KR100995349B1 - 데이터 비트 레이트의 제어를 통한 무선 링크 품질 유지방법 및 무선 링크 품질 유지를 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 링크(RL)의 현재 데이터 비트 레이트를 제어하여 RL 품질을 유지하는 방법 및 시스템을 제공한다. 이 시스템은 코어 네트워크(CN), 무선 네트워크 제어기(RNC), 및 적어도 하나의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함한다. RL은 RNC와 WTRU 사이에 형성된다. RNC는 RL과 관련된 보장 데이터 비트 레이트, 최대 데이터 비트 레이트 및 현재 데이터 비트 레이트를 설정한다. RNC가, RL 품질이 실질적으로 악화되었음을 나타내는 이벤트를 검출하면, RNC는 현재 데이터 비트 레이트의 값을 저감시킨다. 다음에, 회복 프로세스에서, 유사 이벤트가 소정의 대기 기간에 발생하지 않은 경우, RNC는 현재 데이터 비트 레이트를 다시 최대 데이터 비트 레이트에 저장한다.

무선, 링크, 데이터, 비트, 레이트, 제어, 품질, 코어 네트워크, 무선 네트워크 제어기.

Description

데이터 비트 레이트의 제어를 통한 무선 링크 품질 유지 방법 및 무선 링크 품질 유지를 위한 시스템{WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING DATA BIT RATES TO MAINTAIN THE QUALITY OF RADIO LINKS}

본 발명은 무선 통신 시스템의 무선 자원 관리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 무선 링크(RL; Radio Link)의 품질 유지에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 무선 다중 셀 통신 시스템의 RL 관련 양상은 무선 네트워크 제어기(RNC; Radio Network Controller)에 의해 처리되고 있다. 더욱이, RNC는 RL 마다의 RL 품질 유지 목적으로 무선 자원을 관리하는 역할(링크 유지라고도 함)도 담당하고 있다.

링크 유지 애플리케이션은 회로 스위치형 서비스와 패킷 스위치형 서비스 양쪽 모두에 적용된다. 전술한 종래의 시스템에서는 예측 불가능한 환경 때문에 무선 링크가 악화된다. 때로는 RL 서비스 품질이 설정 임계치 레벨 아래로 떨어지거나, 소정 기간보다 긴 기간 동안 임계치 레벨 아래에 머물러 있는 경우가 있다.

따라서, 효율적인 링크 유지를 가능하게 하고 RL 서비스 품질의 악화를 방지하도록 RL의 데이터 비트 레이트를 조정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 RL의 데이터 비트 레이트를 제어하여 RL 품질을 유지하는 무선 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 코어 네트워크(CN), 무선 네트워크 제어기(RNC), 및 적어도 하나의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함한다. RL은 RNC와 WTRU 사이에 형성된다.

RNC는 RL과 관련하여 보장 데이터 비트 레이트, 최대 데이터 비트 레이트, 및 현재 데이터 비트 레이트를 설정한다. RNC는, RL 품질이 실질적으로 악화되었음을 나타내거나 RL 품질을 유지할 수 없는 품질 유지 불능 상태를 나타내는 이벤트를 검출하고, 이 검출된 이벤트에 기초하여 목표 데이터 비트 레이트를 결정한다. RNC는 목표 데이터 비트 레이트가 보장 데이터 비트 레이트보다 낮은 경우에 신규의 보장 데이터 비트 레이트를 CN과 다시 협상한다. RNC는 트랜스포트 포맷 조합 세트(TFCS)를 재구성함으로써 현재 데이터 비트 레이트를 목표 데이터 비트 레이트로 저감시킨다. 이러한 프로세스는, RL 품질이 악화되었음을 나타내는 이벤트가 발생하지 않을 때까지 반복된다.

검출된 이벤트는, 전송 전력이 최대 레벨(또는 최대 레벨 근처)에 있음을 나 타내거나, 또는 WTRU의 RL과 관련된 블록 오류율(BLER)이 소정 기간에 소정 임계치를 초과하였음을 나타내는 적어도 하나의 측정치를 RNC에서 수신한 것일 수 있다. 최대 전송 전력 도달 사실은 업링크 전송 시에는 WTRU에 의해서 식별되고, 다운링크 전송 시에는 노드 B에 의해서 식별된다. BLER 측정치는 다운링크 전송 시에는 WTRU에 의해서 보고되고, 업링크 전송 시에는 노드 B에 의해서 보고된다.

RNC는 RL과 관련된 지정 코드 복합 트랜스포트 채널(CCTrCH)의 아이덴티티(ID)를 결정할 수 있다. 데이터 비트 레이트는 CCTrCH와 관련된 TFCS로부터 하나 이상의 트랜스포트 포맷 조합(TFC)을 제거함으로써 조정된다. 각 RL에 대한 데이터 비트 레이트 관리 프로세스는 업링크 채널과 다운링크 채널에 대해 독립적으로 동작한다.

다른 실시예에서, 본 발명은 현재 데이터 비트 레이트를 최대 데이터 비트 레이트에서 저감 데이터 비트 레이트로 저감시키는 보정 행위를 수행함에 따라, 또는 최대 데이터 비트 레이트보다 낮은 데이터 비트 레이트로 RL 설정을 수행함에 따라 데이터 비트 레이트를 증가시켜 RL의 품질을 유지하는 방법 및 시스템을 제공한다. RNC는 RL 품질이 소정 임계치를 벗어날 정도로 높아졌음을 나타내는 이벤트를 검출하는 일을 수행하거나, RL의 품질이 소정 임계치를 벗어날 정도로 실질적으로 악화되었음을 나타내는 이벤트가 소정 기간 동안 발생하지 않았음을 결정내리는 일을 수행한다. 다음에, RNC는 RL과 관련되고 재구성되는 지정 CCTrCH의 아이덴티티를 결정한다. RNC는 CCTrCH와 관련된 TFCS에 하나 이상의 TFC를 추가하는 것으로 CCTrCH를 재구성함으로써 현재 데이터 비트 레이트를 증가시킨다. 현재 데이터 비 트 레이트가 최대 데이터 비트 레이트와 같지 않은 경우, 이 프로세스는 반복한다.

무선 링크(RL)의 데이터 비트 레이트를 제어하여 RL 품질을 유지하게 된다.

본 발명은 무선 링크(RL) 품질을 유지하도록 링크 유지할 수 있는 무선 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이하, 무선 송수신 유닛(WTRU)은 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작가능한 다른 종류의 장치를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.

본 발명은 시분할 이중(TDD) 방식, 시분할 다중 접속(TDMA) 방식, 주파수 분할 이중(FDD) 방식, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식, CDMA 2000 방식, 시분할 동기 CDMA(TDSCDMA) 방식, 및 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식을 구현할 수 있도록 범용 이동 전기통신 시스템(UMTS)과 같은 통신 시스템에 적용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 다른 종류의 통신 시스템에 적용할 수 있도록 설계되는 것도 가능하다.

제3세대(3G) 무선 통신 시스템에서, 가능한 데이터 비트 레이트와 데이터 다중화는 이용가능한 TFCS에 의해 정의된다. 각 TFC는 특정 데이터 비트 레이트에 대응한다. TFCS에 대하여 적어도 하나의 TFC를 추가하거나 제거함으로써, 최대 가능한 데이터 비트 레이트가 증가 또는 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 동작하는 무선 통신 시스템(100)의 예시적인 블록도 이다. 시스템(100)은 RNC(105), WTRU(110), 및 코어 네트워크(CN)(115)를 포함한다. RNC(105)는 업링크 통신과 다운링크 통신을 제공하도록 WTRU(110)와 하나 이상의 RL(120A, 120B)을 형성한다. RNC(105)는 협상된 데이터 비트 레이트 및 원하는 품질 범위에 기초하여 RL(120A, 120B)을 유지한다. RNC(105)와 CN(115)은 RL(120A, 120B)의 품질이 임계 하한치와 임계 상한치의 원하는 품질 범위 내에 유지되는 방식으로 RL(120A, 120B)의 최대 및 보장(즉, 최소) 데이터 비트 레이트를 설정하도록 경로(125)를 통해 협상을 수행한다.

일 실시예에서, 데이터 비트 레이트의 변경은 경로(130)를 통해 수신한 측정치 보고에 따라서 행해질 수 있다. 측정치 보고에는 기지국(노드 B) 및 WTRU의 전송 전력 측정치와 BLER 측정치가 포함될 수 있다. RNC(105)는 측정치 보고를 감시함으로써, RL(120A, 120B)의 품질 및 최대 데이터 비트 레이트를 유지하도록 현재 데이터 비트 레이트를 조정하여야 하는 때를 결정할 수 있다.

설정 임계치 아래로 링크 품질이 떨어진 이벤트의 경우, 보고된 링크 품질이 소정 기간 동안 그 임계치 아래에 남아 있는 경우, 또는 시스템(100)이 수용가능한 링크 품질을 유지할 수 없는 경우, RNC(105)는 RL(120)의 데이터 비트 레이트를 저감시킨다. RL의 품질 및 데이터 비트 레이트 조정치에 대한 매회의 결정은 업링크 및 다운링크와는 상관없이 관리된다.

RL(120)의 데이터 비트 레이트는 최대 데이터 비트 레이트의 몇 분의 일로 증분적으로 저감될 수 있다. 이것은 그 CCTrCH의 이용가능한 TFCS로부터 TFC를 제거함으로써 달성된다. RNC(105)는 CN(115)과 다시 협상하는 일 없이 보장 데이터 비트 레이트만큼 낮게 RL(120)의 데이터 비트 레이트를 저감시킬 수 있다.

RL(120)의 데이터 비트 레이트가 링크 품질의 문제 때문에 이미 보장 데이터 비트 레이트 상태에 있다면, RNC(105)는 RL(120A, 120B)의 데이터 비트 레이트가 더 저감될 수 있도록 경로(125)를 통해 RL(120)의 보장 데이터 비트 레이트에 대해 다시 협상을 시도할 수 있다.

RL의 데이터 비트 레이트가 저감된 후 또는 RL(120A, 12OB)이 최대 데이터 비트 레이트보다 낮은 데이터 비트 레이트로 설정된 경우, 즉, RNC(105)가, RL(120)의 품질이 소정 임계치를 벗어날 정도로 높아졌음을 나타내는 이벤트를 검출하거나 임의의 기간 동안 낮은 서비스 품질의 이벤트가 존재하지 않는 경우, RL(120)의 데이터 비트 레이트는 증분적으로 증가한다. 이것은 TFC를 그 CCTrCH의 이용가능한 TFCS에 추가함으로써 달성된다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 일체로 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 비트 레이트 조정을 위한 RL 링크 유지 프로세스(200)를 나타내는 흐름도이다. 시스템 안정 상태 동안 초기 RL 데이터 비트 레이트 파라미터(R_MAX, R_G및 R_C)가 설정된다(단계 205). 여기서, R_MAX는 RL(120)에 허용된 최대 데이터 비트 레이트이고, R_G는 RL(120)에 허용된 보장 데이터 비트 레이트이며, R_C는 RL(120)이 동작 진행 중인 현재 데이터 비트 레이트이다. RNC(105)는 경로(130)를 통해 WTRU 및 노드 B로부터 수신되는 측정치 보고를 감시한다. 측정치 보고는 품질 레벨과, RL(120A, 120B)의 품질 레벨을 유지할 수 있는 능력을 나타낸다. 단계 210에서, 대기 기간(즉, 시간 경과에 따른 소정 기간)이 개시된다. BLER 및 전송 전력의 측정치 보고(130)에 기초하여, 프로세스(200)는 RL(120A, 120B)의 품질이 실질적으로 악화된 때를 검출할 수 있고, RL(120A, 120B)의 품질이 실질적으로 악화된 경우에는, 단계 235 내지 단계 260의 수행을 통해 데이터 비트 레이트가 저감된다. 단계 220에서, 현재 데이터 비트 레이트(R_C)가 최대 데이터 비트 레이트(R_MAX)보다 작은지 여부가 판정된다. 만일 R_C가 R_MAX보다 작은 경우, 프로세스(200)는 단계 225로 진행하고, 단계 225에서, RL(120A, 120B)의 품질이 소정 임계치를 초과한 것을 나타내는 이벤트가 검출되었는지 여부가 판정되고, 이러한 이벤트가 검출된 경우에는 단계 265 내지 단계 280의 수행을 통해 데이터 비트 레이트가 증가된다. 소정 임계치를 초과하지는 않지만 단계 230에서 RL(120A, 120B)의 품질 악화를 나타내는 다른 이벤트를 검출하는 일 없이 대기 기간이 만료된 경우에는, 단계 265 내지 단계 280의 수행을 통해 데이터 비트 레이트가 증가된다.

링크 유지를 위한 프로세스(200)는 업링크 동작과 다운링크 동작을 지원하도록 독립적으로 구성된다는 것을 이해하여야 한다. 업링크 동작 시, RNC는 단계 210에서 WTRU로부터의 최대 전송 전력 또는 노드 B로부터의 높은 BLER 측정치를 검출한다. 다운링크 동작 시, RNC는 단계 210에서 WTRU로부터의 높은 BLER 측정치 보고 또는 노드 B로부터의 최대(또는 최대 부근) 전송 전력을 검출한다.

데이터 비트 레이트를 저감시키는 프로세스는 다음과 같이 수행된다. 단계 235에서, 재구성될 필요가 있는 지정 CCTrCH가 결정된다. 단계 240에서, 검출된 RL 품질 부족분을 보정하기 위한 신규의 목표 데이터 비트 레이트(R_TNEW)가 결정된다. 신규의 목표 데이터 비트 레이트(R_TNEW)가 보장 데이터 비트 레이트(R_G)보다 크거나 같은 경우(단계 245), CN(115)과의 재협상은 불필요하고, R_C=R_TNEW가 될 때까지 현재 데이터 비트 레이트(R_C)는 감분(저감)되고(단계 255), 신규의 목표 데이터 비트 레이트(R_TNEW)가 보장 데이터 비트 레이트(R_G)보다 작은 경우, RNC(105)는 경로(125)를 통해 CN(115)과 다시 협상한다(단계 250). 단계 260에서, 단계 235에서 결정된 지정 CCTrCH는 CCTrCH와 관련된 TFCS로부터 하나 이상의 TFC를 제거함으로써 재구성된다. 다음에, 프로세스는 다시 대기 기간이 시작되는 단계 210으로 진행한다.

데이터 비트 레이트를 증가시키는 프로세스는 다음과 같이 수행된다. 단계 265에서, 재구성될 필요가 있는 지정 CCTrCH가 결정된다. 단계 270에서, 소정의 RL 품질 임계치 내에서 동작할 것으로 예상되는 신규의 목표 데이터 비트 레이트(R_TNEW)가 결정된다. 단계 275에서, 현재 데이터 비트 레이트(R_C)는 R_C=R_TNEW가 될 때까지 증분(증가)된다. 단계 280에서, 단계 265에서 결정된 지정 CCTrCH는 CCTrCH와 관련된 TFCS에 하나 이상의 TFC를 추가함으로써 재구성된다. 다음에, 프로세스는 다시 대기 기간이 시작되는 단계 210으로 되돌아간다.

일 실시예에서는 데이터 비트 레이트 저감 조정 횟수를 소정 횟수로 제한한다. 데이터 비트 레이트 저감 조정 횟수를 초과한 경우에는 관련 RL로의 핸드오버가 수행된다.

다른 실시예에서는 CN(115)과 보장 데이터 비트 레이트(R_G)를 다시 협상하고자 하는 요청이 실패한 경우{예컨대, CN(115)이 데이터 비트 레이트 변경 요청에 대한 응답을 보내기 전에 대기 기간이 만료된 경우}에 관련 RL로의 핸드오버가 수행된다.

대안의 실시예에서는, 프로세스(200)의 단계 230에서와 같이, 손실을 유발하는 이벤트를 검출하는 일 없이 대기 기간이 만료되는 대신에, RNC(105)는 링크 품질이 다시 정상으로 되었는지를 확인하기 위해서 업데이트된 측정치를 대기한다.

대기 기간 동안 RNC(105)가, 동일 RL(120)의 품질이 너무 좋다(데이터 비트 레이트에 대한 회복 필요성이 있음을 의미함)는 보고를 수신한 경우, RNC(105)는 RL(120)의 데이터 비트 레이트를 즉시 증분적으로 증가(회복)시킨다. 이러한 데이터 비트 레이트의 증가는 CN(115)과 협상된 최대 데이터 비트 레이트(R_MAX)를 초과하지 않는다.

데이터 비트 레이트의 저감 시 또는 증가 시에는, 개개의 RL에 대해 트랜스포트 채널 재구성 및 물리 채널 재구성 양쪽 모두가 수행되어도 좋다. 트랜스포트 채널 재구성은 TFCS에 대하여 TFC를 제거 또는 추가하는 것이다. 물리 채널 재구성은 대응하는 물리적 자원을 줄이거나 늘리는데 이용되는 것이다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 특별히 나타내고 설명하였지만, 당업자는 이 명세서에서 설명한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 형태와 세부의 다양한 변형이 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명은 예로서 후술하는 양호한 실시예의 설명으로부터 보다 상세하게 이해될 수 있고, 첨부 도면과 연계하여 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 동작하는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 일체로 RL 데이터 비트 레이트 저감 및 회복에 이용되는 링크 유지 프로세스의 흐름도이다.

Claims (20)

1. 무선 링크(radio link, RL)의 데이터 비트 레이트를 제어하는 방법에 있어서,

   무선 링크를 확립하고;

   최대 데이터 비트 레이트, 최소 비트 레이트, 및 상기 무선 링크에 대한 품질 범위(quality range)를 결정하고;

   송신 전력 측정치 또는 블록 오류율 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 측정 보고를 수신하고;

   품질 레벨이 상기 품질 범위보다 낮다는 것을 상기 측정 보고가 나타낸다는 조건 하에, 코딩 복합 트랜스포트 채널(coded composite transport channel, CCTrCH)의 이용가능한 트랜스포트 포맷 조합 세트(transport format combination set, TFCS)로부터 적어도 하나의 트랜스포트 포맷 조합(transport format combination, TFC)를 제거함으로써 상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로(incremently) 감소시키는 것을 포함하고,

   상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 감소시키는 것은 감소된 데이터 비트 레이트(the resulting reduced data bit rate)가 상기 최소 비트 레이트보다 크거나 같다는 조건 하인 것인, 무선 링크의 데이터 비트 레이트를 제어하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 품질 레벨이 상기 품질 범위보다 높다는 것을 상기 측정 보고가 나타낸다는 조건 하에, 그리고 상기 데이터 비트 레이트가 상기 최대 데이터 비트 레이트보다 작다는 조건 하에, 상기 CCTrCH의 이용가능한 TFCS에 적어도 하나의 TFC를 추가함으로써 상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 증가시키는 것을 더 포함하는 무선 링크의 데이터 비트 레이트를 제어하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   서비스 이벤트의 하위 품질이 미리 결정된 시구간 동안 발생하지 않는다는 조건 하에, 그리고 상기 데이터 비트 레이트가 상기 최대 데이터 비트 레이트보다 작다는 조건 하에, 상기 CCTrCH의 이용가능한 TFCS에 적어도 하나의 TFC를 추가함으로써 상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 증가시키는 것을 더 포함하는 무선 링크의 데이터 비트 레이트를 제어하는 방법.
4. 무선 네트워크 제어기(radio network controller, RNC)에 있어서, 상기 RNC는,

   무선 링크를 확립하고;

   최대 데이터 비트 레이트, 최소 비트 레이트, 및 상기 무선 링크에 대한 품질 범위(quality range)를 결정하고;

   송신 전력 측정치 또는 블록 오류율 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 측정 보고를 수신하고;

   품질 레벨이 상기 품질 범위보다 낮다는 것을 상기 측정 보고가 나타낸다는 조건 하에, 코딩 복합 트랜스포트 채널(coded composite transport channel, CCTrCH)의 이용가능한 트랜스포트 포맷 조합 세트(transport format combination set, TFCS)로부터 적어도 하나의 트랜스포트 포맷 조합(transport format combination, TFC)를 제거함으로써 데이터 비트 레이트를 점진적으로(incremently) 감소시키도록 구성된 것이고,

   상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 감소시키는 것은 감소된 데이터 비트 레이트(the resulting reduced data bit rate)가 상기 최소 비트 레이트보다 크거나 같다는 조건 하인 것인, 무선 네트워크 제어기(RNC).
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 품질 레벨이 상기 품질 범위보다 높다는 것을 상기 측정 보고가 나타낸다는 조건 하에, 그리고 상기 데이터 비트 레이트가 상기 최대 데이터 비트 레이트보다 작다는 조건 하에, 상기 CCTrCH의 이용가능한 TFCS에 적어도 하나의 TFC를 추가함으로써 상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 증가시키도록 또한 구성된 것인, 무선 네트워크 제어기(RNC).
6. 제 4 항에 있어서,

   서비스 이벤트의 하위 품질이 미리 결정된 시구간 동안 발생하지 않는다는 조건 하에, 그리고 상기 데이터 비트 레이트가 상기 최대 데이터 비트 레이트보다 작다는 조건 하에, 상기 CCTrCH의 이용가능한 TFCS에 적어도 하나의 TFC를 추가함으로써 상기 데이터 비트 레이트를 점진적으로 증가시키도록 또한 구성된 것인, 무선 네트워크 제어기(RNC).
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