KR100651466B1 - 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 상기 방송 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 각 기지국들과 패킷을 주고받아 측정된 전송 지연 시간을 수신하는 과정과, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 바탕으로 무선 전송 시간을 결정하는 과정과, 상기 결정된 무선 전송 시간을 기지국으로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
방송 서비스, 동기화, 소프트 컴바이닝

Description

이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템 및 방법{SYNCHRONIZATION SYSTEM AND METHOD FOR BROADCASTING A SERVICE STREAM IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 기지국으로부터 특정 섹터로의 순방향 채널이 각 단말에 대해 할당되는 것을 나타내는 도면,
도 2는 제 1 및 제 2 기지국으로부터 수신한 패킷들의 단말에서의 소프트 컴바이닝 가능 여부를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 서비스 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 제어 기능부에서 무선 전송 시간을 정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 패킷 제어 기능부에서 무선 전송 시간을 결정하는 동작 흐름도,
도 6은 패킷 제어 기능부가 전송 지연 시간을 측정하는 동작 흐름도,
도 7은 오류 제어 블록을 위한 데이터 패킷의 일 예를 도시한 도면,
도 8은 상기 도 7에 패리티 패킷이 부가된 도면,
도 9는 하나의 오류 제어 블록을 단말로 전송하는 동작 흐름도,
도 10a 내지 도 10c는 상기 T_wait의 값이 결정되는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 11은 T_wait의 갱신 절차를 도시한 도면,
도 12는 다른 실시 예에 따른 오류 제어 블록을 단말로 전송하는 동작 흐름도.
본 발명은 이동통신 시스템의 동기화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 방송 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템의 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나, 기술의 급속한 발전과 사용자들의 요구에 부응하여 많은 분야에서 다양한 서비스들이 제공되고 있다. 이러한 서비스들 중에서 가장 기본적으로는 단문 메시지의 전송에서부터 e-mail 전송, 인터넷 서비스 및 방송 서비스의 제공 등이 가능해지고 있다. 이러한 다양한 서비스들을 제공하기 위해 동기 방식을 사용하는 코드분할 다중접속 방식(CDMA)이동통신 시스템은 IS-95 시스템으로 진화했다. 그 이후 CDMA-2000과 같은 시스템이 등장하여 현재 상용화가 시작되고 있으며, 고속의 데이터 전용 시스템인 1x EV-DO 시스템이 등장하였고, 그 이 후에는 1x EV-DV라 불리우는 고속 데이터를 제공하면서 음성 통신이 동시에 가능한 시스템에 대하여 많은 부분에서 표준 협의가 이루어지고 있다.
상술한 바와 같은 CDMA 방식의 시스템은 기본적으로 동기 방식을 사용하고 있으므로, 네트워크에서 이미 동기화가 이루어진 상태로 동작하게 된다. 그런데, 이동통신 시스템에서 방송 서비스를 제공할 경우에는 상기한 네트워크 동기만으로는 방송 서비스를 제대로 제공할 수 없다. 왜냐하면, 이동통신 시스템에서 제공하는 방송 서비스는 공중파를 이용한 방송 서비스의 제공이 아닌 특정한 콘텐츠 서버(Contents Server)를 이동통신 시스템과 연동되도록 연결하여 사용하기 때문이다.
한편, CDMA 1x EV-DO를 이용한 이동 통신 시스템을 기반으로 한 방송 서비스는 다음과 같은 특징으로 갖는다. 우선, 단말별로 무선 채널이 할당되는 것이 아니라 다수의 단말에 하나의 채널만 할당되므로, 무선 자원이 절약될 수 있다. 그리고, 아이피 멀티캐스트 어드레스가 이용되므로, 기지국 제어기와 패킷 제어 기능부, 패킷 제어 기능부와 패킷 데이터 서비스 노드간 백하울(back-haul)자원이 절약될 수 있다. 또한, 방송 컨텐츠를 단말로 전달하는 순방향 링크만 존재하고 역방향 링크는 존재하지 않으며, 이때 순방향 링크에 사용하는 채널의 슬롯은 단말별이 아닌 컨텐츠별로 할당된다. 마지막으로 모든 단말에 대하여 하나의 채널만 사용하므로 동일한 컨텐츠가 각 기지국의 각 섹터를 통해 전송되는 슬롯에 싣는 것이 가능하며, 그에 따라 단말에서 섹터간 소프트 컴바이닝이 가능하다.
종래의 CDMA 1x EV-DO를 이용한 이동 통신 시스템에서는 단말별로 순방향 채널을 할당하며, 이 채널은 특정 기지국의 특정 섹터에 대하여 하나의 순방향 채널 을 이루고 있는 각 슬롯들의 집합으로 이루어진다. 도 1에 특정 기지국의 특정 섹터에 대하여 하나의 순방향 채널이 각 단말에게 나누어 할당되는 것을 표시하였다. 도 1을 참조하면, n 슬롯에서는 순방향 채널이 제 1 단말(AT1)에 할당되고, n+1 슬롯에서는 순방향 채널이 제 2 단말(AT2)에 할당된다. 이 때, 각 단말에 할당하는 슬롯은, 해당 단말이 요구하는 데이터 레이트 제어(Data Rate Control : 이하 DRC 라 기재함), 해당 섹터의 다른 단말이 요구하는 DRC 레이트, 단말에 할당된 우선 순위 등에 의하여 결정된다. 따라서, 같은 단말이라 하더라도 각 섹터별로 상황이 다르기 때문에 해당 단말에 할당되는 슬롯이 일정하도록 하는 것은 불가능하며, 이에 따라 단말이 섹터별로 전송되는 신호를 수신하여 합하는 소프트 컴바이닝이 불가능하다.
도 2는 상술한 바와 같이 단말에서의 소프트 컴바이닝이 불가능한 상황을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 제 1 기지국(ANTS1) 및 제 2 기지국(ANTS2)은 모두 n 슬롯에 제 1 단말(AT1)로 신호를 할당하므로, n 슬롯에서 제 1 단말(AT1)은 상기 제 1 기지국(ANTS1) 및 제 2 기지국(ANTS2)으로부터 신호를 수신하여 소프트 컴바이닝이 할 수 있다. 그러나, n+1 슬롯에서 제 1 기지국(ANTS1)은 제 2 단말(AT2)로, 제 2 기지국(ANTS2)은 제 1 단말(AT1)로 신호를 할당하므로, n+1 슬롯에서 제 1 단말(AT1)은 제 2 기지국(ANTS2)으로부터만 신호를 수신하므로 소프트 컴바이닝 할 수가 없다.
그러나, 방송 서비스의 경우, 상술한 바와 같이 섹터간 소프트 컴바이닝(soft-combine)이 불가능하다면 단말이 섹터간 경계에 위치해 있을 때 각 섹터로부 터 수신하는 신호의 크기에 따라 단말이 수신하는 섹터가 수시로 바뀔 수 있으며, 그에 따라 방송 서비스의 연속성이 보장될 수 없다. 또한, 방송 서비스의 경우 셀(Cell) 영역(Coverage)중심부부터 셀 경계까지 동일한 레이트로 전송하기 때문에 단말이 셀 경계에 위치할 경우, 한 섹터의 신호만 수신할 수 있으므로 신호의 품질이 저하된다는 단점이 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 본 발명의 목적은 방송 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템에서 단말이 각 기지국의 각 섹터로부터 수신하는 신호를 합하여 우수한 신호를 얻을 수 있도록 하는 소프트 컴바이닝 기능을 위한 동기화 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 방송 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템에서 기지국 제어기 또는 패킷 제어 기능부에서 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 효율적으로 정하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 방송 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템에서 기지국 제어기가 패킷 제어 기능부로부터 방송 서비스 패킷을 수신한 시간, 또는 패킷 제어 기능부가 패킷 데이터 서비스 노드로부터 방송 서비스 패킷을 수신한 시간과 해당 패킷이 단말로 전송된 시간의 차이를 최소화하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 방송 서비스를 제공하는 이동통신 시스템에서 무 선 전송 시간이 지나고 난 후에야 패킷이 기지국에 도착하여 해당 패킷을 전송하지 못하는 상황을 방지하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 상기 방송 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 각 기지국들과 패킷을 주고받아 측정된 전송 지연 시간을 수신하는 과정과, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 바탕으로 무선 전송 시간을 결정하는 과정과, 상기 결정된 무선 전송 시간을 기지국으로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국 제어기로부터 측정된 전송 지연 시간들을 수신하고, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 전송 지연 시간이 가장 큰 기지국을 기준으로 무선 전송 시간을 결정하는 패킷 제어부와, 기지국으로부터 측정된 전송 지연 시간들을 수신하고, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 선택하여 상기 패킷 제어부로 전달하고, 상기 패킷 제어부로부터 수신된 상기 무선 전송 시간 및 방송 데이터를 기지국으로 전송하는 기지국 제어기와, 상기 패킷 제어부의 전송 지연 시간 측정요구에 따라 전송 지연 시간을 측정하여 기지국 제어기로 전송하며, 상기 기지국 제어기를 통해 수신한 무선 전송 시간을 이용하여 상기 방송 데이터를 이동 단말로 전송하는 기지국으로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 방송 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 특히 각 기지국(ANTS: Access Network Transceiver Subsystem)에서 단말(AT : Access Terminal)로 전송되는 패킷의 동기를 맞춤으로써, 단말이 여러 기지국으로부터 수신한 신호를 합하여 우수한 품질의 신호를 수신할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 패킷 데이터 방송 서비스를 제공하는 CDMA 1xEV-DO 이동통신 시스템에서, 각 기지국에서 동일한 컨텐츠가 동일한 슬롯에 전송되어 단말이 소프트 컴바이닝을 할 수 있도록 하기 위하여 기지국 제어기 또는 패킷 제어 기능부에서 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 정하는 방법에 대하여 기술할 것이다.
그러면 도 3을 참조하여 상기한 방송 서비스를 제공할 수 있는 CDMA 2000 시스템, CDMA 1xEV-DO 시스템, CDMA 1xEV-DV 시스템들 중에서 CDMA 1xEV-DO 시스템을 예로 한 방송 서비스를 제공하는 네트워크의 구성과 각 구성에 대한 동작에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 방송 서비스를 제공할 수 있도록 구성된 CDMA 1xEV-DO 시스템의 구성도이다. 방송 서비스를 제공하기 위한 CDMA 1xEV-DO시스템은 무선 단말(AT : Access Terminal)(370)과 상기 무선 단말(370)로 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템들(330, 340, 351, 352, 361, 362, 363, 364), 방송 서비스를 제공하기 위한 컨텐츠 프로바이더(Contents Provider)(310)와 방송 서비스 컨텐츠 서버(BCMCS Content Server)(320)로 구성된다.
기지국(ANTS)들(361, 362, 363, 364)은 소정의 무선 통신 영역을 가지며, 무선 단말과 무선 채널을 통해 데이터 서비스를 제공한다. 기지국 제어기(ANC 1, ANC2)(351, 352)들은 상기 기지국들(361, 362, 363, 364)을 각각 제어한다. 패킷 제어 기능부(340)는 상기 각 기지국 제어기들(351, 352)과 연결되어 제공되는 방송 서비스 및 고속 데이터 서비스들의 처리를 제어한다. 상기 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN : Packet Data Service Node)(330)는 상기 패킷 제어 기능부(340)와 연결되어, 이동통신 시스템에서 데이터 서비스를 위해 인터넷 망 또는 다른 망과 연결되기 위한 종단의 노드가 된다.
상기 방송 컨텐츠 서버(320)는 방송 서비스를 제공하는 서버로써, 방송을 위한 영상(Video) 및 음향(Sound)을 포함하는 방송 데이터를 압축된 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : IP)패킷의 형태로 생성하여 패킷 데이터 서비스 노드(330)로 제공한다.
여기서는 상술한 바와 같은 시스템상에서 각 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 정하는 주체에 따라 두 가지 실시 예를 제시한다. 첫번째 실시 예는 패킷 제어 기능부(340)가 무선 전송 시간을 정하는 방법이고, 두 번째 실시 예는 기지국 제어기(351, 352)가 무선 전송 시간을 정하는 방법이다.
상기 첫 번째 실시 예에 따라, 패킷 제어 기능부(340)에서 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 정할 경우, 기지국 제어기를 통해 패킷 제어 기능부(340)에 연결된 모든 기지국의 모든 섹터에서 소프트 컴바이닝 기능을 제공할 수 있다.
상기 두 번째 실시 예에 따라, 기지국 제어기(351, 352)에서 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 정할 경우, 기지국 제어기(351, 352)에 연결된 모든 기지국의 모든 섹터에서 소프트 컴바이닝 기능을 제공할 수 있다.
그러면, 우선 패킷 제어 기능부(340)에서 방송 서비스 패킷의 무선 전송 시간을 정하는 방법에 대하여 설명한다. 이하에서 언급하는 시간의 단위는 모두 슬롯 단위이다.
소프트 컴바이닝을 위해서는 모든 기지국에서 동일한 슬롯에 동일한 컨텐츠가 실린 패킷을 단말로 전송해야 하며, 이는 패킷 제어 기능부(340)로부터 전송 지연이 가장 큰 기지국을 기준으로 하여 무선 전송 시간을 정할 때 가능하다.
패킷 제어 기능부(340)와 각 제 1 및 제 2 기지국 제어기(ANC1, ANC2)(351, 352)간, 각 제 1 및 제 2 기지국 제어기(351, 352)와 각 기지국들(ANTS1, ANTS2, ANTS3, ANTS4)(361, 362, 363, 364)간의 전송 지연 시간은 제각기 다를 수 있다. 도 4에서는 제 3 기지국(ANTS 3)(363)까지의 전송 지연 시간이 가장 길며, 이에 따라 다른 기지국(ANTS 1, ANTS 2, ANTS 4)(361, 362, 364)은 제 3 기지국(363)의 전송 지연 시간에 기준을 맞추어 패킷을 무선으로 전송함을 알 수 있다. 도 4의 점선 으로 표시한 것이 패킷을 무선으로 전송하는 시간을 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이 패킷 제어 기능부(340)에서 전송 지연이 가장 큰 기지국을 기준으로 하여 패킷의 무선 전송 시간을 정해야 하며, 이를 위해 각 기지국(361, 362, 363, 364)은 패킷 제어 기능부(340)로부터 자신까지의 전송 지연 시간에 대한 정보를 패킷 제어 기능부(340)로 알려 주어야 한다.
도 4를 참조하면, 상기 전송 지연 시간은 패킷이 기지국에 도착한 시간으로부터 해당 패킷을 무선으로 전송해야 할 시간까지 기다리는 대기 시간(T_wait)을 이용해 추정할 수 있으며, 각 기지국(361, 362, 363, 364)은 이 시간을 측정해 패킷 제어 기능부(340)에 보고한다. 패킷 제어 기능부(340)는 각 기지국(361, 362, 363, 364)으로부터 대기 시간(T_wait)을 보고받아 대기 시간(T_wait)이 가장 짧은 기지국을 기준으로 하여 패킷의 무선 전송 시간을 정한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 동작 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 초기에 패킷 제어 기능부(340)로부터 각 기지국까지의 전송 지연에 대한 정보가 없으므로, 패킷 제어 기능부(340)는 510 단계에서 각 기지국(361, 362, 363, 364)과 패킷을 주고받아 전송 지연 시간을 측정한다. 상기 초기 전송 지연 시간을 결정하는 상세 과정의 흐름도가 도 6에 도시되어 있다.
도 6은 패킷 제어 기능부(340)가 전송 지연 시간을 측정하는 동작 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 상기 패킷 제어 기능부(340)는 610단계에서 전송 지연 측정을 요구하는 패킷(Delay Measure Request Packet)을 송신 시간(T_tx)을 표시하여 기지국 제어기(351)를 통해 각 기지국(361)으로 전송하게 된다. 상기 전송 지연을 요구하는 패킷을 수신한 각 기지국(361)은 620 단계에서 해당 패킷을 수신한 시간(T_rx)을 표시하여 전송 지연 측정 응답 패킷(Delay Measure Response Packet)을 기지국 제어기(351)를 통해 패킷 제어 기능부(340)로 전송한다. 상기 패킷 제어 기능부(340)는 각 기지국(361)으로부터 전송 지연 측정 응답 패킷을 수신하여 전송 지연 시간(T_d)을 하기의 <수학식 1>을 이용하여 산출한다.
T_d = T_rx - T_tx
패킷 제어 기능부(340)는 모든 기지국에 대하여 상기의 <수학식 1>을 이용하여 전송 지연 시간(T_d)을 구하고, 상기 도 5의 상기 510 단계에서의 측정 결과를 바탕으로 하여, 520 단계에서 지연 시간이 가장 큰 기지국을 기준으로 각 패킷의 무선 전송 시간을 정한다. 즉, 하기의 <수학식 2>를 이용하여 상기 전송 지연 시간들의 최대 값을 전송 지연 시간의 초기값(T_d_init)으로 설정한다.
T_d_init = MAX(T_d) for all ANTS's
그런 후, 530 및 535단계에서 패킷 제어 기능부(340)는 상기 패킷의 무선 전송 시간 정보를 패킷과 함께 각 기지국 제어기(351, 352)를 통해 각 기지국(361, 362, 363, 364)으로 전달한다. 상기 각 기지국(361, 362, 363, 364)은 540 및 545단계에서 패킷이 기지국에 도착한 시각과 해당 패킷을 무선으로 전송한 시각의 차이를 계산하여 이를 패킷 제어 기능부(340)에 보고한다.
상기 패킷 제어 기능부(340)는 550 단계에서 각 기지국으로부터 수신한 정보 를 다음 패킷의 무선 전송 시간을 계산할 때 이용한다. 상기와 같이 무선 전송 시간이 정해지면, 상기 550 단계에서 계산된 무선 전송 시간 정보로 560 단계에서 575 단계를 수행하게 된다. 상기 560 단계에서 575 단계는 상술한 530 단계에서 545 단계와 상응하는 것으로 상기 530 단계에서 545 단계에서는 510 단계에서의 초기 전송 시간에 근거한 패킷 전송 시간을 이용하는 반면, 560 단계에서 575 단계에서는 상기 530 단계에서 545 단계를 수행한 지연 피드백 결과를 이용해 550 단계에서 결정된 패킷 전송 시간을 이용한다.
한편, CDMA 1xEV-DO 이동통신 시스템에서는 방송 서비스 패킷을 일정 단위로 묶어 리드 솔로몬 코딩(Reed-Solomon coding)을 통해 오류 제어 블록(Error Control Block)을 만들어 단말로 전송한다. 도 7은 상기 오류 제어 블록을 위한 데이터 패킷의 일 예를 도시한 도면이고, 도 8은 상기 데이터 패킷에 오류 제어를 위한 패리티 패킷을 부가한 오류 제어 블록을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에서는 상기 오류 제어 블록 생성 작업을 기지국에서 수행하는 것으로 가정하기로 한다.
도 9는 하나의 오류 제어 블록을 단말로 전송하는 동작 흐름도이다. 패킷 제어 기능부(340)가 910 단계에서 도 7에 도시된 오류 제어 블록의 데이터 부분을 이루는 데이터 패킷 K*M 개를 기지국 제어기(351)를 통해 기지국(361)으로 전송하면, 기지국(361)은 920 단계에서 리드 솔로몬 코딩(Reed-Solomon coding)을 통해 오류 제어 블록의 패리티(Parity)부분을 이루는 패리티 패킷 R*M개를 만들어 N*M개(N은 K와 R의 합)의 패킷으로 이루어진 오류 제어 블록을 완성한다. 그리고, 기지국은 930 단계에서 상기 완성된 N*M개(N은 K와 R의 합)의 패킷을 정해진 시간에 무선을 통해 단말(361)로 전송한다.
이 때, 패킷 제어 기능부(340)는 각 데이터 패킷에 대하여 오류 제어 블록의 데이터 부분을 이루는 첫 데이터 패킷의 무선 전송 시각(T_first)과 해당 데이터 패킷이 해당 오류 제어 블록의 데이터 부분에서 몇 번째 데이터 패킷인지(1st, 2nd, ... K*Mth)를 기지국으로 알려 주면, 기지국(351)은 오류 제어 블록 단위로 정해진 슬롯에 패킷을 단말로 전송할 수 있다. 도 9에서 T_rx_last는 기지국이 마지막 데이터 패킷을 수신한 시각을 나타내며, T_proc은 기지국이 리드 솔로몬 코딩(Reed-Solomon coding)을 통해 오류 제어 블록을 만드는 시간을, T_wait는 오류 제어 블록을 완성한 후 데이터 패킷의 첫 패킷을 단말로 전송하기까지 기다리는 시간을 나타낸다.
패킷 제어 기능부는 R_pkt(단위 packets/slot)의 레이트로 데이터 패킷을 기지국으로 전송하며, 이 레이트는 방송 서비스의 무선 전송 레이트에 의해 정해진다. 따라서, 하나의 오류 제어 블록의 데이터 패킷 모두를 기지국으로 전송하는 시간 T_ecb는 하기의 <수학식 3>에 의해 산출된다.
T_ecb = (K * M) / R_pkt
현재 시각이 T_cur일 때 첫 번째 오류 제어 블록의 첫 데이터 패킷의 무선 전송 시각 T_first(1)은 하기의 <수학식 4>에 의해 산출된다.
T_first(1) = T_cur + T_d_init + T_ecb + T_proc
n번째(n = 2, 3, 4, ...) 오류 제어 블록의 첫 데이터 패킷의 무선 전송 시각 T_first(n)은 하기의 <수학식 5>에 의해 산출된다.
T_first(n) = T_first(n-1) + T_ecb
실제로는 방송 서비스를 하는 기지국이 추가되거나, 패킷 제어 기능부와 기지국간의 백-하울(back-haul)의 트래픽 상황에 따라 기지국마다 T_d가 달라질 수 있으며, 이와 같은 상황은 기지국에서 T_wait를 구하여 반영할 수 있다. 즉, T_proc은 기지국 프로세서 성능에 의해 거의 고정된 값으로 정해지는 것이므로, 방송 서비스의 지연을 최대한 줄이며 모든 기지국에 대하여 소프트 컴바이닝을 지원하기 위해서는 T_wait를 최소화하도록 T_first를 정하는 것이다. 따라서, T_first는 하기의 <수학식 6>에 의해 산출된다.
T_first(n) = T_first(n-1) + T_ecb - T_wait, n = 2, 3, 4, ...
T_wait는 마지막 데이터 패킷이 첫 데이터 패킷을 무선으로 전송해야 할 시간보다 늦게 도착하거나, T_proc의 여유를 주지 않고 도착했을 때 음수가 되며, 이 때 다음 T_first를 더 늦추는 효과를 주게 된다. 기지국은 오류 제어 블록 단위로 T_wait를 구하여 이를 기지국 제어기에 보고한다.
하기의 도 10a 내지 도 10b을 참조하여 상기 T_wait의 값이 결정되는 방법을 설명하기로 한다.
도 10a는 기지국이 첫 데이터 패킷을 무선으로 송신해야 하는 시각 Slot t에서 마지막 데이터 패킷(Packet k, m)을 수신한 시각을 뺀 시간이 T_PROC일 경우를 도시한 도면이다. 이 때에는 상기 T_wait 값이 0이 된다.
도 10b는 기지국이 첫 데이터 패킷을 무선으로 송신해야 하는 시각 Slot t에서 마지막 데이터 패킷(Packet k, m)을 수신한 시각을 뺀 시간이 T_PROC보다 클 경우을 도시한 도면이다. 이 때에는 상기 T_wait 값은 0보다 크다.
도 10c는 기지국이 첫 데이터 패킷을 무선으로 송신해야 하는 시각 Slot t에서 마지막 데이터 패킷(Packet k, m)을 수신한 시각을 뺀 시간이 T_PROC보다 작을 경우를 도시한 도면이다. 이 때에는 상기 T_wait 값은 0보다 작다.
기지국 제어기는 각 기지국으로부터 T_wait를 수신하면 이들의 최소 값을 구하여 이 값을 패킷 제어 기능부에 보고한다. 즉, 상기 T_wait에 의해 무선 전송 시각이 가장 늦어진 기지국의 T_wait을 패킷 제어 기능부에 보고하게 되는 것이다.
패킷 제어 기능부는 각 기지국 제어기로부터 해당 기지국 제어기에 연결된 기지국의 T_wait의 최소 값을 수신하면 다시 이 값들의 최소 값을 구하여 T_first(n)(n = 2, 3, 4, ...)를 구하는 식의 T_wait을 갱신한다. T_wait의 초기값은 0 슬롯으로 할 수 있으나, 패킷을 전송하지 못하는 상황을 방지하기 위하여 1 슬롯 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
T_wait의 갱신 절차를 도 11에 나타내었다. 여기서, 특정 오류 제어 블록에 대하여 기지국 1, 2, 3, 4 각각 T_wait가 1, 0, 1, -1 슬롯이다. 즉, 기지국 4에 대한 전송 지연이 가장 큼을 알 수 있다. 즉, 다음 T_first는 1 slot만큼 더 늦춰 야 T_wait이 -1이 나오지 않아, 모든 기지국에서 모든 패킷을 제 시간에 무선을 통해 단말로 전송할 수 있음을 알 수 있다.
우선 각 기지국들(361, 362,, 363, 364)이 1111 내지 1114 단계에서 자신의 T_wait을 연결되어 있는 기지국 제어기들(351, 352)로 각각 보고한다. 그러면, 각 기지국 제어기 1(351)과 2(352)는 각 기지국들(361, 362, 363, 364)로부터 수신한 T_wait들 중 최소값을 구해 1121 및 1122 단계에서 패킷 제어 기능부(340)로 전송한다. 상기 기지국 제어기 1(351)은 기지국 1(361)로부터 수신한 T_wait값 1과 기지국 2(362)로부터 수신한 T_wait값 0중 작은 값인 0을 최소값으로 구해 패킷 제어 기능부(340)로 전송한다. 상기 기지국 제어기 2(352)는 기지국 3(363)으로부터 수신한 T_wait값 1과 기지국 4(364)로부터 수신한 T_wait값 -1 중 작은 값인 -1을 최소값으로 구해 패킷 제어 기능부(340)로 전송한다. 그러면, 패킷 제어 기능부(340)는 상기 기지국 제어기 1(351)로부터 수신한 T_wait값 0과 기지국 제어기 2(352)로부터 수신한 T_wait값 -1 중 작은 값인 -1을 최소값으로 구해 다음 T_first를 구하는 식에 반영된다.
그러면, 오류 제어 블록 4개를 무선으로 전송하는 일 예를 도 12를 참조하여 살펴보기로 한다. 도 12에서T_cur는 1, T_d_init는 2 , K는 2, R은 1, M 은 2, T_proc은 1 , T_wait의 초기값이 0인 것으로 가정한다.
도 12에서 기지국 제어기는 생략하였으며, 패킷 제어 기능부로부터 기지국까지 네 개의 데이터 패킷이 전송되면, 기지국에서 두 개의 패리티 패킷을 붙여 오류 제어 블록을 완성한다. 그런 후, 기지국에서 이들 여섯 개의 패킷을 정해진 시간에 맞추어 무선을 통해 단말로 전송함을 알 수 있다. 여기서, 세 번째 오류 제어 블록의 데이터 패킷을 전송할 때 기지국 1로의 전송 지연 시간이 1 슬롯에서 3 슬롯으로 증가하였을 경우 해당 오류 제어 블록의 앞의 세 데이터 패킷을 기지국 1에서 전송하지 못하며, 이로 인해 다음 오류 제어 블록의 첫 데이터 패킷의 무선 전송 시간을 구하는 식에 변화가 있음을 나타내었다.
한편, 오류 제어 블록의 첫 데이터 패킷을 전송할 시간이 지났는데도 오류 제어 블록의 마지막 데이터 패킷이 도착하지 않았을 경우, 마지막 데이터 패킷이 도착하기까지 기다렸다가 T_wait를 갱신하면 전송 지연을 반영하는 것이 너무 늦어지게 된다. 따라서, 위와 같은 경우, 마지막 데이터 패킷이 도착할 시간을 예측하여 T_wait를 갱신하는 방법을 사용하며, 이 방법은 마지막 데이터 패킷이 패킷 제어 기능부와 기지국 사이에 손실되었을 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 오류 제어 블록의 첫 데이터 패킷을 전송할 시간으로부터 T_proc전을 기준으로 하여 가장 최근에 수신한 데이터 패킷이 i(i = 1, 2, ..., K*M-1)번째 데이터 패킷이이 그 시간이 T_rx_i라면 마지막 데이터 패킷의 도착 시간 T_rx_last는 하기의 <수학식 7>을 이용하여 산출할 수 있다.
T_rx_last = T_rx_i + T_rest, i = 1, 2, 3, ..., K*M-1
여기서, T_rest, 즉 i+1번째 데이터 패킷부터 마지막 데이터 패킷까지 기지국으로 전송하는데 걸리는 하기의 <수학식 8>을 이용하여 산출될 수 있다.
T_rest = (K * M - i) / R_pkt
이상은 패킷 제어 기능부에서 패킷의 전송 시간을 정하는 방법을 설명한 것이다. 상술한 바와 같이 기지국 제어기에서 그 역할을 수행하는 경우, 소프트 컴바이닝 영역이 기지국 제어기에 연결된 모든 기지국의 모든 섹터로 줄어든다는 점과, 전송 지연 정보가 기지국으로부터 기지국 제어기가 수집하여 다음 오류 제어 블록의 데이터 패킷의 전송 시간을 정한다는 차이만 있을 뿐 기본적인 원리는 이상과 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.
한편 본 발명에서는 1xEVDO 시스템을 이용하여 설명하였으나 방송서비스를 지원하는 1xEVDV시스템 및 다른 유사한 시스템에도 적용 가능함은 자명한 사실이다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명을 적용하는 경우에 CDMA 시스템에서 방송 서비스를 제공함에 있어서 방송 컨텐츠의 지연을 최소화하여 방송 서비스의 실시간(real-time)특성을 최대한 살리는 동시에 각 기지국으로부터 동일한 컨텐츠를 동일한 시점에 단말로 전송하여 단말로 하여금 소프트 컴바이닝을 하여 우수한 품질의 패킷을 얻을 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 상기 방송 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    패킷 제어부와 기지국 제어기 중 하나가 상기 다수의 기지국들과 패킷을 주고받아 측정된 전송 지연 시간을 수신하는 과정과,
    상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 바탕으로 무선 전송 시간을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 무선 전송 시간을 상기 다수의 기지국들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전송지연 시간을 측정하는 과정은,
    전송 지연 측정을 요구하는 패킷에 송신시간을 표시하여 상기 다수의 기지국들로 전송하는 과정과,
    상기 다수의 기지국들이 상기 패킷을 수신한 시간이 표시된 전송지연 측정 응답 패킷을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 패킷이 상기 다수의 기지국들에 도착한 시간과 상기 다수의 기지국들이 실제로 상기 패킷을 무선으로 전송한 시간의 차이인 지연 피드백 결과를 수신하는 과정과,
    상기 지연 피드백 결과를 이용하여 상기 무선 전송 시간을 결정함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 측정된 전송 지연 시간들 중 전송 지연 시간이 가장 큰 전송 지연 시간을 상기 전송 지연 시간의 초기값으로 설정함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국 제어기에서 측정된 상기 전송 지연시간을 상기 패킷 제어부로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국 제어기는 상기 다수의 기지국들로부터 측정된 상기 전송 지연 시간들을 수신하는 과정과,
    상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 지연 시간이 가장 큰 기지국의 전송 지연 시간을 상기 패킷 제어부로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  7. 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에서 상기 다수의 기지국들에서 방송 데이터 패킷 전송 시간을 결정하는 방법에 있어서,
    패킷 제어부로부터 상기 패킷 전송시간동안 전송된 방송 데이터 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 수신된 패킷을 이용하여 리드 솔로몬 코딩을 통해 오류 제어 블록을 생성하는 프로세싱 기간동안 리드 솔로몬 부호기를 통해 패리티부분을 이루는 패리티 패킷을 생성하는 과정과,
    상기 패킷 전송시간과 상기 프로세싱 기간을 고려하여 결정된 시간을 상기 방송 패킷 데이터와 패러티 패킷을 포함한 데이터 패킷의 전송시간으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    대기 시간을 더 고려하여 상기 패킷의 전송시간을 결정함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 대기 시간(T_wait)은 마지막 데이터 패킷이 첫 데이터 패킷을 무선으로 전송해야 할 시간보다 늦게 도착하거나, 상기 프로세싱 기간(T_proc)의 여유를 주지 않고 도착했을 때 음수임을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 방법.
  10. 다수의 기지국들을 통해 무선 단말로 방송 데이터를 전송하는 이동 통신 시스템에 있어서,
    기지국 제어기로부터 측정된 전송 지연 시간들을 수신하고, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 전송 지연 시간이 가장 큰 기지국을 기준으로 무선 전송 시간을 결정하는 패킷 제어부와,
    상기 다수의 기지국들로부터 측정된 상기 전송 지연 시간들을 수신하고, 상기 측정된 전송 지연 시간들 중 가장 큰 전송 지연 시간을 선택하여 상기 패킷 제어부로 전달하고, 상기 패킷 제어부로부터 수신된 상기 무선 전송 시간 및 방송 데이터를 상기 다수의 기지국들로 전송하는 상기 기지국 제어기와,
    상기 패킷 제어부의 전송 지연 시간 측정요구에 따라 전송 지연 시간을 측정하여 상기 기지국 제어기로 전송하며, 상기 기지국 제어기를 통해 수신한 무선 전송 시간을 이용하여 상기 방송 데이터를 상기 무선 단말로 전송하는 상기 다수의 기지국들을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 기지국들은
    송신 지연 측정을 요청하고 송신 시간을 포함하는 패킷을 수신하고, 상기 패킷의 수신 시간을 포함하는 송신 지연 측정 요청에 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 기지국들은
    패킷이 기지국에 도착한 시간과 패킷이 무선으로 전송되는 시간의 차이인 지연 피드백 결과를 수신하고, 상기 지연 피드백 결과에 따라 무선 전송 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 기지국들은,
    상기 측정된 송신 지연 시간들 중 가장 큰 송신 지연 시간을 송신 지연 시간 초기값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 기지국들은,
    스케줄링된 시간에 무선 단말과 통신을 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 기지국 제어기는
    상기 다수의 기지국들로부터 측정된 송신 지연 시간을 수신하여, 상기 수신된 측정 송신 지연 시간들 중 가장 큰 송신 지연 시간을 가지는 기지국들의 송신 지연 시간을 선택하고, 상기 선택된 지연 시간이 가장 큰 기지국의 송신 지연 시간을 상기 패킷 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 방송 서비스 스트림의 동기화 시스템.
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