KR20000018913A - 이동통신환경에서의 가변전송율을 이용한패킷 전송 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 이동통신환경에서의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 이동통신환경에서 무선채널을 통하여 가변전송율로 패킷데이터를 전송하는 패킷 전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하고, 상기 선택된 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 송신측과 착신측이 공유하는 제 1 단계; 상기 송신측과 상기 착신측간에 최저 전송율로 제1 전송율 명령을 전송하여 무선채널을 설정한 후에 상기 송신측과 상기 수신측간에 최저 전송율로 패킷정보와 제2 전송율 명령을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송을 알리는 제 2 단계; 및 상기 송신측과 상기 수신측은 다음 프레임에 전송할 패킷정보의 양에 따라, 전송율을 변경시키기 위한 전송율 명령을 현재 프레임에 삽입하여 상대측으로 미리 전송하는 방식으로 패킷을 전송하는 제 3 단계를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선채널을 통하여 가변적인 데이터를 전송하는데에 이용됨.

Description

이동통신환경에서의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법

본 발명은 이동통신환경에서 무선채널을 통하여 패킷데이터를 전송하기 위한 패킷 전송 방법에 관한 것으로, 특히, 제한된 무선채널 용량을 가지는 이동통신환경에서 전송데이터의 양이 일정하지 않은 패킷데이터를 전송할 때, 무선채널의 효율성을 최대화하기 위하여 매 프레임마다 사용하는 무선채널의 전송율을 실시간으로 가변하여 전송하고, 수신측도 복잡한 과정을 거치지 않고 매 프레임마다 가변전송율로 수신되는 패킷데이터를 정확하게 복조할 수 있도록 하므로써, 제한된 무선채널 용량을 극대화하여 가변적인 패킷데이터를 효율적으로 전송하기 위한 패킷 전송 방법에 관한 것이다.

이동통신환경에서는 기지국에서 이동통신 단말기로의 순방향 무선채널과 이동통신 단말기에서 기지국으로의 역방향 무선채널을 사용하여 사용자 정보를 전송하게 된다. 이때, 전송되는 사용자 정보가 시간적으로 일정한 크기를 가지면, 크기에 따라 고정된 전송율의 무선채널을 사용하게 된다. 그러나, 전송할 사용자 정보가 시간적으로 가변적인 크기를 가지면 고정된 전송율의 무선채널을 사용하는 것은 전송할 정보가 현재의 무선채널 전송율보다 크거나 작아지면 전송정보가 누적되거나 무선채널의 효율성을 떨어뜨린다.

따라서, 가변적인 전송율의 패킷데이터와 같은 사용자 정보는 고정된 전송율의 무선채널을 사용하여 전송하지 않고, 무선채널의 전송율을 시변적으로 바꾸어 줄 필요가 있다. 즉, 일반적으로 패킷데이터는 전송하고자 하는 데이터가 일정한 전송율을 가지지 않으므로, 사용하는 무선채널의 전송율을 가변적으로 사용하는 것이 효율적이다.

다음으로, 종래의 패킷 전송 방법은 크게 두가지 방법으로 나눌 수 있다.

그 첫째는 무선채널의 전송율을 시변적으로 바꾸기 위해 일정시간동안의 실제 전송되는 패킷데이터의 양을 평균하여 지정된 기준치와 비교하여 기준치보다 크거나 작으면, 상위메시지를 통해 기지국과 이동통신 단말기가 현재 사용하고 있는 무선채널을 해제하고 새로운 전송율의 무선채널을 설정하는 방법이다.

이 과정에서 무선채널의 재설정 판단 기준은 이전의 패킷데이터의 전송량을 기준으로 다음의 전송량을 예측하여 채널을 전환하는 것이므로, 전송량이 시간적으로 급변하는 패킷데이터의 경우에 예측의 신뢰성을 보장할 수 없어 빈번한 무선채널의 재설정이 요구된다. 또한, 빈번한 무선채널의 재설정은 많은 량의 상위메시지의 송수신을 필요로 하여 무선채널의 효율성을 더욱 떨어뜨린다.

실제로 이동통신환경에서 인터넷(Internet) 등과 같이 패킷데이터를 사용하는 경우에 사용자의 사용 패턴을 첫 번째 방법으로 예측하여 무선채널을 재설정하는 경우에 빈번한 재설정이 요구된다.

두 번째 방법은 메일 전송이나 다량의 정보를 다운로드받는 경우처럼 사용패턴이 예측가능할 때 상위메시지에 의해 미리 사용채널을 재설정하는 경우이다.

상기와 같이, 종래에는 패킷데이터의 양에 따라 무선채널의 전송율을 상위메시지를 통해 송수신 양측간의 합의에 의해 변화시키거나, 송신측의 일방적인 무선채널 전송율 변경을 수신측이 복잡한 복조과정을 통해 인지하는 형태로 이루어졌다. 그러한 종래 기술의 일예를 도 1 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1 은 종래의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 메시지 교환을 통하여 최초의 패킷데이터를 위한 호를 설정한다(11). 이때, 미리 정해진 전송율의 무선채널을 위한 정보를 기지국이 이동통신 단말기로 전달한다. 이후, 미리 정해진 전송율의 무선채널을 순방향과 역방향에 설정하여 패킷데이터를 송수신한다(12). 이때, 지정된 시간주기에 따라 평균 전송율을 측정하여(13) 기준치와 비교하여 현재 무선채널의 해제와 다른 전송율의 무선채널의 재설정이 필요한지를 판단한다(14). 여기서, 판단의 기준치와 평균 전송율을 측정하는 시간주기는 무선채널의 효율성에 민감하게 영향을 미치므로 정확하게 설정하여야 한다.

상기 판단 결과, 재설정이 필요하다고 판단되면, 현재의 무선 채널을 통해 상위메시지를 교환하여 새로운 전송율의 무선채널 설정요구와 응답이 진행된다(15). 이후, 현재의 무선채널을 해제하고(16) 새로운 전송율의 무선채널을 재설정한 후에(17) 상기 평균 전송율 측정 과정(13)부터 반복 수행한다. 한편, 상기 판단 결과, 재설정이 필요없다고 판단되면, 바로 상기 평균 전송율 측정 과정(13)부터 반복 수행한다.

상기와 같은 종래의 두 방법은, 상위메시지에 의해 사용할 무선채널의 전송율을 기지국과 이동통신 단말기가 상호 약속에 의해 설정하며, 정해진 전송율의 무선채널을 재설정하기 전까지 항상 동일한 전송율을 사용하므로, 무선채널의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 방법은, 빈번한 상위메시지의 사용에 따라 처리시간이 많이 소요되고 그 시간 만큼 무선채널을 사용하게 되므로, 실제 패킷데이터이외의 불필요한 상위메시지 전송을 위하여 무선자원이 낭비되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 호 설정 과정에서 패킷데이터가 사용할 무선채널의 전송율을 연속적인 단계로 정하여 현재 전송율에서 바로 윗단계나 아래단계로의 전송율 변화를 이전 프레임에서 전송율 명령(Rate Command)으로 알려주므로써, 별도의 상위메시지 전달이나 재설정 과정없이 무선채널의 전송율을 패킷데이터의 양에 따라 실시간으로 가변하여 무선채널의 효율성을 극대화하기 위한 패킷 전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도.

도 2 는 본 발명이 적용되는 이동통신환경의 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도.

도 4 는 본 발명에 따른 송신 프레임과 전송율 명령(Rate Command)의 일실시예 구조도.

도 5 는 본 발명에 따른 가변전송율의 단계별 전송율과 가능한 전송율 명령(Rate Command)의 일예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 이동통신망 22 : 이동통신 단말기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동통신환경에서의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 있어서, 무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하고, 상기 선택된 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 송신측과 착신측이 공유하는 제 1 단계; 상기 송신측과 상기 착신측간에 최저 전송율로 제1 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 무선채널을 설정한 후에 상기 송신측과 상기 수신측간에 최저 전송율로 패킷정보와 제2 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송을 알리는 제 2 단계; 및 상기 송신측과 상기 수신측은 다음 프레임에 전송할 패킷정보의 양에 따라, 전송율을 변경시키기 위한 전송율 명령(Rate Command)을 현재 프레임에 삽입하여 상대측으로 미리 전송하는 방식으로 패킷을 전송하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명이 적용되는 이동통신환경의 일실시예 구성도이다.

이동통신환경에서는 이동통신망(21)의 기지국에서 이동통신 단말기(22)로의 순방향 무선채널과 이동통신 단말기(22)에서 이동통신망(21)의 기지국으로의 역방향 무선채널을 사용하여 사용자 정보를 송수신하게 된다.

본 발명에 따른 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에서는, 송신측이 매 프레임마다 다음 프레임에서 사용되는 전송율을 전송율 명령(Rate Command)을 사용하여 착신측에게 알려준다. 즉, 본 발명에서는 5단계의 전송율을 사용할 수 있으며, 다음 프레임의 전송율을 현재 프레임의 전송율과 비교하여 다음 프레임의 전송율이 윗단계이면 '111'을 전송하고 아래단계이면 '000'을 전송하여 매 프레임의 전송율을 미리 수신측으로 알려주고, 수신측이 전송율 명령을 이용하여 다음 프레임을 복조한다.

도 3 은 본 발명에 따른 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 최초의 패킷데이터를 위하여 무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하여 호를 설정한다(31). 이후, 기지국에서 이동통신 단말기로 호 설정 메시지와 함께 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 전송한다(32).

그리고, 무선채널이 최초로 설정될 때에는, 다단계의 전송율중에 현재 사용하고 있는 전송율을 이동통신 단말기나 기지국이 알 수 없다. 따라서, 기지국에서 초기의 무선채널설정을 최저 전송율(1단계 전송율)로 시작하고, 전송율 명령(Rate Command)도 '000'을 사용하며, 패킷데이터가 아닌 의미없는 정보를 계속 전송한다(33). 그리고, 이동통신 단말기는 순방향의 프레임이 감지되면 순방향 프레임을 수신한 후에 최저 전송율로 전송율 명령(Rate Command) '000'을 사용하여 패킷데이터가 아닌 의미없는 정보를 기지국으로 전송하기 시작한다(34).

이후, 기지국은 역방향의 프레임이 최초로 수신되면 순방향의 무선채널이 설정된 것으로 판단하여 정상적인 패킷데이터로 프레임을 구성하고 전송율 명령(Rate Command)을 '111'로 하여 다음 프레임부터는 전송율 명령(Rate Command)에 의한 가변전송율 적용을 이동통신 단말기에 알린다(35). 그리고, 이동통신 단말기에서는 순방향 프레임의 전송율 명령(Rate Command)이 최초로 '111'이 도착하면 역방향 무선채널이 설정된 것으로 판단하여 정상적인 패킷데이터로 프레임을 구성하고 전송율 명령(Rate Command)을 '111'로 하여 다음 프레임부터는 전송율 명령(Rate Command)에 의한 가변전송율 적용을 이동통신 단말기에 알린다(36).

상기와 같은 초기화 과정 이후에, 기지국이나 이동통신 단말기는 다음 프레임에 전송할 패킷데이터의 양에 따라 한 프레임전에 전송율 명령(Rate Command)을 사용하여 전송율 정보를 상대측에 미리 알려주는 과정을 되풀이한다. 이때, 전송율 명령 '000'은 현재 전송율의 아래단계 전송율로의 변경을 의미하고, 전송율 명령 '111'은 현재 전송율의 윗단계 전송율로의 변경을 의미한다.

도 4 는 본 발명에 따른 송신 프레임과 전송율 명령(Rate Command)의 일실시예 구조도이다.

도면에서, 41은 패킷데이터를 전송하기 위한 무선채널 송수신의 기본단위인 프레임을 나타내며, 42는 다음 프레임의 전송율을 알려주기 위한 전송율 명령(Rate Command)을 나타낸다. 프레임 n+1의 무선채널 전송율은 프레임 n의 전송율 명령(Rate Command)으로 알 수 있다. 현재 프레임 n의 전송율이 3단계이고 전송율 명령(Rate Command)이 '000'이면 다음 프레임 n+1의 전송율은 2단계가 되고, 현재 프레임 n의 전송율이 3단계이고 전송율 명령(Rate Command)이 '111'이면 다음 프레임 n+1의 전송율은 4단계가 된다.

도 5 는 본 발명에 따른 가변전송율의 단계별 전송율과 가능한 전송율 명령(Rate Command)의 일예시도이다.

현재의 무선채널은 16ksps, 32ksps, 64ksps, 128ksps, 256ksps 등을 사용할 수 있고, 각 전송율에 직교부호를 미리 지정하여 기지국과 이동통신 단말기가 공유한다. 초기무선채널의 설정은 16ksps로 시작하며, 도 3 에 의한 초기무선채널 설정과정 이후에 도 3 의 37에서 다음 프레임의 전송율을 전송율 명령(Rate Command)으로 미리 전달한다.

또한, 현재 프레임의 전송율이 256ksps일 때 전송율 명령(Rate Command)이 '111'로 전달될 때 다음 프레임의 전송율은 현재 프레임과 동일한 256ksps을 사용한다. 그리고, 현재 전송율이 16ksps일 때 전송율 명령(Rate Command)이 '000'으로 전달되면 다음 프레임의 전송율은 게이트 오프(Gate OFF)을 말한다. 게이트 오프(Gate OFF) 상태에서 수신기는 16ksps로 수신 프레임을 계속 관찰하다가 전송율 명령(Rate Command)으로 '111'이 감지되면 다음 프레임은 32ksps로 게이트 온(Gate ON)되는 것을 알 수 있다.

또한, 송신기에서도 16ksps의 프레임 상태에서 전송율 명령을 '000'으로 송신하면 다음 프레임은 게이트 오프(Gate OFF)된다. 게이트 온(Gate ON)은 16ksps의 프레임으로 시작하며, 첫 프레임은 무의미 정보로 프레임을 구성하고 전송율 명령(Rate Command)을 '111'로 구성한다. 그리고, 매 프레임의 전송율 변경시 전송율 명령의 손실을 방지하기 위하여, 프레임의 시작점에서의 데이터 손실없이 절체가능한 하드웨어 구조를 사용하여야 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 패킷데이터 전송시 상위메시지를 통한 무선채널의 재할당과 해제 및 재설정 등의 복잡한 과정없이 연속적인 무선채널환경에서 시변적으로 변화는 패킷데이터의 전송량에 따라 무선채널의 전송율을 실시간으로 변경하여 무선자원의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 이동통신환경에서의 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법에 있어서,

   무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하고, 상기 선택된 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 송신측과 착신측이 공유하는 제 1 단계;

   상기 송신측과 상기 착신측간에 최저 전송율로 제1 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 무선채널을 설정한 후에 상기 송신측과 상기 수신측간에 최저 전송율로 패킷정보와 제2 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송을 알리는 제 2 단계; 및

   상기 송신측과 상기 수신측은 다음 프레임에 전송할 패킷정보의 양에 따라, 전송율을 변경시키기 위한 전송율 명령(Rate Command)을 현재 프레임에 삽입하여 상대측으로 미리 전송하는 방식으로 패킷을 전송하는 제 3 단계

   를 포함하여 이루어진 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는,

   상기 송신측이 최저 전송율의 프레임에 상기 제1 전송율 명령(Rate Command)을 삽입하여 무의미 정보를 전송하는 제 4 단계;

   상기 수신측은 상기 제1 전송율 명령(Rate Command)이 검출되면 최저 전송율의 프레임에 상기 제1 전송율 명령(Rate Command)을 삽입하여 무의미 정보를 전송하는 제 5 단계;

   상기 송신측은 상기 제1 전송율 명령(Rate Command)이 검출되면 최저 전송율의 프레임에 사용자 패킷정보와 상기 제2 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송시작을 알리는 제 6 단계; 및

   상기 수신측은 상기 제2 전송율 명령(Rate Command)이 검출되면 최저 전송율의 프레임에 사용자 패킷정보와 상기 제2 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송시작을 알리는 제 7 단계

   를 포함하여 이루어진 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 단계는,

   최초의 패킷정보를 위하여 무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하여 호를 설정하는 제 8 단계; 및

   상기 송신측이 상기 수신측으로 호 설정 메시지와 함께 상기 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 전송하는 제 9 단계

   를 포함하여 이루어진 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 송신측과 상기 수신측은,

   다음 프레임의 전송율을 현재 프레임의 전송율 명령에 따라 한단계 올리거나 내리되, 최저 전송율로 패킷정보를 전송하다가 아래단계의 전송율 명령이 수신되면 게이트 오프(Gate OFF)하고, 최대 전송율로 패킷정보를 전송하다가 위단계의 전송율 명령이 수신되면 최대 전송율을 유지하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 연속적인 전송율 단계는,

   16ksps, 32ksps, 64ksps, 128ksps, 256ksps의 5단계인 것을 특징으로 하는 가변전송율을 이용한 패킷 전송 방법.
6. 프로세서를 구비한 이동통신 단말기와 기지국간에,

   무선채널이 사용할 전송율을 연속적인 단계로 선택하고, 상기 선택된 각 전송율 단계에서 사용할 직교부호를 선택하여 송신측과 착신측이 공유하는 기능;

   상기 송신측과 상기 착신측간에 최저 전송율로 제1 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 무선채널을 설정한 후에 상기 송신측과 상기 수신측간에 최저 전송율로 패킷정보와 제2 전송율 명령(Rate Command)을 전송하여 프레임 동기와 패킷정보 전송을 알리는 기능; 및

   상기 송신측과 상기 수신측은 다음 프레임에 전송할 패킷정보의 양에 따라, 전송율을 변경시키기 위한 전송율 명령(Rate Command)을 현재 프레임에 삽입하여 상대측으로 미리 전송하는 방식으로 패킷을 전송하는 기능

   을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.