스케줄링¶

스펙 · 릴리즈

스케줄링 개요: TS 36.300 §11 · DL 할당·UL grant 해석: TS 36.213 §7.1, §8 · CSI 보고: §7.2 · SPS: TS 36.321 §5.10 · QoS: TS 23.203

Rel-8~ (스케줄링 알고리즘 자체는 표준이 아니라 기지국 구현)

한눈에 보기

LTE 기지국의 MAC 스케줄러는 1 ms마다 다음을 결정합니다.

이번 서브프레임에 누구에게 보낼까 (DL)
누구에게 보낼 기회를 줄까 (UL)
어떤 RB를 줄까
어떤 MCS, 몇 레이어로 보낼까

표준은 스케줄링 "결과를 알리는 방법"(DCI)만 정하고, 어떻게 고를지는 각 장비 제조사의 기술입니다. 이 알고리즘이 셀 처리량과 사용자 체감 품질을 크게 좌우합니다.

스케줄링에 쓰는 정보¶

방향	입력	출처
DL	채널 품질 (CQI, PMI, RI)	단말 CSI 보고 (PUCCH/PUSCH)
DL	버퍼량	eNB의 PDCP/RLC 큐
DL	HARQ 상태 (ACK/NACK)	PUCCH/PUSCH
UL	버퍼량	단말 BSR, SR
UL	전력 여유	단말 PHR
UL	채널 품질	SRS, PUSCH DMRS 측정
공통	QoS (QCI, GBR, AMBR, 지연 예산)	베어러 설정

하향 스케줄링 타임라인 (FDD)¶

sequenceDiagram
    participant eNB
    participant UE
    UE->>eNB: CSI 보고 (서브프레임 n−k)
    Note over eNB: 스케줄링 결정 (CSI · 버퍼 · QoS · 공정성)
    eNB->>UE: 서브프레임 n: PDCCH (DCI) + PDSCH
    Note over UE: 디코딩 (약 3 ms 처리 여유)
    UE->>eNB: 서브프레임 n+4: HARQ-ACK
    alt NACK
        eNB->>UE: n+8 이후: 재전송 (비동기, 적응형)
    end

상향 스케줄링 타임라인 (FDD)¶

sequenceDiagram
    participant UE
    participant eNB
    UE->>eNB: SR (PUCCH) 또는 BSR (PUSCH)
    eNB->>UE: 서브프레임 n: DCI 0 (UL grant)
    UE->>eNB: 서브프레임 n+4: PUSCH
    eNB->>UE: 서브프레임 n+8: PHICH (ACK/NACK)
    alt NACK (PHICH)
        UE->>eNB: n+12: 비적응 재전송 (같은 RB, 다음 RV)
    end

대표 스케줄링 정책¶

정책	선택 기준	특징
Round Robin	순서대로	공정, 셀 처리량 낮음
Max C/I	채널 최고인 단말	처리량 최대, 셀 가장자리 단말 굶음
Proportional Fair (PF)	순간 속도 ÷ 평균 속도 최대	처리량과 공정성의 균형 (실무 기본)
QoS 기반	GBR 충족, 지연 예산 임박 순	VoLTE 등 우선 처리

PF는 각 단말이 자기 평소보다 채널이 좋은 순간에 스케줄링되도록 해서, 페이딩을 오히려 이득으로 바꿉니다(다중 사용자 다이버시티).

전문가 노트 — 링크 적응과 구현 요소

PF 메트릭. 단말 \(k\), 시간 \(t\), RB \(n\)에서

\[ k^*(n) = \arg\max_k \frac{R_k(t,n)}{\bar T_k(t)}, \qquad \bar T_k(t+1) = (1-\tfrac{1}{t_c})\bar T_k(t) + \tfrac{1}{t_c}R_k(t) \]

\(t_c\)(평균 창)가 짧으면 공정성 시간 범위가 짧아지고, 길면 처리량 위주가 됩니다. 여기에 QCI 가중치, GBR 부족분, HOL(head-of-line) 지연을 곱하는 변형이 흔합니다.

OLLA (Outer Loop Link Adaptation). CQI 보고는 지연·양자화·추정 오차가 있으므로 목표 BLER(보통 10%)를 맞추도록 보정값을 더합니다.

\[ \Delta_{OLLA} \leftarrow \begin{cases} \Delta_{OLLA} + \Delta_{up} & \text{ACK} \\ \Delta_{OLLA} - \Delta_{down} & \text{NACK} \end{cases}, \quad \frac{\Delta_{up}}{\Delta_{down}} = \frac{BLER_{target}}{1 - BLER_{target}} \]

예: BLER 10% → \(\Delta_{down} = 9\,\Delta_{up}\) (예: +0.01 dB / −0.09 dB).

처리 순서(일반적 구현). ① HARQ 재전송 우선 배정 → ② 시그널링·GBR(VoLTE, SPS) → ③ non-GBR을 PF로 → ④ 남은 RB로 MU-MIMO 페어링 시도. 제어 영역(PDCCH CCE) 부족이 실제 동시 스케줄 단말 수의 병목이 되는 경우가 많습니다(CCE blocking).

UL 특유의 제약. 연속 RB(SC-FDMA), \(2^a3^b5^c\) RB 수, 전력 제한(PHR 음수 단말에 많은 RB를 주면 RB당 전력이 떨어져 손해), 동기 HARQ 재전송 자리 확보, 이웃 셀 IoT(Interference over Thermal) 제어.

TDD 스케줄링. UL/DL 구성에 따라 DCI와 PUSCH 간격 \(k\), ACK 타이밍이 표로 정해지고, 한 DL 서브프레임에서 여러 UL 서브프레임 grant를 줄 수도 있습니다(config 0의 UL index).

CA 스케줄링. 셀별 독립 스케줄러 + 단말 단위 공정성 조정. 교차 캐리어 스케줄링(CIF 3비트)으로 간섭이 큰 셀의 PDCCH를 피할 수 있습니다.

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하향 스케줄링 타임라인 (FDD)¶

상향 스케줄링 타임라인 (FDD)¶

대표 스케줄링 정책¶

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