KR101049103B1 - 이동통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로 특히 데이터 레이트를 결정하는 방법에 관한 것이다. 상기 데이터 레이트를 결정하는 방법은 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계, 상기 데이터 레이트 정보에 근거하여 산출된 천이 비를 상기 데이터 레이트 제어 정보를 생성하기 위해 참조된 데이터 레이트에 적용하는 단계를 포함하여 이루어진다.

데이터 레이트

Description

이동통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법{Method of determining a data rate in a mobile communication system}

도 1은 본 발명에 따른 이동국에서 트래픽 및 제어 정보를 전송하는 과정을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 기지국이 데이터 레이트 제어 정보를 전송하는 과정을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 beta가 3인 경우, 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도시한 것이다.

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로 특히 데이터 레이트를 결정하는 방법에 관한 것이다.

현재 IS2000(Release D reverse link)에서 제안되는 트래픽(traffic) 채널인 부가 채널(supplemental channel; SCH)을 위한 프레임워크(framework) 개발이 진행 되고 있다. 기존의 역방향 링크(reverse link의) 트래픽 채널은 시그널링 메시지(signaling message)를 통하여 데이터 레이트(data rate)를 할당 받기 때문에 이동국(mobile station)이 데이터 레이트의 변화를 요구한 시점과, 상기 이동국이 상기 요구에 대한 기지국의 응답에 상응하여 결정되는 데이터 레이트를 갖는 데이터를 역방향 링크 채널을 통하여 보낼 때까지는 상당한 시간 지연이 있었다. 그러나 새로 제안되고 있는 SCH는 이러한 요구, 응답, 결정까지의 시간 지연을 줄이기 위해 이동국이 기지국의 물리 채널의 데이터 레이트 제어 정보를 이용하여 스스로 데이터 레이트를 결정하도록 하고 있다. 이때, 이동국은 기지국이 데이터 레이트 제어 정보를 생성하기 위한 제어 정보들을 수신하고, 이 제어 정보들에 근거하여 상기 데이터 레이트 제어 정보를 생성하고, 이 데이터 레이트 제어 정보가 자신에게 전달되기까지의 지연 시간을 고려하고, 현재의 통신 환경을 반영하여 최적의 데이터 레이트를 결정하도록 요구되어 지고 있다.

이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 데이터 레이트 제어 정보가 생성 및 전달되는 동안의 지연 시간을 고려하여 이동통신 시스템에서 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 데이터 레 이트를 결정하는 방법은 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계, 상기 데이터 레이트 정보에 근거하여 산출된 천이 비를 상기 데이터 레이트 제어 정보를 생성하기 위해 참조된 데이터 레이트에 적용하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동국에서 트래픽 및 제어 정보를 전송하는 과정을 도시한 것이다.

이동국은 현재 전송 중인 역방향 트래픽 채널(reverse traffic channel)의 데이터 레이트 정보와 이동국 상태 정보(예를 들어, 이동국의 현재 상태 즉, 트래픽 전송을 위한 이용 가능한 전송 전력과 트래픽을 저장하는 버퍼의 저장 정도 등)를 부호화하고, 이 부호화된 정보를 역방향 제어 채널(reverse control channel)을 통하여 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 이동국은 트래픽 정보를 상기 역방향 제어 채널의 데이터 레이트에 상응하도록 부호화하고, 이 부호화된 정보를 상기 역방향 트래픽 채널(reverse traffic channel)을 통해 기지국으로 전송한다.

도 1에서 a는 프레임 오프셋(frame offset)을 나타내고, b는 전송 프레임의 구간 (duration)을 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 기지국에서 데이터 레이트 제어 정보를 전송하는 과정을 도시한 것이다.

기지국(base station)은 이동국이 역방향 제어 채널을 통해 전송하는 데이터 레이트 정보를 바탕으로 역방향 트래픽 채널을 통하여 수신한 프레임을 복호할 수 있다. 또한, 기지국은 다수의 이동국들의 상태 정보 및 해당 이동국으로부터 전송된 역방향 트래픽 채널의 데이터 레이트를 바탕으로 일정 시간 후의 프레임 구간동안 통신 자원을 최적화시킬 수 있는 스케줄링 알고리즘(scheduling algorithm)을 수행한다. 이 스케줄링 알고리즘의 결과로써 해당 이동국들에게 데이터 레이트 제어 정보(data rate control bit; 이하 RCB)를 각각 전송한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기지국은 하나의 프레임 내에서 모든 이동국들에게 데이터 레이트 제어 정보를 전송하기 위해서 각각의 RCB를 코드 다중화(code division) 방식 또는 시분할(time division) 방식으로 전달한다.

상기 데이터 레이트 제어 정보는 다음의 두 가지 방식들로 구성되어진다.

첫째, 데이터 레이트가 n 스텝만큼 증가하거나, m 스텝만큼 감소하는 것이다.

둘째, 데이터 레이트가 n 스텝만큼 증가하거나, m 스텝만큼 감소하거나, 유지되는 것이다.

여기서, n과 m은 1보다 크거나 같은 정수로써, 시그널링에 의해 결정되거나 상수를 의미한다.

상기 이동국과 기지국은 데이터 레이트 셋에 대한 정보를 공통적으로 포함하고 있으며, 해당 이동국은 이 셋 정보 및 몇 프레임 이전의 데이터 레이트를 참조하여 자신의 상태 및 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 n 스텝 증가, m 스텝 감소, 유지 중의 어느 하나를 결정할 수 있다.

이와 같은 각 이동국의 데이터 레이트 정보가 역방향 제어 채널을 통하여 기지국에 수신되면, 상기 기지국은 이 데이터 레이트 정보, 해당 이동국의 상태 정보 등을 이용하여 이동국들을 스케줄링한다.

상기 기지국은 모든 이동국들에게 각각의 역방향 링크 데이터 레이트를 할당함으로써 역방향 링크의 ROT(rise of thermal noise)를 안정적으로 유지시키면서 처리량(throughput)을 향상시킬 수 있다. 또한, 이동국들의 우선 순위를 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 기지국은 역방향 제어 채널의 i 번째 프레임 상에서 전송된 데이터 레이트 정보 및 이동국 상태 정보 등을 근거하여 데이터 레이트 제어 정보를 생성한다. 상기 기지국은 순방향 제어 채널의 (i+alpha)번째 프레임 상에 상기 데이터 레이트 제어 정보를 해당 이동국으로 전송한다. 상기 해당 이동국은 상기 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 역방향 트래픽 채널의 (i+beta)번째 프레임의 데이터 레이트를 다음 수학식 1을 이용하여 결정한다. 상기 데이터 레이트 제어 정보는 전술한 바와 같이 n -스텝 증가, m-스텝 감소, 유지하라는 정보를 담고 있다.

수학식 1에서

는 역방향 제어 채널의

번째 프레임에서의 데이터 레이트 제어 정보에 따라 결정되는 값으로 데이터 레이트 천이 비를 나타낸다. 여기서, D_Assigned(i+β)는 역방향 트래픽 채널의 i+β번째 프레임에 할당된 데이터 레이트를 나타내고, D_Tx(i)는 i번째 프레임에서 전송한 데이터 레이트임을 나타낸다. 여기서, i, α 및 β는 1 이상의 정수이다. 데이터 레이트 천이 비는, 전술한 바와 같이, 이용 가능한 전송 전력, 버퍼의 점유도 등과 같은 자신의 상태 및 데이터 레이트 제어 정보 등에 근거하여 결정된다. 이와 같이, 역방향 트래픽 채널의 i+β번째 프레임에 할당된 데이터 레이트 D_Assigned(i+β)는 역방향 제어 채널의

번째 프레임에서의 데이터 레이트 제어 정보에 따라 결정되는 값으로 데이터 레이트 천이 비를 나타내는

와 i번째 프레임에서 전송한 데이터 레이트인 D_Tx(i)에 기초하여 결정된다.

상기 수학식 1에서, 역방향 트래픽 채널의

번째 프레임의 데이터 레이트는 i 번째 프레임의 데이터 레이트에 종속됨으로써 데이터 레이트 천이에 영향을 받는 프레임들을 시분할 형태의 가상적인 채널들로 생각할 수 있게 한다. 즉, beta개의 가상의 채널들이 존재하고,

번째의 프레임들(여기서, i, n 및 β는 1 이상의 정수이다)이 서로 연관을 갖는 데이터 레이트 천이를 갖는다.

도 4는 본 발명에 따른

가 3인 경우, 이동국에서 데이터 레이트를 결정하는 과정을 도시한 것이다.

역방향 링크의 트래픽 채널의 데이터 레이트의 천이가 가상의

개의 채널들로 나누어질 수 있기 때문에 이동국은

개의 서비스 품질(Quality of service; QoS)를 갖는 데이터들을 효율적으로 관리할 수 있다. 즉,

번째의 프레임들(여기서, i, n 및 β는 1 이상의 정수이다)이 서로 독립적으로 데이터 레이트 천이를 갖기 때문이다. 또한, 데이터 레이트 천이가

프레임의 시간 지연에 따라 이루어지는데, 하이브리드 ARQ(automatic repeat request)를 지원하는 통신 시스템에서 ACK/NACK 시간 지연이

프레임이라면, 바꾸어 말하면, 역방향 제어 채널을 통하여 ACK/NACK 및 데이터 레이트 제어 정보가 동시에 수신된다면, 이동국 입장에서는 데이터 레이트를 결정하는 데 있어 NACK이 전송된 데이터의 재전송 데이터 레이트 및 새전송 데이터 레이트를 동시에 결정할 수 있으므로, 이동국이 데이터 레이트를 효율적으로 결정할 수 있다.

요약하면, 기지국이 생성한 데이터 레이트 제어 정보는

프레임 이전에 전송되는 데이터 레이트 및 이동국 상태 정보 등에 근거하여 생성된 것이므로, 해당 이동국은 이와 같이 생성되어 전송된 데이터 레이트 제어 정보에 근거하여 산출된 천이 비를

프레임 이전의 데이터 레이트에 적용하여 현재 전송될 프레임의 데이터 레이트를 결정하는 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 데이터 레이트 제어 정보가 자신에게 전달되기까지의 지연 시간을 고려하고, 현재의 통신 환경을 반영하여 최적의 데이터 레이트를 결정할 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (12)

1. 이동통신 시스템에서 이동국이 기지국으로 전송할 트래픽 데이터의 데이터 레이트를 결정하는 방법에 있어서,

   미리 결정된 데이터 레이트를 갖는 i번째 프레임의 트래픽 데이터에 대응하는 제어 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계;

   상기 전송된 제어 정보에 대한 응답으로 상기 기지국으로부터 데이터 레이트가 n-스텝만큼 증가(n은 1 이상의 정수), m-스텝만큼 감소(m은 1 이상의 정수), 또는 그대로 유지함 중 어느 하나를 나타내는 지시 정보를 포함하고 있는 데이터 레이트 제어 정보를 수신하는 단계; 및

   상기 수신한 데이터 레이트 제어 정보에 포함된 지시 정보를 상기 미리 결정된 i번째 프레임의 데이터 레이트에 적용하여 i+β번째 프레임(β는 1 이상의 정수)에서 상기 기지국으로 전송할 트래픽 데이터의 데이터 레이트를 결정하는 단계를 포함하되,

   상기 i번째 프레임은 상기 i+β번째 프레임에 대해 비연속적인 선행 프레임이며, 상기 β는 상기 기지국의 데이터 레이트 제어 정보의 생성 또는 전송에 기반하여 상기 i번째 프레임에서부터 측정된 시간 지연에 대응하는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 트래픽 데이터의 (i+nβ)번째, (i+(nβ+1)번째,...,(i+(nβ+(β-1)))번째 프레임들에서의 전송은 독립적으로 결정되며, 상기 n은 β개 프레임만큼 앞서는 것을 나타내기 위한 자연수인, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 데이터 레이트의 천이에 영향을 받는 프레임들의 수는 시간-분할 가상 채널들의 수에 해당하는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 시간-분할 가상 채널들의 수는 β와 동일한, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 i번째 프레임의 트래픽 데이터에 대응하는 제어 정보는 상기 i번째 프레임의 트래픽 데이터의 데이터 레이트 정보 및 상기 이동국의 상태 정보를 포함하는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 이동국의 상태 정보는 현재 이용가능한 트래픽 채널 전송 전력 및 현재 보유하고 있는 버퍼 용량을 지시하는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 데이터 레이트 제어 정보는 한 셀 내의 다수의 이동국들로부터 수신한 이동국 상태 정보에 기초하여 생성된 것인, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 이동 통신 시스템은 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest)을 지원하며, 상기 데이터 레이트 제어 정보는 재전송 제어 정보와 함께 동시에 전송되는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 재전송 제어 정보는 수신긍정 확인 신호(ACK) 및 수신부정 확인 신호(NACK) 중 어느 하나인, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 제어 정보는 제 1 채널을 통해서 전송되고, 상기 트래픽 데이터는 제 2 채널을 통해서 전송되는, 데이터 레이트를 결정하는 방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 제 1 채널은 역방향 제어 채널이고 상기 제 2 채널은 역방향 트래픽 채널인, 데이터 레이트를 결정하는 방법.

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