[최신모바일기술 #06] Scheduling and Link Adaptation

Scheduling

Different Scheduling for Two Users

 

스케쥴링은 동일한 셀 내의 여러 유저들한테 한정된 resource를 효율적으로 할당하여 최대한 많은 사람들이 resource를 받게 하는 기술이다. LTE에서는 frequency와 time으로 구성된 2차원 resource를 사용한다. 스케쥴링은 base station 내 스케쥴러가 진행하고 스케쥴링을 진행하는 스케쥴링 알고리즘이 모두 다르다.

• Max C/I : 가장 C/I가 좋은 단말기한테만 할당하는 방법으로, throughput은 가장 좋지만 형평성이 떨어진다.
• Round Robin : 모든 단말기가 차례대로 할당받는 방법으로, 형평성이 좋지만 throughput이 떨어진다.
• Proportional Fair (PF) : 위 두 방식을 적절히 섞은 방법으로 채널 상태와 time duration을 모두 고려한다. 따라서 throughput과 형평성 모두 만족한다.

그럼 LTE에서 스케쥴링이 어떻게 진행되는지 살펴보자.

OFDMA Scheduling

 

위 사진처럼 Resource Block을 통해 스케쥴링하는데 2개의 RB unit을 붙여 RB pair가 스케쥴링의 단위이다. RB사이즈에 따라 장단점이 나뉘는데 보통 작은 사이즈를 사용한다.

 

large block size

• 낮은 복잡도, 파워 요구량 낮음, 적은 controlling info.
• 채널상태를 정확하게 파악할 수 없어 throughput이 감소

small block size

• 채널 상태를 정확히 고려한 스케쥴링이 가능하여 throughput이 증가
• 스케쥴링이 복잡하여 파워 요구량 높음, controlling info.가 증가하여 스케쥴링 오버헤드 증가

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Quality of Service

Voice service vs. Data service

 

QOS는 Quality of Service로 2가지가 존재하는데, PDB(Packet Delay Budget)은 딜레이 허용정도를, PLR(Packet Loss Rate)는 에러 비율을 의미한다. 예시로 voice와 data service를 비교해보자. 

 

Voice service

• QOS 중요도 : PDB > PLR
• Power control
• Fixed Data Rate → 채널 상태가 좋다면 낮은 파워로도 원하는 SNR을 얻을 수 있다.

Data service

• QOS 중요도 : PLR > PDB
• Rate control
• Variable Data Rate

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Link Adaptation

Link Adaptation은 채널 상태에 따라서 데이터 전송 방식을 동적으로 바꾸는 방식인데, 스케쥴러가 이 작업도 같이한다. 이렇게 adaptive하게 modulation과 coding 방식을 컨트롤한다 해서 이를 AMC라고 부른다. AMC는 아래와 같이 진행한다.

 

채널 상태가 좋을 경우 (SNR이 높다, 안테나 간의 mutual correlation이 낮다)

• 16QAM이나 64QAM과 같은 high order modulation과 high channel code 사용
• 그래서 심볼 당 비트 수가 높아서 더 많은 데이터를 빠르게 전송 가능
• Rank가 높고 SNR이 높으므로 Spatial Multiplexing으로 Data rate 증가가 가능

채널 상태가 나쁠 경우 (SNR이 낮다, 안테나 간의 mutual correlation이 높다)

• QPSK와 같은 low order modulation과 low channel code 사용
• 심볼당 비트 수는 낮으므로 전송 속도보다는 정확도(신뢰성)을 확보하여 전송하는 것이 더 중요
• 채널 상태가 나쁘므로 SM보다 Diversity Gain이 더 효과적