KR100266293B1 - Load Control Method Using Channel Load Detection in Wireless Packet Networks Using Spread Spectrum Signals - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling a load by sensing a channel load in a wireless packet network using a band diffusion signal is provided to set a time slot to be smaller than a packet, for the transmission by one packet over time slots, and to allowance a base station to decide whether to permit packet transmission using a channel load of a prior slot, for transmission to every terminal. CONSTITUTION: A terminal remains in an idle state(110), if a packet is not generated. If a packet is generated, and a transmission allowance signal or a packet transmission failure signal is received, the terminal is transferred to a transmission state(120). If a packet is generated and a transmission disallowance signal is received, the terminal is transferred to a backlogged state(130). If packet transmission is not completed, and a transmission allowance signal or a transmission disallowance signal is received, the terminal of the transmission state(120) remains in the transmission state(120). If the packet transmission is completed, a transmission allowance signal or a transmission disallowance signal is received from a base station, and a packet does not remain in the packet, the terminal is transferred to the idle state(110). If a packet transmission failure signal, packet transmission is completed but a packet transmission failure signal is received from the base station, or a transmission allowance signal or a transmission disallowance signal is received and a packet exists in the terminal, the terminal is transferred to the backlogged state(130). If re-transmission is not allowed, or a transmission disable signal is received from the base station, the terminal of the backlogged state(130) remains in the backlogged state(130). If re-transmission is allowed, and a packet transmission failure signal or a transmission allowance signal is received, the terminal is transferred to the transmission state(120).

Description

대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법Load Control Method Using Channel Load Detection in Wireless Packet Networks Using Spread Spectrum Signals

본 발명은 대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법에 관한 것으로, 대역확산 신호를 이용하여 임의로 패킷을 전송하는 무선 네트워크에서 현재의 시간에 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하여 이후 슬롯의 패킷 전송 허용 여부와 연속적인 패킷 전송 여부를 결정함으로써, 트래픽의 양이 증가하여 전송되는 패킷 수가 수용 용량을 초과할 경우 발생되는 과부하 현상을 줄여 안정적 무선 네트워크 운용을 가능케 하는 대역확산 신호를 이용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal. The present invention relates to a number of packets being transmitted at a current time in a wireless network transmitting random packets using spread signals. Detects and decides whether to allow packet transmission in subsequent slots and whether to send packets continuously. Spread spectrum that enables stable wireless network operation by reducing the overload that occurs when the amount of traffic increases because the amount of traffic exceeds the capacity. It is an object of the present invention to provide a channel load detection protocol in a wireless packet network using a signal.

현재 수요가 급속히 증가하고 있는 이동통신 서비스는 주로 이동중에 음성 정보 전송을 가능케 하는 서비스 형태로서 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 서비스는 아직 활성화되지 않았지만 전자우편과 같은 간단한 형태의 데이터에서 이동중에 동영상의 신호 수신에 대한 요구가 증가일로에 있다. 특히, 음성 신호뿐만 아니라 간단한 데이터에서 동영상까지 지원하면서 국제적으로 통합된 표준안을 통해 전세계 어디에서나 서비스 받을 수 있게 하는 3세대 이동통신 서비스를 위한 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)에 대한 연구가 국내외에서 활발히 이루어지고 있다. 뿐만 아니라, 이동성에서는 약간의 제한을 받지만 고속의 데이터 전송을 위한 연구도 이루어지고 있는데, 특히 IEEE 802.11 표준안에서 제시하고 있는 무선 LAN은 이미 2 Mbps(Mega bit per sec)의 데이터 전송이 가능한 제품이 상용화되고 있다.The mobile communication service, which is rapidly growing in demand, is mainly a type of service that enables voice information to be transmitted while the mobile communication service supporting the data service has not been activated yet, but the signal of the video during the movement is simple in data such as e-mail. The demand for reception is on the rise. In particular, research on IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000) for 3G mobile telecommunications services, which supports not only voice signals but also simple data to video, can be serviced anywhere in the world through internationally integrated standards. Actively done in In addition, although there are some limitations in mobility, researches for high-speed data transmission are being conducted. Especially, the wireless LAN proposed in the IEEE 802.11 standard has already commercialized a product capable of data transmission of 2 Mbps (Mega bit per sec). It is becoming.

일반적으로 상기와 같이 고속의 데이터 전송을 위해서는 현재 공중 교환망이나 디지털 셀룰러와 개인 휴대 통신 시스템에서 사용하고 있는 회선교환 방식(circuit-switch)은 유한한 채널을 비효율적으로 때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 회선교환 방식의 단점을 해결하기 위한 방안으로 현재 근거리 지역망이나, 차세대 이동통신 시스템의 표준안으로 연구되고 있는 IMT-2000에서는 고속의 데이터 전송을 위해 패킷 교환방식(packet-switch)을 적용하고 있다.In general, for high speed data transmission as described above, the circuit-switch currently used in public switched networks, digital cellular and personal mobile communication systems is not preferable because of inefficient finite channels. Therefore, in order to solve the shortcomings of the circuit switched scheme, IMT-2000, which is currently being studied as a local area network or a standard of the next generation mobile communication system, applies a packet-switch for high speed data transmission. have.

또한, 현재 서비스되고 있는 디지털 셀룰러 시스템에서 적용하고 있는 CDMA(Code Division Multiple Access)의 신호 방식인 대역확산 방식은 수용용량이 증가하고, 외부에서 도청하는 것이 불가능하며, 이동중에 급변하는 무선 채널에 의해 발생되는 다중 경로(multipath) 환경에서 안정적으로 통신할 수 있다는 장점이 입증되고 있다. 이러한 이유로 이미 상용화되고 있는 무선 LAN, 향후 서비스가 예상되는 IMT-2000의 표준안으로 제시되고 있는 LMNQ(Lucent, Motolora, Nortel, Qualcomm, Samsung)의 cdmaOne이나 유럽과 일본에서 주도하는 W-CDMA(Wideband- CDMA)에서도 대역확산 방식을 사용하고 있다.In addition, the spread spectrum method, which is a signal method of code division multiple access (CDMA) applied in the digital cellular system that is currently being serviced, has an increased capacity and cannot be externally intercepted, and is rapidly changed due to a rapidly changing wireless channel. The advantages of being able to communicate reliably in the multipath environments that arise are demonstrated. For this reason, the wireless LAN that is already commercialized, cdmaOne of LMNQ (Lucent, Motolora, Nortel, Qualcomm, Samsung), which is proposed as a standard of IMT-2000, which is expected to be serviced in the future, or W-CDMA (Wideband-) led by Europe and Japan. CDMA also uses a spread spectrum method.

한편, 무선 패킷 네트워크에 적용되는 다중접속 방식에는 패킷간의 경쟁 속에서 전송을 시도하는 임의 접속 방식(random access)과 패킷 전송 이전에 충돌을 피하기 위해 미리 전송을 제어하는 계획 접속 방식(scheduling access) 등이 있으며, 계획 접속 방식에는 자원을 전용하게 할당하는 고정 할당 방식과 요구에 의해 자원을 할당하는 요구 할당 방식으로 구분된다. 우선, 임의 접속 방식에는 ALOHA, 반송파 감지 다중접속 방식(Carrier Sensing Multiple Access; CSMA) 및 대역확산 ALOHA(spread ALOHA) 등이 있는데, 특히 대역확산 ALOHA는 협대역 ALOHA 방식과 같이 이동국에 전송할 패킷이 발생되면 별도의 채널 할당의 과정을 사용하지 않고 할당된 부호를 이용하여 패킷을 전송하는 방식으로서 대역확산 신호 체계를 이용함으로써 열악한 채널에서의 면역성을 향상시켜 수용용량을 증대시킬 수 있으며, 대역확산 신호를 이용함으로써 얻을 수 있는 다중 셀을 이용한 무선 네트워크 구성에서 소프트 핸드오버(softer handover) 등의 장점을 확보함과 동시에 간략화된 프로토콜로 가능한 방식이다.On the other hand, the multiple access method applied to a wireless packet network includes random access that attempts transmission in contention between packets, and scheduled access that controls transmission in advance to avoid collision before packet transmission. There are two types of plan access methods, a fixed allocation method for allocating resources exclusively and a request allocation method for allocating resources on demand. First, random access includes ALOHA, Carrier Sensing Multiple Access (CSMA), and spread ALOHA (spread ALOHA). In particular, spread spectrum ALOHA generates a packet to be transmitted to a mobile station, such as a narrow-band ALOHA. If you do not use a separate channel allocation process, the packet is transmitted using the assigned code. By using the spread spectrum signal system, the immunity in poor channels can be improved and the capacity can be increased. In a wireless network configuration using multiple cells that can be obtained by using the above, it is possible to secure the advantages such as soft handover and to simplify the protocol.

따라서, 이하에서는 대역확산 무선 패킷 네트워크로서 대역확산 ALOHA 네트워크를 예로 설명하기로 한다.Therefore, hereinafter, a spread spectrum ALOHA network will be described as an spread spectrum wireless packet network.

상기한 바와 같이 대역확산 ALOHA 네트워크에는 간단한 프로토콜을 사용함으로써 트래픽의 양에 따라 적절하게 대처하지 못하기 때문에 사용자가 많은 경우에는 과부하로 인해 네트워크의 안정적인 운용이 불가능하게 되는 단점이 있다.As described above, the spread spectrum ALOHA network does not properly cope with the amount of traffic by using a simple protocol. Therefore, when there are many users, there is a disadvantage that stable operation of the network is impossible due to overload.

상기와 같은 대역확산 ALOHA의 특성을 이용하여 간단한 프로토콜을 이용하여 과부하 현상을 억제하기 위한 방안으로 제시되고 있는 방법은 채널부하 감지 프로토콜이다. 즉, 기지국에서는 채널에 전송되고 있는 패킷의 수(채널 부하)를 감지하여 모든 단말에게 전송하고, 패킷을 전송하고자 하는 단말은 패킷을 전송하기 전에 채널 부하에 따른 기지국으로부터 전송되는 신호에 따라 패킷을 전송할 지를 결정하게 된다.A method for suppressing an overload phenomenon using a simple protocol using the characteristics of the spread spectrum ALOHA is a channel load detection protocol. That is, the base station detects the number of packets being transmitted on the channel (channel load) and transmits them to all the terminals, and the terminal to transmit the packet transmits the packets according to the signal transmitted from the base station according to the channel load before transmitting the packets. Decide if you want to transfer.

이하에서는 종래 기술에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널 부하 감지 프로토콜에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a channel load sensing protocol in a spread spectrum wireless packet network according to the prior art will be described.

이하, 종래 기술에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜의 구성과 동작을 도 1 ∼ 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of a channel load detection protocol in a spread spectrum wireless packet network according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

종래 기술에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법은 단말에서 임의의 시각에 패킷이 발생되면, 다음 시간 슬롯까지 전송할 준비를 수행하는 패킷 발생 단계와, 패킷 발생 단계에서 패킷이 발생된 단말이 경계 시간(guard time)에 기지국으로부터 전송되는 채널 부하에 대한 정보를 수신하여 패킷 전송 여부를 결정하는 전송 허용 확인 단계와, 전송 허용 확인 단계에서 패킷 전송이 허용되면, 전송할 패킷을 패킷 시간(packet time) 시작과 동시에 전송하는 패킷 전송 단계와, 패킷 전송 단계에서 전송된 패킷을 기지국에서 수신하고, 동시에 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하는 패킷 수신 단계와, 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수와 미리 설정된 문턱값(threshold)과의 비교를 통해 패킷 허용 여부와 계속적인 패킷 전송 허용 여부를 결정하여 모든 이동국에 전송하는 전송 결정 단계로 구성된다.In the spread spectrum wireless packet network according to the prior art, the load control method using the channel load detection is a packet generation step of preparing to transmit to the next time slot when the packet is generated at any time in the terminal, and the packet is generated in the packet generation step When the generated terminal receives the information on the channel load transmitted from the base station at the guard time (guard time) to determine whether to transmit the packet, and if the packet transmission is allowed in the transmission permission confirmation step, the packet to be transmitted The packet transmission step of transmitting at the same time as the start of packet time, the packet reception step of receiving the packet transmitted in the packet transmission step, detecting the number of packets being transmitted at the same time, and the packet detected at the packet reception step By comparing the number of times and the preset threshold, whether the packet is allowed or not A transmission decision step of determining whether to allow transmission and transmitting it to all mobile stations.

이하에서는 상기와 같이 구성된 종래의 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the load control method using channel load detection in the conventional spread spectrum wireless packet network configured as described above will be described.

우선, 도 2에서는 단말의 상태를 나타내고 있는데, 각 단말은 전송할 패킷이 없는 비활성 상태(idle state; 10)와, 패킷을 전송중에 있는 전송 상태(transmission state; 20)와, 전송할 패킷은 있지만 패킷 전송을 허용받지 못해 다음 시간 슬롯까지 기다리고 있거나 혹은 재전송을 허용받지 못한 백로그 상태(backlogged state; 30)로 이루어진다. 그리고, 단말의 상태 변화는 도 1에 도시된 바와 같이 패킷 시간의 시작 시점에서 이루어진다.First, FIG. 2 shows a state of a terminal, where each terminal has an idle state 10 without a packet to transmit, a transmission state 20 that is transmitting a packet, and a packet with a packet to transmit. Is not allowed and is waiting for the next time slot or is not allowed to be retransmitted backlogged state (30). And, the state change of the terminal is made at the start of the packet time, as shown in FIG.

종래의 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법에 따르면, 우선 패킷 발생 단계에서 각 단말에서 전송할 패킷이 임의의 시각에 발생하게 되고, 슬롯된 네트워크이기 때문에 다음 패킷 시간까지 전송을 준비하며 기다리게 된다. 만약 이미 패킷을 전송하고 있는 단말의 경우에는 전송중인 패킷 전송을 완료할 때까지 단말에 저장된다. 이어서, 전송 허용 확인 단계에서는 전송할 패킷이 있는 단말이 경계 시간에 기지국으로부터 전송되는 전송허용 여부를 수신하여, 패킷을 전송할 지를 결정하게 된다. 이때, 기지국으로부터 전송되는 전송되는 신호는 전송 허용과 전송 불가 중 하나이기 때문에 안정적으로 수신할 수 있다. 단말에서 전송 허용의 신호를 수신하게 되면, 이어지는 패킷 시간의 시작과 동시에 패킷을 전송하고, 단말에서 전송 불가의 신호를 수신하게 되면, 다음의 경계 시간에 기지국으로부터 전송되는 신호를 기다리게 된다.According to the conventional load control method using channel load detection in a spread spectrum wireless packet network, first, a packet to be transmitted from each terminal is generated at an arbitrary time in a packet generation step, and is ready for transmission until the next packet time because it is a slotted network. Will wait. If the terminal is already transmitting the packet is stored in the terminal until the transmission of the packet in the transmission is completed. Subsequently, in the transmission permission confirmation step, the terminal having the packet to transmit receives whether to allow transmission from the base station at the boundary time and determines whether to transmit the packet. In this case, the transmitted signal transmitted from the base station can be stably received because it is one of the transmission permission and the transmission impossibility. When the terminal receives the transmission permission signal, the packet is transmitted at the beginning of the subsequent packet time, and when the terminal receives the non-transmission signal, the terminal waits for a signal transmitted from the base station at the next boundary time.

상기와 같은 과정을 통해 전송이 허용되면, 단말에서는 패킷 전송 단계에서 기지국으로 패킷을 전송한다. 이 때 전송할 패킷은 단말에 할당되어 있어서 타 단말과 구분되는 의사잡음부호를 통해 대역확산되고, 기지국에서 동일한 전력으로 수신되게 전력제어된 전력으로 전송된다. 그리고, 패킷 수신 단계에서는 패킷 전송 단계에서 전송된 패킷을 수신하고, 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하게 된다. 이 때 패킷의 수를 감지하는 방법은 간섭 신호 레벨에 방법과 패킷을 수신하고 있는 채널카드의 수를 이용하는 방법, 그리고 평균 오류 확률을 이용하는 방법 등이 있다.If transmission is allowed through the above process, the terminal transmits the packet to the base station in the packet transmission step. At this time, the packet to be transmitted is spread to the terminal through a pseudo noise code that is allocated to the other terminal, and is transmitted with power controlled to be received at the same power at the base station. In the packet receiving step, the packet transmitted in the packet transmitting step is received, and the number of packets being transmitted is sensed. At this time, a method of detecting the number of packets includes a method for the interference signal level, a method using the number of channel cards receiving the packet, and a method using an average error probability.

이어서, 전송 허용 단계에서는 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수를 미리 설정되어 있는 문턱값과 비교하여 경계 시간에 전송 허용 여부에 대한 신호를 모든 단말에 전송하게 된다. 이때, 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수가 채널부하 감지 프로토콜을 위한 문턱값(Th1) 미만 경우에는 전송 허용을 모든 단말에 전송하고, 문턱값(Th1) 이상인 경우에는 전송 불가를 전송한다. 또한, 패킷 전송을 완료한 단말에게는 전송된 패킷에 오류가 발생되었는지를 확인하여 패킷 성공이나 재전송 명령 신호를 해당 단말에 개별적으로 전송하게 된다.Subsequently, in the transmission allowance step, the number of packets detected in the packet reception step is compared with a preset threshold value to transmit a signal to all terminals whether the transmission is allowed at the boundary time. At this time, if the number of packets detected in the packet reception step is less than the threshold value Th1 for the channel load detection protocol, the transmission permission is transmitted to all terminals, and if the packet number is greater than or equal to the threshold value Th1, transmission is impossible. In addition, the terminal that has completed the packet transmission checks whether an error has occurred in the transmitted packet, and individually transmits a packet success or retransmission command signal to the terminal.

상기와 같은 과정을 통해 이루어지는 단말의 상태 변화를 요약하면 다음과 같다.The state change of the terminal made through the above process is summarized as follows.

도 2에 도시된 바와 같이, 비활성 상태(10)에 있는 단말은 패킷이 발생되지 않으면 , 계속해서 비활성 상태(10)에 머물게 되고, 패킷이 발생되고 패킷 전송을 허용받으면 전송 상태(20)로 옮겨가는 반면, 패킷이 발생되었지만 패킷 전송을 허용받지 못하면 백로그 상태(30)로 천이하게 된다.As shown in FIG. 2, if the terminal in the inactive state 10 does not generate a packet And continue to remain in the inactive state (10), and if the packet is generated and allowed to transmit the packet is moved to the transfer state (20), while if the packet is generated but not allowed to transmit the packet to transition to the backlog state (30) do.

이어서, 전송 상태(20)의 단말은 패킷 전송이 완료되지 않은 경우에는 계속 전송상태에 머물게 되는 반면, 패킷 전송이 완료되고 기지국으로부터 패킷 성공 신호를 수신받고 전송할 패킷이 단말에 남아 있지 않은 경우에 비활성 상태(10)로 옮겨가며, 패킷 전송은 완료되었지만, 기지국으로부터 패킷 전송 실패 신호를 수신받거나, 혹은 패킷 성공 신호를 수신받더라도 전송할 패킷이 단말에 남아있는 경우에는 백로그 상태(30)로 천이한다.Subsequently, the terminal in the transmission state 20 remains in the transmission state when the packet transmission is not completed, while the terminal is inactive when the packet transmission is completed and receives a packet success signal from the base station and no packet remains in the terminal. Moving to state 10, when the packet transmission is completed, but receives a packet transmission failure signal from the base station, or if the packet to be transmitted remains in the terminal even if the packet success signal is received, the transition to the backlog state 30.

그리고, 백로그 상태(30)의 단말은 재전송을 허용받지 못한 경우나 , 혹은 전송 불가 신호를 기지국으로부터 수신한 경우에는 백로그 상태(30)에 머물게 되는 반면, 재전송을 허용받고 기지국으로부터 패킷 전송을 허용받으면 전송 상태(20)로 천이하게 된다.And, if the terminal of the backlog state 30 is not allowed to be retransmitted Or, if receiving a non-transmission signal from the base station stays in the backlog state 30, while the retransmission is allowed and the packet transmission from the base station is allowed to transition to the transmission state (20).

도 3에서는 상기와 같은 과정들을 통해 이루어지는 패킷 전송 상태의 실례를 도시하고 있다. 도 3에서는 수용 용량이 5이고, 문턱값이 3이며, 패킷의 길이가 슬롯의 길이의 4배가 되는 대역확산 ALOHA 네트워크에서 기지국에 수신되는 패킷의 수와 각 슬롯에서 기지국으로부터 단말에 전송되는 신호를 나타내고 있는데, 'D'는 전송 불가를, 'E'는 전송 허용 신호를 의미한다. 즉, 채널부하 감지 프로토콜에서는 이전 슬롯에 전송되는 패킷의 수를 감지하여 제 1 문턱값(Th1) 미만인 경우에는 다음 슬롯에 패킷이 전송되어도 수용 용량의 범위내에 있기 때문에 패킷에 오류가 발생되지 않는 반면, 제 1 문턱값(Th1) 이상일 경우에는 다음 슬롯에 패킷 전송을 허용하면 동시에 전송되는 패킷의 수가 수용 용량을 초과하게 되기 때문에 미리 이를 억제함으로써 이전부터 전송중인 패킷을 안정적으로 수신하게 한다.3 illustrates an example of a packet transmission state through the above processes. In Figure 3, the capacity is 5, the threshold is 3, the number of packets received at the base station in a spread spectrum ALOHA network in which the length of the packet is four times the length of the slot and the signal transmitted from the base station to the terminal in each slot 'D' means no transmission and 'E' means transmission permission signal. That is, in the channel load detection protocol, if the number of packets transmitted to the previous slot is detected and less than the first threshold Th1, no error occurs in the packet because the packet is transmitted within the next slot even if the packet is transmitted to the next slot. In the case where the first threshold value Th1 is equal to or greater than 1, the packet is transmitted to the next slot, so that the number of packets simultaneously transmitted exceeds the capacity, thereby stably receiving the previously transmitted packet.

그러나, 이와 같은 종래의 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜은 이전 슬롯에서 동시에 전송된 패킷의 수가 수용 용량을 초과한 경우에 새롭게 전송을 시작하는 패킷은 없지만, 이전 슬롯에서 패킷의 일정부분에 오류가 발생된 패킷을 다음 슬롯을 거쳐 패킷 전송이 완료될 때까지 계속 전송함으로써, 타 패킷의 전송을 방해할 뿐만 아니라, 새롭게 패킷 전송을 시도해야 할 시점이 지연됨으로써 일정 트래픽 부하 이상에서는 처리 시간(processign time)이 급격하게 증가하여 네트워크에 과부하 현상이 나타나는 문제점이 있다.However, in the conventional spread spectrum wireless packet network, the channel load detection protocol does not start a new transmission when the number of packets simultaneously transmitted in the previous slot exceeds the capacity, but a portion of the packet in the previous slot does not start. By continuously sending an errored packet through the next slot until the packet transmission is completed, it not only prevents the transmission of other packets but also delays the time when a new packet transmission should be attempted. There is a problem in that an overload phenomenon occurs in a network due to a rapid increase in processign time.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,슬롯된 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 시간 슬롯을 패킷 길이보다 작게 설정하여 하나의 패킷이 복수개의 시간 슬롯에 걸쳐 전송하게 하고, 기지국에서는 감지한 이전 슬롯의 채널 부하를 이용하여 패킷 전송 허용 여부와 패킷 전송의 억제 여부를 결정하여 모든 단말에 전송함으로써, 네트워크 효율이 감소하게 되는 트래픽 부하를 증대시킴으로써 더욱 많은 트래픽에서도 안정적으로 운용될 수 있게 하며, 불필요한 패킷 전송으로 인해 야기되는 시간 지연을 최소화함으로써 처리 시간의 성능에서 우수한 특성을 확보할 수 있게 하는 대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem, in a slotted spread spectrum wireless packet network to set a time slot smaller than the packet length to allow one packet to be transmitted over a plurality of time slots, the base station By using the detected channel load of the previous slot to determine whether to allow packet transmission and whether to suppress the packet transmission to all terminals, by increasing the traffic load that reduces network efficiency, it can be operated stably in more traffic. In addition, the present invention provides a load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal, which minimizes time delay caused by unnecessary packet transmission, thereby ensuring excellent characteristics in performance of processing time. .

도 1은 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 기지국과 단말간의 시간 슬롯 흐름도,1 is a flowchart of a time slot between a base station and a terminal in a spread spectrum wireless packet network;

도 2는 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 종래 기술에 의한 채널부하 감지 프로토콜의 단말 상태 천이도,2 is a terminal state transition diagram of a channel load detection protocol according to the prior art in a spread spectrum wireless packet network;

도 3은 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 종래 기술에 의한 채널부하 감지 방법을 고려한 패킷 전송 및 채널 상태 신호들의 일례,3 is an example of packet transmission and channel state signals considering a channel load detection method according to the prior art in a spread spectrum wireless packet network,

도 4는 본 발명에 따른 대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법에서 단말들의 상태 천이도,4 is a state transition diagram of terminals in a load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법을 고려한 패킷 전송 및 채널 상태 신호들의 일례,5 is an example of packet transmission and channel state signals considering a load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal according to the present invention;

도 6은 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 종래의 기술과 본 발명에 의한 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법의 네트워크 효율 성능의 비교도,6 is a comparison diagram of network efficiency performance of a load control method using channel load detection according to the prior art and the present invention in a spread spectrum wireless packet network;

도 7은 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 종래의 기술과 본 발명에 의한 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법의 평균 처리 시간 성능의 비교도이다.7 is a comparison of average processing time performance of a load control method using channel load detection according to the prior art and the present invention in a spread spectrum wireless packet network.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

110: 비활성 상태 111: 비활성-비활성 천이110: inactive state 111: inactive-inactive transition

112: 비활성-전송 천이 113: 비활성-백로그 천이112: inactive-transfer transition 113: inactive-backlog transition

120: 전송 상태 121: 전송-전송 천이120: transfer status 121: transfer-transfer transition

122: 전송-비활성 천이 123: 전송-백로그 천이122: transfer-inactive transition 123: transfer-backlog transition

130: 백로그 상태 131: 백로그-백로그 천이130: backlog state 131: backlog-backlog transition

132: 백로그-전송 천이132: backlog-transfer transition

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법은 기지국에서 현재의 시간 슬롯에 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하여 이후 슬롯의 패킷 전송 허용 여부만을 모든 단말에 전송하던 종래와 달리, 패킷의 수를 감지하여 이후 슬롯의 패킷 전송 허용 여부 뿐만 아니라, 연속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 모든 단말에 전송함으로써, 네트워크 효율이 감소하게 되는 트래픽 부하를 증대시킴으로써 더욱 많은 트래픽에서도 안정적으로 운용될 수 있게 하며, 불필요한 패킷 전송으로 인해 야기되는 시간 지연을 최소화하는 것을 특징으로 한다.In the wireless packet network using a spread spectrum signal according to the present invention for achieving the above object, the load control method using the channel load detection in the base station detects the number of packets being transmitted in the current time slot, the packet of the subsequent slot Unlike the conventional method of transmitting only whether to allow transmission to all terminals, the network efficiency is reduced by detecting the number of packets and determining whether to allow the transmission of packets in subsequent slots, and determining whether to continuously transmit packets to all terminals. By increasing the load, it is possible to operate stably in more traffic, and it is characterized by minimizing time delay caused by unnecessary packet transmission.

이하, 본 발명에 따른 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜과 그 동작을 도 4 ∼ 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a channel load detection protocol and its operation in a spread spectrum wireless packet network according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5.

본 발명에 따른 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법은 단말에서 임의의 시각에 패킷이 발생되면, 다음 시간 슬롯까지 전송할 준비를 수행하는 패킷 발생 단계와, 패킷 발생 단계에서 패킷이 발생된 단말이 경계 시간(guard time)에 기지국으로부터 전송되는 채널 상태 신호에 따라 패킷 전송 여부와 계속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 현재 시간 슬롯의 상태를 결정하는 상태 천이 단계와, 전송 허용 확인 단계에서 패킷 전송이 허용되면, 전송할 패킷을 패킷 시간 시작과 동시에 전송하는 패킷 전송 단계와, 패킷 전송 단계에서 전송된 패킷을 기지국에서 수신하고, 동시에 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하는 패킷 수신 단계와, 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수와 미리 설정된 문턱값과의 비교를 통해 패킷 허용 여부를 결정하고, 수용 용량과의 비교를 통해 계속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 모든 이동국에 전송하는 전송 결정 단계로 구성된다.In the spread spectrum wireless packet network according to the present invention, in the load control method using channel load detection, when a packet is generated at a certain time in a terminal, a packet generation step of preparing to transmit to a next time slot and a packet generation step in a packet generation step are performed. In the state transition step of determining the state of the current time slot by determining whether the packet transmission and continuous packet transmission according to the channel status signal transmitted from the base station at the guard time (guard time), and in the transmission permission confirmation step If packet transmission is allowed, a packet transmission step of transmitting a packet to be transmitted at the same time as the start of the packet time, a packet reception step of receiving a packet transmitted at the packet transmission step and sensing the number of packets being transmitted at the same time, and a packet Allow packets by comparing the number of packets detected at the reception stage with a preset threshold And a transmission decision step of determining whether to continuously transmit the packet through comparison with the capacity and transmitting it to all mobile stations.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of a load control method using channel load detection in a spread spectrum wireless packet network according to the present invention configured as described above will be described.

우선, 도 4에서는 본 발명에 따른 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법에 의한 단말의 상태를 나타내고 있는데, 각 단말은 전송할 패킷이 없는 비활성 상태(110)와, 패킷을 전송중에 있는 전송 상태(120)와, 전송할 패킷은 있지만 패킷 전송을 허용받지 못해 다음 시간 슬롯까지 기다리고 있거나 혹은 재전송을 허용받지 못한 백로그 상태(130)로 이루어진다. 그리고, 단말의 상태 변화는 도 1에 도시된 바와 같이 패킷 시간의 시작 시점에서 이루어진다.First, FIG. 4 shows a state of a terminal by a load control method using channel load detection in a spread spectrum wireless packet network according to the present invention. Each terminal has an inactive state 110 without a packet to transmit and a packet is being transmitted. And a backlog state 130 where there is a packet to transmit but not allowed to send the packet, waiting until the next time slot or not being allowed to retransmit. And, the state change of the terminal is made at the start of the packet time, as shown in FIG.

본 발명에 따른 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜에 따르면, 우선 패킷 발생 단계에서 각 단말에서 전송할 패킷이 임의의 시각에 발생하게 되고, 슬롯된 네트워크이기 때문에 다음 패킷 시간까지 전송을 준비하며 기다리게 된다. 만약 이미 패킷을 전송하고 있는 단말의 경우에는 전송중인 패킷 전송을 완료할 때까지 단말에 저장된다.According to the channel load detection protocol in the spread spectrum wireless packet network according to the present invention, first, packets to be transmitted from each terminal are generated at random times in the packet generation step, and are ready to transmit until the next packet time because the slotted network. do. If the terminal is already transmitting the packet is stored in the terminal until the transmission of the packet in the transmission is completed.

이어서, 상태 천이 단계에서는 전송할 패킷이 있는 단말이 경계 시간에 기지국으로부터 전송되는 채널 상태 신호에 따라 패킷 전송 여부와 계속적인 패킷 전송 여부를 수신하여, 패킷을 전송하지 않는 단말을 패킷을 전송할 지를 결정하게 되고, 패킷을 전송하고 있는 단말은 패킷을 계속적으로 전송할 지를 결정하게 된다. 이때, 기지국으로부터 전송되는 전송되는 채널 상태 신호는 전송 허용, 전송 불가, 그리고 패킷 전송 실패의 3가지 중 하나이기 때문에 종래에 비해 증대되는 기능 추가가 적기 때문에 별도의 부담이 없다. 단말에서 전송 허용의 신호를 수신하게 되면, 이어지는 패킷 시간의 시작과 동시에 패킷을 전송하고, 단말에서 전송 불가의 신호를 수신하게 되면, 다음의 경계 시간에 기지국으로부터 전송되는 신호를 기다리게 된다.Subsequently, in the state transition step, the terminal having the packet to receive receives whether or not to transmit the packet according to the channel state signal transmitted from the base station at the boundary time to determine whether to transmit the packet to the terminal that does not transmit the packet. The terminal transmitting the packet decides whether to continuously transmit the packet. At this time, since the channel state signal transmitted from the base station is one of three types of transmission allowance, transmission impossibility, and packet transmission failure, there is no additional burden because there is less added function than in the related art. When the terminal receives the transmission permission signal, the packet is transmitted at the beginning of the subsequent packet time, and when the terminal receives the non-transmission signal, the terminal waits for a signal transmitted from the base station at the next boundary time.

반면, 단말에서 패킷 전송 실패를 수신하는 경우에는, 패킷을 전송하지 않던 단말은 다음 슬롯에서 패킷 전송을 시도하게 되고, 패킷을 전송하던 단말은 전송중인 패킷을 처음부터 재전송을 시도하게 된다. 이와 같은 이유는 단말에서 패킷 전송 실패를 수신하는 경우에는 이전 슬롯에 전송되던 패킷이 계속적으로 현재 슬롯까지 전송되는 패킷이 없기 때문에 이전 슬롯에서 감지한 패킷의 수가 '0'인 경우와 동일한 조건이 되어 패킷을 전송하지 않던 단말에게는 전송 허용 신호를 수신한 경우와 동일하며, 패킷을 전송하던 단말의 경우에도 이전 슬롯에서 감지한 패킷의 수가 '0'인 경우와 동일한 채널 상황에서 이전에 전송 중이던 패킷의 전송된 양에 상관없이 패킷의 처음부터 새롭게 전송을 시도하게 되기 때문이다.On the other hand, when the terminal receives a packet transmission failure, the terminal which did not transmit the packet attempts to transmit the packet in the next slot, and the terminal that transmits the packet attempts to retransmit the packet being transmitted from the beginning. The reason for this is that when the UE receives a packet transmission failure, the same conditions as in the case where the number of packets detected in the previous slot is '0' because no packets continuously transmitted to the current slot are transmitted to the current slot. This is the same as when a transmission permission signal is received to a terminal that has not transmitted a packet. In the case of a terminal transmitting a packet, a packet previously transmitted in the same channel condition as when the number of packets detected in a previous slot is '0' is the same. This is because a new transmission is attempted from the beginning of the packet regardless of the amount of transmission.

상기와 같은 과정을 통해 전송이 허용되면, 단말에서는 패킷 전송 단계에서 기지국으로 패킷을 전송한다. 이 때 전송할 패킷은 단말에 할당되어 있어서 타 단말과 구분되는 의사잡음부호를 통해 대역확산되고, 기지국에서 동일한 전력으로 수신되게 전력제어된 전력으로 전송된다. 그리고, 패킷 수신 단계에서는 패킷 전송 단계에서 전송된 패킷을 수신하고, 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하게 된다. 이 때 패킷의 수를 감지하는 방법은 간섭 신호 레벨에 방법과 패킷을 수신하고 있는 채널카드의 수를 이용하는 방법, 그리고 평균 오류 확률을 이용하는 방법 등이 있다.If transmission is allowed through the above process, the terminal transmits the packet to the base station in the packet transmission step. At this time, the packet to be transmitted is spread to the terminal through a pseudo noise code that is allocated to the other terminal, and is transmitted with power controlled to be received at the same power at the base station. In the packet receiving step, the packet transmitted in the packet transmitting step is received, and the number of packets being transmitted is sensed. At this time, a method of detecting the number of packets includes a method for the interference signal level, a method using the number of channel cards receiving the packet, and a method using an average error probability.

이어서, 전송 허용 단계에서는 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수를 미리 설정되어 있는 문턱값과 비교하여 전송 허용 여부를 결정하고, 수용용량과의 비교를 통해 계속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 경계 시간에 이에 대한 신호를 모든 단말에 전송하게 된다. 이때, 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수가 채널부하 감지 프로토콜을 위한 문턱값(Th) 미만 경우에는 전송 허용을 모든 단말에 전송하고, 문턱값(Th) 이상이면서 수용용량 이하인 경우에는 전송 불가의 신호를 전송하고, 수용용량을 초과할 경우에는 패킷 전송 실패 신호를 전송한다. 따라서, 패킷 전송을 완료한 단말에게 패킷에 오류가 발생되었는지를 확인하여 패킷 성공이나 재전송 명령 신호를 해당 단말에 개별적으로 전송할 필요가 없게 된다.Subsequently, in the transmission allowance step, the number of packets detected in the packet reception step is compared with a preset threshold value to determine whether to allow transmission, and whether to continuously transmit the packet is determined by comparing with the capacity. This signal is transmitted to all terminals. At this time, if the number of packets detected in the packet receiving step is less than the threshold value (Th) for the channel load detection protocol, the transmission permission is transmitted to all the terminals, and if the threshold value (Th) or more and less than the capacity, the transmission impossible signal If the capacity exceeds the capacity, a packet transmission failure signal is transmitted. Therefore, it is not necessary to individually transmit a packet success or retransmission command signal to the corresponding terminal by checking whether an error has occurred in the packet to the terminal which has completed the packet transmission.

도 5에서는 상기와 같은 과정들을 통해 이루어지는 패킷 전송 상태를 예로 도시하고 있다. 도 5에서는 수용 용량이 5이고, 문턱값이 3이며, 패킷의 길이가 슬롯의 길이의 4배가 되는 대역확산 ALOHA 네트워크에서 기지국에 수신되는 패킷의 수와 각 슬롯에서 기지국으로부터 단말에 전송되는 신호를 나타내고 있는데, 'D'는 전송 불가를, 'E'는 전송 허용 신호를, 그리고 'NAK'는 패킷 전송 실패를 나타낸다. 여기에서, 패킷 전송 성공의 신호를 별도로 전송하지 않는데, 이는 전송 불가와 전송 허용 신호가 전송되면 패킷 성공을 의미하기 때문이다.5 illustrates an example of a packet transmission state through the above processes. In FIG. 5, the capacity is 5, the threshold is 3, and the number of packets received at the base station in a spread spectrum ALOHA network in which the length of the packet is four times the length of the slot, and the signals transmitted from the base station to the terminal in each slot. 'D' indicates no transmission, 'E' indicates a transmission allowed signal, and 'NAK' indicates a packet transmission failure. In this case, a signal of a packet transmission success is not transmitted separately, because a transmission impossible signal and a transmission permission signal mean packet success.

도 3과 도 5에 의해, 종래의 기술과 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜의 패킷 전송 및 기지국에서 전송되는 신호를 비교할 수 있다. 우선, 종래의 기술과 본 발명에 의한 기술은 채널 부하가 수용 용량을 초과하기 전까지는 ― 6번째 슬롯까지 ― 동일한 동작을 수행하게 된다. 하지만, 채널 부하가 수용 용량을 초과하면, 종래의 기술에서는 전송 불가 신호를 기지국에서 모든 단말로 전송하는 데 비해, 본 발명에 의한 기술에서는 패킷 전송 실패 신호를 모든 단말로 전송하여 전송중인 패킷이 1/4만 전송한 채 전송을 멈추고, 새롭게 시작하게 된다. 따라서, 종래의 기술에서는 채널(6번째 슬롯 ∼ 9번째 슬롯) 을 불필요하게 사용하는데 반해, 본 발명에 의한 기술에서는 종래의 불필요한 채널 사용을 없앨 수 있게 된다.3 and 5, the packet transmission of the channel load detection protocol and the signal transmitted from the base station in the spread spectrum wireless packet network according to the prior art and the present invention can be compared. First, the prior art and the technique according to the present invention perform the same operation-up to the sixth slot-until the channel load exceeds the capacity. However, when the channel load exceeds the capacity, the conventional technique transmits a non-transmission signal from the base station to all terminals. In the technique according to the present invention, a packet transmission failure signal is transmitted to all terminals to transmit 1 packet. The transmission stops and transmits a new / 4. Therefore, while the conventional technique uses channels (sixth to ninth slots) unnecessarily, the technique according to the present invention can eliminate unnecessary use of conventional channels.

상기와 같은 과정을 통해 이루어지는 단말의 상태 변화는 도 4에 도시된 바와 같이 다음과 같이 요약할 수 있다.The state change of the terminal through the above process can be summarized as follows, as shown in FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 비활성 상태(110)에 있는 단말은 패킷이 발생되지 않으면 , 비활성 상태(110)에 머물게 되고, 패킷이 발생되고 전송 허용 신호(E) 또는 패킷 전송 실패(NAK) 신호를 수신하게 되면 전송 상태(120)로 옮기게 되며, 패킷이 발생되었지만 전송 불가 신호를 수신하게 되면, 백로그 상태(130)로 천이하게 된다.As shown in FIG. 4, if the terminal in the inactive state 110 does not generate a packet When the packet is generated and receives a transmission allowance signal (E) or a packet transmission failure (NAK) signal, the packet is moved to the transmission state 120 when the packet is generated and receives a transmission but no transmission signal. If so, the transition to the backlog state 130.

이어서, 전송 상태(120)의 단말은 패킷 전송이 완료되지 않고, 전송 허용 신호 혹은 전송 불가 신호를 수신한 경우에는 전송 상태(120)에 머물게 되는 반면, 패킷 전송이 완료되고 기지국으로부터 전송 허용 신호 혹은 전송 불가 신호를 수신받고 전송할 패킷이 단말에 남아 있지 않은 경우에 비활성 상태(110)로 옮겨가며, 기지국으로부터 패킷 전송 실패 신호를 수신받거나 혹은 패킷 전송을 완료하고 패킷 전송은 완료되었지만, 기지국으로부터 패킷 전송 실패 신호를 수신받거나, 혹은 전송 허용 신호 혹은 전송 불가 신호를 수신받고 전송할 패킷이 단말에 남아있는 경우에는 백로그 상태(130)로 천이한다.Subsequently, the terminal in the transmission state 120 does not complete the packet transmission and, when receiving the transmission permission signal or the transmission impossible signal, stays in the transmission state 120, while the packet transmission is completed and the transmission permission signal from the base station is received. When receiving a transmission impossible signal and there is no packet to be transmitted to the terminal, the mobile station moves to the inactive state 110 and receives a packet transmission failure signal from the base station or completes the packet transmission and completes the packet transmission, but transmits the packet from the base station. When receiving a failure signal, or receiving a transmission permission signal or a transmission impossible signal and a packet to be transmitted remains in the terminal, it transitions to the backlog state 130.

그리고, 백로그 상태(130)의 단말은 재전송을 허용받지 못한 경우나 , 혹은 전송 불가 신호를 기지국으로부터 수신한 경우에는 백로그 상태(130)에 머물게 되는 반면, 재전송을 허용받고 패킷 전송 실패 신호나 혹은 전송 허용 신호를 수신하게 되면 전송 상태(120)로 천이하게 된다.And, if the terminal of the backlog state 130 is not allowed to be retransmitted Or, if receiving a non-transmission signal from the base station stays in the backlog state 130, while being allowed to retransmit When the packet transmission failure signal or the transmission permission signal is received, the state transitions to the transmission state 120.

도 6과 도 7에서는 종래의 기술과 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜의 네트워크 효율과 평균 처리 시간의 성능을 예를 들어 도시하고 있다. 즉, 수용용량이 10이고, 문턱값(Th)가 3인 대역확산 ALOHA 네트워크에서 패킷 길이 대 슬롯 길이의 비와 트래픽 부하에 대해 성능을 비교하고 있다.6 and 7 illustrate the performance of the network efficiency and the average processing time of the channel load detection protocol in the spread spectrum wireless packet network according to the prior art and the present invention. In other words, performance is compared with respect to the packet load-to-slot length ratio and the traffic load in a spread spectrum ALOHA network having a capacity of 10 and a threshold value Th.

우선, 네트워크 효율의 성능 면에서, 도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜은 최고의 네트워크 효율을 확보하는 트래픽 부하까지는 종래와 유사한 성능을 나타내지만, 이 이상의 트래픽 부하에서는 종래에 비해 더욱 우수한 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 7에 따르면, 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜의 평균 처리 시간도 종래에 비해 우수한 성능을 나타낸다. 특히, 종래 기술에서는 동일한 네트워크 효율에서 동일한 평균 처리 시간이 야기되는 바와 달리, 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜의 평균 처리 시간은 종래와 동일한 네트워크 효율을 야기하는 트래픽 부하에서 더욱 우수한 평균 처리 시간 성능을 확보할 수 있다. 이는 전송중이라도 패킷의 전송을 멈추게 하기 때문에, 전송에 실패한 패킷이 채널을 차지하는 비율이 감소하게 되고, 재전송을 시도하는 시점이 종래에 비해 앞서기 때문이다.First, in terms of performance of network efficiency, as shown in FIG. 6, in the spread spectrum wireless packet network according to the present invention, the channel load detection protocol shows similar performance to the conventional traffic load to secure the best network efficiency, but more than this. In traffic load, it can be seen that better performance can be obtained than in the prior art. In addition, according to Figure 7, the average processing time of the channel load detection protocol in the spread spectrum wireless packet network according to the present invention also shows superior performance compared to the prior art. In particular, in the prior art, while the same average processing time is caused at the same network efficiency, the average processing time of the channel load detection protocol in the spread spectrum wireless packet network according to the present invention is more at the traffic load causing the same network efficiency as the prior art. Excellent average processing time performance can be obtained. This is because the transmission of the packet is stopped even during transmission, so that the rate at which the packet fails to occupy the channel is reduced, and the point of attempting retransmission is earlier than before.

즉, 본 발명에 의한 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜에서는 복수개의 슬롯에 걸쳐 전송되는 패킷에서 일부분에 오류가 발생하게 되면, 전송을 하지 못한 나머지 부분을 계속 전송해도 이미 오류가 발생된 패킷이기 때문에 재전송이 필요하게 된다. 따라서, 전송중에 있는 패킷이라도 오류가 발생된 패킷은 전송을 멈추게 하여, 불필요한 채널 사용을 억제하고, 재전송을 통해 성공적인 패킷 전송을 완료할 때까지 소요되는 시간을 최소화하여, 특히 트래픽 부하가 많은 상태에서도 안정적인 네트워크 운용을 가능하게 한다.That is, in the channel spread detection protocol according to the present invention, if an error occurs in a portion of a packet transmitted over a plurality of slots in the channel load detection protocol, an error has already occurred even if the remaining portion that has not been transmitted continues to be transmitted. Because of this, retransmission is necessary. Therefore, even if a packet is in transit, the packet that caused the error stops transmission, restrains unnecessary channel use, and minimizes the time required to complete a successful packet transmission through retransmission. Enable stable network operation.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 본 발명에 의한 대역확산 신호를 이용하는 슬롯된 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지 프로토콜에 따르면, 패킷 길이에 비해 시간 슬롯의 길이를 작게 설정하여 이전 슬롯에서 전송중인 패킷의 수를 감지하여 다음 시간 슬롯에 패킷 전송 허용 여부를 결정하고, 전송중인 패킷의 수가 수용용량을 초과한 경우에는 전송이 완료되지 않은 패킷이라도 전송을 멈추게 함으로써 트래픽의 양이 증가하더라도 안정적인 네트워크 효율을 확보할 수 있게 되고, 채널의 불필요한 사용을 줄임으로써 시간 지연 특성을 향상시킴으로써, 무선 패킷 네트워크에서 멀티미디어와 같이 더욱 높은 데이터율을 요구하는 트래픽에 적용할 수 있으며, 또한 더욱 많은 사용자를 수용할 수 있게 될 것이다.According to the channel load detection protocol in the slotted wireless packet network using the spread spectrum signal according to the present invention described above, the length of the time slot is set smaller than the packet length to determine the number of packets being transmitted in the previous slot. Determining whether to allow packet transmission in the next time slot, and if the number of packets being transmitted exceeds the capacity, stops the transmission even if the packet is not completed, thus ensuring stable network efficiency even if the traffic volume increases. By improving the time delay characteristics by reducing unnecessary use of the channel, it will be applicable to traffic requiring higher data rates such as multimedia in wireless packet networks, and will also accommodate more users.

Claims (8)

대역확산 신호를 사용하는 무선 패킷 네트워크에서 채널부하를 통한 접속 방법에 있어서,In a wireless packet network using a spread spectrum signal, the access method through the channel load, 단말에서 임의의 시각에 패킷이 발생되고, 다음 시간 슬롯까지 전송할 준비를 수행하는 패킷 발생 단계와;A packet generation step of generating a packet at an arbitrary time in the terminal and preparing to transmit it to the next time slot; 상기 패킷 발생 단계에서 패킷이 발생된 단말이 경계 시간에 기지국으로부터 전송되는 채널 상태 신호에 따라 패킷 전송 여부와 계속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 현재 시간 슬롯의 상태를 결정하는 상태 천이 단계와;A state transition step of determining, by the terminal generating the packet in the packet generation step, whether the packet is transmitted and whether the packet is continuously transmitted according to the channel state signal transmitted from the base station at the boundary time, and determining the current time slot state; 상기 전송 허용 확인 단계에서 패킷 전송이 허용되면, 전송할 패킷을 패킷 시간 시작과 동시에 전송하는 패킷 전송 단계와;A packet transmission step of transmitting a packet to be transmitted at the same time as the packet time starts if packet transmission is permitted in the transmission permission confirmation step; 상기 패킷 전송 단계에서 전송된 패킷을 기지국에서 수신하고, 동시에 전송되고 있는 패킷의 수를 감지하는 패킷 수신 단계; 및A packet reception step of receiving a packet transmitted in the packet transmission step at a base station and detecting the number of packets being transmitted at the same time; And 상기 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수와 미리 설정된 문턱값과의 비교를 통해 패킷 허용 여부를 결정하고, 수용 용량과의 비교를 통해 계속적인 패킷 전송 여부를 결정하여 모든 이동국에 전송하는 전송 결정 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 대역확산 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.A transmission decision step of determining whether to allow a packet by comparing the number of packets detected in the packet reception step with a preset threshold value, and determining whether to continuously transmit the packet by comparing the capacity with each other and transmitting it to all mobile stations. Load control method using channel load detection in a spread spectrum wireless packet network, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 전송 결정 단계에서는The method of claim 1, wherein the transmission determination step 상기 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수가 미리 설정된 문턱값보다 작을 경우에는 기지국에서 전송 허용 신호를 모든 단말에 전송하고;When the number of packets detected in the packet receiving step is smaller than a preset threshold, the base station transmits a transmission permission signal to all terminals; 상기 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수가 미리 설정된 문턱값 이상이고, 수용 용량 이하일 경우에는 기지국에서 전송 불가 신호를 모든 단말에 전송하고;When the number of packets detected in the packet receiving step is greater than or equal to a preset threshold and less than the capacity, the base station transmits a non-transmission signal to all terminals; 상기 패킷 수신 단계에서 감지한 패킷의 수가 수용 용량을 초과할 경우에는 기지국에서 패킷 전송 실패 신호를 모든 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.When the number of packets detected in the packet receiving step exceeds the capacity, the base station transmits a packet transmission failure signal to all terminals, the load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal . 제 2 항에 있어서, 상기 전송 결정 단계에서 패킷 전송 실패 신호를 수신한 경우,The method of claim 2, wherein when the packet transmission failure signal is received in the transmission determination step, 패킷을 전송 중인 이동국은 패킷 전송을 멈춘 후, 패킷 재전송을 시도하고,After transmitting the packet, the mobile station stops transmitting the packet and attempts to retransmit the packet. 패킷을 전송하지 않고 있던 이동국은 기지국으로부터 전송 허용 신호를 수신한 경우와 동일한 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.A mobile station that has not transmitted a packet performs the same operation as when receiving a transmission permission signal from a base station, wherein the load control method using channel load sensing in a wireless packet network using a spread spectrum signal. 제 2 항에 있어서, 상기 문턱값은 네트워크의 수용용량 이하의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.3. The method of claim 2, wherein the threshold is set to a value less than or equal to a capacity of a network. 제 1 항에 있어서, 상기 상태 천이 단계에서 모든 단말의 상태는The method of claim 1, wherein in the state transition step, the states of all terminals are 전송할 패킷이 없는 비활성 상태와;Inactive with no packets to transmit; 패킷을 전송중에 있는 전송 상태; 및Transmission status while transmitting a packet; And 전송할 패킷은 있지만 패킷 전송을 허용받지 못해 다음 시간 슬롯까지 기다리고 있거나 혹은 재전송을 허용받지 못한 백로그 상태로 이루어지는 것을특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.A method of load control using channel load detection in a wireless packet network using spread spectrum signals having a packet to be transmitted but not being allowed to transmit the packet, and waiting for the next time slot or not to be retransmitted. 제 5 항에 있어서, 상기 비활성 상태에서는The method of claim 5, wherein in the inactive state 단말에 패킷이 발생되지 않으면, 상기 비활성 상태에 머물게 되고;If a packet is not generated in the terminal, it is in the inactive state; 단말에 패킷이 발생되고 전송 허용 신호 또는 패킷전송 실패 신호를 수신하게 되면 상기 전송 상태로 옮기게 되며;When a packet is generated in the terminal and receives a transmission permission signal or a packet transmission failure signal, the terminal moves to the transmission state; 단말에 패킷이 발생되었지만 전송 불가 신호를 수신하게 되면, 상기 백로그 상태로 천이하게 되는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.When a packet is generated in the terminal but receives a transmission impossibility signal, the terminal transitions to the backlog state. The load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal. 제 5 항에 있어서, 상기 전송 상태에서는The method of claim 5, wherein in the transmission state 단말이 패킷 전송이 완료하지 않고, 전송 허용 신호 혹은 전송 불가 신호를 수신한 경우와, 단말이 패킷 전송을 성공적으로 완료한 후, 전송 허용 신호를 통해 버퍼에 남아있는 패킷이나 새롭게 발생된 패킷을 새롭게 패킷 전송을 시도하는 경우와, 단말이 패킷 전송을 완료하였지만 성공적으로 전송하지 못한 후, 전송 허용 신호를 통해 패킷을 재전송을 허락받아 패킷을 전송하게 되는 경우에는 상기 전송 상태에 머물게 되고,When the terminal does not complete the packet transmission and receives the transmission permission signal or the transmission transmission signal, and after the terminal successfully completes the packet transmission, the terminal transmits the packet remaining in the buffer or the newly generated packet through the transmission permission signal. When attempting to transmit a packet, and when the terminal completes the packet transmission but fails to successfully transmit the packet, the terminal is allowed to retransmit the packet through the transmission permission signal and transmits the packet. 단말이 패킷 전송을 완료하고, 기지국으로부터 전송 허용 신호 혹은 전송 불가 신호를 수신받고, 전송할 패킷이 단말에 남아 있지 않은 경우에 상기 비활성 상태로 옮겨가며;The terminal completes packet transmission, receives a transmission permission signal or a transmission impossible signal from the base station, and moves to the inactive state when no packet to transmit remains in the terminal; 단말이 패킷 전송 중이나 패킷 전송 완료시에 기지국으로부터 패킷전송 실패 신호를 수신받거나 혹은 패킷 전송을 완료하고, 패킷 전송 성공 신호를 수신받았지만, 전송할 패킷이 단말에 남아 있는 경우에는 상기 백로그 상태로 천이하게 되는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.When the terminal receives a packet transmission failure signal from the base station during the packet transmission or when the packet transmission is completed or completes the packet transmission and receives the packet transmission success signal, but the packet to be transmitted remains in the terminal, the terminal transitions to the backlog state. A load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal. 제 5 항에 있어서, 상기 백로그 상태에서는The method of claim 5, wherein in the backlog state 단말이 재전송을 허용받지 못한 경우나 혹은 전송 불가 신호를 기지국으로부터 수신한 경우에는 상기 백로그 상태에 머물게 되고,If the terminal is not allowed to retransmission or receives a non-transmission signal from the base station will remain in the backlog state, 단말이 재전송을 허용받고 패킷 전송 실패 신호나 혹은 전송 허용 신호를 기지국으로부터 수신하게 되면 상기 전송 상태로 천이하게 하게 되는 것을 특징으로 하는 대역확산 신호를 사용한 무선 패킷 네트워크에서 채널부하 감지를 이용한 부하 제어 방법.When the terminal is allowed to retransmit and receives a packet transmission failure signal or a transmission permission signal from the base station, the terminal transitions to the transmission state. The load control method using channel load detection in a wireless packet network using a spread spectrum signal .
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