KR100300088B1 - 무선 비동기 전송모드 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 비동기 전송모드(ATM) 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 제안하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 응용 서비스를 실시간-일정성(RT-CBR), 실시간-가변성(RT-VBR) 및 비실시간 서비스(NRT-VBR/ABR)로 분할하여 우선 순위를 설정하고, 분할된 각 응용 서비스의 평균 대역폭 크기에 따라 프레임의 전체 슬롯을 비례적으로 나눈 후, RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 고정적으로 할당되는 슬롯이 가용 상태가 아니면 CABR(Common NRT-VBR/ABR) 슬롯을 할당하고, NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 사용 가능한 NRT-VBR/ABR 슬롯은 없고 RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위한 슬롯이 사용 가능할 때 폴링(polling) 신호를 이용하여 NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 RT-CBR 및 RT-VBR 슬롯을 할당함으로써, 실시간/비실시간 특성에 따른 서비스 우선 순위에 따라 멀티미디어 응용 서비스를 지원할 수 있게 되어, RT-VBR 서비스의 단말을 더 많이 지원하면서 지연 시간 및 셀 손실률의 서비스 품질을 보장하게 된다.
Description
본 발명은 차세대 이동통신 시스템(International Mobile Telecommunications - 2000; IMT-2000)에 관한 것으로, 특히 멀티미디어 트래픽을 서비스 품질(Quality of Service; QoS)에 따라 실시간/비실시간(Real Time/Nonreal Time ; RT/NRT)의 특성을 고려하여 RT-CBR(Real Time-Constant Bit Rate; 실시간적이며 일정성), RT-VBR(Real Time-Variable Bit Rate; 실시간적이며 가변성) 및 NRT-VBR/ABR(Nonreal Time-Variable Bit Rate/Available Bit Rate) 서비스로 세분하고, 이에 따라 프레임의 슬롯을 분할하며 실시간적이며 가변성을 가지는 서비스에 할당된 슬롯을 공유하도록 한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법에 관한 것이다.
휴대 단말의 멀티미디어 응용이 요구됨에 따라 유선 광대역 망에서 제공하는 다양한 서비스를 무선 망에까지 확대하여 제공하는 수십 Mbps 급까지의 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; ATM) 셀 기반 무선 멀티미디어 서비스의 필요성이 증대되고 있다. 광대역 종합 정보 통신망(Broadband Integrated Service Digital Network; B-ISDN) 신호 기능을 가진 ATM 기술을 IMT-2000 시스템에서 채택한다. ATM 전송 방식은 단일 User Network Interface(UNI)에서 Constant BitRate(CBR), Variable Bit Rate(VBR), Available Bit Rate(ABR) 및 Unspecified Bit Rate(UBR) 등의 다양한 형태의 서비스를 제공해 줄 수 있을 뿐만 아니라, 광범위한 비트율의 접속을 지원하는 데 유연하기 때문에 멀티미디어 서비스에 적절한 전송 방식이다. 따라서 무선 통신은 현재 상용되는 음성 위주의 셀룰라(cellular) 이동통신 및 휴대 통신에서 ATM 기반의 멀티미디어 통신을 구현하는 차세대 이동통신으로 발전할 것으로 보인다.
무선 ATM 망에서 MAC(Media Access Control) 프로토콜이 무선 구간의 데이터 처리율 및 전송 지연에 미치는 영향은 매우 크다. 무선 ATM 망에서는 다수 개의 단말기(이동국)가 상향 채널을 공동으로 사용하므로, 각 이동국은 정보의 전송을 위해서 서로 경쟁한다. 각 이동국의 경쟁적인 전송은 채널에서의 충돌을 발생시키며 충돌이 발생한 패킷은 재전송을 해야 한다. 최근에는 RT-CBR, RT-VBR 및 NRT-VBR/ABR과 같이 다양한 형태의 멀티미디어 트래픽 전송을 요구한다.
지금까지 제안되어 개발되고 있는 MAC 프로토콜은 대부분이 음성을 전송하기 위한 프로토콜이었으며 트래픽에 따라 다른 특성을 갖는 멀티미디어 데이터 전송에는 적합하지 않았다. 따라서 본 발명에서는 멀티미디어 데이터 전송을 위한 새로운 MAC 프로토콜인 멀티미디어 슬롯 할당 프로토콜을 제안한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 필요에 따라 제안된 것으로, 본 발명의 목적은
응용 서비스를 실시간-일정성(RT-CBR), 실시간-가변성(RT-VBR) 및 비실시간 서비스(NRT-VBR/ABR)로 분할하여 우선 순위를 설정하고, 분할된 각 응용 서비스의 평균 대역폭 크기에 따라 프레임의 전체 슬롯을 비례적으로 나누어, 우선 순위에 따라 해당 응용 서비스가 우선적으로 슬롯을 사용할 수 있도록 한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 제공하는 데 있다.
좀더 자세히 하면, RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 고정적으로 할당되는 슬롯이 가용 상태가 아니면 CABR(Common NRT-VBR/ABR) 슬롯을 할당하고, NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 사용 가능한 NRT-VBR/ABR 슬롯은 없고 RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위한 슬롯이 사용 가능할 때 폴링(polling) 신호를 이용하여 NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 RT-CBR 및 RT-VBR 슬롯을 할당함으로써, 실시간/비실시간 특성에 따른 서비스 우선 순위에 따라 멀티미디어 응용 서비스를 지원할 수 있게 되어, RT-VBR 서비스의 단말을 더 많이 지원하면서 지연 시간 및 셀 손실률의 서비스 품질을 보장하도록 한 한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법은,
상향 링크와 하향 링크간 시간 관계를 고정시키고, 상향 링크 프레임에서 요청 슬롯을 고정적으로 설정하며, 하향 링크 프레임에서 예약 및 승인 슬롯을 고정적으로 설정하는 제1 단계와;
상기 요청 슬롯을 통해 상기 이동국에서 상기 기지국으로 동적 파라미터를전송하여 응용 서비스를 위한 슬롯 할당을 요청하는 제2 단계와;
상기 동적 파라미터를 수신한 상기 기지국은, 사용 가능한 상향 링크 프레임의 슬롯이 있으면 상기 예약 슬롯을 통해 예약 신호를 이동국에 전송하는 제3 단계로 이루어짐을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
무선 비동기전송모드(ATM) 방식을 채택한 IMT-2000 시스템의 기지국에서 응용 서비스를 위해 상향 링크의 슬롯을 이동국에 할당해주는 방법에 있어서,
상기 이동국으로부터 응용 서비스를 위한 슬롯을 요청하는 신호 패킷이 수신되면, 그 신호 패킷의 동적 파라미터를 분석하여 상기 응용 서비스의 형태를 파악하고, 물리 계층 프레임의 전체 슬롯 중 상기 응용 서비스의 형태에 대한 해당 슬롯이 사용 가능한 상태인지를 검사하여, 사용 가능하면 상기 해당 슬롯을 사용하도록 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제1 단계와;
상기 검사 결과 상기 서비스 형태에 대한 슬롯이 사용 가능하지 않고 상기 서비스 형태가 실시간적 특성을 가진 경우, 비실시간 특성을 가진 서비스 형태에 할당된 물리계층 프레임 슬롯의 사용 가능 여부를 검사하여 사용 가능하면 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제2 단계와;
상기 제1 단계의 검사 결과, 상기 응용 서비스 형태에 대한 슬롯이 사용 가능하지 않고 상기 서비스 형태가 비실시간적 특성을 가진 경우, 실시간 특성 서비스 형태에 할당된 물리 계층 프레임 슬롯의 사용 가능 여부를 검사하여 사용 가능하면, 그 사용 가능한 슬롯을 사용하도록 상기 이동국에 폴링(polling) 신호를 전송하는 제3단계로 이루어짐을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
무선 비동기전송모드(ATM) 방식을 채택한 IMT-2000 시스템에서 이동국과 기지국간 정보 전송을 위한 무선 채널의 슬롯 할당 방법에 있어서,
상기 이동국이 상기 기지국에 응용 서비스를 위한 슬롯 요청 방법은,
전송할 데이터 패킷이 발생되면 상기 슬롯을 예약받기 위해 다른 이동국과 경쟁하여 기지국으로 슬롯을 요청하는 제1 단계와;
상기 기지국으로부터 데이터 패킷 전송을 위한 슬롯을 예약받으면, 그 슬롯을 통해 모든 데이터 패킷이 전송될 때까지 데이터 패킷을 전송하는 제2 단계와;
상기 기지국으로부터 슬롯을 예약받지 못하면, 버퍼에 저장된 데이터 패킷의 경쟁 번호를 한 프레임 전송시마다 1씩 증가시키고 그 경쟁 번호가 특정값 이상인지를 검사하는 제3 단계와;
상기 검사 결과 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이 아니면 다시 기지국에 슬롯 요청을 시도하고, 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이면, 해당 데이터 패킷을 버퍼에서 제거하여 다음 데이터 패킷의 전송을 보장받는 제4 단계로 이루어짐을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 본 발명이 적용되는 무선 비동기 전송 모드(ATM) 망 구성도,
도2는 무선 ATM 프로토콜 구조도,
도3은 본 발명에 의한 멀티미디어 서비스 트래픽 종류를 나타내는 도면,
도4는 MAC(매체 접근 제어) 계층에서의 상향 링크와 하향 링크 슬롯 구조도,
도5는 물리 계층에서의 프레임의 구조도,
도6은 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서의 멀티미디어 지원을 위한 기지국의 슬롯 할당 방법을 보인 흐름도,
도7은 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서의 멀티미디어 지원을 위한 이동국의 슬롯 요청 방법을 보인 흐름도,
도8은 본 발명이 적용되는 RT-CBR 또는 RT-VBR 응용 서비스의 슬롯이 사용 가능하지 않고 NRT-VBR/ABR 슬롯은 사용 가능할 경우 NRT-VBR/ABR 슬롯을 할당하는 동작을 보인 도면,
도9는 본 발명이 적용되어 NRT-VBR/ABR 응용 서비스의 슬롯이 사용 가능하지 않고 RT-CBR 및 RT-VBR 슬롯이 사용 가능할 경우 RT-CBR 및 RT-VBR 슬롯할 할당하는 동작을 보인 도면.
이하, 상기와 같은 본 발명 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
무선망은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 작은 크기의 셀(마이크로 셀 또는 피코(pico) 셀)에 기반을 둔 구조를 사용함으로써 구현된다.마이크로 및 피코 셀룰라 구조는 각 기지국이 제어하는 영역이 작기 때문에 핸드오버 확률을 증가시킨다. 자주 발생하는 핸드오버는 QoS 보장을 어렵게 하면서 네트워크 트래픽 부하에 급격한 변화를 발생시킨다. 그러므로 새로운 호 또는 핸드오버 호의 처리는 자원 할당을 극대화하고 더 좋은 QoS 보장을 제공하기 위하여 연결 설정 승인 단계 동안 수행되어야 한다.
무선 ATM 망에서 새로운 호 또는 핸드오버 호 연결을 요구하는 이동 가입자(Mobile Station; MS)는 관련 기지국(Base Station; BS)에 트래픽 클래스, 요구 대역폭 및 최소 요구 대역폭에 관한 정보를 연결 절성 단계 동안 제공한다고 가정한다. 실시간 특성을 갖는 서비스 트래픽의 연결을 위한 최소 요구 대역폭은 허용 가능한 최소한의 Qos 값으로 동작하기 위하여 요구되는 최소한의 대역폭 크기이며, 가입자가 이 정보를 제공한다고 가정한다. 비실시간 특성을 갖는 서비스 트래픽의 최소 요구 대역폭은 크기에 관계없이 허용 가능한 대역폭이며 망에 의하여 설정된다.
새로운 또는 핸드 오버 연결 요청시 기지국에서는 요청하는 서비스의 특성에 따라 연결 설정을 통화 중에 전송이 단절되는 것을 가능한 최소화하기 위하여 새로운 연결 요청보다 핸드오버 연결 요청에 우선권을 준다. 즉, 가능한 대역폭이 요구되는 대역폭보다 작은 경우 새로운 연결은 항상 거절되지만 핸드 오버는 최소 요구 대역폭이 만족되면 연결이 설정된다.
도2는 ATM Forum Wireless ATM Working Group(WATM WG)에서 제안된 WATM 프로토콜 표준 모델이며, 본 발명에서는 물리 계층(Radio Physical), 미디어 접속 제어 계층(Medium Access Control), 데이터 링크 계층(Data Link Control)으로 구성된 새로운 무선 접속 계층의 기능을 수행하는 장치를 제안한다.
멀티미디어 서비스를 지원하기 위하여 미디어 접속 제어 계층은 음성 및 비디오(CBR) 트래픽, 압축된 음성 및 비디오(VBR) 트래픽, 버스트 데이터(ABR) 트래픽과 같이 다른 형태의 트래픽을 지원해야 한다. 그러므로 본 발명에서는 B-ISDN 망에서 현재 및 미래의 응용 서비스를 고려하여 대표적인 서비스 트래픽은 도3과 같이 구분한다. 즉, 제안하는 멀티미디어 슬롯 할당 프로토콜은, 실시간성이며 일정성(RT-CBR), 실시간성이며 가변성(RT-VBR) 및 비실시간(NRT-VBR/ABR)인 서비스로 구분한다. 그래서 물리계층에서의 프레임(frame)의 슬롯을 각 서비스의 평균 전송 속도에 따라 할당할 수 있도록 한다.
도1에 도시된 바와 같이, 다수의 이동국(1-n)과 관련 기지국(10) 간 정보 전송은 상향 링크(uplink)와 하향 링크(downlink)를 통해 이루어지며, MAC 계층에서의 프레임 구조를 보인다. 이동국의 연결 요청에 의하여 승인된 호는 도2의 프로토콜 스택에 도시된 바와 같이, ATM 응용 계층(AAL) 및 ATM 계층을 거쳐 MAC 계층에서, 슬롯이 할당되어 각 서비스 트래픽에 대한 ATM 셀 전송을 시작한다. 대역폭 할당시 RT-CBR 특성을 갖는 트래픽은 일정한 데이터가 ATM 응용 계층으로부터 전송되지만, RT-VBR 및 NRT-VBR/ABR 특성을 갖는 트래픽은 일정하지 않은 데이터가 MAC 계층으로 전송된다.
이렇게 MAC 계층에서의 슬롯을 할당하는 방법은 도4에 도시된 바와 같이, 상향 및 하향 링크 사이의 고정된 시간 관계를 가정하는데, 이것은 상향 링크 각각의슬롯을 하향 링크의 신호 메시지에 의하여 적절한 트래픽 채널로 할당되는 것을 허용하게 한다. 이렇게 상향 링크의 한 프레임에서 고정된 특성 슬롯은 요청 슬롯으로 사용되며, 이동국은 이 슬롯을 통하여 기지국에 동적 파라미터(dynamic parameter)를 전송하게 된다.
다음으로 물리 계층에서의 프레임에 대해 설명하면, 도3에 도시된 바와 같이 정의된 각 서비스의 슬롯 할당을 위한 최대 전송 속도는 무선 ATM 망에서 정의한 155.52Mbps를 가정한다. 물리계층에서의 한 프레임은 125㎲마다 발생되므로, 1초에 8000개의 프레임이 발생되며, 최대 전송 속도는 155.52Mbps를 구현하기 위하여 프레임당 2430바이트로 구성해야 한다. 따라서 한 바이트를 한 슬롯으로 설정할 때 프레임은 2430개의 슬롯으로 구성된다.
그리고 RT-CBR 서비스를 위한 슬롯 평균 전송 속도는 823Kbps, RT-VBR 서비스를 위한 평균 전송 속도는 4.62Mbps이고 NRT-VBR/ABR 서비스를 위한 평균 전송속도는 607Kbps이다. 그러므로 각 서비스의 평균 속도에 의한 비율로 프레임을 구성할 때 각 서비스의 슬롯수는 도5에 도시된 바와 같게 된다. 그리고 비실시간 서비스(NRT-VBR/ABR)를 보장하기 위해 다시 CABR(Common NRT-VBR/ABR)과 NRT-ABR로 나눈다. 그래서 물리 계층에서의 한 프레임(2430 슬롯) 중, RT-CBR 서비스를 위해 338 슬롯, RT-VBR 서비스를 위해 1848 슬롯, CABR 서비스를 위해 180 슬롯, NRT-ABR 서비스를 위해 64 슬롯으로 분할하게 된다.
본 발명이 적용되는 도1의 IMT-2000 시스템에서, 멀티미디어 슬롯 할당 프로토콜은 각각의 이동국(1-n)과 관련된 다수의 트래픽 채널이 다중화된 무선 인터페이스인 하나의 물리 채널을 사용한다.
도6은 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 보인다.
도시된 바와 같이, 이동국으로부터 무선 ATM 방식으로 동적 파라미터가 포함된 신호 패킷이 수신되면 그 동적 파라미터를 분석하여 해당 서비스 형태를 파악하고, 해당 서비스 형태에 대한 슬롯 할당시 해당 슬롯이 할당 가능한 상태인지를 검사하여, 할당 가능하면 해당 슬롯을 할당하여 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제1 단계(ST11-ST14)와; 상기 검사 결과 해당 서비스 형태에 대한 슬롯이 할당 가능한 상태가 아니고 상기 해당 서비스 형태가 RT-CBR 또는 RT-VBR인 경우, CABR 슬롯 할당 가능 여부를 검사하여 할당 가능한 상태이면 CABR 슬롯을 할당하고 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제2 단계(ST15-ST17)와; 상기 제1 단계(ST11-ST14)의 검사 결과, 해당 서비스 형태에 대한 슬롯이 할당 가능한 상태가 아니고 상기 해당 서비스 형태가 NRT-VBR/ABR인 경우, RT-CBR 또는 RT-VBR 슬롯의 할당 가능 여부를 검사하여 할당 가능한 상태이면 RT-CBR 또는 RT-VBR 슬롯을 할당하고 상기 이동국에 폴링(polling) 신호를 전송하는 제3단계(ST18-ST20)를 수행한다.
도7은 본 발명에 의한 이동국의 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 요청 방법을 보인다.
도시된 바와 같이, 전송할 데이터 패킷이 발생되면 상기 슬롯을 예약받기 위해 다른 이동국과 경쟁하여 기지국으로 슬롯을 요청하는 제1 단계(ST31,ST32)와; 상기 기지국으로부터 데이터 패킷 전송을 위한 슬롯을 예약받으면, 그 슬롯을 통해모든 데이터 패킷이 전송될 때까지 데이터 패킷을 전송하는 제2 단계(ST33,ST34)와; 상기 기지국으로부터 슬롯을 예약받지 못하면, 버퍼에 저장된 데이터 패킷의 경쟁 번호를 한 프레임 전송시마다 1씩 증가시키고 그 경쟁 번호가 특정값 이상인지를 검사하는 제3 단계(ST35,ST36)와; 상기 검사 결과 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이 아니면 다시 기지국에 슬롯 요청을 시도하고, 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이면, 해당 데이터 패킷을 버퍼에서 제거하여 다음 데이터 패킷의 전송을 보장받는 제4 단계(ST37)를 수행한다.
상기 특정값은 슬롯을 요청하는 이동국의 예약 대기 시간이 너무 길지 않도록 설정된 값이다.
상기와 같은 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법을 첨부한 도면 도6 내지 도9에 의거 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기지국으로 전송할 데이터 패킷이 없으면 이동국은 경쟁 모드(contention mode) 상태이고, 전송할 데이터 패킷이 발생되면 이동국은 해당 프레임의 요청 슬롯을 다른 이동국과 경쟁하여 기지국에 전송한다(ST31,ST32). 이때 요청 슬롯에는 신호 패킷이 전송되게 되는데, 이 신호 패킷은 동적 파라미터가 포함된다.
이동국으로부터 신호 패킷을 수신하게 되면, 기지국은 그 동적 파라미터를 분석하여, 서비스 형태, 이동국의 ATM 셀 버퍼링을 위한 버퍼의 길이 및 현재 사용 가능한 슬롯 등에 따라, 예약 및 승인 슬롯을 통해 이동국에 예약 신호를 전송한다.
기지국의 데이터 패킷 송수신을 위한 슬롯 예약 동작을 좀더 상세히 설명하면, 동적 파라미터에 포함된 서비스 형태 정보가 RT-CBR, RT-VBR, CABR, NRT-ABR 중 하나일 경우, 도5에 도시된 바와 같이 그 해당 서비스 형태에 주어진 슬롯이 사용가능하면, 요청한 이동국에 해당 슬롯을 할당하고 예약 신호를 전송한다(ST13,ST14).
그러나 서비스 형태가 RT-CBR 또는 RT-VBR 인 경우, RT-CBR 또는 RT-VBR 슬롯을 다른 이동국이 모두 사용중이면 새롭게 RT-CBR 또는 RT-VBR 서비스를 요청한 이동국은 슬롯을 할당받을 수 없어 호 요청이 거절된다. 이때 호 요청을 거절하지 않고, 비실시간 서비스(CABR)를 위해 설정된 슬롯(180 슬롯)이 사용가능한 지의 여부를 검사한다(ST15). 이에 CABR 슬롯이 사용 가능하면, 도8에 도시된 바와 같이, 이 CABR 슬롯을 RT-CBR 또는 RT-VBR 서비스에 할당한다(ST16). 이때 RT-CBR 서비스가 RT-VBR 서비스보다 우선 순위가 높게 설정되어, RT-CBR 서비스와 RT-VBR 서비스가 동시에 요청된 경우에는 RT-CBR 서비스에 먼저 슬롯을 할당하게 된다. 이렇게 RT-CBR 또는 RT-VBR 서비스를 위해 슬롯을 할당하고 기지국은 이동국으로 예약신호를 전송하게 된다(ST17).
한편 서비스 형태가 NRT-VBR/ABR인 경우, 이 NRT-VBR/ABR에 설정된 슬롯이 모두 사용되고 있는 상태이면, RT-CBR 슬롯(338슬롯) 및 RT-VBR 슬롯(1848슬롯)이 사용가능한 지의 여부를 검사한다(ST18,ST19). 그래서 RT-CBR 또는 RT-VBR 슬롯이 사용가능한 상태이면 도9에 도시된 바와 같이, NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 RT-CBR 또는 RT-VBR 슬롯을 할당한다. 그리고 이 경우에는 예약 신호가 아닌폴링(polling) 신호를 이동국으로 전송한다(ST20).
이러한 NRT-VBR/ABR 서비스는 비실시간 특성을 지닌 서비스이므로 지연되어 처리되어도 상관없다. 그렇기 때문에 NRT-VBR/ABR 서비스는 낮은 우선순위로 대기하다가 RT-CBR/VBR 서비스가 처리된 다음 처리된다.
그래서 슬롯을 요청한 이동국이 기지국으로부터 슬롯을 예약받으면, 경쟁 모드(contention mode)에서 예약 모드(reservation mode)로 바뀌며, 예약된 슬롯을 통해 모든 데이터패킷이 전송될 때까지 버퍼로부터 데이터 패킷을 인출하여 기지국으로 전송한다(ST33,ST34). 그리고 마지막 데이터 패킷을 전송하는 경우 이동국은 'last packet' 메시지를 기지국으로 전송한다.
그러나 슬롯을 요청한 이동국이 기지국으로부터 슬롯을 예약받지 못했으면, 이동국은 버퍼에 버퍼링(bufferring)된 데이터 패킷(ATM 셀)의 경쟁 번호를 1 증가시킨다(ST35). 여기서 경쟁 번호는 슬롯 요청을 시도하는 이동국이 다른 이동국과 경쟁하여 요청 시도를 한 회수를 의미한다.
그런 후 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상인지를 검사한다(ST36). 여기서 특정값은 슬롯 요청 이동국이 슬롯을 예약받기 위해 시도하는 회수의 임계값이며, 이 특정값은 각 서비스 형태의 특성에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
그 결과 경쟁 번호가 특정값 이상이 아니면, 다시 기지국에 슬롯 요청을 시도하고, 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이면, 해당 데이터 패킷을 버퍼에서 제거하여 다음 데이터 패킷의 전송을 보장하게 된다(ST37).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법은, 응용 서비스를 실시간-일정성(RT-CBR), 실시간-가변성(RT-VBR) 및 비실시간 서비스(NRT-VBR/ABR)로 분할하여 우선 순위를 설정하고, 분할된 각 응용 서비스의 평균 대역폭 크기에 따라 프레임의 전체 슬롯을 비례적으로 나눈 후, RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 고정적으로 할당되는 슬롯이 가용 상태가 아니면 CABR(Common NRT-VBR/ABR) 슬롯을 할당하고, NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 슬롯 할당시, 사용 가능한 NRT-VBR/ABR 슬롯은 없고 RT-CBR 및 RT-VBR 서비스를 위한 슬롯이 사용 가능할 때 폴링(polling) 신호를 이용하여 NRT-VBR/ABR 서비스를 위해 RT-CBR 및 RT-VBR 슬롯을 할당함으로써, 실시간/비실시간 특성에 따른 서비스 우선 순위에 따라 멀티미디어 응용 서비스를 지원할 수 있게 되어, RT-VBR 서비스의 단말을 더 많이 지원하면서 지연 시간 및 셀 손실률의 서비스 품질을 보장하게 되는 효과가 있다.
Claims (14)
- 무선 비동기전송모드(ATM) 방식을 채택한 IMT-2000 시스템에서 이동국과 기지국간 정보 전송을 위한 무선 채널의 슬롯 할당 방법에 있어서,상향 링크와 하향 링크간 시간 관계를 고정시키고, 상향 링크 프레임에서 요청 슬롯을 고정적으로 설정하며, 하향 링크 프레임에서 예약 및 승인 슬롯을 고정적으로 설정하는 제1 단계와;상기 요청 슬롯을 통해 상기 이동국에서 상기 기지국으로 동적 파라미터를 전송하여 응용 서비스를 위한 슬롯 할당을 요청하는 제2 단계와;상기 동적 파라미터를 수신한 상기 기지국은, 사용 가능한 상향 링크 프레임의 슬롯이 있으면 상기 예약 슬롯을 통해 예약 신호를 이동국에 전송하는 제3 단계를 수행함을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 상향 링크와 하향 링크는, 각각의 이동국과 관련된 다수의 트래픽 채널이 다중화된 무선 인터페이스인 하나의 물리 채널을 각각 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 요청 슬롯의 수는, 총대역폭 및 지원하는 이동국의 수에 따라 프레임 당 슬롯 수로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 단계의 상향 링크 프레임과 하향 링크 프레임은 각각 5개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 하나의 ATM 셀 크기이며, 한 슬롯을 통해 4개의 신호 패킷을 동시에 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 1항에 있어서,새로운 호 또는 핸드오버 호의 연결 요구시, 상기 기지국에 트래픽 클래스, 요구 대역폭 및 최소 요구 대역폭에 관한 정보가 제공되고, 실시간 특성을 갖는 서비스 트래픽의 연결을 위한 최소 요구 대역폭은 허용 가능한 최소한의 서비스 품질(Quality of Service; QOS) 값으로 동작하기 위하여 요구되는 최소한의 대역폭 크기이며, 비실시간 특성을 갖는 서비스 트래픽의 최소 요구 대역폭은 크기에 관계없이 허용 가능한 대역폭이고, 사용가능한 대역폭이 요구 대역폭보다 작은 경우 새로운 호에 대한 연결은 항상 거절되지만 핸드 오버 호는 최소 요구 대역폭이 만족되면 연결이 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 무선 비동기전송모드(ATM) 방식을 채택한 IMT-2000 시스템의 기지국에서 응용 서비스를 위해 상향 링크의 슬롯을 이동국에 할당해주는 방법에 있어서,상기 이동국으로부터 응용 서비스를 위한 슬롯을 요청하는 신호 패킷이 수신되면, 그 신호 패킷의 동적 파라미터를 분석하여 상기 응용 서비스의 형태를 파악하고, 물리 계층 프레임의 전체 슬롯 중 상기 응용 서비스의 형태에 대한 해당 슬롯이 사용 가능한 상태인지를 검사하여, 사용 가능하면 상기 해당 슬롯을 사용하도록 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제1 단계와;상기 검사 결과 상기 서비스 형태에 대한 슬롯이 사용 가능하지 않고 상기 서비스 형태가 실시간적 특성을 가진 경우, 비실시간 특성을 가진 서비스 형태에 할당된 물리계층 프레임 슬롯의 사용 가능 여부를 검사하여 사용 가능하면 상기 이동국에 예약 신호를 전송하는 제2 단계와;상기 제1 단계의 검사 결과, 상기 응용 서비스 형태에 대한 슬롯이 사용 가능하지 않고 상기 서비스 형태가 비실시간적 특성을 가진 경우, 실시간 특성 서비스 형태에 할당된 물리 계층 프레임 슬롯의 사용 가능 여부를 검사하여 사용 가능하면, 그 사용 가능한 슬롯을 사용하도록 상기 이동국에 폴링(polling) 신호를 전송하는 제3단계를 수행함을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 물리계층 각 프레임은,무선 ATM 망에서의 최대 전송 속도 155.52Mbps를 구현하기 위해 2430 개의 슬롯으로 구성되고, 각 응용 서비스의 평균 대역폭 크기에 따라 비례적으로 슬롯을 분할하는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 프레임의 전체 슬롯은,실시간적이며 고정적인 서비스(Real Time-Constant Bit Rate; RT-CBR)를 위해서 338슬롯, 실시간적이며 가변적인 서비스(Real Time-Variable Bit Rate; NRT-VBR)를 위해서 1838슬롯, CABR(Common NRT-VBR/ABR; 공통 비실시간적이며 가변적) 서비스를 위해서 180슬롯, 비실시간적이며 활용적인 서비스(NonReal Time-Available Bit Rate; NRT-ABR)를 위해서 64슬롯으로 분할되는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 제2 단계의 실시간적 특성 서비스 형태중 실시간적이며 고정적인 서비스가 실시간적이며 가변적인 서비스보다 높은 우선 순위로, 비실시간 특성을 가진 서비스 형태에 할당된 물리 계층 프레임 슬롯을 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 제3 단계에서 비실시간 특성 서비스가 실시간 특성 서비스의 슬롯을 사용할 경우, 비실시간 특성 서비스는 낮은 우선 순위로 대기하다가, 이미 실시간 특성 서비스 슬롯을 사용하도록 예약된 실시간 특성 서비스가 처리된 다음 처리되는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 무선 비동기전송모드(ATM) 방식을 채택한 IMT-2000 시스템에서 이동국과 기지국간 정보 전송을 위한 무선 채널의 슬롯 할당 방법에 있어서,상기 이동국이 상기 기지국에 응용 서비스를 위한 슬롯 요청 방법은,전송할 데이터 패킷이 발생되면 상기 슬롯을 예약받기 위해 다른 이동국과 경쟁하여 기지국으로 슬롯을 요청하는 제1 단계와;상기 기지국으로부터 데이터 패킷 전송을 위한 슬롯을 예약받으면, 그 슬롯을 통해 모든 데이터 패킷이 전송될 때까지 데이터 패킷을 전송하는 제2 단계와;상기 기지국으로부터 슬롯을 예약받지 못하면, 버퍼에 저장된 데이터 패킷의경쟁 번호를 한 프레임 전송시마다 1씩 증가시키고 그 경쟁 번호가 특정값 이상인지를 검사하는 제3 단계와;상기 검사 결과 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이 아니면 다시 기지국에 슬롯 요청을 시도하고, 현재의 경쟁 번호가 특정값 이상이면, 해당 데이터 패킷을 버퍼에서 제거하여 다음 데이터 패킷의 전송을 보장받는 제4 단계를 수행함을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 슬롯요청시 상기 이동국은,서비스의 형태(RT-CBR, RT-VBR, NRT-VBR/ABR), 현재 버퍼에 저장된 데이터 패킷(AMT 셀)의 수 및 첫번째 데이터 패킷의 버퍼링(beffering) 시간에 대한 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 특정값은,데이터 패킷이 버퍼에서 너무 오랜 시간 대기하는 것을 방지하기 위한 임계값인 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 제2 단계에서 마지막 데이터 패킷을 전송하는 경우 예약된 슬롯을 해지하기 위해 마지막 패킷임을 알리는 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 ATM 망에서 멀티미디어 지원을 위한 슬롯 할당 방법.
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