KR100661405B1 - 패킷 무선 서비스의 개선된 정보 전송 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패킷 무선 서비스의 정보 전송 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 모바일 세룰라 통신 시스템에 있어서 음성 및 비디오 데이터와 같이 지연에 민감한 데이터를 전송하는데 적용되는 것이다. 본 발명의 목적은, 패킷 무선 서비스의 물리적 접속이 세션 비활성 주기인 동안에도 계속 예비되면서, 여러 사용자들 사이에 동일한 물리적 자원이 여전히 공유될 수 있는 방식을 제공하는 것이다. 본 발명의 방식에서는, 데이터 전송의 활성 주기가 끝난 후, 접속이 해제될 때까지 소정 시간 동안을 대기한다. 그 대기 시간의 길이는 전용 채널이나 방송 채널 상으로 네트웍에 의해 이동국에 알려지게 된다. 그 대기 시간 길이는 접속에 대해 요망되는 서비스 품질과 네투웍 또는 셀의 순간적 통신 활동에 좌우되어 정해짐이 바람직하다.

Description

패킷 무선 서비스의 개선된 정보 전송 장치 및 방법{Improved method and arrangement for transferring information in a packet radio service}

본 발명은 일반적인 패킷 무선 서비스의 정보 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에 있어서 음성 및 비디오 데이터와 같이 지연에 민감한 데이터를 전송하는데 적용하는 것이다.

일반적으로 "이동 통신 시스템"이라는 명칭은 이동국(mobile station, MS)의 사용자가 시스템의 서비스 영역 내에서 이동할 때 이동국과 시스템의 고정 부분 사이에서 무선 통신 접속을 가능하게 하는 통신 시스템을 말한다. 대표적인 이동 통신 시스템이 공공 지상 이동 네트웍(Public Land Mobile Network, PLMN)이다. 이 특허 출원이 이뤄지는 시점에 사용되고 있는 대다수의 이동 통신 시스템은, 익히 잘 알려져 있는 GSM 시스템(Globlal system for Mobile telecommunications)과 같은 제2세대 시스템에 속한다. 그러나 본 발명은 표준화를 거치고 있는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)라고 알려진 시스템과 같은, 차세대 또는 제3세대 시스템에 적용될 수도 있다.

인터넷 실시간 서비스는 지난 몇 년 동안 인기를 얻어 왔다. IP(Internet Protocol) 기술 및 다른 스트리밍(streaming) 어플리케이션들은 이미 인터넷에서는 일반적인 것이다. 또 이러한 실시간 서비스들에 대한 무선 억세스 수요 역시 여전히 증가될 것이 예상되고 있다. GPRS(General Packet Radio Service)와 같은 패킷 교환 무선 네트웍(packet switched wireless networks)은 인터넷 서비스 등의 데이터 서비스를 효용 가격으로 제공하도록 설계되었다. GPRS에서 채널들은 한 사용자에게만 계속적으로 독점되는 것이 아니라 여러 사용자들 사이에 공유되고 있다. 이런 것이 효율적인 데이터 다중화(multiplexing)를 도모한다. 그러나, GPRS는 원래 IP 전화 통신 세션(IP telephony session) 등의, 지연에 민감한 실시간 데이터(delay sensitive real time data)를 전송하기 위해 설계된 것이 아니다. 이 때문에, GPRS는 실시간 트래픽(traffic)에 의해 설정된 요건을 만족 못하는 다양한 기술적 솔루션들을 포함한다. 이하의 설명에서, "지연에 민감한 데이터(delay sensitive data)"라는 말은, 실시간 기준으로 전송되어야 하고, 데이터 플로우가 정지되는 비활성 주기를 가질 수 있는 데이터 플로우에 대해 사용된다.

종래 기술의 문제와 본 발명의 사상을 보다 잘 이해하기 위해 새세대 디지털 셀룰라 무선 시스템의 구조가 먼저 간략하게 설명되고, 그리고 나서 GPRS가 보다 상세하게 기술될 것이다.

도 1a는 기존의 GSM 시스템과 비교해 완전히 새로운 것은 아니고, 기존의 구성요소들 및 완전히 새로운 구성요소들을 모두 포함하고 있는 미래형 셀룰라 무선 시스템의 버전을 도시한 것이다. 단말기들은 기지국(base stations)과 기지국 콘트롤러를 포함하는 무선 억세스 네트웍(radio access network, RAN)에 연결되어 있 다. 셀룰라 무선 시스템의 코어(core) 네트웍은 이동 서비스 스위칭 센터(mobile services switching center, MSC), 기타 네트웍 구성 요소(GSM에 있어서, 가령 SGSN 및 GGSN, 즉, 서비스중인 GPRS 지원 노드 및 게이트웨이 GPRS 지원 노드, 여기서 GPRS는 일반 패킷 무선 서비스) 및 관련 전송 시스템을 포함한다. GSM에서 발전된 GSM+ 사양에 따르면, 코어 네트웍은 또한 새로운 서비스들을 제공할 수도 있다.

도 1a에서, 셀룰라 무선 시스템(10)의 코어 네트웍은 세 개의 병렬 무선 억세스 네트웍과 링크된 GSM+ 코어 네트웍(11)을 포함한다. 그 세 무선 억세스 네트웍들 중에서, 참조부호 12 및 13의 네트웍들은 UMTS 무선 억세스 네트웍이고 참조부호 14인 네트웍은 GSM+ 무선 억세스 네트웍이다. 최상위의 UMTS 무선 억세스 네트웍(12)은, 가령, 모든 가입자들에게 동등하게 서빙하는 모바일 서비스를 제공하는 통신사 소유의 상업용 무선 억세스 네트웍이다. 그 아래의 UMTS 무선 억세스 네트웍(13)은, 가령 사적으로 회사 등에 소유되어 그 구내에서 운영되는 것이다. 일반적으로 사설 무선 억세스 네트웍(13)의 셀들은 그 회사 종업원들의 단말들만이 작동할 수 있는 나노-(nano) 및/또는 피코셀들(picocells)이다. 세 무선 억세스 네트웍들 모두 서로 다른 유형의 서비스를 제공하는 서로 다른 크기의 셀들을 가진다. 또, 이러한 세 무선 엑세스 네트웍(12, 13 및 14)의 셀들은 완전히 중복되거나 부분적으로 중복될 수도 있다. 소정 순간에 사용된 비트 레이트(bit rate)는, 다른 무엇 보다, 무선 경로 상태, 이용 중인 서비스의 특성, 셀룰라 시스템의 국부적 전 용량 및 타 사용자들의 용량 수요에 따라 달라진다. 상술한 새로운 유형의 무선 억세스 네트웍은 포괄적 무선 억세스 네트웍(generic radio access networks, GRAN)이라 불려진다. 그러한 네트웍은 다른 종류의 고정 코어 네트웍(core networks, CN) 및 특히 GSM 시스템의 GPRS 네트웍과 협력해 동작할 수 있다. 포괄 무선 엑세스 네트웍(GRAN)은 시그날링 메시지들을 사용해 서로 통신할 수 있는, 무선 네트웍 콘트롤러들(RNC) 및 기지국들(base stations, BS)의 집합이라고 정의될 수 있다.

도 1b는 포괄 패킷 무선 서비스(GPRS)의 구조를 도시한 것이다. GPRS는 현재 GSM 시스템에 기반하지만 미래에는 일반적이 될 것으로 여겨지는 새로운 서비스이다. GPRS는 유럽 통신 표준 협회(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)의 GSM 단계 2+ 및 UMTS에 대한 표준화 작업 오브젝트들 중 하나이다. GPRS 운영 환경은, GPRS 중추 네트웍에 의해 상호 연결되는 한 개 이상의 서브 네트웍(subnetwork) 서비스 영역들로 이뤄진다. 서브 네트웍은 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들(service nodes, SN)로 이뤄지며, 본 발명에서 이 노드들은, 그 각각이 여러 기지국들(152), 즉 셀들을 거쳐 이동 데이터 단말들(151)에 패킷 서비스를 제공할 수 있는 방식으로 이동 통신 시스템에 접속되는(통상적으로 상호동작부-interworking unit-을 통해 기지국으로 접속되는) 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)(153)라 호칭될 것이다. 중간의 이동 통신 네트웍은 지원 노드 및 이동 데이터 단말들(151) 사이에서 패킷 스위칭된 데이터 전송이 이뤄지게 한다. 다른 서브 네트웍들은 GPRS 게이트웨이 지원 노드 GGSN(154)를 통해 결과적으로 공공 데이터 네트웍(Public Data Network, PDN)(155) 등의 외부 데이터 네트웍으로 연결된 다. 따라서 GPRS 서비스는 이동 통신 시스템의 적합한 부분들이 억세스 네트웍으로 동작할 때 이동 데이터 단말들과 외부 데이터 네트웍들 사이에서 패킷 데이터 전송을 가능하게 한다.

GPRS 서비스를 억세스하기 위해, 이동국(MS)은 먼저, GPRS 귀속(attachment)을 수행하여 네트웍에 자신의 존재가 알려지도록 해야 한다. 이 동작은 이동국과 SGSN 사이에 논리적 링크(logical link)를 설정하여, 이동국이 GPRS를 통한 SMS(단문 메시지 서비스, short message services)(158, 159), SGSN을 거친 페이징(paging) 및 들어오는 GPRS 데이터의 통지를 할 수 있게 한다. 보다 구체적으로는, 이동국이 GPRS 네트웍에 귀속될 때, 즉 GPRS 귀속 과정시, SGSN이 이동성 관리 컨텍스트(mobility management context, MM context)를 생성한다. 또 GPRS 귀속 과정시 SGSN에 의해 사용자 인증도 행해진다. GPRS 데이터를 송수신하기 위해, MS는 PDP(Packet Data Protocol) 활성화 절차를 요청하여, 사용하길 원한 패킷 데이터 어드레스를 활성화시킬 것이다. 이 동작은 이동국이 해당 GGSN에 알려지게 하여, 외부 데이터 네트웍과 상호 작업을 시작하게 할 수 있다. 보다 상세하게는, 이동국과 GGSN 그리고 SGSN에서 PDP 컨텍스트가 만들어진다. 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트는 PDP 유형(가령, X.25 또는 IP), PDP 어드레스(가령, X.121 어드레스), 서비스 품질(QoS) 및 NSAPI(Network Service Access Point Identifier)와 같은 서로 다른 데이터 전송 패러미터들을 정의한다. MS는 고유 메시지인 Activate PDP Context Request를 가진 PDP 컨텍스트를 활성화시키고, 이때 TLLI, PDP 유형, PDP 어드레스, 요망된 QoS 및 NSAPI, 그리고 선택적인 것으로서 엑세스 포인트 이름(Access Point Name, APN)에 대한 정보를 제공한다.

도 1은 GSM 동작 블록들인, 모바일 스위칭 센터(MSC)/방문자 위치 레지스터(Visitor Location Register, VLR)(160), 홈 위치 레지스터(Home Location Register, HLR)(157) 및 장비 식별 레지스터(Equipment Identity Register, EIR)(161)를 또한 도시하고 있다. GPRS 시스템은 보통 다른 공공 지상 이동 네트웍(Public Land Mobile Networks, PLMN)(156)에도 접속된다.

디지털 데이터 전송 프로토콜을 적용하는 기능은 흔히 OSI(Open Systems Interface) 모델에 따른 스택으로서 묘사된다. OSI 모델에서 스택의 여러 계층들에서의 작업이 계층들 사이의 데이터 전송과 마찬가지로 빈틈없이 정의되어 있다. 본 특허 출원이 디지털 무선 데이터 전송 시스템의 한 예로서 보여지는, GSM 시스템 단계 2+에서는 5 개의 동작 계층이 정의되어 있다.

프로토콜 계층들 사이의 관계가 도 2에 도시된다. 이동국(MS)과 기지국 서브시스템 사이의 최하위 프로토콜 계층은, 물리적 무선 접속을 담당하는 제1계층(L1)(200, 201)이다. 그 위에 정규 OSI 모델의 제2, 제3계층들에 해당하는 개체가 놓여지며, 여기서 가장 아래의 계층은 무선 링크 제어/미디어 엑세스 제어(RLC/MAC) 계층(202, 203)이고, 그 위에 놓이는 것이 PDCP(또는 LLC) 계층(204, 205)이며, 가장 위에 있는 것이 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층(206, 207)이다. 포괄 무선 억세스 네트웍의 기지국 서브시스템(UTRAN BSS)과 코어 네트웍에 위치한 상호작업 유닛/코어 네트웍(IWU/CN) 사이에는, 소위 Iu라는 인터페이스가 적용된다고 전제되고, 이때 상술한 L1부터 PDCP 까 지의 계층들에 해당하는 계층들은 OSI 모델의 L1 및 L2 계층(208, 209)이고, 상술한 RRC 계층에 해당하는 계층은 OSI 모델의 L3 계층(210, 211)이다.

이동국(MS)은 고차-레벨(higher-level) 제어 프로토콜(212)과 고차-레벨 어플리케이션을 제공하기 위한 프로토콜(213)을 포함해야 하고, 이중 전자는 데이터 전송 접속에 연결된 제어 동작을 실현하기 위해 RRC 계층(206)과 통신하고, 후자는 직접 사용자에게 서비스되는 데이터(가령 디지털로 부호화된 음성)와 같은 것을 전송하기 위해 PDCP 계층(204)과 직접 통신한다. GSM 시스템의 이동국에서 212 및 213 블록은 위에서 설명한 MM 계층에 포함된다.

GPRS에서, 패킷 데이터 채널 상에 데이터 패킷들을 전송하기 위해 순시 블록 플로우(Temporary Block Flow, TBF)가 생성된다. 이 TBF는 패킷 데이터 물리 채널들 상의 보다 상위의 계층(가령 LLC 또는 PDCP) 패킷 데이터 유닛(packet data units, PDU)의 단방향 전송을 지원하기 위해, 무선 자원(radio resource, RR) 동격 개체들에 의해 사용되는 물리적 접속이다. 보통 TBF는 전송할 데이터가 없을 때 항상 해제된다. 이러한 사실은, 동작(활성) 기간들 사이에 휴지 기간이 있기 때문에 음성 서비스시 문제가 된다. 이러한 휴지기 또는 "비활성" 기간인 동안에는 어떤 데이터도 전송되지 않으므로 TBF가 해제되게 된다. 동작 기간이 다시 계속될 때 TBF가 충분히 빠르게 설정될 수 있게 하기에는 TBF 설정 과정이 너무 긴 경향이 있다.

현 GSM 단계 2+ 사양의 GPRS에서 자원 할당에 관한 예가 다음에 상세하게 설명될 것이다.

GSM 단계 2+에서 업링크(uplink) 자원 할당은 현재 다음과 같이 특징지어진다. 이동국(MS)이 PACKET CHANNEL REQUEST(패킷 채널 요청) 메시지를 네트웍으로 전송하여 업링크 무선 자원을 요청한다. 요청 메시지에 대한 여러 가지 억세스 종류치들이 명시된다. 데이터 전송을 위해 '일단계 억세스', '이단계 억세스' 및 '단기(short) 억세스'의 엑세스 종류치들이 정의된다. '단기 억세스' 억세스 종류치를 사용할 때, MS는 단지 약간의 RLC 데이터 블록들만을 전송하기 위한 무선 자원들을 요청할 것이므로 그 값은 지속적인 데이터 플로우를 전송하는데 적용될 수 없다.

네트웍이 일단계 억세스를 나타내는 PACKET CHANNEL REQUEST 메시지를 수신하면, 네트웍은 한 개나 여러개의 패킷 데이터 채널(Packet Data CHannels, PDCH)로 무선 자원들을 할당할 것이다. 그 할당은 요청 메시지에 포함된 정보에 기초한다. 이하의 표는 PACKET CHANNEL REQUEST 메시지에 대한 11 비트 메시지 내용의 예를 보인 것이다.

비트
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1	Packet Channel Access(패킷 채널 억세스)
0 m m m m m p p r r r	One Phase Access Request(일단계 억세스 요청)
1 0 0 n n n p p r r r	Short Access Request(단기 억세스 요청)
1 1 0 0 0 0 p p r r r	Two Phase Access Request(이단계 억세스 요청)
1 1 0 0 0 1 r r r r r	Page Response(페이지 응답)
1 1 0 0 1 0 r r r r r	Cell Update(셀 업데이트)
1 1 0 0 1 1 r r r r r	Mobility Management procedure(이동성 관리 절차)
1 1 0 1 0 0 r r r r r	Measurement Report(측정 리포트)
All others(나머지 모든 값)	Reserved(예비용)

일단계 억세스를 나타내는 11 비트 PACKET CHANNEL REQUEST 메시지는 이동국의 멀티슬롯(multislot) 종류를 나타내는 5 비트로 된 필드와, 요청된 우선 순위를 나타내는 2 비트로 된 필드 및, 랜덤 레퍼런스(랜덤 이동국 식별 정보)를 나타내는 세 비트들로 된 필드를 포함한다.

다음 표는 PACKET CHANNEL REQUEST 메시지의 8 비트 메시지 내용에 관한 예를 보인다.

비트
8 7 6 5 4 3 2 1	Packet Channel Access(패킷 채널 억세스)
1 m m m m m r r	One Phase Access Request(일단계 억세스 요청)
0 0 n n n r r r	Short Access Request(단기 억세스 요청)
0 1 0 0 0 r r r	Two Phase Access Request(이단계 억세스 요청)
0 1 0 0 1 r r r	Page Response(페이지 응답)
0 1 0 1 0 r r r	Cell Update(셀 업데이트)
0 1 0 1 1 r r r	Mobility Management procedure(이동성 관리 절차)
0 1 1 0 0 r r r	Measurement Report(측정 리포트)
All others(나머지 모두)	Reserved(예비용)

일단계 억세스를 가리키는 8 비트 Packet Channel Request 메시지는, 이동국의 멀티슬롯 종류를 나타내는 5 비트의 필드 및 랜덤 레퍼런스를 나타내는 2 비트로 된 필드를 포함한다. 할당된 무선 자원에 대한 정보는 PACKET UPLINK ASSIGNMENT(패킷 업링크 할당) 메시지와 함께 이동국으로 송신된다.

네트웍이 이단계 억세스를 가리키는 PACKET CHANNEL REQUEST 메시지를 수신하면, 네트웍은 한 패킷 데이터 채널로 제한된 무선 자원들을 할당할 것이다. 할당된 무선 자원들은 PACKET UPLINK ASSIGNMENT 메시지와 함께 이동국으로 전송된다. 그런 다음 이동국은 할당된 무선 자원들을 이용해 PACKET RESOURCE REQUEST 메시지를 네트웍으로 전송한다. 메시지는 요청된 대역폭 및 우선순위, 그리고 이동국의 무선 용량 등과 같은 요청된 무선 자원들을 보다 적합하게 정의한다. PACKET RESOURCE REQUEST 메시지 내에 수신된 정보를 토대로, 네트웍은 TBF에 대해 한 개 또는 여러개의 패킷 데이터 채널을 할당하고, 그 할당된 무선 자원들을 PACKET UPLINK ASSIGNMENT 메시지와 함께 이동국에 알려준다.

위에서, 자원 요청은 GPRS 제어 채널을 예로 사용하여 수행되었다. 셀이 GPRS 제어 채널을 포함하지 않는 경우 (셀이 GPRS를 지원한다고 해도) 자원을 요청하는 다른 방법들 역시 존재한다. 이 경우 자원 요청은 GSM 제어 채널을 이용해 이뤄질 수 있다.

종래의 업링크 무선 자원 할당시, 다음과 같은 문제들이 야기될 수 있다:

PACKET CHANNEL REQUEST 및 PACKET RESOURCE REQUEST 메시지들 안에 포함된 우선 순위 필드가 지연에 민감한 실시간 트래픽을 명확하게 규정하고 있지 않으면, 네트웍은 MS에 수요 무선 자원들을 제공 못할 수 있다. 따라서, GPRS를 이용한 음성 전송 등은 충분한 품질에 도달하지 못할 수 있다.

디폴트(default) RLC 모드는 일단계 억세스시의 승인(acknowledged) 모드이다. 실시간 트래픽이 비승인(unacknowledged) RLC 모드를 사용해 전송될 수 있으므로, 이단계 억세스가 사용되어야 한다. 이단계 억세스를 사용할 때, 추가 무선 자원 요청 정보가 네트웍으로 주어질 수 있다. 그러나, 이동국이 네트웍으로 한 개가 아닌 두 개의 요청 정보를 전송해야 하기 때문에, 이단계 억세스는 채널 할당 과정에 대해 추가 지연을 발생시킨다. 추가 무선 자원 요청 정보에도 불구하고 네트웍이 지연에 민감한 실시간 트래픽을 전송하면서 이동국에 필요한 무선 자원을 제공할 수 있을지는 장담할 수 없다.

업링크 전송을 위한 무선 자원을 할당할 때, 다운링크 무선 자원이 동시에 할당될 수 없다. 이는 다운링크의 순시 블록 플로우가 다운링크 패킷들 없이는 생성될 수 없기 때문이다. 따라서 이동국이 다운링크 패킷을 수신하려 할 때, 네트웍은 패킷 전송을 위한 무선 자원을 할당 할 수 없을 가능성이 있다.

다운링크 무선 자원 할당은 현재 다음과 같이 특징지어진다: 할당된 무선 자원이 전혀 없고 그 셀 위치가 알려진 이동국에 대한 데이터를 네트웍이 수신할 때, 네트웍은 PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT 메시지를 그 이동국으로 전송하여 한 개 또는 여러개의 패킷 데이터 채널상에 무선 자원을 할당한다. 이동국이 그 할당 메시지를 수신하면, 이동국은 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC) 데이터 블록들에 대해 할당된 패킷 데이터 채널들에 주의를 기울이기 시작한다.

다운링크 무선 자원 할당시, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다:

(SGSN으로부터 들어오는) 데이터에 첨부된 정보가 지연에 민감한 실시간 트래픽을 명확하게 규정하지 않으면, 네트웍은 MS에 필요한 다운링크 무선 자원을 제공 못할 수 있다.

또, 다운링크 및 업링크의 양방향으로 지연에 민감한 실시간 트래픽을 전송할 필요가 있을 때, 이동국은 네트웍이 이동국으로 전송 허가를 부여할 때에만 업링크 무선 자원을 요청할 수 있다. 이것은 수 초(second)와 같은 상당한 시간의 지연을 초래할 수 있다.

다운링크 전송을 위해 무선 자원을 할당할 때, 업링크 무선 자원들이 동시에 할당될 수 없다. 왜냐면 업링크 순시 블록 플로우가 업링크 패킷 없이는 생성될 수 없기 때문이다. 따라서, 이동국이 업링크 무선 자원을 요청해도 네트웍이 그 요청된 무선 자원을 할당할 수 없게 될 가능성이 있다.

업링크 무선 자원 할당해제(deallocation)는 현재 다음과 같이 특징지어진다: 모든 업링크 RLC 데이터 블록은 카운트다운치(countdown value, CV) 필드를 포함한다. 참조 문서 [1]에는, 이동국이 네트웍에 전송하기 위해 남은 RLC 데이터 블록들을 BS_CV_MAX(방송 패러미터) 보다 많이 가지고 있을 때, CV가 15가 되어야 한다고 명시되어 있다. 다른 상황에서 이동국은 남아 있는 RLC 블록의 개수를 CV 필드와 함께 네트웍에 알린다. 마지막 RLC 데이터 블록은 '0'으로 설정된 CV 필드와 함께 네트웍으로 전송될 것이다. 문서(사양) [1]은 일단 이동국이 '15'가 아닌 CV 값을 보냈으면, 어떤 새로운 RLC 데이터 블록들에 대해서도 대기시키지(enqueue) 않을 것이라는 것 역시 정의하고 있으며, 이는 동작중인 TBF 도중에는 새 RLC 데이터 블록들이 보내지지 않을 것임을 의미 한다. 네트웍이 '0'으로 설정된 CV 필드와 함께 RLC 데이터를 수신하는 즉시 TBF 해제 절차가 시작된다.

업링크 무선 자원 할당해제시, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다:

지연에 민감한 실시간 데이터가 현 GPRS 규칙에 따라 무선 인터페이스를 통해 전송될 때, 이동국은 세션 당 여러 TBF들을 설정해야 한다. 이는 비활성 기간 중에 이동국은 네트웍으로 전송할 어떤 RLC 데이터 블록도 가지고 있지 않으므로 CV 값 '0'이 업링크 TBF를 중단시키기 때문이다. TBF 설정 절차는 시간이 걸리기 때문에 지연에 민감한 트래픽이 양호한 품질로 전송될 수 없다. 또, 이동국이 업 링크 무선 자원을 요청할 때 놀고 있는 무선 자원이 항상 사용 가능할지 역시 보장되지 않는다.

다운링크 무선 자원 할당 해제는 현재 다음과 같이 특징지어진다: 모든 다운링크 RLC 데이터 블록은 RLC 헤더 내에 마지막 블록 지시자(Final Block Indicator, FBI) 필드를 포함한다. 사양 [1]은 네트웍이 FBI를 '1'로 설정해 이동국에 다운링크 TBF의 해제를 지시한다는 것을 규정한다. 네트웍은 이동국으로 전송할 RLC 데이터 블록이 더 이상 없을 때 FBI 필드를 '1'로 설정한다. '1'로 설정된 FBI 필드를 가진 RLC 데이터 블록을 수신한 후, 이동국은 FBI 정보를 수신했음을 네트웍에 확인시킬 것이다. 네트웍이 그 확인 메시지를 수신할 때, TBF가 해제된다.

다운링크 무선 자원 할당해제시, 다음과 같은 문제가 야기될 수 있다:

지연에 민감한 실시간 트래픽이 현 GPRS 규칙에 의해 무선 인터페이스를 통해 전송되면, 네트웍은 세션마다 여러 TBF들을 설정해야 할지 모른다. 이것은 비활성 기간인 동안 네트웍이 이동국으로 전송할 어떤 RLC 데이터 블록들도 가지지 않으므로 FBI 값 '1'이 다운링크 TBF를 중단시키기 때문이다. 또, 네트웍이 다운링크 무선 자원을 할당하고자 할 때에도 놀고 있는 무선 자원이 항상 이용 가능하리라는 것 역시 보장되지 않는다.

문제는 업링크 및 다운링크 전송 허가를 부여할 때에도 발생한다:

지연에 민감한 실시간 데이터 트래픽이 패킷 데이터 채널/채널들(PDCH)상에 전송될 때, 데이터 전송을 위한 적절한 송신 허가가 주어진다는 것을 보장할 수 없 으며, 그것은 현 네트웍이 지연에 민감한, 전송될 데이터에 대해 명확한 지식을 갖고 있지 않을 수 있기 때문이다.

종래 사양에서의 또 다른 문제는, 네트웍이 업링크 및 다운링크 방향에 대해 전송 허가를 독자적으로 할당한다는 것, 즉 다음에 어느 이동국이 데이터를 수신하고 어느 이동국이 다음에 데이터를 송신할 것인지를 제어한다는 특성과 관련이 있다. 그러나, 음성과 같이 지연에 민감한 데이터는 엄격한 지연 요건을 가지고 있다. 말하자면, 지연에 민감한 데이터 사용자가 전송할 무엇인가를 가질 때마다, 허용 가능한 서비스 레벨을 유지하도록 전송할 수 있어야만 한다. 만약 하나 이상의 사용자들이 동일한 패킷 데이터 채널에 대해 할당되어 있으면, 동일한 시점에서 둘 이상의 사용자가 동시에 전송할 필요가 생길 수 있고 오직 한 사용자만이 채널을 이용하게 될 것이다. 음성 대화시, 접속 시간의 많은 부분은 휴지 상태(silence)가 된다. 따라서 한 패킷 데이터 채널에 대해 하나 이상의 사용자를 통계적으로 다중화시킬 수 있다. 그러나, 종래의 GPRS 채널 예비 시스템은 이러한 요건을 뒷받침할 만큼 충분히 정교하지 못하다. 그러므로 지연에 민감한 데이터 전송을 하는 오직 한 사용자만이 한 패킷 데이터 채널에 대해 할당될 수 있으며, 이것은 채널 용량의 이용이 최적화되어 있지 않다는 것을 의미한다.

이동국이 업링크 방향으로 지연에 민감한 데이터를 전송하기 원한다는 것을 네트웍이 주목할 때, 네트웍은 그 이동국에 필요한 만큼의 업링크 자원을 예비한다. 당연히 네트웍은 사용 가능한 수요 자원들을 구비할 필요가 있다. 이것은 패킷 데이터 채널이 일시적으로 단일 이동국에 대해 업링크 방향으로 전용됨을 의미 한다. 지연에 민감한 업링크 데이터 전송에 있어 비활성 기간인 동안, 네트웍은 다른 이동국들에 대해 할당된 채널들의 업링크 전송 허가를 부여한다. 지연에 민감한 데이터를 전송하는 이동국이 패킷 데이터 채널의 업링크 용량을 보유하기 때문에, 동일한 패킷 데이터 채널로 할당된 다른 이동국들은 자신들이 업링크 방향으로 데이터를 전송해야 하는지의 여부를 알 수 있는 전송 허락을 부여 받을 수 없다. 또, 같은 패킷 데이터 채널로 할당된 한 개 이상의 이동국들이 동시에 지연에 민감한 데이터를 보낼 필요가 있게 될 때, 단 한 개만이 혜택을 받을 수 있다. 따라서 네트웍은 만족할만한 서비스 품질을 제공하기 위해, 패킷 데이터 채널의 수에 따라, 지연에 민감한 데이터를 전송하는 이동국의 수를 제한하게 되어 있다.

상술한 바와 같이, 현재의 (E)GPRS(여기서 E=Enhanced) 표준에서 MAC 계층 순시 블록 플로우 TBF는 카운트다운 과정이 지나면 해제된다. 이것은 버퍼가 빌 때마다 TBF가 해제됨을 의미한다. 즉, 한 사용자 세션인 동안 요구되는 TBF 할당, 할당해제 및 재할당의 회수가 높을 수 있다는 것이다. 이는 상술한 문제들의 영향이 심각해 질 수 있음을 뜻한다.

참조 문서 [2]는 종래 기술의 단점을 감소시키기 위한 해결 방법을 보인 것이다. 그 해결 방법은 마지막 RLC 블록이 전송되지 않았을 경우 전송 버퍼가 빌 때, 아이들(idle) 기간 중에도 TBF를 계속 유지시키는 방법에 기반하는 것이다. TBF는 "TBF 해제" 시그날링 메시지가 수신되거나 아이들(비활성) 기간이 정해진 문턱 주기 이상 지속될 때에만 해제된다. 이렇게 해서 많은 불필요한 TBF 설정을 피할 수 있게 되고 시스템 효율이 향상될 수 있게 된다.

그러나, 이 방법으로는 상기 단점들이 완전히 극복될 수 없다. 긴 "문턱 주기(threshold period)"는, 특히 높은 통신 부하를 갖는 상황에서 통신 용량 사용을 비효율화시키므로, 그렇게 길어질 수 없다. TBF가 설정되어 있을 때, 순시 플로우 식별자(temporary flow identifier, TFI), 메모리 등과 같은 많은 네트웍 자원들이 접속을 위해 예비된다. 네트웍은 TBF들을 가진 이동국(MS)들이 데이터를 전송할 수 있도록 하기 위해 그 이동국들에 물리적 자원(가령, 폴링, polling)을 할당할 필요도 역시 있다. 이러한 이유로 인해, TBF는 불필요하게 긴 시간 주기 동안 유지되어서는 안된다.

그러나, 작은 패킷을 보내고 그 패킷들에 대한 응답(answers)/확인(acknowledgements)을 기다리는 어플리케이션들의 경우, TBF들은 그 대기 기간 도중에 해제될 것이다. 예를 들어, 인터넷 웹 브라우징과 같은, TCP 기반의 모든 어플리케이션들은 다음 메시지가 이전 메시지에 대한 응답인 세 방향(three-way) 핸드셰이크(handshake)로 메시지 교환을 시작한다. 그 경우들에서 TBF는 각 패킷마다 개별적으로 설정 및 해제된다. TBF 설정 절차는 제어 채널들에 부담을 주고 느리기 때문에, 높은 시그날링 부하, 느린 데이터 전송 및 낮은 처리량이라는 결과를 가져온다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 다양한 어플리케이션들과 필요 요건 및 통신 부하에 있어서 서비스 품질이 최적이고, 더욱이 동일한 물리적 자원이 여러 사용자들 사이에서 효과적으로 공유될 수 있는 해결 방식을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 이동국과 네트웍 사이에 비활성 전송 주기이 있을 때에도 패킷 무선 서비스의 물리적 접속, 즉 TBF가 동작을 유지될 수 있게 하는 방법을 제공함으로써 달성된다. 이 방법은 무선 자원을 효과적으로 활용하면서 지연에 민감한 트래픽을 지원한다.

본 발명의 한 가지 사상은 데이터 전송 활성 기간이 끝난 후 접속이 해제될 때까지 소정 시간 구간 대기한다는 것과, 상기 소정 시간 구간의 길이는 제어 가능하다는 것이다. 서로 다른 타이머 값을 가지고, TBF가 해제되기 전 아이들 기간 동안 TBF가 얼마나 오래 유지되는지 관리하는 것이 가능하다. 그 기간의 길이는 네트웍에서 결정되는 것이 바람직하며, 결정된 그 길이는 네트웍에 의해 전용 채널이나 방송 채널을 통해 이동국으로 알려질 수 있다.

상기 기간의 길이는 접속시 서비스 패러미터에 대해 요망된 품질과 트래픽 종류 및, 네트웍이나 셀에서의 순간적 통신 활동에 따라 결정됨이 바람직하다. 이렇게 하여 연속적인 활성 기간들 사이에 보다 긴 시간을 필요로 하는 어플리케이션에서도 서비스의 양호한 품질을 달성할 수 있고, 통신 용량의 효율적 사용 역시 가능할 수 있다.

비활성 기간의 길이가 어플리케이션(메일 대 음성과 같은 TCP 어플리케이션)에 좌우될 때, 웹 브라우징에 적합한 값은 채팅이나 음성 접속에는 적합하지 않을 수 있기 때문에, 그 (유지) 기간 값의 제어 가능성은 매우 유리한 것이 된다. 따라서 네트웍이, 전송될 데이터가 지연에 민감한지의 여부와 같은 트래픽 종류에 대 해 잘 알고 있는 것이 바람직하다. 이러한 정보는 가령, QoS(서비스의 품질) 프로파일 정보 요소에 포함된 우선 순위 필드와 같은 것 안에 들어 네트웍으로 제공될 수 있다.

무선으로 전송되어야만 하는 데이터량을 최소화하기 위해 수가 규정된 타이머 값을 생성함이 바람직하다. 이 타이머 값들은 어떤 비트 결합이 어느 한 타이머 값을 명확히 규정하도록 어떤 한 비트맵과 관련지어질 수 있다.

타이머 값들은 BCCH(Broadcast Control CHannel, 방송 제어 채널) 및 PBCCH(Packet Broadcast Control Channel)을 통해 전송되는 방송 메시지들인 시스템 정보 메시지들과 같은 것 안에 들어 이동국으로 전송될 수 있다. 타이머 값의 정보를 제공하는 다른 방법은, 어떤 한 이동국이나 이동국들의 한 그룹 전용인 시그날링 메시지를 이용하는 것이다. 사용될 바람직한 메시지는 패킷 할당 메시지(Packet Assignment Message)와 같이, 이동국에 자원을 할당하는데 사용되는 메시지일 수 있다.

이동국은 네트웍에 대해 초기 타이머 값을 제안하여 제공할 수도 있으며, 그것은 네트웍이 그 값을 결정할 때 사용될 수 있다.

본 발명의 특징적 사상은 업링크나 다운링크 데이터 전송시 사용될 수 있다. 타이머 값들은 두 데이터 전송 방향시 동일하거나 다를 수 있다.

본 발명은 종래 기술의 방법들에 비해 중요한 잇점을 제공한다. 본 발명을 이용해, 패킷 채널 자원들을 매우 효율적으로 사용하고 어떤 어플리케이션이나 트래픽 상태에서도 최적의 서비스 품질을 제공하는 것이 가능하게 된다.

통신 시스템의 패킷 무선 서비스에 대한 접속을 생성해 데이터 플로우를 전송하는 본 발명의 방법은, 상기 데이터 플로우가 적어도 한 활성 데이터 전송 주기을 포함하고, 활성 데이터 전송 주기 이후 접속이 소정 시간 구간 동안 유지되고, 그 후 상기 소정 시간 구간이 경과되기 전에 새 활성 기간이 시작되지 않았으면 접속이 해제될 때, 상기 소정 시간 구간의 길이가 통신 시스템에 의해 정해지고, 상기 정해진 값에 대한 정보가 통신 시스템에서 이동국으로 전송됨을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 패킷 무선 서비스에 대한 접속을 만들어 데이터 플로우를 전송하는 통신 시스템에도 역시 적용되며, 이때 데이터 플로우는 적어도 한 개의 활성 데이터 전송 주기을 포함하고, 상기 통신 시스템은 활성 데이터 전송 주기 이후 소정 시간 구간 동안 접속을 유지하는 수단과, 새로운 활성 기간이 시작되지 않았으면 상기 소정 시간 구간이 지난 후 접속을 해제하는 수단을 구비한다고 할 때, 상기 통신 시스템은 상기 소정 구간의 길이를 정하는 수단 및, 상기 정해진 값에 대한 정보를 통신 시스템에서 이동국으로 전송하는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 또 셀룰라 통신 시스템으로의 패킷 무선 서비스에 대한 접속을 생성해 데이터 플로우를 전송하는 이동국에 적용되고, 이때 상기 데이터 플로우는 적어도 하나의 활성 데이터 전송 주기을 포함하고, 상기 이동국은 활성 데이터 전송 주기 이후 소정 시간 구간 동안 접속을 유지하는 수단 및 새로운 활성 기간이 시작되지 않았으면 소정 시간이 지난 후 접속을 해제하는 수단을 포함한다고 할 때, 상기 이동국은 상기 통신 시스템으로부터 상기 소정 시간의 길이 정보를 수신하는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 본 출원의 종속항들에 제시되어 있다.

이하에서 본 발명은 다음의 도면을 사용해 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1a는 종래의 셀룰라 통신 시스템을 도시한 것이다.

도 1b는 일반적인 패킷 무선 서비스(GPRS)의 구조를 도시한 것이다.

도 2는 종래의 셀룰라 통신 시스템의 프로토콜 계층들을 도시한 것이다.

도 3은 타이머 값이 전용 채널로 지시되는 업링크 RLC 블록들의 전송에 관한 흐름도를 도시한 것이다.

도 4는 타이머 값이 공용 채널로 지시되는 업링크 RLC 블록들의 전송에 대한 흐름도를 도시한 것이다.

도 5는 지연에 민감한 데이터 플로우의 활성 및 비활성 기간으로 된 TDMA 프레임을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 이동국의 블록도를 도시한 것이다.

도 1과 도 2는 종래 기술의 설명시 서술되었다. 이하에서는, 지연에 민감한 데이터에 대한 자원을 지시 및 할당하는 첫 번째 원리를 GPRS 시스템의 실시예를 사용해 설명할 것이다.

도 3은 이동국에서 네트웍으로 RLC 블록을 전송하는 단계들의 예에 대한 흐름도이다. 본 발명에 따른 이 실시예에서, 타이머 값이 전용 시그날링 메시지로 MS에 보내진다. 먼저 MS는 Packet Channel Request(패킷 채널 요청)( 및 Packet Resource Request, 패킷 자원 요청) 메시지와 함께 업링크 TBF를 요청한다(302단계). 네트웍은 타이머 값을 결정하고(304단계), 자원을 할당하고 할당된 자원에 대해 패킷 업링크 할당 메시지(Packet Uplink Assignment messages)로 이동국에 알려준다(306단계). 본 발명에 따른 타이머 기반 TBF 해제가 사용되는 경우, 패킷 업링크 할당 메시지는 타이머 값 Tx를 포함한다. 네트웍은 이동국 및/또는 네트웍으로부터 수신된 패러미터들을 토대로 Tx의 값을 결정한다. 그 패러미터란 우선 순위, 처리량 및 트래픽 종류(class)임이 바람직하다. 이동국은 사용하길 제안하는 타이머 값을 네트웍에 알려 줄 수 있다. 이와는 달리 네트웍이 MS, 네트웍 부하 등에 대해 가진 정보를 토대로 독자적으로 타이머 값을 결정할 수도 있다.

다음 단계에서 이동국은 업링크 데이터를 전송한다(308단계). 버퍼가 비게 될 때 마다(310단계), 이동국은 만기 시간이 Tx로 정해진 타이머를 시동하고, 네트웍은 Ty 값을 가진 다른 타이머를 시동한다(312단계). Ty는 Tx 값에 좌우될 것이다.

Ty 시간인 동안, 네트웍은 이동국이 전송할 데이터를 가지고 있는지를 알아 내기 위해 폴링(polling)에 의해 이동국에 대해 전송 허가를 규칙적으로 부여할 것이다. 이동국이 데이터를 전송하는 경우(330단계), 네트웍은 자신의 타이머를 리셋하고 정상적 데이터 전송을 계속한다(308단계). MA가 전송 허가를 받고 전송할 어떤 것을 가지고 있을 때, 이동국은 타이머를 중지하고 정상적으로 데이터 전송을 계속한다. 타이머 Tx나 Ty 중 하나가 만기되면 TBF가 해제된다(322단계). 이동국이 전송할 데이터를 전혀 가지고 있지 않으면 전송 허가를 받았을 때 패킷 업링크 더미(dummy) 제어 블록과 같은 것을 전송할 것이다. 이런 경우 어느 타이머도 리셋되지 않는다.

도 3의 과정에서, 타이머 값은 패킷 다운링크 할당(Packet downlink assignment) 메시지와 함께 이동국으로 알려졌다. 아래의 내용은 TBF 타이머 값이 더해진 패킷 다운링크 할당 메시지 내 정보 성분들의 예를 보인다.

<패킷 다운링크 할당 메시지 내용> ::=

<PAGE_MODE : bit(2)>

{0|1 <PERSISTENCE_LEVEL : bit(4)>*4}

{{0 <Global TFI : <Global TFI IE>>

|10 <TLLI : bit(32)>}

{0 --Message escape

{ <MAC_MODE : bit(2)>

<RLC_MODE : bit(1)>

<CONTROL_ACK : bit(1)>

<TIMESLOT_ALLOCATION : bit(8)>

<Packet Timing Advance :<Packet Timing Advance IE>>

{0|1 <P0 :bit(4)>

<BTS_PWR_CTRL_MODE : bit(1)>

<PR_MODE : bit(1)> }

{{0|1 <Frequency Parameters : <Frequency Parameters IE>>}

{0|1 <DOWNLINK_TFI_ASSIGNMENT : bit(5)}

{0|1 <Power Control Paramenters : <Power Control Paramenters IE>>}

{0|1 <TBF Starting Time : <Starting Frame Number Description IE>>}

{0|1 <Measurement Mapping : <Measurement Mapping struct>>}

{null | 0 bit**=<no string>

{0|1 <Timer TBF Release value>

{0|1 <EGPRS Window Size : <EGPRS Window Size IE>>

<LINK_QUALITY_MEASUREMENT_MODE : bit(2)>}

{0|1 <Packet Extended Timing Advance : bit(2)>}

<TIMESLOT_QUAL_REP : bit(1)>}

{0|1 <BEP_PERIOD2 : bit(4)>}}

{0|1 <COMPACT reduced MA : <COMPACT reduced MA IE>>}

<padding bits>}}

!<Non-distribution part error : bit(*) = <no string>>}

!<Message escape : 1 bit(*) = <no string>>}

!<Address information part error : bit(*) = <no string>>}

!<Distribution part error : bit(*) = <no string>>;

타이머 값은 {0|1 <Timer TBF Release value>}(TBF 해제 값)이라는 메시지 필드안에서 알려진다. 위의 다른 메시지 필드들의 의미는 참조 문서 [1]에 기술되어 있다.

타이머 값은 데이터 전송을 위한 자원 할당 시작시나, 데이터 전송 중 또는 비활성 기간 동안을 제외하고 전송될 수 있다.

타이머 값이 두 비트의 메시지로 표현될 때, 아래의 표와 같은 전형적 표현이 사용될 수 있다.

Message Field Value(메시지 필드 값)	Timer Value(타이머 값)
00	1초
01	5초
10	20초
11	60초

타이머 값은, 예를 들어 500ms와 같은 어떤 기준값을 기준으로 한 배수로 나타낼 수 있다. 메시지내에 그 배수값만이 전송될 수 있을 것이다. 예를 들면, 기준값이 500ms일 때, 두 비트 메시지 필드의 선택적 네가지 경우의 값들은 0ms, 500ms, 1000ms 및 150ms에 해당할 것이다. 기준값은 시스템 사양안에 정의되거나, , 시스템 정보 메시지나 제어 메시지를 통해 전송될 수 있다.

도 4는 이동국에서 네트웍으로 RLC 블록을 전송하는 단계들의 다른 예를 보인 흐름도를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 이 실시예에서 타이머 값은 시스템 정보 절차에 따라 이동국으로 전송된다. 먼저 네트웍이 타이머 값들을 결정하고(442단계), 이동국은 시스템 정보 메시지를 판독하고 타이머 기반의 해제 방법을 지원하는 경우 수신된 타이머 값들인 Tx1, Tx2,...,를 저장한다(444단계). 상이한 데이터 유형에 대해 여러 타이머 값들이 있게 되면, 타이머 값들 전부 또는 일부가 저장된다. 이동국이 업링크 TBF를 요청할 때(445단계), 네트웍은 자원을 할당하고 이동국에 그 할당 메시지를 통지한다(446단계). 네트웍이 이동국으로 그 할당 메시지들 안에, 사용된 타이머 값들을 알려주지 않는다는 것을 제외하면, 도 3의 308단계에서 330단계에 서술한 바와 같이 업링크 TBF가 계속된다. MS 및 네트웍은 설정될 TBF의 패러미터 값들로 할당되었던 값을 사용할 것이다.

도 3 및 도 4의 업링크 자원 할당시, 이동국은 네트웍으로 지연에 민감한 데이터 전송을 위한 무선 자원이 필요하다는 것을 알린다. 네트웍은 요망되는 서비스 레벨을 제공하도록 이동국에 충분한 무선 자원을 할당하기 위한 정보를 필요로 한다. 이 정보는 이하의 방법들 중 하나를 통해 네트웍으로 제공된다. 이때 시스템 고유의 몇 가지 메시지 명칭들이 예로서 사용되나, 이것은 본 발명의 응용 가능성을 제한하려는 것은 아니다:

- 이동국은 네트웍으로 PACKET CHANNEL REQUEST(패킷 채널 요청) 메시지를 전송하고, 그 메시지는 지연에 민감한 데이터 전송을 위한 특정 형태를 가진다;

- CHANNEL REQUEST DESCRIPTION(채널 요청 설명) 정보 성분이나 기타 그에 상응하는 정보 성분이 PACKET RESOURCE REQUEST(패킷 자원 요청) 메시지 안에 포함되고 그 정보 성분은 지연에 민감한 데이터가 전송될 것임을 나타내는 정보를 포함한다;

- 우선 순위 필드나 다른 필드가 PACKET CHANNEL REQUEST나 PACKET RESOURCE REQUEST 메시지와 같이 이동국에 의해 네트웍으로 전송되는 무선 자원 요청 메시지에 포함되며, 이러한 필드는 지연에 민감한 데이터가 전송될 것임을 명백하게 확인 시킨다.

지연에 민감한 데이터 전송에 필요한 상기 무선 자원에 대한 정보에 더해, , 무선 요청 정보는 다음과 같이, 필요한 자원을 보다 정확하게 명시한 부가적 패러미터들을 포함할 수도 있다:

- 필요한 패킷 데이터 채널들의 수;

- 통신이 단방향인지 양방향인지의 여부에 대한 정보. 이것은 네트웍으로 하여금 이동국이 다운링크 자원 역시 필요로 하는지의 여부를 판단할 수 있게 한다. 업링크 무선 자원과 함께 동시에 다운링크 자원을 예비함으로써, 이동국이 다운링크 데이터를 수신하려는데 네트웍이 그 순간 다운링크 무선 자원을 준비하지 못하는 상황을 피할 수 있게 된다.;

- 원하는 타이머 값 Tx, Ty에 대한 정보.

PACKET CHANNEL REQUEST 메시지의 길이가 단지 11 또는 8비트일 뿐이므로, 상기 패러미터들을 메시지 안에 포함시키는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 필요한 무선 자원들에 대한 보다 정교한 표현이 필수적일 때, 딜레이에 민감한 데이터 전송을 요청시 이단계 억세스를 이용함이 바람직할 것이다.

상기 실시예들은 업링크 TBF 전송에 관한 것이었지만, 상응하는 타이머 기능이 다운링크 데이터 전송시에도 사용될 수 있다. 다운링크 자원 할당시, 네트웍이 아무 다운링크 무선 자원도 할당 받지 않은 이동국으로 데이터를 전송할 필요가 있거나 업링크 TBF 설정 과정 중에 이동국이 다운링크 TBF의 설정을 요청할 때, 상기 절차가 시작된다. 네트웍은 패킷 데이터에 첨부된 정보를 토대로 충분한 무선 자 원을 할당한다. 그 정보는 네트웍이 요망된 서비스 레벨을 제공하기 위한 충분한 무선 자원을 할당할 수 있도록 지연에 민감한 데이터 전송에 무선 자원이 필요하다는 지시를 포함한다. 예를 들면, 데이터의 지연 민감성이, 서비스 품질(QoS) 프로파일에 포함된 정보 성분 안에서 지시될 수 있다. 데이터 전송의 지연 민감성은 QoS 프로파일의 새 필드 안이나 SGSN 등의 네트웍으로부터 BSS로 보내진 데이터에 첨부된 새로운 정보 요소 안에서 지시될 수 있다.

또, 요망되는 무선 자원들을 보다 정확하게 나타내기 위해 아래의 패러미터들이 SGSN으로부터 수신된 정보 안에 포함될 수 있다:

- 타이머 패러미터 및 타이머 값들에 대한 정보;

- 필요한 패킷 데이터 채널들의 개수;

- 통신이 단방향인지 양방향인지에 대한 정보. 이 정보는 네트웍으로 하여금 이동국이 업링크 무선 자원들 역시 요청하는지를 판단할 수 있게 한다. 업링크 무선 자원과 함께 다운링크 자원을 동시에 예비함으로써, 이동국이 업링크 데이터를 보낼 필요가 있는데도 네트웍이 그 때 업링크 무선 자원을 예비하지 못할 수 있는 상황을 피할 수 있다.

도 5는 연속적인 TDMA 프레임들을 도시한 것으로, 여기서 타임 슬롯 5 개가 패킷 데이터 채널로 사용된다. TDMA 프레임(500 및 502)에서, 패킷 데이터 채널은 지연에 민감한 데이터 전송의 동적(active) 접속을 위해 할당된다. 활성 기간이 비활성(휴지) 기간으로 바뀌면서, 네트웍은 프레임(504)의 제2접속에 대한 전송 허가를 부여한다. 비활성 기간 중인 프레임들(504~512)에서, 네트웍은 또 채널 요청 을 위해 제1접속한 이동국에 주기적으로 전송 허가를 부여한다(508 프레임). 동작 기간(프레임 514, 516)이 다시 시작될 때, 업링크 데이터 전송을 위한 허가가 다시 제1접속에 주어질 것이다. 제2접속이 지연에 민감한 데이터를 또한 전송하고 있다면, 접속들 중 하나는 비활성 기간의 시작 또는 끝에서 다른 패킷 데이터 채널로 재할당될 것이다.

동일한 패킷 데이터 채널이 여러개의 비활성 접속들에 대해 할당될 때, 나머지 모든 지연에 민감한 사용자들은 그들 중 하나가 전송을 시작할 때 다른 패킷 데이터 채널들로 재할당 될 수 있다. 이와는 달리 사용자들은 동일한 패킷 데이터 채널상의 업링크 전송 허가를 기다릴 수도 있다. 실제로, 재할당될 각각의 이동국으로의 새 패킷 데이터 채널 할당을 포함하는, PACKET UPLINK ASSIGNMENT(패킷 업링크 할당)과 같은 시그날링 메시지를 전송함으로써 재할당이 수행될 수 있다. 다른 선택 가능한 방법은, PACKET REALLOCATION(패킷 재할당)과 같이 재할당될 모든/일부 이동국들에 대한 새 패킷 데이터 채널 할당을 포함하는 단 하나의 시그날링 메시지를 전송하는 것이다. 단 하나의 시그날링 메시지를 사용하는 것은 다른 용도들을 위해 보다 많은 자유 무선 용량을 남기게 된다.

네트웍이 한 이동국에 대해 지연에 민감한 데이터를 수신할 때, 네트웍은 그 이동국에 대해 필요한 만큼의 다운링크 패킷 데이터 채널 용량을 예비한다. 당연히 네트웍은 이용 가능한 수요 자원을 가질 필요가 있다. 이것은 패킷 데이터 채널이 다운링크 방향으로 단 하나의 이동국에 대해 순간적으로 전용된다는 것을 의미할 수 있다. 지연에 민감한 데이터 다운링크 전송의 비활성 기간 중에, 네트웍 은 다른 이동국들에 다운링크 전송 허가를 부여하여 다른 이동국들로 데이터를 전송할 수 있다. 네트웍이 동일한 패킷 채널/채널들 상으로 동시에 한 개 이상의 이동국으로부터 지연에 민감한 데이터를 수신하게 되고 하나를 제외한 나머지 모두를 막아 버려야 할지 모르는 상황을 방지하기 위해, 네트웍은 지연에 민감한 데이터 전송을 하는 다른 이동국들을 다른 패킷 데이터 채널들로 분산시킬 수 있다. 분산은 다음의 메커니즘을 이용해 이뤄질 수 있다:

이른 다운링크 할당: 네트웍이 한 이동국의 지연에 민감한 데이터를 수신할 때, 네트웍은 동일한 패킷 데이터 채널에 체재하는 지연에 민감한 데이터의 다른 사용자들을 재할당한다. 지연에 민감하지 않은 데이터의 사용자들은 다른 패킷 데이터 채널들로 재할당되거나, 아니면 동일한 패킷 데이터 채널상의 전송 허가를 기다릴 것이다. 네트웍은, 재할당될 모든/일부 이동국들로의 새로운 패킷 데이터 채널 할당을 포함하는, PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT와 같은 시그날링 메시지를 전송한다.

늦은 다운링크 할당: 네트웍이 한 이동국의 지연에 민감한 데이터를 수신할 때, 네트웍은 동일한 패킷 데이터 채널에 체재하는 다른 이동국들을 즉시 재할당하지 않는다. 네트웍이 한 이동국의 지연에 민감한 데이터를 수신하고 어떤 다른 이동국에 동일한 패킷 데이터 채널상으로 지연에 민감한 데이터를 이미 전송하는 중일 때에만, 네트웍은 그 이동국으로 새 패킷 데이터 채널을 할당한다. 새 패킷 데이터 채널은, 가령 그 이동국으로 PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT 시그날링 메시지를 전송하는 등에 의해 할당된다.

네트웍은 지연에 민감한 데이터가 다운링크 전송 허가를 위해 너무 오래 대기될 필요가 없도록 관리해야 한다. 네트웍은 또 다른 이동국들의 다른 순시 블록 플로우들과 관련된 시그날링 메시지들이 과도하게 패킷 데이터 채널을 점유하고 있지 않도록 관리해야 한다. 이러한 것은 지연에 민감한 데이터 전송에 대해 다른 순시 블록 플로우들의 시그날링 메시지들에 비해 같거나 보다 높은 우선 순위를 부여함으로써 이뤄진다.

네트웍이 순간적으로, 전송될 어떤 지연에 민감한 데이터도 가지지 있지 않을 때, 네트웍은 순시 블록 플로우를 보존하고 마지막 버퍼 RLC 데이터 블록을 전송한 후 FBI 필드를 "1"로 설정하지 않는다. 이동국이 타이머를 가지고 다운링크 TBF의 중지를 제어하거나, 네트웍이 언제 TBF가 해제되어야 할 지를 판단할 수 있는 타이머 기능을 포함한 논리적 개체를 가지고 있을 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 이동국(100)의 블록도를 도시한 것이다. 이동국은 기지국들로부터 무선 주파수(RF) 신호를 수신하는 안테나(101)를 구비한다. 수신된 RF 신호는 스위치(102)에 의해 RF 수신기(111)로 보내지고, RF 수신기(111)에서 증폭되어 디지털로 변환된다. 그리고나서 신호는 블록(112)에서 검출 및 복조된다. 복조기(112)의 종류는 시스템 무선 인터페이스에 좌우된다. 복조기는 QAM 복조기 또는 RAKE 결합기를 포함할 수 있다. 암호 해독화 및 인터리빙해제(deinterleaving)가 블록 113에서 이뤄진다. 그 후 신호는 신호 유형(음성/데이터)에 따라 처리된다. 수신된 패킷 데이터는 스피커를 통한 청각적 데이터로 변환되거나, 비디오 모니터와 같은 별도의 디바이스와 링크될 수 있다. 제어부(103)는 메모리(104)안에 저장된 프로그램에 따라 수신기 블록들을 제어한다. 특히 제어부는 본 발명에 의해 타이머 패러미터들이 수신되어지는 방식으로 수신 블록들을 제어한다.

신호 전송시, 제어부는 신호 유형에 따라 신호 처리 블록(133)을 제어한다. 블록(121)은 신호에 대해 암호화 및 인터리빙(interleaving)을 더 수행한다. TDMA 전송기에서 부호화된 데이터로부터 버스트들이 형성된다(122 블록). 버스트들은 다시 변조 및 증폭되어진다(123 블록). RF 신호는 전송되기 위해 스위치(102)를 경유해 안테나(101)로 보내진다. 처리 및 전송 블록들 역시 제어부에 의해 제어된다. 특히 제어부는 타이머 기능(들)을 포함하여, 본 발명에 의해 TBF들이 유지/해제되는 방식으로 블록들의 전송을 제어한다. 채널 선택 역시, 할당된 패킷 데이터 채널이 사용되는 방식에 따라, 제어부에 의해 제어된다.

일반적으로, 통신 디바이스의 정보 처리는 마이크로프로세서(들) 형태의 처 리 가능 장치 및 메모리 회로 형태로 된 메모리에서 일어난다. 그러한 구성들은 이동국 및 고정 네트웍 소자들에 대한 기술로부터 알려져 있다. 기존의 통신 디바이스를 본 발명에 따른 통신 디바이스로 전환하기 위해서는, 마이크로프로세서(들)에 지시하여 상술한 동작들을 수행하도록 하는 기계어 명령(machine-readable instructions) 집합을 메모리 수단에 저장할 필요가 있다. 그러한 명령들을 만들거나 메모리에 저장하는 것은 알려진 기술이며, 이것은 이 분야의 당업자의 능력 안에서 본 발명이 가르치는 것과 결합될 수 있을 것이다. 네트웍 측에서의 본 발명에 의한 특징은 이동국에 업링크 및 다운링크 전송 허가 등을 할당하는 패킷 제 어부 PCU(Packet Control Unit) 등 내에서 구현될 수 있다. 패킷 제어부는 기지송수신국(Base Transceiver Station, BTS), 기지국 제어기(BSC) 또는 서비스하는 GPRS 지원 노드 SGSN 등에 위치할 수 있다.

위에서, 본 발명에 따른 방법의 전형적 실시예들이 설명되었다. 본 발명에 의한 원리는 청구항들에서 규정한 범위의 틀 안에서 수정되거나, 적용 영역 및 구성의 세부 사항의 변경 등에 의해서도 바뀔 수 있음이 당연하다. 따라서 본 발명은 GPRS에 한정되지 않고, 패킷 데이터 전송을 하는 다른 통신 시스템들에도 당연히 적용될 수 있다.

타이머 값에 대한 정보는 상술한 채널들 및 메시지들로 전송되거나, GSM 시스템의 SACCH(Slow Associated Control CHannel)와 같은 어떤 다른 제어 채널상의 시그날링 메시지로도 전송될 수 있다; 또한 그에 해당하는 정보를 전송하는데 있어 많은 다른 시그날링 가능성들이 존재한다. 특히 SACCH나 그에 상응한 제어 채널의 사용은 지금이 동작 기간인지 아닌지의 여부에 관계없이 그러한 정보의 전송이 어느 시간에든 가능하게 할 것이다. 전송된 메시지 필드의 타이머 패러미터들은 예로서 주어졌으며, 많은 다른 방식의 정보 전송이 적용될 수 있다.

본 발명은 음성 데이터를 전송하는데 한정되는 것이 전혀 아니며, 비활성 및 활성 주기의 어떤 데이터 플로우들이라도 전송되는 패킷 무선 서비스에 적용될 수 있다. 그 한 예가 IMAP 또는 SMTP 기반의 이메일 다운로딩 등의 TCP 기반의 어플리케이션이며, 여기서 세션 도중 세션 설정 및 제어 용도로 인한 많은 짧은 패킷들이 전송된다.

<인용 문서>

[1] 디지털 셀룰라 통신 시스템 (2+ 단계); 일반 패킷 무선 서비스(GPRS); 이동국(MS)-기지국 시스템(BSS) 인터페이스; 무선 링크 제어/매개 억세스 제어(RLC/MAC) 프로토콜(GSM 04.60 버전 6.1.0); 유럽 통신 표준 제도(ETSI);

[2] 미국 특허 출원 09/447988 및 유럽 특허 출원 99308864.0에 해당하는 핀란드 특허 출원 FI 982577.

Claims (24)

1. 원격통신 시스템의 패킷 무선 서비스 접속을 생성해 데이터 플로우(flow)를 전송하는 방법에 있어서, 상기 접속은 패킷 데이터 채널로 이뤄지고, 상기 데이터 플로우는 적어도 하나의 활성 데이터 전송 주기을 포함하며, 활성 데이터 전송 주기 이후 소정 시간 구간 동안 접속이 유지되고 그 후 상기 소정 시간 구간이 경과되기 전에 새 활성 기간이 시작되지 않는 한 상기 접속은 해제될 때,

   상기 소정 시간 구간의 길이는 상기 접속에서 요구되는 QoS(quality of service)의 값에 따라 상기 원격통신 시스템에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정 시간 구간의 길이는 또한 상기 연결의 통신 타입에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 소정 시간 구간의 길이는 또한 네트워크 또는 셀 내의 순간적인(momentary) 통신 활동에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 무선 서비스는 GPRS(일반 패킷 무선 서비스)임을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 비활성 데이터 전송 주기이 활성 데이터 전송 주기 뒤에 따라 올 때, 네트웍은 패킷 데이터 채널 상에 다른 일시적인 블록 플로우에 대해 부여될 수 있는 다수의 전송 허가를 할당하는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
8. 제1항에 있어서, 동일한 패킷 데이터 채널이 지연에 민감한 데이터에 대한 한 개 이상의 접속을 위해 할당되고, 상기 접속은 비활성 기간을 지니며, 제1접속이 동적(활성) 전송 주기으로 바뀔 때, 제2접속은 다른 패킷 데이터 채널에 재할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 패킷 데이터 전송의 제1방향에서 임시 블록 플로우를 해제할 때, 반대편 데이터 전송 방향에서 임시 블록 플로우는 적어도 소정 시간 구간 안 유지되는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 네트웍은 전송될 패킷 데이터가 지연에 민감한 것인지 아닌지의 여부에 대한 정보를 제공받는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 제1항에 있어서,

    상기 이동국은 상기 소정 시간 구간 동안에 대한 초기값을 전송하고,

    네트웍은 상기 초기값에 기초하여 상기 소정 시간 구간 동안에 대한 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
21. 제1항에 있어서, 상기 소정 시간 구간의 길이는 업링크 데이터 전송과 관련된 것임을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
22. 제1항에 있어서, 상기 소정 시간 구간의 길이는 다운링크 데이터 전송과 관련된 것임을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 방법.
23. 패킷 무선 서비스에 대한 접속을 생성해 데이터 플로우를 전송하는 원격 통신 시스템에 있어서, 상기 데이터 플로우가 적어도 한 개의 활성 데이터 전송 주기을 구비하고, 상기 원격 통신 시스템은 활성 데이터 전송 주기 이후 소정 시간 구간 동안 상기 접속을 유지시키는 수단과 새 활성 기간이 시작되지 않는한 상기 소정 시간 구간 경과 후 접속을 해제하는 수단을 포함할 때,

    상기 접속에서 요구되는 QoS(quality of service)의 값에 기초하여 상기 소정 시간 구간의 길이를 결정하고 상기 소정 시간 구간에 대해 상기 접속을 유지시키는 수단과 상기 접속을 해제하는 수단에 알려주는 결정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송 원격통신 시스템.
24. 셀룰라 통신 시스템으로의 패킷 무선 서비스에 대한 접속을 생성하여 데이터 플로우를 전송하는 이동국에 있어서, 상기 데이터 플로우는 적어도 하나의 활성 데이터 전송 주기를 구비하고, 이동국은 활성 데이터 전송 주기 이후 소정 시간 동안 접속을 유지시키는 수단 및 새 활성 주기가 시작되지 않았으면 상기 소정 시간 주기가 지난 후 접속을 해제하는 수단을 포함할 때, 상기 이동국은

    상기 접속에 요구되는 QoS 값에 기초하여 상기 셀룰라 통신 시스템에 의해 결정되는 상기 소정의 시간 구간의 길이에 관한 정보를 수신하는 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 플로우 전송을 위한 이동국.

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