KR100276380B1 - 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기지국에서 단말기로 향하는 공통 채널(Common Channel)을 이용하여 실시간 데이터의 전송이 가능토록 함으로써 실시간 데이터의 전송지연을 줄이도록 한 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 기지국에서 임의의 단말기(K)로 전송할 데이터 패킷이 발생하면 실시간 데이터인지를 확인하여, 데이터 패킷이 비실시간 데이터이면 단말기(K)에 대응하는 큐(k)에 데이터 패킷을 저장하고, 전송할 데이터 패킷이 실시간 데이터이면 단말기(K)에 대응하는 큐(k)의 길이와 설정된 임계값을 비교한다. 이 비교 결과 큐(k)의 길이가 임계값보다 작으면 데이터 패킷을 큐(k)에 저장하고, 큐(k)의 길이가 임계값보다 크면 다수개의 큐중 길이가 가장 짧은 큐(j)를 찾아 데이터 패킷을 저장한 후, 단말기(K)에게 슬롯ID(j)를 전송해주고, 큐(j)에 저장한 데이터 패킷을 공통 채널을 통해 단말기(K)로 전송한 후 이 사실을 단말기(K)에게 알려주게 된다.

Description

통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법

본 발명은 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 데이터 전송시 큐(Queue) 할당 제어에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에 있어서 기지국에서 단말기로 향하는 공통 채널(Common Channel)을 이용하여 실시간 데이터의 전송이 가능토록 함으로써 실시간 데이터의 전송지연을 줄이도록 한 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법에 관한 것이다.

여기서, 공통 채널이란 여러 사용자들이 함께 이용할 수 있는 채널을 말하며, 이러한 공통 채널에는 페이징 채널, 액세스 채널이 있다.

일반적으로, 통신 시스템중 이동통신 시스템에 있어서 음성 및 단문 서비스 데이터는 통화 채널을 통해서만 이루어지며, 그 이외의 채널은 제어신호나 관리 데이터를 전송하기 위한 채널로 사용되어진다.

특히, 음성 데이터와 같은 실시간 데이터는 데이터 량이 많기 때문에 대역폭이 적은 공통 채널로 이를 수용하기에는 역부족이다.

여기서 실시간 데이터란 목표 지점까지 전송되는 데 걸리는 시간이 일정 값 이내에 전송되어야만 의미가 있는 데이터를 말한다. 특히 일정 시간을 초과해서 전송되는 데이터는 손실된 것으로 간주된다. 실시간 데이터의 대표적인 예가 음성과 화상 데이터인데, 음성의 경우 다른 사람과 통화를 하는데 있어서 데이터의 도착 시간이 비교적 일정하지 않으면(극히 미세한 차이는 극복 가능) 대화가 이루어지지 않는다.

현재 이동통신 시스템에서 공통 채널을 사용하는 기술은 주로 시그널(Signal)용으로만 사용되고 있다. 여기에서도 지연 시간의 최소화와 단말기 배터리 소모의 최소화라는 두 가지 목적을 위해서 여러 가지 큐 할당 기법들이 제안되고는 있지만, 이 기법들을 실시간 데이터의 전송용으로 그대로 활용하기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째는 실시간 데이터의 전송에서는 단말기 배터리의 소모 문제보다는 지연 시간의 문제가 더 중요한 요인으로 작용하므로 적절한 큐 관리 기법의 선택 기준이 다르게 되는데, 종래에는 실시간 데이터와 비실시간 데이터의 구분 없이 고정된 큐 할당 기법으로 큐를 할당하기 때문에 실시간 데이터의 지연이 발생하거나 데이터가 폐기되는 문제점이 있었다.

둘째는 시그널링의 경우에는 그다지 지연 시간에 민감하지 않기 때문에 큐 할당 기법이 비교적 간단하지만, 실시간 데이터의 경우에는 지연 시간에 매우 민감하기 때문에 단순히 시그널링 전송을 위한 종래의 큐 할당 기법으로는 실시간 데이터의 전송이 불가능하다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 통신 시스템에서 실시간 데이터의 전송시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 기지국에서 단말기로 향하는 공통 채널(Common Channel)을 이용하여 실시간 데이터의 전송이 가능토록 함으로써 실시간 데이터의 전송지연을 줄이도록 한 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 큐 할당 제어방법은,

기지국에서 단말기 쪽으로 실시간 데이터를 전송하는 데 있어서 슬롯 모드로 동작하는 공통 채널을 이용하고, 기지국에서 각 단말기로 향하는 데이터들의 임시 저장을 위해 미리 할당된 큐를 효과적으로 제어함으로써, 공통 채널을 이용하여 실시간 데이터의 전송이 가능하게 되는 것이다.

도1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 데이터 전송과정을 보여주는 도면이고,

도2는 본 발명에 의한 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법을 보인 도면이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 단말기군

20 : 공통 채널

21 : 프레임

30 : 기지국

31 : 데이터 임시 저장부

32 : 큐 할당 제어부

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 데이터 전송과정을 보여주는 도면이다.

여기서, 참조부호 10은 무선으로 기지국과 데이터를 송, 수신하기 위한 단말기(단말기1 ~ 단말기m)들의 집합체인 단말기군을 나타내며, 20은 공통 채널이며, 21은 상기 공통 채널(20)을 통해 기지국에서 단말기로 전송되는 실시간 데이터의 프레임을 나타내며, 30은 상기 공통 채널에 실시간 데이터를 맵핑하여 단말기군(10)내의 해당 단말기로 전송해주는 기지국을 나타낸다.

여기서, 기지국(30)은 각 단말기로 전송할 데이터를 임시 저장하기 위한 다수개의 큐(31-1 ~ 31-n)를 구비한 데이터 임시 저장부(31)와, 상기 데이터 임시 저장부(31)내의 다수개의 큐(31-1 ~ 31-n)를 제어하는 큐 할당 제어부(32)를 구비한다.

이와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은, 데이터 전송이 연속적이지 않고 일정한 크기의 슬롯으로 나뉘어져서 전송되는 슬롯 모드를 통해 실시간 데이터를 전송한다. 따라서 이 슬롯의 소유권을 누가 가지느냐에 따라서 전송 라인의 점유율이 결정된다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템을 참조하여 본 발명에 의한 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법을 상세히 설명한다.

먼저 공통 채널을 통해 실시간 데이터를 단말기군(10)으로 전송하기 위해서 기지국(30)내의 큐 할당 제어부(32)는 전송할 데이터의 실시간/비실시간 여부와 큐(31-1 ~ 31-n)의 길이를 검사하게 된다.

이 검사 결과치에 따라 데이터 임시 저장부(31)는 큐가 할당되며, 해당 큐에 데이터가 입력되면 이를 임시 저장한 후 그 임시 저장한 데이터를 공통 채널에 맵핑하여 단말기군(10)으로 전송하게 된다.

전술한 바와 같이 큐 할당 제어부(32)는 전송할 데이터가 실시간 데이터인지 비실시간 데이터인지를 구분하고, 해당 큐의 길이를 확인한 후 큐를 할당해주게 되는데, 이하에서는 큐 할당 제어 과정을 좀 더 상세히 설명한다.

첨부한 도면 도2는 본 발명에 의한 큐 할당 제어방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 기지국(30)에서 임의의 단말기(K)로 전송할 데이터 패킷이 발생하면 실시간 데이터인지를 확인하는 단계(ST1 ~ ST2)와, 상기 데이터 패킷이 비실시간 데이터이면 상기 단말기(K)에 대응하는 큐(k)에 상기 데이터 패킷을 저장하는 단계(ST3)와, 상기 전송할 데이터 패킷이 실시간 데이터이면 상기 단말기(K)에 대응하는 큐(k)의 길이와 설정된 임계값을 비교하는 단계(ST4)와, 상기 큐(k)의 길이가 상기 설정된 임계값보다 적으면 상기 데이터 패킷을 큐(k)에 저장하고, 상기 큐(k)의 길이가 상기 임계값보다 크면 다수개의 큐중 길이가 가장 짧은 큐(j)를 찾은 후 해당 큐(j)에 데이터 패킷을 저장하는 단계(ST5)와, 상기 단말기(K)로 슬롯ID(j)를 전송해주는 단계(ST6)와, 상기 큐(j)에 저장한 데이터 패킷을 공통 채널을 통해 상기 단말기(K)로 전송한 후 데이터 패킷 전송 완료를 단말기(K)에게 알려주는 단계(ST7 ~ ST8)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 큐 할당 제어방법은 다음과 같다.

도1에 도시된 바와 같이, 기지국(30)에는 다수개의 큐(31-1 ~ 31-n)가 있으며, 그 다수개의 큐중 하나의 큐는 하나의 단말기와 일대일로 대응하며, 하나의 큐는 공통 채널에 실리는 프레임내 하나의 슬롯과도 일대일로 대응한다. 즉, 다수개의 큐중 i번째 큐는 원칙적으로 I번째 단말기로 향하는 데이터의 임시 저장용 큐로 사용되며, 그 i번째 큐에 저장된 데이터는 공통채널의 각 프레임에서 i번째 슬롯에 실려서 상기 I번째 단말기로 전송된다.

따라서 I번째 단말기는 전체 프레임 시간동안에 채널을 계속 모니터할 필요 없이 i번째 슬롯만 모니터하면 자신에게 전송된 데이터를 수신할 수 있으므로, 전력을 절감할 수 있다.

그런데, I번째 단말기로 전송할 데이터가 실시간 데이터이고, 해당 i번째 큐의 길이가 일정 크기 이상인 경우에는 해당 큐에 데이터를 저장할 수 없는 문제가 발생된다.

따라서 이러한 경우 본 발명에서는 가장 길이가 짧은 큐를 찾아서 상기 i번째 큐에 저장할 데이터를 저장하고, 그 길이가 가장 짧은 큐의 ID를 상기 I번째 단말기에게 알려줌으로써, I번째 단말기에서는 i번째 슬롯과 상기 ID에 해당하는 슬롯도 모니터 하도록 한다. 이렇게 함으로써 실시간 데이터의 지연 시간을 줄이게 된다.

이를 첨부한 도면 도2에 의거 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기지국(30)내의 큐 할당 제어부(32)는 임의의 단말기(여기서는 K번째 단말기라고 가정함)로 전송할 데이터 패킷이 발생하면(ST1), 그 발생된 데이터가 실시간 데이터인지를 확인한다(ST2).

이 확인 결과 발생된 데이터가 비실시간 데이터이면 K번째 단말기에 대응하는 큐(k)에 데이터 패킷을 저장하여 상기 단말기(K)로 해당 데이터 패킷이 전달되도록 한다(ST3). 이 경우 K번째 단말기는 공통 채널에서 k슬롯만을 모니터링 하여 데이터를 수신한다.

다음으로, 상기 단말기(K)에게 전달할 데이터가 실시간 데이터인 경우, 큐 할당 제어부(32)는 상기 단말기(K)에 대응하는 큐(k)의 길이와 미리 설정된 임계값을 비교한다(ST4).

이 비교결과 상기 큐(k)의 길이가 상기 설정된 임계값보다 작을 경우에는, 해당 큐(k)가 비어있는 상태이므로 그 큐(k)에 상기 실시간 데이터 패킷을 저장하여 해당 단말기(K)로 데이터가 전달되도록 한다. 이 경우에도 K번째 단말기는 공통 채널에서 k슬롯만을 모니터링 하여 데이터를 수신한다. 상기에서 임계값은 발생된 데이터 패킷의 지연이 없이 해당 단말기로 수신 가능하도록 하기 위해서 설정된 값이다. 다시 말해, 임계값은 큐의 데이터 패킷 저장량을 확인하기 위한 기준값이 된다.

또한, 상기 큐(k)의 길이가 상기 설정된 임계값 보다 큰 경우에는 이미 큐(k)에 데이터가 많이 저장된 상태이므로, 이 경우 해당 큐(k)에 발생된 실시간 데이터를 저장하게 되면 지연이 발생하게 되며, 또한 실시간 데이터의 손실 우려가 있다.

따라서 이 경우에는 해당 큐(k)에 데이터를 저장하지 않고, 다수개의 큐중 길이가 가장 짧은 큐(여기서는 j라고 가정함)를 찾는다(ST5). 그리고 길이가 가장 짧은 큐(j)를 찾게되면 그 큐(j)에 발생된 데이터 패킷을 저장하고, 그 큐(j)에 대응하는 슬롯 ID를 브로드캐스팅 채널을 통해 해당 단말기(K)에 알려준다(ST6).

이는 상기 단말기(K)가 공통 채널의 프레임중 k번째 슬롯만을 모니터링하기 때문에, 그냥 공통 채널의 임의의 슬롯(j)에만 상기 단말기(K)의 데이터를 실어 보내면 상기 단말기(K)는 그 데이터를 수신하지 못한다. 따라서 단말기(K)에게 다른 큐(j)에 상기 단말기(K)의 데이터를 실어 보냈음을 알려주기 위함이다.

한편, 상기 큐(j)의 ID를 전송받은 단말기(K)는 공통 채널의 프레임중 k번째 슬롯 이외에 j번째 슬롯도 모니터링 함으로써, 자신에게 전송된 모든 데이터를 지연 없이 수신하게 된다(ST7).

그리고 기지국(30)은 데이터 패킷의 전송이 완료되면 상기 단말기(K)에게 그 사실을 알려주어 해당 단말기(K)가 j번째 슬롯에 실린 데이터를 수신하게 되면, 자동으로 j번째 슬롯의 모니터링을 해제하도록 한다(ST8).

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 기존에 실시간 데이터의 전송에 사용되던 데디케이티드(Dedicated) 채널을 사용하지 않고도 공통 채널을 통해 실시간 데이터의 전송이 가능한 이점이 있다.

또한, 공통 채널을 통해 실시간 데이터의 전송이 가능하므로 데디케이티드 채널의 사용을 줄일 수 있으며, 이러한 데디케이티드 채널의 사용 감소로 채널의 설정을 위해서 필요한 프로시저들과 여러 데디케이티드 채널의 관리를 위한 프로시저들을 줄일 수 있는 이점도 있다.

또한, 동적 큐 할당 제어방법과 공통 채널을 통해 실시간 데이터의 전송이 가능하므로 실시간 데이터의 전송 지연도 줄일 수 있는 이점이 있다.

그리고 기존에 실시간 데이터 전송으로는 사용하지 않은 공통 채널을 이용하여 실시간 데이터의 전송이 가능하므로 무선 구간에서의 자원을 보다 효과적으로 이용 가능한 효과도 있다.

Claims (4)

1. 통신 시스템의 실시간 데이터 전송방법에 있어서,

   기지국에서 임의의 단말기(K)로 전송할 데이터 패킷이 발생하면 실시간 데이터인지를 확인하는 단계와,

   상기 데이터 패킷이 비실시간 데이터이면 상기 단말기(K)에 대응하는 큐(k)에 상기 데이터 패킷을 저장하는 단계와,

   상기 전송할 데이터 패킷이 실시간 데이터이면 상기 단말기(K)에 대응하는 큐(k)의 길이와 설정된 임계값을 비교하는 단계와,

   상기 큐(k)의 길이가 상기 설정된 임계값보다 적으면 상기 데이터 패킷을 큐(k)에 저장하고, 상기 큐(k)의 길이가 상기 임계값보다 크면 다수개의 큐중 길이가 가장 짧은 큐(j)를 탐색한 후 그 큐(j)에 데이터 패킷을 저장하는 단계와,

   상기 단말기(K)로 슬롯 ID(j)를 전송해주는 단계와,

   상기 큐(j)에 저장한 데이터 패킷을 공통 채널을 통해 상기 단말기(K)로 전송한 후 데이터 패킷 전송완료를 단말기(K)에게 알려주는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 임계값은 상기 큐(k)에 발생된 실시간 데이터 패킷을 저장할 수 있는지의 여부를 검색하기 위해 미리 설정된 기준값임을 특징으로 하는 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 큐중 하나의 큐는 하나의 단말기와 대응하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 단말기는 기지국으로부터 자신의 수신 데이터가 실린 프레임의 슬롯 ID를 전달받으면 기존에 세팅된 슬롯 이외에 그 전달받은 ID에 해당하는 슬롯도 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 실시간 데이터 전송지연 보상을 위한 큐 할당 제어방법.