KR100625430B1 - 무선통신시스템에서 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선통신시스템에서 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법에 관한 것으로, 무선통신시스템에 적용되는 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 있어서, 지연에 민감한 데이터 패킷과 지연에 둔감한 데이터 패킷으로 구분하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 제 1 단계; 및 상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간을 결정하고, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 제 2 단계를 포함한다.
지연, 우선순위, 선택적 랜덤 액세스, 데이터, 핸드오프, 패킷, 전송

Description

무선통신시스템에서 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법{SELECTIVE RANDOM ACCESS METHOD FOR DATA HANDOFF CALLS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1 은 종래의 코드분할다중접속(CDMA) 무선통신시스템에서의 소프트 핸드오프 및 하드 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도.
도 2 는 종래의 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 데이터의 랜덤 액세스 방식에 대한 흐름도.
도 3 은 본 발명이 적용되는 무선통신시스템의 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 기지국에서의 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 이동국에서의 데이터 핸드오프 호를 위한 랜덤 액세스 방법에 대한 일실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31 : 이동국(MS) 12 : 기지국(BTS)
33 : 제어국(BSC)
본 발명은, 무선통신시스템에서 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히, 무선통신시스템에서 셀에 주어지는 트래픽 부하를 간섭량의 측정을 통해 감시하고, 시간에 따라 변화하는 트래픽 부하에 따라서 지연에 둔감하거나 비교적 지연에 둔감하여 우선순위가 낮은 패킷의 전송을 제한하는 시간을 조절하여, 결과적으로 지연에 민감하거나 비교적 지연에 민감하여 우선순위가 높은 데이터 패킷의 전송을 보다 효율적으로 하고 전체 시스템의 용량을 증가시키는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
셀룰라 이동통신, 개인휴대통신(PCS) 등의 수요가 급증하면서, 가입자는 더욱 다양하고 편리한 서비스를 요구하고 있으며, 이와 같은 다양한 특성을 갖는 각기 다른 종류의 서비스를 수용하기 위해서는 종래의 음성 및 저속의 데이터를 위한 핸드오프 방식은 적합하지 않다.
도 1 은 종래의 코드분할다중접속(CDMA) 무선통신시스템에서의 소프트 핸드오프 및 하드 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도로서, 이동국(11)이 기지국A(12)에서 기지국B(13)로 이동함에 따라 기지국A(12)의 파일럿 신호의 세기가 떨어지고, 기지국B(13)의 파일럿 신호의 세기는 점차 증가함을 보여준다.
핸드오프 시점을 결정하기 위하여 사용되는 파일럿 세기를 측정하는 파라미터는 다음과 같다.
TADD는 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(101)이다.
TDROP은 기지국이 활성군(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값(103)이다.
TCOMP(TCOMPL)는 후보군의 기지국이 활성군으로 들어가기 위한 후보군의 파일럿 세기와 활성군의 파일럿 세기의 차이값 및 활성군에 속해 있는 파일럿들의 세기 차이값을 비교하는 값이다.
TTDROP는 활성군에 속한 파일럿이 활성군에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값(104)이다.
"ADD"는 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 이동국이 인접 섹터 또는 셀로 이동할 때 인접 섹터 또는 셀의 파일럿이 활성군으로 추가되는 것을 말한다.
"DROP"은 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 활성군에 존재하는 파일럿이 삭제되는 것을 말한다.
"Ec/Io"는 수신 대역폭내의 총 전력 스펙트럼 밀도(Io)에 대한 하나의 의사잡음(PN) 칩 주기동안 누적된 파일럿 에너지(Ec)와의 비율이다.
도 1을 참조하여 소프트 핸드오프 및 하드 핸드오프 절차를 살펴보면 다음과 같다.
이동국(11)이 기지국A(12)에서 기지국B(13)의 영역으로 이동해 감에 따라, 기지국A(12)의 파일럿 신호는 점차적으로 감소하고, 기지국B(13)의 신호는 증가한다.
종래의 소프트 핸드오프 방식에서는 파일럿 신호의 세기 기준 TADD (104)보다 파일럿 신호세기가 커지면 핸드오프를 시작한다. 즉, 이동국(101)이 기지국 A(102)의 채널을 점유한 상태에서 기지국 B(103)의 파일럿 신호세기가 TADD(101)를 넘는 위치에서 기지국B(13)의 채널을 추가적으로 요구하므로써, 핸드오프를 시작한다(102).
이후, 이동국(11)이 계속해서 기지국B(13)의 방향으로 움직임에 따라, 기지국A(12)의 파일럿 신호세기가 감소한다. 만약, 이 세기가 TDROP(103)보다 작은 상태로 TTDROP(104)의 시간 이상 유지되면, 이동국(11)은 기지국A(12)의 점유채널을 해제하고 소프트 핸드오프를 끝낸다(105).
한편, 하드 핸드오프 방식의 경우에는, 기지국A(12)의 파일럿 신호세기보다 기지국B(13)의 세기가 일정 기준 THARD(106)이상 커지면, 순간적으로 이동국(11)이 점유하고 있던 기지국A(12)의 채널을 해제하고 기지국B(13)의 채널을 점유하는 핸드오프 과정을 실행한다(107). 여기서, 하드 핸드오프에서의 THARD(106)은 이동국(11)이 통신채널의 페이딩 변화에 기지국A(12)와 기지국B(13)간의 반복적인 핸드오프 실행(즉, 핑퐁효과)을 막기 위함이다.
도 2 는 종래의 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 데이터 호의 랜덤 액세스 방식에 대한 흐름도로서, 멀티미디어 서비스 수용시 음성호가 아닌 데이터 호를 위해 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 기지국(12,13) 및 이동국(11)간의 랜덤 액세스 방식 예를 나타낸다.
음성호의 경우에는 채널을 호의 종료시까지 연속적으로 점유하지만, 데이터 호의 경우에는 데이터 패킷 발생시에만 채널을 점유하여 그 패킷을 전송하는 방식이 사용되고 있다. 따라서, 이동국(11)과 기지국(12,13)은 이와 같은 전송방법을 기반으로 셀간의 이동시에는 각 핸드오프 방식을 적용하여 핸드오프한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 데이터의 랜덤 액세스 방식은, 먼저 이동국(11)이 패킷의 발생을 기다리고 있다가(201), 새로운 패킷이 발생하면(202), 기지국(12,13)에서 동기를 맞추기 위해 프리엠블을 전송하고(203), 데이터 패킷을 전송한다(204). 이때, 패킷 전송이 성공했는지를 검사하여(205), 패킷 전송이 성공하면 새로운 패킷의 발생을 기다리고(201), 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린 후에(207) 재전송한다(208). 만약, 재전송이 제대로 이루어지면 기지국(12,13)에서 동기를 맞추기 위해 프리엠블을 전송하고(203), 재전송에 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린다(207).
기지국(12,13)으로부터 이동국(11)으로의 순방향 전송의 경우에도, 상기 설명된 방식이 사용되지만 이동국(11)이 기지국(12,13)으로부터의 동기획득을 위하여 파일럿 신호를 이용하기 때문에 동기를 얻기 위한 프리엠블은 따로 필요하지 않다.
이상에서 설명한 종래의 전송방식은, 다양한 멀티미디어 서비스로부터 발생하는 데이터의 특성을 고려하지 않고 있다.
데이터의 특성중 일반호 및 핸드오프 호에 채널을 인가함에 있어서 가장 중요한 요소는 지연의 민감성이다. 따라서, 지연에 민감한 데이터 패킷은 데이터가 손실되지 않기 위해서 즉각적인 전송이 반드시 이루어져야 하지만, 지연에 둔감한 데이터 패킷은 현재 수용중인 트래픽 상황에 따라 제한적으로 전송될 수 있다.
현재의 셀룰라 CDMA 무선통신시스템은 다양한 멀티미디어 서비스를 수용하여 차세대 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 차세대 시스템에서 수용하게 될 멀티미디어 서비스는 광범위한 품질을 요구하고 있다.
그러나, 종래의 랜덤 액세스 방식은 핸드오프를 할 때에 각각 다른 서비스의 요구 규격에 적합하게 무선자원을 이용하지 못하는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 무선통신시스템에서 셀에 주어지는 트래픽 부하를 간섭량의 측정을 통해 감시하고, 시간에 따라 변화하는 트래픽 부하에 따라서 지연에 둔감하거나 비교적 지연에 둔감하여 우선순위가 낮은 패킷의 전송을 제한하는 시간을 조절하여, 우선순위가 높은 데이터 패킷의 전송을 효율적으로 처리하고 시스템의 용량을 증가시키기 위한 선택적 랜덤 액세스 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선통신시스템에 적용되는 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 있어서, 지연에 민감한 데이터 패킷과 지연에 둔감한 데이터 패킷으로 구분하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 제 1 단계; 및 상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간을 결정하고, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 제 2 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 방법은, 무선통신시스템에 적용되는 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 있어서, 각각의 데이터 패킷에 대해 다단계의 값 중 하나를 우선순위로 부여하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 제 1 단계; 및 상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간과 우선순위 기준값을 결정하여, 소프트 핸드오프 영역에서 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 제 2 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템에서, 지연에 민감한 데이터 패킷과 지연에 둔감한 데이터 패킷으로 구분하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 기능; 및 상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간을 결정하고, 소프트 핸드오프 영역에서 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템에서,각각의 데이터 패킷에 대해 다단계의 값 중 하나를 우선순위로 부여하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 기능; 및 상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간과 우선순위 기준값을 결정하여, 소프트 핸드오프 영역에서 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 소프트 핸드오프 영역에서 일정시간(tRES) 동안 지연에 둔감한 데이터 패킷에 대하여 선택적으로 전송을 제한하는 것을 특징으로 한다.
예를들면, 셀에 주어지는 트래픽의 부하가 낮아 모든 종류의 호에 무선자원이 충분하다고 판단되는 경우에는 데이터 패킷의 지연 특성에 상관없이 즉시 전송하도록 하고, 트래픽의 부하가 높아 채널이 부족하거나 서비스의 품질이 저하될 수 있다고 판단되는 경우에는 지연에 둔감한 패킷의 전송을 제한하여 지연에 민감한 종류의 패킷의 전송을 우선한다. 왜냐하면, 지연에 민감한 데이터 패킷은 일정 이상의 시스템 지연을 겪게 되면 바로 손실로 처리되고, 지연에 둔감한 데이터 패킷은 늦게라도 전송되면 손실로 처리되지 않기 때문이다. 따라서, 지연에 둔감한 데이터의 전송을 제한하여 지연에 민감한 데이터를 실시간 처리하는 것이 전체 시스템의 품질과 효율을 높일 수 있다.
여기서, 지연에 민감하다라는 것은 전달하고자 하는 데이터가 그 만큼 중요한 데이터라고 말할 수 있으며, 또한 지연에 민감하다는 것은 전달하고자 하는 데이터의 우선순위가 높은 데이터라고 할 수 있다. 여기서, 우선순위는 지연의 민감도나 데이터의 중요도에 따라 다단계로 나뉘어 질 수 있다.
도 3 은 본 발명이 적용되는 무선통신시스템의 구성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 무선통신시스템은, 이동국(MS : Mobile Station, 31), 기지국(BTS : Base station Transceiver System, 32), 그리고 제어국(BSC : Base Station Controller, 33)을 구비한다. 여기서 이동국은 이동무선통신 단말기를 의미한다.
이동국(31)은 임의의 기지국(32)의 범위내에 있고, 이동국(31)의 정보는 기지국(32)과 이를 제어하는 제어국(33)에 전송되며, 제어국(33)으로부터 전송되는 정보는 기지국(32)을 거쳐 이동국(31)으로 전송된다.
기지국(32)은 이동국(31)을 제어국(33)에 접속시키며, 무선주파수(RF : Radio Frequency) 수신기(321), 간섭량 측정기(322), 그리고 채널별 신호처리 장치(323)를 구비한다.
그리고, 기지국(32)은 이동국(31)과 무선을 통해 통신하고, 제어국(33)과 유선으로 통신을 수행하는 유무선 변환 기능을 수행한다.
제어국(33)은 기지국(32)을 교환국에 접속시켜 기지국(32)간의 연결을 조정한다.
이동국(31)과 기지국(32)은 패킷의 지연 특성에 따라, 지연에 민감한 패킷은 종래의 방식대로 채널 설정 과정을 거쳐 통화가 지속되는 동안 채널을 계속 할당하고, 지연에 둔감한 패킷은 설정된 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 패킷을 전송한다.
랜덤 액세스 프로토콜은 망 구조의 구성에 따라, 제어국(33) 또는 기지국(32)에서 제어할 수 있다.
코드분할다중접속 무선통신시스템에 있어서, 무선자원의 할당은 다른 사용자 신호의 간섭량에 의존한다.
역방향 링크에서의 사용자(이동국(31)) 신호는 기지국에서 무선주파수 수신기(321)를 거쳐 간섭량 측정기(322)를 통과하게 된다. 이때, 간섭량 측정기(322)에서 기지국(32)이 수신하는 신호의 간섭량을 측정하여 현재 역방향 링크에서 사용할 수 있는 무선 채널의 수와 시스템 용량을 추정할 수 있다.
순방향 링크에서는 기지국(32)에서 할당할 수 있는 전체 전력의 크기에서 현재 할당된 전력의 크기를 확인하여 사용할 수 있는 무선 채널의 수와 용량을 추정 할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 기지국에서의 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, ALOHA 프로토콜을 이용하는 경우에 지연에 둔감한 데이터 패킷의 기지국 제어국(33) 또는 기지국(32)에서의 패킷 전송 절차를 나타낸다.
본 발명은 멀티미디어 서비스를 포함하는 차세대 셀룰라 코드분할다중접속 무선통신시스템에서 다양한 데이터 서비스의 특성에 적합한 핸드오프의 랜덤 액세스 방식을 제안하여 시스템의 성능 향상을 목표로 한다.
멀티미디어 서비스는 음성 서비스와 달리 광범위한 품질을 요구하고 있기 때문에 음성 및 데이터 패킷의 핸드오프를 제공하기 위해서는 각각 다른 종류의 서비스의 요구 규격에 적합한 랜덤 액세스 방식을 이용해야 할 것이다.
본 발명은 데이터 서비스를 시스템 지연 특성에 민감한 종류와 둔감한 종류로 나누어 시스템의 트래픽 부하에 따라 지연이 둔감한 데이터 패킷에 대하여 소프트 핸드오프 영역에서 패킷의 전송을 제한하는 방법이다.
본 발명을 이용하므로써 얻을 수 있는 효과는 크게 두 가지이다.
첫째, 지연에 둔감한 데이터 패킷에 대하여 선택적으로 전송을 제한함으로써 짧은 지연에도 패킷이 손실되는 지연에 민감한 데이터 패킷에 채널을 우선적으로 할당하여 전체적으로 패킷이 손실되는 양을 줄일 수 있다.
둘째, 소프트 핸드오프 영역에서 전송을 제한하고 있기 때문에 주변 셀에 미치는 간섭량을 줄일 수 있다. 이는 코드분할다중접속 무선통신시스템의 용량이 간 섭량에 의존하기 때문에 전체 시스템 용량을 전송을 제한하지 않는 경우보다 증가 시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 제어국(33) 또는 기지국(32)에서의 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법은, 먼저 제어국(33) 또는 기지국(32)이 새로운 데이터 패킷의 발생을 대기하고 있다가(402), 새로운 패킷이 발생하였는지를 분석하여(403), 새로운 패킷이 발생하면, 일단 한 기지국(32)에서 할당할 수 있는 전체 전력에서 현재 순방향 링크에 할당된 전력과 할당할 수 있는 전력의 크기를 확인하여 셀에 부과된 트래픽 부하와 사용할 수 있는 무선자원의 크기를 MF 개의 상태, (L1, L2, …, LMF)중에서 추정하고(404), 이 MF 개의 상태에 따라서 해당되는 타이머 tRES_F의 값을 (t1, t2, …, tMF)로 설정한다(405). 만약, 새로운 패킷이 발생하지 않으면, 새로운 패킷의 발생을 대기하는 단계(402)로 천이한다.
이후, 설정된 타이머 값이 "0"으로 설정되었는가를 확인하여(406), "0"으로 설정되어 있지 않으면 이동국(11)의 위치가 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 검사한다(407). 여기서, 이동국(31)이 소프트 핸드오프 중인가는 종래의 소프트 핸드오프 방식에서 현재 통신중인 기지국(32)을 나타내는 활성집합을 이용하여 알 수 있다.
예를 들면, 이동국(31)은 핸드오프 영역에 진입하면, 측정된 기지국(32)의 파일럿 크기를 제어국(33)으로 전달하고, 제어국(33)은 이 파일럿 측정결과를 바탕 으로 활성집합에 해당되는 기지국(32)을 결정하여 이동국(31)에 통보하는데, 제어국(33)과 이동국(31)은 이러한 활성집합을 이용하여 이동국(31)이 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 확인할 수 있다.
기지국(32)에서 액세스 프로토콜을 제어하는 경우에는 이동국(31)이 소프트 핸드오프를 시작/완료하여 채널을 설정/해제하는 과정에서 각 기지국(32) 영역내의 이동국(31)이 소프트 핸드오프중인지의 정보를 제어국(33) 또는 이동국(31)으로부터 수신하여 기지국(32)에서도 관리하도록 한다(401).
검사결과, 소프트 핸드오프 영역내에 이동국(31)이 위치하면, 타이머 tRES_F 시간동안 패킷의 전송을 제한한 후에(408) 전송이 제한된 패킷의 타이머 tRES_F가 만료되었는지를 판단하고(409), 이동국(31)이 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면 전송하는 프리엠블에 동기시키어(410) 데이터 패킷을 전송한다(411). 이때, 패킷 전송이 성공했는지를 검사하여(412), 패킷 전송이 성공하면 새로운 패킷의 발생을 기다리고(403), 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린 후에(413) 재전송한다(414). 만약, 재전송이 제대로 이루어지면 기지국(32)에서 동기를 맞추기 위해 프리엠블을 전송하고(410), 재전송에 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린다(413).
판단결과, 전송이 제한된 패킷의 타이머 tRES_F의 만료시에, 전송이 실패한 패킷을 재전송하기 위해 임의 시간을 기다린 후에(413) 재전송한다(414). 이때, 만약 전송이 제한된 패킷의 타이머 tRES_F가 만료되지 않으면, 다시 패킷의 전송을 제한하 는 단계(408)로 천이한다.
상기 확인결과, 타이머 tRES_F가 "0"으로 설정되어 있으면, 바로 프리엠블에 동기 후에(410) 패킷을 전송한다(411). 이때, 전송확인 과정(412)을 통해 확인결과에 따라, 새로운 패킷을 대기하는 단계(403)로 천이하거나, 재전송 과정(413,414)을 겪는다.
제어국(33) 또는 기지국(32)은 순방향 링크에서 데이터 패킷의 전송을 제어함과 동시에 역방향 링크의 타이머 tRES_R 의 값을 설정하고 이동국(31)에 알려주는 역할을 한다.
제어국(33) 또는 기지국(32)은 간섭량 측정기(322)를 이용하여 역방향 링크에서 셀에 부과된 트래픽 부하와 사용할 수 있는 무선자원의 크기를 MR 개의 상태, (L1, L2, …, LMR)중에서 추정하고 방송채널을 통하여 이동국(31)에 이 값을 통보한다(401).
도 5 는 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 이동국에서의 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 랜덤 액세스 프로토콜로 알로하(ALOHA) 프로토콜이 사용되는 경우에 지연에 둔감한 데이터 패킷의 이동국(31)에서의 패킷 전송 절차를 나타낸다.
본 발명은 셀룰라 코드분할다중접속 방식 환경에서 멀티미디어 서비스를 수용시 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방식에 관한 것으로, 다양한 서비스의 요구규격에 적합하게 지연에 민감하지 않은 데이터 패킷을 소프트 핸드오프 영역에서 제한하여 전송하는 방식에 관한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알로하(ALOHA) 프로토콜을 이용한 이동국에서의 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법은, 먼저 이동국(31)이 새로운 데이터 패킷의 발생을 대기하고 있다가(501), 새로운 패킷이 발생하였는지를 분석하여(452), 새로운 패킷이 발생하면, 일단 기지국(32)을 통해 수신된 역방향 링크에서의 전송제한 타이머 tRES_R의 값을 확인하고(503), 이 타이머 값이 "0"으로 설정되어 있는지를 검사한다(504). 만약, 새로운 패킷이 발생하지 않으면, 새로운 패킷의 발생을 대기하는 단계(501)로 천이한다.
검사결과, 타이머의 값이 "0"으로 설정되어 있지 않으면 이동국(31)의 위치가 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 확인한다(505).
확인결과, 소프트 핸드오프 영역내에 이동국(31)이 위치하면, 타이머 tRES_R 시간동안 패킷의 전송을 제한한 후에(506) 전송이 제한된 패킷의 타이머 tRES_R가 만료되었는지를 판단하고(507), 이동국(31)이 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면 전송하는 프리엠블에 동기시키어(508) 데이터 패킷을 전송한다(509). 이때, 패킷 전송이 성공했는지를 검사하여(510), 패킷 전송이 성공하면 새로운 패킷의 발생을 기다리고(502), 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린 후에(511) 재전송한다(512). 만약, 재전송이 제대로 이루어지면 기지국(32)에서 동기를 맞추기 위해 프리엠블을 전송하고(508), 재전송에 실패하면 재전송을 위한 임의의 시간을 기다린다(511).
상기 검사결과, 타이머 tRES_R가 "0"으로 설정된 경우에는 바로 프리엠블에 동기 후에(508) 패킷을 전송한다(509). 이때, 전송확인 과정(510)을 통해 확인결과에 따라, 새로운 패킷을 대기하는 단계(502)로 천이하거나, 재전송 과정(511,512)을 겪는다.
이상에서와 같이, 본 발명은 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대하여 각각 MF, MR개의 상태로 추정하여 이에 따라서 지연에 둔감한 데이터 핸드오프에 대하여 선택적으로 패킷의 전송을 제한하는 타이머를 조절하므로써, 지연에 민감한 패킷과 둔감한 패킷을 주어진 트래픽 상황에서 전체 데이터의 손실을 줄이면서 동시에 가능한 최소한의 지연으로 전송할 수 있다.
본 발명에서 소프트 핸드오프 영역에 있는 지연에 둔감한 이동국에 대하여 선택적으로 전송을 제한하므로써 얻는 효과는 다음과 같다.
첫째, 지연에 민감한 패킷에 보다 많은 무선자원을 할당할 수 있는 것으로, 지연에 민감한 패킷의 전송 실패는 즉각적인 데이터 손실이 되기 때문에 제한적인 전송을 통해서 지연에 민감한 패킷에 보다 많은 채널을 할당함으로써, 전체적인 패킷의 전송 실패를 줄일 수 있다.
둘째, 코드분할다중접속 무선통신시스템이 간섭량에 의해 시스템 용량이 제한받기 때문에, 셀 경계에 해당하는 소프트 핸드오프 영역에서의 전송제한은 주변 셀에 영향을 주는 간섭량을 줄여 시스템 용량을 증가시킬 것이다. 여기서, 주변 셀에 미치는 간섭량은 주변 셀에서 보다 먼 거리에 있는 셀 내부에 위치한 이동국보 다 셀 경계에 위치한 이동국으로부터의 영향이 크다. 따라서, 시스템 용량은 전송제한을 하지 않는 경우보다 증가하게 된다.
상기한 실시예에서 지연에 민감하냐 아니냐하는 단순한 두 가지로 패킷을 구분하고, 그에 따라 전송제한 타이머 tRES_F나 전송제한 타이머 tRES_R를 설정하여 패킷을 전달하였으나, 지연에 민감하냐 아니냐 하는 것을 우선순위를 두어 다단계로 구현할 수 있다.
이러한 패킷에는 다단계로 나뉘어지는 패킷의 우선순위 값을 저장할 수 있도록 충분한 우선순위 체크필드가 있게 되고, 우선순위를 다단계로 둠으로 해서 전송로의 복잡도에 따라 가변적인 데이터의 전달이 가능하다. 즉, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 각각 MF, MR 개의 상태로 추정하여 이에 따라서 우선순위가 낮은 데이터 핸드오프에 대하여 선택적으로 패킷의 전송을 제한하는 타이머를 조절함으로써 우선순위가 높은 패킷과 낮은 패킷을 주어진 트래픽 상황에서 전체 데이터의 손실을 줄이면서 동시에 가능한 최소한의 지연으로 전송할 수 있다.
다시 한 번 설명하면, 코드분할 다중접속 시스템에서 데이터 서비스의 종류에 따라서 이를 우선순위가 높은 데이터 패킷과 우선순위가 낮은 데이터 패킷을 구분하고 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대하여 각각 MF, MR 개의 상태로 나누고 이러한 우선순위 및 트래픽 부하상태에 따라 순방향 및 역방향 링크에서의 타이머의 설정 시간을 결정하고 역방향 링크의 경우에는 기지국을 통하여 방송모드로 소프트 핸드오프 영역 내의 모든 이동국이 역방향 링크의 타이머 값을 알 수 있도록 하고 이 소프트 핸드오프 영역에서 우선순위가 낮은 데이터 패킷에 대하여 선택적으로 패킷의 전송을 이 타이머 시간만큼 제한하여 전송한다.
이에 대해 상세히 설명하면, 우선순위가 낮은 데이터 패킷의 전송을 제한함에 있어서 셀에 주어지는 순방향 및 역방향 링크에서의 트래픽 부하를 MF, MR 개의 상태((L1, L2, ..., LMF), (L1, L2, ..., LMR))로 구분하고, 이 트래픽의 상태에 맞추어 전송을 제한하는 시간 tRES_F, tRES_R를 (t1, t2, ..., tMF), (t1, t2, ..., tMR)로 조절하며, 기지국을 통하여 방송모드로 기지국 내 모든 데이터 단말을 대상으로, 특히 소프트 핸드오프 영역 내에서의 이동국에게 역방향 링크에서의 트래픽 상태에 따라 우선순위가 낮은 패킷의 전송을 제한하는 시간(tRES_R)을 알려준다.
이상에서와 같은, 본 발명은 음성 및 데이터 통합 서비스 환경에서 전체 패킷의 손실을 줄일 수 있고 전체 시스템 용량을 늘일 수 있는 장점을 갖기 때문에, 멀티미디어 서비스를 포함하는 차세대 셀룰라 무선통신시스템에서 데이터 핸드오프에 대한 랜덤 액세스 방법으로서 유용할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 소프트 핸드오프 영역에 있는 지연에 둔감한 이동국의 데이터 패킷에 대하여 선택적으로 전송을 제한함으로써, 짧은 지연에도 패킷이 손실되는 지연에 민감한 데이터 패킷에 채널을 우선적으로 할당하여 전체적으로 패킷이 손실되는 양을 줄일 수 있고, 소프트 핸드오프 영역에서 전송을 제한하고 있기 때문에 주변 셀에 미치는 간섭량을 줄일 수 있어, 전체 시스템 용량을 증가 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 지연에 민감하냐 둔감하냐의 정도를 다단계의 우선순위를 두어 구별을 해줌으로써 망 상황에 맞는 최적의 트래픽 전송효율을 가질 수 있도록 하여 전체 시스템 용량을 최대로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 무선통신시스템에 적용되는 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    지연에 민감한 데이터 패킷과 지연에 둔감한 데이터 패킷으로 구분하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 제 1 단계; 및
    상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간을 결정하고, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 제 2 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 과정은,
    간섭량 측정을 통하여 셀에 주어지는 트래픽의 부하 상태를 구분하는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    트래픽 부하가 높아 채널이 부족하거나 서비스의 품질이 저하될 수 있다고 판단되는 경우에, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역 내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 패킷의 전송을 제한하는 것을 특징으로 하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    제어국 또는 기지국에서 발생된 상기 이동통신 단말기로 전송할 데이터 패킷에 대해 상기 기지국에서 할당할 수 있는 전체 전력에서 현재 순방향 링크에 할당된 전력과 할당할 수 있는 전력의 크기를 확인하여 셀에 부과된 트래픽 부하와 사용할 수 있는 무선자원의 크기를 추정하고 상기 전송 제한 타이머의 값을 설정하는 단계;
    설정된 상기 전송 제한 타이머가 종료되면 프리엠블에 동기시켜 상기 전송할 데이터 패킷을 전송하는 단계;
    상기 전송 제한 타이머가 종료되지 않았으면, 상기 이동통신 단말기의 위치가 소프트 핸드오프 영역 내에 있는지를 확인하는 단계;
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하면, 상기 전송 제한 타이머에 설정된 시간동안 지연에 둔감한 데이터 패킷의 전송을 제한하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면, 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 이동통신 단말기가 새로운 패킷이 발생되면 상기 기지국을 통해 수신된 역방향 링크에서의 상기 전송 제한 타이머를 확인하여, 상기 전송 제한 타이머가 종료되었는지 확인하는 단계;
    상기 전송 제한 타이머가 종료되었으면 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계;
    상기 전송 제한 타이머가 종료되지 않았으면, 상기 이동통신 단말기의 위치가 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 확인하는 단계;
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하면, 상기 전송 제한 타이머에 설정된 시간동안 지연에 둔감한 데이터 패킷의 전송을 제한하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면, 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  8. 삭제
  9. 무선통신시스템에 적용되는 데이터 핸드오프를 위한 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    각각의 데이터 패킷에 대해 다단계의 값 중 하나를 우선순위로 부여하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 제 1 단계; 및
    상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간과 우선순위 기준값을 결정하여, 소프트 핸드오프 영역에서 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 제 2 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 과정은,
    간섭량 측정을 통하여 셀에 주어지는 트래픽의 부하 상태를 구분하는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 데이터 핸드오프 호를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    트래픽 부하가 높아 채널이 부족하거나 서비스의 품질이 저하될 수 있다고 판단되는 경우에, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역 내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 상기 우선순위 기준값보다 우선 순위가 낮은 패킷의 전송을 제한하는 것을 특징으로 하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    제어국 또는 기지국에서 발생된 상기 이동통신 단말기로 전송할 데이터 패킷에 대해 상기 기지국에서 할당할 수 있는 전체 전력에서 현재 순방향 링크에 할당된 전력과 할당할 수 있는 전력의 크기를 확인하여 셀에 부과된 트래픽 부하와 사용할 수 있는 무선자원의 크기를 추정하고 상기 전송 제한 타이머의 값을 설정하는 단계;
    상기 설정된 전송 제한 타이머가 종료되면 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계;
    상기 설정된 전송 제한 타이머가 종료되지 않으면 상기 이동통신 단말기의 위치가 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 확인하는 단계;
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하면, 상기 전송 제한 타이머에 설정된 시간 동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷의 전송을 제한하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면, 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 이동통신 단말기가 새로운 패킷이 발생되면 상기 기지국을 통해 수신된 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머를 확인하고, 상기 전송 제한 타이머가 종료되었는지 확인하는 단계;
    상기 전송 제한 타이머가 종료되었으면 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계;
    상기 전송 제한 타이머가 종료되지 않았으면 상기 이동통신 단말기의 위치가 소프트 핸드오프 영역내에 있는지를 확인하는 단계;
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하면, 상기 전송 제한 타이머에 설정된 시간동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷의 전송을 제한하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 위치하지 않으면, 프리엠블에 동기시켜 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 핸드오프를 위한 선택적 랜덤 액세스 방법.
  15. 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템에서,
    지연에 민감한 데이터 패킷과 지연에 둔감한 데이터 패킷으로 구분하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 기능; 및
    상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간을 결정하고, 이동통신 단말기가 소프트 핸드오프 영역내에 존재하는 경우 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 지연에 둔감한 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  16. 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템에서,
    각각의 데이터 패킷에 대해 다단계의 값 중 하나를 우선순위로 부여하고, 셀에 주어지는 트래픽 부하를 순방향 및 역방향 링크에 대해 상태별로 구분하는 기능; 및
    상기 상태별로 구분된 트래픽 부하에 따라, 순방향 및 역방향 링크에서의 전송 제한 타이머의 설정시간과 우선순위 기준값을 결정하여, 소프트 핸드오프 영역에서 상기 전송 제한 타이머의 설정시간(tRES)동안 상기 우선순위 기준값보다 우선순위가 낮은 데이터 패킷을 랜덤 액세스 프로토콜에 따라 선택적으로 제한 전송하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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