KR101790631B1

KR101790631B1 - 원거리 통신 네트워크에서 데이터 패킷 스케줄링을 위한 방법

Info

Publication number: KR101790631B1
Application number: KR1020137030222A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 카마르다; 마르코 카레티; 다리오 사벨라
Original assignee: 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2017-10-26
Also published as: US20140036865A1; CN103477695A; EP2698026A1; WO2012139653A1; US9264190B2; KR20140024902A; CN103477695B; EP2698026B1

Abstract

원거리 통신 네트워크에서 데이터 패킷들 및 제어 정보를 스케줄링하는 방법이 개시되며, 이 경우에 데이터 패킷들 및 제어 정보는 전송 시간 간격 (TTI) 내에 이용 가능한 OFDM 심볼의 그룹 내 전송에 대해서 스케줄링된다.
스케줄링될 데이터 패킷들의 세트가 스케줄러에 의해서 먼저 선택되며 (401), 상기 스케줄러는 그 후에 OFDM 심볼들의 상기 그룹 중 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들 내에서 상기 데이터 패킷들의 세트에 연관된 제어 정보를 스케줄링하기 위한 제어 솔루션들을 검색한다 (402). 상기 스케줄러는 다른 이용 가능한 OFDM 심볼들 내에서 상기 선택된 데이터 패킷들을 스케줄링하기 위한 데이터 솔루션들을 검색한다 (408). 스케줄러는 데이터 패킷들의 상이한 세트 그리고 제어 정보를 스케줄링하기 위한 상이한 개수의 OFDM 심볼들을 고려하여 데이터 및 제어 솔루션들을 검색하는 것을 반복한다. 마지막으로, 스케줄러는 e) 스케줄링 솔루션에 따라 데이터 패킷들 및 제어 정보를 스케줄링하며 (411), 이 경우 제어 정보는 제어 솔루션에 따라서 스케줄링되며 그리고 데이터 패킷들은 상기 제어 솔루션에 연관된 데이터 솔루션에 따라서 스케줄링된다.

Description

원거리 통신 네트워크에서 데이터 패킷 스케줄링을 위한 방법{Method for data packet scheduling in a telecommunication network}

본 발명은 원거리 통신 네트워크들의 분야에 관련되며, 더 상세하게는 청구항 1의 전제부에 따른 원거리 통신 네트워크에서 데이터 패킷들을 스케줄링하기 위한 방법에 관련된다. 본 발명은 주파수 분할 변조 (frequency division modulation (FDM))로의 바람직한 응용을 발견하며, 그리고 더 바람직하게는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 유형에 바람직한 응용을 발견한다. 본 발명은 원거리 통신 네트워크에 그리고 상기 방법들을 제공하기 위해 적합한 라디오 설비들에 또한 관련된다.

패킷 교환 전송들에서, 두 개의 설비들 사이에서 전송되는 데이터는 그 패킷들의 수령자에 관한 정보를 포함하는 패킷들로 조직된다. 사용자 장비로부터 송신된 패킷들은 그 패킷들을 최종의 수령자, 예를 들면, 다른 사용자 또는 네트워크 서버에게 라우팅하는 네트워크에 의해서 수신된다.

공중망 (public network)이 동일한 물리적인 자원들을 공유하는 막대한 수의 사용자들에게 서비스들을 제공하기 때문에, 모든 사용자들에게 필수적인 서비스 품질 (Quality of Service (QoS))을 공급하기 위해 자원 할당은 최고로 중요하다.

효율적인 자원 할당은 서비스 품질 (QoS) 요구사항들, 상이한 사용자들의 채널 상태들, 상이한 서비스 클래스들 사이에서의 우선순위들과 같은 여러 파라미터들을 고려해야만 한다.

그러므로 패킷 스케줄링은 네트워크의 중요한 과제이며, 이는 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 네트워크들 (롱텀 에볼루션 (Long Term Evolution - LTE)과 유사함)에서 더욱 복잡하며, 이 경우 자원들은 시간에서 그리고 주파수에서 관리될 것이다.

LTE에서, 스케줄러에 대한 기본적인 라디오 자원은 TTI (Time Transmission Interval)이며, 이는 (시간 차원을 따라서) 두 개의 부분들로 분할된다: 제어 구역 (제어 채널, 예를 들면, PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 운반한다) 및 데이터 구역 (예를 들면, PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)을 운반한다). 이런 두 구역들은 시간 차원에서 인접하며, 그리고 전체적인 점유는 14개 OFDMA 심볼들과 동일하다 (보통의 주기적 전치 부호 (cyclic prefix)의 경우임).

상기 제어 구역의 길이는 2-3-4 OFDMA 심볼들로 세팅될 수 있으며 (10개까지의 물리적 자원 블록들 (Physical Resource Blocks (PRBs))을 포함하는 TTI의 경우임) 또는 1-2-3 OFDMA 심볼들로 세팅될 수 있으며 (10개를 넘는 PRB들을 포함하는 TTI의 경우임))을 포함하는 TTI의 경우임), 그리고 제어 및 데이터 구역 사이에서의 이 스위칭 포인트는 특정 정도의 자유도를 가진 시스템에 의해서 세팅될 수 있다.

알려진 네트워크 솔루션들은 남아있는 데이터 구역 내에 어떻게 데이터 패킷들을 할당하는가를 결정하기 이전에 DCI를 위해서 계획된 OFDM 심볼들의 개수를 고정하는 것을 제공한다. 다른 말로 하면, 상기 알려진 솔루션들은 얼마나 많은 네트워크 자원들이 다운링크 제어 정보 (downlink control information (DCI))에 전용될 것인가를 먼저 결정하고 그리고 상기 TTI의 남아있는 자원들에 데이터 패킷들을 할당하는 것을 그 다음에 제공한다.

영국 특허 출원 GB 2434279A는 통신 시스템 내 자원 할당을 위한 방법을 개시한다. 상기 방법은 로컬화된 그리고 분산된 사용자들에게 로컬화된 자원들을 제공하기 위해서 대역 내에서 특정 시간 및 주파수 청크들을 세팅하는 것을 포함한다. 각 사용자에 대한 시그날링 자원들 할당은 할당된 자원들의 동일한 주파수 범위에서 그 청크 내에 또는 그 주파수 범위의 서브세트에 있다.

Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), Dublin, Ireland, April 2007에서 Pokhariyal, K. I. Pedersen, G. Monghal, I. Z. Kovacs, C. Rosa, T. E. Kolding, and P. E. Mogensen에 의해 공개된 과학 기사 "HARQ Aware Frequency Domain Packet Scheduler with different degrees of fairness for the UTRAN Long Term Evolution"은 상기 패킷 스케줄러를 시간 도메인 및 주파수 도메인 부분으로 분할함으로써 사용자들 사이에서의 공정함이 효율적으로 제어될 수 있다는 것을 개시한다. 각 스케줄링 부분에 상이한 알고리즘들이 적용된다.

상기 문헌에서, OFDMA 시스템들을 위한 여러 다른 스케줄링 알고리즘들이 알려져 있다. 특히, 과학 기사들 'Optimal Power Allocation in Multiuser OFDM Systems', (Z. Shen, J. Andrews, B. Evans에 의해서 IEEE GLOBECOM 2003에서 공개됨), 'Fair OFDMA Scheduling Algorithm Using Iterative Local Search with k-opt-Switches', (2008, A.Ibing, H. Boche) 그리고 "MAC Scheduling Scheme for VoIP Traffic Service in 3G LTE" (S. Choi, K. Jun, Y. Shin, S. Kang, B. Choi에 의해서 공개됨, VTC'2007, pp.1441-1445)은 OFDM 시스템들을 위한 스케줄링 알고리즘들을 제안한다. 이 기사들은 라디오 서브프레임 내 제어 구역 및 데이터 구역 사이에서의 분리를 고려하지 않는다; 최종 솔루션은 OFDM 서브캐리어들의 데이터 구역에만 관련된다.

본 출원인들은 비록 본 발명이 속한 기술 분야에서 여러 패킷 스케줄링 알고리즘들이 알려져 있지만 그 솔루션들이 용량의 면에서 데이터 구역과 제어 구역 사이에서의 상호 의존성을 고려하지 않기 때문에, 그 알려진 솔루션들이 항상 효과가 있지는 않다는 것을 알고 있다. 사용자 데이터가 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 통해서 전송되고 그리고 특정 개수의 데이터 패킷들에서 상기 TTI에서 스케줄링되기 때문에, 상기 시스템 용량은 각 TTI에서 스케줄링된 전송 블록들 (TBs)의 개수 및 크기에 의존한다. 더욱이, 전파 환경 (propagation environment)이 빠른 페이딩 프로세스라는 특징을 가지기 때문에, 채널 품질의 주파수 선택도는 자원 할당 단계 (즉, 전송될 특정 TB의 TTI 내에서 점거된 PRB들에 관한 주파수 위치의 선택) 동안에 고려되어야 할 중요한 문제이다; 실제로, TTI 내에서 전달된 TB의 스펙트럼 효율은 그 TTI 내 사용된 PRB들의 세트에 또한 의존하며, 그러면 전반적인 용량은 사용된 특정 자원 할당 알고리즘에 의존한다.

결국, 제어 구역 및 데이터 구역 사이의 상기 스위칭 포인트는 그 구역들로 향하는 자원들의 양을 결정하기 때문에, 그 시스템 용량은 이 파라미터에 또한 의존한다; 그 결과 제어 영향에 보류된 OFDMA 심볼들의 개수는 상기 데이터 구역의 용량에 영향을 준다; 반면에 상기 데이터 구역에 보류된 자원들의 양은 상기 제어 구역에서의 용량에 영향을 주며, 그 결과는 상기 TTI 내 두 구역들의 상호-의존이다.

결과적으로, 상기 스위칭 포인트의 최적의 선택은 사용자들 채널 상태들에 의존하는 것이 일반적이지만, 스케줄링될 패킷들의 세트에도 또한 의존하며, 그리고 반면에, 전송하는 것이 가능한 패킷들의 수는 결과적으로 상기 스위칭 포인트에 의존한다.

그러므로 스케줄링 효율을 향상시키기 위해서 TTI의 제어 및 데이터 구역 사이의 상호 의존을 고려하는 패킷 스케줄링 방법에 대한 필요성이 존재한다.

영국 특허 출원 GB 2434279A

"HARQ Aware Frequency Domain Packet Scheduler with different degrees of fairness for the UTRAN Long Term Evolution", Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), Dublin, Ireland, April 2007, Pokhariyal, K. I. Pedersen, G. Monghal, I. Z. Kovacs, C. Rosa, T. E. Kolding, and P. E. Mogensen "Optimal Power Allocation in Multiuser OFDM Systems", (Z. Shen, J. Andrews, B. Evans, IEEE GLOBECOM 2003) "Fair OFDMA Scheduling Algorithm Using Iterative Local Search with k-opt-Switches", (2008, A.Ibing, H. Boche) "MAC Scheduling Scheme for VoIP Traffic Service in 3G LTE" (S. Choi, K. Jun, Y. Shin, S. Kang, B. Choi, VTC'2007, pp.1441-1445)

본 발명의 목적은 패킷 스케줄링 방법 그리고 알려진 솔루션들의 대안인 관련된 네트워크 스케줄러를 제시하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 네트워크 자원들을 더욱 효율적으로 할당하는 것을 허용하는 패킷 스케줄링 방법을 제시하는 것이다. 특히, TTI의 제어 및 데이터 구역 사이의 상호 의존성을 고려한 패킷 스케줄링 방법을 제시하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따르면, 이런 그리고 다른 목적들은 본 발명의 설명의 통합된 일부인 첨부된 청구범위의 특징들을 포함하는 방법에 의해서 달성된다.

본 발명은 이 방법을 실행하도록 적응된 관련된 라디오 장비 및 네트워크에 또한 관련된다.

본 발명자들은 스케줄링 방법을 실행하는 것을 고려했으며, 그 스케줄링 방법에서, 스케줄링될 데이터 패킷들의 세트가 먼저 스케줄러에 의해서 선택된다. 후자는 미리 정해진 전송 시간 간격에서 이용가능한 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들에서 데이터 패킷들의 상기 세트에 연관된 제어 정보를 스케줄링하기 위한 제어 솔루션들을 검색한다. 상기 스케줄러는 이용 가능한 다른 OFDM 심볼들에서 상기 선택된 데이터 패킷들을 스케줄링하기 위한 데이터 솔루션들을 또한 검색한다. 스케줄러는 데이터 솔루션 및 제어 솔루션을 검색하는 것들을 반복하며, 그러면서 데이터 패킷들의 상이한 세트 그리고 제어 정보를 스케줄링하기 위한 상이한 개수의 OFDM 심볼들을 고려한다. 결국, 스케줄러는 스케줄링 솔루션에 따라 데이터 패킷들 및 제어 정보를 스케줄링하며, 이 경우에 제어 정보는 발견된 제어 솔루션들 중 하나의 제어 솔루션에 따라서 스케줄링되며 그리고 데이터 패킷들은 상기 제어 솔루션에 연관된 데이터 솔루션에 따라서 스케줄링된다.

이 솔루션은 전송될 가변 개수의 데이터 패킷들 그리고 TTI 내에서 데이터 구역 및 제어 구역 사이의 융통성 있는 스위칭 포인트 둘 모두를 고려하는 넓은 범위의 솔루션들 (자원 할당 문제의 잠재적으로 모든 가능한 솔루션들)을 고려함으로써 스케줄링이 달성되는 유리함을 제공한다. 이는 네트워크 자원들을 이용하는데 있어서 효율을 증가시키는 효과를 가진다.

한 모습에서, 스케줄러는 DCI를 위해 의도된 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들에서 제어 솔루션들을 먼저 검색하고, 그리고 그 후에, 발견된 각 제어 솔루션에 대해서, 상기 데이터 구역 내에서 데이터를 스케줄링하기 위한 데이터 솔루션들을 검색한다.

이 솔루션은 스케줄링 알고리즘의 계산 비용을 줄이는 유리함을 가지며, 이는 그 솔루션이 타당한 제어 솔루션들에 대한 데이터 솔루션들만을 검색하기 때문이다. 어떤 타당한 제어 솔루션들도 존재하지 않는다면, 어떤 데이터 솔루션도 검색되지 않는다. 관련된 DCI 없이 데이터를 스케줄링하는 것은 의미가 없기 때문에, 이 솔루션은 양호한 솔루션들을 잃지 않으면서도 계산 비용을 줄인다.

한 모습에서, 본 발명은 스케줄링 방법에 또한 관련되며, 그 스케줄링 방법에서, 데이터 패킷들은 우선순위 규칙에 따라서 순서가 정해지며, 그리고 그 스케줄링 방법에서, 선택된 데이터 패킷들의 세트는 더 높은 우선순위를 구비한 데이터 패킷들의 세트이다.

이 솔루션은 전송될 각 데이터 패킷에 연관된 서비스 품질에 의존하는 규칙과 같은 우선순위 규칙들 그리고 네트워크 자원들, 두 가지 모두를 고려함으로써 스케줄링이 향상된다는 유리함을 제공한다.

데이터 패킷들이 전송 블록들 내에서 그룹으로 되는 본 발명의 다른 모습에서, TTI에서 전송될 수 있는 데이터 패킷들의 개수를 최대화하기 위해서 데이터 패킷들의 세트가 선택된다. 이 솔루션은 같이 전송되어야 할 데이터로 인한 제한들을 효율적으로 고려하는 것을 허용하는 유리함을 가진다.

추가적인 모습에서, 최선의 스케줄링 솔루션에 의해서 고려되지 않았기 때문에 첫 번째 전송 간격에서의 전송을 위해 스케줄링되지 않은 데이터 패킷들은 그러면 저장되고 그리고 두 번째 전송 시간 간격에서 스케줄링될 추가의 데이터 패킷들에 추가된다. 특히, 상기 첫 번째 TTI에서 스케줄링되지 않은 데이터는 상기 두 번째 TTI에서 우선순위가 정해지며, 그래서 상기 두 번째 TTI에서 스케줄링될 그 데이터의 기회가 증가된다. 이 방식에서 사용자에게로의 데이터 배송 시간은 너무 많이 증가되지는 않는다.

본 발명의 한 모습에서, 추가적인 스케줄링 제한들을 고려하면서, 특히 CoMP (Coordinated Multi-Point) 또는 지속적인 스케줄링 (persistent scheduling)을 가능하게 하기 위한 제한들을 고려함으로써 제어 솔루션들이 검색된다.

다른 모습에서, 상기 스케줄링 방법은 각 스케줄링 솔루션에 판단 (judgement)을 부여하는 단계를 제공한다. 상기 판단은 미리 정해진 측정기준 (metric)을 기반으로 하며, 그럼으로써, 전송될 패킷들은 상기 측정기준에 관한 최선의 판단을 가진 솔루션에 따라서 스케줄링된다.

다른 모습에서, 본 발명은 사용자 장비와 무선으로 통신하기 위한 전송 유닛에 작동적으로 연결된 제어 유닛을 포함하는 라디오 장비에 관한 것이다. 상기 제어 유닛은 전송 유닛을 경유하여 사용자 장비로 전송될 데이터 및 제어 정보를 스케줄링하기 위한 스케줄러를 포함한다. 그 스케줄러는 본 발명에 따른 스케줄링 방법을 실행하도록 구성된다.

본 발명의 추가의 목적들 및 유리함들은 다음의 상세한 설명으로부터 명백할 것이며, 본 발명은 첨부된 도면들에 도시된 비 제한적인 예들을 참조하여 설명된다.

본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

본 발명은 첨부된 도면들에서 해설적인 그리고 비 한정적인 논거를 제공하는 비 제한적인 예들을 참조하여 아래에서 제시될 것이다. 상기 도면들은 본 발명의 상이한 모습들 및 실시예들을 도시하며, 그리고 적절한 경우에, 상이한 도면들에서 유사한 구조들, 컴포넌트들, 재질들을 예시하는 참조번호들은 유사한 참조번호들에 의해서 표시된다.
도 1은 본 발명에 따른 원거리 통신 네트워크를 도시한다.
도 2는 도 1의 네트워크의 라디오 장비의 블록 구성을 도시한다.
도 3은 도 2의 라디오 장비의 스케줄러의 블록 구성을 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 스케줄링 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다.

본 발명이 다양한 수정들 및 대안의 구성들을 받아들일 수 있지만, 본 발명의 특정의 도시된 실시예들이 도면들에서 보이며 그리고 아래에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명을 개시된 그런 특정한 모습으로 제한하려고 의도된 것은 전혀 아니며, 반대로, 본 발명은 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위 내에 있는 모든 수정들, 대안의 구성들 및 동동한 것들을 모두 커버할 것이라는 것이 이해되어야만 한다.

다음의 설명에서 그리고 도면들에서, 유사한 엘리먼트들은 유사한 참조번호들을 이용하여 식별된다. "예를 들면", "등등" 그리고 "또는"을 사용하는 것은, 정 반대로 기재된 경우가 아니라면, 한정하지 않는 비-배타적인 대안들을 나타낸다. "포함한다"의 사용은, 정 반대로 기재된 경우가 아니라면, "포함하지만, 그것들로 한정되지는 않는다"라는 것을 의미한다. 명사 "레지스터"는 읽을 수 있는 메모리 영역을 표시하기 위해서 사용된다.

"전송 블록 (transport block)"의 용어는 물리적 레이어와 MAC 레이어 사이에서 교환되는 기본적인 데이터 유닛을 정의하기 위해서 사용된다. 그러므로 전송 블록은 공동으로 인코딩될 물리적 레이어에 의해서 수락된 데이터 그룹을 정의한다.

"자원 엘리먼트 (resource element)"의 용어는 시간-주파수 자원 그리드 내 각 엘리먼트를 정의하기 위해서 사용되며, 그리고 각 자원 엘리먼트는 eNodeB 에 의해서 전송된 하나의 복소수 값 (complex-valued) 변조 심볼에 대응한다.

도 1에서, 무선 통신 시스템에 개시되며, 특히, 원거리 통신 네트워크 (100)는 무선 액세스 서브시스템 (110) (또한 E-UTRAN으로도 불린다) 및 코어 네트워크 (120)를 포함한다.

액세스 서브시스템 (110)은 사용자 장비들 (UEs) (112)와 무선으로 통신하는 액세스 장치들 (111)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 액세스 서브시스템은 사용자 장비의 상기 네트워크로의 케이블 접속을 위한 장치를 또한 포함한다.

다음의 설명에서, 원거리 통신 네트워크 (100)는 LTE-A 네트워크이며 그리고 액세스 장치들 (111)은 eNodeB 장치들이며, 그럼에도 불구하고 본 발명은 이런 유형의 네트워크로 한정되는 것은 아니다. 예시의 네트워크 (100)는 LTE 네트워크 (즉, 본 발명의 특징들을 제외하면 3GPP 표준 릴리즈 10에 따라서 동작하는 네트워크) 또는 상기 네트워크에 액세스하는 UE들에게 전송될 데이터 패킷 및 제어 정보의 스케줄링을 필요로 하는 어떤 다른 유형의 FDM (예를 들면, OFDM 또는 OFDMA)일 수 있다.

eNodeB들 (111)은 (도 1에서 점선으로 표시된) 데이터 인터페이스 (113)를 경유하여 서로 상호 연결되며, 그 데이터 인터페이스는 LTE에서는 X2 인터페이스로 알려진다. X2 인터페이스는 IP 프로토콜을 기반으로 한다.

eNodeB들 (111)은 S1 인터페이스 (114)를 경유하여 코어 네트워크 (120)로 연결되며, 이 코어 네트워크는 상기 액세스 서브시스템 (110)을 경유하여 연결된 사용자들에게 (음성 호출들 또는 VoIP 호출들과 같은) 서비스들을 제공하기 위해 서버 및 데이터베이스들 (홈 로케이션 레지스터와 비슷함)을 포함한다. 특히, 코어 네트워크 (120)는 다른 네트워크들과의 접속을 위한 게이트웨이 및 MMEs (Mobility Management Entities)를 포함한다.

본 발명에 따른 eNodeB (111)의 예는 이 결과 도 2 및 도 3을 참조하여 개시된다.

도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 eNodeB (111)의 블록 구성을 개시한다. eNodeB (111)는 UE와의 무선 통신을 설립하기에 적합한 라디오 장비이다. 이 목적을 위해서, eNodeB (111)는 수신 유닛 (202) 및 전송 유닛 (203)에 작동적으로 (operatively) 연결된 안테나 (201)를 포함한다. 수신 유닛 (202) 및 전송 유닛 (203) 둘 모두는 물리적 레이어에서의 모든 기능들을 실행한다.

LTE는 OFDMA 네트워크이기 때문에, eNodeB (111) 수신 유닛 (202)은 디지털 컨버터 (ADC)와 유사한 것을 포함하며, OFDM 디코더 그리고 결국은 오류 교정 유닛 (예를 들면, 전방 오류 교정 (Forward Error Correction) 디코더)이 이어진다. 수신 유닛 (202)은 업링크 채널에서 사용자 장비에 의해 전송된 데이터를 수신하고 그리고 데이터 패킷들을 출력하며, 이 데이터 패킷들은 제어 유닛 (204)에 의한 추가의 디코딩 프로세스들을 겪을 것이며, 이 제어 유닛은 바람직하게는 마이크로제어기이며, MAC 그리고 애플리케이션 레이어까지의 다른 기능들와 같은 프로토콜 스택의 상위 레이어들의 기능들을 실행한다.

제어 유닛 (204)은 다운링크 채널에서 사용자 장비로 전송될 데이터를 생성한다. 이 다운링크 데이터는 그러면 전송 유닛 (203)에 의해서 프로세싱되며, 이 전송 유닛은 이 실시예에서는 OFDM 코더를 포함한다.

제어 유닛 (204)은 S1 인터페이스 (208)에 그리고 X2 인터페이스 (209)에 작동적으로 연결되어, 각각 코어 네트워크 (120) 및 다른 eNodeB들 (111)과 통신한다.

제어 유닛 (204)은 그러므로 상기 eNodeB에 의해서 서빙되는 UE들로 전송될 데이터를 참조번호 208 및 209의 인터페이스들을 경유하여 수신한다. 하나의 예로서, 사용자가 인터넷을 순항하고 있을 때에, 인출된 데이터가 상기 코어 네트워크 (120)를 경유하여 상기 eNodeB (111)로 상기 S1 인터페이스를 경유하여 전송되며 그리고 그 후에 사용자에로의 전송을 위하여 스케줄링된다. 상기 UE로 전송될 다른 데이터가 상기 제어 유닛 (204)에 의해서 로컬에서 생성될 수 있으며, CQI 또는 다른 라디오 측정들을 보고하기 위해서 상기 UE에게 요청하기 위한 메시지들이 그런 데이터의 예이다.

제어 유닛 (204)은 상기 eNodeB 와의 무선 통신에서 UE들로 전송될 DCI 및 데이터 패킷들을 스케줄링하기 위한 스케줄러 (2040)를 포함한다. 스케줄러 (20400는 프로세서에 의해서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로 구현되는 것이 바람직하지만, 그럼에도 불구하고 그것은 하드웨어에 의해서 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

스케줄러 (2040)의 블록 구성이 도 3에서 제시된다.

스케줄러 (2040)는 두 개의 패킷 스케줄링 단계들로 계층적으로 조직된다. 스케줄러 (2040)는 그러므로 할당될 전송 블록들 (TBs)의 세트를 정의하는 시간 도메인 패킷 스케줄러 (Time Domain Packet Scheduler (TDPS)) 모듈 (2041) 그리고 이용 가능한 네트워크 자원들에서 최선의 방식으로 TB들의 상기 세트를 할당하려고 시도하며 그리고 (코오디네이트들 스케줄링 (coordinates scheduling)으로 인해서 또는 지속적인 스케줄링으로 인해서) 존재할 수 있는 모든 스케줄링 제한들을 고려하는 주파수 도메인 패킷 스케줄러 (Frequency Domain Packet Scheduler (FDPS)) (2042)를 포함한다.

TDPS 모듈 (2041)은 전송될 데이터 그리고 전송될 패킷들의 우선순위를 정하기 위해서 필요한 정보를 입력으로서 수신한다.

도 3의 바람직한 실시예에서, 참조번호 2041의 모듈은 현재의 TTI에서 전송될 TB들의 목록, 그리고 이전의 TTI에서 전송되지 않았으며 이제 전송될 큐에 있는 TB들의 시퀀스를 입력으로서 수신한다.

전송될 데이터의 우선순위를 정하기 위해서 그리고 현재의 TTI에서 전송될 TB의 출력 스트림을 생성하기 위해서, TDPS 모듈 (2041)은 QoS 제한들 및 CQI (Channel Quality Information)를 입력으로서 수신한다. 이 두 가지 정보는 상기 TDPS 스케줄러가 더 높은 우선순위 레벨을 가진 사용자들의 세트를 선택하고 그리고 그 사용자 스케줄링 우선순위에 따라 TB들의 세트를 생성하고 그리고 그것들의 치수 (즉, 전송 블록 크기 (transport block size; TBS))를 선택하는 것을 허용한다.

바람직한 실시예에서, TPDS 모듈 (2041)에 의해서 생성된 TB들의 목록은 FIFO (First In First Out) 큐에 있다. 다른 말로 하면, TB들의 시퀀스는 감소하는 모드의 우선순위로 순서가 정해진다. 즉, 첫 번째 위치에 있는 TB는 가장 높은 우선순위를 가지며 그리고 마지막 위치에 있는 TB는 가장 낮은 우선순위를 가진다.

순서가 정해진 TB들의 이 목록은 FDPS (Frequency Domain Packet Scheduling) 모듈 (2042)에 제공된다.

FDPS 모듈 (2042)은 CQI 및 스케줄링 제한들을 또한 입력으로서 수신한다. "스케줄링 제한들"은 자원들을 올바르게 할당하기 위해서, 예를 들면, CoMP (Coordinated Multi-Point) 전송을 가능하게 하기 위해서 그리고/또는 라디오 프레임에서 지속적인 스케줄링을 가능하게 하기 위해서 고려되어야 할 정보이다. 스케줄링 제한들은 상기 FDPS에 의해서 수행되는 동적인 스케줄링을 위해서 이용 가능하지 않은 PRB들의 서브세트를 정의한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 패킷 스케줄링을 위한 알고리즘이 아래에서 설명된다. 상기 알고리즘은 TTI의 모든 실행할 수 있는 구성들에서 상이한 개수의 DCI들 (그리고 관련 TB들)을 할당하려고 잠재적으로 시도한다; 그것은, 예를 들어, 상기 큐 길이가 2개 TB들로 만들어지면, 그러면 상기 알고리즘은 다음과 같이 할당하려고 시도한다는 것을 의미한다:

- (시스템 대역폭이 넓으면) 제어 구역용 1개의 OFDM 심볼과 함께 TTI 내에 2개 TB들 (그리고 DCI들), 그러면

- 제어 구역용 2개의 OFDM 심볼들과 함께 TTI 내에 2개 TB들 (그리고 DCI들), 그러면

- 제어 구역용 3개의 OFDM 심볼들과 함께 TTI 내에 2개 TB들 (그리고 DCI들), 그러면

- 제어 구역용 1개의 OFDM 심볼과 함께 TTI 내에 1개 TB들 (그리고 DCI들), 그러면

- 제어 구역용 2개의 OFDM 심볼들과 함께 TTI 내에 1개 TB들 (그리고 DCI들), 그러면

- 제어 구역용 3개의 OFDM 심볼들과 함께 TTI 내에 1개 TB들 (그리고 DCI들).

상기 할당 시도들이 상이한 스케줄링 솔루션들, 즉, 제어 및 데이터 구역들에 대한 상이한 TTI 할당들을 생성한다는 것에 유의해야 한다.

그러므로 "최적"의 솔루션으로 간주될 수 있는 스케줄링 솔루션을 선택하기 위해서 상기 스케줄러에 의해서 특정의 측정기준이 사용되어야만 한다.

그에 의해서 상기에서 설명된 방법은 본 발명의 비 한정적인 실시예로 간주될 것이며 그리고 그것은 각 TTI에서 스케줄러 (2040)에 의해서 실행된다.

TPDS 모듈 (2041)이 모든 서비스들에 연관된 QoS (Quality of Service) 요구사항들 (requirements)을 기반으로 하는 우선순위 규칙에 따라 순서가 정해진 전송 블록들의 큐를 생성하고 그리고 재고분의 (backlogged) TB들 (즉, 이전의 TTI에 관련된 TB들) 및 상기 CQI를 또한 고려할 때에, 상기 스케줄링 방법은 단계 400에서 시작한다.

바람직한 실시예에서, QoS 요구사항들은 상기 스케줄러 (2040)에 의해서 eNodeB (111)의 로컬 메모리 영역 (205)으로부터 인출된다. 상기 로컬 메모리의 대안으로 또는 결합하여, 스케줄러 (2040)는, 예를 들면, 홈 로케이터 레지스터 (HLR)에 질의하여 상기 코어 네트워크 (120)로부터 QoS 요구사항들을 인출한다

CQI는, 상기 UE들로부터 CQI를 인출하는 매 번마다 상기 제어 유닛 (204)에 의해서 업데이트된 로컬 메모리 영역 (206)으로부터 스케줄러 (2040)에 의해서 인출된다.

재고분의 TB들은 스케줄러 (2040)에 의해서, 각 TTI에서 상기 스케줄러 그 자체에 의해서 업데이트되는 로컬 메모리 영역으로부터 인출된다

단계 401에서, 상기 방법은 초기화된다. FDPS 모듈 (2042)은 스케줄링될 (상기 TB들 내에서 그룹으로 된) 데이터 패킷들의 세트를 상기 큐로부터 선택한다. 동일한 단계에서 스케줄러 (2040)는 제어 정보를 위한 전송용으로 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들을 세팅한다. 특히, OFDM 제어 심볼들의 개수 (n_SYMB)는 고려된 네트워크 구성에 의해서 인정된 최소 값 (n_SYMB,min)으로 먼저 세팅되며, 그래서 데이터 구역이 최대인 제어 솔루션을 찾도록 한다. 이 단계에서, TB들은 현재의 TTI에서 전송될 수 있는 TB들의 개수를 최대화하기 위해서 선택된다 (n_TB,max); 일 실시예에서, 전송될 수 있는 TB들의 최대 개수는 TDPS 모듈 (2041)로부터 수신된 상기 큐 내의 TB들의 개수와 동일하다. 대안의 실시예에서, TB들의 최대 개수는 TTI 내에서 MAC으로부터 L1으로 전달될 수 있는 비트들의 최대 개수 그리고 스케줄링될 TB들의 크기들을 고려하여 계산된다. 다른 바람직한 실시예에서, TDPS 모듈 (2041)은 우선순위 규칙에 따라 순서가 정해진 TB들의 큐를 생성하기 때문에, 데이터 패킷들의 세트는 더 높은 우선순위 순서를 가진 데이터 패킷들의 가장 큰 세트로서 선택되며, TB들의 최대 개수는 그러므로 그 수신된 순서 내에서 최대 네트워크 용량까지 상기 TB들을 카운팅하여 획득된다. 어느 경우에건, 전송될 수 있는 TB들의 최대 개수는 상기 TTI 내에 PRB가 존재하는가의 개수에 의해서 주어진다 (이는 적어도 하나의 TB가 단일의 PRB를 차지하기 때문이다).

이 시작하는 값들은 상기 제안된 방법의 초기화를 위한 하나의 가능한 예일 뿐이며, 그러므로 그것들은 본 발명을 한정하는 것으로서 여겨져서는 안 된다. 유사하게, 이 파라미터들 (제어 구역의 OFDM 심볼들의 개수 및 TB의 n_TB 개수)의 값들을 탐구한 순서는 이 구현에서 고려된 것과는 다를 수 있다.

상기 TDPS 모듈 (2041)이 전송될 TB들의 상기 큐를 제공하고 그리고 검색 조건들이 세팅된 이후에, 상기 FDPS 모듈 (2042)은 상기 큐 내의 TB들에 관련된 DCI를 스케줄링하기 위한 제어 솔루션들을 검색하는 것을 시작한다 (단계 402). 그 검색은 반복적인 검색인 것이 바람직하다.

제어 솔루션들을 찾기 위해서, FDPS 모듈은 상기 네트워크에 의해서 취해진 스케줄링 제한들에 관한 모든 정보가 제공되며, 예를 들면, DCI 포맷은 CQI에 종속하여 길이가 다를 수 있으며, 그러므로, 스케줄러는 각 DCI를 할당하기 위해서 얼마나 많은 자원 엘리먼트들이 필요한가를 알아야 한다.

단계 402에서 검색 동안에 발견된 각 제어 솔루션에 제어 유틸리트 함수 값 (즉, 판단 (judgment))을 연관시키는 제어 유틸리티 함수에 의해서 각 제어 솔루션의 양호함이 판단된다.

일 실시예에서, 각 제어 솔루션에는 다음과 같이 계산된 제어 유틸리티 함수 값 m_c 가 라벨로 붙여진다:

이 경우에:

-

은 상기 스케줄러의 목표를 변경하는 것을 허용하는 파라미터이다. 그 파라미터가 0에 가까워질수록, 상기 스케줄러는 상기 시스템 처리량에 더 많은 중요도를 부여한다; 그 파라미터가 1에 가까워질수록, 에너지 효율이 더 많이 관련된다.

-

은 큐의 i-번째 TB에 연관된 DCI에 대해서 추정된 BLER (Block Error Rate)이다.

-

는 상기 TDPS 모듈 (2041)에 의해서 생성된 상기 큐 내의 TB들의 개수이다.

-

는 상기 TTI의 제어 구역 내에서 사용되지 않은 자원 엘리먼트들 (Resource Elements (REs))의 개수이다.

-

는 상기 TTI의 상기 제어 구역 내 RE들의 개수이다.

-

는 균형 팩터 (proportionality factor)로서 행동하는 상수이며 그리고, 예를 들어, 수학식 1의 첫 번째 팩터 (에너지 효율에 관련된다)의 가중치를 두 번째 팩터 (처리량에 관련된다)를 이용하여 균형을 유지하게 하기 위해서 선택될 수 있을 것이다. 예로서, 그것은 α = 0.5 일 때에 (그리고 입력에서 TB들의 특정 세트를 가질 때에), m_c = 0.5 이도록 선택될 수 있다

일반적인 아이디어로서, 상기 측정기준의 목적은 제어 구역에 대한 자원 할당의 문제에 대한 특정 솔루션의 양호함을 합성하는 것이며, 그 특별한 경우에 m_c 가 0에 더 가까워질수록, 상기 제어 솔루션은 더 양호한 것으로 간주된다.

바람직한 실시예에서, 단계 402에서 발견된 모든 가능한 제어 솔루션은 대응하는 유틸리티 함수 값에 따라서 감소하는 순서로 순서가 정해진다.

단계 402에서 계산된 모든 솔루션들은, 그것들이 제어 정보의 관점에서 타당한가의 여부 (즉, 모든 DCI가 요구사항들 및 용량 제한들에 따라서 상기 제어 구역 내에 할당될 수 있는지의 여부)를 체크하기 위해서 평가된다 (단계 403). 모든 가능한 솔루션들이 제어 정보의 관점에서 타당하지 않으면, 상기 알고리즘은 단계 404로 진행한다.

단계 404에서, 상기 제어 구역의 OFDM 심볼들의 개수는 증가된다. 이 단계에서, 그 제어 구역용의 OFDM 심볼들의 최대 개수가 초과되었는가의 여부가 체크된다 (단계 405). 그 대답이 아니오 라면, 상기 알고리즘은 단계 402로 점프하며, 반면에 그 대답이 예 이면, 상기 큐로부터 선택된 TB들의 개수 (n_TB)는 감소되며 그리고 OFDM 제어 심볼들의 개수 (n_SYMB)는 상기 고려된 네트워크 구성에 의해서 인정된 최소 값으로 세팅된다 (단계 406). 그 이후에, FDPS 모듈 (2042)은 TB들의 새로운 개수가 최소의 값 n_TB,min보다 큰가 또는 같은가를 평가한다 (단계 407). 그 대답이 예 이며, 상기 방법은 단계 402로 점프한다. 그 대답이 아니오 이면, 상기 방법은 단계 411로 진행하며, 그 단계에서는, 상기 이전에 저장된 모든 솔루션들 중에서 상기 유틸리티 함수 값의 관점에서 최선의 솔루션이 선택된다. 그 이후에 단계 412에서 상기 알고리즘은 종료한다.

단계 402에서 생성된 적어도 하나의 제어 솔루션이 단계 403에서 타당한 것으로 간주되면, 상기 알고리즘은 단계 408로 점프한다.

단계 408에서, 상기 FDPS 모듈 (2042)은 상기 데이터 구역 내에서, 즉, TB들을 전송하기 위해서 상기 TTI 내에서 이용 가능한 N-n_SYMB 개 OFDM 심볼들 내에서 데이터 솔루션들, 즉, 단계 401에서 선택된 TB들을 스케줄링하기 위한 솔루션들을 검색하며, 이 경우에 N은 TTI 내 OFDM 심볼들의 전체 개수이며 그리고 n_SYMB 은 단계 402에서 계산된 제어 솔루션들 내에서 DCI에 할당된 OFDM 심볼들의 개수이다.

데이터 솔루션들은 반복적인 검색을 통해서 계산되는 것이 바람직하다. 대안으로, 소모적인 (exhaustive) 전체 검색 알고리즘을 통해서 데이터 솔루션들을 찾는 것이 또한 가능하다.

제어 솔루션들마다, 각 데이터 솔루션의 양호함은 데이터 유틸리티 함수 값 (즉, 판단)을 단계 408에서의 검색 동안에 발견된 각 데이터 솔루션에 연관시키는 데이터 유틸리티 함수에 의해서 판단된다.

일 실시예에서, 각 제어 솔루션에는 다음과 같이 계산된 제어 유틸리티 함수 값 m_d 로 라벨이 붙여질 수 있다:

이 경우에,

-

는 스케줄링을 위해서 고려된 i-번째 TB에 대해서 고려된 BLER (Block Error Rate)이다.

-

는 스케줄링을 위해서 고려된 i-번째 TB의 비트들의 개수이다.

-

는 큐 내의 j-번째 TB의 비트들의 개수이다.

-

는 큐 내의 j-번째 TB에 대해서 추정된 BLER (Block Error Rate)이다.

-

는 상기 TTI 내 데이터 구역에서 사용되지 않은 자원 엘리먼트들 (Resource Elements (REs))의 개수이다.

-

은 상기 TTI의 데이터 구역 내 RE들의 개수이다.

-

는 조절 (tuning) 값으로서 상기 공식에서 행동하며 그리고 , 예를 들어, 첫 번째 팩터 (에너지 효율에 관련된다)의 가중치를 두 번째 팩터 (처리량에 관련된다)를 이용하여 균형을 유지하게 하기 위해서 선택될 수 있을 것이다. 예로서, 그것은 α = 0.5 일 때에 (그리고 입력에서 TB들의 특정 세트를 가질 때에), m_d = 0.5 이도록 선택될 수 있다

일반적인 아이디어로서, 상기 측정기준의 목적은 데이터 구역에 대한 자원 할당의 문제에 대한 특정 솔루션의 양호함을 합성하는 것이며, 그 특별한 경우에 m_d가 1에 더 가까워질수록, 상기 데이터 솔루션은 더 양호한 것으로 간주된다.

바람직한 실시예에서, 단계 408에서 발견된 모든 가능한 데이터 솔루션은 대응하는 유틸리티 함수 값에 따라서 감소하는 순서로 순서가 정해진다.

단계 408에서 계산된 모든 솔루션들은 그 솔루션들이 TB 할당의 관점에서 타당한가의 여부를 체크하기 위해서 단계 409에서 평가된다. 모든 가능한 솔루션들이 타당하지 않으면, 상기 알고리즘은 단계 404로 점프하며, 이는 이미 설명되었다.

단계 408에서 생성된 모든 데이터 솔루션들 중에서 적어도 하나의 타당한 데이터 솔루션이 존재하면, FDPS 모듈 (2042)은 모든 가능한 스케줄링 솔루션들 (즉, 제어 및 데이터 솔루션들의 조합들)을 연관된 제어 및 데이터 유틸리티 함수 값들과 함께 저장한다 (단계 410). 대안으로, 유일한 스케줄링 값이 상기 스케줄링 솔루션들에 연관될 수 있다. 일 실시예에서, 이 스케줄링 값은 상기 제어 솔루션 및 데이터 솔루션 각각의 제어 유틸리티 함수 값 그리고 데이터 유틸리티 함수 값을 알맞게 조합하여 획득되며, 스케줄링 솔루션을 발생시킨다. 다른 실시예에서, 상기 스케줄링 값은 스케줄링 유틸리티 함수에 의해서 획득된다. 일 예로서, 스케줄링 값 (상기 솔루션의 양호함에 대응한다)은 다음의 수학식 3에 의해서 계산될 수 있다:

이 경우에,

-

는 상기 솔루션에서 스케줄링을 위해서 고려된 i-번째 TB를 달성할 수 있게 할당하는 처리량이다. 그것은 i-번째 TB의 비트들의 개수 그리고 상기 스케줄러의 할당 선택에 대응하는 추정된 BLER의 함수이다.

-

는 큐의 j-번째 TB의 비트들의 개수 (즉, BLER=0의 가정 하에 j-번째 TB의 처리량)이며, 그리고 다음의 항

은 달성할 수 있는 최대의 시스템 처리량을 준다.

-

는 TTI 내에서 사용되지 않은 RE의 개수이다.

-

은 TTI so RE의 개수이다.

-

는 조절 (tuning) 값으로서 상기 공식에서 행동하며 그리고, 예를 들어, 첫 번째 팩터 (에너지 효율에 관련된다)의 가중치를 두 번째 팩터 (처리량에 관련된다)를 이용하여 균형을 유지하게 하기 위해서 선택될 수 있을 것이다. 예로서, 그것은 α = 0.5 일 때에 (그리고 입력에서 TB들의 특정 세트를 가질 때에), m_s = 0.5 이도록 선택될 수 있다

일반적인 아이디어로서, 상기 스케줄링 값의 목적은 고려된 TTI에 대한 자원 할당의 문제에 대한 특정 솔루션의 양호함을 합성하는 것이며, 그 특별한 경우에 m_s 가 1에 더 가까워질수록, 상기 솔루션은 더 양호한 것으로 간주된다.

상기 스케줄링 솔루션들을 저장한 (단계 410) 이후에, 상기 알고리즘은 단계 404로 점프하고 그리고 다른 제어 및 데이터 솔루션들이 검색되며, 이 경우에 DCI에 전용인 OFDM 심볼들의 개수는 증가한다.

상기에서 이전에서처럼, DCI 및 모든 가능한 개수의 TB들에 할당될 수 있는 모든 가능한 개수의 OFDM 심볼들을 고려하여 스케줄링 솔루션들이 검색될 때에, 그 검색들은 종료하고 그리고 단계 410에서 저장된 스케줄링 솔루션들 사이에서 하나의 스케줄링 솔루션이 선택된다. 특히, 상기 스케줄링 방법은 가장 높은 스케줄링 값을 구비한 스케줄링 솔루션 (즉, 사용된 판단 측정기준에 따라 최선인 것으로 판단된 솔루션)을 선택하는 것을 제공한다

상기 선택된 스케줄링 솔루션에 의해서 전송용으로 스케줄링되지 않은 데이터 패킷들, 특히 TB들은 우선순위에 있어서 증가되며 그리고 상기 eNodeB (111)의 메모리 영역 (207)에 저장된다. 증가된 우선순위를 가진 저장된 TB들은 그러면 이어지는 TTI에서 스케줄링될 추가의 TB들에 더해진다.

다음의 예는 상기에서 설명된 알고리즘의 특별한 경우에서의 작동을 보여준다.

예

이 단락에서 상기 알고리즘의 간단한 예가 보여진다. 모든 가정들 그리고 데이터는 3GPP 호환이다. 상기 가정들은:

- 스케줄링될 2개의 UE들

- 1.4 MHz (6개 PRB들)의 대역폭

- 로컬화된 PRB들을 구비한 자원 할당 타입 2

- nsymb = {2,3,4}

- 3개 TB들의 (TDPS로부터의) 큐의 길이 (nTBmax = 3)

- nTBmin = 1

- {TB1,TB2,TB3} 각각에 대해 TB 크기들은 {392,32,904} 비트

- DCI들 및 TB들 할당을 위해서 소모적인 (exhaustive) 알고리즘들이 사용된다

- 간략함을 위해서, 일반적으로 사용자들의 CQI들은 PRB마다 상이한 PRB인 것으로 가정한다; 실제로, 심지어 UE로부터의 CQI 보고가 서브대역마다 정의될 수 있다고 하면, 상기 eNB 내부의 프로세싱 유닛은 (예를 들면, 삽입 함수 (interpolating function)와 같은 것에 의해서) 각 PRB에 대해 잠재적으로 상이한 CQI 값들을 (UE 측정들로부터) 생성할 수 있다; 결과적으로, 이 가정은 3GPP 제한들에 관해서는 투명하며 그리고 본 예는 일반성을 잃지 않고 고려될 수 있다. 다음의 테이블에서 CQI 값들이 가정된다:

상기 알고리즘은 다음과 같다 (상기 단계들 각각에서 상기 알고리즘은 제어 구역용 nsymb 개 OFDM 심볼들을 구비하여 구성된 TTI 에서 nTB 개 전송 블록들을 할당하려고 시도한다):

a. nTB = nTBmax = 3. 이용 가능한 TB들은 {TB1,TB2,TB3}이다.

nsymb = 2

2개의 OFDM 심볼들이 제어 구역으로 향하기 때문에, 그 구역에서 자원 엘림너트들 (Resource Elements (REs))의 전체 개수는 144와 같다 (2개 OFDM 심볼들, 6개 PRB들, PRB 당 12개 서브캐리어들). nsymb가 초기화되는 상기 알고리즘의 각 단계에서, 우선 PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel) 그리고 PHICH (Physical HARQ Indicator Channel)이 TTI (존재한다면, 또한 PBCH (Physical Broadcast Channel)이 고려될 수 있을 것이다)의 첫 번째 OFDM 심볼에 삽입되며, 그러면 상기 PDCCH에 대한 상기 제어 구역 내에서 이용 가능한 RE들의 전체 개수가 계산된다. 3GPP LTE 표준에서 정의된 제어 구역 내에서의 DCI 할당에 따르면, RE들에 관한 상기 DCI 점유는 PDCCH 포맷 (할당된 CCE들의 개수)에 의존하며, 그것은 차례로 채널 품질 및 제어 채널에 대한 타겟 BLER에 의존한다 (결과적으로 PDCCH가 점유한 RE들의 정확한 계산은 eNB에서 구현된 AMC (Adaptive Modulation and Coding) 알고리즘에 특히 의존한다). 현재 TTI 내 특정 CQI 구성에 대해서, 채널 품질이 너무 낮아서 상기 DCI 점유가 상기 제어 구역에서 이용 가능한 RE들의 개수보다 더 많다고 가정한다. 그 결과, 이 구성에 대한 제어 솔루션들은 전혀 존재하지 않는다 (이는 (3개 DCI 전송이 상기 제어 구역에 맞추기에는 충분하게 효과적이지 않기 때문이다). -> Nc = 0 (상기 제어 구역에 대한 가능한 솔루션들의 개수).

그러므로 상기 방법은 OFDM 제어 심볼들의 개수를 증가시킨 이후에 다음의 반복으로 진행하는 것을 제공한다.

b. nTB = nTBmax = 3

nsymb = 3

이 경우에 더 많은 개수의 OFDM 심볼들이 상기 제어 구역에 할당된다고 해도, 현재의 TTI 내에 특정 CQI 구성에 대해서, 상기 DCI 점유가 그 제어 구역 내에서 이용 가능한 RE들의 개수보다 더 많다고 가정한다. 그 결과, 이 구성에 대해서는 어떤 제어 솔루션도 존재하지 않는다 (Nc = 0).

그러면 상기 방법은 OFDM 제어 심볼들의 개수를 증가시킨 이후에 다음의 반복으로 진행하는 것을 제공한다.

c. nTB = nTBmax = 3.

nsymb = 4

현재 TTI 내 특정 CQI 구성에 대해서, 3개의 DCI 메시지들이 (모든 가능한 순열들에서, 즉, 6개 순열에서) 상기 제어 구역 내 이용 가능한 RE들에 맞는다고 가정한다. 그 결과, 3GPP LTE 표준에서 정의된 제어 구역 내 DCI 할당에 따라서, 그리고 현재 TTI 내 상기 특정 CQI 구성에 의존하여, 이 구성에 대해서 6개의 제어 솔루션들이 존재한다 (Nc = 6). 상기 알고리즘은 그 제어 구역에 대해 4개 OFDM 심볼들을 구비한 이 TTI 내에 3개의 TB들을 할당하려고 시도한다

또한 데이터 구역에 대해, PRB들의 면에서의 정확한 점유의 계산은 채널 품질 그리고 상기 eNB에서 구현된 AMC 알고리즘에 의존한다. 현재 TTI 내 상기 특정 CQI 구성에 대해서, 3개 TB들의 점유가 이용 가능한 PRB들의 전체 개수보다 더 크다고 가정한다. 그 결과, 이 구성에 대해서는 어떤 데이터 솔루션도 존재하지 않는다 -> Nd = 0 (그 데이터 구역에 대해서 가능한 솔루션들의 개수).

그러면 상기 방법은 이용 가능한 TB들의 개수를 감소시키고 그리고 OFDM 제어 심볼들의 최소 개수를 고려한 (단계 106) 이후에 다음의 반복으로 진행하는 것을 제공한다.

d. nTB = 2. 이용 가능한 TB들은 {TB1,TB2}이다.

nsymb = 2

이 단계에 대해서도 또한 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해서 어떤 제어 솔루션도 존재하지 않는다고 가정한다 (Nc = 0).

상기 방법은 그러면 다음의 반복으로 진행하는 것을 제공한다.

e. nTB = 2.

nsymb = 3

f. nTB = 2

nsymb = 4

이 단계에 대해서도 또한 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해서 2개의 제어 솔루션들이 존재한다고 가정한다 (Nc = 2).

이 경우

는 2개 제어 솔루션들의 첫 번째 세트를 포함하는 열 벡터 (column vector)이며, 그 제어 솔루션들 각각은 상기 제어 구역 내 상이한 개수의 자유 자원 엘리먼트들

을 암시한다. 또한 이 단계에 대해서, 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해서 7개의 데이터 솔루션들이 존재한다고 가정한다 (Nd = 7).

(모든 제어 및 데이터 솔루션들의 조합들에 의해서 주어진) (Nc x Nd) = 14 개 솔루션들이 존재한다; 상기 알고리즘은 그 솔루션들에 라벨을 부여하고 그리고 순서를 정한다.

g. 상기 방법은 그러면 단계 406으로 진행하고 그리고 이용 가능한 TB의 개수 (nTB = 1)를 줄이고 그리고 OFDM 제어 심볼들의 최소 개수를 고려하는 것을 제공한다. 이용 가능한 TB 는 {TB1}이다.

nsymb = 2

이 단계에 대해서도 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해 어떤 제어 솔루션들도 존재하지 않는다고 가정한다 (Nc = 0).

상기 방법은 그러면 OFDM 제어 심볼들의 개수를 증가시킨 이후에 다음의 반복으로 진행하는 것을 제공한다.

h. nTB = 1

nsymb = 3

이 단계에 대해서도 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해 1개의 제어 솔루션이 존재한다고 가정한다 (Nc = 1).

상기 알고리즘은 제어 구역에 대해 3개의 OFDM 심볼들을 구비한 상기 TTI 내에 1개의 TB를 할당하려고 시도한다

또한 이 단계에 대해서도 이전의 고려들이 유효하다. 이 구성에 대해 3개의 데이터 솔루션들이 존재한다고 가정한다 (Nd = 3).

(모든 제어 및 데이터 솔루션들의 조합들에 의해서 주어진) (Nc x Nd) = 3 개 솔루션들이 존재한다; 상기 알고리즘은 그 솔루션들에 라벨을 부여하고 그리고 순서를 정한다.

i. nTB = 1

nsymb = 4

상기 알고리즘은 제어 구역에 대해 4개의 OFDM 심볼들을 구비한 상기 TTI 내에 1개의 TB를 할당하려고 시도한다

j. 마지막으로 14 + 3 + 3 = 20 개 솔루션들이 존재한다. 상기 알고리즘은 유틸리티 함수들의 더 큭 값을 갖는 최선의 하나의 솔루션을 선택한다. 특히, 수학식 1 및 수학식 2에 도입된 유틸리티 함수를 고려하고, 그리고 알파의 값에 의존하여, 높은 처리량을 주는 또는 더 큰 에너지 효율을 획득하는 것을 허락하는 솔루션이 선택될 것이다.

추가의 실시예들

본 발명이 LTE 네트워크의 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었음에도 불구하고, 본 발명은 그런 유형의 네트워크로 한정되지 않는다. 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자는, 사실상, 상기에서 설명된 교시들을 FDMA (Frequency Division Multiple Access)의 임의 유형에, 그리고 특히 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)에, 데이터 및 제어 패킷들이 복수의 사용자들로의 전송을 위해서 스케줄링 되어야만 하는 네트워크에 적용할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 무선 전송의 경우로 한정되지 않으며, 그리고 데이터를 스케줄링하기 위한 상기 방법은 케이블 통신들 중 하나에 도 2 및 도 3을 참조하여 상기에서 설명된 것과 같은 스케줄러가 제공된 그런 케이블 통신들에 적용될 수 있다.

제어 구역 및 데이터 구역에서의 자원 할당을 위한 솔루션들을 찾기 위해서 사용된 특정 검색 알고리즘을 선택하는 것이 본 발명의 핵심을 수정하지는 않을지라도, 바람직한 실시예에서 제어 솔루션들 및 데이터 솔루션들을 검색하는 것은 유전자 알고리즘들 (Genetic Algorithms (GA))에 의해서 수행된다.

GA 그 자체는 문헌에서 알려지고 그리고 널리 탐구된다; GA는 최적화 및 검색 문제들에 대한 정확한 또는 근사적인 솔루션들을 찾기 위한 계산에서 사용되는 검색 기술이다. 유전자 알고리즘들은 글로벌 검색 발견적 교습법 (heuristics)으로 분류되며 그리고 유전성, 돌연변이, 선택, 및 교차와 같은 진화 생물학에 의해 영감을 받은 기술들을 사용한다. 진화는 있을 수 있는 솔루션들 (개인들로 불린다)의 랜덤하게 생성된 세트의 집단으로부터 대개 시작하며 그리고 세대들에 걸쳐서 발생한다. 각 세대에서, 그 집단 내 모든 개인의 양호함 (적합성 (fitness)으로 불린다)이 평가되며, 다수의 개인들이 (그들의 적합성을 기반으로 하여) 현재의 집단으로부터 확률론적으로 선택되고, 그리고 변형되어 (재결합되며 그리고 아마도 랜덤하게 돌연 변이하여) 새로운 세대를 형성한다. 새로운 집단은 그러면 상기 알고리즘의 다음의 반복에서 이용된다. 공통적으로, 최대 개수의 세대들이 산출되었을 때에 또는 그 집단에 대해 만족할만한 적합성 레벨에 도달했을 때의 어느 한 가지의 경우에 상기 알고리즘이 종결된다. 그 알고리즘이 최대 개수의 세대들로 인해서 종결되었다면, 만족스러운 솔루션에 도달할 수도 있고 또는 도달하지 않을 수도 있을 것이다.

LTE 스케줄링에 적용된 GA는 제어 및 데이터 솔루션들을 검색하기 위해서 사용될 수 있으며, 차선의 솔루션을 빠르게 달성한다.

마지막으로, 원거리 통신 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들은 상기 바람직한 스케줄링 방법이 특정한 기능적인 블록들 (도 2 및 도 3)을 참조하여 개시된 라디오 장비에 의해서 구현된 단계들의 특정한 시퀀스 (도 4 및 도 5)를 참조하여 설명되었지만, 그 단계들은 상이한 시퀀스에 따라서 실행될 수 있으며, 그리고 상기에서 표시된 기능 블록들 중의 하나의 부분 또는 더 많은 부분들 또는 단지 그 부분들을 구현하는 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들을 포함하는 라디오 장비에 의해서 구현될 수 있다는 것을 즉각 이해할 것이다. 일 예로서, 바람직한 실시예에서, 상기 스케줄러는 먼저 제어 솔루션들에 대해 검색하고 그리고 그 후에 데이터 솔루션들에 대해 검색하지만, 이 단계들을 반대로 하는 것이 가능하며 그리고 상기 스케줄러는 먼저 데이터 솔루션들에 대한 검색을 하며 그리고 그 후에 제어 솔루션들에 대한 검색을 할 수 있다. 어느 경우에건, 상기 방법은 DCI용으로 의도된 OFDM 심볼들의 개수 그리고/또는 스케줄링될 TB들의 세트를 변경함으로써 상이한 크기들의 제어 및 데이터 구역들에서 데이터 솔루션들 및 제어 솔루션들을 검색하는 것을 제공한다.

Claims

원거리 통신 네트워크에서 데이터 패킷들 및 제어 정보를 스케줄링하는 방법으로서,
데이터 패킷들 및 제어 정보는 전송 시간 간격 (transmission time interval; TTI) 내에 이용 가능한 OFDM 심볼의 그룹 내 전송에 대해서 스케줄링되며,
상기 방법은:
a) 상기 데이터 패킷들의 세트를 선택하는 단계 (401),
b) OFDM 심볼들의 상기 그룹 중 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들 내에서 상기 데이터 패킷들의 세트에 연관된 제어 정보를 스케줄링하기 위한 제어 솔루션들을 검색하는 단계 (402),
c) OFDM 심불들의 상기 그룹 중 다른 OFDM 심볼들 내에서 상기 선택된 데이터 패킷들을 스케줄링하기 위한 데이터 솔루션들을 검색하는 단계 (408),
d) 전송될 상기 데이터 패킷들의 상이한 세트 그리고 제어 정보를 스케줄링하기 위한 상이한 미리 정해진 개수의 OFDM 심볼들을 고려하여 b) 단계 및 c) 단계를 반복하는 단계,
e) 스케줄링 솔루션에 따라 데이터 패킷들 및 제어 정보를 스케줄링하며 (411), 이 경우 제어 정보는 단계 b)에서 발견된 제어 솔루션에 따라 스케줄링되며 그리고 데이터 패킷들은 단계 c)에 발견된 그리고 상기 제어 솔루션에 연관된 데이터 솔루션에 따라 스케줄링되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
단계 b)는 단계 c) 이전에 실행되며 그리고
단계 c)는 단계 b)에서 발견된 각 제어 솔루션에 대해 실행되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어 솔루션들 또는 상기 데이터 솔루션들을 검색하기 이전에,
상기 방법은 우선순위 규칙에 따라서 상기 데이터 패킷들의 순서를 정하는 단계를 더 포함하며, 그리고
상기 데이터 패킷들의 세트는 더 높은 순서의 우선순위를 가진 데이터 패킷들의 세트인, 방법.
제3항에 있어서,
상기 데이터 패킷들은 전송 블록들에서 그룹으로 되며 그리고
상기 데이터 패킷들의 세트는 상기 전송 시간 간격 내에서 전송될 수 있는 전송 블록들의 개수를 최대화하도록 선택되는, 방법.
제3항에 있어서,
상기 방법은:
상기 선택된 스케줄링 솔루션에 의해서 스케줄링되지 않은 데이터 패킷들의 우선순위를 증가시키는 단계,
증가된 우선순위를 구비한 상기 데이터 패킷들을 저장하는 단계,
증가된 우선순위를 구비한 상기 저장된 데이터 패킷들을 두 번째 전송 시간 간격 내에서 스케줄링될 추가의 데이터 패킷들에 추가하는 단계를 포함하는, 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 우선순위는 상기 데이터 패킷들에 연관된 서비스 품질에 의존하는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 b)에서의 제어 솔루션들은 스케줄링 제한들을 고려하여, 특히 CoMP (Coordinated Multi-Point) 또는 지속적인 스케줄링 (persistent scheduling)을 가능하게 하기 위한 제한들을 고려하여 검색되는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 각 스케줄링 솔루션에 판단 (judgement)을 부여하는 단계를 포함하며,
제어 정보는 단계 b)에서 발견된 제어 솔루션에 따라서 스케줄링되며 그리고
데이터 패킷들은 단계 c)에서 발견된 그리고 상기 제어 솔루션에 연관된 데이터 솔루션에 따라 스케줄링되며,
상기 판단은 미리 정해진 측정기준 (metric)을 기반으로 하며, 그럼으로써, 전송될 패킷들은 상기 측정기준에 관한 최선의 판단을 가진 솔루션에 따라 스케줄링되는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 판단은 다음의 식에 따라서 계산되며,

이 경우에,
-
은 파라미터이며;
-
은 각 스케줄링 솔루션의 i-번째 전송 블록 (Transport Block (TB))을 할당하는 취득 가능한 처리량이며;
-
는 큐의 j-번째 TB의 비트들의 개수이며;
-
는 TTI 내에서 사용되지 않은 RE의 개수이며;
-
는 TTI 내 RE의 개수이며;
-
는 상수인, 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
제어 솔루션들은 상기 OFDM 심볼들의 상기 미리 정해진 개수를 상기 전송 시간 간격 내에서 제어 정보에 할당될 수 있는 OFDM 심볼들의 최소의 개수로서 고려하여 단계 b)에서 먼저 검색되며, 그리고
상기 단계 d)는 OFDM 심볼들의 개수를 증가시키는 것을 제공하는, 방법.
사용자 장비 (112)와 무선으로 통신하기 위한 전송 유닛 (203)에 작동적으로 (operatively) 연결된 제어 유닛 (204)을 포함하는 라디오 장비 (111)로서,
상기 제어 유닛 (204)은 상기 전송 유닛을 경유하여 사용자 장비로 전송될 데이터 및 제어 정보를 스케줄링하기 위한 스케줄러 (2040)를 포함하며,
상기 라디오 장비는 상기 스케줄러 (2040)가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 적응된 것을 특징으로 하는, 라디오 장비.
원거리 통신 네트워크 (100)로서,
사용자 장비 (112)와의 통신을 설립하기 위한 복수의 액세스 장치들 (111)을 포함하며,
상기 복수의 액세스 장치 중 적어도 하나의 액세스 장치는 제11항에 따른 라디오 장비인 것을 특징으로 하는, 원거리 통신 네트워크.