KR20060057471A - 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링장치 및 방법 - Google Patents

릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링장치 및 방법 Download PDF

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KR20060057471A
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홍성권
정수룡
박동식
조영권
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 임의의 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 기지국간에 연결되는 릴레이를 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서, 상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후, 상기 링크들 각각의 우선도 함수값을 계산하고, 상기 링크들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 링크를 자원을 할당할 링크로 결정하여 상기 결정된 링크로 자원을 할당한다.
릴레이 방식, 셀룰라 통신 시스템, 최대 throughput 스케쥴링 방식, round robin 스케쥴링 방식과, 비례 공정성 스케쥴링 방식, 공정성

Description

릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM USING A RELAY SCHEME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도
본 발명은 셀룰라 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 릴레이(relay) 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링(scheduling) 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지면서도, 대용량의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.
한편, 무선 근거리 통신 네트워크((LAN: Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. 그러나, 상기 무선 MAN 통신 시스템은 그 서비스 영역(coverage)이 넓고, 고속의 전송 속도를 지원하기 때문에 고속 대용량 통신 서비스 지원에는 적합한 통신 시스템이나, 사용자, 즉 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 한다)의 이동성(mobility)을 전혀 고려하지 않은 통신 시스템이다. 따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 통신 시스템 및 무선 MAN 통신 시스템에 SS의 이동성과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고 자 하는 고속 대용량 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기 무선 MAN 통신 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing , 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 상기 무선 MAN 통신 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속의 대용량 데이터 송신이 가능한 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 현재 SS가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조(single cell) 만을 고려하고 있는 통신 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 통신 시스템이라고, 즉 다중 셀(multi cell)을 가지는 셀룰라(cellular) 통신 시스템이라고 규정하고 있다. 여기서, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 SS(MSS: Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)라고 칭하기로 한다. 즉, 상기 4G 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템과 같이 고속의 대용량 데이터 전송이 가능하면서도, 셀룰라 구조를 가지는 통신 시스템 형태로 발전해나가고 있다.
한편, 릴레이(relay) 방식에 대한 연구는 IEEE 802.11 통신 시스템과 같은 무선 네트워크 통신 시스템에서 에드혹 네트워크(adhoc network) 혹은 다중홉 네트워크(multihop network) 관점에서 활발하게 진행되었었다. 여기서, 상기 릴레이 방식이라 함은 임의의 MSS, 일 예로 제1MSS와 제1기지국(BS: Base Station)간의 채널 상태가 열악하여 상기 제1MSS와 제1기지국간의 정상적인 통신 수행이 불가능할 경우 혹은 상기 제1MSS와 제1기지국간에 정상적인 통신 수행은 가능하지만 현재 통신 품질보다 더욱 향상된 통신 품질을 위해서 상기 제1MSS와 상이한 MSS, 일 예로 제2MSS, 혹은 상기 제1기지국과 상이한 제2기지국을 릴레이로 사용하여 상기 제1MSS의 신호를 상기 제1기지국으로 중계하는 방식을 나타낸다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 4G 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템과 같이 고속의 대용량 데이터를 전송하는 셀룰라 통신 시스템으로 발전해나가고 있다. 따라서, MSS가 채널 상태가 비교적 열악한 셀 경계(cell boundary) 영역이나 혹은 주변 장애물이 많은 영역에 존재하거나 혹은 비교적 좁은 영역에서 다수의 MSS들이 통신을 수행하는 경우(일 예로, 운동장과 같은 hot spot 영역에서의 통신) 등과 같이 열악한 환경에서 셀 전체 전송량(throughput, 이하 'throughput'라 칭하기로 한다) 측면에서 미리 설정한 QoS 이상의 서비스를 제공하기 위한 방안으로서 상기 릴레이 방식을 사용하는 방안이 대두되고 있다. 즉, 상기 4G 통신 시스템은 기존의 유선 통신 시스템에서 제공하는 고속의 대용량 데이터 전송과 동일한 정도의 고속 대용량 데이터 전송을 목적으로 하고 있으므로, 상기 4G 통신 시스템에서는 MSS의 이동 속도 및 주변 환경에 따라 급변하는 다양한 무선 채널 환경을 고려하여 상기 릴레이 방식을 사용하는 방안이 적극적으로 고려되고 있 다.
또한, 상기 4G 통신 시스템에서는 MSS로 공정하면서도 안정적인 자원 할당을 수행하는 것이 가능하고, 셀 전체 throughput을 고려할 경우 상기 기지국과 MSS의 채널 상태 및 상기 MSS가 요구로 하는 QoS를 보장하는 스케쥴링 방안에 대한 필요성 역시 대두되고 있다. 그러면 여기서, 일반적인 셀룰라 통신 시스템에서의 스케쥴링 방식에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 일반적인 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방식은 기지국이 상기 기지국 자신이 서비스하는 서비스 영역, 즉 셀 내의 MSS들에 대해 상기 기지국이 할당 가능한 자원(resource), 일 예로 채널 및 송신 전력(transmit power) 등과 같은 자원을 할당하는 방식을 나타낸다. 상기 기지국은 다수의 셀들 혹은 다수의 섹터(sector)들을 관리할 수 있으나 여기서는 설명의 편의상 한 개의 기기지국이 한 개의 셀만을 관리한다고 가정하기로 하며, 설명의 편의상 셀과 기지국 개념을 혼용하여 사용함에 유의하여야만 한다. 상기 MSS는 상기 MSS 자신에게 고유하게 요구되는 전송 요구 데이터양, 즉 QoS에 따른 전송 요구 데이터양이 존재하고, 상기 기지국과 MSS 자신간의 채널 상태에 따라 상기 MSS가 전송 가능한 전송 가능 데이터양에 한계가 존재하게 된다. 따라서, 상기 기지국은 상기 MSS의 QoS에 따라 요구되는 전송 요구 데이터양과 상기 채널 상태에 따른 전송 가능 데이터양을 고려함과 동시에 전체 시스템의 용량을 고려하면서도 상기 MSS로 공정성(fairness)을 보장하도록 스케쥴링을 수행해야만 한다.
그러면 여기서 일반적인 셀룰라 통신 시스템에서 사용되고 있는 대표적인 스 케쥴링 방식들, 즉 최대 throughput 스케쥴링 방식과, 라운드 로빈(round robin, 이하 'round robin'이라 칭하기로 한다) 스케쥴링 방식과, 비례 공정성(proportional fairness) 스케쥴링 방식과 같은 대표적인 스케쥴링 방식들에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로, 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 기지국의 서비스 영역, 즉 셀에 존재하는 MSS들은 다운링크(downlink) 채널 신호를 수신하고, 상기 수신한 다운링크 채널 신호를 가지고 다운링크 채널 상태를 검출한다. 그리고, 상기 MSS들은 상기 검출한 다운링크 채널 상태에 대한 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)를 생성하여 업링크(uplink) 채널을 통해 상기 기지국으로 피드백(feedback)한다.
그러면 상기 기지국은 상기 업링크 채널들을 통해 상기 MSS들로부터 피드백되는 CQI들을 수신하고, 상기 수신한 CQI들에 상응하게 해당 스케쥴링 시구간에서 최대 throughput 할당이 가능한 MSS를 선택하여 다운링크 자원, 일 예로 다운링크 채널 및 송신 전력을 할당한다. 여기서, 상기 throughput은 MSS들 각각이 송신하는 평균 데이터 레이트(data rate)를 나타내는데, 상기 기지국이 서비스하는 모든 MSS들의 throughput을 가산하여 상기 기지국의 전체 throughput을 정의한다. 즉, 해당 스케쥴링 시구간에서 상기 기지국의 전체 throughput이 최대가 되려면 상기 해당 스케쥴링 시구간에서 다운링크 자원을 할당받는 MSS의 throughput이 최대가 되어야만 하는 것이다.
또한, 상기 최대 throughput은 상기 CQI를 일 예로 캐리어 대 간섭 잡음비 (CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)로 나타낼 경우, 최대 CINR이 보장되는 다운링크에서 획득될 수 있다. 따라서, 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식은 최대 CINR 스케쥴링 방식과 일치하게 된다. 그러나, 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식은 셀 내의 채널 상태가 가장 양호한 MSS를 선택하여 다운링크 자원을 할당함으로써 셀 전체 throughput 측면에서 최대 throughput을 획득할 수 있다는 이점을 가지지만, 셀 내에서 채널 상태가 비교적 열악한 MSS들은 다운링크 자원을 할당받을 가능성이 매우 적어 상기 채널 상태가 비교적 열악한 MSS들에 대한 공정성을 보장할 수 없다는 문제점을 가진다. 즉, 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식은 해당 스케쥴링 시점에서의 throughput만을 고려하기 때문에 공정성 측면은 전혀 고려할 수 없다는 문제점을 가진다.
두 번째로, 상기 round robin 스케쥴링 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 round robin 스케쥴링 방식은 기지국의 서비스 영역내의 모든 MSS들에 대해서 채널 상태에 대한 판단없이 단순하게 순차적으로 다운링크 자원을 할당하는 스케쥴링 방식을 나타낸다. 상기 round robin 스케쥴링 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 MSS들의 채널 상태에 대해 전혀 고려하지 않고 순차적으로 다운링크 자원을 할당하기 때문에 모든 MSS들에게 동등한 다운링크 자원 할당의 기회를 부여한다는 측면에서 모든 MSS들에 대한 공정성을 보장할 수 있다다. 그러나, 상기 round robin 스케쥴링 방식은 상기 MSS들에게 공정성을 보장한다는 측면에서는 이점을 가지지만, MSS들의 채널 상태에 전혀 상관없이 다운링크 자원을 할당하기 때문에 시스템 전체 throughput 측면에서는 최대 throughput을 획득할 수 없다는 문제점을 가진다. 즉, 상기 round robin 스케쥴링 방식은 해당 스케쥴링 시점에서의 공정성만을 고려하기 때문에 throughput 측면은 전혀 고려할 수 없다는 문제점을 가진다.
세 번째로, 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식에서 공정성 측면을 고려한 스케쥴링 방식이다. 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 기지국 내의 모든 MSS들 각각이 기지국으로부터 할당받는 다운링크 채널 자원을 가지고 전송 가능한 전송 가능 데이터양을 분모로 하고, 상기 모든 MSS들로부터 업링크 채널을 통해 수신되는 CQI들을 분자로 하는 계수(factor)를 정의하고, 상기 계수가 최대값이 되는 MSS를 해당 시점에서 다운링크 자원을 할당받을 MSS로 선택하는 스케쥴링 방식이다.
상기 비례 공정성 스케쥴링 방식을 사용하게 되면 이전 스케쥴링 시구간에서 다운링크 자원을 할당받은 MSS들은 현재 스케쥴링 시구간에서 상대적으로 다운링크 자원을 할당받을 확률이 감소하게 되고, 이와는 반대로 이전 스케쥴링 시구간에서 다운링크 자원을 할당받지 못한 MSS들은 현재 스케쥴링 시구간에서 상대적으로 다운링크 자원을 할당받을 확률이 증가하기 때문에 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식에 비해서는 공정성 측면에서 성능이 향상된다. 즉, 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 채널 상태를 전혀 고려하지 않는 상기 round robin 스케쥴링 방식에 비해서는 공정성 측면에서 성능이 열화되지만, 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식에 비해서는 공정성 측면에서 성능이 향상되는 스케쥴링 방식이다.
그러면 여기서 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에 대해서 구체적으로 설명하 기로 한다.
(1) 기지국은 임의의 스케쥴링 시구간 n에서 상기 기지국내의 모든 MSS들 각각에 대해 우선도 함수(priority function) 값
Figure 112004054866388-PAT00001
를 계산한다. 여기서, i는 MSS의 인덱스(index)를 나타내며, 따라서
Figure 112004054866388-PAT00002
는 제i MSS의 우선도 함수값을 나타낸다.
(2) 기지국은 최대 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00003
을 가지는 MSS를 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n에서 다운링크 자원을 할당할 MSS로 결정한다. 여기서, 상기 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00004
은 하기 수학식 1과 같이 계산된다.
Figure 112004054866388-PAT00005
상기 수학식 1에서, n은 상기에서 설명한 바와 같이 스케쥴링 시구간을 나타내며, 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n은 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식이 수행되는 단위 스케쥴링 시구간의 정수배의 시구간에 해당하는 스케쥴링 시점을 나타낸다. 상기 수학식 1에서,
Figure 112004054866388-PAT00006
은 제i MSS가 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n에서 전송 가능한 데이터 레이트를 나타내며, 상기
Figure 112004054866388-PAT00007
은 상기 기지국과 제i MSS간의 CINR과, CINR의 분산 통계와, 변조 방식 및 코딩 방식의 에러 레이트(error rate) 특성 등을 고려하여 계산된다. 상기
Figure 112004054866388-PAT00008
은 상기에서 설명한 바와 같이 상기 기지국과 제i MSS간의 CINR과, CINR의 분산 통계와, 변조 방식 및 코딩 방식의 에러 레이트 특성 등을 고려하여 계산되지만, 일반적으로 MSS가 전송 가능한 데이터 레이트는 CINR에 비례하는 특성을 가지므로, 상기
Figure 112004054866388-PAT00009
은 근사적으로 상기 제i MSS가 측정한 CINR만을 고려하여 계산할 수도 있다. 상기 수학식 1에서
Figure 112004054866388-PAT00010
은 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n까지의 상기 제i MSS의 평균 throughput을 나타낸다.
또한, 상기 수학식 1에서
Figure 112004054866388-PAT00011
는 공정성을 조정하기 위한 웨이트(weight) 변수를 나타낸다. 즉, 상기 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00012
의 값을 조정함에 따라 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같은 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00013
의 분자 및 분모의 상대적인 비율이 상이해지게 되는데, 상기 분자에 적용되는 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00014
를 증가시키면 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에서 throughput 측면을 중요하게 고려하게 되는 것이고, 상기 분모에 적용되는 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00015
증가시키면 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에서 공정성 측면을 중요하게 고려하게 되는 것이다.
일 예로,
Figure 112004054866388-PAT00016
인 경우 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 round robin 스케쥴링 방식과 동일하게 공정성만을 고려하는 스케쥴링 방식이 되는 것이며,
Figure 112004054866388-PAT00017
인 경우 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식과 동일하게 throughput만을 고려하는 스케쥴링 방식이 되는 것이다. 즉,
Figure 112004054866388-PAT00018
인 경우 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00019
이 이전 스케쥴링 시구간에서의 throughput의 역수로 결정되므로, 상기 기지국은 순차적으로 다운링크 자원을 할당할 MSS를 선택하게 되어 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 round robin 스케쥴링 방식과 동일한 스케쥴링 방식이 되는 것이다. 또한,
Figure 112004054866388-PAT00020
인 경우 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00021
이 상기
Figure 112004054866388-PAT00022
로 결정되므로, 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식과 동일한 스케쥴링 방식이 되는 것이다.
한편, 상기 수학식 1에서
Figure 112004054866388-PAT00023
은 하기 수학식 2와 같이 계산된다.
Figure 112004054866388-PAT00024
상기 수학식 2에서,
Figure 112004054866388-PAT00025
는 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식이 수행되는 윈도우(window) 사이즈(size)를 결정하는 값으로서, 상기 스케쥴링 시구간 n이 0.002[s]이고, 상기 윈도우 사이즈가 1.5[s]일 경우
Figure 112004054866388-PAT00026
의 값을 가진다. 상기 수학식 2에서,
Figure 112004054866388-PAT00027
은 상기 제i MSS가 전송하기로 결정된 데이터양을 나타내며, 따라서 상기
Figure 112004054866388-PAT00028
은 실제 수신 확인된 데이터양이 아니고 또한 재전송(re-transmission)에 의해 전송된 데이터양 역시 포함되지 않는다. 즉,
Figure 112004054866388-PAT00029
은 상기 제i MSS가 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에 상응하게 데이터를 전송하는 것이 결정된 경우 상기 제i MSS가 전송하려고 하는 데이터양을 나타내는 것이다. 여기서, 데이터 전송은 기지국과 MSS간의 채널 상태에 따라 오류가 발생할 수 있는 데, 상기 기지국과 MSS간의 채널 상태에 따라 오류가 발생한다고 하더라도 상기 제i MSS는 초기 전송(initial transmission)시에는
Figure 112004054866388-PAT00030
의 데이터양을 전송하게 되는 것이며, 재전송시에는 상기 데이터양
Figure 112004054866388-PAT00031
는 0이 되는 것이다.
상기 스케쥴링 방식을 설명함에 있어서는 기지국이 MSS들에 다운링크 자원을 할당하는 경우만을 일 예로 하여 설명하였지만, 업링크 자원을 할당하는 경우 역시 상기 다운링크 자원을 할당할 경우에 비해 MSS들이 기지국으로 CQI를 피드백하는 동작만을 제외하고는 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 4G 통신 시스템은 고속 대용량 데이터 전송을 위해 릴레이 방식을 적용하는 것에 대해 적극적인 고려를 하고 있지만, 상기 릴레이 방식을 상기 4G 통신 시스템과 같은 셀룰라 통신 시스템에 적용하는 구체적인 방안에 대한 제시가 전혀 없어 상기 4G 통신 시스템에 상기 릴레이 방식을 적용하는 구체적인 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 상기 4G 통신 시스템에 상기 릴레이 방식을 적용함에 따라 MSS로 공정하면서도 안정적인 자원 할당을 수행하는 것이 가능하고, 셀 전체 throughput을 고려할 경우 상기 기지국과 MSS의 채널 상태 및 상기 MSS가 요구로 하는 QoS를 보장하는 스케쥴링 방식에 대한 필요성 역시 대두되고 있다.
따라서, 본 발명은 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴 링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서, 수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 릴레이와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 링크들 각각의 우선도 함수값을 계산하고, 상기 링크들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 링크를 자원을 할당할 링크로 결정하여 상기 결정된 링크로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서, 수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하고, 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 협동 그룹을 자원을 할당할 협동 그룹으로 결정하여 상 기 결정된 협동 그룹으로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는; 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서, 수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 다수의 이동 가입자 단말기들과, 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들과, 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 릴레이들에 의해 조합 가능한 릴레이 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산한 후, 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 릴레이를 선택하고, 상기 릴레이 그룹들 각각에서 선택된 릴레이들로부터 상기 선택된 릴레이들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받은 후, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들중 최대 우선도 함수값을 가지는 릴레이 그룹을 자원을 할당할 릴레이 그룹으로 결정하여 상기 결정된 릴레이 그룹으로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 임의의 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 기지국간에 연결되는 릴레이를 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정과, 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 링크들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과, 상기 링크들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 링크를 자원을 할당할 링크로 결정하고, 상기 결정된 링크로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 임의의 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정과, 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과, 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 협동 그룹을 자원을 할당할 협동 그룹으로 결정하고, 상기 결정된 협동 그룹으로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 다수의 이동 가입자 단말기들과, 상기 이동 가입자 단말기들과 통신을 수행하는 기지국과, 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들을 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 릴레이들에 의해 조합 가능한 릴 레이 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과, 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 릴레이를 선택하는 과정과, 상기 릴레이 그룹들 각각에서 선택된 릴레이들로부터 상기 선택된 릴레이들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들중 최대 우선도 함수값을 가지는 릴레이 그룹을 자원을 할당할 릴레이 그룹으로 결정하고, 상기 결정된 릴레이 그룹으로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 릴레이(relay) 방식을 사용하는 셀룰라(cellular) 통신 시스템에서 스케쥴링(scheduling) 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명에서는 상기 셀룰라 통신 시스템으로서 차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 활발하게 연구되고 있는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 일 예로 하여 설명하기로 한다. 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing , 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템으로서 고속의 대용량 데이터 송신이 가능할 뿐만 아니라, 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)의 이동성을 지원하는 셀룰라 통신 시스템이다. 본 발명에서는 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템을 일 예로 하여 상기 릴레이 방식을 적용한 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 장치 및 방법에 대해서 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 릴레이 방식을 적용한 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 장치 및 방법은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 뿐만 아니라 모든 셀룰라 통신 시스템에 적용 가능함은 물론이다.
그러면 여기서 상기 릴레이 방식에 대해서 다시 한번 설명하기로 한다.
상기 릴레이 방식이라 함은 임의의 MSS, 일 예로 제1MSS와 제1기지국(BS: Base Station)간의 채널 상태가 열악하여 상기 제1MSS와 제1기지국간의 정상적인 통신 수행이 불가능할 경우 혹은 상기 제1MSS와 제1기지국간에 정상적인 통신 수행은 가능하지만 현재 통신 품질보다 더욱 향상된 통신 품질을 위해서 상기 제1MSS와 상이한 MSS, 일 예로 제2MSS, 혹은 상기 제1기지국과 상이한 제2기지국을 릴레이로 사용하여 상기 제1MSS의 신호를 상기 제1기지국으로 중계하는 방식을 나타낸다. 여기서, 상기 릴레이, 즉 제2MSS 혹은 제2기지국은 상기 제1MSS로부터 수신되는 신호 를 별도의 프로세싱(processing) 수행없이 미리 설정한 증폭 이득만큼 증폭시켜 상기 제1기지국으로 송신하거나, 혹은 상기 제1MSS로부터 수신되는 신호를 추가적인 프로세싱을 수행한 후 상기 제1기지국으로 송신한다. 상기 추가 프로세싱이라 함은 상기 릴레이가 상기 제1MSS로부터 수신되는 신호를 디코딩(decoding)한 후, 상기 디코딩한 신호를 다시 인코딩(encoding)하는 것을 나타낸다.
한편, 상기 릴레이는 상기 릴레이의 이동성(mobility)에 따라 고정 릴레이(fixed relay)와 이동 릴레이(mobile relay)로 구분되며, 상기 고정 릴레이는 고정된 위치에서 릴레이 방식을 수행하는 릴레이를 나타내며, 상기 이동 릴레이는 이동 가능한 상태에서 릴레이 방식을 수행하는 릴레이를 나타낸다. 즉, 상기 제2MSS는 이동 릴레이가 되는 것이며, 상기 제2기지국은 고정 릴레이가 되는 것이다. 그러면 여기서 상기 고정 릴레이와 이동 릴레이에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로 상기 고정 릴레이에 대해서 설명하기로 한다.
상기 고정 릴레이, 즉 상기 제2기지국은 고정된 위치를 가지고 계획에 따라 설치 가능하기 때문에 상기 이동 릴레이에 비해 비교적 큰 물리적 크기를 가질 수 있으며, 상기 제1MSS와 기지국간의 채널 상태를 비교적 양호한 상태로 유지시키기 위한 조건을 만족시키는 것이 가능하다. 일 예로, 상기 고정 릴레이는 비교적 긴 길이의 다수개의 안테나(antenna)들을 구비할 수 있고, 상대적으로 높은 위치에 안테나들을 설치할 수 있으며, 송신 전력을 비교적 크게 설정할 수 있으므로 상기 제1MSS와 기지국간의 채널 상태를 비교적 양호한 상태로 유지시킬 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 고정 릴레이는 상기 고정 릴레이에서 상기 제1기지국간의 통신을 유선으로 지원할 수 있다는 이점을 가진다.
두 번째로, 상기 이동 릴레이에 대해서 설명하기로 한다.
상기 이동 릴레이, 즉 상기 제2MSS는 이동성을 가지는 릴레이를 나타내며, 실질적으로 셀룰러 통신 시스템에서는 상기 제1MSS와 동일한 셀에 존재하는 제2MSS가 이동 릴레이로서 동작을 하는 것이 가능하다. 상기 제2MSS가 제1MSS의 이동 릴레이로 동작하는 경우 상기 고정 릴레이와는 상이하게 가시선이 존재하지 않을 확률이 높고, 또한 상기 제1MSS와 상기 제2MSS 모두가 이동성을 가지므로 상기 제2MSS가 상기 이동 릴레이로서 동작할 경우에는 상기 고정 릴레이에 비해 열악한 채널 상태를 제공하게 된다.
또한, 상기 제2MSS가 이동 릴레이로서 동작할 경우에는 상기 고정 릴레이에서와 같이 비교적 긴 길이의 다수개의 안테나들을 구비하거나, 상대적으로 높은 위치에 안테나들을 설치하거나, 비교적 큰 송신 전력을 설정하는 것이 난이하여 상기 이동 릴레이는 상기 제1MSS와 제1기지국간의 채널 상태를 비교적 양호한 상태로 유지시키는 것이 난이하게 된다.
그러면 여기서 본 발명에서 제안하는 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방식들에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 방식을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 설명하기에 앞서, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서는 MSS와 기지국 사이에서 릴레이가 추가적인 링크(link)를 구성하는 구조이다. 즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용할 경우 다수개의 릴레이들이 존재할 경우 상기 다수개의 릴레이들 각각을 1개 이상의 안테나를 가진 송신기로 간주하여 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'MIMO 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 적용 가능한 다양한 성능 향상 방식들을 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용할 경우 MSS의 데이터 전송시 시간 차이를 둘 경우 릴레이가 1개 존재할 경우라도 상기 다수개의 릴레이들이 존재할 경우와 동일하게 상기 MIMO 통신 시스템에서 적용 가능한 다양한 성능 향상 방식들을 적용할 수 있다. 여기서, 상기 릴레이의 연결 관계에 따라 상기 MSS와 기지국간에는 다양한 조합(combination)의 링크들이 생성될 수 있다.
상기 도 1을 참조하면, 제1MSS(100)와 제1기지국(150)간에 릴레이 방식을 적용할 경우 제2MSS(110)가 상기 제1MSS(100)와 제1기지국(150)간에 연결되어 이동 릴레이로서 동작하게 된다. 즉, 상기 제1MSS(100)와 제1기지국(150)간에 상기 제2MSS(110)가 이동 릴레이로서 동작함으로써 추가적인 링크가 제공되는데, 이와 같이 릴레이에 의해 추가적인 링크가 제공되는 경우 스케쥴링 방식은 다음과 같은 규칙들에 의해서 수행되어야만 한다.
(1) 릴레이, 즉 제2MSS(110)에 의해 추가적으로 생성되는 모든 조합 가능한 링크들 혹은 상기 모든 조합 가능한 링크들중 일부의 링크들을 상기 스케쥴링 방식을 수행시 고려해야만 한다. 여기서, 상기 스케쥴링 방식을 수행시 고려해야하는 링크들은 코드 조합(code combination), 혹은 시공간 코딩(STC: Space time Coding) 방식 등과 같은 컴바이닝을 통한 링크들도 포함한다.
(2) 릴레이에 의해 추가적으로 생성되는 링크에서 소스(source)를 기준으로 출발하는 모든 링크들 혹은 상기 모든 링크들중 일부의 링크들중 중 채널 상태가 가장 양호한 링크를 대표 링크로 선택한다. 상기 스케쥴링 방식은 상기 선택한 대표 링크에 상응하게 수행되어야만 한다.
(3) 선택된 대표 링크의 채널 상태에 대한 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)는 상기 스케쥴링 방식을 수행하기 위해서, MSS, 즉 제1MSS(100)와 릴레이, 즉 제2MSS(110), 릴레이와 기지국, 즉 제1기지국(150), MSS와 기지국, 릴레이와 릴레이간의 CQI가 기지국으로 피드백(feedback)되어야만 한다.
상기와 같은 규칙들을 모두 고려할 경우 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서의 스케쥴링 방식은 다음과 같다.
첫 번째로, 비례 공정성(proportional fairness) 스케쥴링 방식의 우선도 함수(priority function) 값
Figure 112004054866388-PAT00032
은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, i는 MSS의 인덱스(index)를 나타내며, 따라서
Figure 112004054866388-PAT00033
는 제i MSS의 우선도 함수값을 나타낸다.
Figure 112004054866388-PAT00034
상기 수학식 3에서, n은 스케쥴링 시구간을 나타내며, 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n은 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식이 수행되는 단위 스케쥴링 시구간의 정수배의 시구간에 해당하는 스케쥴링 시점을 나타낸다. 상기 수학식 1에서, X는 제i MSS를 소스로 하여 생성 가능한 모든 링크들의 집합을 나타내고, ik는 상기 모든 링크들의 집합 내의 임의의 링크를 나타낸다. 따라서,
Figure 112004054866388-PAT00035
은 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n에서 제i MSS를 소스로 하여 생성 가능한 모든 링크들중 선택된 링크 ik를 통해 전송 가능한 데이터 레이트(data rate)를 나타낸다.
상기
Figure 112004054866388-PAT00036
은 상기 기지국과 제i MSS간의 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)와, CINR의 분산 통계와, 변조 방식 및 코딩 방식의 에러 레이트(error rate) 특성 등을 고려하여 계산된다. 상기
Figure 112004054866388-PAT00037
은 상기에서 설명한 바와 같이 상기 기지국과 제i MSS간의 CINR과, CINR의 분산 통계와, 변조 방식 및 코딩 방식의 에러 레이트 특성 등을 고려하여 계산되지만, 일반적으로 MSS가 전송 가능한 데이터 레이트는 CINR에 비례하는 특성을 가지므로, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서의 스케쥴링 방식에서의
Figure 112004054866388-PAT00038
은 근사적으로 상기 제i MSS가 측정한 CINR만을 고려하여 계산한다고 가정하기로 한다.
상기
Figure 112004054866388-PAT00039
이 CINR만을 고려하여 계산한다고 가정하였으므로, 상기
Figure 112004054866388-PAT00040
은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004054866388-PAT00041
상기
Figure 112004054866388-PAT00042
은 상기 모든 링크들의 조합 별로 계산된다. 즉, 상기
Figure 112004054866388-PAT00043
은 MSS와 릴레이, 릴레이와 기지국간에 연결되는 링크들 각각의 CINR들을 연산하여 계산된다. 결과적으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서의 스케쥴링 방식은 상기 릴레이로 인해 추가적으로 생성되는 모든 링크들중 최대 데이터 레이트를 가지는 링크를 선택하도록 함으로써 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00044
을 조정한다.
또한, 상기 수학식 4에서
Figure 112004054866388-PAT00045
은 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n까지의 상기 제i MSS의 평균 전송량(throughput, 이하 'throughput'라 칭하기로 한다)을 나타낸다. 상기 수학식 4에서
Figure 112004054866388-PAT00046
는 공정성을 조정하기 위한 웨이트(weight) 변수를 나타낸다. 즉, 상기 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00047
의 값을 조정함에 따라 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00048
의 분자 및 분모의 상대적인 비율이 상이해지게 되는데, 상기 분자에 적용되는 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00049
를 증가시키면 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에서 throughput 측면을 중요하게 고려하게 되는 것이고, 상기 분모에 적용되는 웨이트 변수
Figure 112004054866388-PAT00050
증가시키면 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에서 공정성 측면을 중요하게 고려하게 되는 것이다.
일 예로,
Figure 112004054866388-PAT00051
인 경우 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 라운드 로빈(round robin, 이하 'round robin'라 칭하기로 한다) 스케쥴링 방식과 동일하게 공정성만을 고려하는 스케쥴링 방식이 되는 것이며,
Figure 112004054866388-PAT00052
인 경우 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식과 동일하게 throughput만을 고려하는 스케쥴링 방식이 되는 것이다. 즉,
Figure 112004054866388-PAT00053
인 경우 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00054
이 이전 스케쥴링 시구간에서의 throughput의 역수로 결정되므로, 상기 기지국은 순차적으로 다운링크 자원을 할당할 MSS를 선택하게 되어 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 round robin 스케쥴링 방식과 동일한 스케쥴링 방식이 되는 것이다. 또한,
Figure 112004054866388-PAT00055
인 경우 우선도 함수값
Figure 112004054866388-PAT00056
이 상기
Figure 112004054866388-PAT00057
로 결정되므로, 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식은 상기 최대 throughput 스케쥴링 방식과 동일한 스케쥴링 방식이 되는 것이다.
한편, 상기 수학식 4에서
Figure 112004054866388-PAT00058
은 하기 수학식 5와 같이 계산된다.
Figure 112004054866388-PAT00059
상기 수학식 5에서,
Figure 112004054866388-PAT00060
는 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식이 수행되는 윈도우(window) 사이즈(size)를 결정하는 값으로서, 상기 스케쥴링 시구간 n이 0.002[s]이고, 상기 윈도우 사이즈가 1.5[s]일 경우
Figure 112004054866388-PAT00061
의 값을 가진다. 상기 수학식 5에서,
Figure 112004054866388-PAT00062
은 상기 제i MSS가 전송하기로 결정된 데이터양을 나타내며, 따라서 상기
Figure 112004054866388-PAT00063
은 실제 수신 확인된 데이터양이 아니고 또한 재전송(re-transmission)에 의해 전송된 데이터양 역시 포함되지 않는다. 즉,
Figure 112004054866388-PAT00064
은 상기 제i MSS가 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식에 상응하게 데이터를 전송하는 것이 결정된 경우 상기 제i MSS가 전송하려고 하는 데이터양을 나타내는 것이다. 여기서, 데이터 전송은 기지국과 MSS간의 채널 상태에 따라 오류가 발생할 수 있는데, 상기 기지국과 MSS간의 채널 상태에 따라 오류가 발생한다고 하더라도 상기 제i MSS는 초기 전송(initial transmission)시에는
Figure 112004054866388-PAT00065
의 데이터양을 전송하게 되는 것이며, 재전송시에는 상기 데이터양
Figure 112004054866388-PAT00066
는 0이 되는 것이다.
그러면 여기서 도 2를 참조하여 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 2를 설명하기에 앞서, 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조는 상기 도 1에서 설명한 구조와 동일하다고 가정하기로 한다. 상기 도 2를 참조하면, 먼저 211단계에서 기지국은 제1MSS(100)의 모든 조합 가능한 링크들 각각의 CQI값을 피드백받은 후 213단계로 진행한다. 여기서, 상기 도 1에서는 상기 모든 조합 가능한 링크들은 A와 C로 구성된 링크와, B와 B'으로 구성된 링크와, A+B와 C+B'으로 구성된 링크와, A와 C+B'으로 구성된 총 4개의 링크들이다. 상기 213단계에서 상기 기지국은 상기 모든 조합 가능한 링크들 각각에 대해서 전송 가능한 데이터 레이트인 DRR을 계산한 후 215단계로 진행한다.
상기 215단계에서 상기 기지국은 상기 모든 조합 가능한 링크들 각각에 대해서 우선도 함수값을 계산한 후 217단계로 진행한다. 상기 217단계에서 상기 기지국은 상기 모든 조합 가능한 링크들 각각에 대해서 계산된 우선도 함수값들중 최대 우선도 함수값을 가지는 링크를 선택한 후 219단계로 진행한다. 상기 219단계에서 상기 기지국은 상기 결정한 링크에 대한 정보를 제어 채널(control channel)을 통해 상기 MSS로 통보한 후 221단계로 진행한다. 여기서, 상기 제어 채널은 상기 기지국과 MSS간에 전용으로 셋업(setup)되는 전용 채널(dedicated channel)로서 구현 가능하며, 또한 공통 채널(common channel)로도 구현 가능함은 물론이다. 상기 221단계에서 상기 기지국은 상기 선택된 링크를 통해 상기 MSS로 데이터를 송신하고 종료한다.
두 번째로, 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 방식을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통 신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 설명하기에 앞서, 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서는 릴레이가 MSS가 통신을 수행하는 기지국과 동일한 기지국과 통신을 수행하는 경우, 즉 상기 MSS와 상이한 MSS가 이동 릴레이로서 동작하는 경우, 상기 MSS와 릴레이가 서로 협동(cooperation)을 통해서 서로 전송해야 할 데이터를 교환하여 상기 기지국으로 데이터를 전송한다. 즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서는 다수의 MSS들, 즉 MSS와 릴레이가 상기 기지국으로 공동으로 데이터를 전송하는데, 여기서 상기 MSS와 릴레이가 서로 협동하여 상기 기지국으로 공동으로 데이터를 전송할 경우 상기 다수의 MSS들의 데이터에는 코드 조합 등과 같은 방식들이 적용될 수 있으며, 상기 다수의 MSS들이 상기 기지국으로 데이터를 전송할 경우 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조와 같이 상기 MIMO 통신 시스템에서 적용 가능한 다양한 성능 향상 방식들을 적용할 수 있다. 여기서, 상기 릴레이의 연결 관계에 따라 상기 MSS와 기지국간에는 다양한 조합의 링크들이 생성될 수 있다.
상기 도 3을 참조하면, 제1MSS(300)와 제1기지국(350)간에 릴레이 방식을 적용할 경우 제2MSS(310)가 상기 제1MSS(300)와 제1기지국(350)간에 연결되어 이동 릴레이로서 동작하게 된다. 즉, 상기 제1MSS(300)와 제1기지국(350)간에 상기 제2MSS(310)가 이동 릴레이로서 동작함으로써 추가적인 링크가 제공되는데, 이와 같이 릴레이에 의해 추가적인 링크가 제공되는 경우 스케쥴링 방식은 다음과 같은 규 칙들에 의해서 수행되어야만 한다.
먼저, 상기 MSS, 즉 제1MSS(300)와 릴레이, 즉 제2MSS(310)는 둘다 MSS이므로 이 경우 상기 MSS와 릴레이는 1개의 소스로 간주하여 스케쥴링 방식을 수행해야만 하며, CQI는 코드 조합과 시공간 코딩 방식등을 통해 보정한 후 피드백된다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서의 스케쥴링 방식, 즉 비례 공정성 스케쥴링 방식에서의 우선도 함수 값
Figure 112004054866388-PAT00067
은 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004054866388-PAT00068
상기 수학식 6에서, ik는 코드 컴비네이션 혹은 시공간 코딩 방식이 수행되는 제iMSS와 릴레이 그룹(relay group)에서 k번째의 MSS를 나타내며,
Figure 112004054866388-PAT00069
은 코드 컴비네이션 혹은 시공간 코딩 방식을 통한, 보정된 CINR을 고려한 데이터 레이트를 나타낸다. 여기서, 상기 보정된 CINR을 고려하여 데이터 레이트를 계산하는 동작은 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수학식 6에서
Figure 112004054866388-PAT00070
은 상기 임의의 스케쥴링 시구간 n까지의 코드 컴비네이션 혹은 시공간 코딩 방식이 수행되는 제iMSS와 릴레이 그룹에서 k번째 의 MSS ik의 평균 throughput을 나타낸다. 상기 수학식 6에서, g+1은 상호간에 코드 컴비네이션, 시공간 코딩 방식을 적용하는 협동 그룹(cooperation group)내의 MSS들의 개수를 나타낸다.
결과적으로 상기 도 3에 도시한 바와 같이 제1 시구간에서 MSS간의 통신을 위해 제1MSS(300)와 제2MSS(310)간에 데이터가 교환되면, 제2 시구간에서 상기 제1시구간에서 송신된 데이터와 함께 코드 컴비네이션 혹은 시공간 코딩 방식이 가능한 신호가 송신된다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조는 상기 도 3에서 설명한 구조와 동일하다고 가정하기로 한다. 상기 도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 기지국은 협동 그룹내의 MSS들 각각의 CQI 값을 피드백받은 후 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 상기 기지국은 상기 협동 그룹내의 MSS들 각각에 대해서 DRR값을 계산한 후 415단계로 진행한다. 상기 415단계에서 상기 기지국은 상기 협동 그룹내의 MSS들 각각에 대해서 우선도 함수값을 계산한 후 417단계로 진행한다. 상기 417단계에서 상기 기지국은 상기 모든 협동 그룹내의 MSS들 각각에 대해서 계산된 우선도 함수값들중 최대 우선도 함수값을 가지는 협동(cooperation) 관계를 선택한 후 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 기지국은 상기 결정한 협동 관계에 대한 정보를 제어 채널을 통해 상기 MSS로 통보한 후 421단계로 진행한다. 여기서, 상기 제어 채널은 상기 기지국과 MSS간에 전용으로 셋업되는 전용 채널로서 구현 가능하며, 또한 공통 채널로도 구현 가능함은 물론이다. 상기 421단계에서 상기 기지국은 상기 선택된 협동 관계를 통해 상기 MSS로 데이터를 송신하고 종료한다.
세 번째로, 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 방식을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 5를 설명하기에 앞서, 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서는 릴레이가 지엽적인 기지국 역할을 수행한다. 즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서는 릴레이와 다수의 MSS들이 1개의 그룹(group)을 생성하고, 상기 생성된 그룹 내에서 릴레이가 기지국 동작을 수행하여 상기 MSS들의 데이터 송수신을 위한 자원, 즉 다운링크 자원 및 업링크 자원을 할당해준다. 여기서, 상기 릴레이와 기지국간에는 별도의 통신 채널이 존재하여 상기 릴레이가 다른 MSS들과는 구별되도록 구성될 수 있으며, 혹은 상기 릴레이가 다른 MSS들과 동일한 조건하에서도 구성될 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구 조에서 생성되는 그룹은 기지국과 릴레이 사이의 링크를 통해 전체적인 셀내의 스케쥴링이 수행되고, 상기 릴레이와 상기 그룹내에서는 릴레이가 지엽적인 기지국 역할을 수행하여 독립적인 스케쥴링이 수행된다. 일 예로, 셀 내의 다수개의 릴레이들에 의해 생성되는 그룹들 사이에는 비례 공정성 스케쥴링 방식을 적용하고, 상기 다수개의 릴레이들 각각에 의해 생성된 그룹들내에서는 round robin 스케쥴링 방식을 적용하여 상기 그룹들간의, 그리고 상기 그룹들 각각 내의 스케쥴링을 독립적으로 수행할 수 있다. 여기서, 각 링크에 대한 CQI는 기지국과 릴레이간에서는 다운링크의 경우 릴레이가 피드백하며, 상기 릴레이와 상기 릴레이에 의해 생성된 그룹간에서는 상기 릴레이와 그룹내에서 독립적으로 피드백한다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서의 스케쥴링 방식은 상기 릴레이들 각각에 의해 생성된 그룹들간에는 비례 공정성 스케쥴링 방식을 적용하므로 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004054866388-PAT00071
상기 수학식 7에서
Figure 112004054866388-PAT00072
은 각 릴레이 그룹내의 MSS의
Figure 112004054866388-PAT00073
의 최대값을 나타내고,
Figure 112004054866388-PAT00074
은 릴레이에 속한 MSS 그룹의 총 throughput을 나타낸다. 또한, 상기 수학식 7에서 g+1은 해당 릴레이 그룹에 속하는 총 MSS들의 개수를 나타낸다.
또한, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 구조에서의 스케쥴링 방식은 상기 릴레이들 각각에 의해 생성된 그룹들 각각 내에서는 round robin 스케쥴링 방식을 적용하므로 하기 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004054866388-PAT00075
상기 수학식 8에 나타낸 바와 같이, 상기 릴레이 그룹들 각각 내에서는 일반적인 비례 공정성 스케쥴링 방식과 동일한 스케쥴링 방식이 적용되므로, 상기 릴레이 그룹들 각각 내에서는 릴레이가 기지국과 동일하게 스케쥴링 방식을 수행하는 것이다.
상기 도 5를 참조하면, 제4MSS(530)가 제1MSS(500)와, 제2MSS(510)와, 제3MSS(500)로 구성된 릴레이 그룹의 릴레이로서 동작하며, 따라서 상기 제4MSS(530)가 스케쥴링을 수행한다. 또한, 상기 도 5에 도시되어 있는 점선 폐곡선은 또 다른 릴레이 그룹들을 나타내는 것이며, 상기 도 5에는 총 3개의 릴레이 그룹들이 존재 하고, 기지국(540)은 상기 3개의 릴레이 그룹들에 대해서는 상기 비례 공정성 스케쥴링 방식을 사용하여 스케쥴링을 수행하고, 상기 릴레이 그룹들 각각은 round robin 스케쥴링 방식으로 스케쥴링된다.
그러면 여기서 도 6을 참조하여 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 스케쥴링 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 설명하기에 앞서, 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템의 구조는 상기 도 5에서 설명한 구조와 동일하다고 가정하기로 한다. 상기 도 6을 참조하면, 먼저 611단계에서 기지국은 릴레이 그룹들 각각의 MSS들 각각의 CQI 값을 피드백받은 후 613단계로 진행한다. 상기 613단계에서 상기 기지국은 상기 릴레이 그룹들 각각의 MSS들 각각에 대해 우선도 함수값을 계산한 후 615단계로 진행한다. 상기 615단계에서 상기 기지국은 상기 릴레이 그룹들 각각의 MSS들 각각에 대해서 계산된 우선도 함수값들중 최대 우선도 함수값을 가지는 MSS를 선택한 후 617단계로 진행한다.
상기 617단계에서 상기 기지국은 상기 릴레이 그룹들 각각에서 선택된 MSS들의 CQI 값을 피드백받고 619단계로 진행한다. 상기 619단계에서 상기 기지국은 상기 릴레이 그룹들중 최대 우선도 함수값을 가지는 릴레이 그룹을 선택한 후 621단계로 진행한다. 상기 621단계에서 상기 기지국은 상기 선택한 릴레이 그룹에 대한 정보를 제어 채널을 통해 상기 MSS로 통보한 후 623단계로 진행한다. 여기서, 상기 제어 채널은 상기 기지국과 MSS간에 전용으로 셋업되는 전용 채널로서 구현 가능하며, 또한 공통 채널로도 구현 가능함은 물론이다. 상기 623단계에서 상기 기지국은 상기 선택된 릴레이 그룹의 릴레이를 통해 해당 MSS로 데이터를 송신하고 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 릴레이 방식을 셀룰라 통신 시스템에 적용하는 구조를 제안하여 고속 대용량 데이터 전송이 가능한 셀룰라 통신 시스템 구현을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 상기 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 상기 릴레이 방식 사용에 따른 새로운 스케쥴링 방식을 제안함으로써 MSS로 공정하면서도 안정적인 자원 할당을 수행하는 것이 가능하고, 셀 전체 throughput을 고려할 경우 상기 기지국과 MSS의 채널 상태 및 상기 MSS가 요구로 하는 QoS를 보장하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다.

Claims (20)

  1. 임의의 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 기지국간에 연결되는 릴레이를 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과,
    상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정과,
    상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 링크들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과,
    상기 링크들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 링크를 자원을 할당할 링크로 결정하고, 상기 결정된 링크로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들은 코드 컴비네이션(combination)과 시공간 코딩 방식을 적용하여 생성 가능한 링 크들을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정은 상기 링크들 각각의 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 임의의 제1이동 가입자 단말기와, 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국과, 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과,
    상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정과,
    상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과,
    상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 협동 그룹을 자원을 할당할 협동 그룹으로 결정하고, 상기 결정된 협동 그룹으로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들은 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 릴레이들 각각이 공동으로 데이터를 송신하는 1개의 소스로 간주하여 생성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들은 코드 컴비네이션(combination)과 시공간 코딩 방식을 적용하여 생성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정은 상기 협동 그룹들 각각의 보정된 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 다수의 이동 가입자 단말기들과, 상기 이동 가입자 단말기들과 통신을 수행하는 기지국과, 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들을 포함하는, 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서,
    상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 릴레이들에 의해 조합 가능한 릴레이 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과,
    상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하는 과정과,
    상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 릴레이를 선택하는 과정과,
    상기 릴레이 그룹들 각각에서 선택된 릴레이들로부터 상기 선택된 릴레이들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받는 과정과,
    상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들중 최대 우선도 함수값을 가지는 릴레이 그룹을 자원을 할당할 릴레이 그룹으로 결정하고, 상기 결정된 릴레이 그룹으로 자원을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결정된 릴레이 그룹내의 릴레이와 이동 가입자 단말기들 각각에 대해서 순차적으로 자원을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 릴레이 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 과정은 상기 릴레이 그룹들 각각의 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 릴레이 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서,
    수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 제1이동 가입자 단말기와,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 릴레이와,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 링크들 각각의 우선도 함수값을 계산하고, 상기 링크들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 링크를 자원을 할당할 링크로 결정하여 상기 결정된 링크로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 기지국 및 릴레이에 의해 조합 가능한 링크들은 코드 컴비네이션(combination)과 시공간 코딩 방식을 적용하여 생성 가능한 링크들을 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 링크들 각각의 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 링크들 각각의 데이터 레이트를 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.
  14. 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서,
    수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 제1이동 가입자 단말기와,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 제1이동 가입자 단말기와 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들과,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산한 후 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산하고, 상기 협동 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지 는 우선도 함수값을 가지는 협동 그룹을 자원을 할당할 협동 그룹으로 결정하여 상기 결정된 협동 그룹으로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들은 상기 제1이동 가입자 단말기와 상기 릴레이들 각각이 공동으로 데이터를 송신하는 1개의 소스로 간주하여 생성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1이동 가입자 단말기와 릴레이들에 의해 조합 가능한 협동 그룹들은 코드 컴비네이션(combination)과 시공간 코딩 방식을 적용하여 생성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 협동 그룹들 각각의 보정된 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 협동 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.
  18. 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서,
    수신 신호를 가지고 채널 품질 정보를 피드백하는 다수의 이동 가입자 단말기들과,
    상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 통신을 수행하는 기지국간에 연결되는 다수의 릴레이들과,
    상기 다수의 이동 가입자 단말기들과 상기 다수의 릴레이들에 의해 조합 가능한 릴레이 그룹들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받고, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값을 계산한 후, 상기 릴레이 그룹들 각각의 우선도 함수값중 최대값을 가지는 우선도 함수값을 가지는 릴레이를 선택하고, 상기 릴레이 그룹들 각각에서 선택된 릴레이들로부터 상기 선택된 릴레이들 각각의 채널 품질 정보를 피드백받은 후, 상기 피드백받은 채널 품질 정보를 고려하여 상기 릴레이 그룹들중 최대 우선도 함수값을 가지는 릴레이 그룹을 자원을 할당할 릴레이 그룹으로 결정하여 상기 결정된 릴레이 그룹으로 자원을 할당하는 상기 기지국을 포함함을 특징으로 상기 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 결정된 릴레이 그룹내의 릴레이와 이동 가입자 단말기들 각각에 대해서 순차적으로 자원을 할당함을 특징으로 하는 상기 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 릴레이 그룹들 각각의 캐리어 대 간섭 잡음비로 상기 릴레이 그룹들 각각의 데이터 레이트를 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.
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