KR100382077B1 - 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송속도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1xHDR(High Data Rate) 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어시 파일럿 채널의 신호 세기와 비트 에러율을 고려하고, 무선 채널 환경을 최대한 적용하여 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 최상으로 선택함으로써, 통화 품질을 적절하게 유지할 수 있도록 하고, 순방향 링크의 전송 속도 제어시 파일럿의 세기와 비트 에러율을 동시에 사용하여 적정한 통화 품질을 유지할 수 있도록 하며, 무선 환경에 적합한 전송 속도를 제공하여 통화 품질 이외의 시스템 효율(throughput)을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법{Method for controlling of the data transmission speed of forward channel in mobile communication system}

본 발명은 1xHDR(High Data Rate) 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법에 관한 것으로, 특히 파일럿 채널의 신호 세기와 비트 에러율을 고려하고, 무선 채널 환경을 최대한 적용하여 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 최상으로 선택함으로써, 통화 품질을 적절하게 유지할 수 있도록 한 데이터 전송 속도 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 HDR(High Data Rate)은 CDMA 기술의 상용화에 성공, 전세계적인 CDMA 기술의 급속한 확산 계기를 마련한 퀄컴이 새로 선보이고 있는 패킷 무선 데이터 전송에 대한 신기술로서, 최대 2Mbps의 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 기술이다. HDR은 고속 패킷 전송만을 위해 최적화된 시스템으로 현재의 IS-95 시스템과 동일한 주파수 대역(1.25MHz)을 사용한다.

이미 국내에서 상용 서비스를 시작한 IS-95의 이론적인 최대 전송 속도인 115.2Kbps(현재는 57.6Kbps로 서비스 중)나, 상용 서비스를 앞두고 있는 CDMA-2000(IS-95C) 1xRTT(Radio Transmission Technology)의 속도인 144Kbps에 비하면 HDR의 최대 전송 속도는 매우 높은 것이다.

그리고 1xRTT 시스템은 음성과 데이터 모두를 지원하기 위한 시스템이므로 1.25MHz 대역으로 고속의 데이터를 전송하는 데는 그 한계가 있다. 이 서비스가 상용화되면 ADSL, 케이블 모뎀 등과 대등한 고속 인터넷 서비스를 장소에 관계없이 저렴한 가격에 제공받을 수 있게 되며, 소형의 단말기 화면에서 저속으로 제공받던 기존의 '무선 인터넷' 개념을 바꿔 놓을 것으로 보인다.

이러한 HDR의 시스템 구성중 액세스 포인트(Access Points)는 IS-95 시스템의 기지국(BTS) 역할을 하는 장비로 내부에 호(session)의 제어 기능을 하는 BSC에 내장되어 있다. 따라서 HDR은 단지 상기 액세스 포인트를 라우터에 연결하고 요금 과금과 사용자 인증 그리고 데이터 서비스를 위한 사업자 망에 연결함으로써 HDR 망구성이 가능하다.

액세스 포인트는 하나의 FA(Frequency Assignment)에 3개 섹터(sector)까지 지원하며 현재의 IS-95 기지국에 설치할 수 있다. HDR의 액세스 포인트는 IS-95와 RF 특성이 동일하기 때문에 안테나를 공유하며 적은 공간을 차지하기 때문에 추가적인 기지국 건설의 필요 없이 현재의 기지국 내부에 설치가 가능하다.

HDR의 채널 구조에 있어서, 순방향 링크(Forward Link)는 기존의 IS-95와 다르며, 역방향 링크(Reverse Link)는 크게 다르지 않다. 순방향 링크의 가장 큰 특징은 사용자를 직교 부호로 구분하는 것이 아니라, 시간 슬롯으로 구분한다는 점으로서 하나의 시간 슬롯은 1.67msec이다. 어떠한 순간에 한 사람만이 채널을 점유함으로써 다른 사용자의 간섭이 거의 없으며, 전력 제어(Power Control)를 하지 않기 때문에 액세스 포인트(AP)는 항상 최대 출력으로 신호를 전송할 수 있다. 전력제어를 하지 않는 것은 패킷(packet) 전송이 갖는 이점을 극대화하기 위한 것으로서 IS-95 시스템의 경우에는 모든 사용자에게 동일한 데이터 레이트를 보장해야 하지만 패킷 전송의 경우에는 그럴 필요가 없다. 따라서 강한 신호를 받는 사용자는 그만큼 높은 데이터 레이트의 서비스를 받을 수 있으며, 반대로 약한 신호를 받는 사용자는 그 대신 시간 슬롯을 더 많이 할당해 줌으로써 불평등한 데이터 레이트를보상해준다. 그러나 전력제어를 하지 않음에 따라, 기지국으로부터 멀리 떨어진 사용자에게는 고속의 서비스를 제공하기 어렵다는 문제점도 안고 있다.

HDR의 포워드 링크 채널의 구조에서 IS-95 시스템은 모든 사용자가 동시에 신호를 전송하며, 파일럿(pilot) 신호도 동시에 전송되므로 파일럿 신호에 의한 간섭과 전파 전력 낭비의 문제점이 있다.

HDR은 버스트 파일럿(Burst Pilot)을 사용하기 때문에 파일럿 신호가 최대 출력으로 전송되며 따라서 그만큼 정확하게 신호의 세기를 측정할 수 있고, 에러율을 감소시킬 수 있으며, 파일럿 신호에 의한 간섭을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 동기 시스템이므로 인접 셀의 파일럿 신호 또한 동시에 발생하기 때문에 인접 셀의 파일럿 신호에 의한 간섭도 극소화했다고 할 수 있다.

HDR의 포워드 링크는 단말기가 받는 신호의 세기에 따라 적게는 38.4Kbps에서 크게는 2.5Mbps까지 서비스를 받을 수 있다.

HDR의 역방향 링크(Reverse Link)는 IS-95 시스템의 역방향 링크와 유사하며 사용자 파일럿 신호를 사용하여 성능을 향상시켰다. 또한 전통적인 IS-95의 전력 제어 방법을 사용하였으며 9.6Kbps에서 307.2Kbps의 서비스를 제공한다.

HDR 시스템은 버스트한 특성을 갖고 지연(Delay)에 민감하지 않은 패킷(packet) 전송을 위해 최적화된 IP-based 시스템이다. HDR의 고속 데이터 전송 기술을 사용하면 IMT-2000에서나 기대할 수 있었던 메가급 데이터 전송이 이루어질 수 있으므로 화상전화나 단말기를 통한 리얼 타임 등 영상 구현 같은 멀티미디어 서비스도 가능할 것으로 예상된다.

일반적으로 1xHDR 이동통신 시스템은 고속의 패킷 데이터를 서비스하기 위한 시스템으로 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 액세스 터미널(100)과 액세스 네트워크(200)로 구성되어 있다.

도 1은 일반적인 1xHDR 이동통신 시스템의 기본 구조를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 순방향 통화 채널로 전송할 수 있는 데이터는 38.4, 76.8, 153.6, 307.2, 614.4, 921.6, 1228.8, 2457.6kbps의 속도로 서비스 가능하다.

이때, 순방향 통화 채널의 데이터 속도는 무선 채널 환경에 따라 양호한 환경에서는 고속의 데이터 서비스를 수행하고, 불량한 환경에서는 저속의 데이터 서비스를 수행함으로써 가변의 데이터 속도로 서비스를 하면서 적절한 통화 품질을 유지한다.

적절한 통화 품질을 유지하기 위한 순방향 통화 채널의 전송 속도는 첨부된 도면 도 2에 도시된 바와 같이 액세스 터미널(100)에서 다음과 같은 방법으로 제어한다.

이에 도시된 바와 같이, 액세스 터미널(100)은 순방향 파일럿의 신호 세기를 측정한다(ST11). 액세스 터미널(100)에 수신되는 순방향 파일럿의 신호는 액세스 터미널(100)의 위치, 속도 등의 무선 환경에 따라 다르게 측정되며, 상기 측정된 파일럿의 신호 세기를 기준으로, 수신 파일럿의 세기가 낮을수록 전송 가능한 순방향 통화 채널의 데이터 속도는 감소되고, 수신 파일럿의 세기가 증가할수록 전송가능한 순방향 통화 채널의 데이터 속도는 증가된다(ST12)(ST13).

아래의 <표 1>은 파일럿 세기와 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도와의 매핑 테이블을 나타낸 것이다.

여기서, 수신 파일럿의 세기는 "a<b<c<d<e<f<g<h<i<j<k<l<m<n<o<p" 이다.

이때, 파일럿의 신호 세기와 순방향 통화 채널의 데이터 전송속도와의 매핑 관계는 요구되는 통화 품질(비트 에러율, Bit Error Rate)에 따라 다르게 설정할 수 있다(ST14).

상기와 같은 방법으로 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도는 역방향 링크의 DRC(Data Rate Control, 데이터 전송 속도 제어) 채널을 통해 액세스 네트워크(200)로 전송된다(ST15).

여기서, 데이터 전송 속도(Data Rate)는 일반적으로 회로나 통신 회선이 정보를 전달하는 속도를 의미하며, 흔히 초당 전송되는 비트의 수(bps)로 측정된다.

액세스 네트워크에서는 수신한 역방향 DRC 채널의 정보를 기준으로 순방향 통화 채널의 전송 속도를 제어하게 된다(ST16).

위에서 설명한 바와 같이 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도는 액세스 터미널(100)에 수신되는 순방향 파일럿의 세기에 따라 변화된다.

그러나, 파일럿 채널과 통화 채널의 무선 환경은 서로 상이할 수 있다.

예를 들면, 임의의 무선 환경에서 액세스 터미널의 파일럿 수신 세기가 c ~ f(dB)로 수신되는 경우에 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 76.8(kbps)로 설정하면 요구되는 통화 품질을 만족하는 경우도 있지만, 또 다른 무선 환경에서는 액세스 터미널의 파일럿 수신 세기가 e ~ f(dB)(c<d<e<f)로 수신되는 경우에 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 76.8(kbps)로 설정하여 요구되는 통화 품질을 만족하는 경우도 있다.

따라서, 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 제어할 때, 파일럿 수신 세기 이외에도 통화 채널의 무선 환경도 고려하여 요구되는 통화 품질을 유지할 수 있도록 방안을 제시할 필요가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 1xHDR(High Data Rate) 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어시 순방향 파일럿 채널의 신호 세기와 비트 에러율을 동시에 고려하여 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 선택함으로써, 순방향 통화 채널의 무선 환경에 따라 요구되는 통화 품질을 유지하고, 무선 환경에 적합한 전송 속도를 제공하여 통화 품질 이외의 시스템 효율을 증대시킬 수 있도록 한 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도가 결정되면, 통화 채널의 비트 에러율을 산출하는 단계와,

상기 산출된 비트 에러율과 데이터 속도를 제어하기 위한 일정 임계치를 비교하는 단계와,

상기 비교 결과 에러율이 일정 임계치 이상인 경우, 에러율과 임계치 차이의 대소 여부에 따라 상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 차등적으로 감소시키는 단계와,

상기 비교 결과 에러율이 일정 임계치 이하인 경우, 에러율과 임계치 차이의 대소 여부에 따라 상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 차등적으로 증가시키는 단계와,

상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 역방향 DRC(데이터 전송 속도 제어) 채널을 통해 액세스 네트워크로 전송하는 단계와,

상기 액세스 네트워크에서 상기 수신한 DRC 정보를 기준으로 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 제어하는 단계로 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 1xHDR 이동통신 시스템의 기본 구조를 간략하게 보인 블럭 구성도이고,

도 2는 도 1에 따른 1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법을 나타낸 흐름도이며,

도 3은 본 발명에 의한 1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ..... 액세스 터미널(Access Terminal)

200 ..... 액세스 네트워크(Access Network)

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널 데이터 전송 속도 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 액세스 네트워크(200)로부터 순방향 링크로 파일럿 세기가 수신되면 액세스 터미널(100)은 단계 ST31에서 상기 수신한 순방향 파일럿의 세기를 측정하고, 단계 ST32에서 상기 측정된 파일럿 세기와 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도(Data Rate)와의 매핑 테이블(표 1)을 검색한다.

상기 매핑 테이블(표 1)에서 검색된 값을 적용하여 단계 ST33에서 측정된 파일럿의 신호 세기를 기준으로 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도(Data Rate)를 결정하고, 단계 ST34에서 상기 데이터 전송 속도에 대응하는 통화 채널의 비트 에러율(Bit Error Rate)을 산출한 후, 단계 ST35에서 상기 산출한 비트 에러율과 일정 임계치(순방향 통화 채널에 요구되는 품질을 만족하기 위한 비트 에러율)를 비교한다.

상기 비교 결과 에러율이 일정 임계치 이상인 경우, 단계 ST36과 단계 ST39에서 상기 에러율과 임계치 차이 값을 판별하여 그 결과 차이가 작은 경우에는 순방향 통화 채널의 데이터 레이트의 증감 정도를 작게 하고(ST37, ST40), 상기 판별 결과 차이가 큰 경우에는 순방향 통화 채널의 데이터 레이트의 증감 정도를 크게 한다(ST38, ST41).

즉, 액세스 터미널(100)에 수신되는 순방향 파일럿의 세기가 증가하면 순방향 통화 채널의 데이터 속도도 증가하는데, 만약 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이하이면 증가 정도가 증가되고, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이상이면 증가 정도가 감소된다.

반대로, 액세스 터미널(100)에 수신되는 순방향 파일럿의 세기가 감소하면 순방향 통화 채널의 데이터 속도도 감소하는데, 만약 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이하이면 감소 정도가 감소되고, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이상이면 감소 정도가 증가된다.

예를 들면, 종래 기술로 구성되는 위의 <표 1>이 추가적인 알고리즘으로 다음의 <표 2>와 같이 변경 가능하다.

첨부된 <표 2>는 파일럿 세기와 비트 에러율을 기준으로 한 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 매핑 테이블을 나타낸 것이다.

여기서, 수신 파일럿의 세기는 a<b<c<d<e<f<g<h<i<j<k<l<m<n<o<p 이며, 순방향 통화 채널의 비트 에러율은 임계치 보다 크다.

한편, 상기 각 단계 ST37, ST38, ST40, ST41에서 통화 채널의 비트 에러율과 일정 임계치와의 차이 정도에 따라 증감 정도를 결정한 후, 단계 ST42에서 역방향 DRC(Data Rate Control, 데이터 전송 속도 제어) 채널에 결정된 데이터 레이트를 삽입하고, 단계 ST43에서는 역방향 DRC 채널을 통해 액세스 네트워크(200)로 전송한다.

이를 수신한 액세스 네트워크(200)에서는 단계 ST44에서 상기 수신한 DRC 정보를 기준으로 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 변경하여 제어한다.

이상에서 상술한 본 발명 "순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법"에 따르면, 1xHDR 이동통신 시스템의 순방향 통화 채널 데이터 속도 제어 알고리즘에 적용함으로써, 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 통화 채널 무선 환경에 적합하게 제어하여 적절한 통화 채널의 품질을 유지할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 순방향 링크의 전송 속도 제어시에 파일럿의 세기와 비트 에러율을 동시에 사용함으로써, 적정한 통화 품질 유지에 기여할 수 있으며, 무선 환경에 적합한 전송 속도를 제공함으로써, 통화 품질 이외에 시스템 효율의 증대를 꾀할 수 있는 이점을 가진다.

Claims (5)

1xHDR 이동통신 시스템에서 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법에 있어서,

순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도가 결정되면, 통화 채널의 비트 에러율을 산출하는 단계와;

상기 산출된 비트 에러율과 데이터 속도를 제어하기 위한 일정 임계치를 비교하는 단계와;

상기 비교 결과 에러율이 일정 임계치 이상인 경우, 에러율과 임계치 차이의 대소 여부에 따라 상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 차등적으로 감소시키는 단계와;

상기 비교 결과 에러율이 일정 임계치 이하인 경우, 에러율과 임계치 차이의 대소 여부에 따라 상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 차등적으로 증가시키는 단계와;

상기 결정된 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 역방향 DRC(데이터 전송 속도 제어) 채널을 통해 액세스 네트워크로 전송하는 단계와;

상기 액세스 네트워크에서 상기 수신한 DRC 정보를 기준으로 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법.

제 1 항에 있어서, 상기 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도의 증감 정도는 통화 채널의 비트 에러율과 일정 임계치와의 차이 정도에 따라 결정되며, 차이가 큰 경우 증감 정도를 크게 하고, 차이가 작은 경우 증감 정도를 작게 하는 것을 특징으로 하는 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 증감은,

상기 액세스 터미널에 수신되는 순방향 파일럿의 세기가 증가할 경우, 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 증가시키며, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이하이면 증가 정도를 증가시키고, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율일 일정 임계치 이상이면 증가 정도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 증감은,

상기 액세스 터미널에 수신되는 순방향 파일럿의 세기가 감소할 경우, 순방향 통화 채널의 데이터 속도를 감소시키며, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이일정 임계치 이하이면 감소 정도를 감소시키고, 순방향 통화 프레임의 비트 에러율이 일정 임계치 이상이면 감소 정도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법.

제 1 항에 있어서, 상기 역방향 DRC(Data Rate Control) 채널 정보는 순방향 파일럿의 세기와 순방향 통화 프레임의 비트 에러율에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 순방향 통화 채널의 데이터 전송 속도 제어 방법.