KR100238429B1

KR100238429B1 - 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 엑세스 방법

Info

Publication number: KR100238429B1
Application number: KR1019970031976A
Authority: KR
Inventors: 김진경
Original assignee: 곽치영; 주식회사데이콤; 이계철; 한국전기통신공사; 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19990009541A

Abstract

본 발명은 무선 가입자망에서 무선 종단장치가 슬롯 요청 정보의 충돌없이 기지국으로 슬롯 요청 정보를 전송하기 위한 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기지국이 이미 패킷 서비스를 요청한 무선 종단장치의 수를 알고 있다는 점을 이용하여 새로운 패킷 서비스 요청시 또는 패킷 서비스 중에 특정 무선 종단장치에게 패킷 랜덤 액세스 슬롯정보를 통보하도록 함으로써, 무선 종단장치가 할당받은 패킷 랜덤 액세스 슬롯정보를 바탕으로 패킷 랜덤 액세스 절차를 수행하도록 하여 기존의 일반 랜덤 액세스 절차에 비해 충돌 가능성을 낮추는데 있다.

Description

무선 가입자 망의 패킷 랜덤 엑세스 방법

본 발명은 무선 가입자 망(WLL; Wireless Local Loop)에서 무선 패킷망의 패킷 서비스를 제공하기 위한 패킷 랜덤 액세스 방법에 관한 것으로서, 특히 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 이용하는 패킷 랜덤 액세스 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하나의 역방향 채널을 이용하여 여러 무선 종단장치가 서로 동일한 기지국에 사용자 패킷 데이터를 전송한다면, 무선 종단장치가 송출한 사용자 패킷 데이터들 상호간에 충돌 현상이 발생한다.

일반 무선 패킷망은, 충돌현상을 예방하기 위해 역방향 채널을 슬롯 단위로 세분하여 무선 종단장치마다 각기 다른 슬롯을 임의적으로 선택하는 방법을 사용한다. 그러나 이러한 일반 무선 패킷망은, 슬롯 자원이 한정되어 있으므로 모든 무선 종단장치가 각기 다른 슬롯을 선택할 수 없기 때문에 사용자 패킷 데이터의 충돌을 완전하게 제거할 수는 없다. 이렇게 일반 무선 패킷망에서 사용자 패킷 데이터를 전송하는 방법을 랜덤 액세스 방법이라 한다.

이와는 달리 무선 가입자 망의 패킷 서비스는, 일반 무선 패킷망과는 다른 별도의 역방향 패킷 트래픽 채널을 구비함으로써 일반 무선 패킷망과는 다른 사용자 패킷 데이터 전송방법을 필요로 한다. 즉, 기지국은 역방향 패킷 트래픽 채널을 슬롯 단위로 세분하여 이를 관리하고, 사용자 패킷 데이터를 전송하고자 하는 무선 종단장치의 요청에 대해 슬롯 자원을 해당 무선 종단장치에 할당한다. 이때, 기지국이 할당한 슬롯은 오직 하나의 무선 종단장치만이 사용하도록 다른 무선 종단장치에게는 할당되지 않았기 때문에, 사용권한을 가진 무선 종단장치가 해당 슬롯을 이용하여 사용자 패킷 데이터를 전송할 때 충돌 현상이 발생하지 않는다. 이때, 슬롯을 할당받기 위해 무선 종단장치는, 필요한 슬롯 개수를 패킷 랜덤 액세스 채널을 통해 기지국에게 요청해야 하고, 그 슬롯 개수의 정보를 일반 랜덤 액세스 방법을 이용하여 전송할 수 있다.

그러나, 무선 가입자 망의 패킷 서비스에 앞서서, 일반 트래픽 채널의 전력 제어를 통한 패킷 채널의 초기 송출 전력을 결정하고, 패킷 서비스를 요청한 무선 종단장치의 권리 판정 등이 선행된다. 이와같이 기지국이 패킷 서비스를 받고 있는 무선 종단장치의 상황을 파악할 수 있다는 점을 이용하면, 이 점을 고려하지 않은 일반 랜덤 액세스 방법보다 효율이 좋은 패킷 랜덤 액세스 방법을 설계할 수 있다.

본 발명은 기지국이 새로운 패킷 서비스 요청 수신시 또는 패킷 서비스중에 있는 무선 종단장치의 상황을 고려하여 결정한 패킷 랜덤 액세스 슬롯정보를 패킷 서비스를 받으려는 무선 종단장치에게 통보함으로써, 패킷 액세스 채널상에서 사용자 패킷 데이터를 전송하기 위한 슬롯 요청 정보를 전송할 때에 동시에 동일 슬롯을 이용함으로써 발생되는 슬롯 요청 정보의 충돌 가능성을 낮추고, 아울러 그에 따른 응답 속도를 빠르게 하기 위해 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 가입자 망 시스템의 개략도.

도 2 는 패킷 서비스를 제공하기 위한 무선 종단장치와 기지국의 기능 블럭도.

도 3 은 무선 가입자 망에서 사용하는 패킷 액세스 채널의 구조도.

도 4a 는 무선 종단장치가 기지국으로 부터 할당받은 패킷 랜덤 액세스 슬롯(PRAS) 정보의 구성도.

도 4b 내지 도 4d 는 도 4a 에 도시된 PRAS 정보에 따른 무선 종단장치의 실제 패킷 액세스 채널을 운용한 예시도.

도 5 는 PRAS 정보에 따른 패킷 랜덤 액세스 관리부의 슬롯 요청 정보 송출 시점의 예시도.

도 6 은 본 발명의 PRAS 정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 관리부의 패킷 랜덤 액세스를 나타낸 흐름도.

〈도면의주요부분에대한부호의설명〉

100 : 사용자 단말장치 200 : 무선 종단장치

210, 310 : 응용부 220, 320 : 사용자 패킷 데이터 처리부

230 : 패킷 랜덤 액세스 관리부 240, 340 : 물리 계층

300 : 기지국 330 : 자원관리부

420 : 패킷 액세스 채널 전치부호 430 : 패킷 액세스 채널 데이타

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이미 패킷 서비스를 요청한 무선종단장치의 수를 알고 있는 기지국의 자원 관리부로부터 슬롯할당정보를 받기 위한 무선종단 장치의 랜덤 액세스 관리부가 기지국의 자원관리부에게 슬롯 요청정보를 송출하기 위해, 무선 종단장치가 처음으로 패킷 서비스를 요청할 때, 기지국으로 부터 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보(PRAS)를 수신하는 제 1 과정과; 이 수신된 정보에 따라 무선종단장치가 일정 횟수 만큼의 슬롯 요청 정보를 기지국에게 반복적으로 송출하는 제 2 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

보다 구체적인 본 발명의 패킷 랜덤 액세스 방법은, 패킷 액세스 프로브 값과 패킷 액세스 시퀀스를 초기화시키고, 초기 송출전력을 선택하고, PRAS 요청 정보의 송출시점을 선택하는 제 1 단계와; 선택된 송출시점에서 패킷 액세스 프로브를 수행한 후 소정의 응답시간 동안 기지국으로부터 슬롯할당정보를 기다리는 제 2 단계와; 슬롯할당정보의 응답이 없을 경우 패킷 액세스 프로브 횟수를 증가 시키는 제 3 단계와; 무선종단장치가 자신에게 할당된 PRAS 정보의 클래스별로 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 클 때까지 슬롯 요청 정보를 반복적으로 기지국에게 송출하는 제 4 단계와; 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 클 때 까지 무선종단장치가 슬롯요청정보를 송출하여도 기지국으로 부터 슬롯할당정보를 수신하지 못하면 슬롯할당정보를 수신할 때까지 패킷 액세스 시퀀스 횟수를 소정의 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수만큼 반복적으로 증가시키면서 슬롯요청정보를 기지국에게 송출하는 제 5 단계로 이루어진다. 여기서, 패킷 액세스 프로브는 무선종단장치가 한번의 슬롯요청정보를 송출하는 과정으로 정의하고, 패킷 액세스 시퀀스는 무선종단장치가 슬롯요청정보를 송출할 전력값을 일정값만큼 상승시켜 다시 한번 최대 패킷 액세스 프로브 횟수만큼 슬롯 요청정보를 송출하는 과정으로 정의한다.

그리고 위에서 언급된 PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 이고 상기 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작을 경우 슬롯 요청정보를 송출하여 충돌이 발생할때 임의의 PRAS 번호를 생성하는 단계와; 그 생성된 임의의 PRAS 번호가 특정 PRAS 번호 보다 작으면 다음 그룹의 PRAS 송출시점에서 다시 슬롯 요청정보를 송출하는 단계와; 생성된 임의의 PRAS 번호가 특정 PRAS번호보다 크면 무선종단장치가 임의로 생성한 PRAS 송출시점에서 다시 슬롯요청정보를 송출하는 단계를 수행한다.

또한, 위에서 언급된 PRAS 클래스가 '3' 또는 '4' 이고 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작을 경우 슬롯 요청 정보를 송출하여 충돌이 발생할때 임의의 PRAS 그룹 번호를 생성한 후, 다음 PRAS 그룹의 PRAS 송출시점에서 슬롯 요청정보를 송출한다.

아울러, 본 발명은 무선종단장치가 패킷 서비스를 받는 도중에도 기지국이 수시로 패킷 서비스중인 무선종단장치의 현황을 고려하여 이를 반영한 새로운 PRAS정보를 해당 무선종단장치에 통보함으로써 가능하다. 새로운 PRAS정보는 패킷 랜덤 액세스 방법이 종료할 때까지 보류한 후 사용중인 PRAS정보를 새로운 PRAS정보로 갱신한다. 그러나, 패킷 랜덤 액세스 방법이 수행중이지 않으면 무선종단장치의 패킷 랜덤 액세스 관리부는 즉시 사용중인 PRAS 정보를 새로운 PRAS정보로 갱신한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 패킷 랜덤 액세스 슬롯(Packet Random Access Slot, 이하 " PRAS" 라 칭함)정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 방법이 적용되는 무선 가입자 망의 개략적 구성도이다.

그 구성은, 사용자 단말장치(100), 무선종단장치(200), 기지국(300), 및 네트워크(400) 으로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 사용자 단말장치(100)는 일반적으로 개인용 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터를 말한다. 사용자 단말장치가 어떠한 데이터 통신 프로그램을 사용하는지 여부에 따라 무선 가입자 망 시스템의 연동망이 결정된다. 만약 TCP/IP를 기반으로 하는 응용 프로그램을 사용하면 무선 가입자 망 시스템은 인터넷망을 통해 사용자 데이터를 전달하여야 한다.

그리고 무선종단장치(200)는 다수개로 구성되고 무선 가입자용 시스템의 기지국 (300)과 무선으로 연결되어 사용자 단말장치(100)가 전송하기를 원하는 사용자 데이터를 전송한다.

또한, 기지국(300)은 무선종단장치(200)로 부터 사용자 데이터를 전송 받아 이를 처리하여 사용자 데이터가 전달되어야 하는 연동망으로 전송한다.

그리고 네트워크(400)는 기지국으로 부터 전달 받은 사용자 데이터가 목적지의 사용자 단말장치까지 이동하는 물리적/논리적 매체이다.

도 2는 패킷 서비스를 제공하기 위한 상기 무선종단장치(200)와 기지국 (300)의 내부 블럭 구성도이다.

먼저, 무선종단장치(200)는 응용부(210), 사용자 패킷 데이터 처리부(220), 패킷 랜덤 액세스 관리부(230), 및 물리계층(240)으로 구성되고, 기지국(300)은 응용부(310), 사용자 패킷 데이터 처리부(320), 자원 관리부(330), 및 물리계층 (340)으로 구성된다.

위에서 응용부(210, 310)는 패킷 서비스 요청을 감지하여 이를 기지국(300) 으로 통보하거나 무선종단장치(200)에 통보하고, 특히 기지국은 무선종단장치(200) 가 요청한 패킷 서비스 요청 수신시 자원관리부(330)를 통해 패킷 서비스 중인 무선종단장치의 현황을 파악하여 PRAS정보를 전송한다.

사용자 패킷 데이터 처리부(220, 320)는 응용부(210, 310)으로 부터 받은 사용자 데이터를 자신의 구조에 맞게 사용자 패킷 데이터로 변경하여 전송하거나 수신한 사용자 패킷 데이터를 응용부의 구조에 맞는 사용자 데이터로 복원하며, 또한 사용자 패킷 데이터 전송에 관련된 전송 확인 및 재전송 요청 등의 기능도 수행한다. 특히 무선종단장치의 사용자 패킷 데이터 처리부(220)는 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)로 하여금 패킷 랜덤 액세스 절차를 통해 슬롯 요청 정보를 기지국(300)으로 전송하도록 함으로써 슬롯 할당정보를 수신케 한다.

패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 사용자 패킷 데이터 처리부(220)의 요청에 의해 슬롯 요청정보를 기지국으로 원활히 전송하기 위한 패킷 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

특히, 기지국으로 부터 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 수신하면 이전 정보를 새정보로 갱신하여 패킷 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

물리계층(240, 340)은 무선채널을 감시하여 기지국 또는 무선종단장치의 물리계층이 송출한 정보를 획득하거나 기지국 또는 무선종단장치로 보낼 정보를 송출한다.

자원 관리부(330)는 무선종단장치가 요청하는 슬롯을 할당하는 기능과 패킷 랜덤 액세스 절차에 사용하는 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 패킷 서비스중인 무선종단장치의 현황을 파악하여 생성하고, 이를 무선종단장치에게 할당하는 기능을 수행한다.

상술한 도 1과 도 2를 참조하여 무선종단장치가 최초의 PRAS 정보를 할당받는 방법을 설명하면 다음과 같다.

사용자 단말장치(100)가 패킷 데이터를 전송하려면 무선종단장치의 응용부(210)는 이를 감지하여 기지국의 응용부(310)에 패킷 서비스를 요청한다.

그러면 기지국의 응용부(310)는 해당 무선종단장치가 패킷 서비스를 받는데 정당한 권리를 가지고 있는지 확인한 후 사전 전력제어절차를 수행하기 위해 무선종단장치 에게 임시의 트래픽 채널을 할당한다.

이에따라 기지국과 무선종단장치가 할당받은 트래픽 채널을 통해 전력제어절차를 완료하면 기지국의 응용부(310)는 해당 무선종단장치에게 현 시점의 패킷 서비스 중인 무선종단장치 및 패킷 랜덤 액세스 슬롯 자원 상황을 고려한 최초의 PRAS 정보를 할당한다.

무선종단장치의 응용부(210)는 사용자 단말장치(100)로 부터 사용자 패킷 데이터를 받으면 사용자 패킷 데이터 처리부(220)에게 이 데이터를 전송하며, 이를 받은 사용자 패킷 데이터 처리부(220)는 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)에게 슬롯 할당정보를 수신하기 위한 PRAS정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

도 3은 무선 가입자 망에서 사용하는 패킷 액세스 채널 구조의 일 예시도 로서, 후술하는 PRAS 클래스가 1일 경우의 예시도이다.

패킷 액세스 채널은 1초(410)를 주기로 20msec 단위(415)로 세분하여 50개의 PRAS를 갖는다. 이 PRAS를 구별하기 위해 PRAS 순서대로 PRAS 번호(PRAS 1 ∼ PRAS 50)를 부여한다. 이에따라 기지국과 무선종단장치는 2초마다 서로 동기를 맞춘다. 이러한 패킷 액세스 채널은 5ms 단위를 갖는 네 개의 프레임으로 구성된다. 그 프레임중에 첫번째 프레임, 즉 패킷 액세스 채널 전치부호(420)는 패킷 액세스 채널상에 패킷 액세스 데이터를 전송하기 위해 미리 전송하는 임의의 데이터이고, 무선종단장치 및 기지국의 물리계층(240, 340)은 그 전치부호(420)를 이용하여 실제 데이터를 복원하기 위해 필요한 사전 동작을 수행한다. 그리고 나머지 프레임들, 즉 패킷 액세스 채널 데이터(430)는 사용자 데이터나 패킷 서비스 운용에 필요한 제어 데이터들이 실린다.

도 4a 는 무선종단장치가 기지국으로 부터 할당받은 PRAS 정보의 구성을 나타내고, 도 4b, 4c, 4d는 각 PRAS정보에 따른 무선종단장치의 실제 패킷 액세스 채널 운용 예를 나타낸다.

먼저, 도 4a 를 참조하여 설명하면, PRAS 정보는, 클래스 정보 2비트와 패킷 랜덤 액세스 슬롯 6비트로 구성된다.

2비트로 구성할 수 있는 PRAS 클래스의 각 의미를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, PRAS 클래스가 1 인 경우, 50개의 PRAS로 구성된 하나의 그룹이 존재함을 의미한다. 즉, 각기 다른 50개의 PRAS번호를 갖는 50개의 PRAS가 있음을 의미한다. 이 클래스에 대한 도면은 후술할 내용과 유사하므로 생략한다.

PRAS 클래스가 2 인 경우, 25개의 PRAS로 구성된 두개의 그룹이 존재함을 의미한다. 즉, 각기 다른 25개의 PRAS번호를 갖는 25개의 PRAS가 두 그룹 있음을 의미한다. 이 25개의 PRAS로 구성된 한개의 그룹은 도 4b에 도시된 바와 같이, PRAS 그룹을 구별하기 위해 각 그룹마다 순서대로 PRAS 번호(예; 1∼25)를 부여한다.

PRAS 클래스가 3 인 경우, 10개의 PRAS로 구성된 다섯 개의 그룹이 존재함을 의미한다. 즉, 각기 다른 10개의 PRAS번호를 갖는 10개의 PRAS가 다섯 그룹 있음을 의미한다. 이 10개의 PRAS로 구성된 한개의 그룹은 도 4c에 도시된 바와 같이, PRAS 그룹을 구별하기 위해 각 그룹마다 순서대로 PRAS 번호(예 ; 1∼10)를 부여한다.

PRAS 클래스가 4 인 경우, 5개의 PRAS로 구성된 열개의 그룹이 존재함을 의미한다. 즉, 각기 다른 5개의 PRAS 번호를 갖는 5개의 PRAS가 열 그룹 있음을 의미한다. 이 5개의 PRAS로 구성된 한개의 그룹은 도 4d에 도시된 바와 같이, PRAS 그룹을 구별하기 위해 각 그룹마다 순서대로 PRAS 번호(예; 1∼5)를 부여한다.

이러한 PRAS 정보를 수신한 무선종단장치의 응용부(210)는 PRAS정보를 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)로 전달한다. 이 PRAS 정보를 접수한 패킷 랜덤 액세스 관리부 (230)는 해당 정보를 분석하여 사용자 패킷 데이터 전송을 위한 슬롯 요청 정보 전송 시점을 결정한다.

도 5 는 PRAS 정보에 따른 패킷 랜덤 액세스 관리부의 슬롯 요청 정보 송출 시점의 예를 나타낸다.

도 5 에 도시된 바와 같이, PRAS 클래스가 3 이고 PRAS 번호가 6 인 경우, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 패킷 액세스 채널상에서 5개의 PRAS 그룹마다 PRAS 번호가 6 인 PRAS에서 슬롯 요청정보를 송출할 수 있다.

도 6a 와 도 6b 는 본 발명의 PRAS 정보를 이용한 패킷 랜덤 액세스 관리부의 패킷 랜덤 액세스 흐름도이다. 이를 상술한 도 5 와 같은 일예를 들어 설명한다.

여기서, ' 패킷 액세스 프로브(probe) ' 는 무선 종단장치의 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)가 슬롯 요청 정보를 기지국에 한번 송출하는 과정을 말하고, ' 패킷 액세스 시퀀스(sequence) ' 는 송출 전력값을 특정값만큼 증가시켜 최대 패킷 액세스 프로브만큼 슬롯 요청 정보를 송출하는 과정을 말한다.

도 6a를 참조하여 설명하면, 먼저 패킷 액세스 프로브와 패킷 액세스 시퀀스를 초기화시킨다(S1). 그후, 초기 송출전력 제어 절차를 바탕으로 송출전력을 선택한다 (S2). 그리고 PRAS정보의 송출시점을 선택한다(S3). 그 선택된 시점에 무선종단 장치가 한번의 패킷 액세스 프로브 수행 후 타이머를 이용하여 응답대기시간을 설정한다(S4). 응답대기시간 동안에 기지국으로 부터 슬롯 요청 정보에 대한 슬롯 할당 정보를 수신하였는지 검사한다(S5). 만약 그 슬롯 할당 정보가 수신되면, 이는 패킷 랜덤 액세스가 성공한 것이다. 이때, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 동작을 중지하고 이 사실을 사용자 패킷 데이터 처리부 (220)에 통보한다.

그러나, 만약 슬롯 할당정보가 수신되지 않으면, 무선 종단장치의 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 설정된 응답대기시간(TA)이 만료되었는지를 검사하여(S6), 만료되지 않았으면 다시 그 슬롯 할당정보가 수신되는지 검사한다(S5). 이렇게 반복하다가 그 응답대기시간이 만료되면, 즉 충돌에 의해 슬롯할당정보가 수신되지 않으면 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 패킷 액세스 프로브를 증가시킨다(프로브=프로브+1)(S7).

도 6a, 6b 를 참조하여, PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 인 경우와 PRAS 클래스가 '3' 또는 '4' 인 경우의 패킷 랜덤 액세스 절차중 충돌시 동작을 설명하면 다음과 같다.

여기서, PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 인 경우는 기지국이 PRAS정보를 중복되지 않게 무선종단장치에 할당한다는 전제를 바탕으로 한다. 그러나 PRAS 클래스 가 수용할 수 있는 갯수보다 많은 무선종단장치가 패킷 서비스를 요청하면 (즉, PRAS 클래스가 '1' 인 경우는 필요한 PRAS 가 50개를 넘을 때; PRAS 클래스가 '2' 인 경우는 필요한 PRAS가 25개를 넘을 때), 기지국은 PRAS를 중복되게 할당할 수 밖에 없다. 이 경우, 무선종단 장치가 해당 PRAS 에서 슬롯 요청 정보를 송출하면 충돌할 가능성이 존재한다. PRAS 클래스가 '1' 또는 '2'인 경우, 슬롯요청정보를 송출하여 충돌이 발생하면, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 현재 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작은지 판단하여(S9), 작으면 임의의 PRAS (RPRAS) 번호를 생성한다(S10). 임의로 생성한 PRAS(RPRAS) 번호가 특정 PRAS 번호(=충돌이 발생한 송출 PRAS번호 + 응답대기시간(TA)(PRAS단위) + 처리시간(1 PRAS))보다 작으면(S11), 다음 그룹의 PRAS 시점까지 대기(S12)한 후, 다시 슬롯요청정보를 송출하는 패킷 액세스 프로브를 수행하고 타이머를 이용하여 응답대기시간을 설정한다(S4). 그런데 임의로 생성한 PRAS 번호가 특정 PRAS 번호보다 크면(S11) 다음 임의의 PRAS 시점까지 대기(S13)한 후, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 임의로 생성한 패킷 랜덤 액세스 슬롯(PRAS) 시점에 다시 상기 단계(S4)를 수행한다.

이와같은 상기 단계들(S4∼S13)을 패킷 랜덤 액세스 관리부는 기지국의 슬롯 할당 정보가 수신될 때까지 최대 패킷 액세스 프로브만큼 반복한다.

슬롯 요청 정보를 반복하여 송신할 때, 기지국의 슬롯 할당 정보가 수신되면 패킷 랜덤 액세스 관리부는 동작을 중지하고, 이 사실을 사용자 패킷 데이터 처리부 (220)에 통보한다.

한편, 상술한 단계(S9)에서, 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 크면, 즉, 최대 패킷 액세스 프로브만큼 슬롯요청정보를 송출하였음에도 불구하고 기지국으로 부터 응답을 받지 못하면, 충돌이 아닌 낮은 송출전력에 의한 것으로 판단하여 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 슬롯요청정보를 송출하는 전력값을 특정값만큼 올려 다시 한번 최대 패킷 액세스 프로브만큼 슬롯 요청정보를 송출하는 패킷 액세스 시퀀스를 수행한다. 이때 패킷 액세스 시퀀스는 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수만큼 반복 수행된다.

이에대해 도면을 참조하여 설명하면, 최대 패킷 액세스 프로브만큼 슬롯요청정보를 송출하였음에도 불구하고 슬롯할당정보가 수신되지 않으면, 패킷 액세스 시퀀스 횟수를 1 씩 증가시키고(S14), 이때마다 그 패킷 액세스 시퀀스 횟수가 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수보다 작으면(S15) 슬롯 요청정보를 송출할 전력값을 증가(S16) 시킨 후, 상술한 단계들(S4∼S13)을 수행한다. 이때의 최대 송출가능횟수(최대 패킷 액세스 시퀀스× 최대 패킷 액세스 프로브)만큼 슬롯 요청정보를 송출하여도 기지국으로 부터 응답을 받지 못하면 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 동작을 중지하고 기지국의 응용부(310)에게 패킷 서비스를 중단하도록 요청한다.

한편, PRAS클래스가 '3' 또는 '4' 인 경우는 기지국이 중복되게 PRAS 를 무선종단장치에 할당한다는 전제를 바탕으로 한다. 이 경우, PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 인 경우에 비해 무선종단장치가 송출한 슬롯요청정보의 충돌 가능성이 높다.

이에따라 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)가 송출한 슬롯요청정보가 충돌하면 먼저 패킷 랜덤 액세스 관리부는 PRAS 클래스별로 현재 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작은지를 판단한다.

즉, 상술한 단계(S8)에서 PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 가 아닌 경우, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 상술한 PRAS 정보를 마찬가지로 분석하여 PRAS 클래스가 '3' 인지를 판단한다(S17). 이 판단(S17)에 의해 그 클래스가 '3'일 경우 현재 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수(예 ; 3)보다 작으면(S18) 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 임의의 PRAS 그룹 번호를 생성하여(S19) 해당 PRAS그룹의 PRAS 시점까지 대기(S12) 후 상기 단계들(S4∼S13)을 수행한다.

그러나, 현재 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수 보다 크면(S19), 즉, 최대 패킷 액세스 프로브 횟수 만큼 슬롯 요청 정보를 송출하여도 기지국으로 부터 응답을 받지 못하면, 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 패킷 액세스 시퀀스 횟수를 증가시킨다(시퀀스=시퀀스 +1)(S14). 그후, 그 증가시킨 패킷 액세스 시퀀스가 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수보다 작으면(S15) 송출전력을 증가시켜 (이때, 프로브=0, S16) 다시 한번 최대 패킷 액세스 프로브만큼 슬롯요청정보를 송출한다(S4∼S8, S15, S18).

그리고, PRAS 클래스가 '3'이 아닐 경우, 즉 PRAS 클래스가 '4' 인지를 판단하여 (S20) 그 클래스가 '4'일 경우 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수(예 ; 4)보다 작으면(S21), 임의로 PRAS 그룹 번호를 생성(S19)한 후, 다음 그룹의 PRAS 시점까지 대기하다가(S12) 다시 상기 단계들(S4∼S8, S20, S21)을 수행하여 최대 패킷 액세스 프로브 횟수만큼 반복한다.

이렇게 반복하다가 현재 패킷 액세스 프로브가 최대 패킷 액세스 프로브 횟수가 될 때까지 슬롯 요청 정보를 송출하여도 기지국으로 부터 슬롯 할당 정보가 수신되지 않으면 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)는 상기 단계들(S14∼S16)을 수행한다.

이러한 과정 수행 도중에 현재 패킷 액세스 시퀀스가 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수보다 크면(S15), 즉, 최대 송출가능횟수(최대 패킷 액세스 시퀀스 ×최대 패킷 액세스 프로브)만큼 슬롯 요청정보를 송출하여도 기지국으로 부터 응답을 받지 못하면 패킷 랜덤 액세스 관리부는 동작을 중지하고 기지국의 응용부(310)에게 패킷 서비스를 중단하도록 요청한다.

이와같은 과정에 따라 무선종단장치의 슬롯요청정보를 수신한 기지국의 자원 관리부(330)는 해당 무선종단장치의 사용자 패킷 데이터 처리부(220)가 사용할 슬롯 할당 정보를 전송한다. 이를 수신한 무선종단장치의 패킷 랜덤 액세스 관리부(230) 는 그 슬롯할당정보를 사용자 패킷 데이터 처리부(220)에 통보하고, 이를 이용하여 사용자 패킷 데이터 처리부(220)는 사용자 패킷 데이터를 기지국으로 송출한다.

기지국으로 송출할 사용자 패킷 데이터가 있는 경우 무선종단장치의 사용자 패킷 데이터 처리부(220)는 매번 패킷 랜덤 액세스 관리부(230)를 통해 슬롯할당 정보를 기지국으로부터 수신하여야 한다. 그러므로 패킷 서비스가 종료될 때까지 패킷 랜덤 액세스 관리부는 슬롯 요청 정보를 기지국으로 송출하는 패킷 랜덤 액세스 절차를 재수행한다.

효율적인 PRAS 정보 운용을 위해 무선종단장치가 패킷 서비스를 받는 도중에, 기지국은 수시로 패킷 서비스 중인 무선종단장치의 현황을 파악하여 이를 반영한 새로운 PRAS 정보를 해당 무선종단장치에 통보한다. 이러한 새로운 PRAS 정보는 패킷 랜덤 액세스 관리부가 수신하며, 만약 패킷 랜덤 액세스 절차 도중이면 현재 수행중인 패킷 랜덤 액세스 절차가 종료할 때까지 보류한 후, 그 수행중인 패킷 랜덤 액세스 절차가 종료할 때에 사용중인 PRAS 정보를 새로운 PRAS정보로 갱신한다.

그러나 패킷 랜덤 액세스 절차가 수행중이지 않으면 패킷 랜덤 액세스 관리부는 즉시 새로운 PRAS 정보로 사용중인 PRAS 정보를 갱신한다. 이 과정은 패킷 서비스 중단 시점까지 계속된다.

이상과 같은 본 발명은 무선종단장치가 처음으로 패킷 서비스를 요청할 때, 기지국으로 부터 현재 패킷 서비스중인 무선종단장치의 현황을 반영한 PRAS 정보를 할당받아 사용자 패킷 데이터를 기지국으로 전송할 때 필요한 슬롯 할당 정보를 기지국으로부터 수신하기 위해 선행되는 패킷 랜덤 액세스 절차에 사용하고, 또한 패킷 서비스 도중에도 PRAS 정보를 지속적으로 기지국으로부터 받아 사용자 패킷 데이터를 기지국으로 전송할 때마다 선행되는 패킷 랜덤 액세스 절차에 사용함으로써, 패킷 서비스 중인 무선종단장치의 현황을 반영하지 않은 일반 랜덤 액세스 절차를 사용하는 것에 비해 충돌가능성도 낮고 응답속도도 빠른 효과를 얻을 수 있다.

Claims

이미 패킷 서비스를 요청한 무선종단장치의 수를 알고 있는 기지국의 자원 관리부로부터 슬롯할당정보를 받기 위한 무선종단장치의 랜덤 액세스 관리부가 기지국의 자원관리부에게 슬롯 요청정보를 송출하기 위해,

무선 종단장치가 처음으로 패킷 서비스를 요청할 때, 기지국으로 부터 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보(PRAS)를 수신하는 제 1 과정과;

이 수신된 정보에 따라 무선종단장치가 일정 횟수 만큼의 슬롯 요청 정보를 기지국에게 반복적으로 송출하는 제 2 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패킷 랜덤 액세스 슬롯 정보를 PRAS 클래스와 패킷 랜덤 액세스 슬롯으로 나누어 기지국이 관할하는 영역내의 패킷 서비스를 받는 무선종단장치의 개수에 따라 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 패킷 랜덤 액세스 슬롯 클래스가 '1' 또는 '2'인 경우 패킷 랜덤 액세스 슬롯의 개수보다 많은 무선종단장치가 패킷 서비스를 요청하여 기지국이 PRAS 를 할당할 때 낮은 번호의 PRAS 정보를 우선순위가 높은 무선종단장치부터 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

패킷 액세스 프로브 값과 패킷 액세스 시퀀스를 초기화시키고, 초기 송출전력을 선택하고, 상기 PRAS정보의 송출시점을 선택하는 제 1 단계와;

상기 선택된 송출시점에서 패킷 액세스 프로브를 수행한 후 소정의 응답시간 동안 기지국으로부터 슬롯할당정보를 기다리는 제 2 단계와;

상기 슬롯할당정보의 응답이 없을 경우 패킷 액세스 프로브 횟수를 증가 시키는 제 3 단계와;

상기 무선종단장치가 자신에게 할당된 상기 PRAS 정보의 클래스별로 상기 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 클 때까지 슬롯 요청 정보를 반복적으로 기지국에게 송출하는 제 4 단계와;

상기 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 클 때 까지 무선종단장치가 슬롯요청정보를 송출하여도 기지국으로 부터 슬롯할당정보를 수신하지 못하면 슬롯할당정보를 수신할 때까지 패킷 액세스 시퀀스 횟수를 소정의 최대 패킷 액세스 시퀀스 횟수만큼 반복적으로 증가시키면서 슬롯요청정보를 기지국에게 송출하는 제 5 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.

(여기서, 패킷 액세스 프로브는 무선종단장치가 한번의 슬롯요청정보를 송출하는 과정으로 정의하고, 패킷 액세스 시퀀스는 무선종단장치가 슬롯요청정보를 송출할 전력값을 일정값만큼 상승시켜 다시 한번 최대 패킷 액세스 프로브 횟수만큼 슬롯 요청정보를 송출하는 과정으로 정의한다)
제 4항에 있어서,

상기 제 4 단계에서 PRAS 클래스가 '1' 또는 '2' 이고 상기 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작을 경우 슬롯 요청정보를 송출하여 충돌이 발생할때 임의의 PRAS 번호를 생성하는 단계와;

상기 생성된 임의의 PRAS 번호가 특정 PRAS번호보다 작으면 다음 그룹의 PRAS 송출시점에서 다시 슬롯 요청정보를 송출하는 단계와;

상기 생성된 임의의 PRAS 번호가 특정 PRAS번호보다 크면 무선종단장치가 임의로 생성한 PRAS 송출시점에서 다시 슬롯요청정보를 송출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.

(여기서, 상기 특정 PRAS 번호는, 충돌이 발생한 송출 PRAS번호 + 응답 대기 시간(PRAS단위) + 처리시간(1개의 PRAS)로 정의함)
제 4 항에 있어서,

상기 제 4 단계에서 PRAS 클래스가 '3' 또는 '4' 이고 상기 증가된 패킷 액세스 프로브 횟수가 소정의 최대 패킷 액세스 프로브 횟수보다 작을 경우 슬롯 요청정보를 송출하여 충돌이 발생할때 임의의 PRAS 그룹 번호를 생성한 후, 다음 PRAS 그룹의 PRAS 송출시점에서 슬롯 요청정보를 송출하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법은, 무선종단장치가 패킷 서비스를 받는 도중에 기지국이 패킷 서비스중인 무선 종단장치의 현황을 수시로 파악하여 새로운 PRAS 정보를 무선종단장치에게 통보할 때 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 새로운 PRAS 정보는,

패킷 랜덤 액세스 방법이 진행중이면 패킷 랜덤 액세스 방법이 종료할때까지 보류한 후 사용중인 PRAS 정보로 갱신하고,

패킷 랜덤 액세스 방법이 수행중이지 않으면 즉시 사용중인 PRAS 정보를 새로운 PRAS 정보로 갱신하고, 상기 각 갱신은 패킷 서비스 종단시점까지 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자 망의 패킷 랜덤 액세스 방법.