KR101182367B1 - 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정에 관한 것으로, 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정 방법에 있어서, 송신노드가 수신노드로 데이터를 전송하는 과정과, 상기 데이터를 수신한 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정하는 과정과, 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정한 후, 이전 주기의 데이터 전송율과 비교하는 과정과, 상기 이전 주기의 데이터 전송율과 현재 주기의 데이터 전송율이 같을 경우, 상기 수신노드가 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은지 검사하는 과정과, 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은 경우, 상기 수신노드는 상위의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 과정을 포함하는 것으로 임계값과 상관없이 실제 데이터 전송율에 의하여 직접적으로 채널상태를 변경하므로 채널설정을 상황에 따라 신속하게 변경할 수 있다. 따라서, 역방향의 경우, 무선망제어기가 효율적으로 부하제어를 할 수 있으며, 순방향의 경우 효율적인 유무선 관리가 가능하다.

이동통신 단말기, WCDMA(Wide Code Division Multiple Access), RRC(Radio Resource Control), RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control), 트래픽, 버퍼.

Description

이동통신 시스템에서 채널전송량 설정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL TRANSMISSION VOLUME IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 비동기식 이동통신 시스템을 도시한 도면,

도 2는 일반적인 비동기식 이동통신 시스템의 프로토콜 스택구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 이동통신 시스템 무선연결제어계층에서의 채널 전송량 설정과정을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 이동통신 시스템 무선연결제어계층에서의 채널 전송량 설정 방식의 성능을 기존의 방식과 비교한 그래프.

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로 특히, 비동기식 이동통신 시스템의 무선망 제어기(RNC, Radio Network Controller)의 무선연결제어계층과 이동통신 단말기(UE, User Equipment)의 무선연결제어계층 사이의 전송량 설정 장치 및 방법 에 관한 것이다.

현재까지 보급되었던 동기식 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 기반의 서비스 외에, 비동기식 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access)기반 서비스도 시험 서비스와 상용 서비스가 제공되는 단계에 있다.

도 1은 일반적인 비동기식 이동통신 시스템을 도시한 것이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 일반적인 비동기식 이동통신 시스템은 코어 네트워크(Core Network)(140)와 무선네트워크(RNS : Radio Network System)(160)를 포함하며, 상기 RNS(160)는 무선망제어기(RNC: Radio Network System)(130)와 기지국(nodeB)(120)을 포함한다.

Iu는 상기 코어 네트워크(140)와 무선망제어기(130) 사이의 인터페이스(Interface)이고, Iub는 상기 무선망제어기(130)와 기지국(120) 사이의 인터페이스이며, Iur은 상기 무선망제어기(130) 사이의 인터페이스이다.

상기 기지국(Node B)(120)은 상기 무선망 제어기(130)에 의해서 관리되며 상향링크로는 송신 측인 이동통신 단말기(110)의 물리계층에서 보내는 정보를 수신하고, 하향링크로는 상기 무선망 제어기(130)가 전송하는 데이터를 수신 측인 상기 이동통신 단말기(110)로 송신한다. 상기 무선망 제어기(130)는 무선자원의 할당 및 관리를 담당한다.

도 2는 일반적인 비동기식 이동통신 시스템의 프로토콜 스택구조를 도시한 것이다.

상기 도 2를 참조하면, 무선망제어기(130)와 이동통신 단말기(110)는 각각의 무선자원제어계층(RRC : Radio Resource Control)계층(210, 220), 무선연결제어계층(RLC: Radio Resource Control)(230, 240), 매체접근제어계층(MAC: Medium Access Control)(250, 260), 물리계층(L1)(270, 280)을 이용하여 통신을 수행한다.

상기 물리계층(L1)(270, 280)은 1계층의 통신 프로토콜로 통신매체에 대해 전기적, 기계적인 인터페이스에 해당하며, 접속통신 및 접속해제를 위한 과정을 포함한 데이터를 상기 이동통신 시스템의 장비들이 통신할 수 있는 신호로 변환하는 역할을 수행한다.

상기 매체접근제어계층(250, 260)과 무선연결제어계층(230, 240)은 2계층의 통신 프로토콜로 논리적인 접속과 연결제어 및 오류제어를 수행한다. 상기 무선연결제어계층(230, 240)은 원할한 데이터 송수신을 위해 버퍼(Buffer)를 사용한다.

상기 무선자원제어계층(210, 220)은 3계층의 통신 프로토콜로 제어메시지를 교환하여 상기 물리계층(L1)(270, 280)과 매체접근제어계층(250, 260) 및 무선연결제어계층(230, 240)에 대한 설정 및 제어를 담당한다.

현재 비동기식 이동통신 시스템에서는 역방향의 경우, 이동통신 단말기의 무선연결제어계층 버퍼의 상태를 기반으로 트래픽(Traffic)양을 측정하여 적절한 채널을 상황에 맞게 설정하는 방법이 표준규격인 "3GPP TS25.331"에 명시되어 있다.

상기 트래픽 양 측정의 목적은 무선망제어기에서 데이터 트래픽 양 측정정보 를 이용한 부하제어를 함으로써 제공가능한 적정한 트래픽을 수용하기 위한 것이다. 순방향의 경우, 상기 표준규격에는 측정방법이 명시되어 있지 않다.

상기 표준 규격에 명시된 트래픽 양 측정 측정방법은, 역방향의 경우, 트래픽의 변화와 무선상황의 변화에 따라 상기 이동통신 단말기의 무선연결제어계층 버퍼에 변동적으로 누적되는 데이터의 양과, 일정 임계값을 기준으로 하기 <표 1>과 같이 측정한다. 상기 버퍼의 현재상태는 일정시간(holding time)동안 관찰한 통계데이터를 기반하여 측정한다.

버퍼상태	트래픽 상태	대응동작
현 버퍼 상태 > th_high (상위 임계값)	트래픽 증가	상위의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이
th_low(하위 임계값) < 현 버퍼 상태 < th_high	트래픽 일정	기존 채널 유지
현 버퍼 상태 < th_low	트래픽 감소	하위의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이

상기 <표 1> 측정방식에서 임계값은 상수인 고정 임계값을 사용한다. 상기 임계값을 낮게 설정할 경우에는 버퍼효율성에 문제가 발생할 수 있으며, 높게 설정할 경우에는 측정소요시간이 증가한다.

기존의 방식은 무선연결제어계층 버퍼의 데이터 양을 기반으로 하여 간접적으로 트래픽양을 측정하기 때문에, 측정결과의 정확도가 낮고 신속한 채널변경이 어려운 문제점이 있다. 상기의 낮은 정확성은 무선망제어기에서 부하제어에 대한 오류발생 가능성을 높일 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 트래픽 상황에 따라 채널 상태를 변경하는 이동통신 시스템에서의 채널전송량 설정장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정 방법에 있어서, 송신노드가 수신노드로 데이터를 전송하는 과정과, 상기 데이터를 수신한 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정하는 과정과, 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정한 후, 이전 주기의 데이터 전송율과 비교하는 과정과, 상기 이전 주기의 데이터 전송율과 현재 주기의 데이터 전송율이 같을 경우, 상기 수신노드가 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은지 검사하는 과정과, 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은 경우, 상기 수신노드는 상위의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정장치에 있어서, 현재 송수신되는 데이터의 현재 전송율과 버퍼상태를 기반으로 채널전송량을 결정하는 신호메시지를 생성하여 송신노드로 전송하는 수신노드와, 상기 신호메시지를 수신하여 전송율을 조절하는 상기 송신노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 이동통신 시스템 무선연결제어계층에서의 채널 전송량 설정과정을 도시한 것이다.

상기 도 3을 참조하면, 상위 임계값(th_high)은 상위 데이터 전송율을 지원하는 채널로 변경하기 위한 임계값으로써 상수값으로 설정된다. 하위 임계값(th_low)은 하위 데이터 전송율을 지원하는 채널로 변경하기 위한 임계값으로써 상수값으로 설정된다. 대기시간(Holding Time)은 데이터 전송률 통계수집을 위한 단위시간, 즉 주기이며, 채널상태를 변경하는 최소의 단위이다. rate(t)는 현재 주기에서의 평균 데이터 전송율을 나타낸다.

초기의 경우에는 이동통신 단말기와 무선망 제어기는 협의된 데이터 전송율을 지원하는 채널을 사용한다.

상기 전송률 측정은 상기 대기시간을 주기로 수행되며, 채널은 측정된 데이터 전송률을 지원하는 근접한 채널로 천이된다. 본 발명의 방식은 기존방식과 달리 버퍼의 데이터 양이 하위 임계값보다 낮아지는 경우의 채널변경은 버퍼상태에 독립적이며, 단지 데이터 전송률 변경에만 의존한다. 또한, 상기 데이터 전송율의 변화가 없는 경우에도, 버퍼의 데이터 양이 상위 임계값보다 큰 경우, 채널을 상위 데이터 전송율을 지원하는 채널로 변경하여 상기 버퍼에서 데이터손실 발생 가능성을 미리 방지한다.

본 발명은 상기 도 3의 실시 예를 역방향을 기준으로 설명하나. 순방향에도 동일하게 적용할 수 있다.

상기 이동통신 단말기는 310단계에서 대기시간 동안 무선연결제어계층 버퍼의 상태와 데이터 전송율을 측정한다.

이후, 315단계로 진행하여 이전주기의 데이터 전송율(rate(t-1))이 현재 주기의 데이터 전송율(rate(t))과 같은지 검사한다.

만약, 상기 315단계에서 이전주기의 데이터 전송율이 현재 주기의 데이터 전송율과 같은 경우, 325단계로 진행하여 상기 무선연결제어계층 버퍼의 데이터 양이 상위 임계값보다 크거나 같은지 검사한다.

만약, 상기 325단계에서 상기 무선연결제어계층 버퍼의 데이터 양이 상위 임계값보다 크거나 같은 경우, 330단계로 진행하여 현재 채널을 상위 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성한다.

이후, 340단계로 진행하여 상기 330단계에서 생성한 신호메시지를 전송한다.

상기 도 3은 역방향에 대해 설명하고 있으므로 상기 이동통신 단말기는 상기 330단계의 신호메시지를 무선망제어기로 전송한다.

만약, 상기 325단계에서 상기 무선연결제어계층 버퍼의 상태가 상위 임계값보다 작은 경우, 335단계로 진행하여 현재 채널을 유지하는 신호메시지를 생성한다.

이후, 340단계로 진행하여 상기 335단계에서 생성한 신호메시지를 전송한다.

상기 도 3은 역방향에 대해 설명하고 있으므로 상기 이동통신 단말기는 상기 335단계의 신호메시지를 상기 무선망제어기로 전송한다.

만약, 상기 315단계에서 이전주기의 데이터 전송율이 현재 주기의 데이터 전송율과 다른 경우, 320단계로 진행하여 현재의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성한다.

이후, 340단계로 진행하여 상기 320단계에서 생성한 신호메시지를 전송한다.

상기 도 3은 역방향에 대해 설명하고 있으므로 상기 이동통신 단말기는 상기 320단계의 신호메시지를 데이터 무선망제어기로 전송한다.

이후, 본 발명에 따른 알고리듬을 종료한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 이동통신 시스템 무선연결제어계층에서의 채널 전송량 설정 방식의 성능을 기존의 방식과 비교한 그래프이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 데이터 전송율 기반의 설정방식이 기존의 임계값 기반의 설정방식보다 우수함을 알 수 있다. 즉 입력되는 데이터 전송율에 더 근접함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 임계값과 상관없이 실제 데이터 전송율에 의하여 직접적으로 채널상태를 변경하므로 채널설정을 상황에 따라 신속하게 변경할 수 있다.

따라서, 역방향의 경우, 무선망제어기가 효율적으로 부하제어를 할 수 있으며, 순방향의 경우 효율적인 유무선 관리가 가능하다.

Claims (9)

1. 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정 방법에 있어서,

   송신노드가 수신노드로 데이터를 전송하는 과정과,

   상기 데이터를 수신한 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정하는 과정과,

   상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 측정한 후, 이전 주기의 데이터 전송율과 비교하는 과정과,

   상기 이전 주기의 데이터 전송율과 현재 주기의 데이터 전송율이 같을 경우, 상기 수신노드가 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은지 검사하는 과정과,

   상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 크거나 같은 경우, 상기 수신노드는 상위의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 신호메시지 생성한 후, 상기 수신노드가 상기 신호메시지를 상기 송신노드로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수신노드가 전송한 신호메시지를 수신한 상기 송신노드는 상기 신호메시지에 설정된 내용에 따라 데이터 전송율을 재설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 이전 주기의 데이터 전송율과 현재 주기의 데이터 전송율이 다를 경우, 상기 수신노드가 현재 주기의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터의 양이 상위 임계값보다 작은 경우, 상기 수신노드가 현재 채널을 유지하는 신호메시지를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 이동통신 시스템에서 채널전송량 설정장치에 있어서,

   현재 송수신되는 데이터의 현재 전송율과 버퍼상태를 기반으로 채널전송량을 결정하는 신호메시지를 생성하여 송신노드로 전송하는 수신노드와,

   상기 신호메시지를 수신하여 전송율을 조절하는 상기 송신노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 수신노드는 측정한 현재 주기의 데이터 전송율이 이전 주기의 데이터 전송율과 같은 경우, 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터가 상위 임계값보다 크거나 같다면 상위 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 수신노드는 측정한 현재 주기의 데이터 전송율이 이전 주기의 데이터 전송율과 같은 경우, 상기 수신노드의 버퍼에 있는 데이터가 상위 임계값보다 작다면 현재 채널을 유지하는 신호메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 수신노드는 측정한 현재 주기의 데이터 전송율이 이전 주기의 데이터 전송율과 다른 경우, 현재 주기의 데이터 전송율을 지원하는 채널로 천이하는 신호메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.

Images