KR101333623B1 - 광대역 무선접속 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트서비스를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선접속 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트서비스를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 MBS트래픽을 패킷화하기 위한 방법에 있어서, MBS트래픽 전송률 및 무선구간 정보를 이용해서 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정하는 과정과, 상기 MBS트래픽을 상기 결정된 패킷 크기에 따라서 분할하는 과정과, 상기 분할된 세그먼트들 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 부가하여 맞춤 MBS패킷을 생성하는 과정과, 상기 생성된 맞춤 MBS패킷들을 상기 결정된 패킷 주기를 고려하여 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
방송 서비스, MBS, 광대역 무선접속, 시간 동기

Description

광대역 무선접속 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MULTICAST AND BROADCAST SERVICE IN BROADBAND WIRELESS ACCESS SYSTEM}
도 1은 MBS에 따른 싱글-기지국 접속 방식을 도시하는 도면.
도 2는 MBS에 따른 다중-기지국 접속 방식을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MBS를 제공하기 위한 네트워크 구조를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷화(packetization)를 수행하는 상위 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 상세 구성을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 패킷화(packetization)를 수행하는 상위 시스템의 동작 절차를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS : Multicast and Broadcast Service)를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 동일한 방송 존(zone)에 존재하는 다수의 기지국들 간의 시간 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선접속 시스템에 도입되었다.
상기 광대역 무선접속 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선접속 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz 및 60GHz 등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 인터넷 망, IMT2000망, ATM(Asynchronous Transfer Mode)망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있는 무선통신시스템이다. 상기 광대역 무선접속 시스템은 터미널의 이동성(고정 또는 이동), 통신 환경(실내 또는 실외) 및 채널 전송률에 따라 광대역 무선 가입자 망, 광대역 이동 액세스 망 및 고속 무선 LAN(Local Area Network)으로 분류할 수 있다.
상기 광대역 무선접속 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.
IEEE 802.16 표준은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자들이 채널(또는 자원)을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 또한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)이 보장되어 사용자는 서비스의 특성에 따라 서로 다른 품질의 서비스를 제공받을 수 있다.
상기 IEEE 802.16 시스템은 다수의 이동 단말들에게 멀티캐스트 및 브로드캐스트를 제공할 수 있는 MBS(Multicast and Broadcast Service) 서비스 규격이 존재한다. 상기 MBS 규격에서는 서로 다른 CID(Connection IDentifier) 또는 서로 다른 SA(Security Association)를 통해 같은 멀티캐스트, 브로드캐스트 서비스 지역을 구분할 수 있다. 즉, MBS존(MBS_ZONE)은 CID와 SA를 통해 브로드캐스트, 멀티캐스트 서비스 플로우가 유효한 지역이라는 것을 가리키는데 사용된다. 기지국은 DCD(Downlink Channel Descriptor) 메시지를 통해 MBS_ZONE 정보를 방송한다. 즉, MBS_ZONE은 컨텐츠를 전송하기 위해 같은 CID와 SA를 사용하는 기지국 그룹이라 할 수 있다.
이러한 MBS 서비스는 이동 단말의 서비스 접속 방법에 따라 싱글-기지국 접속(single-BS access), 다중-기지국 접속(multi-BS access) 두 가지로 구분된다. 상기 싱글-기지국 접속 방식은 이동 단말이 자신이 등록된 하나의 기지국으로부터 MBS 서비스를 받은 방식이고, 상기 다중-기지국 접속 방식은 이동 단말이 2개 이상의 기지국들로부터 동시에 MBS 서비스를 받는 방식이다. 도 1은 싱글-기지국 접속 방식을 나타낸 도면이고, 도 2는 다중-기지국 접속 방식을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다중-기지국 접속 방식은 이동 단말이 현재 서비스 중인 셀과 인접 셀이 중복되는 위치에 있을 때, 인접 셀의 신호가 간섭에 의한 잡음(noise)이 아니라 RF(Radio Frequency) 컴바이닝(combining)에 의한 신호 이득으로 작용한다. 이것이 매크로 다이버시티(Macro Diversity) 효과이다. 그러나, 이러한 매크로 다이버시티 효과를 얻기 위해서는 서비스 중인 기지국과 인접 셀의 기지국이 보내는 신호가 동일해야 한다. 따라서, MBS를 제공하기 위해서는 MBS_ZONE 내의 모든 기지국들이 같은 시점에 같은 신호를 전송해야 한다.
이와 같이, MBS를 제공하는 경우, 동일 방송 존(MBS_ZONE)에 존재하는 모든 기지국들이 동일한 시점에 동일한 신호를 전송할 수 있도록 하는 시간 동기화 방안이 필요하다.
일반적으로, 기지국은 망으로부터 수신된 서비스 데이터 유닛(예 : IP패킷)을 분할(fragmentation) 또는 패킹(packing)하여 MAC(Media Access Control)계층 PDU(Packet Data Unit)을 생성하고, 상기 생성된 MAC PDU들을 수집하여 물리계층 버스트를 생성하며, 상기 물리계층 버스트를 정해진 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨로 인코딩하여 송신한다. 이와 같이, 기지국에서 분할 및 패킹 동작이 발생하는 이유는, 망으로부터 수신되는 패킷(IP패킷) 크기가 가변적이기 때문이다. MBS의 경우도, 콘텐트 서버(또는 MBS 제어기)로부터 수신되는 패킷의 크기(size) 및 전송 주기(interval)가 가변적이기 때문에, 기지국은 수신된 패킷에 대하여 필요한 분할 또는 패킹을 수행해야 한다.
그런데, 이와 같이 동일 방송 존에 속하는 기지국들이 망으로부터 수신된 MBS 패킷을 동기화를 고려하지 않고 개별적으로 분할 또는 패킹할 경우, 동일한 컨텐트에 대하여 서로 다른 크기의 MAC PDU를 생성할 수 있으며, 이럴 경우 해당 컨텐트를 정확한 동기화 시점에 전송할 수 없는 문제가 발생한다.
다시 말해, MBS 서비스에 대한 매크로 다이버시티 효과를 얻기 위해서는 기지국에서 서비스 데이터 유닛(IP 패킷)에 대한 분할 또는 패킷 동작이 발생하지 않아야 한다. 한편, 기지국에서 분할 또는 패킹 동작이 발생하지 않으려면 망으로부터 수신된 패킷이 MAC PDU 내에 수용되어야 하나, 현재까지는 이러한 기준에 대해 제안된 바가 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 동일 방송 존에 존재하는 모든 기지국들이 동일한 시점에 동일한 신호를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 망으로부터 수신된 MBS 패킷을 기지국에서 패킷화(packetization)하지 않고 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 무선구간에 맞는 MBS 패킷을 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선접속 통신시스템에서 무선구간 스케줄링 정보에 따라 MBS패킷의 크기(size) 및 주기(interval)를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 MBS트래픽을 패킷화하기 위한 장치에 있어서, MBS트래픽 전송률 및 무선구간 정보를 이용해서 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정하는 제어부와, 상기 MBS트래픽을 상기 결정된 패킷 크기에 따라서 분할하는 분할부와, 상기 분할부로부터의 세그먼트들 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 부가하여 맞춤 MBS패킷을 생성하는 헤더생성부와, 상기 헤더생성부로부터의 맞춤 MBS패킷들을 상기 결정된 패킷 주기를 고려하여 기지국으로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 무선구간에 맞게 패킷화된 맞춤 MBS패킷들을 수신하여 저장하며, 미리 정해진 패킷 주기로 상기 맞춤 MBS패킷들을 순차로 출력하는 저장부와, 상기 저장부로부터의 맞춤 MBS패킷에 MAC헤더를 부가하여 MAC PDU를 생성하는 생성부와, 상기 생성부로부터의 MAC PDU를 정해진 MCS레벨 에 따라 부호 및 변조하는 부호화기와, 상기 부호화기로부터의 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 MBS트래픽을 패킷화하기 위한 방법에 있어서, MBS트래픽 전송률 및 무선구간 정보를 이용해서 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정하는 과정과, 상기 MBS트래픽을 상기 결정된 패킷 크기에 따라서 분할하는 과정과, 상기 분할된 세그먼트들 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 부가하여 맞춤 MBS패킷을 생성하는 과정과, 상기 생성된 맞춤 MBS패킷들을 상기 결정된 패킷 주기를 고려하여 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서, 무선구간에 맞게 패킷화된 맞춤 MBS패킷들을 수신하여 버퍼에 저장하는 과정과, 상기 미리 정해진 패킷 주기로 상기 맞춤 MBS패킷들을 상기 버퍼로부터 순차로 출력하는 과정과, 상기 출력된 맞춤 MBS패킷에 MAC헤더를 부가하여 MAC PDU를 생성하는 과정과, 상기 생성된 MAC PDU를 정해진 MCS레벨에 따라 부호 및 변조하는 과정과, 상기 변조된 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명 이 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.
이하, 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS : Multimedia and Broadcast Service)를 제공하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 동일 방송 존(MBS_ZONE)에 속하는 기지국들이 동일한 신호를 동일한 시점에 전송하기 위한 시간(timing) 동기화 방안에 대해 살펴보기로 한다.
특히, 상기 시간 동기화를 위해서, 기지국은 망으로부터 수신된 패킷에 대해 분할(fragmentation) 또는 패킹(packing) 동작을 수행하지 않아야 한다. 즉, 본 발명은 기지국의 상위 시스템에서 MBS 트래픽을 미리 무선구간에 맞게 패킷화(packetization)하여 기지국으로 전송하기 위한 것이다. 여기서, 상기 상위 시스템은 예를 들어 기지국 제어기(ACR : Access Control Router) 또는 MBS 제어기(MBSC : MBS Controller)가 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MBS를 제공하기 위한 네트워크 구조를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 상기 네트워크는, 컨텐츠 서버(contents server)(300), MBS 제어기(MBSC : MBS Controller)(302), 정책서버(Policy Server)(304), 기지국 제어기(ACR : Access Control Router)(306), 기지국(RAS : Radio Access Station)(308) 및 단말(310)을 포함하여 구성된다.
도 3을 참조하면, 먼저 컨텐츠 서버(300)는 방송 컨텐트를 생성 및 저장하며, MBS 제어기(302)의 요청에 따라 해당 컨텐트를 상기 MBS 제어기(302)로 제공한다.
정책 서버(304)는 IP(Internet Protocol) 플로우(flow)별 서비스 품질(QoS : Quality of Service) 정보를 관리하며, 특정 단말에 대해 MBS가 트리거링되면 COPS(Computer Oracle and Password System) 인터페이스를 통해 기지국 시스템(ACR과 RAS)으로 트리거링 정보를 전달한다. 상기 정책 서버(304)의 상세 동작은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 자세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 MBS 제어기(302)는 상기 단말(310)로부터 서비스 요청이 수신되면 이를 상기 정책 서버(304)로 통보한다. 또한, 상기 MBS 제어기(302)는 방송 편성표에 따라 상기 컨텐츠 서버(300)로부터 해당 방송 컨텐트(또는 방송 트래픽)를 제공받아 기지국 제어기(306) 및 기지국(308)을 거쳐 단말(310)로 전송한다.
상기 기지국 제어기(306)는 상기 MBS제어기(302)로부터의 방송 컨텐트를 상기 기지국(308)으로 전송한다. 여기서, 상기 기지국 제어기(306)는 단말(310)의 연결(connection) 및 이동성(mobility)을 관리하며, 상향링크(uplink) 및 하향링크(downlink) 연결별로 고유한 서비스 플로우(SF : Service Flow)를 생성한다. 예를 들어, 단말(310)에 대한 MBS 트리거링이 상기 정책 서버(304)로부터 통보되면, 상기 단말(310)로 MBS를 제공하기 위한 서비스 플로우를 생성한다.
상기 기지국(308)은 상기 기지국 제어기(306)로부터의 방송 컨텐트를 상기 단말(310)로 전송한다. 여기서, 상기 기지국(308)은 상기 기지국 제어기(306)와 유선으로 연결되고, 상기 단말(310)과 무선으로 연결된다. 상기 기지국(308)은 MAC(Media Access Control)계층 QoS를 바탕으로 스케줄링을 수행하여 상기 단말(310)로 자원을 할당한다.
한편, 도시된 바와 같이, 하나의 MSB_ZONE은 다수의 기지국들로 구성되며, 동일 MSB_ZONE내 기지국들은 동일한 시점에 동일한 방송 신호를 전송한다. 여기서, 동일 방송 존(MBS_ZONE)내 기지국들이 동일한 시점에 동일한 방송 신호를 전송하기 위한 동작을 살펴보면 다음과 같다.
동일 방송 존에 속한 기지국들이 동일한 방송 신호를 전송하기 위해서는, 상위 시스템에서 MBS 데이터를 무선구간에 맞게 패킷화(packetization)하고, 이렇게 생성된 맞춤 MBS패킷을 복사하여 동일 방송 존에 속하는 기지국들로 전송해야 한다. 이하 설명은 상기 패킷화가 MBS 제어기(302)에서 수행되는 것으로 가정하여 살펴보기로 한다. 이런 경우, 맞춤 MBS패킷의 복사는 기지국 제어기(306)에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따라 상기 MBS 제어기(302)는 방송 컨텐트 전송률(air rate) 및 무선구간 정보(MCS레벨, MBS 버스트 크기)에 따른 패킷 크기(size) 및 패킷 주기(interval)를 매핑 테이블로 관리한다. 따라서, 상기 MBS 제어기(302)는 상기 전송률 및 상기 무선구간 정보가 획득되면, 이를 이용해서 맞춤 MBS 패킷을 생성하기 위한 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 방송 컨텐트의 전송 률은 컨텐트의 종류(예 : 오디오, 비디오 등)에 따라 결정될 수 있고, 상기 무선구간 정보는 시스템 운영자에 의해 입력되거나 상기 기지국(308)으로부터 수신될 수 있다. 또한, 상기 패킷 주기는 무선구간 프레임 길이의 정수배로 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 프레임 길이가 5ms로 가정할 경우, 상기 패킷 주기는 5ms, 10ms, 15ms, 20ms... 등으로 결정될 수 있다.
이와 같이, 패킷 크기 및 패킷 주기가 결정되면, 상기 MBS 제어기(302)는 콘텐츠 서버(300)로부터 수신되는 MBS데이터를 상기 패킷 크기를 고려하여 분할하고, 상기 분할된 데이터에 헤더(header)를 붙여 맞춤 MBS패킷을 생성한다. 여기서, 상기 맞춤 MBS패킷의 헤더는 IP헤더 이외에 절대적인 방송시간 정보(time stamp) 및 상기 분할에 따른 세그먼트 시퀀스 번호 등을 포함할 수 있다.
그리고 상기 MBS 제어기(302)는 상기 맞춤 MBS패킷을 기지국 제어기(306)로 전송한다. 그러면, 상기 MBS제어기(302)는 상기 MBS제어기(302)로부터의 맞춤 MBS 패킷을 동일 방송 존에 속하는 기지국 개수만큼 복사하고, 상기 복사된 맞춤 MBS패킷들을 상기 동일 방송 존에 속하는 기지국들로 전송한다. 그리고, 상기 기지국들은 상기 기지국 제어기(306)로부터의 맞춤 MBS패킷을 분할 또는 패킹 없이 MAC PDU(MBS 버스트)로 생성하고, 상기 MBS 버스트를 해당 방송시간에 미리 결정된 자원에 매핑하여 전송한다. 이로써, 상기 동일 방송 존에 속하는 기지국들은 해당 컨텐트를 동일한 시간에 동일한 자원을 이용해 방송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷화(packetization)를 수행하는 상위 시 스템의 구성을 도시하고 있다. 상기 상위 시스템은 예를 들어 컨텐츠 서버(300), MBS 제어기(302), 기지국 제어기(306) 중 하나일 수 있으며, 이하 설명은 MBS 제어기(302)인 것으로 가정하여 살펴보기로 한다.
도시된 바와 같이, MBS 제어기(302)는 제어부(400), 무선구간 정보 저장부(402), 매핑 테이블 저장부(404), 버퍼(406), 분할부(408) 및 헤더 생성부(410)를 포함하여 구성된다.
도 4를 참조하면, 제어부(400)는 MBS 제어기(302)의 전반적인 동작을 제어한다. 무선구간 정보 저장부(402)는 방송 존(MBS_ZONE)들 각각에 대한 무선구간 정보를 관리한다. 여기서, 상기 무선구간 정보는 시스템 운영자에 의해 입력되거나 상기 기지국(308)으로부터 수신될 수 있다.
매핑 테이블 저장부(404)는 방송 컨텐트 전송률(air rate) 및 무선구간 정보(MCS레벨, MBS 버스트 크기)에 따른 패킷 크기(size) 및 패킷 주기(interval)를 매핑 테이블로 관리한다. 예를 들어, 상기 매핑 테이블은 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.
전송률 [Kbps] 무선구간 정보
(MCS레벨, 버스트크기)		 패킷 크기 [Byte] 패킷 주기 [ms]
600 QPSK, 1/2, 4심볼 384 5(=1frame)
... ... ... ...
... ... ... ...
... ... ... ...
상기 제어부(400)는 상기 방송 컨텐트 전송률 및 상기 무선구간 정보를 가지고 상기 매핑 테이블 엑세스하여 맞춤 MBS패킷을 생성하기 위한 패킷 크기와 패킷 주기를 결정한다. 그리고, 상기 제어부(400)는 상기 결정된 내용에 따라 해당 구성부를 제어한다.
버퍼(406)는 상기 컨텐츠 서버(300)로부터 수신되는 MBS 데이터를 저장하고, 상기 제어부(400)의 제어하에 상기 MBS 데이터를 출력한다. 분할부(408)는 상기 버퍼(406)로부터의 MBS 데이터를 상기 결정된 패킷 크기에 따라 분할하여 출력한다. 여기서, 상기 결정된 패킷 크기는 헤더를 포함하는 크기이므로, 실제로 상기 MBS 데이터는 상기 결정된 패킷 크기보다는 작은 크기로 분할된다.
헤더 생성부(410)는 상기 분할부(408)로부터의 분할된 데이터 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 분할된 데이터에 부가하여 맞춤 MBS 패킷을 생성한다. 여기서, 상기 헤더는 IP헤더(Transport IP Header) 이외에 상기 맞춤 MBS 패킷이 방송되는 절대적인 시간정보(time stamp) 및 상기 분할에 따른 세그먼트 시퀀스 번호 등을 포함할 수 있다. 이렇게 생성된 맞춤 MBS패킷은 기지국 제어기(308)로 전송되고, 상기 기지국 제어기(308)에서 복사되어 동일 방송 존에 속하는 기지국들로 전송된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 상세 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 기지국은, 제어부(600), 매핑 테이블 저장부(502), MBS 패킷 저장부(504), MBS MAC PDU생성부(506), 부호화기(508), OFDM변조기(510), CP추가기(512), DAC(514) 및 RF처리기(516)를 포함하여 구성된다.
도 5를 참조하면, 먼저 매핑 테이블 저장부(502)는 상기 <표 1>과 같은 매핑 테이블을 관리한다. 제어부(500)는 방송 컨텐트 전송률 및 무선구간 정보를 가지고 상기 매핑 테이블 엑세스하여 맞춤 MBS패킷의 패킷 크기 및 패킷 주기를 획득한다. 여기서, 상기 방송 컨텐트 전송률은 컨텐트의 종류(예 : 오디오, 비디오)에 따라 결정될 수 있고, 상기 무선구간 정보는 시스템 운영자에 의해 입력될 수 있다. 이와 같이, 앞으로 방송될 콘텐트의 패킷 크기 및 패킷 주기가 결정되면, 상기 제어부(500)는 이를 이용해서 자원 스케줄링을 수행하고 자원 스케줄링 결과에 따라 해당 구성부를 제어한다.
MBS패킷 저장부(504)는 망으로부터 수신되는 맞춤 MBS 패킷들을 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 맞춤 MBS패킷들 각각을 상기 제어부(500)의 제어하에 해당 시점에 출력한다. MBS MAC PDU생성부(506)는 상기 MBS패킷 저장부(506)로부터의 맞춤 MBS패킷에 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 부가하여 MAC계층의 패킷데이터유닛(PDU)을 생성하여 물리계층의 부호화기(508)로 제공한다. 이와 같이, 본 발명은 망으로부터 수신되는 패킷을 그대로 MAC PDU로 구성하고, 이렇게 구성된 MAC PDU를 그대로 물리계층의 버스트로 이용한다. 즉, 망으로부터 수신되는 패킷을 분할 또는 패킹 없이 그대로 무선구간으로 전송한다.
부호화기(508)는 상기 MAC PDU 생성부(506)로부터의 버스트(MAC PDU)를 정해진 MCS(modulation and coding scheme)레벨로 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(510)는 상기 부호화기(508)로부터의 MBS 버스트를 해당 자원에 매핑하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하여 출력한다. CP추가기(512)는 상기 OFDM변조기(510)로부터의 샘플데이터에 보호구간(예 : Cyclic Prefix)을 추가하여 출력한다. DAC(514)는 상기 CP추가기(512)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(516)는 상기 DAC(514)로부터의 기저대역 신호를 RF대역의 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 패킷화(packetization)를 수행하는 상위 시스템의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 상위 시스템은 예를 들어 컨텐츠 서버(300), MBS 제어기(302), 기지국 제어기(306) 중 하나일 수 있으며, 이하 설명은 MBS 제어기(302)인 것으로 가정하여 살펴보기로 한다.
도 6을 참조하면, 먼저 MBS 제어기(302)는 601단계에서 기지국 제어기(306)로 전송할 방송 콘텐트의 전송률 및 해당 방송 존(MBS_ZONE)의 무선구간 정보를 확인한다. 여기서, 상기 방송 콘텐트의 전송률은 컨텐트의 종류(예 : 오디오, 비디오 등)에 따라 결정될 수 있고, 상기 무선구간 정보는 시스템 운영자에 의해 입력되거나 기지국(308)으로부터 수신될 수 있다.,
상기 전송률 및 상기 무선구간 정보가 확인되면, 상기 MBS 제어기(302)는 603단계에서 상기 전송률 및 상기 무선구간 정보를 가지고 소정 매핑 테이블(표 1)을 엑세스하여 맞춤 MBS의 패킷 크기 및 패킷 주기를 획득한다. 이후, 상기 MBS 제어기(302)는 605단계에서 상기 기지국 제어기(306)로 전송할 MBS 데이터를 상기 패킷 크기에 따라 분할한다.
그리고, 상기 MBS 제어기(302)는 607단계에서 상기 분할된 데이터 각각에 대하여 헤더를 생성한다. 이때, 상기 헤더는 IP헤더 이외에 맞춤 MBS패킷이 방송되는 절대적인 시간정보 및 상기 분할에 따른 세그먼트 시퀀스 번호 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 MBS제어기(302)는 609단계에서 상기 생성된 헤더를 분할된 데이터에 부가하여 맞춤 MBS 패킷을 생성한다. 이와 같이, 맞춤 MBS패킷이 생성되면, 상기 MBS제어기(302)는 611단계에서 상기 생성된 맞춤 MBS패킷들을 기지국 제어기(306)로 전송한다.
한편, 상기 기지국 제어기(306)는 상기 MBS 제어기(302)로부터 수신되는 맞춤 MBS패킷을 동일 방송 존에 속하는 기지국 개수만큼 복사하고, 상기 복사된 맞춤 MBS패킷들을 상기 동일 방송 존에 속하는 기지국들로 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 먼저 기지국(308)은 701단계에서 앞으로 방송할 콘텐트의 전송률 및 무선구간 정보를 확인한다. 여기서, 상기 방송 콘텐트의 전송률은 컨텐트(예 : 오디오, 비디오 등)에 따라 결정될 수 있고, 상기 무선구간 정보는 시스템 운영자에 의해 입력될 수 있다.
상기 전송률 및 상기 무선구간 정보가 확인되면, 상기 기지국(308)은 703단계에서 상기 전송률 및 상기 무선구간 정보를 가지고 소정 매핑 테이블(표 1)을 엑세스하여 맞춤 MBS의 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정한다. 이렇게 결정된 패킷 크기 및 패킷 주기는 자원 스케줄링에 이용될 수 있다.
이후, 상기 기지국(308)은 705단계로 진행하여 해당 방송 컨텐트의 수신을 감지한다. 상기 방송 컨텐트의 수신이 감지되면, 상기 기지국(308)은 707단계로 진행하여 기지국 제어기(306)로부터 수신되는 맞춤 MBS 패킷들을 버퍼링한다.
그리고, 상기 기지국(308)은 709단계에서 상기 패킷 주기에 따른 송신 시간에 도달했는지 검사한다. 상기 송신 시간에 도달된 경우, 상기 기지국(308)은 711단계에서 해당 맞춤 MBS패킷에 MAC헤더를 부가하여 MAC계층의 패킷데이터유닛(PDU)을 생성한다. 그리고, 상기 기지국(308)은 713단계에서 상기 생성된 MAC PDU(MBS 버스트)를 정해진 MCS레벨로 부호 및 변조하고, 상기 변조된 데이터를 정해진 자원에 매핑하여 전송한다. 그리고, 상기 기지국(308)은 다음 전송을 위해서 상기 709단계로 되돌아간다. 이와 같이, 본 발명은 망으로부터 수신된 패킷(서비스 데이터 유닛)을 그대로 MAC PDU로 구성하고, 이렇게 구성된 MAC PDU를 그대로 물리계층 버스트로 하여 전송한다.
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.
상술한 바와 같이, 본 발명은 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS)를 제공하는 광대역 무선접속 시스템에서 동일 방송 존에 속하는 기지국들이 시 간(timing) 동기화를 수행할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 기지국의 상위 시스템에서 MBS 트래픽을 미리 무선구간에 맞게 패킷화(packetization)하여 기지국으로 전송함으로써, 즉 기지국에서 별도의 분할(fragmentation) 또는 패킹(packing)이 이루어지지 않기 때문에, 방송 트래픽에 대해 시간 동기화를 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (24)

  1. MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 MBS트래픽을 패킷화하기 위한 장치에 있어서,
    MBS트래픽 전송률, MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨, MBS 버스트 크기에 기초하여 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정하는 제어부와,
    상기 MBS트래픽을 상기 결정된 패킷 크기에 따라서 세그먼트들로 분할하는 분할부와,
    상기 분할부로부터의 상기 세그먼트들 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 부가하여 맞춤 MBS패킷을 생성하는 헤더생성부와,
    상기 헤더생성부로부터의 맞춤 MBS패킷들을 상기 결정된 패킷 주기를 고려하여 기지국으로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MBS트래픽 전송률, 상기 MCS레벨, 상기 MBS 버스트 크기에 따른 패킷 크기 및 패킷 주기를 매핑 테이블로 관리하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서
    상기 헤더는 IP헤더, 방송되는 절대적인 시간정보 및 세그먼트 시퀀스 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서
    상기 패킷 크기는 기지국의 MAC(Media Access Control)계층 패킷데이터유닛(PDU : Packet Data Unit)에서 수용할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 주기는 무선구간 프레임 길이의 정수배인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    무선구간에 맞게 패킷화된 맞춤 MBS패킷들을 수신하여 저장하며, 미리 정해진 패킷 주기로 상기 맞춤 MBS패킷들을 순차로 출력하는 저장부와,
    상기 저장부로부터의 맞춤 MBS패킷에 MAC(Media Access Control)헤더를 부가하여 MAC PDU(Packet Data Unit)를 생성하는 생성부와,
    상기 생성부로부터의 MAC PDU를 정해진 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨에 따라 부호 및 변조하는 부호화기와,
    상기 부호화기로부터의 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 맞춤 MBS패킷의 크기 및 상기 패킷 주기는 MBS트래픽 전송률, MCS레벨, MBS 버스트 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서.
    상기 맞춤 MBS패킷의 크기는 기지국의 MAC(Media Access Control)계층 패킷데이터유닛(PDU : Packet Data Unit)에서 수용할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 패킷 주기는 무선구간 프레임 길이의 정수배인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 맞춤 MBS패킷의 헤더는 IP헤더, 방송되는 절대적인 시간정보 및 세그먼트 시퀀스 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 MBS트래픽을 패킷화하기 위한 방법에 있어서,
    MBS트래픽 전송률, MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨, MBS 버스트 크기에 기초하여 패킷 크기 및 패킷 주기를 결정하는 과정과,
    상기 MBS트래픽을 상기 결정된 패킷 크기에 따라서 세그먼트들로 분할하는 과정과,
    상기 분할된 세그먼트들 각각에 대하여 헤더를 생성하고, 상기 생성된 헤더를 부가하여 맞춤 MBS패킷을 생성하는 과정과,
    상기 생성된 맞춤 MBS패킷들을 상기 결정된 패킷 주기를 고려하여 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 패킷 크기 및 상기 패킷 주기를 결정하는 과정은,
    상기 MBS트래픽 전송률, 상기 MCS레벨, 상기 MBS 버스트 크기를 획득하는 과정과,
    상기 MBS트래픽 전송률, 상기 MCS레벨, 상기 MBS 버스트 크기에 따른 패킷 크기 및 패킷 주기를 나타내는 매핑 테이블을 억세스하여 상기 패킷 크기 및 상기 패킷 주기를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서
    상기 헤더는 IP헤더, 방송되는 절대적인 시간정보 및 세그먼트 시퀀스 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서
    상기 패킷 크기는 기지국의 MAC(Media Access Control)계층 패킷데이터유닛(PDU : Packet Data Unit)에서 수용할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 패킷 주기는 무선구간 프레임 길이의 정수배인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. MBS(Multicast and Broadcast Service)를 제공하는 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
    무선구간에 맞게 패킷화된 맞춤 MBS패킷들을 수신하여 버퍼에 저장하는 과정과,
    미리 정해진 패킷 주기로 상기 맞춤 MBS패킷들을 상기 버퍼로부터 순차로 출력하는 과정과,
    상기 출력된 맞춤 MBS패킷에 MAC(Media Access Control)헤더를 부가하여 MAC PDU(Packet Data Unit)를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 MAC PDU를 정해진 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨에 따라 부호 및 변조하는 과정과,
    상기 정해진 MCS레벨에 따라 부호 및 변조된 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 맞춤 MBS패킷의 크기 및 상기 패킷 주기는 MBS트래픽 전송률, MCS레벨, MBS 버스트 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서.
    상기 맞춤 MBS패킷의 크기는 기지국의 MAC(Media Access Control)계층 패킷데이터유닛(PDU : Packet Data Unit)에서 수용할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 패킷 주기는 무선구간 프레임 길이의 정수배인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 맞춤 MBS패킷의 헤더는 IP헤더, 방송되는 절대적인 시간정보 및 세그먼트 시퀀스 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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