스케줄링 정보 리포트 처리 방법 및 기기

3G 모바일 원격통신 시스템 상에 규정되는 고급형 고속 무선 통신 시스템인 LTE 시스템 (Long Term Evolution wireless communication system)은 패킷 교환형 전송만을 지원하며, 가령 기지국 (노드 B)과 RNC (Radio Network Controller) 각자보다는, 기지국 (노드 B) 단독에서 처럼, 하나의 단일 통신 사이트에서 MAC (Medium Access Control) 계층 및 RLC (Radio Link Control) 계층 둘 모두를 구현하는 경향이 있어, 시스템 구조가 단순해지게 된다. LTE 시스템에서, MAC 프로토콜 데이터 유닛 (PDU, Protocol Data Unit)은 MAC 헤더, 0 개 또는 그 이상의 MAC 서비스 데이터 유닛들 (SDUs, Service Data Units), 0 개 또는 그 이상의 MAC 제어 엘리먼트들, 및 옵션사항으로서 패딩 (padding)으로 이뤄진다. MAC PDU 헤더는 하나 이상의 MAC PDU 서브-헤더들로 이뤄져 있고, 그 각각은 MAC SDU, MAC 제어 엘리먼트, 또는 패딩에 대응한다. MAC PDU 서브 헤더들은 대응되는 MAC SDU들, MAC 제어 엘리먼트들 및 패딩과 같은 순서를 가진다. MAC 제어 엘리먼트에 대응하는 MAC PDU 서브 헤더는 일반적으로 두 개의 예비 비트, 한 비트의 익스텐션 (Extension, 확장) 필드 및 다섯 비트의 로직 채널 ID (LCID, Logic Channel ID) 필드, 즉 총 8 비트들로 이뤄진다. 현재의 사양에 따르면, UE에 의해 전송되는 MAC 제어 엘리먼트들은 버퍼 상태 리포트 (BSR, buffer status report) MAC 제어 엘리먼트와, 전력 헤드룸 리포트 (PHR, power headroom report) MAC 제어 엘리먼트를 포함한다. BSR MAC 제어 엘리먼트는 버퍼 상태 리포팅 절차에 의해 생성되고, 서비스하는 기지국 (혹은 eNB (enhanced Node B)라고도 칭함)으로 업링크 (UL) 전송의 스케줄링을 위한 UE의 업링크 버퍼들 내 데이터량에 대한 정보를 제공하는데 사용된다. PHR MAC 제어 엘리먼트는 전력 헤드룸 리포팅 절차에 의해 생성되고, 서비스하는 eNB로, 업링크 공유 채널 (UL-SCH, Uplink Share Channel)을 위해 추정된 전송 (TX) 전력 및 최대 UE TX 전력 사이의 차에 대한 정보를 제공하는데 사용된다. 상이한 개시 (triggering) 이벤트들에 대해, 레귤러 (regular) BSR, 주기적 BSR 및 패딩 BSR의, 세 타입 BSR이 존재한다. 레귤러 BSR은, UL 데이터가 UE 전송 버퍼에 도달하고 그 UL 데이터가 UE 전송 버퍼에 이미 존재한 데이터를 위한 논리 채널들보다 높은 우선순위를 가진 논리 채널에 속할 때 개시되거나, 서비스하는 셀의 변경이 일어날 때 개시된다. 주기적 BSR은, 주기적 BSR 타이머가 만기될 때 개시된다. 패딩 BSR은, UL 자원들이 할당되고 패딩 비트량이 BSR MAC 제어 엘리먼트의 사이즈보다 크거나 같을 때 개시된다. 다양한 요건들에 따르면, BSR MAC 제어 엘리먼트들은 짧은 것과 긴 것의 두 포맷들로 분류될 수 있다. 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트는 1 바이트 길이로 8 비트를 가지며, 앞의 두 비트는 버퍼 상태가 리포트되고 있는 하나의 로직 채널 그룹을 가리키고, 나머지 여섯 비트는 로직 채널 그룹 상에서 이용가능한 버퍼링된 데이터의 양을 가리킨다. 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트는 3 바이트 길이이며, 모든 로직 채널 그룹들의 UL 버퍼들의 데이터량을 리포트하는데 활용된다. 레귤라 및 주기적 BSR에 있어서, BSR MAC 제어 엘리먼트의 포맷은, BSR이 전송될 때 UE에 업링크 버퍼링된 데이터를 가지는 로직 채널 그룹이 하나 넘게 존재하는지에 따라 UE에 의해 정해진다. 업링크 버퍼링된 데이터를 가지는 로직 채널 그룹이 단 하나 존재하면, 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트가 리포트되다. 반대로, 업링크 버퍼링된 데이트를 가지는 로직 채널 그룹들이 하나를 넘게 존재하면, 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트가 리포트 된다. 패딩 BSR에 있어서, BSR MAC 제어 엘리먼트 포맷은 MAC PDU에 남아있는 패딩 비트들의 수에 따라 결정된다. 패딩 비트들의 개수가 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트의 사이즈보다 크거나 같지만, 그것이 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트의 사이즈보다는 작을 때, 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트가 최고 우선순위의 로직 채널 그룹의 업링크 버퍼 안의 데이터량을 리포트하는데 사용된다. 반대로, 패딩 비트들의 개수가 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트의 사이즈보다 크거나 같으면, 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트가 모든 로직 채널 그룹들의 업링크 버퍼 내 데이터량을 리포트하는데 사용된다. BSR이 개시된 뒤, UE가 현재의 전송 시간 인터벌 (TTI, Transmission Time Interval) 동안의 새 전송을 위해 할당된 UL 자원들을 가지면, UE는 UL 버퍼들 내 데이터량에 대한 정보를 리포트하기 위한 BSR MAC 제어 엘리먼트를 생성하여, 네트워크가 하나 혹은 전체 로직 채널 그룹들에 걸쳐 사용가능한 총 데이터량을 판단할 수 있도록 할 수 있다. 반대로, UE가 그 TTI 동안의 새 전송을 위해 할당된 UL 자원들을 가지지 못하고, 개시된 BSR이 레귤러 BSR이면, 네트워크에 요청해 UE에 업링크 그랜트 (grant)를 할당하도록 하기 위한 스케줄링 요청 (SR, Scheduling Request) 절차가 개시되어야 한다. 그 결과 BSR이 전송될 수 있다. 한편, 다음과 같은 이벤트들 중 어느 하나가 일어나면 PHR이 개시된다: (1) 전력 헤드룸 리포팅을 금지하기 위한 타이머인 "PROHIBIT_PHR_TIMER"가 만기되거나 만기되었고, 최종 전력 헤드룸 리포트 이후 UE의 경로 손실이 소정 값 "DL_PathlossChange"보다 크게 변화했음; (2) 주기적 PHR TIMER가 만기됨 (이 경우 PHR은 아래에서 주기적 PHR이라 칭할 것임). PHR이 개시된 후, UE가 이 TTI 동안의 새 전송을 위해 할당된 UL 자원들을 가지고 있으면, UE는 PHR MAC 제어 엘리먼트를 생성하기 위해 물리 계층으로부터 전력 헤드룸의 값을 획득하고, 타이머 "PROHIBIT_PHR_TIMER"를 재시동한다. 이외에, 개시된 PHR이 "주기적 PHR"이면, UE는 PERIODIC PHR TIMER (주기적 PHR 타이머)를 재시동한다. 주기적 전력 헤드룸 리포팅이 구성될 때, 최초 리포트는 UE가 새 전송에 대한 그랜트를 가질 때 즉시 포함되어야 한다는 것을 알아야 한다. BSR과 PHR이 개시될 때, PHR MAC 제어 엘리먼트는 전송에 2 바이트를 필요로 하므로 (즉, 한 바이트의 MAC 서브 헤더와 함께 한 바이트의 PHR MAC 제어 엘리먼트), 적어도 4 바이트 (짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트 플러스 그 MAC 서브 헤더, 그리고 PHR MAC 제어 엘리먼트 플러스 그 MAC 서브 헤더)나 6 바이트 (긴 BSR MAC 제어 엘리먼트 플러스 그 MAC 서브 헤더 및, PHR MAC 제어 엘리먼트 플러스 그 MAC 서브 헤더)가 UE에 의해 필요로 된다. 일부 경우들에서, UL 그랜트는 두 리포트들을 모두 포함하는데 불충분할 수 있다: (1) UL 그랜트는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)을 통해 SR (Scheduling Request)를 전송함으로써 요청된다. eNB는 UE 측에서 짧은 BSR, 긴 BSR, 및/또는 PHR 등 어느 MAC 제어 엘리먼트들이 개시되는지 알지 못하므로, 자원 낭비를 막기 위해 6 바이트보다 작은 사이즈를 가진 UL 그랜트를 할당할 것이다. (2) UL 그랜트는 RA (Random Access) 절차를 통해 SR를 전송함으로써 요청된다. 업링크 데이터 도달로 인해 RA 절차가 시작될 때, UE는 업링크 그랜트를 요청하기 위해 먼저 RA 프리앰블을 전송하고, 업링크 공유 채널 (UL-SCH) 상으로 메시지 3 (Msg3)에 의한 업링크 데이터를 전송한다. Msg3에 대한 UL 그랜트의 최소 사이즈가 80 비트이므로, C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier) 및 CRC (Cyclic Redundancy Check) 코드를 포함한 뒤, 4 바이트들만이 남게 된다. 결과적으로, 긴 BSR MAC 제어 엘리먼트와 PHR MAC 제어 엘리먼트는 전송을 위한 같은 전송 블록 (TB, Transport Block), 즉 MAC PDU 안에 포함될 수 없다. 현재의 사양에 따르면, BSR과 PHR 사이의 우선순위는 특정되어 있지 않다. 그 외에도, 레귤라 BSR 및 PHR이 개시될 때, UL 그랜트가 4 바이트 남아 있고 PHR의 우선순위가 레귤라 BSR의 우선순위보다 높을 때, PHR MAC 제어 엘리먼트에 더해, 패딩 BSR에 의해 유발된 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트 역시 전송될 것이다. 이때, BSR 유발은 더 이상 미정상태가 아니게 된다. 이 때, UE가 업링크 버퍼링된 데이터를 가진 로직 채널 그룹들을 하나 넘게 가지고 있으면, 짧은 BSR MAC 제어 엘리먼트가 한 로직 채널 그룹의 버퍼링된 데이터량에 대한 정보만 제공할 수 있기 때문에, 네트워크는 UE의 업링크 버퍼 내 전체 데이터량을 알기 위해 UE에 의해 전송되는 다음 BSR MAC 제어 엘리먼트를 기다려야 한다. 이것은 좋지 않은 자원 스케줄링을 낳게 하고, UE의 좋지 않은 UL 전송 성능을 가져온다.