KR100918748B1 - 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송/수신 장치 및방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송/수신 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 데이터의 송/수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 패킷 데이터의 송/수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하는 이동통신 시스템의 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 위한 방법으로서, 전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 헤더를 구성하는 과정과, 상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드로 구성하는 과정과, 상기 MAC 트레일러를 구성하는 과정을 포함하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)함을 특징으로 한다.
이동통신 시스템, 패킷 데이터 송/수신, 다중 사용자 패킷.

Description

이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송/수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING PACKET OF MULTI USER IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 1xEVDO 이동통신 시스템의 개념도,
도 2a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조를 도시한 도면,
도 2b 및 도 2c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 형식으로 다중 사용자 패킷을 구성할 경우 MAC 헤더의 구성을 도시한 도면,
도 3a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 변형된 실시 예를 도시한 도면,
도 3b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 형식으로 다중 사용자 패킷을 구성할 경우 변형된 MAC 헤더의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 흐름도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도,
도 6a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 한 예를 도시한 도면,
도 6b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 형식으로 다중 사용자 패킷을 구성할 경우 MAC 헤더의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 흐름도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도,
도 9a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 한 예를 도시한 도면,
도 9b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 형식으로 다중 사용자 패킷을 구성할 경우 MAC 헤더의 구성을 도시한 도면,,
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 흐름도,
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 장치의 주요 블록 구성 및 단말의 주요 블록 구성도.
본 발명은 이동통신 시스템에서 데이터의 송/수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 패킷 데이터의 송/수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신 시스템은 사용자의 활동성을 제공하면서 음성 서비스를 제공할 수 있도록 개발된 시스템이다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전과 함께 데이터 서비스를 제공할 수 있는 형태로 발전하였다. 특히 최근에는 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access)방식의 이동 통신시스템에서 고속 데이터의 전송을 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 고속 데이터 전송을 위한 채널 구조를 가지는 대표적인 이동 통신시스템으로 1xEVDO(1x EVolution Data Only) 시스템이 있다. 상기 1xEVDO 시스템은 IS-2000 시스템의 데이터 통신 보완을 위해 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)에서 제안된 규격의 이동 통신시스템이다.
이러한 1xEVDO 시스템에서 데이터 통신은 순방향과 역방향으로 구분할 수 있다. 본 명세서에서 순방향이라 함은 기지국에서 단말로의 방향을 의미하며, 역방향이라 함은 단말로부터 기지국으로의 방향을 의미한다. 그러면 1xEVDO 시스템이 가지는 순방향 채널의 구성을 살펴본다. 순방향 채널의 종류로는 파일럿 채널과, 순방향 매체 접근 제어(Medium Access Control : 이하 "MAC"이라 함) 채널과, 순방향 트래픽 채널 및 순방향 제어 채널 등이 시분할 다중(Time Division Multiplexing)화되어 단말로 전송된다. 이때 시분할 다중화되어 전송되는 신호의 묶음을 버스트(Burst)라 한다.
상기한 채널들 중 순방향 트래픽 채널에서는 사용자 데이터 패킷이 전송되고, 순방향 제어 채널에서는 제어 메시지 및 사용자 데이터 패킷이 전송된다. 그리고 순방향 MAC 채널은 역방향 전송률 제어 및 전력 제어 정보의 전달 혹은 순방향 데이터 전송 채널의 지정 등을 위해 이용된다.
그러면 다음으로 상기 1xEVDO 시스템에서 사용되는 역방향 채널들에 대하여 살펴보기로 한다. 상기 1xEVDO 시스템에서 사용되는 역방향 채널은 순방향 채널과 달리 각 단말별로 식별부호를 달리하는 채널을 가진다. 따라서 이하에서 설명하는 역방향 채널들은 각 단말별로 식별부호를 달리하여 기지국으로 전송되는 채널들이다. 이러한 역방향 채널은 파일럿 채널과, 역방향 트래픽 채널과, 접근 채널과, 데이터 전송률 제어(Data Rate Control : 이하 "DRC"라 함) 채널 및 역방향 전송률 표시(Reverse Rate Indicator : 이하 "RRI"라 함) 채널 등으로 이루어진다.
상기한 역방향 채널들의 각 기능에 대하여 살펴보면 하기와 같다. 먼저 역방향 트래픽 채널에서는 순방향 트래픽 채널과 마찬가지로 사용자 데이터 패킷이 역방향으로 전송된다. 그리고 데이터 전송률 제어 채널은 단말이 지원할 수 있는 순방향 전송률을 지시하기 위해 사용되며, 역방향 전송률 표시 채널은 역방향으로 전송되는 데이터 채널의 전송률을 지시하기 위해 사용된다. 또한 상기 접근 채널은 트래픽 채널이 연결되기 전 단말이 기지국으로 메시지나 트래픽을 전송할 때 이용된다. 이와 같은 상기 1xEVDO 시스템의 구조 및 전송률 제어 동작과 이와 관련된 채널을 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 1xEVDO 이동통신 시스템의 개념도이다.
참조부호 100은 단말들을 도시한 것이며, 참조부호 110은 기지국들(ANTSs)을 도시하였고, 참조부호 120은 기지국 제어기들(ANCs)을 도시하였다. 그러면 먼저 상기 구성에 대하여 간략히 살펴보기로 한다. 제1기지국(110a)은 다수의 단말들(110a, 110b)과 통신을 수행하는 형상을 도시하였고, 제2기지국(110b)은 다른 단말(110c)과 통신을 수행하는 형상을 도시하였다. 상기 제1기지국(110a)은 제1기지국 제어기(120a)와 연결되며, 상기 제2기지국(110b)은 제2기지국 제어기(120b)와 연결된다. 또한 각 기지국 제어기들(120a, 120b)은 둘 이상의 기지국들과 연결될 수 있다. 상기 도 1에서는 설명의 편의를 위해 하나의 기지국에 하나의 기지국 제어기가 연결된 형태만을 도시하였다. 이와 같이 각 기지국 제어기들(120a, 120b)은 패킷 데이터 서비스를 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Service Node : 이하 "PDSN"이라 함)(130)와 연결되며, 상기 패킷 데이터 서비스 노드(130)는 인터넷 망(Internet network)(140)과 연결된다.
상기한 구성을 가지는 도 1의 이동통신 시스템에서 각 기지국들(110a, 110b)은 자신과 통신을 수행할 수 있는 즉, 자신의 영역 내에 있는 단말들 중 패킷 데이터 전송률이 가장 좋은 단말로만 패킷 데이터를 전송한다. 그러면 이를 좀 더 상세히 살펴보기로 한다. 이하의 설명에서 단말은 참조부호를 100으로 사용하며, 기지국은 참조부호를 110으로 사용하여 설명하도록 한다.
순방향 채널의 전송률 제어의 경우, 단말(100)은 기지국(110)이 송신하는 파일럿 채널의 수신 강도를 측정하고, 상기 측정된 파일럿의 수신 강도를 근거로 미 리 정해진 고정된 값에 따라 단말들(100)이 수신하고자 하는 순방향 데이터 전송률을 결정한다. 그런 후 상기 단말(100)은 상기 결정된 순방향 데이터 전송률에 해당하는 DRC 정보를 데이터 전송률 제어 채널을 통해 기지국(110)으로 송신한다. 그러면 기지국(110)은 자신의 영역에 위치하여 통신을 수행하고자 하는 모든 단말들로부터 DRC 정보를 수신한다. 그런 후 상기 DRC 정보를 근거로 하여 채널 상태가 좋은 특정 단말로만 단말이 보고한 전송률로 패킷 데이터를 전송할 수 있다. 여기서 상기 DRC 정보는 단말이 채널 상태를 측정하여 순방향으로 전송 가능한 전송률을 환산한 수치를 알려주는 값을 말한다. 순방향 채널 상태와 상기 DRC 정보의 대응 관계는 구현에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 단말 제조 과정에서 고정된 값을 사용하도록 되어 있다.
이와 같이 단말이 보고하는 DRC의 값과 그에 해당하는 전송률 및 전송 유형의 관계를 하기 <표 1>에 도시하였다.
Figure 112005052379993-pat00001
상기 <표 1>에서 알 수 있는 바와 같이 전송 유형은 (A, B, C)와 같은 형식으로 표현되며, 이를 상기 <표 1>의 첫 번째 필드를 예로 설명하면 하기와 같다. 맨 마지막의 C의 의미는 1024비트의 정보를 의미하며, B의 16은 16 슬롯 동안 전송한다는 뜻이며, A의 맨 첫 번째 값인 1024칩의 프리앰블(preamble)을 전송한다는 의미이다. 따라서 기지국은 각 단말들이 보고하는 DRC 값에 해당하는 전송 유형으로 그 단말에게 데이터를 전송한다. 또한 상기 DRC 값을 보고한 단말은 자신이 보고한 DRC 값에 해당하는 방식으로만 순방향 데이터 채널을 수신 시도한다. 이러한 약속은 순방향으로 전송되는 데이터 채널에 대해서 그 전송률을 지시해 줄 다른 채널이 없기 때문이다. 즉, 기지국이 단말이 보고한 전송 유형 이외의 전송 유형을 이용하여 데이터를 전송할 경우 그 전송 유형을 지시할 방법이 없기에 단말은 그 데이터를 수신할 수 없게 된다. 따라서 기지국은 항상 단말이 보고한 DRC에 해당하는(호환되는) 전송 유형으로만 데이터를 전송한다. 예를 들어 DRC 0x01을 데이터 전송률 제어 채널을 통해 전송한 단말에 대해서 기지국은 그 DRC 값에 해당하는 전송 유형인 (1024, 16, 1024)를 이용하여 데이터를 전송하고, 단말은 해당 DRC 값의 유형으로만 데이터 수신을 시도한다.
이상에서 상술한 바와 같이 기지국이 상기 수신한 DRC 정보에 따라 한 단말에게 전송하는 패킷 데이터를 단일 유저 패킷(Single user packet)이라 부른다. 기지국은 일반적인 데이터 서비스에서 대해서는 상기 단일 유저 패킷을 이용하여 데이터를 전송한다. 이런 일반적인 데이터 서비스에 반해 VoIP와 같은 데이터 서비스들은 9.6kbps 정도의 비교적 낮은 전송 대역폭을 필요로 하는데 9.6kbps의 대역폭의 경우 매 20ms마다 192비트 정도의 데이터만이 전송된다. 이런 적은 양의 데이터를 최소 1024비트 이상의 크기를 가지는 단일 유저 패킷에 전송하는 것은 불필요한 대역폭 낭비를 가져온다. 따라서 이러한 무선 접속 구간의 자원 낭비를 막기 위하여 여러 사용자의 데이터를 하나의 물리적 패킷에 전송하는 방식이 도입되었는데 이런 패킷 유형을 "다중 사용자 패킷"이라 한다. 그러면 다중 사용자 패킷을 하기 <표 2>를 통해 살펴보기로 한다.
Figure 112005052379993-pat00002
상기 <표 2>는 1xEVDO 시스템에서 DRC별 다중 사용자 패킷의 구성을 도시한 것이다. 상기 <표 2>에서 각 DRC 인덱스들에는 그에 대응하는 데이터 전송률과 다중 사용자에게 전송할 패킷의 규격이 포함되어 있다. 이를 상기 <표 2>의 5번째 필드를 참조하여 살펴보기로 한다. 즉, DRC 5를 올린 단말에게 다중 전송되는 다중 패킷의 형식은 (128, 4, 256), (256, 4, 256), (512, 4, 256), (1024, 4, 256), (2048, 4, 128)와 같다. 따라서 각 단말들은 상기 DRC 인덱스에 대응되는 있는 다중 사용자 패킷을 수신하여야 한다. 이런 다중 사용자 패킷은 여러 사용자의 패킷 데이터를 포함하고 있으며, 각 패킷 데이터를 수신할 단말의 주소가 함께 전송된다. 상기 다중 사용자 패킷을 수신한 단말은 단말의 주소가 상기 다중 사용자 패킷의 내부에 포함되어 있는지를 검사해야 한다. 이러한 검사결과 자신의 주소가 포함되어 있을 경우에만 단말은 그에 해당하는 사용자 패킷을 처리하게 된다.
그런데 현재 CDMA 1xEVDO 표준을 제정하고 있는 3GPP2에서 상기한 다중 사용자 패킷을 전송하는 부분에 대하여는 논의가 이루어지고 있으나, 상술한 바와 같은 다중 사용자 패킷의 주소를 전송하는 방법에 대하여는 논의가 이루어지고 있지 않다. 따라서 단일 유저가 아닌 다중 사용자에게 하나의 패킷이 공통으로 전송되는 경우에 이를 각 사용자들에게 알릴 수 있는 방법이 필요하다.
따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷의 송/수신 시 사용자들을 지정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 하나의 패킷에 다수 사용자의 데이터가 혼재되어 전송될 경우 이를 알리기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 하나의 패킷에 다수의 사용 자 데이터가 혼재되어 수신될 경우 이를 수신하여 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 송신 방법은, 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하는 이동통신 시스템의 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 위한 방법으로서, 전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC 헤더를 구성하는 과정과, 상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드로 구성하는 과정과, MAC 트레일러를 구성하는 과정을 포함하며, 미리 결정된 MAC의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 수신 방법은, 기지국의 영역 내에서 패킷 통신을 수행하는 단말과 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성한 다중 사용자 패킷을 전송하는 이동통신 시스템의 단말에서 상기 패킷을 수신하기 위한 방법으로서, 상기 기지국으로부터 상기 다중 사용자 패킷을 수신하는 과정을 포함하며,
상기 다중 사용자 패킷은;
각 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC 헤더를 포함하고, 상기 각 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 구성한 MAC 페이로드 및 MAC 트레일러를 포함하며, 미리 결정된 MAC의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)하고,
상기 수신된 다중 사용자 패킷에서 단말의 주소와 길이 및 포맷 정보를 포함하는 상기 MAC 헤더에 상기 단말의 주소 정보가 포함되어 있는가를 검사하는 과정과, 상기 검사결과 자신의 데이터가 포함되어 있는 경우 상기 다중 사용자 패킷의 페이로드에서 상기 MAC 헤더가 지시하는 데이터를 추출하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 기지국 장치는, 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하는 이동통신 시스템의 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 위한 장치로, 상기 각 단말들로 전송할 데이터를 저장하는 데이터 큐들과, 전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC 헤더를 생성하고, MAC 트레일러를 생성하여 출력하며, 상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드의 구성을 제어하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어에 의거하여 상기 데이터 큐들에 저장된 데이터 및 상기 제어부로부터 출력된 정보들을 결합하여 상기 단말들로 전송하는 데이터 구성 및 송신부를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 단말 장치는, 기지국의 영역 내에서 패킷 통신을 수행하는 단말과 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성한 다중 사용자 패킷을 전송하는 이동통신 시스템의 단말에서 상기 패킷을 수신하기 위한 장치로, 각 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC 헤더를 포함하고, 상기 각 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 구성한 MAC 페이로드 및 MAC 트레일러를 포함하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들이 부가(padding)된 상기 다중 사용자 패킷을 수신하여 복조 및 복호하는 수신 데이터 처리부와, 상기 수신된 다중 사용자 패킷의 상기 MAC 헤더에 상기 단말의 주소 정보가 포함되어 있는가를 검사하고 데이터가 포함되어 있는 경우 상기 다중 사용자 패킷의 페이로드에서 상기 MAC 헤더가 지시하는 데이터를 추출하는 제어부를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하며 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 이동통신 시스템으로서, 전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 길이 및 구성 정보를 포함하는 MAC 헤더를 구성하고, 상기 각 헤더에 대응하여 상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드로 구성하며, MAC 트레일러를 구성하는 기지국과, 기지국으로부터 상기 다중 사용자 패킷을 수신하고, 상기 수신된 다중 사용자 패킷에서 수신 단말의 주소와 길이 및 구성 정보를 포함하는 상기 MAC 헤더를 추출하여 상기 단말의 주소 정보를 이용하여 자신의 데이터가 포함되어 있는가를 검사하고, 상기 검사결과 자신의 데이터가 포함되어 있는 경우 상기 다중 사용자 패킷에서 상기 MAC 헤더가 지시하는 데이터를 추출하는 단말을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서 설명되는 본 발명에서는 효율적인 다중 사용자 패킷의 구조로 사용자 패킷을 수신할 단말의 주소와 그 패킷의 길이, 그 패킷의 구성 형태 정보를 포 함하는 구조를 제안한다. 또한 이하에서 설명되는 실시 예는 3가지 실시 예가 설명될 것이며, 상기 3가지 실시 예를 설명할 것이다.
< 제 1 실시 예 >
도 2a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조를 도시한 도면이다. 그러면 상기 도 2a를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 2a의 다중 사용자 패킷의 구조는 크게 3 부분으로 구성되며, 이를 살펴보면 하기와 같다.
(1) MAC 헤더 부분(210)
(2) MAC payload 부분(220)
(3) MAC trailer 부분(230)
상기 MAC 헤더 부분(210)은 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자 패킷의 주소와 길이 및 구성 정보를 포함하는 부분으로, 최소 하나에서 최대 8개의 PacketInfo 필드로 구성된다. 이러한 숫자는 PacketInfo 필드의 숫자는 더 큰 수로도 가변할 수 있으나, 1xEVDO 시스템에서 제공하는 패킷의 크기를 고려할 때, 가장 적합한 최대 개수는 8이 된다. 따라서 1xEVDO 시스템이 아닌 다른 시스템에서 이러한 방법을 사용하는 경우에는 최소 숫자 및 최대 숫자가 변경될 수 있다. 또한 상기 MAC 헤더 부분(210)은 도 2b에 도시한 바와 같은 형태 또는 도 2c에 도시한 바와 같은 2가지 형태로 구성할 수 있다.
도 2b 및 도 2c는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 형식으로 다중 사용자 패킷을 구성할 경우 MAC 헤더의 구성을 도시한 도면이다. 먼저 상기 도 2b를 참조하여 살펴보면, 2 octet의 길이를 가지는 유형으로 MAC 패킷의 구성 정보를 나타내는 Format 필드(211a)와 MAC 패킷의 수신 단말을 지시하는 MACIndex 필드(211b)와 MAC 패킷의 길이를 지시하는 Length 필드(211c)로 구성된다. 즉, 상기 2 octet 길이의 PacketInfo 필드의 상위 8비트는 '00000000'의 값을 가지지 못한다. 두 번째 유형인 도 2c에 도시한 유형은 1 octet 길이를 가지는 NULL PacketInfo 유형으로 1 octet 전체가 0('00000000')의 값을 가진다. 따라서 첫 번째 유형의 상위 8비트는 '00000000'의 값을 가지지 못하므로 수신자는 두 유형을 구분할 수 있다. '00000000'의 NULL PacketInfo 필드는 MAC 패킷 내에서 MAC 헤더(210)와 MAC payload(220)를 구분하기 위해 사용된다. 상기 NULL PacketInfo 필드는 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 8개 미만이고, 그 사용자 패킷들이 MAC payload를 모두 채우지 못할 경우에 MAC 헤더의 제일 마지막 부분에 추가되어 전송된다.
MAC payload 부분(220)은 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자의 실제 패킷을 포함하는 부분이다. MAC payload 부분(220)은 MAC 헤더의 i번째 PacketInfo 필드(210)의 정보에 해당하는 사용자 패킷(User security layer packet)이 i번째에 위치하도록 여러 사용자의 패킷을 순차적으로 연결하여 구성된다.
MAC trailer 부분(230)은 MAC 패킷의 구조를 구분하는 정보를 포함하고 있으며 다중 사용자 패킷 구조의 경우 '00'의 값을 가진다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 변형된 실시 예를 도시한 도면이다. 그러면 상기 도 3a를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예의 변형된 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 3a의 전체적인 구조는 상술한 도 2a와 동일한 구조를 가진다. 상기 도 3a에 도시한 바를 살펴보면, 다중 사용자 패킷 구조는 앞에서 살핀 바와 같이 크게 3가지 구성 요소로 이루어져 있다.
즉, 도 2a에서는 사용자 패킷의 구성 정보와 사용자 식별자, 길이 필드를 지시하는 MAC 헤더 부분(210)에 순서대로 존재하는 구조이다. 그러나 도 3a에서는 길이 필드(211c)를 제외하고 패킷 구성 정보와 사용자 식별자만으로 PacketInfo 필드를 구성한 경우이다. 상기 도 3a와 같은 구조에서도 상기 도 2a와 같이 '00000000'의 NULL PacketInfo 필드가 MAC 패킷 내에서 MAC 헤더(310)와 MAC payload(320)를 구분하기 위해 사용된다. NULL PacketInfo 필드는 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 8개 미만이고, 그 사용자 패킷들이 MAC payload를 모두 채우지 못할 경우에 MAC 헤더의 제일 마지막 부분에 추가되어 전송된다. 따라서 도 3b는 1의 octet으로 구성되며, 전송 형식을 지시하는 1비트와 MACindex를 지시하는 7비트의 정보로 구성된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 흐름도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 또한 상기 도 4에서는 제 1 실시 예의 기본 예와 변형된 실시 예 중 어느 방법을 사용하여도 무방함에 유의해야 한다. 그리고 이하의 설명에서 도 2a 내지 도 2c는 대표로 도 2라 칭하며, 도 3a 및 도 3b는 대표로 도 3이라 칭한다.
기지국은 400단계에서 다중 사용자 패킷을 이용하여 전송할 특정 사용자의 패킷 packet i를 선택한다. 그런 후 기지국은 402단계에서 패킷 i의 구성 정보(Format)와 수신 단말의 식별자 및 길이를 이용하여 상술한 도 2 또는 도 3에 도시된 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 생성한다. 이와 같이 패킷을 생성한 이후 기지국은 404단계에서 패킷 i의 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 가지는 패킷 i가 MAC 패킷의 남은 공간에 추가가 가능한지를 검사한다. 상기 404단계의 검사결과 추가가 가능하다면 406단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 즉, 상기 패킷 i의 추가가 불가능하다면 410단계에서 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는지 검사한다. 상기 410단계로 진행하면 기지국은 더 추가할 패킷이 존재하는가를 검사한다. 상기 검사결과 더 추가할 패킷이 존재하는 경우 400단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 412단계로 진행한다.
그러면 다음으로 406단계로 진행하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 상기 기지국은 406단계로 진행하면, 패킷 i의 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 MAC 패킷의 MAC 헤더 부분의 끝에 추가하고, 패킷 i는 MAC payload 부분의 끝에 추가한다. 상기 406단계에서 새로운 패킷 i의 추가가 끝난 후 기지국은 408단계에서 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었는지를 검사한다. 상기 408단계의 검사결과 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 전송 가능한 최대 수에 도달하지 않았을 경우 410단계로 진행하여 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는지 검사한다.
반면에 상기 408단계의 검사결과 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었을 경우 기지국은 새로운 패킷의 추가를 중단하고 412단계로 진행하여 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는지를 검사한다. 상기 412단계의 검사결과 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는 경우 414단계로 진행하여 해당 MAC 패킷이 가능한 최대 수의 사용자 패킷으로 구성되었는지를 검사한다. 상기 414단계의 검사결과 만약 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성된 경우 416단계로 진행하여 MAC payload 부분을 가득 채울 만큼의 '0' padding을 추가하고 종료한다. 그러나 상기 416단계의 검사결과 최대 수인 8 개보다 적은 수의 사용자 패킷으로 구성된 경우 418단계로 진행하여 NULL PacketInfo 필드('00000000')를 MAC 헤더의 마지막에 추가하여 MAC 헤더와 MAC payload 사이를 구분한 후, MAC payload 부분에 빈 공간을 모두 채울 만큼의 '0' padding을 추가하고 상기 다중 사용자 패킷의 생성을 완료한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
다중 사용자 패킷을 수신한 단말은 먼저 500단계에서 그 다중 사용자 패킷에 포함된 모든 사용자 패킷의 길이의 합을 나타내는 sum_packet_length 변수의 값을 0으로 설정한다. 이후 단말은 502단계에서 도 2 및 도 3과 같은 다중 사용자 패킷의 i번째 PacketInfo 필드의 값을 읽어 들여 그 값이 '00000000'인지 판단한다. 그 값이 '00000000'인 경우 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 i-1 임을 알 수 있다. 단말은 506에서 i의 값을 1 감소시키고 516단계에서 그 i의 값을 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수로 설정한다. 이후 518단계에서 상기 i 개의 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 i 개의 패킷을 추출할 수 있다. 기지국은 502단계에서 검사한 결과 값이 '00000000'이 아닌 경우 504단계에서 읽어 들인 i 번째 PacketInfo 필드 및 길이 필드에 해당하는 i 번째 사용자 패킷의 구성 정보(Format)와 그 패킷의 수신 단말 식별자 및 길이를 검사한다. 이후 508단계에서 i 번째 사용자 패킷의 길이를 sum_packet_length 변수에 더한다. 그런 후 단말은 510단계에서 다중 사용자 패킷에 i 개의 사용자 패킷이 포함되었을 경우의 MAC payload 부분의 크기를 추정한다. 이러한 추정은 물리 계층에서 보고한 MAC 패킷의 총 길이에서 i개의 PacketInfo 필드 및 길이 필드의 길이를 빼고 MAC trailer의 길이(2 bits)를 빼서 구할 수 있다. 그리고 단말은 512단계에서 앞서 구한 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 같은 값을 가지는지 검사한다. 만약 두 값이 같다면 단말은 516단계로 진행하여 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수를 i 개로 판단할 수 있으며 518단계에서 상기 i 개의 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 i 개의 패킷을 추출할 수 있다. 반면에 상기 512단계에서 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 다르다면 514단계로 진행하여 i의 값이 다중 사용자 패킷이 포함할 수 있는 최대 사용자 패킷의 수인 8인지를 검사한다. 상기 512단계의 검사결과 i의 값이 8이라면 단말은 516단계로 진행하여 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수를 8개로 결정하고, 518단계로 진행하여 상기 8 개의 PacketInfo 필드 및 길이 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 8 개의 패킷을 추출할 수 있다.
이와 달리 상기 514단계에서 i의 값이 8이 아니라면 다음 사용자 패킷의 정보를 읽어 들이기 위하여 전술한 502단계부터 다시 수행한다.
< 제 2 실시 예 >
도 6a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 한 예를 도시한 도면이다. 이하 도 6a를 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 6a에 도시한 다중 사용자 패킷은 제 1 실시 예에서 살핀 바와 같이 크게 3 부분으로 구성할 수 있다. 그러면 다중 사용자 패킷의 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
(1) MAC 헤더 부분(610)
(2) MAC payload 부분(620)
(3) MAC trailer 부분(630)
상기한 MAC 헤더 부분(610)은 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자 패킷의 주소와 길이 및 구성 정보를 포함하는 부분이다. 상기 MAC 헤더는 최소 하나에서 최대 8개 의 길이 필드와 최소 하나에서 최대 8개의 PacketInfo 필드로 구성된다. 여기서도 하나에서 8로 설명한 PacketInfo 필드의 숫자는 더 큰 수로도 가변할 수 있다. 그러나 1xEVDO 시스템에서 제공하는 패킷의 크기를 고려할 때, 가장 적합한 최대 개수는 8이 된다. 따라서 1xEVDO 시스템이 아닌 다른 시스템에서 이러한 방법을 사용하는 경우에는 최소 숫자 및 최대 숫자가 변경될 수 있다. 이와 같이 PacketInfo 필드는 도 6a와 같이 1 비트의 사용자 패킷 구성 정보(Format)와 사용자 패킷을 수신할 단말의 식별자로 이루어진다. 도 6b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 MAC 헤더를 구성하는 필드의 구성이다. 상기 길이 필드는 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 8보다 작고 그 길이의 합이 MAC payload 부분의 크기보다 작을 때, PacketInfo 필드보다 하나가 더 포함된다. 즉, 이런 경우 4개의 길이 필드와 3개의 PacketInfo 필드가 MAC 헤더에 포함될 수 있다. 이때, 포함된 마지막 길이 필드는 길이 필드와 PacketInfo 필드의 경계를 나타내기 위해 '00000000'의 값을 가진다.
MAC payload 부분(620)은 이 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자의 실제 패킷을 포함하는 부분이다. 따라서 MAC payload 부분(620)은 MAC 헤더의 i번째 PacketInfo 필드의 정보에 해당하는 사용자 패킷(User security layer packet)이 i번째에 위치하도록 여러 사용자의 패킷을 순차적으로 연결하여 구성된다. 마지막으로 MAC trailer 필드(630)는 MAC 패킷의 구조를 구분하는 정보를 포함하고 있으며, 다중 사용자 패킷 구조의 경우 '00'의 값을 가진다.
그러면 이와 같이 제 2 실시 예에 따른 구성을 가지는 다중 사용자 패킷을 이용하여 기지국에서 송신 시 제어 과정과 단말에서 수신 시 제어 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 흐름도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 또한 이하의 설명에서 도 6a 및 도 6b는 대표로 도 6이라 칭하기로 한다.
기지국은 700단계에서 다중 사용자 패킷을 이용하여 전송할 특정 사용자의 패킷 i를 선택한다. 이후 702단계에서 패킷 i의 구성 정보(Format)와 수신 단말의 식별자를 이용하여 도 6에 도시된 PacketInfo 필드를 생성한다. 그런 후 기지국은 704단계에서 패킷 i의 길이 필드와 PacketInfo 필드 및 패킷 i가 MAC 패킷의 남은 공간에 추가가 가능한지를 검사한다. 상기 704단계의 검사결과 만약 추가가 가능하다면 706단계로 진행하여 패킷 i의 길이 필드 및 PacketInfo 필드를 도 6의 구조에 맞도록 MAC 헤더 부분의 길이 필드들의 마지막과 PacketInfo 필드들의 마지막에 추가하고, packet i는 MAC payload 부분의 끝에 추가한다. 반면에 상기 704단계의 검사결과 패킷 i가 만약 추가가 불가능하다면 710단계로 진행하여 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는지 검사한다.
상기 706단계에서 새로운 패킷 i의 추가가 완료되면 기지국은 708단계로 진행하여 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었는지를 검사한다. 상기 708단계의 검사결과 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 전송 가능한 최대 수에 도달하지 않았을 경우 기지국은 710단계로 진행하여 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는지 검사한다. 반면에 상기 708단계의 검사결과 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었을 경우 기지국은 새로운 패킷의 추가를 중단하고 712단계로 진행하여 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는지를 검사한다. 또한 상기 710단계에서 더 추가할 사용자 패킷이 없는 경우 기지국은 새로운 패킷의 추가를 중단하고 712단계로 진행하여 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는지를 검사한다.
그러나 만일 상기 710단계에서 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는 경우 기지국은 상술한 700단계의 동작부터 다시 수행한다.
한편, 상기 712단계에서 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는 경우 기지국은 714단계로 진행하여 해당 MAC 패킷이 가능한 최대 수의 사용자 패킷으로 구성되었는지를 검사한다. 상기 714단계의 검사결과 만약 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성된 경우 기지국은 716단계로 진행하여 MAC payload 부분을 가득 채울 만큼의 '0' padding을 추가하고 상기 MUP 구성을 종료한다. 반면에 상기 714단계의 검사결과 만약 최대 수인 8개보다 적은 수의 사용자 패킷으로 구성된 경우 718단계로 진행하여 MAC 헤더의 길이 필드 마지막에 '00000000'의 길이 필드를 추가하여 MAC 헤더의 길이 필드와 PacketInfo 필드들 사이를 구분한 후, MAC payload 부분에 빈 공간을 모두 채울 만큼의 '0' padding을 추가하고 종료한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도이다. 이하 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 과정에 대 하여 상세히 살펴보기로 한다.
다중 사용자 패킷을 수신한 단말은 800단계에서 수신된 다중 사용자 패킷에 포함된 모든 사용자 패킷의 길이의 합을 나타내는 sum_packet_length 변수의 값을 0으로 설정한다. 이후 단말은 802단계에서 상술한 도 6의 다중 사용자 패킷의 i번째 길이 필드의 값을 읽어 들여 그 값이 '00000000'인지 판단한다. 그 값이 '00000000'인 경우 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 i-1 임을 알 수 있다. 따라서 단말은 806단계로 진행하여 i의 값을 1 감소시키고 816단계에서 그 i의 값을 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수로 설정한다. 이후 단말은 818단계에서 상기 i 개의 길이 필드와 PacketInfo 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 i 개의 패킷을 추출할 수 있다.
반면에 802단계에서 검사한 값이 '00000000'이 아닌 경우 804단계로 진행하여 읽어 들인 i 번째 길이 필드에 해당하는 i 번째 PacketInfo 필드를 읽어서 그에 해당하는 i 번째 사용자 패킷의 구성 정보(Format)와 그 패킷의 수신 단말 식별자를 검사한다. 이후 상기 단말은 808단계로 진행하여 i 번째 사용자 패킷의 길이를 sum_packet_length 변수에 더한다. 그런 후 단말은 810단계로 진행하여 다중 사용자 패킷에 i 개의 사용자 패킷이 포함되었을 경우의 MAC payload 부분의 크기를 추정한다. 이러한 추정은 물리 계층에서 보고한 MAC 패킷의 총 길이에서 i개의 길이 필드와 PacketInfo 필드의 길이를 빼고 MAC trailer의 길이(2 bits)를 빼서 구할 수 있다. 이러한 계산이 완료되면 단말은 812단계에서 앞서 구한 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 같은 값을 가지는지 검사한다. 상기 812단계의 검 사결과 만약 두 값이 같다면 816단계로 진행하여 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수를 i 개로 결정할 수 있다. 따라서 이러한 경우 단말은 818단계로 진행하여 상기 i 개의 길이 필드와 PacketInfo 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 i 개의 패킷을 추출할 수 있다.
반면에 812단계에서 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 다르다면 814단계에서 i의 값이 다중 사용자 패킷이 포함할 수 있는 최대 사용자 패킷의 수인 8인지를 검사한다. 상기 814단계의 검사결과 i의 값이 8이라면 816단계로 진행하여 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수를 8개로 결정하고, 818단계로 진행하여 상기 8개의 길이 필드와 PacketInfo 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 8개의 패킷을 추출할 수 있다. 그러나 상기 814단계에서 i의 값이 8이 아니라면 다음 사용자 패킷의 정보를 읽어 들이기 위하여 802단계부터 다시 수행한다.
< 제 3 실시 예 >
도 9a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조의 한 예를 도시한 도면이다. 이하 도 9a를 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 효율적인 다중 사용자 패킷 구조에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 9a에 도시한 다중 사용자 패킷은 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예에서 살핀 바와 같이 크게 3 부분으로 구성할 수 있다. 그러면 다중 사용자 패킷의 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
(1) MAC 헤더 부분(910)
(2) MAC payload 부분(920)
(3) MAC trailer 부분(930)
n 개의 MAC 헤더 부분(910)은 상기 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자 패킷의 주소와 길이 및 구성 정보를 포함하는 부분이다. 이러한 MAC 헤더(910)는 각각 길이 필드와 PacketInfo 필드로 구성되며, 최소 하나에서 최대 8개까지 MAC 패킷에 포함될 수 있다. 여기서도 앞의 실시 예들에서 설명한 바와 같이 MAC 패킷에 포함될 수 있는 PacketInfo 필드는 실시 예로서 하나에서 8로 설명한 것이다. 즉, PacketInfo 필드의 숫자는 본 실시 예보다 더 큰 수로도 가변할 수 있다. 그러나 1xEVDO 시스템에서 제공하는 패킷의 크기를 고려할 때, 가장 적합한 최대 개수는 8이 된다. 따라서 1xEVDO 시스템이 아닌 다른 시스템에서 이러한 방법을 사용하는 경우에는 최소 숫자 및 최대 숫자가 변경될 수 있다.
또한 상기 MAC 헤더의 PacketInfo 필드는 도 9b에 도시한 바와 같이 1 비트의 사용자 패킷 구성 정보(Format)와 사용자 패킷을 수신할 단말의 식별자로 이루어진다. n 개의 MAC payload 부분은 상기 MAC 패킷에 포함된 여러 사용자의 실제 패킷을 포함하는 부분이다. 또한 MAC payload 부분은 그 직전에 위치한 MAC header의 PacketInfo 필드의 정보에 해당하는 사용자 패킷(User security layer packet)을 전송한다. 그리고 MAC trailer는 MAC 패킷의 구조를 구분하는 정보를 포함하고 있으며 다중 사용자 패킷 구조의 경우 '00'의 값을 가진다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구 성하는 경우의 제어 흐름도이다. 이하 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 기지국에서 다중 사용자 패킷을 구성하는 경우의 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 또한 이하의 설명에서 도 9a 및 도 9b는 대표로 도 9이라 칭하기로 한다.
기지국은 1000단계에서 다중 사용자 패킷을 이용하여 전송할 특정 사용자의 패킷 i를 선택한다. 이후 기지국은 1002단계에서 패킷 i의 구성 정보(Format)와 수신 단말의 식별자를 이용하여 도 9에 도시된 PacketInfo 필드를 생성한다. 그런 후 기지국은 1004단계에서 패킷 i의 길이 필드와 PacketInfo 필드 및 패킷 i가 MAC 패킷의 남은 공간에 추가가 가능한지를 검사한다. 상기 1004단계의 검사결과 만약 추가가 가능하다면 1006단계로 진행하여 패킷 i의 길이 필드 및 PacketInfo 필드와 패킷 i 자체를 도 9의 구조에 맞도록 직전에 추가된 사용자 패킷의 길이 필드, Packet 필드와 사용자 패킷 다음에 추가한다.
이와 달리 상기 1004단계의 검사결과 패킷 i의 추가가 불가능하다면 1010단계로 진행하여 더 추가할 사용자 패킷이 존재하는지 검사한다. 따라서 상기 검사결과 더 추가할 패킷이 존재하면 1000단계를 반복하여 수행하며, 더 추가할 패킷이 존재하지 않는 경우 1012단계로 진행한다.
한편, 상기 기지국은 상기 1006단계에서 새로운 패킷 i의 추가가 끝난 후 1008단계에서 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었는지를 검사한다. 상기 1008단계의 검사결과 MAC 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 전송 가능한 최대 수에 도달하지 않았을 경우 상기 기직구은 1010단계로 진행하여 앞에서 상술한 과정을 반복한다.
반면에 상기 1008단계의 검사결과 MAC 패킷이 전송 가능한 최대 수인 8개의 사용자 패킷으로 구성되었을 경우 기지국은 새로운 패킷의 추가를 중단하고 1012단계로 진행하여 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는지를 검사한다. 상기 1012단계의 검사결과 MAC 패킷에 빈 공간이 존재하는 경우 기지국은 1014단계로 진행하여 MAC payload 부분을 가득 채울 만큼의 '0' padding을 추가하고 MUP 구성 루틴을 종료한다. 그러나 빈 공간이 존재하지 않는 경우 '0' padding하지 않고 상기 MUP 구성 루틴을 종료한다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 흐름도이다. 이하 도 11을 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 다중 사용자 패킷을 수신한 단말이 그 구조를 해석할 시 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
다중 사용자 패킷을 수신한 단말은 먼저 1100단계에서 수신된 다중 사용자 패킷에 포함된 모든 사용자 패킷의 길이의 합을 나타내는 sum_packet_length 변수의 값을 0으로 설정한다. 그런 후 단말은 1102단계에서 상기 도 9의 다중 사용자 패킷의 i번째 길이 필드의 값을 읽어 들여 그 값이 '00000000'인지 판단한다. 상기 제 3 실시 예에서 길이 필드의 값은 '00000000'이 될 수 없으므로 '00000000'을 읽어 들인 단말은 그 값이 padding 부분의 시작임을 알 수 있다. 따라서 단말은 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수가 i-1 임을 알 수 있다. 그러므로 이러한 경우에 단말은 1106단계로 진행하여 i의 값을 1 감소시키고 1116단계로 진행하여 그 i의 값을 다중 사용자 패킷에 포함된 사용자 패킷의 수로 설정한다. 이와 같이 i 값을 설정한 이후 단말은 1118단계에서 상기 i 개의 길이 필드와 PacketInfo 필드를 이용하여 해석한 정보를 바탕으로 다중 사용자 패킷 내의 i 개의 패킷을 추출할 수 있다.
한편, 상기 1102단계에서 검사한 값이 '00000000'이 아닌 경우 단말은 1104단계로 진행하여 읽어 들인 i 번째 길이 필드에 해당하는 i 번째 PacketInfo 필드를 읽어서 그에 해당하는 i 번째 사용자 패킷의 구성 정보(Format)와 그 패킷의 수신 단말 식별자를 검사한다. 그런 후 단말은 1108단계로 진행하여 i 번째 사용자 패킷의 길이를 sum_packet_length 변수에 더한다. 이후 단말은 1110단계에서 다중 사용자 패킷에 i 개의 사용자 패킷이 포함되었을 경우의 MAC payload 부분의 크기를 추정한다. 이 추정은 물리 계층에서 보고한 MAC 패킷의 총 길이에서 i개의 길이 필드와 PacketInfo 필드의 길이를 빼고 MAC trailer의 길이(2 bits)를 빼서 구할 수 있다. 따라서 단말은 1112단계로 진행하면 앞에서 구한 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 같은 값을 가지는지 검사한다. 상기 1112단계의 검사결과 만약 두 값이 같다면 1116단계로 진행한다. 상기 1116단계 이하의 과정은 앞에서 상술한 바와 같다.
반면에 1112단계의 검사결과 MAC payload 부분의 길이와 sum_packet_length가 다르다면 단말은 1114단계로 진행하여 i의 값이 다중 사용자 패킷이 포함할 수 있는 최대 사용자 패킷의 수인 8인지를 검사한다. 상기 1114단계의 검사결과 i의 값이 8이라면 단말은 1116단계로 진행한다. 그러나 만일 1114단계의 검사결과 i의 값이 8이 아니라면, 다음 사용자 패킷의 정보를 읽어 들이기 위하여 상술한 1102단 계부터 다시 수행한다.
그러면 이하에서 상기한 동작을 수행하기 위한 기지국과 단말의 블록 구성도에 대하여 살펴보기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 장치의 주요 블록 구성 및 단말의 주요 블록 구성도이다. 이하 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치의 구성 및 동작과 단말의 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저 기지국(1210)의 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 상기 기지국은 도 1에 도시한 기지국(110)과 동일하다. 기지국 제어부(1211)는 스케줄링 기능을 포함한다. 따라서 앞에서 설명한 도 2, 도 3, 도 6 및 도 9에서와 같은 형태의 다중 사용자 패킷의 구성을 제어한다. 또한 데이터 큐(1213)는 상위 노드(1212)로부터 수신된 각 사용자들의 데이터를 각 사용자별로 구분하여 저장한다. 상기 상위 노드(1212)는 상술한 도 1의 기지국 제어기(120) 등이 될 수 있다. 기지국 제어부(1211)는 이와 같이 데이터 큐(1213)에 저장된 데이터를 검출하고, 각 데이터들의 서비스 특징 또는 각 데이터의 특징에 맞춰 다중 사용자 패킷으로 구성하여 전송하는 동작을 제어한다.
따라서 상기 기지국 제어부(1211)는 데이터 큐(1213)에 저장된 데이터의 송신 제어를 수행한다. 이때 단일 사용자의 데이터를 송신하는 경우에 상기 기지국 제어부(1211)는 하나의 데이터 큐에 저장된 데이터만을 데이터 구성 및 송수신부(614)로 출력하도록 제어한다. 반면에 다중 사용자 패킷을 송신하는 경우에는 다수의 데이터 큐에 저장된 각 사용자 데이터들을 전술한 도 2, 도 3, 도 6 및 도 9와 같은 형태로 구성하여 전송하기 위해 다수의 데이터 큐들(1213)로부터 데이터를 독취하여 데이터 구성 및 송수신부(1214)로 출력한다. 그러면 데이터 구성 및 송수신부(1214)는 상기 기지국 제어부(1211)의 제어에 의해 송신할 버스트를 생성하고, 이를 해당하는 무선 대역으로 송신한다.
다음으로 단말(1200)의 블록 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 상기한 단말은 도 1의 단말(100)에 대응한다. 단말의 무선부(1201)는 안테나로부터 수신된 소정 대역의 신호를 대역하강 변환한 후 복조부(1202)로 출력한다. 그러면 복조부(1202)는 송신 시에 변조된 데이터를 복조하여 출력한다. 상기 복조부(1202)에서 복조된 데이터는 복호부(1203)에서 송신 시에 부호화된 데이터를 다시 복호하여 단말 제어부(1204)로 출력한다. 이때 복호부(1203)는 CRC 오류 검출 결과를 함께 단말 제어부(1204)로 제공한다. 이상에서 상술한 상기 무선부(1201)와 복조부(1202) 및 복호부(1203)는 이하에서 "수신 데이터 처리부"라 칭한다.
그러면 단말 제어부(1204)는 상기 수신 데이터 처리부에서 수신된 데이터를 이용하여 앞에서 전술한 도 5 또는 도 8 또는 도 11과 같은 제어를 수행한다. 즉, 다중 패킷인 경우 자신에게 수신된 다중 패킷을 처리하기 위한 제어를 수행하는 것이다. 이 밖에 단말 제어부(1204)에서 수행되는 제어 동작은 본 발명과 관련이 없으므로 생략하기로 한다.
상기 단말 제어부(1204)는 또한 역방향으로 송신할 제어 신호를 생성하여 부호화부(1206)로 제공한다. 그리고 상기 단말 제어부(1204)는 상기 부호화부(1206)을 제어하여 상기 제공한 제어 신호의 송신과 역방향으로 송신할 데이터를 부호화 하도록 제어한다. 그러면 부호화부(1206)는 사용자 데이터 또는 상기한 제어 신호를 부호화하여 변조부(1207)로 출력한다. 상기 변조부(1207)는 각 데이터의 특성에 따른 변조 방식으로 변조하고, 이를 무선부(1201)로 출력한다. 상기 무선부(1201)는 변조부(1207)로부터 수신된 데이터를 대역 상승 변환한 후 안테나를 통해 기지국으로 역방향 송신한다. 상기한 부호화부(1206)와 변조부(1207) 및 무선부(1201)는 이하에서 "송신 데이터 처리부"라 칭한다.
상술한 무선부(1201)는 상기 수신 데이터 처리부와 상기 송신 데이터 처리부에 모두 포함된다. 이는 무선부의 송신을 위한 구성과 수신을 위한 구성을 하나로 도시하였기 때문이다. 그러나 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 무선부(1201)가 송신을 위한 구성과 수신을 위한 구성을 모두 포함하고 있고, 이에 대한 구성은 자명한 사실이므로 여기서는 더 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 상술한 바와 같이 단일 유저가 아닌 다중 사용자에게 하나의 패킷이 공통으로 전송되는 경우에 본 발명의 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예 중 어느 하나를 선택하여 수행하는 경우에 각 사용자들에게 패킷에 포함된 정보를 효율적으로 전달할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하는 이동통신 시스템의 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 위한 방법에 있어서,
    전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 헤더를 구성하는 과정과,
    상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드로 구성하는 과정과,
    MAC 트레일러를 구성하는 과정을 포함하며,
    미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 MAC 페이로드의 개수는,
    1 이상 8 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 부가되는 "0"비트들은,
    옥텟(octet)의 길이의 단위로 부가됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 옥텟 단위로 부가 시 상기 미리 결정된 MAC 패킷의 크기를 만족하지 못하는 경우 상기 MAC 페이로드에 "0"비트를 더 부가함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 MAC 페이로드에 "0"비트 부가 시 상기 MAC 헤더에 옥텟 단위의 "0" 비트를 최대로 부가한 후 상기 MAC 페이로드에 "0"비트를 부가함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 방법.
  6. 단말과 통신을 수행할 수 있는 기지국과 상기 기지국의 영역 내에서 패킷 데이터 통신을 수행할 수 있는 단말들을 포함하는 이동통신 시스템의 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성하여 전송하기 위한 장치에 있어서,
    상기 각 단말들로 전송할 데이터를 저장하는 데이터 큐들과,
    전송할 데이터의 수신 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 헤더를 생성하고, MAC 트레일러를 생성하여 출력하며, 상기 수신 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 MAC 페이로드로 구성하는 것을 제어하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)하도록 제어하는 제어부와,
    상기 제어부로부터의 제어에 의거하여 상기 데이터 큐들에 저장된 데이터 및 상기 제어부로부터 출력된 정보들을 결합하여 상기 단말들로 전송하는 데이터 구성 및 송신부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 MAC 페이로드의 개수는,
    1 이상 8 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 부가되는 "0"비트들을 옥텟(octet)의 길이의 단위로 부가함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 옥텟 단위로 부가 시 상기 미리 결정된 MAC 패킷의 크기를 만족하지 못하는 경우 상기 MAC 페이로드에 "0"비트를 더 부가함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 MAC 페이로드에 "0"비트 부가 시 상기 MAC 헤더에 옥텟 단위의 "0" 비트를 최대로 부가한 후 상기 MAC 페이로드에 "0" 비트를 부가함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 송신 장치.
  11. 기지국의 영역 내에서 패킷 통신을 수행하는 단말과 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성한 다중 사용자 패킷을 전송하는 이동통신 시스템의 단말에서 상기 패킷을 수신하기 위한 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 다중 사용자 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 다중 사용자 패킷은;
    각 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 헤더를 포함하고, 상기 각 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 구성한 MAC 페이로드 및 MAC 트레일러를 포함하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들을 부가(padding)하며,
    상기 수신된 다중 사용자 패킷에서 단말의 주소와 길이 및 포맷 정보를 포함하는 상기 MAC 헤더에 상기 단말의 주소 정보가 포함되어 있는가를 검사하는 과정과,
    상기 검사결과 자신의 데이터가 포함되어 있는 경우 상기 다중 사용자 패킷의 페이로드에서 상기 MAC 헤더가 지시하는 데이터를 추출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 수신 방법.
  12. 기지국의 영역 내에서 패킷 통신을 수행하는 단말과 상기 기지국에서 둘 이상의 단말들로 전송할 데이터를 하나의 패킷으로 구성한 다중 사용자 패킷을 전송하는 이동통신 시스템의 단말에서 상기 패킷을 수신하기 위한 장치에 있어서,
    각 단말의 주소와 상기 전송할 데이터의 길이 및 포맷 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 헤더를 포함하고, 상기 각 단말로 전송할 데이터들을 순차적으로 구성한 MAC 페이로드 및 MAC 트레일러를 포함하며, 미리 결정된 MAC 패킷의 크기(size)가 상기 MAC 헤더, 상기 MAC 페이로드 및 상기 MAC 트레일러의 총 합의 길이 보다 큰 경우 상기 MAC 헤더에 "0"비트들이 부가(padding)된 상기 다중 사용자 패킷을 수신하여 복조 및 복호하는 수신 데이터 처리부와,
    상기 수신된 다중 사용자 패킷의 상기 MAC 헤더에 상기 단말의 주소 정보가 포함되어 있는가를 검사하고 데이터가 포함되어 있는 경우 상기 다중 사용자 패킷의 페이로드에서 상기 MAC 헤더가 지시하는 데이터를 추출하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 다중 사용자 패킷 수신 장치.
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