KR100341794B1

KR100341794B1 - 패킷전송방법, 패킷전송장치, 무선프레임 전송방법, 이동통신방법, 이동통신시스템 및 교환국

Info

Publication number: KR100341794B1
Application number: KR1019997004338A
Authority: KR
Inventors: 가와카미히로시; 다무라모토시; 사토다카아키
Original assignee: 다치카와 게이지; 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2002-06-26
Also published as: CN1245819C; WO1999014905A1; DE69839874D1; CA2269927A1; CN1239620A; CA2269927C; KR20000069002A; JP3621428B2; EP0961444A4; US20030156569A1; US6950423B2; EP0961444B1; EP0961444A1

Abstract

패킷송수신장치(21)가 접속을 설정할 때, 타이밍 제어장치(22)는 패킷이 균등하게 분산되도록 타이밍정보(Tf)를 생성한다. 타이밍 제어장치(22)는 패킷송수신장치(21)와 기지국(3)으로 타이밍정보(Tf)를 통지한다. 패킷송수신장치(21)는 타이밍정보(Tf)가 표시하는 프레임 옵셋값에 따라 패킷생성처리를 행한다. 따라서, 패킷다중장치(23)에는 패킷송신주기에서 패킷송신타이밍이 평균화된 패킷이 도착한다. 그 결과, 패킷다중송신의 대기시간을 감소시킬 수 있다. 따라서, 요구되는 서비스의 품질을 만족하면서, 전송링크(L1)를 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

패킷전송방법, 패킷전송장치, 무선프레임 전송방법, 이동통신방법, 이동통신시스템 및 교환국{PACKET TRANSMISSION METHOD, PACKET TRANSMISSION DEVICE, RADIO FRAME TRANSMISSION METHOD, MOBILE COMMUNICATION METHOD, MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, AND SWITCHING CENTER}

데이터 통신에서는, 다수의 접속으로부터의 데이터 패킷을 다수의 접속에 의해 공통적으로 사용되는 전송링크로 다중화하여 전송하기 위한 패킷전송방법이 알려져 있다. 종래의 패킷전송방법에 따른 제어는 다음과 같이 수행된다. 먼저, 전송링크가 공대역(vacant bandwidth)을 가지고 있는지를 결정하기 위한 탐지가 이루어진다. 다음으로, 공대역을 가지고 있다면 패킷이 바로 전송된다. 그러나, 접속된 다른 패킷의 전송때문에 전송링크가 공대역을 가지고 있지 않다면, 패킷전송은 전송링크가 비워질 때까지 대기상태에 들어가게 된다. 각 접속의 패킷 발생을 위한 패턴이 랜덤하고(random), 접속수가 충분히 크다면, 이러한 패킷전송방법에 의해서 다중전송 중에 패킷충돌의 확률이 평균화된다. 이 때문에, 충돌확률로 평균적인 값이 사용되며, 어느 정도의 여유를 제공할 수 있는 전송링크가 준비된다. 이러한 방식으로, 모든 접속에 대해 제공되는 최대 전송률(maximum rate)이 부여된 전송대역에 대해서 전송링크가 준비되지 않더라도, 지연의 증가와 같은 서비스의 질의 저하는 본질적으로 발생되지 않는다.

그러므로, 전송 서비스 제공자가 통계적인 다중송신의 효과를 예측하는 시설을 설계할 수 있기 때문에 비용의 절감을 가져올 수 있다. 다음의 두 가지 점이, 이러한 통계다중송신의 효과를 예측하는 시설설계에서의 전제조건이다.

(1) 대상으로 하는 서비스(target service)가 패킷다중송신부(packet multiplex transmitter)에서 잠시동안 대기하도록 되어 있을 지라도, 서비스의 질을 손상시키지 않을 정도로 지연조건은 비교적 완화되어야 한다.

(2) 패킷 다중 송신기로 공급되는 패킷의 교통(traffic) 특성은 평균적이며, 폭발적인 교통(bust traffic)은 발생하지 않아야 한다.

그러나, 데이터 통신에서는 엄격한 지연조건을 가지는 데이터 또는 주기적으로 발생되는 데이터가 때때로 전송된다.

지연조건이 엄격한 예로서는, 음성통신 또는 화상회의시스템에서의 화상데이터의 경우에서처럼, 전송데이터가 지연됨에 따라 사용자가 그대로 시간지연을 확인할 수 있는 경우를 들 수 있다.

주기적인 발원 특성(origin characteristics)을 가지는 데이터의 예로서, 고효율로 부호화된 데이터 전송을 들 수 있다. 이러한 부호화된 데이터를 전송하는 측에서는 사용자의 음성 또는 동화상정보를 압축에 의해서 고정 길이 또는 가변 길이의 데이터로 변환시킨다. 그 후, 전송된 데이터는 소정의 구간에서 주기적 또는 단속적으로 전송된다. 수신측에서는 수신된 코드 데이터에 기초하여 사용자의 음성 또는 동화상 정보를 연속적인 원래의 형태로 확장시킨다.

주기적인 발원 특성을 가지는 데이터의 다른 예로는, 무선 링크를 통한 통신이 있다. 무선 전송에서, 무선프레임(radio frame)은 무선 링크에서 주기적으로 구성되며, 데이터는 무선프레임으로 저장되고 전송된다. 이 경우에, 사용자로부터의 통신은 이러한 무선프레임 주기로써 수행된다. 그러므로, 무선 링크의 단말에서 데이터에 대한 송수신 타이밍은 무선프레임 주기에 의존하게 된다.

예를 들면, 일본에서의 디지털 이동통신에서 채용된 PDC 시스템에서, 무선프레임은 280bits의 용량을 가지는 6채널의 타임슬롯(time slot)과 결합하여 매 40msec 간격으로 형성된다. 슈퍼 무선프레임(super radio flame)은 무선프레임 18을 결합하여 형성된다. 이 슈퍼 무선프레임은 720msec의 주기를 가진다. 이 무선프레임 설계에서, 두 개의 타임슬롯이 V-SELP(Vector Sum Exited Liner Prediction) 음성 데이터 통신에서의 사용자 통신에 할당되며, 반면 하나의 타임슬롯이 PSI-CELP(Pith Synchronous Innovation CELP) 음성 데이터 통신에 할당된다. 그러므로, 이러한 사용자의 음성통신 데이터는 20msec 또는 40msec의 정수 타이밍에서 항상 발생된다.

전술한 예들의 경우에서처럼, 데이터는 엄격한 지연조건을 가지거나, 주기적으로 발생하는 곳에도 존재하게 된다. 특히, 저속전송로에서 다수의 데이터가 경합한다면, 송신지연 때문에 지연량은 심각하다. 이 때문에, 전술한 특성을 가지는 데이터 통신에서는, 앞서 언급한 통계다중송신의 효과를 예측하는 설계를 적용할 수가 없다.

이하에 제1예로서, 이동통신의 기지국과 교환국과의 사이에 ATM 셀 다중송신(ATM cell multiplex transmission)을 채용하고, 음성데이터와 같이 지연조건이 엄격한 주기적인 데이터를 전송하는 경우의 문제점을 설명한다.

일반적으로 이동통신시스템은, 광범위한 통신영역을 구축한다. 이 때문에, 이동통신시스템은, 일정면적의 영역에 대한 무선 엑세스를 담당하는 기지국을 서비스영역 내에 다수 배치한다. 이동통신시스템은, 이러한 기지국과 교환국을 전송링크로 접속하고, 각 기지국으로부터의 통신데이터를 집약하고 교환하는 구성을 가지고 있다. 이 기지국과 교환국 사이의 전송링크의 속도는, 기지국의 교통량에 의해 좌우된다. 그러나, 음성통신을 주로 하는 경우에, 전송링크의 속도는 1.5Mbps 정도의 저속도가 된다.

이 기지국과 교환국 사이의 전송링크에 때때로 ATM 셀 다중송신을 적용한다. 이 경우에, ATM 셀 다중송신부에서의 ATM 셀 다중송신 대기지연은, 고정망(fixed network)에서의 그것에 비해서 서비스의 품질에 주는 영향이 크다. 그 이유는, 이하와 같다. 우선, 고정망에서의 ATM 전송은 155Mbps를 기본으로 하고 있다. 이 때문에 ATM 셀 다중송신부에서 1개의 ATM 셀의 송신지연시간은 0.0027ms 정도이다. 이에 대해 1.5Mbps의 회선에서 같은 1개의 ATM 셀의 송신을 행하는 경우에, 지연시간은 0.27ms정도가 된다. 즉, 이동통신에서는 다중전송링크가 저속인 것에 기인하여, 고정망의 약100배정도의 지연량이 서비스에 생기게 된다. N개의 ATM셀이 ATM 셀 다중송신부에서 경합한 경우에는, 또한 N배의 대기시간이 필요하게 되고 지연은 보다 심각한 문제가 된다.

따라서, 기지국과 교환국과의 사이에 설치된 저속도의 전송링크에서 ATM 셀 다중송신을 적용하여, 지연조건이 엄격한 데이터를 소정의 품질로 다중화하여 전송하는 경우에는, 다중전송로 전체의 대역에 여유가 있더라도 관계없이, 입력 접속의 수를 제한하는 등의 대책이 필요하다. 이 결과, 통계다중송신의 효과가 충분히 활용될 수 없다는 문제가 있다.

상기 예는, ATM 셀 단위로 데이터를 다중송신하는 경우를 채용한 것이었다. 이에 대해서, 저 전송률의 데이터를 효율적으로 전송하는 방식이 알려져 있다. 이 방식에서는, 다수 접속을 하나의 ATM 셀에 탑재하는 AAL Type2 CPS 패킷을 하나의 ATM 가상채널(virtual channel: VC)로 다중 송신한다. 그러나, 이 AAL Type2 CPS 패킷을 ATM의 하나의 VC로 다중 송신하는 경우에도 전술한 예에서와 유사한 문제가 발생한다.

다음으로 제2예로서, 무선 링크의 단말에 데이터의 폭발적 도착(burst arrival) 문제를 설명하도록 한다.

이동국과 기지국과의 사이가 무선링크로 접속되고, 이러한 사이에 ATM 다중전송이 행해지는 경우에, 복수의 이동국으로부터 기지국으로 데이터를 전송하는 것으로 한다. 이 경우, 기지국에서의 데이터의 수신 타이밍은, 이동국과 기지국 사이의 무선프레임송신 타이밍에 의존한다. 따라서, 통신 중에 다수의 이동국이 사용하는 각 접속의 각 무선프레임이 같은 타이밍에서 동기 관리되고 있는 경우에는, 기지국은 모든 이동국으로부터의 데이터를 같은 타이밍에서 폭발적으로 수신하게 된다. 그러면, 기지국의 ATM 다중송신부에도 동일한 타이밍에서 폭발적으로 ATM 셀이 도착하게 되어, 제1예에서 설명한 대기지연이 증가한다. 이 때문에, 품질을 만족하면서, 다중송신하기 위해서는, 다중전송로 전체의 대역에 여유가 있더라도 관계없이, 입력 접속수를 제한하는 등의 대책이 필요하다. 이 결과, 통계다중송신의 효과를 충분히 활용할 수 없다는 문제가 발생한다.

본 발명은 다수의 접속(connection)으로 구성된 패킷을 다수의 접속이 공통적으로 사용하는 전송링크로 다중화하여 송신(multiplex)하는 데 적합한 패킷전송방법, 패킷전송장치, 무선프레임 전송방법, 이동통신방법, 이동통신시스템 및 교환국에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에서의 이동통신시스템의 블록도,

도 2는 도 1에 도시한 실시예에서의 전송링크 L1, L2에서 사용되는 프레임 구성의 일 예를 도시한 도면,

도 3은 도 1에 도시한 실시예에서의 타이밍 제어장치의 구성예를 도시한 블록도,

도 4는 도 1에 도시한 실시예에서의 물리적인 무선프레임을 도시한 도면,

도 5는 도 1에 도시한 실시예에서의 송신전력제어의 일 예를 도시한 도면,

도 6은 도 1에 도시한 실시예에서의 물리적 무선프레임과 각 접속 마다의 논리적 무선프레임과의 관계의 일 예를 도시하는 타이밍도이고,

도 7은 도 1에 도시한 실시예에서의 다수 접속을 수용가능한 TDM(Time Division Multiplex) 구성을 도시한 무선프레임의 일 예를 도시한 도면,

도 8은 도 1에 도시한 실시예에서의 순방향처리(forward procedure)의 내용을 도시한 처리흐름도,

도 9는 도 1에 도시한 실시예에서의 역방향처리(reverse procedure)처리내용을 도시한 처리흐름도,

도 10은 도 1에 도시한 실시예에서의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면,

도 11은 도 1에 도시한 실시예에서의 패킷의 평균다중송신 대기시간(average multiplex transmission waiting time)의 일 예를 도시한 도면, 그리고

도 12는 변형예에서, AAL Type2 CPS 패킷을 ATM 셀에서 다중으로 송신하는 경우의 처리흐름을 도시한 개념도이다.

본 발명은, 전술한 상황에서 이루어진 것이며, 종래의 통계다중의 효과를 가진 설비의 설계상의 곤란성을 해결하기 위해서, 지연조건이 엄격한 전송 서비스 또는 데이터의 생성에 주기성을 가진 전송서비스에도 효율적으로 설비설계가 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 다수의 접속으로부터의 각 패킷을 하나씩 전송링크로 다중화하여 전송하는 패킷전송방법에 있어서, 상기 패킷의 전송에 앞서서 새로운 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 단계와, 상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 새로운 접속의 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷전송방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 다수의 접속으로부터의 각 패킷을 하나씩 전송링크로 다중화하여 전송하는 패킷전송장치에 있어서, 상기 패킷의 전송에 앞서서 새로운 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 타이밍제어수단과, 상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 새로운 접속의 패킷을 전송하는 전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷전송장치를 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 다수의 접속으로부터의 각 데이터프레임을 다수의 타임슬롯으로 구성된 무선프레임을 사용하여 전송하는 무선프레임전송방법에 있어서, 상기 접속을 설정할 때, 상기 각 데이터프레임의 헤더위치가, 상기 무선프레임을 구성하는 복수의 타임슬롯으로 분산하여 할당될 수 있도록 상기 데이터프레임의 데이터처리타이밍을 설정하는 단계와, 상기 데이터처리타이밍에 따라 생성된 상기 무선프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선프레임전송방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 다수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해 접속된 기지국과, 상기 기지국과 전송링크를 통해 접속된 교환국을 구비하며, 다수의 타임슬롯으로 구성된 순방향 무선프레임을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 이동국으로 순방향 데이터프레임을 전송하는 이동통신방법에 있어서, 상기 교환국과 상기 이동국 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍에 분산하여 할당되는 접속의 수가 평균화하도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 단계, 상기 교환국 상기 기지국 사이에서, 상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 접속패킷을 전송하는 단계, 상기 패킷처리타이밍에 기초하여서, 상기 각 접속으로부터의 순방향 데이터프레임의 헤더위치가 상기 무선프레임을 구성하는 각 타임슬롯에 분산하여 할당되도록 상기 순방향 데이터프레임의 처리타이밍을 설정하는 단계, 및 상기 데이터처리타이밍에 따라 생성된 상기 순방향 무선프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신방법을 제공한다.

또한 바람직하기로는, 상기 기지국은 상기 순방향 무선프레임의 송신에 앞서서 상기 데이터 처리타이밍을 상기 이동국으로 통지하고, 상기 이동국은 통지된 상기 데이터 처리타이밍에 기초하여서 상기 순방향 무선프레임으로부터 상기 순방향 데이터프레임의 헤더위치를 검지하며, 상기 이동국은 상기 순방향 데이터프레임의 수신타이밍에 기초하여서, 역방향 데이터 프레임의 개시위치를 설정하는 역방향 무선프레임을 상기 기지국으로 전송하는 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해 접속된 기지국과, 상기 기지국과 전송링크를 통해 접속된 교환국을 포함하며, 다수의 타임슬롯으로 구성된 순방향 무선프레임을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 이동국으로 순방향 데이터프레임을 전송하는 이동통신시스템에 있어서, 상기 교환국과 상기 이동국의 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍에 분산하여 할당되는 접속의 수를 평균화하도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 패킷타이밍제어수단, 상기 교환국과 상기 기지국의 사이에서 상기 패킷처리타이밍에 따라 상기 접속의 패킷을 전송하는 전송수단, 상기 패킷처리타이밍에 기초하여, 상기 각 접속으로부터의 순방향 데이터프레임의 헤더위치가 상기 무선프레임을 구성하는 복수의 타임슬롯에 분산하여 할당되도록 상기 순방향 데이터프레임의 데이터 처리 타이밍을 설정하는 무선프레임 타이밍제어수단, 및 상기 처리타이밍에 따라 생성된 상기 순방향 무선프레임을 전송하는 무선프레임 전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 다수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해서 접속된 기지국을 포함하는 이동통신시스템에 사용되며, 상기 기지국과의 사이에서 패킷전송을 행하는 교환국에 있어서, 상기 교환국과 상기 이동국의 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 새로운 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 패킷타이밍 제어수단과, 상기 교환국과 상기 기지국의 사이에서, 상기 패킷처리타이밍에 따라 상기 접속의 패킷을 전송하는 패킷전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 교환국을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예로서, 이동통신시스템에서 ATM 전송을 이용한 경우를 일 예로서 설명하도록 한다.

1. 실시예의 구성

도 1은, 본원 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신시스템의 블록도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 이동통신시스템은, 중계망 고정전화망 등의 통신망(1), 통신망(1)과의 사이에서 교환을 행하는 교환국(2), 다수의 셀을 관리하는 기지국(3), 교환국(2)과 기지국(3) 사이에서 패킷통신을 행하기 위한 전송링크(L1, L2), 기지국(3)과 통신을 행하는 다수의 이동국(41, 42...)등으로 개략구성된다. 전송링크(L1, L2)에는 프레임 릴레이(frame relay) 전송방식 등의 각종의 방식을 적용하는 것이 가능하다. 이 실시예에서 전송링크(L1, L2)는 ATM 전송방식을 사용하여 패킷에 수납된 데이터를 전송한다. 전송링크(L1)는 순방향 전송로(forward transmission path)이며, 교환국(2)으로부터 기지국(3)으로의 데이터 전송에 사용된다. 한편, 전송링크(L2)는 역방향 전송로(reverse transmission path)이며, 기지국(3)으로부터 교환국(2)으로의 데이터 전송에 사용된다. 여기에, 도 2에는 전송링크(L1, L2)에서 사용되는 패킷송신주기의 일 예가 도시되었다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 패킷송신주기는 예를 들면, 16 단위로 분할된 타이밍으로 구성된다.

다음으로 교환국(2)은 이하와 같이 구성된다. '21'은 송수신처리를 행하는 패킷 송수신장치이다. 패킷 송수신장치(21)는 통신망(1)이나 각 이동국(41, 42..)으로부터 접속설정요구가 있다면, 접속을 설정한다. 또한, 패킷 송수신장치(21)는 통신망(1)으로부터 수신한 데이터에 패킷생성처리를 행하여 후술하는 소정의 타이밍에서 패킷을 생성한다.

또한, '22'는 패킷 송수신장치(21)와 접속된 타이밍 제어장치이다. 타이밍 제어장치(22)는 패킷 송수신장치(21)가 접속을 설정할 때, 패킷 송수신장치(21)와 기지국(3)으로 타이밍 정보(timing information: Tf)를 통지한다. 타이밍 정보(Tf)는 패킷송신주기(packet transmission period)를 어떤 자연수로 분할한 타이밍을 표시한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 패킷 송신주기를 16으로 분할하면, 도면 중 0-15의 수치가 타이밍 정보(Tf)이다. 이 예에서는 패킷 송신주기를 분할한 각 타이밍을 프레임 옵셋값(frame offset value)이라고 한다.

타이밍 제어장치(22)는, 패킷이 균등하게 분산되도록 타이밍 정보(Tf)를 생성한다. 여기에서는 그 구체적인 예로서, 2가지 형태를 설명한다. 우선, 제1형태는 접속설정요구 순서대로 타이밍 정보(Tf)를 랜덤하게 발생하는 방법이다. 이 방법을 채용할 경우에, 패킷송신주기를 N분할(N은 2 이상의 자연수)하면, 타이밍 제어장치(22)는 접속설정요구 순서대로 0 -> 1 -> 2 -> … -> N-1로 한 프레임 옵셋값을 타이밍 정보(T1)으로 설정한다. 그래서, N + 1번째의 접속설정요구가 있을 때, 재차 프레임 옵셋값을 '0'으로 복귀시키고, '0'부터 N-1의 값을 순회하도록 타이밍정보(Tf)를 설정한다.> 1 -> 2 -> … -> N-1로 한 프레임 옵셋값을 타이밍 정보(T1)으로 설정한다. 그래서, N + 1번째의 접속설정요구가 있을 때, 재차 프레임 옵셋값을 '0'으로 복귀시키고, '0'부터 N-1의 값을 순회하도록 타이밍정보(Tf)를 설정한다.

다음으로, 제2형태는, 프레임 옵셋값마다에서 통신중의 접속수를 검지하고, 새로운 접속설정요구가 있으면, 최소 접속수의 프레임 옵셋값을 타이밍정보(Tf)로서 할당하는 것이다. 이 방법을 사용한 경우의 타이밍 제어장치(22)의 구성예를 도3에 도시한다. 이 예의 타이밍 제어장치(2)는 장치 전체를 제어하고, CPU등으로 구성된 제어부(221)와, 제어부(221)에 접속된 타이밍 정보테이블(222) 및 할당수 테이블(partition number table: 223)로 구성된다.

타이밍 정보 테이블(222)은 램(random access memory: RAM)등으로 구성된다. 이 타이밍 정보테이블(222)에는 통신중의 각 접속을 식별하는 식별번호와 관련된 타이밍 정보(Tf)가 저장된다. 제어부(221)은 접속설정요구 통지를 수신하면, 타이밍 정보(Tf)를 식별번호와 대응시켜서 타이밍 정보 테이블(222)에 기입한다. 따라서, 통신종료시에 타이밍정보 테이블(222)을 참조하면, 어떤 타이밍 정보(Tf)를 사용하여 통신하고자 하는 가를 확인할 수 있다.

다음으로, 할당수 테이블(223)은 램 등으로 구성되며, 이 할당수 테이블에는타이밍 정보(Tf)의 각각의 프레임 옵셋값에 대해 현재 할당된 접속수(할당수)가 저장된다.

이상의 구성에 의해서, 제어부(221)는 새로운 접속설정요구통지를 수신하면, 할당수 테이블(223)에 엑세스하여서 할당수가 최소인 프레임 옵셋값을 타이밍정보(Tf)로서 설정한다. 그 후, 제어부(221)는 타이밍정보(Tf)를 요구가 있었던, 예를 들면 이동국 전화번호등의 접속식별번호와 대응시켜서, 이 타이밍정보(Tf)를 타이밍정보 테이블(222)에 기입하는 것과 함께, 이 타이밍정보(Tf)에 대응하는 할당수 테이블(223)의 할당수를 하나씩 증가시키도록 갱신한다. 그 후, 제어부(221)는 통신이 종료한 식별번호와 타이밍정보(Tf)를 타이밍정보 테이블(222)로부터 삭제한다. 또한 접속설정요구통지와 통신종료통지는 패킷 송수신장치(21)에 의해 생성되고 타이밍 제어장치(22)로 보내진다.

이러한 방법으로, 타이밍제어장치(22)는 시시각각 변화하는 통신의 상황에 따라서, 최소의 할당수를 가지는 프레임 옵셋값을 타이밍정보(Tf)로서 생성할 수 있다. 패킷 송수신장치(21)는 각각의 접속마다에 통지되는 타이밍정보(Tf)에 기초하여서 그 프레임 옵셋값이 지시하는 타이밍에서 전송처리를 수행한다. 이와 함께, 고효율부호화음성이나 비음성정보등의 데이터를 생성하고 이 생성된 데이터를 패킷화하는 패킷생성처리 역시, 송신타이밍에 부합되고 그래서 지연시간이 최소로 되는 타이밍에서 수행한다.

다음으로, 도 1에 도시한 '23'은 패킷다중장치(packet multiplexingapparatus)로서, 패킷송수신장치(21)로부터 패킷을 다중으로 하여 전송링크(L1)으로 출력한다. 이 경우 가령 패킷다중송신장치(23)에 패킷들이 일제히 도착하게되면, 전송링크(L1)의 전송속도는 일정하므로, 송신대기 때문에 장시간을 요구하게 된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 패킷송수신장치(21)는 타이밍정보(Tf)에 기초하여 송수신처리를 행하므로 패킷송신주기에서 패킷송신타이밍이 평균화된다. 따라서, 패킷다중송신 중의 지연을 감소시키고, 요구되는 서비스 품질을 만족하면서 전송로 사용효율을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로 '24'는 패킷분리장치(packet isolation apparatus)이다. 패킷분리장치(24)는, 기지국(3)으로부터 전송링크(L2)를 통해서 송신되는 다중화된 패킷을 각각의 접속마다로 분리하고, 그것을 패킷송수신장치(21)로 송신한다. 다음으로 기지국(3)은 이하와 같이 구성된다. '31'은 패킷분리장치로서 교환국(2)으로부터 송신된 패킷을 각각의 접속마다로 분리한다. '32'는 송수신장치로서, 각 이동국(41, 42,…)과의 사이에서 통신한다. 이 송수신장치(32)에는 전술한 타이밍제어장치(22)로부터 타이밍정보(Tf)가 통지된다. 타이밍정보(Tf)는 송수신장치(32)의 내부에 설치된 기억부에 접속이 확립되어 있는 기간동안 기억된다. '33'은 패킷다중장치로서 송수신장치(33)으로부터 송신된 각 패킷을 다중화하여 전송링크(L2)로 출력한다.

전술한 구성에 따르면, 교환국(2)으로부터 송신된 패킷이 패킷분리장치(31)에 의해 각각의 접속에 대응하여 분리되면, 송수신장치(32)는 분리된 패킷을 무선프레임으로 변환한다. 그후, 송수신장치(32)는 접속설정시에 통지된 타이밍정보(Tf)에 기초하여서, 그것이 도시한 프레임 옵셋값에 부합되는 타이밍에서 각 이동국(41, 42, …)으로 무선프레임을 송출한다.

도 4는, 기지국(3)으로부터 이동국(41, 42, …)으로 송출된 무선프레임의 물리적 구성을 도시하는 도면이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 무선 구간의 물리무선프레임은 16개의 타임슬롯으로 분할되어 있다. 기지국(3)은 음성등의 사용자 데이터의 헤더(header)를 이 16개의 분할된 타임슬롯에 균일하게 할당할 수 있다. 그래서, 이동국(41, 42, …)은 무선프레임 중에서 평균화된 타이밍에서, 사용자 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 이동국(41, 42, …)은 사용자 데이터의 수신 타이밍에 따라서 역방향 무선프레임(reverse radio frame)을 송신한다. 여기에서 얻은 무선채널의 비트 열(bit array)은 16개의 타임슬롯으로 분할된다. 이 경우, 타임슬롯의 개시는, 각 타임슬롯의 헤더에 삽입된 파일럿 신호비트(pilot signal bit)를 인식하는 것에 의해 검지된다.

그런데, 이 실시예의 이동통신에서는, CDMA무선방식을 채용하고 있다. 이 CDMA무선방식에서, 각 무선채널에 대해서 광대역폭 고주파의 확산신호 및 특정코드패턴을 다중화함으로써, 사용자 정보는 확산되어 수신측으로 전송되고, 수신측에서는 특정코드패턴을 사용하여 소망하는 무선채널의 비트 열을 얻는다. 일반적으로, 기지국으로부터 이동국까지의 거리에 따라서, 수신 레벨의 차이가 발생된다. CDMA무선방식에서는, 수신레벨의 차이가 통신품질 및 통신량을 열악하게 한다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 레벨 변동에 따르는 정밀도가 높은 송신전력제어를 행할 필요가 있다. CDMA무선방식에서는, 순시변동에 따른 송신전력제어를 행하기 위해서, 송신전력제어를 행하는 단위로서 타임슬롯구성을 취하는 것이 보통이다.

여기서, 송신전력제어를 행하는 것을 목적으로 한 타임슬롯의 구성과 전술한 사용자 데이터를 전송하는 것을 목적으로 하는 타임슬롯의 구성은, 목적이 서로 다르므로, 반드시 일치시킬 필요는 없다. 그러나, 만약 양자를 독립하여 구성한다면, 별개의 타임슬롯을 검지할 필요가 있고, 또한 타이밍 제어가 복잡하게 된다. 그러므로, 본 실시예에서는 양자의 타임슬롯구성을 일치시키고 있다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같으며, 각 타임슬롯마다 송신전력제어 비트가 삽입된다. 이 예에서는, 0.625msec 단위로 송신전력을 증감시키는 것이 가능하게 된다. 도 5는 타임슬롯 단위로 행하는 송신전력제어의 일 예를 도시한 것이다.

그러므로, 각 타임슬롯의 단위는, CDMA무선방식의 송신전력제어단위와 대응시킨다. 이 때문에, 이 예에서는 새로운 복잡한 슬롯구성을 무선프레임에 추가할 필요가 없다. 또한, 각 접속에 논리적으로 구성된 논리 무선프레임(데이터 프레임)의 헤더위치는 지정된 프레임 옵셋값만큼 이동된(shift) 슬롯으로 설정된다. 그 결과, 기지국(3)의 송수신장치(32)는 물리 무선프레임의 송신타이밍을 변화시키지 않고, 접속에 대해서, 송신타이밍을 설정할 수 있다. 여기서, 타이밍정보(Tf)의 도시한 프레임 옵셋값은 전술한 바와 같이 패킷송신주기 중에서 할당수가 평균화되도록 설정된다. 따라서 기지국(3)과 각 이동국(41, 42, …)의 사이에서 행해지는 무선프레임 전송에서, 각 접속의 각 논리무선프레임의 헤더위치는 복수의 접속에서 공통적으로 사용하는 물리 무선프레임의 각 타임슬롯에 균등하게 할당되는 것이다.

예를 들어, 접속 1의 프레임 옵셋값이 '0'이고, 접속 2의 프레임 옵셋값이 '4'이고, 접속 3의 프레임 옵셋값이 '8'이며, 접속 4의 프레임 옵셋값이 '12'라고하면, 무선프레임의 물리적 구성과 각 접속마다의 무선프레임의 논리적 구성은, 도 6에 도시한 것과 같이 된다. 도 6(a)는 물리 무선프레임을 도시한 것이며, 도 6(b) 내지 도 6(e)는 논리 무선프레임을 도시한 것이다.

물리 무선프레임의 송신타이밍에 관계없이, 접속에 대응하는 논리 무선프레임 타이밍을 설정하도록 하여도 좋다. 이 경우, 슬롯 내에 다수의 접속을 수용할 수 있다. 예를 들면, 4개의 접속을 하나의 타임슬롯에 수용하는 경우, 무선프레임과 타임슬롯의 관계는 도 7에 도시한 바와 같이 된다. 그러므로, 다수 접속을 수용할 수 있는 TDM구성을 가진 무선프레임의 경우에도, 송신 타이밍 설정시의 무선 리소스(radio resource)의 분할 손실에 의한 용량저하, 또는 복잡한 리소스 관리를 행하지 않고 통신을 행할 수 있다.

다음으로, 각 이동국(41, 42, …)의 내부에는 기억부(M)가 각각 설치된다. 각 이동국(41, 42, …)에는 접속설정 시에 기지국(3)에서 논리 무선프레임의 타이밍을 조정하기 위해서 할당된 타이밍정보(Tf)가 통지되도록 된다. 통지된 타이밍정보(Tf)는 각 이동국(41, 42, …)의 기억부(M)에 각각 기입되어, 접속이 확립된 기간 중에는 기억이 유지되고, 통신종료 시에 클리어되도록 한다. 그래서 기지국(2)으로부터 송신된 무선프레임을 각 이동국(41, 42, …)이 수신하면, 각 이동국(41, 42, …)은 기억부(M)로부터 판독한 타이밍정보(Tf)를 참조하여 프레임 옵셋값을 검지한다. 이것에 의해, 각 이동국(41, 42, …)은 물리 무선프레임에 대해서, 당해 접속에 대응하는 논리 무선프레임의 헤더위치를 판별하는 것이 가능하다.

논리 무선프레임을 수신한 각 이동국(41, 42, …)은 논리 무선프레임을 수신한 타이밍에 따라서 기지국(3)으로의 무선프레임을 송신한다. 무선프레임을 수신한 기지국(3)은 송수신장치(32)에서, 변조 및 복조 등의 처리를 행한 후, 무선프레임을 패킷화하여 패킷다중장치(33)로 출력한다. 패킷다중장치(33)는 복수 접속의 패킷을 다중탑재하여 전송링크(L2)를 통하여 교환국으로 전송한다.

이러한 처리에 의해서, 각 이동국(41, 42, …)으로부터 기지국(3)의 패킷다중장치(33)에 도착하는 패킷타이밍은, 순방향 기지국(forward base station: 3)에서 논리 무선프레임 송신타이밍 즉, 기지국(3)으로부터 각 이동국(41, 42, …)으로의 송신타이밍에 따르게 된다. 여기서 순방향 기지국(3)에서 논리 무선프레임 송신타이밍은, 타이밍정보(Tf)에 의해서 할당수가 평균화되도록 분산되므로, 역방향 기지국(reverse base station: 2)에서 패킷다중장치(33)에서 패킷입력타이밍도 평균화된다. 따라서, 기지국(3)에서 순방향 논리 무선프레임(forward logical radio frame) 타이밍을 평균화하여 역방향 기지국(3)으로부터 교환국(2)으로의 전송링크(L2)의 사용효율을 향상시킬 수 있다.

2. 실시 형태의 동작

이하, 도면을 참조하면서 본 실시형태의 동작을 설명한다.

2-1. 순방향 경로의 처리(operation of forward path)

우선, 교환국(2)으로부터, 이동국으로의 순방향 경로의 처리에 대해서 설명하도록 한다. 도 8은 순방향 경로의 처리 내용을 도시한 흐름도이다.

도면에서, 접속설정요구가 있으면, 타이밍제어장치(22)는 이것을 검지하여서(스텝 1), 타이밍정보(Tf)를 생성한다(스텝 2). 이 경우, 타이밍 제어장치(21)의 제어부(221)는 할당수 테이블(223)을 검색하여서 할당수가 최소의 프레임 옵셋값을 타이밍정보(Tf)로서 생성한다. 예를 들면, 프레임 옵셋값 1 내지 15에 대응하는 할당수X1 내지 X15가 모두 '10'이상이고, 프레임 옵셋값 0에 대응하는 할당수 X0가 '9'이라면, 프레임 옵셋값 0을 표시하는 타이밍정보(Tf)가 생성된다.

생성된 타이밍정보(Tf)는, 교환국(2)의 패킷송수신장치(21)와 기지국(3)의 송수신장치(32)로 통지되며(스텝 S3), 접속과 연계하여 기억된다. 또한 송수신장치(32)로부터 이동국(41)으로 무선프레임의 제어 채널을 통해서 타이밍정보(Tf)가 송신되면, 이동국(41)은 수신한 타이밍정보(Tf)를 기억부(M)에 기억한다. 이것에 의해 각 노드는 접속에 대응하는 타이밍정보(Tf)를 취득하므로, 당해 타이밍정보(Tf)가 나타나는 프레임 옵셋값에 따라서 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 타이밍정보(Tf)가 지정하는 프레임 옵셋값에 따라서 패킷 송수신장치(21)가 패킷 생성처리를 행하면, 패킷 다중장치(23)는 각 접속으로부터의 패킷을 다중탑재하여서 전송링크(L1)로 송출한다(스텝 5). 전술한 바와 같이, 타이밍정보(Tf)에는 할당수가 최소인 프레임 옵셋값이 설정되므로, 패킷의 생성타이밍은 패킷 송신주기 동안에 평균화된다. 따라서, 송신대기시간을 억제할 수 있으므로, 지연조건이 엄격한 데이터나 주기적으로 생성하는 데이터에서도 전송용량이 비교적 적은 전송링크(L1)를 사용하여 전송하는 것이 가능하다.

다음으로, 전송링크(L1)을 통해서 송신된 데이터를 기지국(3)이 수신하면, 다중화된 패킷이 패킷분리장치에 의해서 분리된다(스텝 S6). 그 후,송수신장치(32)는 분리된 패킷을 무선프레임으로 변환한다. 이때, 송수신장치(32)는 스텝 S3에서 통지된 타이밍정보(Tf)가 표시하는 프레임 옵셋값만큼 이동한 슬롯에 대해 논리 무선프레임의 선두 위치를 설정한다. 예를 들면, 프레임 옵셋값이 '0'이라면, 이동국(41)과의 사이의 논리 무선프레임은 도 6(b)에 도시한 것으로 된다.

이렇게 구성된 무선프레임이 이동국(41)으로 송신되면(스텝 S7), 이동국(41)은 기억부(M)에서 기억하고 있는 타이밍정보(Tf)를 판독하여, 그 프레임 옵셋값에 따라서 논리 무선프레임이 개시할 슬롯위치를 검지한다. 그래서, 이동국(41)은 검지한 논리 무선프레임의 개시위치에 기초하여서 수신처리를 행하는 데이터를 취득한다(스텝 S8). 또한 이 수신처리에는, CDMA 무선 방식에 의한 송신전력제어비트를 수신하여, 송신전력을 설정하는 처리가 포함된다.

2-2. 역방향 처리(reverse process)

다음으로 이동국(41)로부터 교환국(2)로의 역방향 경로의 처리에 대해서 설명한다. 도 9는 역방향 처리의 내용을 도시한 흐름도이다.

도면에서, 이동국(41)은, 전술한 스텝 S8에서 수신한 논리 무선프레임의 타이밍에 따라서 기지국(3)으로 무선프레임을 송신한다(스텝 S10). 다음으로 기지국(3)의 송수신장치(32)는 무선프레임을 패킷화하여 패킷다중장치(33)로 출력한다(스텝 11). 이 경우, 패킷다중장치(33)에 도착한 패킷의 타이밍은, 기지국(3)이 수신한 논리무선프레임의 타이밍에 의존한다. 따라서 다수의 패킷이 경합하는 것은 아니다.

그 후, 다수의 패킷이 패킷다중장치(32)에 의해서 다중화되고(스텝 S12), 전송링크(L2)를 통해서 교환국(2)으로 전송된다(스텝 S13). 다음으로 다중화된 패킷이 전송링크(L2)를 통해서 교환국(2)으로 들어오면, 패킷분리장치(24)는 각 접속마다에서 패킷을 분리한다(스텝 S14). 그 후, 패킷송수신장치(21)는 패킷화된 데이터에 소정의 변환처리를 행하여 통신망(1)으로 송신한다.

이러한 방법으로, 역방향 처리에서는 이동국(41)의 논리 무선프레임의 수신 타이밍에 따라, 역방향 논리 무선프레임의 타이임이 조정된다. 그래서, 이에 따라 패킷다중장치(33)에 있는 패킷 입력타이밍도 평균화된다. 그렇지만, 역방향처리에서도 송수신장치(32) 및 패킷 송수신장치(21)로 타이밍정보를 통지하는 것에 의해서 의식적으로 타이밍을 평균화하여도 좋다. 따라서, 기지국(3)에서 순방향 논리 무선프레임타이밍을 평균화하는 것에 의해서 역방향기지국(3)으로부터 교환국(2)으로의 전송링크(L2)의 사용효율을 향상시키는 것이 가능하다.

3. 시뮬레이션의 결과

다음으로, 본 발명의 발명자는 전술한 이동통신시스템의 효과를 확인하기 위해서 컴퓨터 시뮬레이션을 행하였다. 이 시뮬레이션에서는, ATM 셀에 다수의 접속으로 된 패킷을 다중송신하는 것이 가능한 ATM 전송방법(AAL Type2)에서 전송속도 1.5Mbps, 패킷길이를 15옥텟(octet) 고정, 패킷송신주기를 10msec, 패킷발생확률을 50%로 하였다. 그래서, 통신 접속의 송신 타이밍을 패킷송신주기에서 1 내지 16 분할하여 주기적으로 할당한 경우와, 패킷주기 중에서 랜덤한 타이밍에서 송신한 경우를 비교하였다.

도 10은 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 이 도면에서 세로축은 패킷 폐기율(packet discard rate) 1×10^-4을 만족하는 최대의 입력 접속수이며, 가로축은 패킷다중장치(23)에 있는 다중송신 대기허용시간이다. 이 시뮬레이션 결과에 의하면, 각 패킷의 송신 타이밍이 패킷 송신주기에서 동일한 경우(1 window), 다중송신 대기허용지연이 12msec 정도 보다 충분한 크거나 같지 않다면, 전송로에 충분한 접속수를 수용할 수 없다.

한편, 패킷송신타이밍을 패킷송신주기를 8분할(8 window) 또는 16분할(16 window)하여 평균적으로 접속을 할당한 경우에는, 다중송신대기시간이 3 내지 5msec 정도에서 충분한 수의 접속을 수용할 수 있다.

도 11은, 패킷다중장치(23)으로의 입력접속수를 200으로 하고, 다중송신대기허용시간을 무한대로 한 경우의 패킷의 평균다중송신대기시간을 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다. 이 시뮬레이션 결과에 의하면, 패킷송신주기의 분할 수가 크게됨으로써, 다중송신대기시간을 대폭 줄일 수 있게 됨이 분명하여졌다. 특히, 분할 수를 16으로 설정하면 패킷송신타이밍이 랜덤한 경우와 대략 동등한 대기시간으로 송신 가능하다. 이러한 결과로부터 이동통신시스템이 실시간처리를 요구하는 서비스의 통신에서 효과적임을 확인할 수 있다.

4. 결론

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 패킷송신타이밍 주기에서 송신 타이밍을 N개의 타이밍으로 분할하였다. 또한 패킷 다중장치(23)으로 도착하는 패킷이 평균한하도록 접속설정시에 N분할된 타이밍의 선택을 행하도록 하였다. 그러므로, 지연조건이 엄격한 데이터 생성에 주기성을 가지는 데이터 전송에서 다수 접속 사이의 데이터의 폭발적 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 통계다중의 효과를 발휘시키는 것이 가능하다. 이것에 의해 요구품질을 만족하면서도, 효율적으로 전송링크를 사용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 각 이동국(41, 42, …)과 기지국(3)과의 사이에서 접속 각각에 대한 논리 무선프레임 타이밍 각각을 기지국(3)에 대한 물리 무선프레임 송신 타이밍과 독립적으로 설정한다면, TDM 구성을 가지는 무선프레임에서도 무선용량 리소스를 타이밍 각각에 대해 할당하지 않고 무선프레임 송신 타이밍을 평균화하는 것이 가능하다. 또한, 이동통신시스템이 기지국(3)에 있는 역방향 패킷다중장치(23)에서도, 패킷도착타이밍이 평균화된다. 따라서, 적은 지연시간으로 높은 전송로 사용효율을 얻는 것이 가능하며, 효율적인 설비설계가 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에서는 다수의 접속에서 데이터가 발생하는 타이밍이 분산되므로, 교환국(2) 및 기지국(3)에서, 다수의 접속을 집약처리하는 장치의 부하가 경감된다. 다수의 접속을 집약 처리하는 장치로는, 예를 들면, 교환국(2)에 배치되는 고속스위치나 핸드오버를 제어하는 핸드오버 제어장치(hand over control apparatus)가 있다.

5. 변형 실시예

이상 본 발명에 관련된 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 이하에 설명할 다양한 변형이 가능하다.

(1) 전술한 실시예에서, 교환국(2)의 패킷송수신장치(22)에 설정된 타이밍정보(Tf)와 기지국(3)의 송수신장치(32)에 설정된 타이밍정보(Tf)는 반드시 동일값을 사용할 필요가 없으며, 이들 사이에 일정의 관계가 있으면 좋다. 예를 들면, 교환국(2)과 기지국(3)과의 사이의 전송지연, 각종 장치의 처리지연, ATM 셀의 불안정 시간(fluctuation time)등을 고려하여, 송수신장치(32)에 설정된 타이밍정보(Tf)를 패킷송수신장치(22)에 설정되는 타이밍정보(Tf)와 어긋나도록(shift) 하여도 좋다. 이 경우에는 각종의 지연시간을 고려하여 프레임 옵셋값을 설정할 수 있으므로 여분인 지연시간을 경감하는 것이 가능하다.

(2) 또한, 전술한 실시예에서, 교환국(2)의 타이밍 제어장치(22)로부터 기지국(3)의 송수신장치(22)로의 타이밍정보(Tf)를 통지하였지만, 이 경우 타이밍정보(Tf)는 전송링크(L1)의 제어채널을 사용하여 전송하여도 좋고, 또한 교환국(2)과 기지국(3)을 접속하는 제어선(도시 생략)을 사용하여 전송하여도 좋다.

(3) 또한 전술한 실시예에서, 타이밍제어장치(22)는 교환국(2)의 내부에 설치하였지만, 본발명은 이에 한정되지 않으며, 이동통신시스템의 어디에 설치하도록 좋다. 예를 들면, 기지국(3)의 내부에 설치하여도 좋다. 요컨데, 접속 설정시에 타이밍정보(Tf)를 생성하고 이것을 교환국(2)의 패킷송수신장치(21)과 기지국(3)의 송수신장치(32)에 통지할 수 있다면, 그 배치 장소는 제한되지 않는다.

(4) 또한 전술한 실시예에서, 역방향 데이터 처리 타이밍은 각 이동국(41, 42, …)이 무선프레임을 수신한 타이밍에서 처리된다. 이 경우, 각 이동국(41, 42, …)으로부터 기지국(3)으로 송신한 무선프레임을 수신한 무선프레임에 대해서, 일정시간만큼 지연시켜도 좋고, 예를 들면, 일정한 1/2타임 슬롯만큼 지연시키도록 하여도 좋다. 이것에 의해 CDMA 무선방식에서 송신전력 제어지연을 하나의 타임 슬롯으로 하고, 제어오차를 저감하는 것이 가능하게 된다.

(5) 또한, 전술한 실시예에서는, 이동통신시스템에 사용되는 전송링크(L1, L2)를 패킷통신시스템의 일 예로서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 일반적인 패킷통신시스템에서 사용하여도 좋다는 것은 물론이다. 예를 들면, 전송 속도가 155Mbps인 전송링크를 사용한 통신망에도 좋다. 이 경우에는 전송링크가 고속이므로 그 대기시간은 큰 문제가 되지 않는다. 물론, 데이터를 다중화하여 전송링크로 송출하는 스위치 등에서 대기시간은 문제로 된다. 그러나, 미리 접속을 설정할 때에 패킷주기를 분할한 각 타이밍에서 할당할 수 있는 접속수가 평균화하도록 처리타이밍을 설정하기 때문에, 통신망을 구성하는 각 장치의 부하를 경감할 수 있다.

(6) 또한 전술한 실시예에서, 전송링크(L1, L2)는 ATM 전송을 행하지만, 전송패킷은 AAL Type2 CPS 패킷이어도 좋다. 도 12는 AAL Type2 CPS 패킷을 사용한 처리의 흐름을 도시한 것이다. 이 도면에 도시한 것처럼, 하나의 ATM 셀에는 다수의 CPS 패킷이 다중화된다. 각 CPS 패킷 P1, P2 …에는 개별의 사용자 데이터가 저장된다. 즉, 하나의 ATM 셀에 대해 다수의 접속을 다중화하고 있다. 가령, 하나의 ATM 셀에 대해서 하나의 접속을 설정하면, 하나의 ATM 셀이 53 바이트(byte)로 길어지므로, 하나의 ATM 셀에 데이터가 묻히게 될 때까지 대기시간이 길어지게 된다. 그러나, 이 전송방식에서는 하나의 ATM 셀에 대해서 다수의 접속을 다중화하므로, 보다 대기시간을 작게 한다는 이점이 있다.

폭발적으로 각 접속으로부터 데이터가 도착하면, 교환국(2)과 기지국(3)에 설정된 각 장치에서 데이터 처리의 경합이 발생한다. 이 경우, 문제로 되는 것은, 저속 전송 링크에 ATM 셀을 송출할 때 발생하는 ATM 셀 간의 경합이다. 이 예에서는 접속을 설정할 때, 할당수가 평균화하도록 접속을 각 타임슬롯으로 할당하므로, ATM 셀을 시간적으로 분산하여 생성하고 있다. 그러므로 저속의 전송링크를 사용하여도 원활하게 ATM 셀을 전송하는 것이 가능하게 된다.

전술한 바와 같은, 다수의 접속으로 구성된 패킷을 다수의 접속이 공통적으로 사용하는 전송링크로 다중하여 송신하는 데 적합한 패킷전송방법, 패킷전송장치, 무선프레임 전송방법, 이동통신방법, 이동통신시스템 및 교환국을 제공함으로써, 패킷다중송신의 대기시간을 감소시킬 수 있으며, 요구되는 서비스의 품질을 만족하면서, 전송링크(L1)를 효율적으로 사용할 수 있다.

Claims

다수의 접속으로부터의 각 패킷을 하나씩 전송링크로 다중화하여 전송하는 패킷전송방법에 있어서,

상기 패킷의 전송에 앞서서 새로운 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 단계와;

상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 새로운 접속의 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷전송방법.
다수의 접속으로부터의 각 패킷을 하나씩 전송링크로 다중화하여 전송하는 패킷전송장치에 있어서,

상기 패킷의 전송에 앞서서 새로운 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 타이밍제어수단과;

상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 새로운 접속의 패킷을 전송하는 전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷전송장치.
다수의 접속으로부터의 각 데이터프레임을 다수의 타임슬롯으로 구성된 무선프레임을 사용하여 전송하는 무선프레임전송방법에 있어서,

상기 접속을 설정할 때, 상기 각 데이터프레임의 헤더위치가, 상기 무선프레임을 구성하는 복수의 타임슬롯으로 분산하여 할당될 수 있도록 상기 데이터프레임의 데이터처리타이밍을 설정하는 단계와;

상기 데이터처리타이밍에 따라 생성된 상기 무선프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선프레임전송방법.
다수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해 접속된 기지국과, 상기 기지국과 전송링크를 통해 접속된 교환국을 구비하며, 다수의 타임슬롯으로 구성된 순방향 무선프레임을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 이동국으로 순방향 데이터프레임을 전송하는 이동통신방법에 있어서,

상기 교환국과 상기 이동국 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍에 분산하여 할당되는 접속의 수가 평균화하도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 단계;

상기 교환국 상기 기지국 사이에서, 상기 패킷처리타이밍에 따라서 상기 접속패킷을 전송하는 단계;

상기 패킷처리타이밍에 기초하여서, 상기 각 접속으로부터의 순방향 데이터프레임의 헤더위치가 상기 무선프레임을 구성하는 각 타임슬롯에 분산하여 할당되도록 상기 순방향 데이터프레임의 처리타이밍을 설정하는 단계; 및

상기 데이터처리타이밍에 따라 생성된 상기 순방향 무선프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신방법.
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제4항에 있어서, 상기 기지국은 상기 순방향 무선프레임의 송신에 앞서서 상기 데이터 처리타이밍을 상기 이동국으로 통지하고,

상기 이동국은 통지된 상기 데이터 처리타이밍에 기초하여서 상기 순방향 무선프레임으로부터 상기 순방향 데이터프레임의 헤더위치를 검지하며,

상기 이동국은 상기 순방향 데이터프레임의 수신타이밍에 기초하여서, 역방향 데이터 프레임의 개시위치를 설정하는 역방향 무선프레임을 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신방법.
복수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해 접속된 기지국과, 상기 기지국과 전송링크를 통해 접속된 교환국을 포함하며, 다수의 타임슬롯으로 구성된 순방향 무선프레임을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 이동국으로 순방향 데이터프레임을 전송하는 이동통신시스템에 있어서,

상기 교환국과 상기 이동국의 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍에 분산하여 할당되는 접속의 수를 평균화하도록 상기 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 패킷타이밍제어수단;

상기 교환국과 상기 기지국의 사이에서 상기 패킷처리타이밍에 따라 상기 접속의 패킷을 전송하는 전송수단;

상기 패킷처리타이밍에 기초하여, 상기 각 접속으로부터의 순방향 데이터프레임의 헤더위치가 상기 무선프레임을 구성하는 복수의 타임슬롯에 분산하여 할당되도록 상기 순방향 데이터프레임의 데이터 처리 타이밍을 설정하는 무선프레임 타이밍제어수단; 및

상기 처리타이밍에 따라 생성된 상기 순방향 무선프레임을 전송하는 무선프레임 전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템.
다수의 이동국과, 상기 각 이동국과 무선링크를 통해서 접속된 기지국을 포함하는 이동통신시스템에 사용되며, 상기 기지국과의 사이에서 패킷전송을 행하는 교환국에 있어서,

상기 교환국과 상기 이동국의 사이에서 접속을 설정할 때, 패킷주기를 분할한 각 기간에 대응하는 타이밍 중 접속의 할당 수가 최소인 타이밍에 대하여 상기 새로운 접속이 할당되도록 상기 새로운 접속의 패킷처리타이밍을 설정하는 패킷타이밍 제어수단과;

상기 교환국과 상기 기지국의 사이에서, 상기 패킷처리타이밍에 따라 상기 접속의 패킷을 전송하는 패킷전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 교환국.