서비스의 품질 및 링크 용량을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 투명 중계국(T-RS)은 데이터 트래픽만 중계하고, 이동국은 기지국으로부터 제어 신호를 직접 수신할 수 있다. 투명 중계국(T-RS)은 기지국으로부터 생성된 제어 메시지를 생성하거나 수정할 수 없기 때문에, 투명 중계국은 스케줄링에 참여할 수 없다. 따라서, 일 실시예에 따르면, Type-I(NT-RS) 및 Type-II(T-RS) 중계국을 모두 포함하는 네트워크에서, 투명 중계국이 아닌 불투명 중계국에서 스케줄링이 수행되도록 사용될 수 있다.
각 섹터의 서빙 노드와 20개의 이동국이 연관되는 19개 셀을 가진 WiMAX 시스템에서의 ART(Above Rooftop) 릴레이 시나리오의 시뮬레이션에서, 위에서 설명된 것과 같은 반 중앙집중 스케줄링 방법은, 릴레이에 의해 전달된 데이터만을 고려했을 때, 셀 당 평균 처리량에 있어서 약 9%의 이득을 달성하였다. 시뮬레이션은 느린 페이딩 채널의 단순한 3홉 시나리오에 대해 수행되었고, 기지국과 이동국 사이에 더 많은 홉과 빠른 페이딩 채널을 가진 실제 상황에서는 더 많은 이득이 예상된다.
스케줄링 파라미터를 업데이트 할 때 새로운 변조 및 코딩 방식이 획득되고, 복호 후 전송(DF) 릴레이 방식에 따라 운영되는, 일 실시예에 따른 중계국이 개시되었다. 그러나, 다른 일 실시예에 따르면, 다른 중계 방식에 따라 제2 단계 스케줄링 과정(second-stage scheduling procedure)이 중계국에 의해 수행될 수 있다.
예를 들면, 증폭 후 전달(AF) 릴레이 방식에서는, 중계국은 복조 및 복호를 수행하지 않고, 따라서 MOD, COD 방식을 변경할 수 없다. 중계국이 증폭 후 전달 릴레이 방식에 따라 작동되면, 스케줄링 파라미터를 업데이트 할 때 새로운 대역폭 및 전력 할당이 얻어질 수 있다.
또는, 중계국이 압축 후 전송(CF) 릴레이 방식에 따라 작동되면, 스케줄링 파라미터를 업데이트 할 때 새로운 대역폭과 변조 방식이 얻어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 중계국은 두 단계 스케줄링 과정을 수행할 수 있다. 복수개의 중간 중계국을 포함하는 멀티-홉 체인에서, 이동국에 대한 제2 단계 스케줄링은 서빙 중계국(이동국에 관계된 중계국)에 의해서만 수행될 수 있거나 차례로 체인을 따라서 각 중간 중계국에 제2 단계 스케줄링을 수행함으로써 진보적인 방식으로 수행될 수 있다.
이동 통신 네트워크의 중계국에서 스케줄링 파라미터를 업데이트함으로써, 중앙 집중식 스케줄링 방법에 비해 많은 장점을 얻을 수 있다. 중계국 수준에서 최신 패드백이 가능하기 때문에, 시스템 처리량이 향상될 수 있고, 버퍼 상태 정보를 기지국과 교환하지 않고, 손상된 링크를 통해 데이터를 전송하는 것을 피하기 위해 릴레이의 이용 가능한 버퍼가 이용될 수 있다.
손상된 채널을 통해 데이터를 보내지 않아 HARQ(실패한 프레임의 재전송 요구)의 재발을 줄일 수 있기 때문에, 결과적으로 에너지 효율이 개선될 수 있다. 또한, 중계국에서 리스케줄링이 수행될 때, 개선된 제2 단계 리스케줄링 단계가 릴레이 수준에서 일어날 것이기 때문에, 기지국에 정확한 채널 상태 피드백을 제공할 필요는 없다. 중계국은 정확한 값 대신 채널 상태에 대한 양자화 및 차동 추정만을 전송하도록 요구될 수 있다. 이는 채널 상태를 전달하는데 더 적은 비트가 필요한 것을 의미한다. 따라서, 시스템에서 데이터의 양이 넘치는 것을 줄일 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (39)

  1. 이동 통신 네트워크의 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 중계국과 연관된 장치로부터, 채널 상태 정보 및 버퍼에 저장된 데이터의 다운링크 전송을 위한 스케줄링 파라미터를 정의하는 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 스케줄링 정보, 상기 채널 상태 정보 및 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양을 기초로 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계
    를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는,
    상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양 이하를 요구하는 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터를 식별하는 단계; 및
    하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 상기 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터로부터 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계;
    를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계는,
    상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터 중에서 최대 처리량을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계; 및
    요구되는 서비스의 품질(Quality of Service, QoS)을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터를 선택하는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미리 결정된 조건을 만족하는 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터가 없는 경우에 응답하여, 상기 버퍼에 저장된 상기 데이터의 전송을 연기하는 단계
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 채널 상태 정보는,
    채널 품질 메트릭(channel quality metric)
    을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 수신된 채널 상태 정보에 있는 상기 채널 품질 메트릭의 현재 값과 상기 채널 품질 메트릭의 이전에 수신된 값의 차이를 계산하는 단계; 및
    기지국 및 중간 중계국(intermediate relay station) 중 적어도 하나에게 상기 계산된 차이를 채널 상태 정보로 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수개의 미리 정의된 레벨 중 하나로 상기 채널 상태 정보를 조정하여 상기 채널 상태 정보를 양자화하는 단계; 및
    상기 양자화된 채널 상태 정보를 기지국 및 중간 중계국((intermediate relay station)) 중 적어도 하나에게 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    이동국과 기지국 간의 멀티-홉 체인에서 더 많은 수의 홉을 가지는 경우 더 적은 수의 미리 정의된 레벨을 선택하는 단계; 및
    더 높은 채널 페이딩 조건에 대해 더 적은 수의 미리 정의된 레벨을 선택하는 단계
    중 적어도 하나를 통해
    상기 채널 상태 정보를 양자화 할 때 사용하기 위해 미리 결정된 레벨의 번호를 선택하는 단계
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 채널 상태 정보는,
    이전 시간 간격(previous time period)에 상기 중계국과 상기 중계국에 연관된 상기 장치 간의 통신 채널의 상태에 관한 정보
    를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 수신된 채널 상태 정보를 기초로, 현재 시간 간격(current time period)에서의 상기 통신 채널의 상태에 대한 예측된 채널 상태 정보를 획득하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 업데이트된 채널 정보는,
    상기 예측된 채널 상태 정보를 기초로 획득되는
    중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은,
    복호 후 전달(decode-and-forward, DF) 릴레이 방식에 따라 운영되고,
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는,
    새로운 변조 및 코딩 방식을 획득하는 단계
    를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 스케줄링 정보는,
    상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고,
    상기 정의된 대역폭은,
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 그대로 유지되는
    중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고,
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는,
    복수의 장치들에 재할당된 대역폭에 의해 상기 중계국에 연관된 상기 장치를 위해 새로운 대역폭을 획득하는 단계
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    채널 상태가 좋지 않은 장치들 중 어느 하나에 할당된 대역폭을 감소시키고, 채널 상태가 더 좋은 장치들 중 어느 하나에 할당된 대역폭을 증가시킴으로 상기 대역폭이 재할당되는
    중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은 증폭 후 전달(amplify-and-forward, AF) 릴레이 방식에 따라 운영되고, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는, 새로운 대역폭 및 전력 할당을 획득하는 단계를 포함하거나,
    상기 중계국은 압축 후 전송(compress-and-forward) 릴레이 방식에 따라 운영되고, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는 새로운 대역폭 및 변조 방식을 획득하는 단계
    를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계는,
    라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 및 적응형 비례 공정 알고리즘(adaptive proportional fairness algorithm) 중 어느 하나에 기초하여 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 단계
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보는 기지국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 기지국으로부터 직접 혹은, 하나 이상의 중간 중계국을 통해 간접적으로 수신되거나,
    상기 스케줄링 정보는 중간 중계국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 중간 중계국으로부터 수신되는
    중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    다운링크 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하기 전에, 상기 수신된 다운링크 데이터를 버퍼에 추가하는 단계
    를 더 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는,
    채널 품질 표시기(CQI), 신호 대 잡음비(SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR), 반송파 대 간섭 잡음비(Physical Carrier to Interference and Noise Ratio, CINR), 유효 반송파 대 간섭 잡음비(effective CINR), 다중 입력 다중 출력(Multiple In Multiple Out, MIMO) 모드 선택 및 주파수 선택적 서브채널 선택(frequency selective sub-channel selection) 중 적어도 하나
    를 포함하는중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 통신 네트워크는,
    LTE 및 WiMAX 네트워크 중 어느 하나
    를 포함하는 중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스케줄링을 수행하는 방법은 D2D(Device to Device) 통신 방법에 따라 중계국으로 동작하도록 구성된 이동국에 의해 수행되는
    중계국에서 스케줄링을 수행하는 방법.
  20. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  21. 이동 통신 네트워크에서 사용하기 위한 중계국에 있어서,
    데이터를 저장하기 위해 배열된 버퍼;
    버퍼에 저장된 데이터의 다운링크 전송을 위한 스케줄링 파라미터 및 중계국에 연관된 장치로부터의 채널 상태 정보를 정의하는 채널 상태 정보 스케줄링 정보를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신된 스케줄링 정보, 상기 채널 상태 정보 및 상기 버퍼에 현재 저장된 데이터의 양을 기초로 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는 스케줄링 모듈
    을 포함하는 중계국.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 스케줄링 모듈은,
    상기 버퍼에 현재 저장된 데이터 양 이하를 요구하는 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터를 식별하고,
    하나 이상의 미리 결정된 조건에 따라 상기 복수개의 이용 가능한 스케줄링 파라미터로부터 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 선택하는
    중계국.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 스케줄링 모듈은,
    상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터 중에서 최대 처리량을 제공하는 스케줄링 파라미터; 및
    요구되는 서비스의 품질(Quality of Service, QoS)을 제공하는 상기 스케줄링 파라미터
    중 적어도 하나를 선택하는
    중계국.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미리 결정된 조건을 만족하는 상기 이용 가능한 스케줄링 파라미터가 없는 경우에 응답하여, 상기 중계국이 상기 버퍼에 저장된 상기 데이터의 전송을 연기하는
    중계국.
  25. 제21항 내지 제23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 채널 상태 정보는,
    채널 품질 메트릭(channel quality metric)
    을 포함하고,
    상기 중계국은,
    상기 수신된 채널 상태 정보에서 상기 채널 품질 메트릭의 현재 값과 상기 채널 품질 메트릭의 이전에 수신된 값 간의 차이를 계산하는 차이 계산 모듈; 및
    상기 계산된 차이를 채널 상태 정보로써 기지국 및 중간 중계국 중 적어도 하나에게 전송하는 전송 모듈
    을 더 포함하는 중계국.
  26. 제21항 내지 제23 중 어느 한 항에 있어서,
    복수개의 미리 결정된 레벨 중 어느 하나에 상기 채널 상태 정보를 조정하여 상기 채널 상태 정보를 양자화 하는 양자화 모듈; 및
    상기 양자화된 채널 상태 정보를 기지국 또는 중간 중계국에 전송하는 전송 모듈
    을 더 포함하는 중계국.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 양자화 모듈은,
    상기 채널 상태 정보를 양자화할 때 사용하기 위해,
    이동국과 기지국 간의 멀티 홉 체인에서 높은 수의 홉을 위해 미리 결정된 레벨의 낮은 수를 선택하거나,
    높은 채널 페이딩 조건을 위해 미리 결정된 레벨의 낮은 수를 선택함으로써,
    미리 결정된 레벨의 수를 선택하는
    중계국.
  28. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 채널 상태 정보는,
    이전 시간 간격(previous time period)의 상기 중계국과 상기 중계국에 연관된 장치 간의 통신 채널 상태에 관한 정보
    를 포함하고,
    상기 중계국은,
    상기 수신된 채널 상태 정보를 기초로, 현재 시간 간격(current time period)에 통신 채널의 상태에 관한 채널 상태 정보를 예측하는 예측 모듈
    을 더 포함하고,
    상기 스케줄링 모듈은,
    상기 예측된 채널 상태 정보를 기초로 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는
    중계국.
  29. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은,
    복호 후 전달(decode-and-forward, DF) 릴레이 방식에 따라 동작되고,
    상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터로써 새로운 변조 및 코딩 방식을 획득하는
    중계국.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고,
    상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때, 상기 정의된 대역폭을 유지하는
    중계국.
  31. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 스케줄링 정보는 상기 중계국에 연관된 상기 장치에 할당된 대역폭을 정의하고,
    상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때, 복수의 장치들에 할당된 대역폭을 재할당함으로써 상기 중계국에 연관된 상기 장치를 위한 새로운 대역폭을 획득하는
    중계국.
  32. 제31항에 있어서,
    불량한 채널 상태의 상기 장치들 중 하나에 할당된 대역폭을 축소하고,
    양호한 채널 상태의 장치들 중 하나에 할당된 대역폭을 증가시킴으로써
    상기 스케줄링 모듈은 상기 대역폭 재할당하는
    중계국.
  33. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은 증폭 후 전달(amplify-and-forward, AF) 릴레이 방식에 따라 동작되고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 새로운 대역폭 및 전력 할당을 획득하거나, 또는,
    상기 중계국은 압축 후 전송(compress-and-forward, CF) 릴레이 방식에 따라 동작되고, 상기 스케줄링 모듈은 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득할 때 새로운 대역폭 및 증폭 방식을 획득하는
    중계국.
  34. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스케줄링 모듈은 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm), 비례 공정 알고리즘(proportional fairness algorithm) 또는 적응형 비례 공정 알고리즘(adaptive proportional fairness algorithm)을 기초로, 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하는
    중계국.
  35. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보는 기지국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 상기 수신 모듈은 상기 스케줄링 정보를 기지국으로부터 직접 혹은, 하나 이상의 중간 중계국을 통해 간접적으로 수신하거나,
    상기 스케줄링 정보는 중간 중계국에 의해 할당된 스케줄링 파라미터를 정의하고, 상기 수신 모듈은 중간 중계국으로부터 상기 스케줄링 정보를 수신하는
    중계국.
  36. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신 모듈은 다운링크 데이터를 수신하고,
    상기 중계국은 상기 수신 모듈이 상기 업데이트된 스케줄링 파라미터를 획득하기 전에 상기 수신된 다운링크 데이터를 상기 버퍼에 추가하는
    이동 통신 네트워크에서 사용하기 위한 중계국.
  37. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는,
    채널 품질 표시기(CQI), 신호 대 잡음비(SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR), 반송파 대 간섭 잡음비(Physical Carrier to Interference and Noise Ratio, CINR), 유효 반송파 대 간섭 잡음비(effective CINR), 다중 입력 다중 출력(Multiple In Multiple Out, MIMO) 모드 선택 및 주파수 선택적 서브채널 선택(frequency selective sub-channel selection) 중 적어도 하나
    를 포함하는 중계국.
  38. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은, LTE 및 WiMAX 네트워크 중 어느 하나에서 사용하기 위해 구성된
    중계국.
  39. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계국은 D2D(Device to Device) 통신 방법에 따라 중계국으로 동작하도록 구성된 이동국인
    중계국.
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