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KR100611809B1 - 반이중 전송을 위한 스케쥴링 방법 및 장치 - Google Patents

반이중 전송을 위한 스케쥴링 방법 및 장치 Download PDF

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KR100611809B1
KR100611809B1 KR1020047021190A KR20047021190A KR100611809B1 KR 100611809 B1 KR100611809 B1 KR 100611809B1 KR 1020047021190 A KR1020047021190 A KR 1020047021190A KR 20047021190 A KR20047021190 A KR 20047021190A KR 100611809 B1 KR100611809 B1 KR 100611809B1
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connection
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allocation
frame
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렌지니루치아노
민고지엔조
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노키아 코포레이션
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Abstract

본 발명은 적어도 2개의 반이중 시간 분할 다중 액세스 접속들에 의해 전송하기 위한 데이터를 스케쥴링하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 여기서 전송 프레임의 모든 데이터 부분들의 총 용량이 각 전송 방향에 대한 소정의 용량을 넘지 않도록, 그리고 양쪽 전송 방향들에 있어서 상기 전송 프레임의 각 접속의 데이터 부분들의 용량들의 합이 상기 소정의 용량을 넘지 않도록, 각 접속에 대해, 상기 전송 프레임의 데이터 부분들의 각각의 용량들이 할당된다. 이후, 각 접속의 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 상기 전송 프레임 내의 상기 데이터 부분들의 전송 타이밍이 설정된다. 이에 따라, QoS 및 반이중 요건들을 만족시키도록 스케쥴링이 최적화될 수 있다.
통신 시스템, 데이터 스케쥴링, QoS, 반이중 요건, 전송 타이밍, 용량

Description

반이중 전송을 위한 스케쥴링 방법 및 장치{SCHEDULING METHOD AND APPARATUS FOR HALF-DUPLEX TRANSMISSION}
본 발명은 반이중 전송에서 데이터를 스케쥴링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 예를 들어 버스트 모드 주파수 분할 이중화(FDD) 시스템에서 반이중 단말기들에 대한 업링크 및 다운링크 버스트 데이터 전송에서 구현될 수 있다.
현대의 액세스 시스템들은 서로 다른 상위층 프로토콜들(higher layer protocols)을 지원한다. 프로토콜들은 2개 또는 그 이상의 통신 엔티티들 간에 교환되는 메세지들의 포맷 및 배열 뿐 아니라, 메세지 또는 다른 이벤트의 전송 그리고/또는 수신에 대해 취해지는 행동들을 정의한다. 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜의 주요 목적은 무선 채널 자원들의 공유이다. MAC 프로토콜은 액세스 포인트 또는 가입자 유닛이 채널을 통해 어떻게 그리고 언제 전송할 수 있는 지를 정의한다. MAC 프로토콜은 보장된 서비스들을 상위층들에게 제공하기 위한 인터페이스 절차들을 포함한다.
무선 매체는 공유 매체로서, MAC 프로토콜에게 자신을 통해 이루어지는 다수의 트래픽 흐름들의 전송을 조정할 것을 요구한다. 서로 다른 MAC 프로토콜들 간의 기본적인 차이는 업링크 채널과 다운링크 채널의 이중화(duplexing)이다. 시간 분 할 이중화(TDD)에서, 다운링크 채널 및 업링크 채널은 동일한 캐리어 주파수를 이용한다. 데이터 유닛, 즉 MAC 프레임은 업링크 부분 및 다운링크 부분으로 분할된다. 업링크 부분과 다운링크 부분 간의 경계는 유연하게 변경될 수 있기 때문에, 비대칭 접속들에 대해 적절하게 한다. 주파수 분할 이중화(FDD)에서는, 다운링크 전송과 업링크 전송에 서로 다른 캐리어 주파수들이 이용된다. 따라서, 단말기들은 신호들을 동시에 송수신할 수 있다. 마지막으로, 반이중 주파수 분할 이중화(H-FDD)에서는, 업링크 및 다운링크 전송에 대해 서로 다른 캐리어 주파수들이 이용되지만, 단말기들은 동시에 송수신하지 않는다. 이에 의해, 업링크 및 다운링크 자원 관리에 문제를 야기시킨다.
또한, 물리적인 채널의 타입은 무선 액세스 프로토콜 및 스케쥴링 절차들에 상당한 영향을 미친다. 연속적인 전송 채널에서, 트래픽 흐름은 다운링크 방향으로 전송되고, 전체 트래픽 흐름은 액세스 네트워크의 액세스 포인트에서 수신된다. 단말기들은 전체 흐름을 디코드하고, 자신들에게 어드레스된 패킷들을 선택해야 한다. 시간 분할 다중화(TDM) 스트림 채널에서, 변조 타입은 1개의 MAC 프레임 내에서 변경된다. 이러한 변경은 MAC 프레임의 처음에 표시(announce)되어야 한다. 다양한 단말기들에 대해 의도되는 패킷들은 특정 단말기에 의해 이용되는 변조 타입에 따라 재배열되어야 한다. 시간 분할 다중 액세스(TDMA) 버스트 채널에서는, 데이터가 특정 단말기에 어드레스되지 않을 때 대기 모드(standby mode)가 허용된다. 프레임 구조는 MAC 프레임의 처음에 표시된다.
FDD 및 버스트 전송 모드가 채택되고, 반이중 단말기의 지원이 요구되는 무선 통신 시스템의 예로는 IEEE 802.16 고정 광대역 무선 액세스 시스템에 대한 공중 인터페이스가 있다. 이러한 버스트 모드 FDD 시스템에서, 다운링크 채널은 적응성 변조 및 순방향 에러 정정(FEC)을 가능하게 하도록 프레임(frame)된다. 반이중 단말기들을 수용하기 위해, 다운링크 채널은 TDMA 또는 TDM과 TDMA의 혼합을 이용하는바, 여기서 TDM은 대역폭 효율을 위해 이용되고 TDMA는 반이중 단말기 지원을 위해 이용된다. 또한, 다운링크 버스트 전송 및 업링크 버스트 전송은 중앙 제어기 또는 액세스 포인트(AP)에 의해 중앙 집중 방식으로 프레임 단위로 스케쥴링되어, 지정된 서비스 품질(QoS) 요건들을 충족시킨다. 스케쥴링은 큐잉된 데이터 패킷들이 각 링크 또는 채널 상에서의 전송을 위해 선택되는 방식으로 이루어진다. 각 프레임의 처음에 전송되는 다운링크 맵 메세지는 시스템의 다른 모든 단말기들에게 프레임 레이아웃을 방송한다.
하지만, QoS 요건들은 AP 스케쥴러에 대해 매우 엄격한 제약(constraint)들을 부과할 수 있기 때문에, AP 스케쥴러는 시스템 정의된 QoS 요건들을 충족시키기 위해 어떤 패킷들을 다음에 전송하고 그리고 언제 전송할지를 결정해야 한다. 유사하게, 반이중 단말기 전송 및 수신 스케쥴링은 QoS 요건들과 무관한 추가적인 엄격한 제약들을 부과한다. 특히, 각 프레임의 버스트 데이터 전송 순서는, 반이중 단말기들 각각에 대해, 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 정해져야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, QoS 및 반이중 제약들이 모두 충족될 수 있도록, 반이중 전송에서 데이터를 스케쥴링하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 적어도 2개의 반이중 시간 분할 다중 액세스 접속들에 의해 전송하기 위한 데이터를 스케쥴링하는 방법에 의해 달성되는바, 이 방법은:
전송 프레임의 모든 데이터 부분들의 총 용량이 각 전송 방향에 대한 소정의 용량을 넘지 않도록, 그리고 양쪽 전송 방향들에 있어서 상기 전송 프레임의 각 접속의 데이터 부분들의 용량들의 합이 상기 소정의 용량을 넘지 않도록, 각 접속에 대해, 상기 전송 프레임의 데이터 부분들의 각각의 용량들을 할당하는 단계와; 그리고
각 접속의 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 상기 전송 프레임 내의 상기 데이터 부분들의 전송 타이밍을 설정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적은 적어도 2개의 반이중 시간 분할 다중 액세스 접속들에 의해 전송하기 위한 데이터를 스케쥴링하는 장치에 의해 달성되는바, 이 장치는:
전송 프레임의 모든 데이터 부분들의 총 용량이 각 전송 방향에 대한 소정의 용량을 넘지 않도록, 그리고 양쪽 전송 방향들에 있어서 상기 전송 프레임의 각 접속의 데이터 부분들의 용량들의 합이 상기 소정의 용량을 넘지 않도록, 각 접속에 대해, 상기 전송 프레임의 데이터 부분들의 각각의 용량들을 할당하는 할당 수단과; 그리고
각 접속의 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 상기 전송 프레임 내의 상기 데이터 부분들의 전송 타이밍을 설정하는 설정 수단을 포함한다.
따라서, 스케쥴링은 QoS 및 반이중 요건들을 충족시키도록 최적화될 수 있다. 제시되는 스케쥴링 절차는, 반이중 단말기에 대해 양쪽 전송 방향들에 할당된 용량의 양이 소정의 용량, 예를 들어 프레임 길이를 넘지 않도록 항상 성공적으로 규정된다는 의미에서 최적이다. 또한, 프레임의 전송되는 데이터 부분들, 예를 들어 버스트들의 수가 최소화될 수 있게 됨으로써, 각 전송 방향에 대한 프레임의 데이터 부분들의 수를 최소화한다. 이에 의해, 각 전송 방향, 예를 들어 업링크 및 다운링크에 대해 제공되는 전송 맵의 엔트리들의 수를 최소화하면서, 그 어떠한 QoS 모델에 따라서도 전송을 스케쥴링할 수 있다.
소정의 용량은 양쪽 전송 방향에 대해 전송 프레임에서 이용가능한, 예를 들어 프레임 길이와 같은 용량의 최대량에 대응할 수 있다.
주목할 사항으로서, 본 발명의 견지에서, "접속"이라는 용어는 각 접속이 서로 다른 단말기에 접속되는 방식으로 해석되어야 한다. 따라서, 접속에 대한 할당 또한 특정한 단말기에 관련된다. 접속들은 전송 방향들이 업링크 방향 및 다운링크 방향이 될 수 있는 무선 통신 시스템의 무선 접속들이 될 수 있다.
상기 설정 단계는:
ⅰ) 전송 프레임의 상기 한 전송 방향에 대한 용량 할당들의 세트를 정의하는 단계와;
ⅱ) 기준 접속의 상기 한 전송 방향에 대한 할당 시작 시간에 따라, 전송 타이밍이 상기 선택된 기준 접속의 전송 타이밍 바로 다음에 오는 후속 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 시작 시간을 설정하는 단계와;
ⅲ) 전송 타이밍이 비 후속 접속의 전송 타이밍 바로 앞에 오는 이전 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 종료 시간에 따라, 전송 타이밍이 상기 선택된 기준 접속의 전송 타이밍 바로 다음에 오지 않는 상기 비 후속 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 시작 시간을 설정하는 단계와; 그리고
ⅳ) 상기 설정된 할당 시작 시간과 상기 할당된 용량에 대응하는 값의 합에 따라 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 종료 시간을 설정하는 단계를 포함한다.
상기 단계 ⅱ) 내지 ⅳ)는 각 접속에 대해 연속적으로 수행될 수 있다.
전송 타이밍이 상기 전송 프레임 내의 제 1 타이밍인 접속이 처음에 상기 기준 접속으로서 선택되고, 상기 스케쥴링이 실행가능한 할당을 이끌지 못하는 경우에는 후속 전송 타이밍을 갖는 접속이 선택된다. 이러한 실행가능성(feasibility)은, 각 접속에 대해, 그 접속에 있어서 양쪽 전송 방향들에 대해 할당된 용량들의 총 값과, 상기 한 전송 방향에 대해 설정된 할당 시작 시간과 상기 다른 전송 방향에 대해 설정된 할당 종료 시간 간의 차이에 대응하는 용량값의 합이 상기 소정의 용량 보다 적은지, 아니면 같은 지를 결정함으로써 체크될 수 있다.
또한, 상기 데이터 부분들의 용량들은 상기 접속들의 각각의 품질 요건들에 기초하여 결정될 수 있다. 전송 프레임은 MAC 프레임이 될 수 있다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 무선 통신 시스템의 개략도이다.
도 2는 FDD 기반 MAC 프로토콜의 개략도이다.
도 3은 한 프레임 내의 업링크 및 다운링크 용량 할당의 표시를 나타낸 개략도이다.
도 4는 특정한 할당 경우들의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케쥴링 절차의 흐름도이다.
도 6은 실행가능한 할당을 나타낸 개략도이다.
도 7은 바람직한 실시예에 따른 스케쥴링 절차의 의사 코드(pseudo-code) 구현 예를 도시한다.
이제, 예를 들어 IEEE 802.16 사양에 따른 고정된 광대역 무선 액세스(FBWA) 시스템의 공중 인터페이스에서의 반이중 단말기들 또는 접속들에 대한 업링크 및 다운링크 버스트 데이터 전송을 스케쥴링하기 위한 H-FDD 스케쥴링 방식에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 1은 이러한 FBWA 시스템을 나타내는바, 이는 보통 기지국(BS)이라 불리는 액세스 포인트(AP), 및 가입자 스테이션들(SS)(S1 내지 S4)을 포함한다. SS는 개별적인 최종 사용자 단말기이거나, 또는 몇 개의 최종 사용자 단말기들이 접속되어 있는 그룹 단말기가 될 수 있다. 모든 데이터 트래픽은 액세스 포인트(AP)를 통해 이루어지기 때문에, 이 액세스 포인트(AP)가 무선 채널에 대한 용량(대역폭)의 할당을 제어할 수 있다. 이러한 용량은 협정(agree)된 트래픽 그리고/또는 QoS 파라미터들에 따라 액세스 포인트(AP)에 의해 스케쥴링 및 할당된다.
도 2는 FDD 기반 MAC 프로토콜의 예를 나타낸다. 다운링크 및 업링크 MAC 프레임들(F1 내지 F3)은 일정한 길이를 갖는다. 다운링크 캐리어를 통해 전송되는 다운링크 구조는, 업링크 및 다운링크 구조에 대한 정보가 표시되는 방송 단계(broadcast phase)(BP)로 시작된다. 이 방송 단계(BP) 다음에는 다운링크 방향으로 데이터 버스트들을 전송하기 위한 다운링크 단계(DP)가 온다. 업링크 캐리어를 통해 전송되는 업링크 구조는 업링크 방향으로 데이터 버스트들을 전송하기 위한 업링크 단계(UP)로 시작되며, 그 뒤에 랜덤 액세스 단계(RAP)가 오는바, 이는 최초 액세스에 대해 주로 이용되고, 또한 단말기가 업링크 단계(UP) 내에 할당된 어떠한 자원들도 갖지 않을 때의 시그널링에 이용된다.
하기에서는, 반이중 단말기들 또는 접속들에 대한 업링크 및 다운링크 스케쥴링을 최적화하는 바람직한 실시예에 따른 스케쥴링 절차에 대해 개시한다. 제시되는 절차는 액세스 포인트(AP) 또는 통신 시스템의 다른 임의의 중앙 제어기에서 구현될 수 있다. 다운링크 및 업링크 버스트들은, 프리앰블들 및 스위칭 시간 갭들의 존재 또는 부재와 관계없이, 단지 이들의 전송 기간에 의해 특징화된다. 이러한 해결책은, TDM이 또한 대역폭 효율을 위해 이용되고 TDM 부분이 버스트 강건성(burst robustness)에 의해 배열될 필요가 있는 다른 많은 시스템들에 충분히 일반적으로 채택된다.
도 3은 하기의 스케쥴링 절차의 설명에서 이용되는 단말기(i)에 대한 일반적인 업링크 및 다운링크 용량 할당의 각각의 표시를 나타낸 프레임 구성을 나타낸다.
도 3에 따르면, ui는 단말기(i)에 할당되는 업링크 용량의 양이고, di는 단말기(i)에 할당되는 다운링크 용량의 양이고, T는 업링크 및 다운링크 모두에 대해 프레임에서 이용할 수 있는 용량의 총량이고, si u는 단말기(i)에 대한 업링크 용량 할당이 시작되는 시간 오프셋이고, si d는 단말기(i)에 대한 다운링크 용량 할당이 시작되는 시간 오프셋이고, fi u는 단말기(i)에 대한 업링크 용량 할당이 끝나는 시간 오프셋이다. 업링크 용량 할당에 대해서는 다음의 관계가 유지되어야 한다:
Figure 112004061377079-pct00001
(1)
또한, 다운링크 용량 할당에 대해서는 다음의 관계가 유지되어야 한다:
Figure 112004061377079-pct00002
(2)
여기서, fi d는 단말기(i)에 대한 다운링크 용량 할당이 끝나는 시간 오프셋이다.
하기에서, (si u,ui) 항은 단말기(i)에 대한 업링크 용량 할당을 나타내고, (si d, di) 항은 단말기(i)에 대한 다운링크 용량 할당을 나타낸다. 연산자 "｜｜T"는 용량의 총량(T)에 대한 모듈로 연산(modulo operation)을 나타낸다.
실행가능한 용량 할당에 대해 충족되어야 하는 조건들은 다음과 같다. 업링크(다운링크) 용량 할당들의
Figure 112006038514821-pct00003
세트는, 임의의 시간 인스턴트 t∈[0,T]에 대해, 단지 하나의 용량 할당
Figure 112006038514821-pct00004
이 존재하는 경우 그리고 존재하는 경우에만 실행가능한 것으로 고려되며, 만일 있다면:
Figure 112004061377079-pct00005
(3)
이다.
방정식 (3)은 시간 인스턴트가 단말기(j)에 대한 용량 할당의 시작 및 종료 사이에 할당됨을 나타낸다. j의 유일성은 서로 다른 단말기들에 대한 용량 할당이 시간적으로 겹치지 않는 다는 것을 의미한다.
업링크 용량 할당들의 세트 U={(si u,ui)}는:
Figure 112004061377079-pct00006
(4)
일 경우 그리고 단지 이러한 경우에만 실행가능하며, 여기서:
1. ｜si u-fj u｜T는 하나의 할당의 끝과 다른 할당의 시작 간의 시간 간격이고;
2. ui는 si u로부터 순방향으로 시작하여 할당되는 용량이고, uj는 fj u로부터 역방향으로 시작하여 할당되는 용량이며;
3. 2개의 용량 할당들이 겹치지 않도록 하기 위해, 3개의 합이 T 보다 크지 않아야 한다.
도 4는 상기 방정식 (4)에 대한 특정한 경우들의 개략도이다. 방정식 (4)는 윗쪽의 경우에는 참(true)이고, 아랫쪽의 경우에는 업링크 버스트와 다운링크 버스 트가 겹치기 때문에 참이 아니다.
다운링크 할당들에 대해서도 유사한 결과를 얻을 수 있다. 다운링크 용량 할당들의 D={(si d,di)} 세트는:
Figure 112004061377079-pct00007
(5)
일 경우 그리고 이러한 경우에만 실행가능하다.
부가적인 실행가능성 조건으로서, 업링크 U={(si u,ui)} 및 다운링크 D={(si d,di)} 용량 할당 세트들의 쌍은, 임의의 단말기(i) 및 시간 인스턴트 t∈[0,T]에 있어서,
Figure 112006038514821-pct00008
에 대해:
Figure 112004061377079-pct00009
(6)
일 경우 그리고 이러한 경우에만 실행가능한 것으로 고려된다.
따라서, 용량 할당들의 업링크 및 다운링크 세트들은 동일한 단말기에 대한 업링크 및 다운링크 할당들이 시간적으로 겹치지 않을 경우 그리고 이러한 경우에만 실행가능하다. 업링크 U={(si u,ui)} 및 다운링크 D={(si d,di)}의 실행가능한 용량 할당 세트들의 쌍은:
Figure 112004061377079-pct00010
(7)
일 경우 그리고 이러한 경우에만 실행가능하다.
요약하면, 제시되는 스케쥴링 절차는 다음과 같은 문제를 해결해야 한다. 업링크 U={(si u,ui)} 및 다운링크 D={(si d,di )} 용량 할당 세트들의 쌍이 주어지면, (U,D) 쌍은 방정식 (4), (5) 및 (7)이 모두 참일 경우 실행가능하다.
충족되어야 하는 상기 방정식 (4), (5) 및 (7)에 대한 필요한 조건들은 즉시 유도될 수 있으며 다음과 같다:
Figure 112004061377079-pct00011
(8)
이러한 조건들은 또한 실행가능한 용량 할당 세트들의 쌍이 존재하는 데에 충분하다.
U={(si u,ui)}는 실행가능한 업링크 용량 할당 세트인 것으로 가정한다. 또한, 일반성을 잃지 않으면서, i<j⇔si u<sj u가 되도록 인덱스들이 단말기들에 할당된다. 즉, 단말기들은 업링크 용량 할당 시작 시간을 증가시킴으로써 인덱스되는 것으로 가정한다. 이제, 특정의 실행가능한 다운링크 용량 할당 세트 D={(si d,di)}에 대해, 다음이 적용되어야 한다:
Figure 112004061377079-pct00012
(9)
여기서, j는 1과 n 사이의 단말기 인덱스이다. 임의의 실행가능한 업링크 용량 할당 세트 U={(si u,ui)}에 대해, 그리고 상기 조건 세트 (8)의 조건들 2 및 3을 만족시키는 {di}의 임의의 세트에 대해, 적어도 1개의 j가 존재하며, 이에 따라 방정식 (9)에 따라 오프셋들을 할당함으로써 얻어지는 다운링크 용량 할당 세트 D={(si d,di)}는, U와 결합할 때, 즉 (U,D)가 용량 할당 세트들의 실행가능한 세트일 때에 실행가능하다.
도 5는 방정식 (9)에서 정의되는 상기 할당 방식에 기초한 스케쥴링 절차의 흐름도이다.
본 스케쥴링 절차에서는, 다음과 같은 선 조건(pre-condition)들이 충족되는 것으로 고려된다.
1. 업링크 용량 할당들의 세트 U={(si u,ui)}가 정의된다. 이 세트는 실행가능하다. 즉, 서로 다른 단말기들에 대한 용량 할당들이 시간적으로 겹치지 않는다. 시스템 특정 업링크 QoS 요건들에 대해 조정되는 임의의 적절한 스케쥴링 알고리즘이 이용될 수 있다.
2. 액세스 단말기들은 1부터 n 범위의 인덱스 넘버, i<j⇔si u<sj u에 의해 식별된다. 즉, 업링크 용량 할당 시작 시간을 증가시킴으로서 식별된다.
3. 각 단말기에 대해 할당된 다운링크 용량의 양이 결정된다. 즉, 용량들의 세트 {di}가 정의된다. 이러한 세트가 결정되는 절차는 시스템 특정 다운링크 QoS 요건들에 대해 조정되는 임의의 적절한 스케쥴링 알고리즘이 될 수 있다.
4. 용량들의 세트 {di}는 ∑di≤T이고,
Figure 112004061377079-pct00013
이다.
제시되는 절차의 목적은 시간 오프셋들 {si d}를 정의 또는 설정하는 것으로서, 다운링크 용량 할당들은 이러한 시간 오프셋들에서 시작되어야 하며, 이에 따라 결과적인 다운링크 용량 할당 세트 D={(si d,di)}는 U와 결합할 때, 즉 (U,D)가 용량 할당 세트들의 실행가능한 세트일 때에 실행가능하다.
스케쥴링 동작은 도 5에 나타낸 단계들의 순서에 따라 단계적으로 상세히 설명될 수 있다.
단계(S100)에서, 다음 단말기 또는 접속(j)을 기준 단말기로서 설정하는바, 이 기준 단말기로부터 용량 할당 시작 오프셋 또는 시간을 설정하기 시작한다. 첫 번째 단계(S100)가 수행될 때, j=1이 설정된다. 즉, 제 1의 또는 가장 이른 할당 시작 시간을 갖는 단말기 또는 접속이 기준 단말기로서 설정되고, 다음 시간
Figure 112004061377079-pct00014
이 설정된다.
단계(S100)에서 이루어진 기준 단말기의 선택에 기초하여, 대응하는 다운링크 할당이 실행가능한 지의 여부를 확인한다. 이는 다음과 같이 이루어진다. 처음으로 고려될 후속 시작 단말기
Figure 112006038514821-pct00015
이 단계(S101)에서 결정되고, 인덱스(계수 n, 즉 n 이후의 인덱스는 1이다)를 증가시킴으로써 한번에 하나의 단말기를 고려하면서, 다음의 동작들이 수행된다. 단계(S102)에서는, 고려되는 단말기가 시작 단말기인지, 즉
Figure 112006038514821-pct00016
인지의 여부를 체크한다. 이후, 단말기(i)의 다운링크 할당 시작 오프셋이 다음과 같이 설정된다.
Figure 112006038514821-pct00017
이면, 즉 단계(S102)에서의 대답이 "예"이면, 다운링크 할당 시작 시간 또는 오프셋이 기준 단말기의 업링크 할당 시작 시간 또는 오프셋에 따라 설정된다. 예를 들어, si d=sj u로 설정된다. 그렇지 않고, 단계(S102)에서의 대답이 "아니오"이면, 다운링크 할당 시작 시간 또는 오프셋은 이전 단말기의 업링크 할당 종료 시간 또는 오프셋에 따라 설정된다. 예를 들어,
Figure 112006038514821-pct00018
로 설정된다.
이후, 단계(S105)에서, 고려되는 단말기(i)의 다운링크 용량 종료 시간이 다운링크 할당 시작 시간과 고려되는 단말기에 할당된 각각의 다운링크 용량의 합에 따라 설정된다. 예를 들어,
Figure 112004061377079-pct00019
로 설정된다. 주목할 사항으로서, 이러한 공식에 따라 할당을 결정함으로써, 할당은 프레임의 끝 주위에서 랩핑(wrapping)될 수 있는데, 이 경우 동일한 단말기에 실제로 2개의 서로 다른 할당들이 정의되는바, 하나는 프레임의 끝에 다른 하나는 시작에 각각 정의된다. 하지만, 이는 프레임 마다 기껏해야 하나의 단말기에 대해 일어날 수 있다.
단계(S106)에서는, 고려되는 단말기 또는 접속에 대해 얻어지는 할당이 실행가능한 지의 여부를 체크한다. 예로서, 전체 전류 할당이 상기 방정식 (7)에 기초하여 하기의 계산에 따라 테스트 또는 체크될 수 있다.
Figure 112004061377079-pct00020
이면, 단 계(S100)에서 선택된 단말기(j)는 적절하지 않다. 단계(S106)에서의 대답이 "아니오"이면, 전류 할당 절차는 중지되고 단계(S107)에서 리셋되는바, 여기서 할당된 다운링크 용량 시작 시간들 또는 오프셋들은 삭제된다. 또한, 절차는 단계(S100)로 돌아가서, 다음 기준 단말기를 선택한다.
그렇지 않고, 단계(S106)에서의 대답이 "예"이면, 즉 단말기(i)에 대해 정의된 할당이 우수하면(fine), 단계(S108)에서 모든 단말기들이 고려되었는지, 즉 i=j인지의 여부를 체크한다. 모든 단말기들이 고려되었다면, 모든 다운링크 용량 할당 시작 시간들 또는 오프셋들이 성공적으로 설정된 것이다. 스케쥴링 절차는 종료되고, 결과적인 세트 D={(si d,di)}는 최적화된 다운링크 용량 할당을 제공한다.
그렇지 않고, 고려될 단말기들이 여전히 있다면, 다음 단말기가 고려되어야 한다. 이를 달성하기 위해, 단계(S109)에서 다음 단말기가 설정되고(
Figure 112004061377079-pct00021
), 절차는 단계(S102)로 돌아간다.
상기 예시한 절차를 설명함으로써, 최적의 다운링크 할당의 절차는 다운링크 용량 할당 세트의 서치로 이루어지는 것으로 설명될 수 있는바, 여기서 할당 시작 시간들은 상기 방정식 (9)에 따라 다운링크 용량들의 세트 및 업링크 용량 할당들의 함수로서 결정된다. 제시되는 절차는, 기준 단말기의 인덱스를 증가시킴으로써, 즉 j=1로부터 시작하여 j의 값을 증가시키고, 방정식 (9)로부터 비롯되는 대응하는 다운링크 할당 세트가 업링크 할당 세트(U)와 결합하여 실행가능한 지의 여부를 확인함으로써, 선형 서치를 구현한다.
도 6은 실행가능한 쌍의 예를 나타낸 것으로서, 여기서 다운링크 할당 세트(D)는 방정식 (9)(j=4)에 따라 얻어졌다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 다운링크 데이터 버스트들 1 내지 4의 할당 시작 시간들 또는 오프셋들은 어떠한 다운링크 데이터 버스트도 동일한 단말기 또는 접속의 대응하는 업링크 데이터 버스트와 겹치지 않는 방식으로 배열된다. 다운링크 데이터 버스트 2는 프레임의 최대 용량 값에 대한 모듈로 연산으로 인해 이 프레임의 시작 및 끝에서 분할된다.
도 7은 액세스 포인트(AP) 또는 통신 시스템의 다른 중앙 제어기에서 스케쥴링 기능을 제어하는 소프트웨어 루틴에 대한 의사 코드의 예를 나타낸다. 이러한 의사 코드 루틴은 방정식 (9)를 이용할 때 도 5에 나타낸 절차의 특정한 구현 예에 대응한다.
주목할 사항으로서, 본 발명은 상기 설명된 바람직한 실시에에 한정되지 않고, 반이중 접속들의 전송 프레임들에 할당될 데이터 부분들을 스케쥴링하는 어떠한 스케쥴링 기능에서도 이용될 수 있다. 특히, 본 발명은 최초의 프리세트된 업링크 할당의 특정한 이용에 한정되지 않는다. 대안으로서, 다운링크 할당이 프리세트되고, 이에 기초하여 업링크 할당 시작 시간들 및 종료 시간들이 결정된다. 일반적으로, 한 전송 방향은 다른 전송 방향에 기초하여 스케쥴링될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시예들은 첨부된 특허 청구의 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 2개의 반이중 시간 분할 다중 액세스 접속들에 의해 전송하기 위한 데이터를 스케쥴링하는 방법에 있어서,
    a) 전송 프레임의 모든 데이터 부분들의 총 용량이 각 전송 방향에 대한 소정의 용량을 넘지 않도록, 그리고 양쪽 전송 방향들에 있어서 상기 전송 프레임의 각 접속의 데이터 부분들의 용량들의 합이 상기 소정의 용량을 넘지 않도록, 각 접속에 대해, 상기 전송 프레임의 데이터 부분들의 각각의 용량들을 할당하는 단계와, 여기서 상기 각 접속은 서로 다른 단말기 장치에 접속되며; 그리고
    b) 각 접속의 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 상기 전송 프레임 내의 상기 데이터 부분들의 전송 타이밍을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 용량은 양쪽 전송 방향들에 대해 상기 전송 프레임에서 이용가능한 용량의 최대량에 대응하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접속들은 무선 통신 시스템의 무선 접속들이고, 상기 전송 방향들은 업링크 방향 및 다운링크 방향인 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 단계는 한 전송 방향의 용량 할당들의 세트 및 다른 전송 방향의 용량들의 세트에 기초하여 할당 시작 시간들을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 설정 단계는:
    b1) 상기 전송 프레임의 상기 한 전송 방향에 대한 용량 할당들의 세트를 정의하는 단계와;
    b2) 기준 접속의 상기 한 전송 방향에 대한 할당 시작 시간에 따라, 전송 타이밍이 상기 선택된 기준 접속의 전송 타이밍 바로 다음에 오는 후속 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 시작 시간을 설정하는 단계와;
    b3) 전송 타이밍이 비 후속 접속의 전송 타이밍 바로 앞에 오는 이전 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 종료 시간에 따라, 전송 타이밍이 상기 선택된 기준 접속의 전송 타이밍 바로 다음에 오지 않는 상기 비 후속 접속의 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 시작 시간을 설정하는 단계와; 그리고
    b4) 상기 설정된 할당 시작 시간과 상기 할당된 용량에 대응하는 값의 합에 따라 상기 다른 전송 방향에 대한 할당 종료 시간을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 설정 단계는 하기의 방정식:
    Figure 112006038514821-pct00030
    에 기초하며, 여기서 j는 1과 n 사이의 단말기 인덱스이고, dk는 단말기(k)에 할당되는 다운링크 용량의 양이고, T는 업링크 및 다운링크 모두에 대해 프레임에서 이용할 수 있는 용량의 총량이고, si u는 단말기(i)에 대한 업링크 용량 할당이 시작되는 시간 오프셋이고, si d는 단말기(i)에 대한 다운링크 용량 할당이 시작되는 시간 오프셋인 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 단계들 b2) 내지 b4)는 각 접속에 대해 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    전송 타이밍이 상기 전송 프레임 내의 첫 번째 타이밍인 접속이 처음에 상기 기준 접속으로서 선택되고, 후속 전송 타이밍을 갖는 접속은 상기 스케쥴링이 실행가능한 할당을 이끌지 않을 경우에 선택되는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실행가능성은, 각 접속에 대해, 그 접속에 있어서 양쪽 전송 방향들에 대해 할당된 용량들의 총 값과, 상기 한 전송 방향에 대해 설정된 할당 시작 시간과 상기 다른 전송 방향에 대해 설정된 할당 종료 시간 간의 차이에 대응하는 용량값의 합이 상기 소정의 용량 보다 적은지, 아니면 같은 지를 결정함으로써 체크되는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 부분들의 용량들은 상기 접속들의 각각의 품질 요건들에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 프레임은 MAC 프레임인 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 방법.
  12. 적어도 2개의 반이중 시간 분할 다중 액세스 접속들에 의해 전송하기 위한 데이터를 스케쥴링하는 장치에 있어서,
    a) 전송 프레임의 모든 데이터 부분들의 총 용량이 각 전송 방향에 대한 소정의 용량을 넘지 않도록, 그리고 양쪽 전송 방향들에 있어서 상기 전송 프레임의 각 접속의 데이터 부분들의 용량들의 합이 상기 소정의 용량을 넘지 않도록, 각 접속에 대해, 상기 전송 프레임의 데이터 부분들의 각각의 용량들을 할당하는 할당 수단과, 여기서 상기 각 접속은 서로 다른 단말기 장치에 접속되고; 그리고
    b) 각 접속의 전송 간격과 수신 간격이 시간적으로 겹치지 않는 방식으로 상기 전송 프레임 내의 상기 데이터 부분들의 전송 타이밍을 설정하는 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 접속들은 무선 통신 시스템의 공중 인터페이스에서 반이중 단말기들에 접속되는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공중 인터페이스는 IEEE 802.16 사양에 대응하는 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 장치.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 무선 통신 시스템의 중앙 제어기 또는 액세스 포인트(AP)인 것을 특징으로 하는 데이터 스케쥴링 장치.
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