KR100519291B1 - 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법에 관한 것으로 특히 기지국의 부하량에 따라 데이터 전송률을 제어하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법은, 적어도 하나 이상의 단말을 연결하는 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 역방향 데이터 전송률(data rate)을 제어하는 방법에 있어서, 상기 기지국에 연결된 각 단말의 역방향 채널의 데이터 전송률에 따라 부여된 옵셋 값의 합을 산출하는 단계; 상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 역방향 링크로 수용될 수 있는 전체 채널의 기 설정된 총 옵셋 값을 비교하는 단계; 및 상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 총 옵셋 값의 비교 결과에 따라서 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계를 포함하여 이러아 짐을 특징으로 합니다. 본 발명에 의하면 현재의 시스템에 변화를 주지 않으면서도 ROT 기반의 효율적인 데이터 전송률 할당(data rate assign)과 제어가 가능해 지게 되어, 높은 성능(thruput)을 유지하면서도 안정성이 향상되는 장점이 있다.

Description

통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법{Method for controlling data rate in communication system}

본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법에 관한 것으로 특히 기지국의 부하량에 따라 데이터 전송률을 제어하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법에 관한 것이다.

통신 시스템, 그 중에서도 동기식의 CDMA2000 1x의 역방향 링크 보조 채널(Reverse link Supplemental Channel : 이하 R-SCH라 약칭 함)은 음성 서비스(voice service)를 주로 처리하는 역방향 주 채널(Reverse Fundamental channel : 이하 R-FCH라 약칭 함)과는 달리 데이터 서비스(data service)에 주로 사용된다.

즉 R-SCH는 고속의 데이터(data) 전송을 요하는 서비스(service)를 위해 주로 사용되는 채널로써, 최대 전송률이 9600bps인 R-FCH에 비해서 매우 높은 데이터 전송률(최대 전송률은 614,400bps)을 처리할 수 있다.

이와 같은 R-SCH의 데이터 전송률은 현재 단말기의 전송 전력이나 수신 상태, 버퍼 상태 등을 고려하여 단말측에서 적절한 전송률(rate)을 선택하여 전송하고 기지국은 이를 기초로 하여 단말기가 전송할 전송률에 대해 협상(negotiation)을 시도한다.

기지국에서 협상(negotiation)이 성공하면, 기지국에서는 단말기에게 승인(grant) 메시지를 보내는데 여기서는 단말기에 전송할 비트 수와 전송 듀레이션(duration) 정보를 알려주게 된다. 즉, 전송할 전송률(rate)과 전송 기간을 알려주는 것이다.

위의 전송이 완료된 후에도 단말기가 전송할 데이터가 있는 경우에는 단말기와 기지국이 다시 위의 협상(negotiation)과정을 수행하여 전송을 실시하게 된다.

역방향 링크(Reverse link) 상의 가장 중요한 채널 자원(channel resource)중 하나는 열잡음 상승(Rise over Thermal Noise : 이하 ROT라 약칭 함)이라 불리는 값으로, 여기서 ROT는 기지국이 수신하고 있는 간섭(interference)의 총량을 나타내는 값이다. 이 값은 기지국에서의 총부하량과도 같은 개념이다.

따라서 ROT의 값이 높을 경우에는 현재 수신되는 기지국에서의 간섭(interference)의 양이 높은 것을 의미하고, ROT의 값이 낮을 경우에는 간섭(interference)의 양이 적은 것을 의미한다.

ROT가 높은 경우, 특히 기준치 이상인 경우에는 역방향 링크(reverse link)의 수신 품질이 크게 나빠지게 되고 더 이상 통신할 수 없는 상황이 발생할 수도 있다. 이런 경우 역방향 링크(reverse link)로 전송하는 사용자들의 전송률(rate)을 낮추어 ROT를 감소시키는 작업이 요구된다.

ROT가 낮은 경우에는 간섭(interference)의 양이 적으므로 역방향 링크(reverse link)로 전송하는 사용자들의 전송률(rate)을 추가적으로 증가시킬 수 있다.

가장 정확하고 효율적인 방법은 위의 ROT 값을 기지국이 측정하여 이 값을 토대로 전송률(rate)을 할당(assign)하고 제어(control) 하는 것이다.

이와 같은 종래 R-SCH는 전송률 할당(rate assign)과정에서는 기지국이 ROT 상황을 전혀 고려하지 않고 전송률(rate)을 할당했다. 따라서 적정수준의 통신 품질을 유지하는데 큰 어려움이 발생했다. 즉, ROT 값이 매우 커서 더 이상 고속의 데이터 전송률(data rate) 할당이 불가능한 상황에서도 사용자들의 전송률(rate)를 낮춰서 할당하는 작업이 실행되지 못했다. 또한, ROT를 이용한 전송률 제어(rate control) 방법은 ROT의 정확한 측정이 매우 어려울 뿐만 아니라 추가적인 작업이 요구되므로 실제 적용에 다소 어려움이 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 역방향 링크로 전송되는 데이터 전송률에 따라 채널들에 옵셋 값을 설정하고, 이를 이용하여 기지국에서 수신되는 간섭 값을 수치화함으로써 기지국의 부하 상태에 따라 역방향 보조 채널의 데이터 전송률 할당과 제어가 가능한 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

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본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법은 기지국에 연결된 각 단말의 역방향 채널의 데이터 전송률에 따라 부여된 옵셋 값의 합을 산출하는 단계; 상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 역방향 링크로 수용될 수 있는 전체 채널의 기 설정된 총 옵셋 값을 비교하는 단계; 및 상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 총 옵셋 값의 비교 결과에 따라서 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법의 다른 세부적 특징은, 총 옵셋 값은 상기 기지국에서 할당 가능한 데이터 전송률의 총 부하량 또는 총 간섭량인 것이다. 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법의 또 다른 세부적 특징은, 상기 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계는, 새로이 상향링크 연결을 요청하는 단말에 대하여 상기 총 옵셋 값을 초과하지 않는 범위에서 데이터 전송률을 할당하는 단계를 더 포함하거나, 상기 기지국에 연결된 각 단말의 역방향 채널 상태를 고려하여 데이터 전송률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법의 또 다른 세부적 특징은, 상기 채널 상태가 좋은 채널의 데이터 전송률은 상승시키고, 상기 채널 상태가 좋지 않은 채널의 데이터 전송률은 하강시키는 것이다.본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법의 또 다른 세부적 특징은, 상기 옵셋 값은 데이터 전송률이 낮은 채널에 대해서는 낮은 값을 부여하고, 데이터 전송률이 높은 채널에 대해서는 높은 값을 부여하는 것이다.이하, 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.이하, 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 통신 시스템에서의 데이터 전송률을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서는 기지국에 수신되는 ROT에 기반하되, ROT를 직접적으로 이용하는 것이 아니라, ROT와 근사한 지표를 이용하여 R-SCH의 전송률을 할당하고 제어하는 방법을 제안한다.

여기서 ROT를 직접 측정하지 않고도 ROT와 근사한 지표를 이용하는 방법은 데이터 전송률(data rate)이 낮으면 유발하는 간섭(interference) 양이 작고, 전송률이 높으면 유발하는 간섭(interference)양이 크다는 것을 이용하는 것으로, 데이터 전송률(Data rate)이 낮은 채널에 대해서는 낮은 옵셋(offset) 값을, 데이터 전송률(Data rate)이 높은 채널에 대해서는 높은 옵셋(offset) 값을 할당하여 기지국에 미칠 간섭(interference)의 영향력을 수치화하는 것이다.

이 옵셋(offset)들은 채널이 기지국에 연결될 경우 기지국에 부과할 간섭(interference) 양을 간접적으로 나타내는 구체적인 수치로 사용한다. 이 때, 기지국에 연결된 모든 사용자들의 채널들의 옵셋(offset) 총합은 총 간섭(interference) 양을 간접적으로 나타낸 값이며 이것은 총부하량과도 같은 값이다.

따라서, 옵셋(offset) 값을 이용하면 직접 ROT를 측정하지 않고서도 ROT값을 측정하여 사용하는 것과 같은 효과를 거두게 된다.

이를 위해 도 1에 나타낸 바와 같이, 먼저 데이터 전송률(data rate)별 옵셋(offset) 값을 지정한다.

이때 옵셋 값의 기준을 위해 9600bps 채널의 옵셋(offset)을 1로 설정하고, 각 전송률(rate)별 옵셋(offset) 값을 지정한다. 이 때 각각의 전송률(rate)에 대한 옵셋(offset)값은 실제로 기지국에 작용하는 ROT를 근거로 산출하거나, 시뮬레이션을 통해서, 또는 스펙 상에서 제공하는 명목 특성 이득 테이블(Nominal Attribute Gain Table)을 이용해서 지정한다.

예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 9600bps의 전송률이 옵셋 = 1 이라고 한다면, 38400bps(9600x4)는 옵셋 = 4, 153600bps(9600x16)의 전송률은 옵셋 = 16으로 지정할 수 있다.

다음으로, 한 셀 혹은 한 섹터가 수용할 수 있는 총용량을 옵셋 개념으로 구한다. 이때, 타 기지국이 서빙(serving)하는 사용자들로부터 수신되는 간섭(interference) 양은 무시하고 자기 기지국이 서빙(serving)하는 사용자들로부터 수신되는 간섭(interference) 양만을 이용하는 개념을 도입한다. 즉, 자기 기지국이 서빙(serving)하고 있는 사용자들의 옵셋 값만을 총 합산하게 되는 것이다.

여기서 총용량은 시뮬레이션(simulation) 또는 필드 테스트(field test)를 통해 시행하게 된다. 본 발명 실시예에서는 일 예로서 한 셀 혹은 한 섹터가 수용할 수 있는 총 용량을 50 이라고 가정한다.

총용량이 구해지면, 총용량이 50을 넘지 않는 선에서 전송률 할당(rate assign)과 전송률 제어(rate control)를 시행한다.

예를 들어, 하나의 셀 또는 섹터에 1 x FCH(9600bps) 25명과 16 x SCH(153600bps) 1명이 할당되어 있다고 한다면, 현재의 용량은 1 x 25 + 16 x 1 = 41 이 된다. 이 경우에 옵셋 = 9(50-41)의 용량 한도가 남아 있는 것을 알 수 있다. 도 2에서는 이를 설명하고 있다.

즉, 위의 상황에서는 옵셋 = 9 미만을 요구하는 채널은 할당이 가능하나 그 이상을 요구하는 채널에 대해서는 전송률 할당(rate assign)을 위한 기준들이 필요하다.

예를 들어, 위의 상황처럼 옵셋 = 9가 남아 있는 상황에서 16 x SCH (153600bps), 즉 옵셋 = 16의 요청이 들어온 경우 다음의 몇 가지 측면에서 전송률 할당과 전송률 제어를 결정할 수 있다.

첫 번째로는 요구한 최대 전송률 중에서 허용할 수 있는 최대 한도를 수용하는 것이다. 즉, 옵셋 = 9가 남아 있는 상황에서 16 x SCH(153600bps), 즉 옵셋 = 16을 요구하였더라도 최대 허용할 수 있는 8 x SCH(76800bps), 즉 옵셋 = 8을 허용하는 방법이다.

두 번째로는 채널 상황(Channel) 상황 또는 지역(Regional) 특성을 고려한다. 즉, 채널 상황이 좋지 않은 사용자, 혹은 SHO 영역(region), 셀 가장자리(cell edge)에 있는 사용자들의 전송률을 내리고, 대신에 요구한 데이터 전송률(data rate)을 허용하는 방법이다.

일 예로서 수용 가능한 총용량이 앞에서 설명한 바와 같이 50이고, 현재 15명의 1 x FCH(9600bps) , 4명의 4 x SCH(38400bps), 그리고 16 x SCH(153600bps) 한 명이 연결되어 있다고 한다면, 현재의 용량은 15 x 1 + 4 x 4 + 16 x 1 = 47 이 되며 따라서 추가적으로 사용 가능한 용량은 3이다.

그런데 만약 8 x SCH(76800bps), 즉 옵셋 = 8을 요구하는 사용자가 있을 경우 기지국은 현재 연결된 사용자들의 채널 상태를 파악한다. 이 때 만약 16 x SCH(153600bps)를 사용하는 사용자의 채널 상태가 좋지 않게 판정되면, 이 사용자의 전송률을 8 x SCH(76800bps)로 감소시키고, 그에 따라 생성된 여유분의 8 x SCH(76800bps)를 옵셋 = 8을 요구하는 사용자에게 할당한다.

이 때, 만약 8 x SCH(76800bps)를 요구한 사용자의 채널상황이나 지역 특성이 16 x SCH(153600bps)를 사용하는 사용자의 채널 상황이나 지역(regional) 특성보다 좋지 않다면 8 x SCH(76800bps)를 요구한 사용자의 전송률을 더 낮은 전송률(rate)로 할당할 수도 있다.

여기서 채널 상태나 지역(regional) 특성은 단말기가 전송하는 PSMM(Power Strength Measurement Message) 등을 통해 알 수 있다.

세 번째로는, 공평성(Fairness)을 고려하여 할당 및 제어한다.

즉 채널 상황과 지역(regional) 특성, 그리고 사용자들의 성능(thruput)을 모두 고려하는 방법이다. 이 값들을 종합적으로 고려하여 채널 상황이 좋지 않은 사용자에게도 최소한의 성능(thruput)을 보장하고, 채널 상황이 좋은 사용자에게는 보다 높은 전송률(rate)을 할당하는 방법으로서 공평성(Fairness)를 정의할 수 있는 여러 가지 방법의 적용이 가능하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 통신 시스템(예를 들어, CDMA2000 1x) 상의 역방향 보조 채널(R-SCH)의 전송률 할당(rate assign)과 전송률 제어(rate control)를 ROT에 기반하여 실행할 수 있다. 이 때 추가적인 채널이나 시그널링 도움 없이도 가능하다.

또한 이를 이용하면 직접 ROT를 측정하지 않고서도 ROT값을 측정하여 사용하는 것과 같은 효과를 거두게 된다.

따라서, 현재의 시스템에 변화를 주지 않으면서도 ROT 기반의 효율적인 R-SCH 데이터 전송률 할당(data rate assign)과 제어가 가능해 지게되어, 높은 성능(thruput)을 유지하면서도 안정성이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 데이터 전송률에 따른 옵셋값을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면

Claims (8)

1. 적어도 하나 이상의 단말을 연결하는 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 역방향 데이터 전송률(data rate)을 제어하는 방법에 있어서,

   상기 기지국에 연결된 각 단말의 역방향 채널의 데이터 전송률에 따라 부여된 옵셋 값의 합을 산출하는 단계;

   상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 역방향 링크로 수용될 수 있는 전체 채널의 기 설정된 총 옵셋 값을 비교하는 단계; 및

   상기 산출된 옵셋 값들의 합과 상기 총 옵셋 값의 비교 결과에 따라서 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 총 옵셋 값은 상기 기지국에서 할당 가능한 데이터 전송률의 총 부하량인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 총 옵셋 값은 상기 기지국에서 수용 가능한 총 간섭(interference)량인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계는,

   새로이 상향링크 연결을 요청하는 단말에 대하여 상기 총 옵셋 값을 초과하지 않는 범위에서 데이터 전송률을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 역방향 링크의 데이터 전송률을 제어하는 단계는,

   상기 기지국에 연결된 각 단말의 역방향 채널 상태를 고려하여 데이터 전송률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 채널 상태를 고려하여 데이터 전송률을 제어하는 단계는,

   상기 채널 상태가 좋은 채널의 데이터 전송률은 상승시키고, 상기 채널 상태가 좋지 않은 채널의 데이터 전송률은 하강시키는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
7. 제5항에 있어서,

   새로이 상향링크 연결을 요청하는 단말에 대하여 상기 총 옵셋 값을 초과하지 않는 범위에서 데이터 전송률을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 데이터 전송률 제어 방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 옵셋 값은 데이터 전송률이 낮은 채널에 대해서는 낮은 값을 부여하고, 데이터 전송률이 높은 채널에 대해서는 높은 값을 부여하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서 데이터 전송률 제어 방법.