KR100523996B1 - 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비실시간 트래픽 데이터를 서비스하기 위한 이동통신 시스템의 스케줄링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 스케줄링 알고리즘에 따르면, 먼저 입력된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로, 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산한다. 그리고나서, 계산된 서브채널당 비트율이 낮을수록 높은 우선순위르 부여하고, 부여된 우선 순위에 따라 패킷 스케줄링을 수행한다.
이와 같은 스케줄링 알고리즘에 의하면, 최소 비트율을 만족함과 동시에 시스템 용량을 증가시킬 수 있다.

Description

이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템 및 방법 {PACKET SCHEDULING SYSTEM AND A PACKET SCHEDULING METHOD IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 패킷 스케줄링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 통신 시스템에서 비실시간(non-real-time) 트래픽 데이터를 서비스하기 위한 스케줄링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 환경 하에서 제한된 자원을 효율적으로 이용하기 위해, 무선 자원을 다수의 사용자들에게 공평하게 분배하는 패킷 스케줄링 알고리즘에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 즉, 다양한 서비스 품질(QoS)을 요구하는 멀티미디어 서비스가 실현됨에 따라, 제한된 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 패킷 스케줄러의 출력 링크의 대역폭을 공정하게 할당하기 위한 여러 가지 방법들이 제안되고 있다.
특히, 비실시간 트래픽 데이터를 서비스하는 이동 통신 시스템에서는, 제한된 자원을 효율적으로 이용함과 동시에 최소 비트율(minimum bit rate; MBR) 요구를 만족하면서 시스템의 전체 용량을 증가시킬 수 있는 알고리즘이 필요하다.
현재 많은 패킷 스케줄링 알고리즘이 연구되고 있는데, 그 중 비실시간 트래픽 데이터를 위한 패킷 스케줄링 알고리즘으로 PF(proportionally fair)가 제안되고 있다.
이 알고리즘은 우선 순위 (priority metric, )에 기초하여, 가장 높은 우선 순위를 가지는 사용자에게 우선적으로 서브채널을 할당하는 방식이다.
구체적으로, PF 알고리즘에 따르면, 우선 순위()는 다음의 수학식 1로 주어지며, 가장 높은 우선 순위()를 가지는 사용자에게 우선적으로 서비스가 수행된다.
여기서, 는 채널에서 전송할 수 있는 데이터율(data rate)을 의미하며, 는 슬롯 t까지 사용자 i에 의해 수신된 평균 데이터율(즉, 서비스된 평균 데이터율)를 의미한다. 그리고, 서비스된 평균 데이터율은 다음의 수학식 2에 의해 갱신되어 진다.
여기서, Tc는 지수적 필터링(exponential filtering)에 대한 시정수이며, 예컨대, Tc=1000슬롯(1초)이다. 그리고, 는 시간 t에서 서브 채널당 사용자 i의 현재 전송율을 나타낸다. 따라서, 현재 서비스를 수신하고 있지 않은 사용자의 경우, 이다.
그러나, PF 알고리즘으로 구현한 종래의 패킷 스케줄러는 비실시간 트래픽 데이터를 대상으로 스케줄링을 수행할 경우, 일부 비실시간 트래픽 데이터들이 최소 비트율을 만족하지 못한 채 각 사용자 단말기로 전송되는 경우가 자주 발생한다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 종래의 패킷 스케줄러는 최소 비트율을 만족하지 못한 채 전송된 패킷들에 대한 평균 차단율(outage probability) 때문에, 시스템의 전체 용량을 증가시키는데 한계가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최소 비트율을 만족함과 동시에 시스템 용량을 증가시킬 수 있는 스케줄링 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법은
(a) 입력된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로, 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하는 단계;
(b) 상기 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 단계; 및
(c) 상기 단계(b)에서 결정된 우선순위에 따라 패킷 스케줄링을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링방법은 OFDMA/FDD 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법으로서,
(a) 상위계층으로부터 수신하는 패킷 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력버퍼에 저장하는 단계;
(b) 상기 입력버퍼에 저장된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하고, 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 단계;
(c) 사용자별로 서비스 한 패킷의 서브 캐리어 수가 최대 서브 캐리어 수를 초과하는지를 판단하는 단계;
(d) 서비스한 패킷의 서브 캐리어수가 최대 서브 캐리어 수를 초과하지 않는 경우, 상기 단계 (b)에서 결정한 우선 순위가 높은 제1 사용자의 스케줄링 갱신 시간이전에 처리되지 않고 남은 패킷의 크기와 전송 데이터 크기를 비교하는 단계; 및
(e) 상기 단계 (d)의 비교결과, 상기 남은 패킷의 크기가 전송데이터 크기보다 크거나 같은 경우 상기 제1 사용자에 대해서 상기 전송 데이터 크기만큼 서비스를 수행한 후 서브 캐리어의 수를 하나 증가시키고, 상기 남은 패킷의 크기가 전송 데이터 크기보다 작은 경우 상기 제1 사용자에 대해서 패킷의 크기만큼 서비스를 수행한 후에 서브 캐리어의 수를 하나 증가시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템은
상위 계층으로부터 수신하는 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력버퍼에 저장하며, 저장된 트래픽 데이터에 대응하는 서비스 품질정보를 관리하는 서비스 품질 관리부;
상기 저장된 비실시간 트래픽 데이터의 서브 채널당 비트율을 계산하는 서브채널당 비트율 산출부; 및
상기 서브채널당 비트율 산출부에 의해 계산된 패킷 서브 채널당 비트율과 사용자의 채널 전송 환경에 기초하여 우선순위를 결정한 후, 우선 순위에 기초하여 패킷 스케줄링을 수행하는 패킷 스케줄러를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 프로그램이 기록된 기록매체는 이동통신 시스템의 실시간 패킷 스케줄링 기능을 가지는 프로그램이 기록된 기록매체로서,
입력된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로, 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하는 기능;
상기 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 기능; 및
상기 결정된 우선순위에 따라 패킷 스케줄링을 수행하는 기능을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 알고리즘에 대하여 상세히 설명한다.
비실시간 트래픽 데이터를 서비스하는 경우, 최소 보장된 데이터율로 전송을 하지 못하면 손실이 발생한다. 따라서, 비실시간 서비스의 경우 요구되는 최소 데이터율에 대한 QoS(Quality of Service)를 만족해야 한다.
(1) 서브채널당 비트율(Per-Subchannel bit rate)
본 발명의 실시예에 따르면, 슬롯 타임 t에서 사용자 i에 대한 서브채널당 비트율()을 다음의 수학식 3으로 정의한다.
여기서, 는 사용자 i에 대해서, 슬롯 타임 t에서 큐에 쌓인(backlogged) 패킷의 총 비트길이를 의미하며, 는 서브채널당 사용자 i의 선두라인(head of line; HOL) 패킷의 대기시간을 의미한다.
개념적으로 서브채널당 비트율은, 현재 슬롯 타임 t에서 사용자 i가 서브채널당 서비스를 받을 수 있는지를 실질적으로 보장하는 유효한 비트율이다.
수학식 3으로부터, 서브 채널당 쌓인 패킷의 길이에 대하여 상대적으로 짧은 대기시간을 고려하는 것이 매우 중요한 성능 측정방법이라는 것을 알 수 있다.
(2) 최소 비트율(minimum bit rate; MBR) 기반 스케줄링 알고리즘
패킷 호(call)의 평균 비트율()는 다음의 수학식 4로 정의된다.
여기서, 는 패킷 호의 지속기간(duration)이고, 는 패킷 호 동안 사용자 i에게 실질적으로 서비스되는 비트의 총계를 의미한다. 각각의 비실시간 서비스 사용자는 새로운 QoS 파라미터인 최소 보장 데이터율()로 서비스되어야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 알고리즘의 목적은 최소 비트율(MBR) 요구를 만족시키는 비실시간 서비스 사용자의 수를 증가시킬 수 있는 새로운 우선 순위(priority metric)를 발견하기 위한 것이다. 이하에서는 설명의 편의상, 모든 데이터 사용자가 동일한 최소 비트율(MBR) 요구를 가지고 있다고 가정한다.
자신의 MBR 요구를 만족시키는 웹(WWW) 사용자의 수를 증가시키기 위해, 일정한 데이터율을 공유하면서 더 낮은 비트율의 사용자에게 더 높은 우선순위를 주는 것이 바람직하다.
모든 서브 채널에 대하여, 본 발명의 실시예에 따른 우선 순위는 다음의 수학식 5로 정의되고, 이 우선 순위에 따라 스케줄링을 한다.
서브채널당 비트율()이 순간적인 자원 과할당(instantaneous resource overallocation)을 나타내는 경향이 있다. 따라서, 수학식 5로부터 알 수 있듯이, 서브채널당 비트율()이 낮을수록 높은 우선 순위를 갖도록 스케줄링을 하면, MBR 요구를 만족하는 비실시간 서비스 사용자의 수를 증가시킬 수 있다.
즉, 수학식 3 및 5으로부터 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 알고리즘에 따르면, 큐에 쌓인 패킷의 총 비트길이()가 짧고 선두라인 패킷의 대기시간()이 길수록(서브채널당 비트율이 낮을수록), 스케줄링될 기회가 커지게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수학식 1에서 정의한 값을 추가적으로 반영함으로써, 좋은 채널의 사용자에게 우선순위를 부여하여 처리량(throughput)을 증가시키면서도 사용자간 공정성을 향상시킬 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 알고리즘은 비실시간 트래픽에서 최소 비트율을 만족함과 동시에 시스템 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템(100)은 기지국(Base Station, 200) 내에 포함되어 있으며, 기지국(200)은 적어도 한 개 이상의 사용자 단말기(301~300n)와의 데이터 송수신을 통해 채널 상태에 관한 정보(버퍼 상태 등)를 패킷 스케줄링 시스템(100)으로 제공한다.
패킷 스케줄링 시스템(100)은 적어도 한 개 이상의 사용자 단말기(301~300n)로 전송할 비실시간 트래픽 데이터에 대한 우선 순위를 결정한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서는 패킷 스케줄링 시스템(100)이 기지국(200) 내에 포함되어 상위 계층으로부터 수신하는 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터에 대해 스케줄링하는 것에 대해 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 각종 이동 통신 시스템 내에 포함되어 비실시간 트래픽 데이터를 스케줄링 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템(100)은 서비스 품질 관리부(QoS Management, 110), 서브채널당(per-subchannel) 비트율 산출부(120) 및 패킷 스케줄러(130)를 포함한다.
서비스 품질 관리부(110)는 상위 계층으로부터 수신하는 IP(Internet Packet) 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력 버퍼(Buffer, 미도시)에 저장한 후, 대응하는 서비스 품질(QoS) 정보를 관리한다.
서브채널당(per-subchannel) 비트율 산출부(120)는 각각의 사용자에 대하여 서비스 품질 관리부(110)에 저장되어 있는 패킷의 서브채널당 비트율을 수학식 3에 기초하여, 계산한다.
패킷 스케줄러(130)는 서브채널당(per-subchannel) 비트율 산출부(120)에 의해 계산된 서브채널당 비트율()과, 채널에서 전송할 수 있는 데이터율() 및 서비스된 평균 데이터율()에 기초하여, 수학식 5에서 정의된 우선 순위를 결정한 후 우선 순위에 기초하여 패킷 스케줄링을 수행한다.
구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄러는 서브채널당 비트율()이 작고, 좋은 채널 상태를 가지고 있는 사용자에게 높은 우선순위를 부여한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비실시간 트래픽 데이터를 이용한 WWW 서비스의 한 모델을 도시한 도면이다.
도 2에 도시되어 있듯이, 비실시간 트래픽 데이터는 WWW(World Wide Web, 이하'WWW'라 함) 서비스를 사용하는 시간적 간격에 의해서 정해지는 세션(session, 210)들을 포함하며, 각 세션들은 적어도 한 개 이상의 패킷 호(packet call, 211)를 포함한다. 그리고, 각각의 패킷 호(211)는 버스트(burst) 특성을 가지는 여러 개의 패킷으로 구성되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 다수의 버스트 패킷들이 모여 한 개의 패킷 호를 구성하는 것이 바로 비실시간 트래픽의 중요한 현상이다.
이때, WWW 응용 서비스에서 패킷의 크기는 파레토(Pareto) 분포로 모델링이 될 수도 있다. 즉, 각각의 패킷과 패킷 호의 개수는 기하 분포를 가지는데, 각 패킷들의 상호 도착 시간(201)과 패킷 호 사이의 독서 시간(reading time, 202)은 지수 분포를 가진다고 정의할 수 있다.
그리고, 상기와 같이 발생한 비실시간적인 WWW 서비스 관련 트래픽 데이터들은 각 사용자별로 구분되어 있는 데이터 버퍼에 입력되어 쌓이게 된다.
그러면, 이러한 특징의 비실시간 트래픽 데이터를 스케줄링하는 스케줄링 시스템의 동작 과정에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시되어 있듯이, 먼저 패킷 스케줄링 시스템(100) 내의 서비스 품질 관리부(110)는 상위계층으로부터 수신하는 IP(Internet Packet) 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력 버퍼에 저장한 후, 저장한 비실시간 트래픽 데이터별 서비스 품질(QoS) 정보를 관리한다(S310).
이후, 서브채널당 비트율 산출부(120)는 입력 버퍼에 대기 중인 패킷들의 서브채널당 비트율(Average Bit Rate)을 수학식 3에 기초하여 산출한다(S320). 즉, 사용자별로 서브채널당 비트율을 산출한다.
이후, 패킷 스케줄러(130)는 산출한 각 사용자별 서브채널당 평균 비트율과, 채널에서 전송할 수 있는 데이터율() 및 서비스된 평균 데이터율()의 비율을 비교하여, 그 비교 비율에 따라 우선순위를 각 사용자별로 계산한 후(S330), 계산된 우선 순위(가중치)에 따라 사용자를 스케줄링한다. (S340)
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 알고리즘이 OFDMA/FDD (orthogonal frequency division multiplexing accss/frequency division duplex) 시스템에 장착되었을 때의 동작의 예를 설명하는 순서도이다.
도4에서, 각각의 주파수 축에 따른 서브 캐리어의 수(Nsubchannels)는 0으로 가정하고, 최대 12개까지 서브 캐리어 수를 설정할 수 있다고 가정한다.
도4에 도시한 바와 같이, OFDMA/FDD 시스템은 서비스하고자 하는 데이터가 비실시간 트래픽 데이터인지를 판단한다. (S520)
상기 단계 S520에서 비실시간 트래픽 데이터로 판단한 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 서브채널당 비트율() 등에 기초하여 우선 순위를 결정한다.
그리고 나서, OFDMA/FDD 시스템은 사용자별로 서비스 한 패킷의 서브 캐리어 수가 최대 서브 캐리어 수(도4에서는 12개)를 넘는지를 판단한다. (S540)
상기 단계 S540의 판단 결과, 서비스한 패킷이 최대 서브 캐리어 수를 넘으면 서비스 제공을 바로 종료한다. 상기 단계 S540의 판단 결과, 서비스한 패킷의 서브 캐리어수가 최대 서브 캐리어 수를 넘지 않으면, 우선 순위가 높은 사용자(a)에 대한 스케줄링 갱신 시간(t) 이전에 처리되지 않고 남은 패킷의 크기(La(t))가 신호대 간섭비 값에 따라서 결정되는 전송 방법에 따른 전송 데이터 크기(Ta(t))보다 크거나 같은지를 판단한다. (S550)
상기 단계 S550의 판단결과, 처리되지 않고 남은 패킷의 크기(La(t))가 전송데이터 크기(Ta(t))보다 크거나 같으면, OFDMA/FDD 시스템은 사용자(a)에 대해서 전송 데이터 크기(Ta(t))만큼 서비스를 수행한 후, 서브 캐리어의 수를 하나씩 증가시킨다(S560).
한편, 상기 단계 S550의 판단결과, 처리되지 않고 남은 패킷의 크기(La(t))가 전송 데이터 크기(Ta(t)) 보다 작으면, OFDMA/FDD 시스템은 사용자(a)에 대해서 패킷의 크기(La(t))만큼 서비스를 수행한 후에 서브 캐리어의 수를 하나 증가시킨다(S570).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 그 외에 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 즉, 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스케줄링 알고리즘은 최소 비트율을 만족함과 동시에 시스템 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비실시간 트래픽 데이터를 이용한 웹(WWW) 서비스의 한 모델을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 시스템의 동작 과정을 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 스케줄링 알고리즘이 OFDMA/FDD 시스템에 장착되었을 때의 동작의 예를 설명하는 순서도이다.

Claims (13)

  1. (a) 입력된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로, 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하는 단계;
    (b) 상기 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 단계; 및
    (c) 상기 단계(b)에서 결정된 우선순위에 따라 패킷 스케줄링을 수행하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브채널당 비트율()은 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
    여기서, 는 슬롯 타임 t에서 큐에 쌓인 패킷의 총 비트길이, 는 서브채널당 사용자 i의 선두라인 패킷의 대기시간을 의미함
  3. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 상기 서브채널당 비트율이 낮을수록 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는 사용자의 채널 전송 환경을 추가로 이용하여 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채널 전송 환경은 채널에서 전송할 수 있는 데이터율()에 대한 사용자에게 서비스된 평균 데이터율()의 비에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 우선 순위는 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
    여기서, , 는 슬롯 타임 t에서 큐에 쌓인 패킷의 총 비트길이, 는 서브채널당 사용자 i의 선두라인 패킷의 대기시간, 는 채널에서 전송할 수 있는 데이터율, 는 사용자에게 서비스된 평균 데이터율을 의미함.
  7. 상위 계층으로부터 수신하는 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력버퍼에 저장하며, 저장된 트래픽 데이터에 대응하는 서비스 품질정보를 관리하는 서비스 품질 관리부;
    상기 저장된 비실시간 트래픽 데이터의 서브 채널당 비트율을 계산하는 서브채널당 비트율 산출부; 및
    상기 서브채널당 비트율 산출부에 의해 계산된 패킷 서브 채널당 비트율과 사용자의 채널 전송 환경에 기초하여 우선순위를 결정한 후, 우선 순위에 기초하여 패킷 스케줄링을 수행하는 패킷 스케줄러를 포함하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브채널당 비트율은 상기 입력 버퍼의 큐에 쌓인 패킷의 총 비트길이와 서브채널당 사용자 i의 선두라인 패킷의 대기시간을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 패킷 스케줄러는 입력 버퍼의 큐에 쌓인 패킷의 총 비트길이가 작고, 서브채널당 사용자 i의 선두라인 패킷의 대기시간을 길수록 우선 순위를 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 스케줄링 시스템은 OFDMA/FDD 시스템에 적용되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템.
  11. OFDMA/FDD 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법에 있어서,
    (a) 상위계층으로부터 수신하는 패킷 데이터 중 비실시간 트래픽 데이터를 입력버퍼에 저장하는 단계;
    (b) 상기 입력버퍼에 저장된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하고, 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 단계;
    (c) 사용자별로 서비스 한 패킷의 서브 캐리어 수가 최대 서브 캐리어 수를 초과하는지를 판단하는 단계;
    (d) 서비스한 패킷의 서브 캐리어수가 최대 서브 캐리어 수를 초과하지 않는 경우, 상기 단계 (b)에서 결정한 우선 순위가 높은 제1 사용자의 스케줄링 갱신 시간이전에 처리되지 않고 남은 패킷의 크기와 전송 데이터 크기를 비교하는 단계; 및
    (e) 상기 단계 (d)의 비교결과, 상기 남은 패킷의 크기가 전송데이터 크기보다 크거나 같은 경우 상기 제1 사용자에 대해서 상기 전송 데이터 크기만큼 서비스를 수행한 후 서브 캐리어의 수를 하나 증가시키고, 상기 남은 패킷의 크기가 전송 데이터 크기보다 작은 경우 상기 제1 사용자에 대해서 패킷의 크기만큼 서비스를 수행한 후에 서브 캐리어의 수를 하나 증가시키는 단계를 포함하는 OFDMA/FDD 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 입력 버퍼에 저장된 패킷 데이터의 비트길이가 작고, 패킷의 대기시간이 길수록 우선 순위를 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDMA/FDD 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 방법.
  13. 이동통신 시스템의 실시간 패킷 스케줄링 기능을 가지는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    입력된 비실시간 패킷 데이터의 비트길이와 패킷의 대기시간을 기초로, 각각의 사용자에 대한 서브채널당 비트율을 계산하는 기능;
    상기 계산된 서브채널당 비트율을 고려하여 우선순위를 결정하는 기능; 및
    상기 결정된 우선순위에 따라 패킷 스케줄링을 수행하는 기능을 포함하는 프로그램이 기록된 기록매체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101233232B1 (ko) 2011-05-16 2013-02-14 에스케이텔레콤 주식회사 ＱｏＳ에 따른 세션 관리를 이용한 푸시 서비스 제공 시스템 및 방법
KR101881348B1 (ko) 2017-02-10 2018-07-24 아주대학교산학협력단 데이터 수신방법 및 그 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798854B1 (ko) * 2005-11-18 2008-01-29 에스케이 텔레콤주식회사 광대역 이동 액세스 시스템에서 실시간 및 비실시간 통합서비스를 지원하기 위한 적응적 지연 임계값 기반 패킷스케줄링 방법
KR100806215B1 (ko) * 2006-09-27 2008-02-22 에스케이 텔레콤주식회사 휴대인터넷 시스템에서 패킷 스케줄링 방법 및 시스템
KR101346368B1 (ko) * 2007-01-12 2013-12-31 삼성전자 주식회사 고속의 이동국을 위한 랜덤액세스 프리앰블과 저속의이동국을 위한 랜덤액세스 프리앰블을 주파수축 상에서다중화하는 방법
CN101600232B (zh) * 2009-04-24 2012-07-04 新邮通信设备有限公司 一种上行调度的方法及基站

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020093976A1 (en) * 2000-11-30 2002-07-18 Leonid Razoumov Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20020176380A1 (en) * 2001-04-12 2002-11-28 Holtzman Jack M. Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20030081627A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 Gang Bao Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20030152083A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-14 Nami Nagata Packet transfer scheduling device and packet transfer scheduling method
KR20050039376A (ko) * 2003-10-24 2005-04-29 한국전자통신연구원 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020093976A1 (en) * 2000-11-30 2002-07-18 Leonid Razoumov Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20020176380A1 (en) * 2001-04-12 2002-11-28 Holtzman Jack M. Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20030081627A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 Gang Bao Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system
US20030152083A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-14 Nami Nagata Packet transfer scheduling device and packet transfer scheduling method
KR20050039376A (ko) * 2003-10-24 2005-04-29 한국전자통신연구원 이동통신 시스템의 패킷 스케줄링 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101233232B1 (ko) 2011-05-16 2013-02-14 에스케이텔레콤 주식회사 ＱｏＳ에 따른 세션 관리를 이용한 푸시 서비스 제공 시스템 및 방법
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