KR101013630B1 - 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티와 멀티캐스트／브로드캐스트 서비스를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service)에 관한 것으로, 특히 MCBCS를 제공하는 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 MCBCS를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로, MCBCS 서버로부터 제1전송 간격의 제1RTP(Real-time Transport Protocol) 타임스탬프(timestamp)와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 RTP 패킷을 수신하고, 상기 MCBCS 서버로부터 제2전송 간격의 제2RTP 타임스탬프와 상기 제2RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 포함하는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 패킷을 수신하고, 상기 제1 및 제2RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 네트워크 시간 정보를 이용하여 상기 제1RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 산출하고, 상기 산출한 네트워크 시간 정보와, 적어도 처리 시간 및 송신 소요 시간 중 하나를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하며, 상기 산출한 송신 요구 시점을 서비스 영역 내의 기지국들에게 알리도록 하는 것을 포함하여 MCBCS를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티와 멀티캐스트／브로드캐스트 서비스를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법{Service provision system and method for multicast／broadcast service and macro diversity in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service, 이하 'MCBCS'라 칭하기로 함)를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 방송, 멀티미디어 영상, 멀티미디어 메시지 등 다양한 서비스를 제공하는 형태로 발전하고 있다. 특히, 차세대 무선 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 안정적으로 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 또한, 현재 차세대 무선 통신 시스템에서는 BWA 통신 시스템이 이동성(mobility)과 QoS를 보장하며 고속 서비스를 안정적으로 제공하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템 기반의 휴대 인터넷 시스템 또는 와이맥스(WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템이다.
그러나, 현재의 와이맥스 시스템은, MCBCS를 제공시 IEEE 802.16 시스템에서 매크로 다이버시티를 위한 방안이 아직까지 구체적으로 정해지지 않았다. 특히, 이동국이 매크로 다이버시티를 통해 MCBCS를 제공받을 수 있도록, 상기 와이맥스 시스템은 MCBCS 제공시 매크로 다이버시티를 위한 MCBCS 컨텐츠의 송신 시점 정보를 획득하는 방안이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 시스템의 구현이 용이하게 하는 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, MCBCS 서버로부터 제1전송 간격의 제1RTP(Real-time Transport Protocol) 타임스탬프(timestamp)와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 RTP 패킷을 수신하는 단계; 상기 MCBCS 서버로부터 제2전송 간격의 제2RTP 타임스탬프와 상기 제2RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 포함하는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 패킷을 수신하는 단계; 상기 제1 및 제2RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 네트워크 시간 정보를 이용하여 상기 제1RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 산출하고, 상기 산출한 네트워크 시간 정보와, 적어도 처리 시간 및 송신 소요 시간 중 하나를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하는 단계; 및 상기 산출한 송신 요구 시점을 서비스 영역 내의 기지국들에게 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 접속 서비스 네트워크 게이트웨이로부터 MCBCS 컨텐츠 및 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드를 포함한 GRE 패킷을 수신하는 단계; 상기 GRE 패킷을 복호하여 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 확인하는 단계; 및 상기 송신 요구 시점에서 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, MCBCS 서버로부터 제1전송 간격의 제1RTP(Real-time Transport Protocol) 타임스탬프(timestamp)와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 RTP 패킷과 제2전송 간격의 제2RTP 타임스탬프와 상기 제2RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 포함하는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 패킷을 수신하는 네트워크 인터페이스 모듈; 상기 제1 및 제2RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 네트워크 시간 정보를 이용하여 상기 제1RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 산출하고, 상기 산출한 네트워크 시간 정보와 적어도 처리 시간 및 송신 소요 시간 중 하나를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하는 프록시 모듈; 및 상기 송신 요구 시점과 상기 MCBCS 컨텐츠를 기지국들로 송신하는 기지국 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 시스템은, 접속 서비스 네트워크 게이트웨이로부터 MCBCS 컨텐츠 및 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드를 포함한 GRE 패킷을 수신하는 인터페이스 모듈; 상기 GRE 패킷을 복호하여 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 확인하는 GRE 복호 모듈이 포함된 프로세서; 및 상기 송신 요구 시점에서 상기 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 전송 프레임을 송신하는 송신 모듈을 포함하는 것을 특징 으로 한다.
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템이 매크로 다이버시트를 위해 MCBCS 컨텐츠 송신을 동기화하여 MBS zone으로 MCBCS를 제공함으로써, MBS zone 내의 이동국이 매크로 다이버시티에 의해 MCBCS를 안정적으로 제공받을 수 있다. 또한, 본 발명은, MCBCS 제공시 와이맥스 시스템이 IEEE 802.16 시스템의 매크로 다이버시티를 지원함으로써, 상기 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 한 와이맥스 시스템을 신뢰성 있게 운용할 수 있다. 아울러, 본 발명은 MCBCS 제공시 추가적인 메시지 또는 자원 할당 없이 매크로 다이버시티를 위한 시간 정보를 제공함으로써, 시스템의 구현을 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 무선 통신 시스템, 일예로 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템이며, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템을 기반으로 한 휴대 인터넷 시스템 또는 와이맥스(WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비 스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service, 이하 'MCBCS'라 칭하기로 함)를 위한 서비스 제공 시스템 및 방법을 제안한다. 여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의상 무선 통신 시스템을 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 한 휴대 인터넷 시스템 또는 와이맥스 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 서비스 제공 방안은 다른 시스템을 기반으로 한 무선 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 와이맥스 시스템이 사용자들, 예컨대 고정성 및 이동성을 갖는 이동국(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)으로 IEEE 802.16 시스템의 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 MCBCS 컨텐츠를 서비스 영역으로 송신하는 서비스 제공 시스템 및 방법을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 와이맥스 시스템이 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 MCBCS를 제공하는 영역(이하 'MBS zone'이라 칭하기로 함)으로의 MCBCS 컨텐츠 송신시 MCBCS 컨텐츠의 송신을 동기화하여 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone으로 송신한다.
상기 MBS zone은, 접속 시스템 네트워크(ASN: Access System Network, 이하 'ASN'이라 칭하기로 함) 게이트웨이(GW: gateway, 이하 'GW'라 칭하기로 함)(이하 'ASN GW'라 칭하기로 함)에 접속된 다수의 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)들이 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 함) 계층(MAC Layer) 또는 물리적(PHYsical, 이하 'PHY'라 칭하기로 함) 계층(PHY Layer)을 통해 MS로 제공하는 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MBS: Multicast and Broadcast Service, 이하 'MBS'라 칭하기로 함) 영역을 의미한다.
이때, 본 발명은, 상기 MBS zone 내의 MS가 매크로 다이버시티에 의해 MCBCS를 안정적으로 제공받을 수 있도록, MBS zone으로 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 다수의 BS들이 동일 시점에 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하며, 그에 따라 상기 MBS zone으로의 MCBCS 제공시 MS가 매크로 다이버시티 이득을 얻는다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 상기 와이맥스 시스템의 ASN GW가 상기 BS들의 동기를 위한 시간 정보를 상기 BS들로 송신하고, 상기 BS들은 ASN GW로부터 수신한 시간 정보를 이용하여 MCBCS 컨텐츠 송신의 동일 시점에서 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone으로 송신한다.
여기서, 상기 BS들은 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임을 각각 생성, 다시 말해 상기 MCBCS 데이터에 해당하는 버스트가 동일한 위치 및 사이즈를 갖도록 프레임을 생성하며, 상기 프레임을 통해 동일 시점에서 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone으로 송신한다. 즉, 상기 BS들은 동일한 MCBCS 컨텐츠 송신 시점에서 상기 BS들의 프레임 내에 동일한 위치 및 사이즈의 버스트로 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신한다. 그러면, 상기 MBS zone 내에 존재하는 MS가 다수의 BS들로부터 송신이 동기화된 MCBCS 컨텐츠를 수신함으로써 매크로 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 와이맥스 시스템은, MS들(102), MBS zone으로 MCBCS 데이터를 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 방식으로 송신하여 무선 접속국(RAS: Radio Access Station, 이하 'RAS'라 칭하기로 함)의 기능을 수행하는 BS들(112,114), 상기 BS들(112,114)과 접속되어 MCBCS를 전달하는 ASN GW(120), 상기 MCBCS를 위한 제어 및 컨텐츠 제공 기능을 수행하는 MCBCS 서버(130)와, 상기 MS들(102)에 대한 인증(authentication), 권한부여(authorization), 및 과금(accounting) 기능을 담당하는 AAA(Authentication Authorization Accounting) 서버(140), 상기 MCBCS 제공시 각종 통신 규약을 담당하는 정책 기능(PF: Policy Function, 이하 'PF'라 칭하기로 함) 서버(150), 및 MCBCS의 해당 MCBCS 컨텐츠를 생성하는 컨텐츠 제공자(160)를 포함한다.
상기 ASN GW(120)는, ASN의 데이터 경로를 제어하는 데이터 경로 기능(DPF: Data Path Function, 이하 'DPF'라 칭하기로 함) 모듈(122)과, 상기 MCBCS 지원을 위한 ASN의 프록시(proxy) 기능을 수행하는 프록시 모듈(124), 및 상기 MS들(102)로의 MCBCS 제공을 위한 MCBCS의 서비스 플로우(service flow)를 인증하는 서비스 플로우 인증(SFA: Service Flow Authorization, 이하 'SFA'라 칭하기로 함) 모듈들(126)을 포함한다. 여기서, 상기 ASN GW(120)은 BS들(112,114)을 제어하는 접속 제어 라우터(ACR: Access Control Router)에 각각 포함된다.
또한, 상기 MCBCS 서버(130)는, 상기 컨텐츠 제공자(160)로부터 제공받은 MCBCS 컨텐츠를 ASN으로 전달하는 컨텐츠 서버(132)와, 상기 컨텐츠 서버(132)가 MCBCS 컨텐츠를 상기 MS(102)로 제공시, 상기 MCBCS 컨텐츠 제공의 제어 기능을 수행하는 제어기(134)를 포함한다.
그리고, 상기 AAA 서버(140)는, 전술한 바와 같이 상기 ASN GW(120)과 MCBCS 서버(130)의 지원을 통해 MS(102) 및 컨텐츠 제공자(160)의 인증, 권한부여, 및 과금 기능을 수행한다. 또한, 상기 PF 서버(150)는, 각종 통신 정책을 제공하도록 지원하며, 그에 따라 MCBCS 제공시 상기 통신 정책에 상응한 자원 할당 및 자원 예약 등이 지원된다. 아울러, 상기 컨텐츠 제공자(160)는, 상기 MS(102)이 제공받고자 하는 MCBCS, 예컨대 위치 기반 서비스, 비디오 및 오디오 서비스, 인터넷 웹 서비스, 음성 및 화상 서비스 등에 해당하는 MCBCS 컨텐츠를 생성하여 상기 MCBCS 서버(130)로 전달한다.
여기서, 와이맥스 시스템은, 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 동일한 MBS zone 내에 존재하는 다수의 BS들(112,114)에 대해 정적 MBS 구성을 사용하고, 이러한 사용을 위한 구성 정보는 상기 BS들(112,114)에 대한 프록시 모듈(124)로부터 수신된다. 상기 구성 정보에는 MBS 버스트의 위치 및 사이즈, 프레임 오프셋, 및 멀티캐스트 접속 식별자(MCID: Multicast Connection Identifier, 이하 'MCID'라 칭하기로 함) 등이 포함된다. 상기 MCID는 하나의 ASN 별로 할당되고, 엘리먼트 관리 시스템(EMS: Element Management System, 이하 'EMS'라 칭하기로 함)에 의해 생성된다. 그리고, 논리 채널(logical channel)이 MBS zone 별로 다중(multiple) MCID로 사용되지 않을 경우, 상기 논리 채널은 다중 채널 지원을 위해 사용되어 MCBCS 채널 별로 하나의 MCID가 할당된다. 이러한 구성 정보는 와이맥스 시스템이 MCBCS 제공을 위해서 미리 획득한 사전 구성 정보이다.
그에 따라, 상기 프록시 모듈(124)은 상기 구성 정보를 사전에 정보로서 BS들(112,114)로 송신하고, 상기 BS들(112,114)은, 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위 한 MCBCS 컨텐츠 송신시 상기 구성 정보를 이용하여 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임을 생성, 즉 상기 MCBCS 컨텐츠에 대한 버스트가 해당 프레임 내에서 동일한 위치 및 사이즈를 갖도록 상기 프레임을 생성하고, 해당 프레임 내의 동일한 위치 및 사이즈를 갖는 버스트를 통해 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone으로 송신한다.
이렇게 BS들(112,114)의 프레임 내에서 동일한 위치 및 사이즈를 갖는 버스트가 생성되도록 와이맥스 시스템은, MCBCS 컨텐츠 송신시 고정된 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 함) 레벨을 사용하며, MAC 자동 반복 요구(ARQ: Automatic Repeat reQuest, 이하 'ARQ'라 칭하기로 함), 하이브리드 ARQ(HARQ: Hybrid ARQ, 이하 'HARQ'라 칭하기로 함), PHS(Personal Handyphone System), 및 프레그멘테이션(fragmentation)을 디세이블(disable)하고, MBS 트래픽에 대한 동일한 MAC 패킷 데이터 유닛(PDU: Packet Data Unit, 이하 'PDU'라 칭하기로 함)을 생성하기 위한 패킹(packing)을 디세이블하며, 버스트에 동일한 구조를 생성한다.
또한, 와이맥스 시스템의 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 상기 MCBCS 서버(130)는, 타임스탬프(timestamp)를 포함하는 패킷을 생성하며, 상기 타임스탬프는 상기 MCBCS 서버(130)에 의해 실시간 전송 프로토콜(RTP: Real-time Transport Protocol, 이하 'RTP'라 칭하기로 함) 헤더(header)에 포함된다. 그리고, 와이맥스 시스템의 매크로 다이버시티와MCBCS를 위해서는 상기 RTP 헤더에 포함된 RTP 패킷의 RTP 타임스탬프를 이용한 네트워크 또는 시스템의 기준 시간으로 네트워크 시간 또는 시스템 시간이 필요하며, 상기 네트워크 시간을 산출하기 위해서는 상기 RTP 타임스탬프 및 네트워크 타임 프로토콜(NTP: Network Time Protocol, 이하 'NTP'라 칭하기로 함) 모두를 포함하는 실시간 전송 제어 프로토콜(RTCP: Real-time Transport Control Protocol, 이하 'RTCP'라 칭하기로 함) 헤더가 요구된다.
그리고, 상기 와이맥스 시스템을 구성하는 네트워크의 서버, 예컨대 각종 통신 규약을 담당하는 PF 서버(150)가 GPS(Global Positioning System) 또는 외부 시스템으로부터 수신한 시간 정보를 이용하여 NTP 타임스탬프를 포함하는 패킷을 생성하며, 상기 PF 서버(150)는 NTP 헤더에 상기 NTP 타임스탬프가 포함된 NTP 패킷을 MCBCS 서버(130)로 송신한다. 그러면, 상기 MCBCS 서버(130)는 상기 RTP 헤더에 RTP 타임스탬프가 포함된 RTP 패킷과, 상기 RTCP 헤더에 상기 RTP 타임스탬프 및 NTP 타임스탬프가 포함된 RTCP 패킷을 상기 ASN GW(120)로 송신한다.
그에 따라, 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은, MCBCS 서버(130)로부터 RTCP 패킷과 RTP 패킷을 수신하고, 상기 RTP 패킷에 포함된 RTP 헤더의 RTP 타임스탬프와, 상기 RTCP 패킷에 포함된 RTCP 헤더의 RTP 타임스탬프 및 NTP 타임스탬프를 이용하여 네트워크 시간을 산출한다. 여기서, 상기 NTP 타임스탬프를 네트워크 시간으로 이용한다. 그리고, 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은 상기 네트워크 시간을 이용하여 MCBCS 데이터 송신의 송신 요구 시점을 산출하고, 상기 송신 요구 시점을 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드(GRE sequence number field)를 이용하여 MBS zone 내의 다수의 BS들(112,114)로 송신한다.
그러면, 상기 BS들(112,114)은, GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 송신 요구 시점을 이용하여 MCBCS 컨텐츠 송신이 동기되도록 한다. 그에 따라, 상기 BS 들(112,114)은 상기 송신 요구 시점에서 동시에 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임을 통해 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone 내에 존재하는 MS(102)로 송신하며, 이때 상기 MS(102)가 BS들(112,114)로부터 동일한 MCBCS 데이터를 수신하여 매크로 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
여기서, 와이맥스 시스템은, 전술한 바와 같은 RTCP 패킷과 RTP 패킷의 송수신 이전에 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 상기 구성 정보를 이용하여 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임이 생성됨을 사전에 미리 획득한 상태이며, 그에 따라 상기 RTCP 패킷과 RTP 패킷의 송수신에 의해 획득한 상기 송신 요구 시점에서 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임을 생성하고, 상기 생성한 프레임을 통해 MCBCS 컨텐츠를 MBS zone으로 송신한다. 즉, 사전에 미리 획득한 구성 정보를 통해 BS들(112,114)의 해당 프레임 내에서 MCBCS 컨텐츠에 대한 버스트는 동일한 위치 및 사이즈로 생성되며, 상기 송신 요구 시점에서 상기 버스트를 통해 MCBCS 컨텐츠가 동시에 MBS zone으로 송신된다.
이때, 상기 ASN GW(120)는 BS들(112,114)까지의 전송 지연을 고려하여 상기 타임스탬프를 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함시켜 상기 BS들(112,114)로 송신하며, 상기 BS들(112,114) 간 차이에 의한 네트워크 딜레이를 완화시키도록 상기 BS들(112,114)에 지터 버퍼(jitter buffer)를 사용한다. 그리고, 상기 BS들(112,114)의 프레임 내에서 동일한 위치 및 사이즈를 갖는 버스트를 이용하여 동일한 시간에서의 MCBCS 컨텐츠 송신시, 상기 MCBCS 컨텐츠가 송신되는 시간은 다른 프레임 넘버를 가질 수도 있다. 또한, 소정 BS가 MCBCS 컨텐츠 송신을 실패할 경우, 상기 송 신이 실패된 MCBCS 컨텐츠는 폐기된다.
아울러, 도 1에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 와이맥스 시스템은, 구체적으로 도시하지 않았으나, ASN GW(120)에 MCBCS 서버(130)로부터 상기 RTP 패킷과 RTCP 패킷을 수신하는 네트워크 인터페이스 모듈과, 상기 RTP 패킷의 RTP 타임스탬프 및 RTCP 패킷의 RTP 타임스탬프와 NTP 타임스탬프를 이용하여 네트워크 시간을 산출하고, 상기 네트워크 시간을 이용하여 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하는 프록시 모듈(124), 및 GRE 시퀀스 필드와 MCBCS 컨텐츠가 포함된 GRE 패킷을 생성하여 BS들(112,114)로 송신하는 BS 인터페이스 모듈이 포함되며, 상기 프록시 모듈(124)에 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드 및 GRE 패킷을 생성하는 GRE 생성기를 포함한다. 그리고, 상기 와이맥스 시스템은 BS들(112,114)에 상기 ASN GW(120)로부터 GRE 패킷을 수신하는 인터페이스 모듈과, 상기 GRE 패킷을 복호하는 복호 모듈이 포함된 프로세서와, MCBCS 컨텐츠 송신을 위한 프레임을 생성하는 프레임 생성기, 및 상기 프레임을 통해 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 송신 모듈을 포함한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템의 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 절차를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서는, 와이맥스 시스템이 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 MCBCS 컨텐츠의 송신을 동기화하고, 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 동기화를 위해 RTP와 RCTP를 이용하며, IEEE 802.16 시스템의 통신 정책에 상응하여 ASN에서의 동기는 획득한 상태이고, MS(102)가 매크로 다이버시티 이득을 얻기 위해 무선 자원에서의 MCBCS 컨텐츠 송신 동기, 다시 말해 BS들과 MS간의 MCBCS 컨텐츠의 송신 동기화를 중심으로 설명된다. 그리고, 상기 와이맥스 시스템의 BS들(112,114)은 GPS로부터 제공된 시간 정보에 의해 시간 동기화된 상태임으로, MCBCS 컨텐츠 송신을 위한 기준 시간으로 네트워크 시간이 BS들(112,114)로 제공될 경우 MBS zone 내 BS들(112,114)의 MCBCS 컨텐츠의 송신을 동기화할 수 있다. 여기서, 상기 와이맥스 시스템은, GPS를 상기 NTP를 위한 외부 시간 소스(external time source)로 이용하며, RTCP 패킷에 대한 RTCP 메시지는, 세션 대역폭(session bandwidth)의 소정 대역폭을 통해 제어 메시지의 송신을 이루기 위해 설정된 주기로 송신되고, 상기 RTCP 전송 간격(RTCP transmission interval)은 기 설정된 소정의 방식으로 산출된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템의 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 신호 송수신 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 와이맥스 시스템은, 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위해 ASN의 세션을 시작하여 MBS zone의 MS(102)으로 MCBCS를 제공하기 위한 서비스 플로우 생성(Service flow creation) 절차를 수행한다(S202단계). 그리고, MCBCS 서버(130)는, MCBCS를 위해 컨텐츠 제공자(160)가 생성한 MS(102)의 MCBCS 컨텐츠를 컨텐츠 서버(132)가 수신하여 상기 MS(102)에 대한 MCBCS 컨텐츠를 확인하고, 상기 확인에 상응하여 매크로 다이버시티를 위한 RTP 패킷과 RTCP 패킷을 생성한다(S204단계).
여기서, 상기 RTP 패킷은 상기 MS(102)의 MCBCS 컨텐츠를 포함하고, 상기 RTP 패킷의 헤더는 RTP 타임스탬프를 포함하고, 상기 RTP 타임스탬프는 랜덤값(random value)에 의해 초기화되고 샘플링 인스턴트(sampling instant)에 의해 증가된다. 상기 샘플링 인스턴트는 MCBCS 컨텐츠의 패킹시 패킹 인터벌과 샘플링 레이트(sampling rate)에 의해 결정되는 값으로 임의 크기의 샘플링된 데이터를 소정 단위로 패킹하여 송신할 경우 각 패킷의 송신시마다 증가하는 타임스탬프 값을 의미한다.
또한, 상기 RTCP 패킷은, 상기 RTP 패킷에 대한 정보가 포함된 송신자 보고(sender report)를 포함하여 앞서 설명한 바와 같이 패킹 인터벌에서 송신된다. 그리고, 상기 송신자 보고가 포함된 RTCP 패킷의 헤더는, NTP 타임스탬프와 RTP 타임스탬프를 포함하며, 상기 NTP 타임스탬프는 64비트를 가질 수 있고, 상기 RTP 타임스탬프는 32비트를 가질 수 있다. 여기서, 상기 NTP 타임 스탬프는 상기 RTP 타임스탬프의 네트워크 시간에 해당하는 값을 가진다.
그런 다음, 상기 MCBCS 서버(130)는 상기 RTP 패킷과 RTCP 패킷을 상기 ASN GW(120)로 송신한다(S206단계). 이때, 상기 RTP 패킷과 RTCP 패킷은 동일한 전송 간격(same transmission interval)이 서로 다르며, 상기 RTP 패킷은 제1전송 간격의 RTP 타임스탬프와 MCBCS 컨텐츠가 포함되어 송신되고, 상기 RTCP 패킷은 상기 제1전송 간격보다 큰 제2전송 간격의 RTP 타임 스탬프와 NTP 타임스탬프가 포함되어 송신된다.
다음으로, 상기 ASN GW(120)는 상기 MCBCS 서버(130)로부터 상기 RTP 패킷과 RTCP 패킷을 수신하여 MCBCS 컨텐츠를 수신하고, 상기 수신한 RTP 패킷과 RTCP 패 킷을 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠에 대한 네트워크 시간을 산출한다(S208단계). 상기 RTP 패킷은, 전술한 바와 같이 헤더에 RTP 타임스탬프를 포함하며, 상기 MCBCS 컨텐츠, 예컨대 MCBCS 컨텐츠의 샘플을 포함한다. 그리고, 상기 RTCP 패킷은, 전술한 바와 같이 헤더에 RTP 타임스탬프와 NTP 타임스탬프를 포함한다.
그리고, 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은, 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프와 NTP 타임스탬프, 및 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠, 다시 말해 상기 RTP 타임스탬프에 대한 네트워크 시간을 산출한다. 여기서, 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 NTP 타임스탬프는 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프에 대한 네트워크 시간이 되며, 상기 프록시 모듈(124)은 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프와 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 NTP 타임스탬프, 즉 네트워크 시간을 이용하여 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프에 대한 네트워크 시간을 산출한다.
예를 들어 보다 구체적으로 설명하면, 상기 RTP 패킷과 상기 RTCP 패킷은 서로 다른 전송 간격으로 송신, 다시 말해 상기 RTCP 패킷은, 상기 RTP 패킷에 대한 샘플링 레이트에 상응하여 상기 RTP 패킷의 전송 간격보다 더 큰 전송 간격으로 송신된다. 그에 따라, 상기 ASN GW(120)는, 특정 시점에서 RTP 패킷과 RTCP 패킷을 동시에 수신하고, 상기 특정 시점부터 다음 RTCP 패킷을 수신할 때까지 하나 이상의 RTP 패킷을 수신한다.
그리고, 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프가 1234이고 NTP 타 임스탬프가 abcd일 경우 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은, 상기 RTCP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프의 네트워크 시간을 확인, 다시 말해 MCBCS 컨텐츠의 1234번 샘플에 대한 네트워크 시간이 abcd임을 확인한다. 또한, 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프가 1234일 경우 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은, 상기 RTP 패킷에 포함된 MCBCS 컨텐츠의 RTP 타임스탬프를 확인, 다시 말해 상기 RTP 패킷에 포함된 MCBCS 컨텐츠의 샘플이 1234번임을 확인한다.
아울러, 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은, 상기 RTCP 패킷의 헤더 및 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프와, 상기 RTCP 패킷의 해더에 포함된 RTP 타임스탬프에 대한 네트워크 시간을 이용하여 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 RTP 타임스탬프에 대한 네트워크 시간을 산출, 다시 말해 상기 RTP 패킷의 헤더에 포함된 1234의 타임스탬프에 대한 네트워크 시간이 abcd임을 산출한다. 그에 따라, 상기 ASN GW(120)의 프록시 모듈(124)은 상기 RTP 패킷에 포함된 MCBCS 컨텐츠에 대한 네트워크 시간을 산출, 다시 말해 상기 RTP 패킷에 포함된 MCBCS 컨텐츠의 샘플 1234번의 네트워크 시간이 abcd임을 산출한다.
그런 다음, 상기 ASN GW(120)은 상기 산출한 MCBCS 컨텐츠의 네트워크 시간에 처리 시간(processing time)과 송신 소요 시간을 추가하여 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하고, 상기 송신 요구 시점을 GRE 시퀀스 넘버 필드에 삽입하여 GRE 패킷을 생성한다(S210단계). 여기서, 상기 GRE 패킷은 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점이 포함된 GRE 시퀀스 넘버 필드와 상기 MCBCS 컨텐츠를 포함한다.
그리고, 상기 송신 소요 시간은, MCBCS 서버(130)에서 상기 ASN GW(120)까지 RTP/RTCP 패킷이 송신되는데 소요되는 시간과 상기 ASN GW(120)에서 BS들(112,114)까지 GRE 패킷이 송신되는데 소요되는 시간을 의미하며, 상기 ASN GW(120)에서 BS들(112,114)까지 및 상기 MCBCS 서버(130)에서 상기 ASN GW(120)까지의 최대 송신 시간과 송신 지연에 상응한 오프셋에 의해 결정된다. 또한, 상기 처리 시간은, MCBCS 서버(130)로부터 수신한 RTP/RTCP 패킷을 ASN GW(120)가 처리하는데 소요되는 시간과 상기 ASN GW(120)로부터 수신한 GRE 패킷을 각 BS들(112,114)이 처리하는데 소요되는 시간을 의미하며, 상기 ASN GW(120)가 RTP/RTCP 패킷을 수신하여 GRE 패킷을 BS들(112,114)로 송신하기까지 소요되는 시간 및 각 BS들(112,114)이 GRE 패킷을 MBS zone으로 송신하는 MCBCS 컨텐츠로 처리하는데 소요되는 시간의 평균 값에 의해 결정된다.
그런 다음, 상기 ASN GW(120)은 MBS zone 내 다수의 BS들, 즉 BS1(112) 및 BS2(114)로 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 GRE 패킷을 송신한다(S211 및 S214단계). 여기서, 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드와 MCBCS 컨텐츠를 포함한 GRE 패킷은 상기 ASN GW(120)와 BS들(112,114) 간의 GRE 터널링(tunneling)을 통해 송신된다. 여기서, 상기 GRE 터널링은 상기 DPF 모듈(122)의 터널링 지원에 의해 S202단계에서 형성된다.
다음으로, 상기 BS들(112,114)은 GRE 패킷을 수신하여 상기 GRE 패킷을 복호, MCBCS 컨텐츠와 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 송신 요구 시점을 복호하고, 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 MCBCS 데이터의 송신 요구 시점을 확인하여 상기 송신 요구 시점에서 MCBCS 컨테츠를 동시에 송신하도록 MCBCS 컨텐츠 송신의 동기를 획득한다(S216단계). 여기서, 상기 BS들(112,114)은 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드를 복호하여 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 송신 요구 시점을 확인하여 MCBCS 컨텐츠를 MS(102)로 송신할 시점을 획득한다. 그리고, 상기 BS들(112,114)은, 사전 구성 정보로 RTP 패킷 및 RTCP 패킷의 송수신 이전에 획득한 구성 정보를 이용하여 상기 송신 요구 시점에서 동일한 버스트 구성을 갖는 프레임을 생성한다. 즉, 상기 BS들(112,114)은 상기 송신 요구 시점에서 송신하는 MCBCS 컨텐츠의 버스트가 동일한 위치 및 사이즈를 갖도록 프레임을 생성한다.
그런 다음, 상기 BS들(112,114)은 상기 구성 정보에 상응하여 동일한 버스트 구성을 갖도록 생성된 프레임, 다시 말해 프레임 내에 동일한 위치 및 사이즈로 생성된 MCBCS 데이터의 버스트를 통해 상기 송신 요구 시점에서 MCBCS 컨텐츠를 MS(102)로 송신한다(S218 및 S220). 그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 와이맥스 시스템에서 MS(102)는 MCBCS를 제공받으며, 이때 매크로 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 와이맥스 시스템의 매크로 다이버시티와 MCBCS를 위한 신호 송수신 흐름을 개략적으로 도시한 도면.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service)를 위한 서비스 제공 방법에 있어서,
    MCBCS 서버로부터 제1전송 간격의 제1RTP(Real-time Transport Protocol) 타임스탬프(timestamp)와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 RTP 패킷을 수신하는 단계;
    상기 MCBCS 서버로부터 제2전송 간격의 제2RTP 타임스탬프와 상기 제2RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 포함하는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 패킷을 수신하는 단계;
    상기 제1 및 제2RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 네트워크 시간 정보를 이용하여 상기 제1RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 산출하고, 상기 산출한 네트워크 시간 정보와, 적어도 처리 시간 및 송신 소요 시간 중 하나를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 송신 요구 시점을 서비스 영역 내의 기지국들에게 알리는 단계를 포함하는 서비스 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2전송 간격은 상기 제1전송 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 처리 시간은 접속 서비스 네트워크 게이트웨이에서의 패킷 처리 시간, 및 상기 기지국들에서의 패킷 처리 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신 소요 시간은 상기 기지국들과 접속 서비스 네트워크 게이트웨이 간의 패킷 송신 소요 시간, 및 상기 접속 서비스 네트워크 게이트웨이와 서비스 서버간의 패킷 송신 소요 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 시간 정보는 NTP(Network Time Protocol) 타임스탬프인 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 시간 정보는 네트워크에서 사용되는 기준 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기지국들로 알리는 단계는, GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널링(tunneling)을 통해 상기 송신 요구 시점과 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신 요구 시점은 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함되어 송신되는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service)를 위한 서비스 제공 방법에 있어서,
    접속 서비스 네트워크 게이트웨이로부터 MCBCS 컨텐츠 및 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드를 포함한 GRE 패킷을 수신하는 단계;
    상기 GRE 패킷을 복호하여 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 확인하는 단계; 및
    상기 송신 요구 시점에서 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 단계를 포함하는 서비스 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 단계는 상기 송신 요구 시점에서 동일한 버스 트 구성을 갖는 전송 프레임들을 통해 상기 MCBCS 컨텐츠를 서비스 영역으로 송신하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 MCBCS 컨텐츠는 상기 전송 프레임들 내에 동일한 위치 및 사이즈를 갖는 버스트에 포함되어 송신되는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service)를 위한 서비스 제공 시스템에 있어서,
    MCBCS 서버로부터 제1전송 간격의 제1RTP(Real-time Transport Protocol) 타임스탬프(timestamp)와 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 RTP 패킷과 제2전송 간격의 제2RTP 타임스탬프와 상기 제2RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 포함하는 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 패킷을 수신하는 네트워크 인터페이스 모듈;
    상기 제1 및 제2RTP 타임스탬프 간의 차이와 상기 네트워크 시간 정보를 이용하여 상기 제1RTP 타임스탬프의 네트워크 시간 정보를 산출하고, 상기 산출한 네트워크 시간 정보와 적어도 처리 시간 및 송신 소요 시간 중 하나를 이용하여 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 산출하는 프록시 모듈; 및
    상기 송신 요구 시점과 상기 MCBCS 컨텐츠를 기지국들로 송신하는 기지국 인 터페이스 모듈을 포함하는 서비스 제공 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프록시 모듈은 상기 송신 요구 시점을 포함하는 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드를 생성하고, 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드 및 상기 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 GRE 패킷을 생성하는 GRE 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기지국 인터페이스 모듈은 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널링(tunneling)을 통해 상기 송신 요구 시점과 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 처리 시간은 접속 서비스 네트워크 게이트웨이에서의 패킷 처리 시간, 및 상기 기지국들에서의 패킷 처리 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 송신 소요 시간은 상기 기지국들과 상기 기지국 인터페이스 모듈 간의 패킷 송신 소요 시간, 및 상기 MCBCS 서버와 상기 네트워크 인터페이스 모듈간의 패킷 송신 소요 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  17. 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro diversity)와 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스(MCBCS: MultiCast and BroadCast Service)를 위한 서비스 제공 시스템에 있어서,
    접속 서비스 네트워크 게이트웨이로부터 MCBCS 컨텐츠 및 GRE(Generic Routing Encapsulation) 시퀀스 넘버 필드를 포함한 GRE 패킷을 수신하는 인터페이스 모듈;
    상기 GRE 패킷을 복호하여 상기 GRE 시퀀스 넘버 필드에 포함된 상기 MCBCS 컨텐츠의 송신 요구 시점을 확인하는 GRE 복호 모듈을 포함하는 프로세서; 및
    상기 송신 요구 시점에서 상기 MCBCS 컨텐츠를 포함하는 전송 프레임을 송신하는 송신 모듈을 포함하는 서비스 제공 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전송 프레임을 생성하는 프레임 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프레임 생성기는 상기 송신 요구 시점에서 상기 MCBCS 컨텐츠를 송신하 는 기지국들의 전송 프레임들이 동일한 버스트 구성을 갖도록 상기 전송 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 MCBCS 컨텐츠는 상기 전송 프레임들 내에 동일한 위치 및 사이즈를 갖는 버스트에 포함되어 송신되는 것을 특징으로 하는 서비스 제공 시스템.
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