KR101371549B1 - 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷에 대하여 우선순위를 부여하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스 또는 애플리케이션의 데이터 패킷(예를 들어, 실시간 동기화가 필요한 게임 데이터 패킷)에 대하여 우선순위를 부여하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 게임 서비스와 같이 실시간 동기화가 필요한 애플리케이션의 데이터 패킷을 인식하고, 이러한 패킷에 대하여 우선 순위를 부여함으로써, 상기 애플리케이션에 대한 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 제공한다.

데이터 통신, 패킷, QoS, 게임, 화상통화, 실시간, 스케줄링, 우선순위

Description

무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷에 대하여 우선순위를 부여하는 방법 {A Method for granting a priority to a packet of specific service in wireless data communication system}

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 데이터 통신 시스템을 개략적으로 도시한 것.

도 2는 본 발명에 따라 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷을 인식하게 하도록 하는 단말기의 동작 순서도.

도 3은 본 발명에 따라 단말기에서 송신하는 특정 서비스의 패킷을 인식하고, 우선순위를 부여하기 위한 무선 데이터 통신 시스템의 동작 순서도.

본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷(예를 들어, 실시간 동기화가 필요한 게임 데이터 패킷)을 인식하고, 이러한 패킷에 우선순위를 부여하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 게임 서비스와 같이 실시간 동기화가 필요한 애플리케이션의 데이터 패킷에 대하여 우선 순위를 부여함으로써, 상기 애플리케이션에 대한 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 제공한다.

현재, 무선 데이터 통신망에 사용되고 있는 무선 데이터 통신 규격(예: EV-DO Rev. 0 규격)은 기본적으로 단말기와 PDSN(Packet Data Serving Node) 사이 또는 단말기와 서버 사이에서 서비스 품질을 보장하지 않고 있다. 무선 데이터 통신 시스템은 음성 서비스가 아닌 데이터의 전송을 목적으로 하기 때문에, 어느 정도의 데이터 전송 지연을 허용하고 있기 때문이다.

다만, 기지국(BTS, Base Transceiver System) 또는 기지국 제어기(BSC, Base Station Controller)에 구비되는 스케줄러에서 스케줄링하여 데이터 패킷의 전송 순서를 정함으로써, 제한적으로 서비스 품질을 보장하고 있다.

그러나, 점차로 무선 데이터 통신 시스템 사업자들이 실시간 동기화가 필요한 서비스, 또는 전송 지연에 민감하여 전송 지연시 서비스 품질에 문제가 발생할 수 있는 서비스(본 명세서에서는, 이러한 서비스를 "실시간 동기화가 필요한 서비스"라 칭한다)를 제공하면서, 무선 데이터 통신망에서의 전송 지연이 문제점으로 대두되고 있다. 특히, 화상 전화 서비스 또는 모바일 네트워크 게임 서비스를 제공하고자 하는 경우, 이런 서비스가 실시간으로 이루어지지 못하고 전송 지연이 나타난다면 큰 문제가 될 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 실시간 동기화가 필요한 서비스를 제공하는 경우에는 서비스 품질의 보장이 필수적이다.

도 1은 모바일 네트워크 게임 서비스를 제공하기 위한 종래의 무선 데이터 통신 시스템을 개략적으로 도시한 것으로서, 상기 무선 데이터 통신 시스템은 이동 통신 단말기(10), 기지국(20), 기지국 제어기(30), PDSN(40), 데이터 통신망(50), MNGP(Mobile Network Gaming Platform)(60), 및 게임 서버(70)로 구성된다.

상기 기지국(20)에 구비된 스케줄러에서 데이터 패킷을 스케줄링하는데 통상적으로 사용하는 알고리듬은 PF(Proportional Fairness)이다. 상기 PF 알고리듬은 하기 수학식 1에 의하여 정의되는 값에 의하여 우선 순위가 결정된다.

[수학식 1]

DRC_(n)K / T_(n)K

상기식에서,

DRC("Data Rate Control")는 데이터 속도 제어 값이고,

n은 슬롯 번호이며,

T는 1024 슬롯 동안에 전송된 데이터의 양이다.

여기에서, 상기 DRC는 순방향 파일럿의 세기(C/I, Carrier to Interference, 반송파 대 간섭비)에 따라 결정되는 값이며, 하기 표 1과 같이 DRC 값이 결정될 수 있다.

[표 1] DRC 값의 예

C/I 값(dB)	DRC 값	데이터 전송 속도(kbps)	슬롯	변조 방식
-12.5	1	38.4	16	QPSK
-9.5	2	76.8	8	QPSK
-6.5	3	153.6	4	QPSK
-4.0	4	307.2	2	QPSK
-4.0	5	307.2	4	QPSK
-1.0	6	614.4	1	QPSK
-1.0	7	614.4	2	QPSK
1.3	8	921.6	2	8-PSK
3.0	9	1228.8	1	QPSK
3.0	10	1228.8	2	16-QAM
7.2	11	1843.2	1	8-QAM
9.5	12	2457.6	1	16-QAM

상기 스케줄러는 매 타임 슬롯마다 상기 수학식 1의 값이 가장 큰 이동 통신 단말기로 현재의 타임 슬롯을 할당한다.

그러나, 상기한 바와 같이 결정되는 스케줄링으로는, 화상 전화 서비스나 게임 서비스와 같이 전송 지연이 큰 문제가 될 수 있는 서비스(즉, 실시간 동기화가 필요한 서비스)에 대하여 서비스 품질을 보장할 수 없다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서는 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷을 인식하게 하기 위하여 소정 패턴의 DRC 값을 전송한다. 본 발명에서 스케줄러는 단말이 송신하는 DRC 데이터를 수신하고, 상기 DRC 데이터가 특정 패턴으로 나타나는 경우에 특정 서비스의 패킷이 송수신되는 것으로 인식하여, 상기 패킷에 대하여 우선순위를 부여하고, 우선적으로 데이터 송신을 수행한다.

즉, 본 발명에서는 단말기에서 특정 애플리케이션을 구동하는 경우에, 우선 순위를 부여받기 위하여 특이한 패턴의 DRC를 전송하고, 시스템은 이를 검출하여, 우선 순위를 부여한다. 따라서, 이와 같이 우선 순위를 부여받은 데이터 패킷이 우선적으로 전송되기 때문에, 특정 플로우 또는 애플리케이션 구동시에는 지연이 일어나지 않도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷을 인식하게 하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스 또는 특정 애플리케이션의 패킷(예를 들어, 데이터 전송시 실시간으로 데이터를 전송할 필요가 있는 게임 데이터 패킷 또는 화상 통화 데이터 패킷)을 인식하게 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라 이동 통신 단말기로부터 수신되는 데이터 패킷이 특정 서비스의 패킷임을 무선 데이터 통신 시스템이 인식하게 하는 방법은, 이동 통신 단말기가 특정 애플리케이션을 구동하면서, 무선 데이터 통신 시스템에 접속하는 단계(a); 상기 무선 데이터 통신 시스템에 상기 단말기가 접속한 후 소정 시간 동안에 특정 패턴의 DRC 값을 전송하는 단계(b); 및 상기 소정 시간 경과 후에는 순방향 파일럿의 세기에 따른 DRC 값을 전송하는 단계(c)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따라 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 데이터 패킷을 우선적으로 송수신하게 하는 방법은, 이동 통신 단말기가 무선 데이터 통신 시스템에 접속시 상기 이동 통신 단말기로부터 DRC 값을 수신하는 단계(d); 상기 단말기가 접속한 후 소정 시간 동안에 수신한 DRC 값이 특정 패턴의 DRC 값인지 여부를 판단하는 단계(e); 상기 DRC 값이 특정 패턴의 DRC 값인 경우에 상기 단말기로부터 수신되는 패킷 데이터에는 우선순위를 부여하는 단계(f); 및 상기 무선 데이터 통신 시스템에 구비된 스케줄러에서 상기 우선순위가 부여된 패킷 데이터를 우선적으로 전송 처리하는 단계(g)를 포함한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 스케줄러의 우선 순위는 하기 수학식 2의 값에 따른다:

[수학식 2]

스케줄링 = W * DRC / T

상기 식에서,

W는 가중치이고,

DRC는 데이터 속도 제어 값이며,

T는 1024 슬롯 동안에 전송된 데이터의 양이다.

상기 수학식 2에서 특정 서비스에 대하여 가중치를 적용하기 위해서, 본 발명에서는 상기 특정 서비스를 제공받는 단말기가 특정 패턴의 DRC를 송신한다. 따라서, 무선 데이터 통신 시스템은 특정 패턴의 DRC 수신 시 이를 인지하여 특정 패턴의 DRC를 송신한 단말기에 대하여 우선 순위를 부여할 수 있다. 즉, 상기 단말기와 송수신하는 데이터에 대해서는 상기 가중치 W로서 우선순위가 높은 값을 설정하여, 높은 우선순위를 부여하고, 상기 데이터에 대하여 우선적으로 전송 처리할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 패킷을 인식하게 하기 위하여 단말기가 동작하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

이동 통신 단말기에서 지연없는 데이터 송수신이 이루어져야 하는 특정 애플리케이션(예를 들어, 게임 또는 화상 통화)을 구동하고(S110), 무선 데이터 통신 시스템에 접속하는 경우(S120), 상기 단말기는 순방향 링크 파일럿의 세기(C/I)를 측정한 후에 이를 근거로 DRC 값을 전송한다.

그러나, 트래픽이 열린 후, 소정 시간 동안(예를 들어, 5초 내지 20초)에는 하기 예시한 바와 같은 특정 DRC 패턴을 송신한다(S130). 이러한 DRC 패턴은 정상적인 통신환경에서는 발생하기 어려운 패턴이므로, 무선 데이터 통신 시스템이 임의의 단말기로부터 이러한 DRC 패턴을 수신한다면 상기 단말기가 특정 애플리케이션을 구동하고 있음을 인지할 수 있다.

DRC 패턴 예 1

소정시간 동안 고정된 DRC 값을 계속 전송한다. 예를 들어, 10초간 DRC 값 4를 계속 전송한다.

DRC 패턴 예 2

소정 시간 동안 순차적으로 증가하는 패턴의 DRC 값을 전송한다(예 : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12; 또는 1, 3, 5, 7, 9, 11; 또는 2, 4, 6, 8, 10, 12).

DRC 패턴 예 3

소정 시간 동안 순차적으로 감소하는 패턴의 DRC 값을 전송한다(예 : 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1; 또는 11, 9, 7, 5, 3, 1; 또는 12, 10, 8, 6, 4, 2).

DRC 패턴 예 4

동일한 값을 반복하는 패턴의 DRC 값을 전송한다(예 : 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, …; 또는 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2).

DRC 패턴 예 5

특정 패턴의 DRC를 미리 약속해 두어, 특정 애플리케이션 구동 시 약속된 DRC를 전송한다.

DRC 패턴 예 6

소정 시간 동안 DCR 값으로서 사용되지 않는 13 내지 15 중 어느 하나의 값을 계속 전송한다.

DRC 패턴 예 7

소정 시간 동안 높은 DRC 값과 낮은 DRC 값을 교대로 반복하여 전송한다 (예 : 1, 12, 1, 12, 1, 12, 1, 12, 1, 12, ……).

소정 시간 동안에 상기 예시한 바와 같은 패턴의 DRC 값을 전송한다면, 무선 데이터 통신 시스템의 스케줄러는 상기 패턴의 DRC 값을 전송한 단말기에 대하여 우선 순위를 적용한다(도 3의 단계 S230 참조). 즉, 상기 수학식 2에 의하여 정하여지는 스케줄링에서, 상기 단말기로부터 수신되는 데이터 패킷에 대해서는 가중치 W로서 우선순위가 높은 값을 설정하여, 높은 우선순위를 부여한다. 따라서, 상기 데이터에 대하여 우선적으로 전송 처리할 수 있다.

이후에, 상기 단말기가 순방향 파일럿 세기에 따른 통상적인 DRC 값을 전송하여도(S140), 상기 단말기에 대해서는 높은 우선 순위로 데이터를 전송 처리하게 된다.

단말기가 특정 패턴의 DRC 값을 전송하는 시간은 통신의 신뢰성을 위하여 시스템 운용자가 적절한 시간으로 조정할 수 있으며, 특정 DRC 패턴으로 인식하기 위한 DRC 패턴도 시스템 운용자에 의하여 다양하게 정의되고, 조정될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 단말기에서 송신하는 특정 서비스의 패킷을 인식하기 위한 무선 데이터 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

우선 무선 데이터 통신 시스템이 임의의 이동 통신 단말기와 트래픽 접속한 경우에 상기 단말기로부터 DRC 값을 수신한다(S210).

상기 무선 데이터 통신 시스템에 구비되어 있는 스케줄러는 상기 단말기로부터 전송되는 DRC 값의 패턴을 검출하여, 상기 DRC 값의 패턴이 미리 약속된 소정의 패턴인지를 판단한다(S220).

상기 DRC 값의 패턴이 미리 약속된 패턴을 나타내지 않는다면, 상기 스케줄러는 통상적인 스케줄링에 따라 동작하게 된다(S240).

그러나, 수신된 DRC 값의 패턴이 미리 약속된 패턴의 DRC 패턴을 나타내는 경우에는, 상기 스케줄러는 상기 단말기가 지연없는 데이터 송수신이 이루어져야 하는 특정 애플리케이션(예를 들어, 게임 또는 화상 전화)을 구동하고 있음을 인지하게 된다. 따라서, 상기 스케줄러는 상기 단말기로부터 송신되는 데이터 패킷에 대하여 우선 순위를 부여한다. 즉, 가중치 W로서 우선순위가 높은 값을 설정하여, 높은 우선순위를 부여하고, 상기 데이터에 대하여 우선적으로 전송 처리하게 한다(S230).

따라서, 스케줄러에서는 가중치가 부여된 상기 단말기의 데이터 패킷에 대하여 우선적으로 전송 처리한다(S240).

한편, 전술한 바와 같이 DRC 값에 소정 패턴을 부여하는 대신에, RRI(Reverse Rate Indicator, 역방향 전송률)의 값에 일정한 패턴을 부여함으로써, 특정 서비스의 데이터 패킷이 송수신되고 있다는 것을 무선 데이터 시스템이 인식하게 할 수 있다.

일반적으로 RRI의 값은 0(null rate), 1(9.6kbps) ~ 5(153.6kbps)까지 존재하며, 역방향 트래픽(reverse traffic)이 열린 후에 단말기는 역방향 전송률에 따라 RRI값을 전송한다. 따라서, 상기 DRC 패턴의 경우와 유사한 방식으로, 상기 RRI 값을 일정한 패턴으로 구성하여 전송하게 함으로써, 무선 데이터 통신 시스템이 특정 RRI 패턴을 인식하게 할 수 있다. 예를 들어, 소정 시간 동안에 순차적으로 증가하는 패턴의 RRI 값(즉, 1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5, ……)으로 전송함으로써, 무선 데이터 통신 시스템이 특정 RRI 패턴이 전송되고 있음을 인식하게 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 단말기가 특별한 애플리케이션을 구동하는 경우에 특정한 패턴의 DRC 값(또는 RRI 값)을 전송함으로써, 지연문제가 중요시되는 서비스(예: 게임 또는 화상 통화)에 대하여 우선 순위를 부여할 수 있게 하였다. 따라서, 상기 서비스 제공시 양질의 서비스 품질을 보장할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (9)

1. 이동 통신 단말기가 특정 애플리케이션을 구동하면서, 무선 데이터 통신 시스템에 접속하는 단계(a);

   상기 무선 데이터 통신 시스템에 상기 단말기가 접속한 후 소정 시간 동안에 상기 특정 애플리케이션의 패킷임을 알리기 위해 미리 설정된 특정 패턴의 DRC(Data Rate Control) 값 또는 특정 패턴의 RRI(Reverse Rate Indicator) 값을 전송하는 단계(b); 및

   상기 소정 시간 경과 후에는 상기 특정 패턴의 DRC 값 또는 특정 패턴의 RRI 값의 전송을 중단하고, 순방향 파일럿의 세기에 따른 DRC 값 또는 역방향 전송률에 따른 RRI 값을 전송하는 단계(c)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 이동 통신 단말기로부터 수신되는 데이터 패킷이 특정 애플리케이션의 패킷임을 무선 데이터 통신 시스템이 인식하게 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 특정 애플리케이션은 데이터 전송시 실시간으로 데이터를 전송하여야 하는 애플리케이션인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 특정 애플리케이션은 화상 통화 또는 게임 애플리케이션인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 특정 패턴의 DRC 값은,

   (i) 고정된 DRC 값;

   (ii) 순차적으로 증가하는 패턴의 DRC 값;

   (iii) 순차적으로 감소하는 패턴의 DRC 값;

   (iv) 동일한 값을 반복하는 패턴의 DRC 값;

   (v) 상기 무선 데이터 통신 시스템과 미리 정하여 놓은 특정 패턴의 DRC 값;

   (vi) DCR 값으로서 사용되지 않는 13 내지 15 중 어느 하나의 값; 또는

   (vii) 높은 DRC 값과 낮은 DRC 값이 교대로 반복되는 패턴의 DRC 값인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 특정 패턴의 RRI 값은,

   (i) 고정된 RRI 값;

   (ii) 순차적으로 증가하는 패턴의 RRI 값;

   (iii) 순차적으로 감소하는 패턴의 RRI 값;

   (iv) 동일한 값을 반복하는 패턴의 RRI 값; 또는

   (v) 상기 무선 데이터 통신 시스템과 미리 정하여 놓은 특정 패턴의 RRI 값

   (vi) RRI 값으로서 사용되지 않는 6 또는 7의 값; 또는

   (vii) 높은 RRI 값과 낮은 RRI 값이 교대로 반복되는 패턴의 RRI 값인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 이동 통신 단말기가 무선 데이터 통신 시스템에 접속시 상기 이동 통신 단말기로부터 DRC 값 또는 RRI 값을 수신하는 단계(d);

   상기 단말기가 접속한 후 소정 시간 동안에 수신한 DRC 값 또는 RRI 값이 특정 어플리케이션의 패킷임을 알리기 위해 미리 설정된 특정 패턴의 DRC 값 또는 RRI 값인지 여부를 판단하는 단계(e);

   상기 DRC 값 또는 RRI 값이 상기 특정 패턴의 DRC 값 또는 RRI 값인 경우에 상기 단말기로부터 수신되는 패킷 데이터 또는 상기 단말기로 송신될 패킷 데이터에 우선순위를 부여하는 단계(f); 및

   상기 무선 데이터 통신 시스템에 구비된 스케줄러에서 상기 우선순위가 부여된 패킷 데이터를 우선적으로 전송 처리하는 단계(g)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 데이터 통신 시스템에서 특정 서비스의 데이터 패킷을 우선적으로 송수신하게 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 단계(e)에서 특정 패턴의 DRC 값은,

   (i) 고정된 DRC 값;

   (ii) 순차적으로 증가하는 패턴의 DRC 값;

   (iii) 순차적으로 감소하는 패턴의 DRC 값;

   (iv) 동일한 값을 반복하는 패턴의 DRC 값;

   (v) 상기 무선 데이터 통신 시스템과 미리 정하여 놓은 특정 패턴의 DRC 값

   (vi) DCR 값으로서 사용되지 않는 13 내지 15 중 어느 하나의 값; 또는

   (vii) 높은 DRC 값과 낮은 DRC 값이 교대로 반복되는 패턴의 DRC 값인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 단계(e)에서 특정 패턴의 RRI 값은,

   (i) 고정된 RRI 값;

   (ii) 순차적으로 증가하는 패턴의 RRI 값;

   (iii) 순차적으로 감소하는 패턴의 RRI 값;

   (iv) 동일한 값을 반복하는 패턴의 RRI 값; 또는

   (v) 상기 무선 데이터 통신 시스템과 미리 정하여 놓은 특정 패턴의 RRI 값

   (vi) RRI 값으로서 사용되지 않는 6 또는 7의 값; 또는

   (vii) 높은 RRI 값과 낮은 RRI 값이 교대로 반복되는 패턴의 RRI 값인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 단계(f)에서 패킷 데이터에 우선순위를 부여하는 단계는, 하기 수학식 2에 의하여 정하여지는 스케줄링에서 상기 단말기로부터 수신되는 데이터 패킷에 대하여 가중치 W의 값으로서 우선순위가 높은 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 방법:

   [수학식 2]

   스케줄링 = W * DRC / T

   상기 식에서,

   W는 가중치이고,

   DRC는 데이터 속도 제어 값이며,

   T는 1024 슬롯 동안에 전송된 데이터의 양이다.

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