KR100504457B1 - 이동통신에적용되는패킷데이터서비스를위한무선자원의재할당방법 - Google Patents

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Abstract

이동 통신시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 고속 재할당 방법은 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하기 위하여 무선 자원을 효율적으로 그리고 고속으로 재할당 하여 이동국이 원하는 때에 즉시 무선 자원을 이용할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이동통신에 적용되는 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원(Radio Resource)의 재할당 방법에 있어서, 기지국이 제 2 이동국으로부터 채널 할당 요구신호(Channel Req)를 수신하는 단계와 상기 기지국이 여유채널의 존재 여부를 검색하는 제 1 검색 단계와 상기 제 2 단계의 검색 결과 여유채널이 존재하지 않는 경우 가상 활성화 채널의 존재 여부를 검색하는 제 2 검색 단계 및 상기 제 3 단계의 검색 결과 제 1 이동국에 가상 활성화 채널이 존재하는 경우 상기 제 1 이동국에 할당된 채널을 상기 제 2 이동국에 재할당 하는 단계를 포함하는 이루어지는데 그 요지가 있다.

Description

이동통신에 적용되는 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법{method for assigning radio resources for packet data service applied to mobile communication system}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원(Radio Resource)의 고속 재할당 방법에 관한 것이다.
이하, 종래 기술에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원(Radio Resource)의 할당 및 해제방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
이동국(MS)에서 기지국(BS)으로 무선 자원의 할당을 요구하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 이동국(MS)은 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 할당을 요구하기 위한 채널 할당 요구신호(Channel request)를 전송한다.
그러면 기지국(BS)은 상기 이동국으로부터 전송된 채널 할당 요구신호(Channel request)에 따라 무선 자원을 검색하여 사용 가능한 채널이 있다면 채널 할당 확인 신호(Acknowledgement)를 전송한다.
그리고 기지국은 상기 검색 결과 사용 가능한 채널이 없다면 채널 할당 거절신호(Channel Reject)를 전송한다.
이에 따라 이동국은 상기 기지국으로부터 전송된 채널 할당 확인 신호(Acknowledgement)에 따라 다른 기지국과 트래픽 채널(traffic channel)을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공한다.
또한, 이동국은 상기 기지국으로부터 전송된 채널 할당 확인 신호(Acknowledgement)에 따라 다른 기지국과 트래픽이 없어도 채널을 잡고 있게 된다.
한편, 이동국(MS; Mobile Station)에서 기지국(BS; Base Station)으로 할당된 무선 자원의 해제를 요구하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 이동국(MS)은 할당된 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 해제를 요구하기 위한 할당채널 해제 요구신호(Channel release request)를 전송하고 아울러 타이머를 스타트(start)시킨다.
그러면 기지국(BS)은 상기 이동국으로부터 전송된 할당채널 해제 요구신호(Channel release request)에 따라 할당된 무선 자원을 해제(release)하기 위한 채널 해제 요구 확인 신호(Acknowledgement)를 전송한다.
이에 따라 이동국은 상기 기지국으로부터 전송된 채널 할당 요구신호(Acknowledgement)에 따라 할당된 무선 자원을 해제한다.
아울러 이동국은 상기 스타트된 타이머가 만기가 되었다면 할당된 무선 자원을 해제한다.
그러나, 종래 기술에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원(Radio Resource)의 할당 및 해제방법에 있어서는 무선 자원이 충분치 못할 때 비록 무선 자원을 획득한 이동국이 현재는 사용하지 않고 있으나 그 무선 자원을 이용할 수 없으므로 무선 자원의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한 종래 기술은 무선 자원을 고속으로 할당 및 재할당 받을 수 없는 문제점도 있다.
그리고 종래 기술은 무선 자원을 할당할 때 해제하고 다시 할당함으로써 시그널링 오버헤드(Signaling Overhead)가 큰 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하기 위하여 무선 자원을 효율적으로 그리고 고속으로 재할당 하여 이동국이 원하는 때에 즉시 무선 자원을 이용할 수 있도록 한 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 고속 재할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 이동통신에 적용되는 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원(Radio Resource)의 재할당 방법에 있어서, 기지국이 제 2 이동국으로부터 채널 할당 요구신호(Channel Req)를 수신하는 단계; 상기 기지국이 여유채널의 존재 여부를 검색하는 제 1 검색 단계; 상기 제 2 단계의 검색 결과 여유채널이 존재하지 않는 경우 가상 활성화 채널의 존재 여부를 검색하는 제 2 검색 단계; 및 상기 제 3 단계의 검색 결과 제 1 이동국에 가상 활성화 채널이 존재하는 경우 상기 제 1 이동국에 할당된 채널을 상기 제 2 이동국에 재할당 하는 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 차세대 이동통신 시스템에 적용되는 프로토콜 스택을 나타낸 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 따른 기지국의 상태 천이를 나타낸 개념도이다. 한편, 도 3 은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 의한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 따른 기지국과 이동국 사이의 무선 자원의 고속 재할당을 위한 신호 처리 흐름도 이고, 도 4 는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 따른 기지국의 상태 천이 명령을 나타낸 설명도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 이동통신에 적용되는 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 이동통신의 프로토콜 계층은 물리 계층(PHysical Layer;PHL)과, 상위 계층(Upper Layer;UL)과 물리 계층(PHL)간의 중간 접속을 제어하는 미디엄 액세스 제어 부계층(Medium Access Control Sub-layer;MAC)과, 미디엄 액세스 제어 부계층(MAC)과 상위 계층(UL)사이에 데이터를 인터페이스시키는 인터페이스 제어부(Interface Control Part;IFC), 그리고 무선 베리어 제어, 무선 자원 제어 및 모빌리티(Mobility) 관리들을 수행하는 상위 계층(UL)으로 이루어진다.
여기서, 제어 평면(control plane)(100)은 CC 엔티티(Call Control;CC), MM 엔티티(Mobility Management;MM), RM 엔티티(Radio Management;RM), PM 엔티티(Packet Management;PM) 및 링크 액세스 제어 부계층(Link Access Control Sub-Layer1;LAC1)으로 구성되어 모든 응용에 공통되며 내부 제어신호와 제한적인 분량의 사용자 정보 트래픽의 전송링크를 제공한다.
한편, 사용자 평면(user plane)(200)은 음성 제어 엔티티(201), 데이터 제어 엔티티(202), 영상 제어 엔티티(203) 및 링크 액세스 제어 부계층(Link Access Control Sub-Layer2;LAC2)으로 구성되어 여러 가지 대안적인 서비스를 제공하는데, 각 서비스는 각각의 특수한 필요에 따라 최적화되어 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서, 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 대하여 상세히 설명한다.
다수개의 이동국이 전원을 온(ON)시키면 기지국은 상기 다수개의 이동국에 대하여 유휴 상태로 천이하여 이동국에 동기 정보와 시스템 정보를 연속적 또는 주기적으로 전송하기 위한 양방향 전용 제어 채널(DCCH; Dedicated Control Channel ,이하 DCCH) 및 동기화 채널(SCH; Synchronization Channel, 이하 SCH)을 설정한다.
이후 기지국이 다수개의 이동국로부터 패킷 데이터 서비스(Packet data service)의 제공을 요구하는 채널 할당 요구신호(Channel Req)를 전송 받으면 상기 기지국은 상기 이동국에 상기 설정된 양방향 DCCH를 할당하고 DCCH 활성화 상태로 천이한다.
이때 다수개의 이동국은 양방향 DCCH의 할당에 따라 기지국과 이동국의 제 1 및 제 2 타이머를 각각 구동하고, 상기 기지국으로부터 채널을 할당받는다. 그리고, 기지국은 상기 제 1 타이머가 만기되기 이전에 트래픽(Traffic)이 발생된 채널의 이동국에 대하여 DCCH 활성화 상태로 천이한 후 양방향 SCH를 할당하고, SCH 활성화 상태로 천이하여 상기 이동국에 패킷 데이터 서비스를 제공한다.
그리고, 기지국이 상기 SCH 활성화 상태에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 중에 상기 제 1 타이머를 검색하여 만기가 되면 SCH 가상 활성화 상태로 천이하고 제 2 타이머가 만기되면 DCCH 활성화 상태로 천이한다.
아울러 상기 트래픽이 발생하지 않는 채널의 이동국에 대하여 기지국은 상기 제 1 타이머를 검색하고, 상기 제 1 타이머가 만기가 되면 상기 양방향 DCCH 할당에 따른 DCCH 활성화 상태에서 DCCH 가상 활성화 상태로 천이하여 채널을 유지한다.
상기 제 1 타이머는 숏-텀 타이머(Short-term timer)이고, 제 2 타이머는 롱-텀 타이머(Long-term timer)이다.
이와 같은 상태에서 새로운 제 1 이동국으로부터 패킷 데이터 서비스(Packet data service)를 제공하기 위한 채널 할당 요구신호(Channel Req)가 전송되면 기지국은 여유 채널의 존재 여부를 검색한다(S1, S2).
상기 검색결과 여유 채널이 존재한다면 기지국은 상기 이동국으로 채널을 할당하고, 여유 채널이 존재하지 않는다면 현재 할당된 채널을 검색하여 가상 활성화 채널의 존재 여부를 검색한다(S3, S4).
여기서 상기 제 1 타이머가 만기되면, 활성화 상태에서 가상 활성화 상태로 천이하여 상기 제 2 타이머가 만기될 때까지 가상 활성화 상태에 있게 된다. 따라서, 상기 가상 활성화 채널의 존재 여부는 상기 제 1 타이머가 만기된 채널의 존재 여부로 결정한다.
상기 검색결과 가상 활성화 채널이 존재하지 않는다면 기지국은 상기 채널 할당 요구신호(Channel Req)에 따른 채널 할당을 거절한다(S5).
그러나, 상기 검색결과 가상 활성화 채널이 존재한다면 기지국은 상기 가상 활성화 채널의 우선 순위를 결정하여 가장 낮은 우선 순위의 채널을 획득한 이동국(여기서는 제 2 이동국)으로 채널 천이 명령신호(STC; State Transition Command)를 전송한다(S6, S7).
즉 상기 DCCH 가상 활성화 상태의 가장 낮은 우선 순위의 가상 활성화 채널을 획득한 이동국에 대하여 기지국은 양방향 DCCH를 재설정한 후 채널 천이 명령신호(STC Command)를 전송한다.
이후 기지국은 상기 제 2 이동국으로부터 채널 천이 명령신호(STC Command)에 따른 채널 천이 명령 승인신호(STC Command ACK)가 수신되면 상기 제 2 이동국에서 획득한 채널을 제 1 이동국으로 재할당하여 패킷 데이터 서비스를 제공한다(S8, S9).
한편, 기지국은 상기 DCCH 가상 활성화 상태에서 제 2 타이머를 검색하여 만기가 되면 유휴 상태로 천이한 후, 다른 이동국으로부터 채널 할당을 요구하는 신호가 전송되면 상기와 같은 과정을 반복 수행한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 있어서는 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하기 위하여 채널 할당후 가상 활성화 상태에서 무선 자원을 효율적으로 그리고 고속으로 재할당함으로써 시그널링 오버헤드를 줄이고, 이동국이 원하는 때에 즉시 무선 자원을 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 일반적인 이동통신 시스템에 적용되는 프로토콜 스택을 나타낸 블럭 구성도
도 2 는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 대한 무선 자원(Radio Resource)의 고속 재할당 방법에 따른 상태 천이 명령의 상태 천이를 나타낸 개념도
도 3 은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 의한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 따른 기지국과 이동국간의 무선 자원의 고속 재할당을 위한 흐름도
도 4 는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스에 의한 무선 자원의 고속 재할당 방법에 따른 기지국의 상태 천이를 나타낸 설명도
도 5 는 본 발명에 따른 이동통신에 적용되는 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법을 나타낸 일실시예 흐름도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 제어평면(control plane) 200 : 사용자평면(user plane)
201 : 음성 제어 엔티티 202 : 데이터 제어 엔티티
203 : 영상 제어 엔티티 PHL : 물리계층
MAC : 미디엄 액세스 제어 부계층 IFC : 인터페이스 제어부
UL : 상위계층 LAC 1,2 : 링크 액세스 제어 부계층

Claims (4)

  1. 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 채널의 재할당 방법에 있어서,
    새로운 이동국으로부터 상기 패킷 데이터 서비스의 제공을 위한 채널의 할당을 요구하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 새로운 이동국에 할당할 여유 채널의 존재 여부를 검색하는 제1 검색 단계;
    상기 제1 검색 단계에서의 검색 결과 여유 채널이 존재하지 않는 경우 다른 이동국에 할당된 채널 중 일정 기간 동안 트래픽(traffic)이 발생되지 않은 가상 활성화 채널이 있는가를 검색하는 제2 검색 단계; 및
    상기 제2 검색 단계에서의 검색 결과 상기 가상 활성화 채널이 존재하면 상기 가상 활성화 채널을 상기 새로운 이동국에 할당하는 채널 재할당 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원 재할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 검색 단계에서의 검색 결과 복수의 가상 활성화 채널이 존재하는 경우, 상기 채널 재할당 단계에서, 상기 복수의 가상 활성화 채널들 중에서 가장 낮은 우선순위를 갖는 가상 활성화 채널을 상기 새로운 이동국에 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 재할당 단계는,
    상기 가장 낮은 우선순위의 가상 활성화 채널을 할당받고 있는 제2이동국에 채널 천이 명령 신호(STC: State Transition Command)를 전송하는 단계;
    상기 제2이동국으로부터 채널 천이 명령 승인 신호(STC Command ACK)를 수신하는 단계; 및
    상기 가장 낮은 우선순위의 가상 활성화 채널을 상기 새로운 이동국에 할당하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 활성화 채널은,
    전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control Channel) 또는 동기화 채널(SCH: Synchronization Channel)에 상기 일정 기간 동안 트래픽이 없는 상태인 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 이동 통신시스템에 있어서 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 자원의 재할당 방법.
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