KR100663279B1 - 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는방법 및 장치 - Google Patents

이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법 및장치에 있어서, 상기 방법은. 단말과 핵심망의 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과, 요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하는 과정과, 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 구성하는 과정과, 상기 구성된 PDP컨텍스트 설정메시지를 상기 단말로부터 상기 핵심 망으로 전송하는 과정과, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 의해 결정된 무선링크 패킷 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러(RB) 설정 메시지를 상기 단말과 상기 핵심 망을 연결하는 접근 네트워크로부터 상기 단말로 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
RLC UM계층, RLC SDU, RLC PDU, IP/UDP/RTP 프로토콜계층, 페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes, RLC PDU 사이즈 셋(Set of RLC PDU sizes)

Description

이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법 및 장치{Method and apparatus for Supporting voice servicein a mobile telecommunication system of radio channel}
도 1은 본 발명이 적용되는 비동기 방식 이동통신시스템(UMTS)의 무선접속 네트워크(UTRAN)의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 VoIP를 수행하는 이동통신시스템의 구조를 도시한 도면.
도 3은 종래 기술에 따라 적응적 멀티 레이트 코덱을 사용하는 VoIP 이동통신시스템의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따라 패킷 데이터를 산출하는 RNC의 동작을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 핵심망의 동작을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선망 제어기의 동작을 도시한 흐름도.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 핵심 망의 동작을 도시한 흐름도.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선망 제어기의 동작을 도시한 흐름도.
도 14는 패킷화 주기와 전송 주기가 일치하지 않는 경우의 문제점을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 제 4실시예에 따른 전송 시간 주기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도.
도 16은 본 발명의 제 4실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도.
도 17은 본 발명의 제 4실시예에 따른 SGSN의 동작을 도시한 흐름도.
도 18은 본 발명의 제 4실시예에 따른 RNC의 동작을 도시한 흐름도.
본 발명은 이동통신시스템에서 패킷 망을 이용하여 음성 서비스를 제공하는 것으로 특히, 상기 음성 서비스에 따른 패킷 데이터의 크기를 효율적으로 설정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 오늘날 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하는 데서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 여기서, 유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭함)을 사용하는 제3 세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다.
이러한, 상기 UMTS 시스템은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: 이하 ‘IP’라 칭한다)과 같은 패킷 프로토콜을 사용하는 패킷 교환 방식의 접속 개념을 사용하며, UMTS 통신시스템에 대한 표준화를 담당하는 3GPP에서는 VoIP(Voice over Internet Protocol)통신을 지원하는 방안이 논의되고 있다.
상기 VoIP는 음성 부호화기(codec)에서 발생한 음성 프레임을 인터넷 프로토콜(IP)/사용자 데이터 프로토콜(User Datagram Protocol, 이하 ‘UDP’라 칭한다)/실시간 전송 프로토콜(Realtime Transport Protocol, 이하 ‘RTP’라 칭한다) 패킷으로 만들어 전송하는 통신 기법을 의미하며, 상기 VoIP를 이용하면 패킷망을 통해 음성 서비스를 제공할 수 있다.
이와 관련하여 하기의 도 1은 전형적인 비동기 방식 이동통신시스템(UMTS)의 무선접속 네트워크(UTRAN)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 이동 통신 시스템은 코어 네트워크(CN: Core Network)(100)와 복수개의 무선 네트워크 서브시스템(Radio Network Subsystem, 이하 "RNS"라 칭하기로 한다)들(110,120)로 구성된다. 상기 복수개의 RNS들(110,120)은 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)을 구성한다. CN(100)은 UTRAN을 인터넷 등의 패킷 데이터 네트워크로 연결하기 위하여 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)과 GGSN(Gateway GPRS Support Node)등으로 구성된다.
상기 RNS(110,120)는 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 칭하기로 한다)(111,112) 및 복수개의 기지국(Node B)들(115, 113, 114, 116)로 구성된다. 구체적으로 상기 RNS(110)는 상기 RNC(111)와 기지국들(115, 113)로 구성되고, 상기 RNS(120는 상기 RNC(112)와, 기지국(114, 116)으로 구성된다. 상기 RNC들(111,112)는 그 동작(role)에 따라 서빙 RNC, 드리프트 RNC, 제어 RNC로 분류된다. 상기 서빙 RNC는 각 UE들의 정보를 관리하고 상기 CN(100)과의 데이터 전송을 담당하며, 상기 드리프트 RNC는 UE와 직접 무선으로 접속한다. 상기 제어 RNC는 기지국들 각각의 무선 자원을 제어한다.
상기 RNC(111, 112)들과 기지국(115, 113, 114, 116)들은 Iub라 칭하는 인터페이스를 통해 연결되어 있으며, 상기 RNC들(111, 112) 간의 연결은 Iur이라 칭하는 인터페이스로 연결되어 있다. 또한, 상기 도 1에서는 도시하고 있지 않지만, 상기 UE(130)와 UTRAN 사이는 Uu 인터페이스로 연결되어 있다.
상기 RNC(111, 112)는 자신이 관리하는 복수 개의 기지국들(115. 113. 114. 116)에 대해 무선자원을 할당하며, 상기 기지국들(115. 113. 114. 116)은 상기 단말(130)에게 상기 RNC(111, 112)로부터 할당된 무선자원을 실제로 제공한다. 상기 무선자원은 셀 별로 구성되어 있으며, 각 기지국이 제공하는 무선자원은 해당 기지국이 관리하는 특정 셀에 관한 무선 자원을 의미한다.
상기 단말(130)은 상기 기지국(115. 113. 114. 116)이 관리하는 특정 셀에 관한 무선자원을 이용하여 무선채널을 설정하며, 상기 설정된 무선채널을 통해 데이터를 송/수신한다. 상기 단말(130)은 셀별로 구성되는 물리채널만을 인식하므로 기지국과 셀 간의 구별은 무의미하다. 따라서 하기에서는 기지국과 셀을 혼용해서 사용하기로 한다.
도 2는 VoIP를 수행하는 이동통신시스템의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2을 참조하면, 단말(200)은 음성을 음성 프레임으로 변형시키는 코덱(codec, 206)과, 상기 코덱(206)의 음성 프레임을 IP/UDP/RTP 패킷으로 만드는 IP/UDP/RTP 프로토콜계층(205)과 상기 IP/UDP/RTP 패킷의 헤더를 압축하는 패킷 데이터 컨버젼시 프로토콜계층(Packet Data Convergence Protocol, 이하 ‘PDCP’라 칭한다. 204)과, 상기 IP/UDP/RTP 패킷을 무선 채널을 통해 전송하기 위하여 적합한 형태로 변환하는 무선링크제어계층(Radio Link Control, 이하 ‘RLC계층’라 칭한다. 203)와, 상기 RLC 계층으로부터 전달되는 패킷을 적절한 트랜스포트 채널을 통해 상기 물리계층으로 전달하는 역할과, 상기 물리계층이 트랜스포트 채널을 통해 전달하는 데이터를 적절한 논리채널을 통해 상기 RLC 계층으로 전달하는 역할을 하는 매체 접속 제어부(Medium Access Control : 이하 ‘MAC’라 칭한다, 202)와, 상기 MAC 계층(271)과 트랜스포트 채널(281)로 연결되어 패킷 데이터를 교환하고, 무선 채널을 통해 상기 패킷 데이터를 수신측으로 전송하는 물리 계층(Physical Layer : 이하 ‘PHY’라 칭한다, 201)으로 구성된다.
이때, 상기 단말(200)이 전송한 음성 패킷 데이터는 Node B(210)의 PHY계층(211)을 통해 RNC(220)로 전달된다.
또한, 상기 RNC(220)는 상기 단말(200)과 동일하게 MAC계층(222)과, RLC계층(223)과, PDCP계층(224)을 구비하여 상기 수신된 데이터를 원래의 IP/UDP/RTP 패킷으로 변환해서 핵심망(Core Network : 이하 ‘CN’라 칭한다. 230)으로 전송한다. 상기 IP/UDP/RTP 패킷은 IP 네트워크(240)를 통해 상대편 통화자에게 전송된다. 상대편 통화자의 단말에서 상기 음성 데이터는 상기 전술한 바와 역순으로 제어되어 전달된다.
여기서, 상기 RLC계층의 역할을 살펴보면 다음과 같이 설명 가능하다.
일반적으로 상기 RLC 계층은 그 동작 방식에 따라 비승인 모드(Unacknowledged Mode, 이하 ‘UM ‘이라 칭한다), 승인 모드(Acknowledged Mode, 이하 ’AM‘이라 칭한다), 투과 모드(Transparent Mode, 이하 ’TM‘이라 칭한다)로 구분된다. 이때, 상기 VoIP는 상기 RLC UM에서 동작하며, 하기에서는 RLC UM 의 동작을 설명한다.
송신측의 RLC UM계층은 상위 계층에서 전달된 서비스 데이터 유닛(RLC Service Data Unit, 이하 ‘RLC SDU’라 칭한다)을 분할하거나 연접하거나 패딩하 여 무선 채널을 통해 전송하기에 적합한 크기로 만들고, 분할/연접/패딩에 대한 정보를 삽입하고, 일련번호를 삽입해서 프로토콜 데이터 유닛(RLC PDU(Protocol Data Unit))을 만든다. 상기 RLC PDU 는 하위 계층으로 전달된다. 이에 따라 수신측의 RLC UM계층은 하위 계층에서 전달된 RLC PDU의 일련번호와 분할/연접/패딩에 대한 정보를 해석하고, RLC SDU를 재구성하여 상위 계층으로 전달하는 역할을 한다.
참고로 RLC TM의 동작은, 상위 계층에서 전달된 RLC SDU를 그대로 하위 계층으로 전달하거나, 하위 계층에서 전달된 RLC PDU를 그대로 상위 계층으로 전달하는 역할을 한다.
상기 전술한 바와 같이 단말(200)의 코덱(206)으로부터 발생한 음성 데이터는 IP/UDP/RTP프로토콜 계층(205)을 거쳐서 VoIP 패킷이 된다. 상기 VoIP 패킷은 역방향 전송을 위해 구성된 PDCP 계층(204)을 통해 헤더가 압축되고 RLC 계층(203)을 통해 무선 채널 전송에 적합한 크기로 구성되고 MAC/ PHY(202, 201) 계층에서 채널 코딩되어서 무선 채널을 통해 전송된다.
상기 RLC PDU (상기 RLC PDU는 물리 계층에서 처리된 뒤에는 트랜스포트 블록(Transport Block)이라고 명명된다.)는 Node B(210)의 물리 계층(211)에서 채널 디코딩된 후 RNC(220)로 전송된다. 상기 RNC(220)는 RLC PDU들을 다시 VoIP 패킷으로 재구성한 뒤, 핵심망(230)으로 전송한다. 핵심망(230)은 VoIP 패킷을 IP 네트워크(240) 또는 PSTN(250)을 통해 상대측 통화자로 전달한다. 순방향 데이터 전송은 상기의 설명한 바와 역순으로 진행된다.
이때, VoIP 통신시스템에서 양측 통화자들은 동일한 코덱(206, 244)을 사용 하여야 한다. 만약 UMTS 단말(200)과 일반 유선 전화 사용자(250) 사이에 통화가 이뤄진다면, 일반 전화망과 UMTS 핵심망 사이에서 소정의 장치가 코덱(254)의 변환을 담당한다.
도 3은 종래 기술에 따라 적응적 멀티 레이트 코덱을 사용하는 VoIP 이동통신시스템의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, AMR 코덱을 구비한 단말(305, 330)은 AMR 페이로드(310)가 수납된 IP 패킷을 생성하여 접근 네트워크(315, 325)와 핵심망(320)을 거쳐서 상대편 단말(330, 305)에게 전달된다. 여기서, 상기 접근 네트워크로는 예를 들어 RNC와 Node B가 있을 수 있고, 상기 핵심망으로는 예를 들어 GSN(GPRS Support Node)이 있을 수 있다.
상기 AMR 코덱의 가장 큰 특징은, 무선 링크 상황에 맞춰 페이로드의 크기를 가변적으로 조정할 수 있다는 것이다. 예를 들어 링크 상황이 열악할 때에는 작은 페이로드를 발생시키다가, 링크 상황이 양호해지면 큰 페이로드를 발생시킨다. 이처럼 페이로드의 크기를 조정하는 것을 코덱 모드를 바꾼다고 하며, 상기 코덱 모드의 변경은 AMR 페이로드(310)에 부착되는 헤더의 코덱 모드 요청(CMR:Codec Mode Request) 필드를 이용해서, 수신측이 송신측에 바람직한 코덱 모드를 지시한다.
예를 들어 단말(330)이 코덱 모드를 낮춰야 할 필요성을 감지하면, 자신이 전송하는 AMR 페이로드(310) 헤더의 CMR필드를 적절한 값으로 설정해서 단말(305)로 전송한다. 그러면 상기 단말(305)은 상기 요청된 코덱 모드로 AMR 코덱을 조정해서, 페이로드의 크기를 조정한다.
상기 AMR 코덱에서 발생하는 페이로드의 크기에는 [56 bit, 112 bit, 120 bit, 128 bit, 144 bit, 160 bit, 176 bit, 216 bit, 256 bit]의 9가지가 있다. 이 중 56 비트는 묵음 구간에서 사용되는 페이로드이며, 나머지 8가지는 코덱 모드들 마다 정의된 페이로드의 크기이다.
그런데 일반적으로 상기 접근 네트워크(315, 325)는 무선 구간에서 사용할 패킷의 크기를 일정한 값으로 고정하는 경우가 많다. 예를 들어 UTRAN에서는 패킷 서비스에 대해서는 328 비트의 패킷(트랜스포트 블록이라고도 한다.)을 사용하는 경우가 많다. 따라서, AMR 동작에 따라 AMR 페이로드의 크기를 달리 가져가더라도 패킷의 크기가 변하지 않는다면, 적응적 코덱 모드 사용에 따른 이득을 얻을 수 없다. 즉 코덱에서 56 비트의 페이로드를 발생시키더라도, 패킷의 크기가 328 비트로 고정되어 있다면, 상기 328 비트 중 사용되지 않는 부분은 패딩으로 채워진 채 전송되고, 무선 자원 효율이 저하될 것이다.
또한, 상기 도 3에 도시된 AMR 코덱 뿐만 아니라 제3세대 이동통신시스템은 다양한 코덱 들이 정의되어 있으며, 이들 코덱들은 각 특화된 크기를 가지는 페이로드를 만들어 낸다. 다시 말해서 종래 기술에 따르면 특정 코덱에서 발생하는 페이로드 크기에 맞춰 상기 라디오 채널(링크)에서 사용되는 패킷의 크기를 결정하지 않으면, 무선 자원 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 이동통신시스템에서 패킷 망을 이용하여 음성 패킷을 효율적으로 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 패킷 망을 통해 음성 서비스를 제공하는 이동통신시스템에서 무선 채널에서 사용되는 패킷의 크기를 효율적으로 설정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서, 단말과 핵심망의 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과, 요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하는 과정과, 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 구성하는 과정과, 상기 구성된 PDP컨텍스트 설정메시지를 상기 단말로부터 상기 핵심 망으로 전송하는 과정과, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 의해 결정된 무선링크 패킷 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러(RB) 설정 메시지를 상기 단말과 상기 핵심 망을 연결하는 접근 네트워크로부터 상기 단말로 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서, 단말과 핵심망의 패킷 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과,요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하는 과정과, 상기 단말로부터 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 수신하는 과정과, 상기 PDP컨텍스트에 관련된 베어러를 설정하기 위해 무선 접근 베어러 설정 메시지를 구성하는 과정과, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 따라 페이로드 사이즈 셋을 획득하고 상기 페이로드 사이즈 셋을 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 실어 상기 사용자 단말을 서비스하는 접근 네트워크로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서, 핵심망으로부터 사용자 단말과 핵심망 사이에 결정된 코덱 타입과, 음성 패킷의 바이트-정렬방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드에 따라 정해진 페이로드 사이즈 셋을 포함하는 무선 접근 베어러 설정 메시지를 수신하는 과정과, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 따라 상기 무선접근 베어러를 설정하고, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 포함된 상기 페이로드 사이즈 셋을 바탕으로 무선 베어러 구성정보를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 구성하는 과정과, 상기 무선접근 베어러 설정 메시지에 포함된 상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 무선링크에서 사용가능한 패킷의 크기들을 결정하고, 상기 설정된 무선 링크의 패킷의 크기들을 나타내는 무선링크 패킷 사이즈 셋을 상기 무선 베어러 설정 메시지에 실어 상기 사용자 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스 를 지원하는 장치에 있어서, 음성 호 설정시, 상기 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과,요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하고, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 전송하는 사용자 단말과, 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 상기 사용자 단말로부터 수신하여, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 따라 페이로드 사이즈 셋을 획득하고, 상기 페이로드 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 전송하는 핵심망과, 상기 무선 베어러 설정 메시지를 상기 핵심망으로부터 수신하여, 상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 무선링크에서 사용가능한 무선링크 패킷의 크기들을 결정하고, 상기 설정된 무선 링크 패킷의 크기들을 나타내는 무선링크 패킷 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 접근 네트워크로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서, 단말과 핵심망의 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 정보를 결정하는 과정과, 본 발명의 또 다른 실시예는, 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 장치에 있어서, 핵심망과의 호 설정 시, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 정보를 결정하고, 상기 코덱 정보와, 상기 코덱 정보에 따른 패킷 데이터가 발생하는 주기인 패킷화 주기를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 상기 핵심망으로 전송하는 사용자 단말과, 상기 PDP컨텍스트 설정 메시지로부터 상기 패킷화 주기를 획득하고, 상기 패킷 데 이터 발생 주기를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 사용자 단말을 서비스하는 접근 네트워크로 전송하는 핵심망과, 상기 패킷화 주기를 고려하여 상기 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 결정하고, 상기 무선링크의 전송주기를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 접근네트워크로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 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. 후술되는 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 VoIP를 지원하는 이동통신시스템에서 단말과 네트워크간에 상기 VoIP 호에 사용될 코덱의 종류를 통보하고, 네트워크는 상기 코덱에서 발생하는 페이로드의 크기를 감안해서, 라디오 채널에 사용할 패킷의 크기를 설정하여 무선 자원의 효율을 높이는 방법을 제안하는 것이다.
이와 관련하여 본 발명의 제 1 실시 예에서는 VoIP 데이터를 처리할 베어러를 설정하는 과정에서 단말과, SGSN과, RNC 사이의 정보 교환을 통해 RNC에게 바람직한 패킷의 크기를 알려주고, RNC가 향후 상기 바람직한 크기의 패킷을 사용함으로써, 무선 자원의 효율을 높인다.
본 발명의 제 2 실시 예에서는 단말과 SGSN 사이의 정보 교환을 통해, 단말이 코덱 모드를 변화시키지 않도록 함으로써, 낮은 코덱 모드를 사용함으로써 발생하는 비효율성을 제거한다.
본 발명의 제 3 실시 예에서는 단말과, SGSN과, RNC 사이의 정보 교환을 통해 RNC에게 AMR 패킷을 바이트 단위로 맞추는 방식에 관한 정보와, 사용할 AMR 코덱 모드에 관한 정보를 알려주고, 상기 RNC가 이를 통해서 패킷 데이터의 크기를 설정하는 방식을 제시한다.
본 발명의 제 4 실시 예에서는 단말과 SGSN과 RNC사이에 무선 베어러를 설정하는 과정을 통해 상기 멀티미디어 데이터에 따른 패킷화 주기를 인지하고, 상기 전송 시간 주기를 설정하는 방식을 제시한다.
제 1 실시예
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 420단계에서 단말(405)은 핵심망(SGSN)(415)의 호 제어 장치(도시하지 않음)와 VoIP 세션 설정 메시지를 교환한다. 이때, 상기 VoIP 세션은 예를 들어 세션 시작 프로토콜(Session Initiation Protocol, 이하 "SIP"라 칭함)을 이용해서 설정될 수 있으며, 이 경우 상기 호 제어 장치는 SIP 서버가 될 수 있다.
상기 단말(405)은 상기 SIP 서버와 소정의 메시지를 교환함으로써, VoIP 세 션을 설정한다. 이 때 상기 세션 설정을 위한 메시지들에는 세션 설명 프로토콜(Session Description Protocol, 이하 "SDP"라 칭함)파라미터들이 수납되며, 상기 SDP파라미터로는 상기 호의 특징과 성격과 관련된 파라미터들, 예를 들어 요구 대역폭이나 코덱 타입 등이 있을 수 있다.
425단계에서 단말(405)은 상기 420단계의 호 설정 과정에서 인지한 호의 상기 SDP 파라미터를 통해 코덱 타입 정보를 인지한다. 이후 430단계에서 상기 호의 코덱 타입(Codec Type)을 패킷 데이터 프로토콜(Packet Data Protocol context, 이하 "PDP"라 칭함)컨텍스트 설정 메시지의 코덱타입 정보에 수납하여 SGSN(415)으로 전송한다. 상기 PDP 컨덱스트는 특정 세션과 관련된 정보를 저장하며, 상기 PDP 컨텍스트는 세션을 처리할 베어러와 함께 설정된다.
상기 PDP 컨텍스트에 수납되는 정보로는, 예를 들어 세션의 요구 서비스 품질 정보(QoS: Quality of Service)나 보안과 관련된 파라미터 등이 있을 수 있다. SGSN(415)은 단말(405)로부터 상기 PDP 컨텍스트 설정메시지를 수신하면, PDP 컨텍스트를 설정하고, 상기 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위한 동작을 실행한다. 상기 베어러는 SGSN(415)과 단말(405) 사이에서는 무선 접근 베어러(RAB: Radio Access Bearer)라고 불리며, RNC(410)와 단말(405) 사이에서는 무선 베어러(RB: Radio Bearer)라고 불린다.
상기 SGSN(415)은 435단계에서 상기 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위해서, RNC(410)에게 RAB 설정 메시지를 전송한다. 만약 단말(405)이 PDP 컨텍스트 설정 메시지(430)에 코덱 타입정보를 AMR로 설정해서 전송하였다면, 상기 SGSN(415)은 RAB 설정 메시지에 AMR에 해당하는 '페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes)'을 포함시켜서 전송한다. 상기 페이로드 사이즈 셋은 RNC(410)가 적절한 패킷 크기를 산출하는데 사용되는 파라미터이며, AMR 코덱의 경우 아래 값들이 사용될 수 있다.
페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes) = [56 bit, 112 bit, 120 bit, 128 bit, 144 bit, 160 bit, 176 bit, 216 bit, 256 bit]
SGSN(415)은 코덱 타입과 그에 대응되는 페이로드 사이즈 셋들을 미리 저장하고 있을 수 있으며, 단말(405)이 코덱 타입 정보를 통해 통보하는, 코덱 타입에 대응되는 페이로드 사이즈 셋을 상기 RAB 설정 메시지에 수납해서 전송할 수 있다. 또 다른 방법으로 단말(405)이 상기 페이로드 사이즈 셋 정보를 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 직접 수납해서 전송하는 방법도 있을 수 있다. 그러면 SGSN(415)은 코덱 타입과 페이로드 사이즈 셋들을 미리 저장하고 있을 필요가 없으며, 단말(405)이 전달한 페이로드 사이즈 셋 정보를 그대로 이용할 수 있다.
440단계에서 RNC(610)는 상기 RAB 설정메시지를 수신하면, 상기 페이로드 사이즈 셋으로부터 RLC PDU(Protocol Data Unit) 사이즈 셋을 산출한다. 여기서, RLC PDU는 RLC계층이 출력하는 패킷을 의미하며, RNC(410)와 단말(405) 사이에서 실제로 송수신될 패킷의 크기와 대응된다. 상기 RNC(410)은 445단계에서 결정한 RLC PDU들의 크기들을 RB 설정 메시지에 포함시켜 상기 단말(405)에게 전송한다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따라 패킷 데이터 즉, RLC PDU를 산출하는 RNC의 동작을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 코덱(505)에서 발생한 데이터(507)는 페이로드 헤더와 페이로드로 구성되며, 코덱 모드마다 그 크기는 일정하다.
페이로드 헤더에는 상기 도 3에서 언급한 CMR 필드와 페이로드의 코덱 모드를 표시하는 프레임 종류(FT: Frame Type) 필드 등이 포함된다. 또한, 상기 페이로드 사이즈 셋(507)은 실제로 페이로드와 페이로드 헤드를 함께 고려한 값이다. 이때, 상기 VoIP 이동통신시스템에서 패킷은 RTP/UDP/IP에서 처리되하므로 즉, 상기 데이터는 RTP/UDP/IP 계층(510)에서 VoIP 패킷(512)으로 만들어진다. 상기 VoIP 패킷은 코덱에서 발생한 데이터(507)에 IP/UDP/RTP 헤더가 부가된 것이다.
상기 VoIP 패킷의 IP/UDP/RTP 헤더는 PDCP계층(515)에서 압축되고, PDCP 헤더가 덧붙여진다. 이때, 상기 IP/UDP/RTP 헤더는 강화 헤더 압축(ROHC: Robust Header Compression)프로토콜로 압축될 수 있으며, 이로써 상기 IP/UDP/RTP 헤더는 수 바이트의 압축된 ROHC 헤더로 변환된다. 따라서, 헤더 압축된 패킷 데이터는 참조번호 517과 같은 구조를 이룬다.
상기 헤더 압축된 패킷(517)은 RLC계층(520)를 거쳐 RLC PDU(522)로 만들어져서 MAC계층/ PHY계층(525)를 거쳐 무선 채널(530)로 전송된다.
RLC PDU (522)의 크기는 아래 4가지 요소에 의해서 결정된다.
1)코덱에서 발생한 데이터 (522-1): 데이터의 크기는 코덱 별로 고정된 값을 가진다. 그리고 AMR과 같이 멀티 레이트를 지원하는 코덱에서는 코덱 모드 별로 고정된 값을 가진다.
2)압축된 IP/UDP/RTP 헤더(522-2): ROHC의 동작 모드와 기타 변수에 의해서 가변적인 값을 가진다.
3)PDCP 헤더 (522-3): PDCP 헤더는 구성이 되거나 구성이 안될 수 있고, 이는 RNC가 구성 여부를 결정한다.
4)RLC 헤더와 길이 지시자 (522-4): RLC 헤더는 7 비트의 일련번호와 1 비트의 익스텐션(extension) 비트, 그리고 2 개 정도의 길이 지시자(Length Indicator)로 구성된다. VoIP세션에서 RLC 헤더와 길이 지시자의 크기는 일정한 값을 가진다.
상기의 요소들을 고려하여 RNC는 가능한 RLC PDU의 크기를 아래의 <수학식 1>을 통해 산출하게 된다.
Figure 112005055555745-pat00001
여기서, 상기 RLC 헤더와 길이 지시자의 크기는 경우에 따라 다를 수 있지만 통상 3 바이트이다. 또한, PDCP 헤더는 구성이 안된 경우에는 0 바이트이고, 구성이 된 경우에는 1 바이트이다. 따라서, RNC는 VoIP 무선 베어러에서 PDCP 헤더를 사용한다면, 상기 <수학식 1>의 PDCP 헤더 크기를 1 바이트로 간주하고, 그렇지 않다면 0 바이트로 간주한다.
또한, 압축된 IP/UDP/RTP 헤더의 크기는 가변적이지만, 가장 빈번하게 사용되는 압축된 헤더는 ROHC 방식의 신뢰 가능(R:Reliable) 모드에서는 R-0 또는 R-0-CRC를 사용하고, 단일 방향(U:Uni-directional)모드나 낙관(O:Optimistic)모드에서는 U/O-0라는 헤더를 사용한다. 상기 헤더들의 크기는, CID(Context ID)라는 식별 자 값의 크기에 따라 다르며, CID로 0을 사용한다면, R-0 헤더나 U/O-0 헤더의 크기는 3 바이트이고, R-0-CRC 헤더의 크기는 4 바이트이다. 참고로 상기 크기는 UDP 체크섬(checksum) 필드 크기를 포함한 값이다.
IPv6에서는 2 바이트 크기의 UDP 체크섬(checksum) 필드가 항상 포함되며, UDP 체크섬(checksum) 필드는 압축이 되지 않으므로, 그 값이 그대로 압축된 헤더에 포함된다.
RNC는 VoIP 무선 베어러에 적용할 ROHC 헤더 압축 모드에 따라 적절한 값을 상기 <수학식 1>에 대입한다. 예를 들어 R 모드를 사용할 예정이라면, 압축된 IP/UDP/RTP 헤더 크기의 대표 값은 4 바이트가 될 수 있을 것이다. 페이로드 사이즈 셋(Set of payload sizes)은 상기 도 4의 635 단계에서 핵심 망으로부터 전달받은 값이다.
예를 들어 RLC 헤더와 길이 지시자의 크기를 3 바이트, PDCP 헤더의 크기를 1 바이트, 압축된 IP/UDP/RTP 헤더 크기의 대표값을 4 바이트라고 가정했을 때, AMR 코덱에 대한 RLC PDU 사이즈 셋 (set of RLC PDU sizes)는 아래와 같다.
RLC PDU 사이즈 셋(Set of RLC PDU) sizes = [120bit, 176bit, 184bit, 192bit, 208bit, 224bit, 240bit, 280bit, 320bit]
상기와 같은 과정을 통해 RNC는 상기와 같이 결정한 RLC PDU들의 크기들을 무선 베어러 설정 메시지에 포함시켜서 단말에게 전송한다.
상기 RLC PDU 크기의 종류가 지나치게 많다면, 그 중 몇 가지만 사용할 수도 있다. 예를 들어 RLC 헤더와 길이 지시자의 크기가 3 바이트, PDCP 헤더 크기가 1 바이트, 압축된 IP/UDP/RTP 헤더 크기의 대표 값이 4 바이트인 AMR 코덱에 대해서, 9 종류의 RLC PDU 크기들이 있지만, 이 중 예를 들어 192 bit와 320 bit만 사용할 수 도 있다. 이 경우 RNC는 상기 두 종류의 RLC PDU 크기만을 무선 베어러 설정 메시지에 포함시킨다.
단말은 무선 베어러 설정 메시지가 지시하는 바에 따라서 무선 베어러를 설정한 뒤, 상기 무선 베어러를 통해 VoIP 패킷을 전송한다. 단말은 VoIP 패킷이 발생하면, 정의되어 있는 RLC PDU 크기들 중 가장 적절한 크기의 RLC PDU에 상기 VoIP 패킷을 수납해서 전송한다. 이를 통해 불필요한 패딩의 발생을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 605단계에서 단말은 핵심망과 패킷 호 설정 메시지를 교환한다. 상기 패킷 호는 여러 종류가 있을 수 있는데 예를 들어 IP 멀티미디어 호가 되거나, HTTP 호가 될 수 있다.
상기 패킷 호 설정 메시지 교환을 통해, 패킷 호 설정을 위한 정보를 인지한 단말은, 610단계에서 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 구성한다. 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에는 베어러 설정에 필요한 정보들, 예를 들어 요구 대역폭, QoS 정보 등이 포함된다.
단말은 패킷 호가 VoIP호라면, 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 코덱 타입(Codec type) 정보를 포함시킨다. 상기 코덱 타입(Codec type) 정보에는 SDP를 통해 인지한 코덱 타입(Codec type)이가 수납된다. VoIP호는 전술한 바와 같이 SIP를 통해 설정되며, 세션 관련 파라미터들은 SDP를 통해 교환된다. 상기 SDP 파라미터들에는 단말이 VoIP 호 여부를 판단할 수 있는 정보가 포함된다.
예를 들어, SDP 파라미터의 미디어 종류(media type) 파라미터가 음성(audio)이라면, 단말은 상기 세션이 VoIP 세션인 것으로 간주한다. 또한 단말은 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보도 포함시킬 수 있다. 이 경우 SGSN은 상기 단말이 전달하는 페이로드 사이즈 셋 정보를 RNC에게 전달한다.
이후, 620단계에서 상기와 같이 PDP 컨텍스트 설정 메시지 구성을 완료하면, 상기 메시지를 핵심 망으로 전송한다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 핵심망의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 705단계에서 SGSN은 단말로부터 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 수신하면, 상기 메시지의 정보를 바탕으로 PDP 컨텍스트를 설정한다.
그리고 710단계에서 베어러를 설정하기 위해 RAB 설정 메시지를 구성한다. 상기 RAB설정 메시지에는 상기 베어러에 적용될 QoS 정보 등이 수납된다.
715단계에서 SGSN은 상기 705단계에서 수신한 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 코덱 타입 정보가 포함되어 있었다면, 상기 코덱 타입 정보에 해당하는 페이로드 사이즈의 셋 정보를 상기 RAB 설정 메시지에 포함시킨다. 일반적으로 코덱 타입과 페이로드 크기는 관련을 가지며, SGSN은 코덱 타입 과 페이로드 크기를 데이터 베이스화해서 관리하고 있을 수 있다. 만약 상기 PDP 컨텍스트 설정메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보가 포함되어 있다면, 상기 페이로드 사이즈 셋 정보를 RAB 설정 메시지에 포함시킨다. 720단계에서 SGSN은 상기에서 구성한 RAB 설정 메시지를 RNC 로 전송한다.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선망 제어기의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 8을 참조하면, 805단계에서 RNC는 SGSN으로부터 RAB 설정 메시지를 수신하면, 상기 RAB설정 메시지를 바탕으로 RAB을 설정하고, 무선 베어러 구성 정보를 결정한다. 상기 무선 베어러 구성 정보에는 PDCP 구성 정보와 ROHC 관련 정보 등이 포함될 수 있다. 상기 PDCP 구성 정보는 예를 들어 PDCP 헤더를 설정할지 여부를 나타낸다. 상기 ROHC 관련 정보에는 예를 들어 ROHC 동작 모드와 사용할 CID 등이 포함될 수 있다.
810단계에서 RNC는 상기에서 결정한 무선 베어러 구성 정보를 바탕으로 무선 베어러 설정 메시지를 구성한다.
815단계에서 RNC는 상기 RAB 설정 메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보가 포함되어 있었다면, 상기 정보를 바탕으로 <수학식 1>을 이용해서 RLC PDU 사이즈 셋을 계산하고, 그 값을 상기 무선 베어러 설정 메시지에 수납한다. 820단계에서 RNC는 상기 무선 베어러 설정 메시지를 단말에게 전송한다.
상기 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따르면 단말은 SGSN에게 코덱 타입을 알려주고, SGSN은 상기 코덱 타입에 해당하는 페이로드 크기를 판단한 뒤, 상기 페이로드에 관한 정보를 RNC에게 알려준다. RNC는 상기 페이로드의 크기와 무선 베어러의 설정을 고려해서, RLC PDU의 크기를 산출하고, 이 후 VoIP 패킷은 상기 RLC PDU에 수납되어서 송수신된다.
상기와 같이 RLC PDU의 크기를 VoIP 패킷으로 수납하기 위한 적합한 크기로 결정함으로써, 불필요한 패딩(padding)을 방지하고, 무선 자원의 효율을 높인다.
제 2 실시 예
본 발명의 제 2 실시 예에서는 단말과 SGSN 사이의 신호 교환을 통해 불필요한 패딩을 줄이는 방안을 제시한다. 이러한 본 발명의 제 2 실시 예는 통상적인 RLC PDU 크기인 328 비트를 그대로 사용할 경우 12.2 kbps AMR 코덱은 효율적으로 동작하지만, 다른 AMR 코덱 모드는 비효율적이라는 점에서 착안되었다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 SGSN이 단말에게 AMR 코덱 모드를 12.2 kbps로 고정하도록 지시하거나, 멀티 레이트로 동작하지 말도록 지시한다. 이를 통해 코덱 모드가 변하면서 발생하는 부작용을 없앤다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도이다.
상기 도 9를 참조하면, 920단계에서 단말(905)은 핵심망(915)의 호 제어 장치(도시하지 않음)와 VoIP 세션 설정 메시지를 교환한다. VoIP 세션은 예를 들어 SIP을 통해 설정될 수 있으며, 이 경우 상기 호 제어 장치는 SIP 서버가 될 수 있다.
단말은 상기 SIP 서버와 소정의 메시지를 교환함으로써, VoIP 세션을 설정한다. 이 때 상기 메시지들에는 SDP 파라미터들이 수납되며, 상기 SDP 파라미터로는 상기 호의 특징과 성격과 관련된 파라미터들, 예를 들어 요구 대역폭이나 코덱 타 입 등이 있을 수 있다.
925단계에서 단말(905)은 상기 호 설정 과정에서 인지한 호의 코덱 타입이 AMR 코덱인지를 검사하여, 상기 호의 코덱 타입이 AMR코덱이라면, 930단계에서 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 설정 메시지의 코덱타입 정보를 AMRfh 설정하여 SGSN(915)으로 전송한다.
935단계에서 SGSN(915)은 상기 PDP 컨텍스트 설정메시지를 수신하여 PDP 컨덱스트를 설정하고, 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 대한 응답 메시지를 단말에게 전송한다. 이때, SGSN(915)은 PDP 컨덱스트 설정 메시지에 상기 코덱 타입(codec type)정보가 포함되어 있으며 상기 코덱 타입정보가 AMR 코덱을 나타낸다. 상기 935단계에서 전송하는 응답 메시지에 '멀티 레이트의 지원을 금지하는 지시정보'를 포함시킨다. 상기 지시 정보로는 특정 AMR 모드를 지시하거나 또는 멀티 레이트 동작을 금지하는 것을 직접적으로 지시할 수도 있다.
예를 들어 SGSN(915)은 PDP 컨텍스트 설정 응답 메시지에 12.2 kbps AMR 모드로만 동작할 것을 지시하는 정보를 포함시키거나, 또는 멀티 레이트를 지원하지 말 것을 지시하는 멀티 레이트 사용 금지 지시자(multi rate disable indicator)를 포함시켜서 전송할 수 있다.
단말(915)은 PDP 컨텍스트 설정 응답 메시지를 수신하여 상기 지시 정보에 따라 동작한다. 즉, 상기 지시 정보가 특정 레이트로만 동작할 것을 지시하면, 상대 통화측에서 전송한 VoIP 패킷의 CMR 값을 무시하고, 상기 특정 레이트로만 AMR에 따른 Voip 패킷을 생성한다.
반면에, 단말(915)은 PDP 컨텍스트 설정 응답 메시지에 멀티 레이트 사용 금지 지시자가 포함되어 있으면, 상대 통화측에서 전송한 VoIP 패킷의 CMR 값이 변경되더라도, 최초 설정한 AMR 레이트를 고수하여 동작한다.
제 3 실시 예
AMR 코덱의 가장 큰 특징은 무선 채널의 상황 등에 따라 가변적인 크기의 음성 데이터를 만들 수 있다는 것이다. AMR 코덱에서는 이를 AMR 모드라고 하며, 아래 (표 1)과 같이 8개의 모드가 정의되어 있다.
AMR codec modes Payload size AMR packet size in BE mode AMR packet size in OA mode
SID 39 bit 56 bit 56 bit
4,75 kbps 95 bit 112 bit 112 bit
5,15 kbps 103 bit 120 bit 120 bit
5,90 kbps 118 bit 128 bit 136 bit
6,70 kbps 134 bit 144 bit 152 bit
7,40 kbps 148 bit 160 bit 168 bit
7,95 kbps 159 bit 176 bit 176 bit
10,2 kbps 204 bit 216 bit 224 bit
12,2 kbps 244 bit 256 bit 264 bit
상기 표에서 SID(Silent Description)는 묵음 구간에서 발생하는 패킷이다.
각 모드 별로 발생하는 AMR 패킷의 크기는 112 bit에서 224 bit까지 다양한 크기를 가진다.
AMR 패킷은 상기 도 5의 코덱(505)에서 발생한 데이터(507)를 의미하며, 페이로드 헤더와 페이로드로 구성된다. 상기 페이로드 헤더의 크기는 10 비트이고, 페이로드의 크기는 코덱 모드에 따라 가변적이다.
VoIP는 패킷 통신이기 때문에, 상기 AMR 패킷을 바이트 단위로 맞춰야 할 필요가 있으며, 이 때 BE(Bandwidth Efficient) 방식과 OA(Octet Aligned) 방식이라는 두 가지 방식이 사용된다.
BE 방식에서는 페이로드 헤더와 페이로드를 합친 뒤 뒷 부분에 패딩을 첨부해서 바이트-정렬(Byte_Align)한다. 예를 들어 12.2 kbps에서는 244 bit의 페이로드가 발생하고, 여기에 10 비트의 페이로드 헤더가 부가되면 254 비트가 되고, 이를 바이트 단위로 맞추면 32 바이트에 해당하는 256 비트가 된다.
OA 방식에서는 페이로드 헤더와 페이로드를 개별적으로 바이트-정렬한다. 예를 들어 12.2 kbps에서는 244 bit의 페이로드가 발생하고, 이를 바이트 단위로 맞추면 31 바이트이다. 또한 10 비트의 페이로드 헤더를 바이트 단위로 맞추면 2 바이트이다. 그러므로 OA 방식이 적용된 12.2 kbps AMR 패킷의 크기는 33 바이트, 즉 264 비트이다.
이처럼 AMR 패킷을 바이트 단위로 맞추는 방식이 BE인지 OA인지에 따라, AMR 패킷의 크기가 달라진다. 그러므로 단말이 SGSN에게 코덱 타입 정보를 알릴 때, BE 모드인지 OA 모드인지도 함께 알려야 한다.
또한 VoIP 통신에서는 AMR 코덱의 모든 모드들을 다 사용하는 것이 아니라 그 중 일부만 사용하도록 호 별로 설정할 수 있다. 이처럼 AMR 코덱의 일부 모드만 사용될 경우, 사용할 AMR 코덱 모드 정보도 함께 네트워크로 알려 주어야 한다.
따라서 제 3 실시예에서는 상기 AMR 패킷을 바이트 단위로 맞추는 방식에 관한 정보와, 사용할 AMR 코덱 모드에 관한 정보를 네트워크에게 알려주고, 이를 통해서 패킷 데이터의 크기를 설정하는 방식을 제시한다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 패킷 데이터의 크기를 설정하는 전체 네트워크의 신호 흐름도이다.
상기 도 10을 참조하면, 1020단계에서 단말(1005)은 핵심망(1015)의 호 제어 장치(도시하지 않음)와 VoIP 세션 설정 메시지를 교환한다. 이때, 상기 VoIP 세션은 예를 들어 세션 SIP를 이용해서 설정될 수 있으며, 이 경우 상기 호 제어 장치는 SIP 서버가 될 수 있다.
단말(1005)은 상기 SIP 서버와 소정의 메시지를 교환함으로써, VoIP 세션을 설정한다. 이 때 상기 세션 설정을 위한 메시지들에는 SDP파라미터들이 수납되며, 상기 SDP파라미터로는 상기 호의 특징과 성격과 관련된 파라미터들, 예를 들어 요구 대역폭이나 코덱 타입에 대한 정보와, AMR 패킷을 바이트-정렬하는 방식에 관한 정보(이하 BE/OA 정보) 등이 있을 수 있다. 또한 코덱 타입이 AMR일 경우, 상기 호에서 사용할 AMR 코덱 모드에 관한 정보도 상기 SDP 파라미터에 포함된다.
1025단계에서 단말(1005)은 상기 호 설정 과정(1020)에서 인지한 호의 상기 SDP 파라미터를 통해 코덱 타입 정보와, BE/OA 정보와, AMR 코덱 모드에 관한 정보를 인지한다. 이후 1030단계에서 상기 호의 코덱 타입, BE/OA 정보, 사용할 코덱 모드(supported codec modes)를 수납한 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 전송한다. 상기 PDP 컨텍스트는 특정 세션과 관련된 정보가 저장되는 것이며, 상기 PDP 컨텍스트는 세션을 처리할 베어러가 함께 설정된다.
상기 PDP 컨텍스트에 수납되는 정보로는 예를 들어 세션의 요구 서비스 품질 정보(QoS: Quality of Service)나 보안과 관련된 파라미터 등이 있을 수 있다. SGSN(1015)은 단말(1005)로부터 상기 PDP 컨텍스트 설정메시지를 수신하면, PDP 컨텍스트를 설정하고, 설정된 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위한 동작을 실행한다. 상기 베어러는 SGSN(1015)과 단말(1005) 사이에서는 무선 접근 베어러(RAB)라고 불리며, RNC(1010)와 단말(1005) 사이에서는 무선 베어러(RB)라고 불린다.
SGSN(1015)은 1035단계에서 상기 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위해서, RNC(1010)에게 RAB 설정 메시지를 전송한다. 만약 상기 단말(1005)이 PDP 컨텍스트 설정 메시지(1030)의 코덱 타입정보를 AMR로 설정해서 전송하였다면, SGSN(1015)은 RAB 설정 메시지에 AMR에 해당하는 '페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes)'을 포함시켜 전송한다. 상기 페이로드 사이즈 셋은 RNC(1010)가 적절한 패킷 크기를 산출하는데 사용되는 파라미터이며, SGSN은 페이로드 사이즈 셋을 아래와 같이 결정한다.
[페이로드 사이즈 셋을 결정하는 방식]
SGSN에서 페이로드 사이즈 셋을 결정하는 장치는, BE 방식인 경우의 AMR 패킷 사이즈와 OA 방식인 경우의 AMR 패킷 사이즈를 AMR 코덱 모드 별로 미리 저장하고 있는다. 즉, 상기 (표 1)에 해당하는 정보를 저장하고 있는다. 상기 장치는 먼저 OA 방식인지 BE 방식인지를 확인한다. OA 방식이라면, 'AMR packet size in OA mode' 열을 이용하고, BE 방식이라면, 'AMR packet size in BE mode' 열을 이용한다.
상기 장치는 supported codec modes 정보에 포함된 AMR codec mode에 해당하는 패킷 크기들을 페이로드 사이즈 셋에 포함시킨다. 상기 페이로드 사이즈 셋에 묵음구간, 즉 SID에 해당하는 패킷 크기는 항상 포함된다.
예를 들어 BE/OA = OA, supported codec modes = 4.75 kbps, 6.70 kbps, 7.95 kbps, 12.2 kbps 라면, 아래와 같은 페이로드 사이즈 셋이 구성된다.
페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes) = [56 bit, 112 bit, 152 bit, 176 bit, 264 bit]
상기 56 비트는 SID에 해당하는 페이로드 사이즈이고, 112 비트, 152 비트, 176 비트, 264 비트는 OA 방식에서 4.75 kbps, 6.70 kbps, 7.95 kbps, 12.2 kbps에 해당하는 페이로드 사이즈이다.
또 다른 예로 BE/OA = BE, supported codec modes = 5.15 kbps, 7.40 kbps, 10.2 kbps 라면, 아래와 같은 페이로드 사이즈 셋이 구성된다.
페이로드 사이즈 셋(set of payload sizes) = [56 bit, 120 bit, 160 bit, 216 bit]
상기 56 비트는 SID에 해당하는 페이로드 사이즈이고, 120 비트, 160 비트, 216 비트는 BE 방식에서 5.15 kbps, 7.40 kbps, 10.2 kbps에 해당하는 페이로드 사이즈이다.
페이로드 사이즈 셋을 결정함에 있어서, 상기 도 10에 도시한 것과 같이 단말이 BE/OA 정보와 사용할 코덱 모드(supported codec modes) 정보를 알려 주고, SGSN이 이를 페이로드 사이즈로 변환하는 방법이 있을 수 있으며, 또 다른 방법으로, 단말이 BE/OA 정보와 사용할 코덱 모드 정보를 이용해서 직접 페이로드 사이즈 셋을 결정한 뒤, PDP컨텍스트 설정 메시지를 통해 SGSN에게 알려 주는 방법도 가능하다.
1040단계에서 RNC(1010)는 RAB 설정 메시지를 수신하면, 상기 RAB메시지에 포함된 페이로드 사이즈 셋으로부터 RLC PDU 사이즈 셋을 산출한다. 상기 RLC PDU 사이즈 셋을 산출하는 방법은 제 1 실시예와 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다. 이후 RNC(1010)는 1045단계에서 상기 결정된 RLC PDU 사이즈 셋을 RB 설정 메시지에 포함시켜 단말(1005)에게 전송한다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 11을 참조하면, 1105단계에서 단말은 핵심망과 패킷 호 설정 메시지를 교환한다. 상기 패킷 호는 여러 종류가 있을 수 있는데 예를 들어 IP 멀티미디어 호가 되거나, HTTP 호가 될 수 있다.
상기 패킷 호 설정 메시지 교환을 통해, 패킷 호 설정을 위한 정보를 인지한 단말은, 1110단계에서 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 구성한다. 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에는 베어러 설정에 필요한 정보들, 예를 들어 요구 대역폭, QoS 정보 등이 포함된다.
단말은 패킷 호가 VoIP호라면, 1115단계에서 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 코덱 타입(Codec type) 정보와 BE/OA 정보와 사용할 코덱 모드 정보를 포함시킨다. 상기 코덱 타입(Codec type) 정보와 BE/OA 정보와 사용할 코덱모드 정보에는 SDP를 통해 인지한 관련 정보들이 수납된다. VoIP호는 전술한 바와 같이 SIP을 통해 설정되며, 세션 관련 파라미터들은 SDP를 통해 교환된다. 상기 SDP 파라미터들에는 단말이 VoIP 호 여부를 판단할 수 있는 정보가 포함된다.
예를 들어 SDP 파라미터의 미디어 종류(media type) 파라미터가 음성(audio)이라면, 단말은 상기 세션이 VoIP 세션인 것으로 간주한다. 또한 단말은 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보도 포함시킬 수 있다. 이 경우 SGSN은 상기 단말이 전달하는 페이로드 사이즈 셋 정보를 RNC에게 전달한다.
상기와 같이 PDP 컨텍스트 설정 메시지 구성을 완료하면, 1120단계에서 단말은 상기 PDP컨텍스트 설정메시지를 핵심 망으로 전송한다. 이후 1125단계에서 상기 RNC로부터 결정된 RLC PDU 사이즈 셋을 포함하는 RB 설정 메시지를 수신한다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 핵심 망의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 12를 참조하면, SGSN은 1205단계에서 단말로부터 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 수신하면, 상기 PDP컨텍스트 설정메시지의 정보를 바탕으로 PDP 컨텍스트를 설정한다.
그리고 1210단계에서 SGSN은 상기 PDP컨텍스트에 관련된 베어러를 설정하기 위해 RAB 설정 메시지를 구성한다. 상기 RAB설정메시지에는 상기 베어러에 적용될 QoS 정보 등이 수납된다.
상기 1205단계에서 수신한 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 코덱 타입 정보와 BE/OA 정보와 사용할 코덱 모드 정보가 포함되어 있었다면, 1215단계에서 상기 SGSN은 전술한 방식에 따라 페이로드 사이즈 셋을 결정한 뒤, 상기 페이로드 사이즈 셋을 RAB 설정 메시지에 포함시킨다. 일반적으로 코덱 타입, BE/OA, supported codec mode와 페이로드 크기는 관련을 가지며, SGSN은 코덱 타입 과 페이로드 크기를 데이터 베이스화해서 관리하고 있을 수 있다. 만약 상기 PDP컨텍스트 설정메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보가 포함되어 있다면, SGSN은 상기 페이로드 사이즈 셋 정보를 RAB 설정 메시지에 포함시킨다. SGSN은 1220단계에서 상기 구성한 RAB 설정 메시지를 RNC로 전송한다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선망 제어기의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 13을 참조하면, RNC는 1305단계에서 SGSN으로부터 RAB 설정 메시지를 수신하면, 상기 RAB설정 메시지를 바탕으로 RAB을 설정하고, 무선 베어러 구성 정보를 결정한다. 상기 무선 베어러 구성 정보에는 PDCP 구성 정보와 ROHC 관련 정보 등이 포함된다. 상기 PDCP 구성 정보는 예를 들어 PDCP 헤더를 설정할지 여부를 나타낸다. 상기 ROHC 관련 정보에는 예를 들어 ROHC 동작 모드와 사용할 CID 등이 포함된다.
이후 1310단계에서 RNC는 상기에서 결정한 무선 베어러 구성 정보를 바탕으로 무선 베어러 설정 메시지를 구성한다.
RNC는 상기 RAB 설정 메시지에 페이로드 사이즈 셋 정보가 포함되어 있었다면, 1315단계에서 상기 페이로드 사이즈 셋 정보를 바탕으로 상기 <수학식 1>을 이용해서 RLC PDU 사이즈 셋을 계산하고, 상기 RLC PDU 사이즈 셋을 상기 무선 베어러 설정 메시지에 수납한다. RNC는 1320단계에서 상기 무선 베어러 설정 메시지를 단말에게 전송한다.
제 4 실시 예
IP 멀티미디어 서비스에서는 다양한 종류의 코덱에서 발생한 멀티미디어 데이터가 존재하며, 상기 코덱마다 다른 길이의 패킷화 주기(packettization interval)간격을 사용할 수 있다. 여기서, 패킷화 주기란, 코덱에서 변환된 멀티미디어 데이터를 하나의 패킷으로 만드는 주기를 의미하는 것으로서, 매 패킷화 주기마다 하나의 멀티미디어 패킷이 발생한다. 또한, 상기 멀티미디어 데이터는 대체적으로 영상 데이터 또는 음성 데이터를 의미하는데, 본 실시예에서는 음성 데이터를 예를 들어 설명한다.
일반적으로, 음성 데이터를 처리하는 코덱의 패킷화 주기는 20 msec의 길이를 가진다. 예를 들어 G.722, AMR(Adaptive Multi-Rate), QCELP(Qualcomm Code Excited Linear Prediction) 등의 코덱의 패킷화 주기는 20 msec이다. 그러나 몇몇의 음성 코덱은 상기 20 msec 패킷화 주기와는 다른 패킷화 주기를 가지기도 한다. 예를 들어 G.723은 30 msec의 패킷화 주기를 가진다.
이와 관련하여 GSM을 기반으로 한 UMTS 이동 통신시스템에서는, 전송 시간 구간(Transmission Time Interval, 이하 'TTI'라 칭함)마다 패킷을 전송하며, 상기 TTI는 호의 성격에 따라 10/20/40/80 msec 등 다양한 크기를 구성된다.
이를 고려하면, 상기 IP 멀티미디어 통신에 따른 패킷화 주기와 상기 UMTS 이동 통신시스템의 전송 주기가 일치하지 않을 때에는 전송 효율이 저하되는 문제점이 발생 가능하다.
도 14는 패킷화 주기와 전송 주기가 일치하지 않는 경우의 문제점을 도시한 도면이다.
상기 도 14를 참조하면, 임의의 음성 코덱의 패킷화 주기가 30 msec이고, 무선 채널의 TTI가 20msec이다. VoIP 패킷(1405)이 한 TTI(1410)동안 전송되면, 다음 TTI(1415)에는 데이터가 전송되지 않는다. 그리고 상기 TTI(1415)의 중간 지점에서 발생한 VoIP 패킷(1420)는 다음 TTI(1425)에서 전송된다. 이처럼 패킷화 주기와 TTI가 일치하지 않으면, 특정 TTI 동안에는 데이터가 전송되지 않으며, 이는 전송 자원의 비효율적인 사용으로 이어진다.
예를 들어 상기 VoIP 패킷의 크기가 300 비트이고, 상기 20msec의 TTI 동안 300 비트 크기의 트랜스포트 블록이 전송되도록 무선 채널이 구성되었다면, 평균 3 TTI(1410, 1415, 1425)마다 하나의 TTI(1415)은 데이터가 전송되지 않음으로써, 전송 자원이 비효율적으로 사용될 수 있다. 따라서 본 제 4실시 예에서는 IP 멀티미디어 통신 시스템에서 호를 설정할 때, 이동 단말이 상위 네트워크에게 IP 멀티미디어 호의 코덱 정보에 따른 패킷화 주기를 통보하고, 네트워크가 상기 패킷화 주기를 가장 효율적으로 지원하는 무선 채널의 전송주기(TTI)를 결정하여 무선 자원을 설정한다. 특히 본 발명의 제 4실시예에서는 앞서 언급한, 코덱 정보, 바이트-정렬 정보 등과 함께 상기 코덱 정보에 따른 패킷화 주기를 이동단말로부터 네트워크로 시그널링할 수 있다.
도 15는 본 발명 예의 제 4실시 예에 따른 이동통신시스템의 전체 신호 흐름도를 도시한 도면이다.
상기 도 15를 참조하면, 이동 단말(1505)은 1520단계에서 핵심망(SGSN, 1515)의 호 제어 장치(도시하지 않음)와 IP 멀티미디어 세션 설정 메시지를 교환한다. 여기서 IP멀티미디어 세션은 예를 들어 VoIP세션이 될 수 있다. 상기 IP 멀티미디어 세션은 세션 시작 프로토콜(SIP)을 이용해서 설정될 수 있으며, 상기 호 제어 장치는 SIP 서버가 될 수 있다. 이동 단말(1505)은 상기 SIP 서버와 소정의 메시지를 교환함으로써, IP 멀티미디어 세션을 설정한다. 이때 상기 세션 설정을 위한 메시지들에는 세션 설명 프로토콜(SDP) 파라미터들이 수납된다. 상기 SDP파라미터로는 상기 호의 특징과 성격과 관련된 파라미터들, 예를 들어 요구 대역폭, 미디어의 타입, 코덱 타입 등이 있을 수 있다.
이동 단말(1505)은 1525단계에서 상기 호 설정 과정에서 인지한 호의 SDP 파라미터를 통해 패킷화 주기를 인지한다. 상기 패킷화 주기는 SDP파라미터를 통해 인지한 세션과 관련된 파라미터로부터 유추되는데, 예를 들어 이동 단말(1505)은 코덱 타입을 이용해서 패킷화 주기를 인지할 수 있다. 전술한 바와 같이 패킷화 주기는 코덱의 종류에서 결정되므로, 이동 단말(1505)은 구비한 코덱들과 각 코덱의 패킷화 주기의 관계를 저장하고 있다가, 상기 SDP 파라미터의 코덱 타입에 대응되는 패킷화 주기를 결정한다.
상기 이동 단말(1505)은 1530단계에서 상기 패킷화 주기를 패킷 데이터 프로토콜 컨텍스트(PDP:Packet Data Protocol context) 설정 메시지에 수납한 뒤 상기 PDP컨텍스트 설정 메시지를 전송한다. 상기 PDP 컨텍스트는 특정 세션과 관련된 정보가 저장되는 것이며, PDP 컨텍스트는 세션을 처리할 베어러가 함께 설정된다.
PDP 컨텍스트에 수납되는 정보로는 예를 들어 세션의 QoS나 보안과 관련된 파라미터 등이 있을 수 있다. SGSN은 이동 단말(1505)로부터 상기 메시지를 수신하면, PDP 컨텍스트를 설정하고, 설정된 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위한 동작을 실행한다. 상기 베어러는 SGSN(1515)과 이동 단말(1505) 사이에서는 무선 접근 베어러(RAB:Radio Access Bearer)라고 불리며, RNC(1510)와 이동 단말(1505) 사이에서는 무선 베이러(RB:Radio Bearer)라고 불린다.
SGSN(1515)은 1535단계에서 상기 PDP 컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위해서, RNC(1510)에게 RAB 설정 메시지를 전송한다. 만약 PDP 컨텍스트 설정 메시지(1530)에 패킷화 주기 정보가 포함되어 있었다면, SGSN(1515)은 상기 패킷화 주기 정보를 상기 RAB 설정 메시지에 포함시켜서 전송한다. RNC(1510)는 수신한 RAB 설정 메시지에 패킷화 주기 정보가 포함되어 있으면, 상기 패킷화 주기를 가장 효율적으로 지원할 수 있는 길이의 TTI를 결정한다. 예를 들어 패킷화 주기가 20 msec라면, TTI는 20 msec으로 설정된다.
만약 상기 패킷화 주기와 동일한 값을 가지는 TTI가 존재하지 않는다면, 상기 패킷화 주기의 정수배 크기를 가지는 값 또는 상기 패킷화 주기를 정수로 나눈 값의 TTI를 선택한다.
예를 들어, 상기 패킷화 주기가 30 msec이고, 상기 패킷화 주기와 동일한 값을 가지는 TTI가 존재하지 않는다면, RNC(610)는 가용가능한 TTI 길이 중에서 10 msec가 30 msec을 3으로 나눈 값과 일치하므로, 상기 10 msec을 TTI로 설정한다.
RNC(1510)는 1540단계에서 상기 결정된 TTI를 포함한 무선 베어러 구성 정보를 결정하고, 1545단계에서 상기 정보들을 수납한 무선 베어러 설정 메시지를 이동 단말(1505)에게 전송한다.
상기와 같이 RNC(610)이 패킷화 주기의 크기를 고려하여 TTI를 결정함으로써, 무선 자원의 비효율적인 사용을 방지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 바람직한 제 4실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 16을 참조하면, 이동 단말은 1605단계에서 핵심망(SGSN)과 패킷 호 설정 메시지를 교환한다. 상기 패킷 호는 여러 종류가 있을 수 있는데 예를 들어 IP 멀티미디어 호가 되거나, HTTP 호가 될 수 있다.
상기 패킷 호 설정 메시지 교환을 통해, 패킷 호 설정을 위한 정보를 인지한 이동 단말은, 1610단계에서 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 구성한다. 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에는 베어러 설정에 필요한 정보들, 예를 들어 요구 QoS(requested QoS) 정보 등이 포함된다.
이동 단말은 상기 패킷 호가 패킷화 주기를 가진다면, 예를 들어 IP 멀티미디어 호라면, 1615단계에서 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 패킷화 주기를 포함시킨다. 상기 패킷화 주기는 SDP를 통해 인지한 세션 관련 정보들로부터 유추될 수 있다. 여기서 상기 PDP컨택스트 설정 메시지는 앞서 언급한 코덱 타입정보와 바이트-정렬 정보(BE/OA 모드) 및 음성 코덱 모드를 더 포함할 수 있다.
IP 멀티미디어 호는 전술한 바와 같이 SIP을 통해 설정되며, 세션 관련 파라미터들은 SDP를 통해 교환된다. 이동 단말은 상기 SDP 파라미터들 중 코덱 타입 정보를 통해 상기 호에서 사용할 코덱의 종류를 인지할 수 있으며, 상기 코덱의 패킷화 주기를 인지할 수 있다.
이동 단말은 상기와 같이 PDP 컨텍스트 설정 메시지의 구성을 완료하면, 1120단계에서 상기 PDP컨택스트 설정 메시지를 핵심 망(SGSN)으로 전송한다. 이후 1625단계에서 이동 단말은 RNC로부터 TTI길이를 포함한 무선 베어러 설정 메시지를 수신한다.
도 17은 본 발명의 제 4실시예에 따른 SGSN의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 17을 참조하면, SGSN은 1705단계에서 이동 단말로부터 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 수신하면, 상기 PDP컨텍스트 설정 메시지의 정보를 바탕으로 PDP 컨텍스트를 설정한다. 그리고 1710단계에서 상기 PDP컨텍스트에 대한 베어러를 설정하기 위해 RAB 설정 메시지를 구성한다. 상기 RAB 설정 메시지에는 상기 베어러에 적용될 QoS 정보 등이 수납된다.
SGSN은 상기 1705 단계에서 수신한 PDP 컨텍스트 설정 메시지에 패킷화 주기정보가 포함되어 있었다면, 1715단계에서 상기 패킷화 주기 정보를 상기 RAB 설정 메시지에 포함시키고, 1720단계에서 상기 구성한 RAB 설정 메시지를 RNC로 전송한다. 마찬가지로 상기 RAB 설정 메시지는 코덱 타입 정보와, 바이트-정렬 정보(BE/OA 모드) 및 음성 코덱 모드를 더 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제 4실시예에 따른 RNC의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 18을 참조하면, RNC는 1805단계에서 SGSN으로부터 RAB 설정 메시지를 수신하면, 상기 RAB설정 메시지를 바탕으로 RAB을 설정하고, 무선 베어러 구성 정보를 결정한다. 상기 무선 베어러 구성 정보에는 PDCP 구성 정보와 ROHC 관련 정보 등이 포함될 수 있다. 상기 PDCP 구성 정보는 예를 들어 PDCP 헤더를 설정할지 여부를 나타낸다. 상기 ROHC 관련 정보에는 예를 들어 ROHC 동작 모드와 사용할 CID 등이 포함될 수 있다. 1805단계에서 RNC는 상기에서 결정한 무선 베어러 구성 정보를 바탕으로 무선 베어러 설정 메시지를 구성한다.
RNC는 1815단계에서 상기 RAB 설정 메시지에 패킷화 주기가 포함되어 있었다면, 상기 패킷화 주기를 바탕으로 TTI를 결정하고, 상기 TTI 값을 상기 무선 베어러 설정 메시지에 수납한다. 전술한 바와 같이 TTI는 패킷화 주기와 동일하거나, 패킷화 주기를 정수로 곱한 값이거나, 패킷화 주기를 정수로 나눈 값이어야 한다. 또한 상기 무선 베어러 설정 메시지는 코덱 타입 정보와, 바이트-정렬 정보(BE/OA 모드) 및 음성 코덱 모드를 더 포함할 수 있다. 이후 RNC는 1820단계에서 상기 무선 베어러 설정 메시지를 단말에게 전송한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, VoIP를 지원하는 이동통신시스템에서 단말과 네트워크간에 VoIP 호에 사용될 코덱의 종류를 통보하고, 네트워크는 상기 코덱에서 발생하는 페이로드의 크기를 감안해서, 라디오 채널에 사용할 패킷의 크기를 설정하도록 하여 무선 자원의 효율을 높이는 효과를 가진다. 또한, 이동 단말과 네트워크가 무선 베어러를 설정하는 과정을 통해 상기 멀티미디어 데이터에 따른 패킷화 주기를 인지하고 상기 전송 시간 주기를 설정하여, 전송 효율을 향상시키는 장점을 가진다.

Claims (36)

  1. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서,
    단말과 핵심망의 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과, 요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하는 과정과,
    상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 구성하는 과정과,
    상기 구성된 PDP컨텍스트 설정메시지를 상기 단말로부터 상기 핵심 망으로 전송하는 과정과,
    상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 의해 결정된 무선링크 패킷 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러(RB) 설정 메시지를 상기 단말과 상기 핵심 망을 연결하는 접근 네트워크로부터 상기 단말로 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바이트-정렬 정보는,
    상기 음성 패킷을 구성하는 헤더와 페이로드의 전체크기를 바이트-정렬하는 BE(Bandwidth Efficient) 방식과,
    상기 헤더와 상기 페이로드를 개별적으로 바이트-정렬하는 OA(Octet Aligned) 방식 중 어느 하나를 나타냄을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 무선링크 페이로드 사이즈 셋은,
    무선링크제어계층 프로토콜 데이터 유닛(RLC PDU)들의 크기들을 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단말에서 상기 코덱 타입과, 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보를 이용해서 페이로드 사이즈 셋을 결정한 뒤, 상기 핵심망에 상기 페이로드 사이즈 셋을 알려주는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지는,
    상기 코덱 타입에 따른 패킷 데이터를 발생하는 주기인 패킷화 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 무선베어러 설정 메시지는,
    상기 패킷화 주기를 고려하여 무선링크의 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서,
    단말과 핵심망의 패킷 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과,요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하는 과정과,
    상기 단말로부터 상기 패킷 호에 대한 베어러를 설정하기 위해서 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 PDP컨텍스트에 관련된 베어러를 설정하기 위해 무선 접근 베어러 설정 메시지를 구성하는 과정과,
    상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 따라 페이로드 사이즈 셋을 획득하고 상기 페이로드 사이즈 셋을 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 실어 상기 사용자 단말을 서비스하는 접근 네트워크로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 바이트-정렬 정보는,
    상기 음성 패킷을 구성하는 헤더와 페이로드의 전체크기를 바이트-정렬하는 BE(Bandwidth Efficient) 방식과,
    상기 헤더와 상기 페이로드를 개별적으로 바이트-정렬하는 OA(Octet Aligned) 방식 중 어느 하나를 나타냄을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 핵심망에서, 상기 코덱 타입 정보와, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보를 이용해서 상기 페이로드 사이즈 셋을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 단말이 상기 코덱 타입 정보와, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보에 의해 결정한 페이로드 사이즈 셋을 상기 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지와, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지는, 상기 코덱 타입에 따른 패킷 데이터를 발생하는 주기인 패킷화 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서,
    핵심망으로부터 사용자 단말과 핵심망 사이에 결정된 코덱 타입과, 음성 패킷의 바이트-정렬방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드에 따라 정해진 페이로드 사이즈 셋을 포함하는 무선 접근 베어러 설정 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 따라 상기 무선접근 베어러를 설정하고, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지에 포함된 상기 페이로드 사이즈 셋을 바탕으로 무선 베어러 구성정보를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 구성하는 과정과,
    상기 무선접근 베어러 설정 메시지에 포함된 상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 무선링크에서 사용가능한 패킷의 크기들을 결정하고, 상기 설정된 무선 링크의 패킷의 크기들을 나타내는 무선링크 패킷 사이즈 셋을 상기 무선 베어러 설정 메시지에 실어 상기 사용자 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 바이트-정렬 정보는,
    상기 음성 패킷을 구성하는 헤더와 페이로드의 전체크기를 바이트-정렬하는 BE(Bandwidth Efficient) 방식과,
    상기 헤더와 상기 페이로드를 개별적으로 바이트-정렬하는 OA(Octet Aligned) 방식 중 어느 하나를 나타냄을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지는, 상기 코덱 타입에따른 패킷 데이터를 발생하는 주기인 패킷화 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 무선 베어러 설정 메시지는,
    상기 패킷화 주기를 고려하여 무선 링크의 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 장치에 있어서,
    음성 호 설정시, 상기 음성 호를 처리하기 위한 코덱 타입과,요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬 방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드를 결정하고, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 전송하는 사용자 단말과,
    상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지를 상기 사용자 단말로부터 수신하여, 상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 음성 코덱 모드에 따라 페이로드 사이즈 셋을 획득하고, 상기 페이로드 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 전송하는 핵심망과,
    상기 무선 베어러 설정 메시지를 상기 핵심망으로부터 수신하여, 상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 무선링크에서 사용가능한 무선링크 패킷의 크기들을 결정하고, 상기 설정된 무선 링크 패킷의 크기들을 나타내는 무선링크 패킷 사이즈 셋을 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 접근 네트워크로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 바이트-정렬 정보는,
    상기 음성 패킷을 구성하는 헤더와 페이로드의 전체 크기를 바이트-정렬하는 BE(Bandwidth Efficient) 방식과,
    상기 헤더와 상기 페이로드를 개별적으로 바이트-정렬하는 OA(Octet Aligned) 방식 중 어느 하나를 나타냄을 특징으로 하는 상기 장치.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 무선링크 페이로드 사이즈 셋은,
    무선링크제어계층 프로토콜 데이터 유닛(RLC PDU)들의 크기들을 나타냄을 특징으로 하는 상기 장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 단말은,
    상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보를 이용해서 페이로드 사이즈 셋을 결정한 뒤, 상기 핵심망에 상기 페이로드 사이즈 셋을 알려주는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 핵심망은,
    상기 코덱 타입과, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보를 이용해서 페이로드 사이즈 셋을 결정한 뒤, 상기 접근 네트워크로 페이로드 사이즈 셋을 알려주는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  21. 제 16항에 있어서, 상기 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지와상기 무선 접근 베어러 설정 메시지는, 패킷 데이터를 발생하는 주기인 패킷화 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 무선베어러 설정 메시지는,
    상기 패킷화 주기를 고려하여 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  23. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 방법에 있어서,
    단말과 핵심망의 호 설정 과정에서, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 정보를 결정하는 과정과,
    상기 코덱 정보와, 상기 코덱 정보에 따른 패킷 데이터가 발생하는 주기인 패킷화 주기를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 상기 단말로부터 상기 핵심망으로 전송하는 과정과,
    상기 핵심망이 상기 PDP 컨텍스트 설정 메시지로부터 상기 패킷화 주기를 획득하고, 상기 패킷화 주기를 포함하는 무선 접근 베어러(RAB) 설정 메시지를 상기 단말을 서비스하는 접근 네트워크로 전송하는 과정과,
    상기 접근 네트워크가 상기 패킷화 주기를 고려하여 상기 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 결정하고, 상기 무선 링크의 전송 주기를 포함하는 무선 베어러(RB)설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 코덱 정보는,
    코덱 타입과, 요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 23항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
    상기 패킷화 주기와 동일한 전송 주기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  26. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 23항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
    상기 패킷화 주기의 정수배에 해당하는 전송 주기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 23항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
    상기 패킷화 주기를 정수배로 나눌 몫이 되도록 하는 전송 주기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  28. 제 23항에 있어서, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지는,
    상기 코덱 정보와, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보에 따라 결정된 페이로드 사이즈 셋을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  29. 제 23항에 있어서, 상기 무선 베어러 설정 메시지는,
    상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 결정된 무선링크 패킷 사이즈 셋을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  30. 이동통신시스템의 무선 채널에서 음성 서비스를 지원하는 장치에 있어서,
    핵심망과의 호 설정 시, 음성 호를 처리하기 위한 코덱 정보를 결정하고, 상기 코덱 정보와, 상기 코덱 정보에 따른 패킷 데이터가 발생하는 주기인 패킷화 주기를 포함하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 설정 메시지를 상기 핵심망으로 전송하는 사용자 단말과,
    상기 PDP컨텍스트 설정 메시지로부터 상기 패킷화 주기를 획득하고, 상기 패킷 데이터 발생 주기를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 사용자 단말을 서비스하는 접근 네트워크로 전송하는 핵심망과,
    상기 패킷화 주기를 고려하여 상기 패킷 데이터를 전송하기 위한 무선 링크의 전송 주기를 결정하고, 상기 무선링크의 전송주기를 포함하는 무선 베어러 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 접근네트워크로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 코덱 정보는,
    코덱 타입과, 요구 대역폭, 음성 패킷의 바이트-정렬방식에 관한 바이트-정렬 정보, 음성 코덱 모드 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것임을 특징으로 하는 상기 장치.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 30항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
    상기 패킷화 주기와 동일한 전송 주기임을 특징으로 하는 상기 장치.
  33. 청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 30항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
    상기 패킷화 주기의 정수배에 해당하는 전송 주기임을 특징으로 하는 상기 장치.
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 30항에 있어서, 상기 무선 링크의 전송주기는,
  35. 제 30항에 있어서, 상기 무선 접근 베어러 설정 메시지는,
    상기 코덱 정보와, 상기 바이트-정렬 정보와, 상기 코덱 모드 정보에 따라 결정된 페이로드 사이즈 셋을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  36. 제 30항에 있어서, 상기 무선 베어러 설정 메시지는,
    상기 페이로드 사이즈 셋에 따라 결정된 무선링크 패킷 사이즈 셋을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
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