KR20010002407A - 무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 매체 접근 제어 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 통신시스템에서 데이터통신을 위한 매체 접근 제어 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 공유채널을 이용하는 무선통신시스템에서 트래픽 로드에 따라 임의 방식이나 예약 기반의 방식을 선택하고, 예약 기반의 방식을 사용할 때 단말기가 자기 셀과 사용되지 않는 셀을 통하여 데이터를 전송하는 무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 매체 접근 제어 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 단말기에 주어진 일련번호에 따라 해당 셀과 비활성 단말기들에 주어진 셀을 상기 단말기가 사용하여 데이터를 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 단계를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신시스템 등에 이용됨.

Description

무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 매체 접근 제어 방법{MEDIUM ACCESS CONTROL METHOD FOR DATA TRANSMISSION ON SHARED CHANNELS IN WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 통신시스템에서 데이터통신을 위한 매체 접근 제어 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 무선통신시스템에서 공유채널을 이용하여 단말기들이 기지국으로 데이터를 전송하는 경우에 효율적이고 공평한 매체 접근을 보장하는 무선통신시스템에서 데이터통신을 위한 매체 접근 제어 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.

현대 사회가 고도 정보화 사회로 진화함에 따라 무선망을 이용한 데이터의 전송 필요성이 점차 증가하고 있으며, 이를 이용한 멀티미디어 서비스도 계획 중에 있다. 이러한 데이터 전송 서비스를 위해서는 무선망에서 낮은 접근 지연 시간과 함께 높은 트래픽 로드에서도 효율적인 전송을 가능하게 하는 매체 접근 방법이 제공되어야만 한다. 무선망을 이용한 데이터 전송을 위해서는 회선 연결과 같이 전용 채널을 이용하는 방법, 전용 채널을 동적으로 할당하는 방법, 공유채널을 이용하는 임의 접근 방법 등이 있다.

그러나, 종래의 낮은 접근 지연시간을 제공하는 임의 매체 접근 방법은 효율이 낮으며 단말기들의 데이터 전송에 있어서 형평성을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

보다 향상된 전송효율과 전송 형평성을 제공하기 위한 종래의 예약 기반의 매체 접근 방법은 전송하는 데이터에 비해 예약을 위한 추가 부담이 너무 컸을 뿐만 아니라, 시스템의 트래픽 로드가 낮은 경우에도 불필요하게 예약을 위한 추가부담과 지연시간이 소요되어 낮은 접근 지연 시간을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 트래픽 로드에 따라 임의 방식이나 예약 기반의 방식을 선택하고, 예약 기반의 방식을 사용할 때 단말기가 자기 셀과 사용되지 않는 셀을 통하여 데이터를 전송하는 무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 매체 접근 제어 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 무선통신시스템의 구성예시도.

도 2 는 본 발명에 따른 예약 기반 모드에서의 상태천이도.

도 3 은 본 발명에 이용되는 신호주기의 일예시도.

도 4 는 본 발명에 이용되는 채널 접근 주기의 일예시도.

도 5 는 본 발명의 예약 기반 매체 접근 제어 방법을 통한 셀의 흐름예시도.

도 6a 및 도 6b 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기에서의 매체 접근 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.

도 7 은 본 발명에 따른 무선통신 기지국에서의 매체 접근 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.

도 8 은 본 발명에 이용되는 채널 접근 주기의 다른 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 단말기 12 : 기지국

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선통신시스템에서 데이터통신을 위한 단말기에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서, 상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 단말기에 주어진 일련번호에 따라 해당 셀과 비활성 단말기들에 주어진 셀을 상기 단말기가 사용하여 데이터를 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선통신 단말기에, 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 기능; 상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 기능; 및 상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 단말기에 주어진 일련번호에 따라 해당 셀과 비활성 단말기들에 주어진 셀을 상기 단말기가 사용하여 데이터를 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명의 다른 방법은, 무선통신시스템에서 데이터통신을 위한 기지국에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서, 상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 기지국이 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하여 단말기들로부터 데이터 전송 예약을 받아 데이터를 수신하고 상기 단말기들로부터 전송되는 데이터가 없으면 채널 접근 주기 시작 신호를 다시 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템 기지국에, 상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 기능; 상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 기능; 및 상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 기지국이 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하여 단말기들로부터 데이터 전송 예약을 받아 데이터를 수신하고 상기 단말기들로부터 전송되는 데이터가 없으면 채널 접근 주기 시작 신호를 다시 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명에서의 매체 접근 제어 방법은 한 단말기가 현재 슬롯 시간에 사용되지 않을 셀을 이용하여 데이터를 전송할 것인지 다음 차례를 기다릴 것인가를 결정한다.

시스템의 트래픽 로드가 낮은 경우에는 오버헤드를 줄이기 위해 임의 접근 방법을 사용하며, 활성 단말기의 수가 많아 트래픽 로드가 정해진 임계치 이상인 경우에는 예약 기반의 방법을 사용하여 매체 접근을 제어한다. 따라서 시스템의 트래픽이 작은 경우에는 각 단말기는 거의 지연시간 없이 데이터를 전송할 수 있으며, 시스템에 오버 로드가 걸린 경우에는 예약 기반의 방법을 이용하여 각 사용자가 공평하게 시스템의 제공 대역을 최대한으로 이용할 수 있다.

시스템의 트래픽 로드가 낮은 경우에는 단말기들은 슬로티드 알로하(slotted ALOHA) 매체 접근 방법과 같은 임의 접근 방법을 사용하여 거의 지연시간 없이 데이터를 전송할 수 있다. 하지만 만약 시스템의 트래픽 로드가 높아지면 효율을 높이고 형평성을 제공하기 위해 기지국 또는 단말기의 요청에 의해 자동적으로 예약 기반의 매체 접근 제어 방법이 사용된다.

이때 시스템의 트래픽 로드는 수신 신호의 에러율(Bit Error Probability) 또는 효율(Utilzation, 실제 사용자데이터/채널로 전송 가능한 최대데이터)등 여러 가지 시스템 특성값에 따라 결정할 수 있다. 또한, 제공하고자 하는 서비스의 종류에 따라 시스템의 로드 기준은 달라질 수 있다. 제공하고자 하는 서비스가 지연시간에 민감한 음성 통화 서비스나 실시간 서비스인 경우에는 사용되는 임의 접근 방법에서의 전송 충돌 확률 또는 전송 충돌로 인한 각 단말기에서의 데이터 전송 지연 시간의 변화를 기준으로 보아야 한다.

만약 제공하고자 하는 서비스가 전송시간에 만감하지 않다면 시스템의 전송 효율이 중요한 기준이 될 수도 있다. 즉 데이터 전송 충돌이 증가하여 임의 접근 방법을 이용하여 데이터를 전송하는 경우보다 예약 기반의 방법을 이용하여 전송하는 경우가 더 높은 효율을 제공하는 경우에만 예약기반의 방법이 활성화되도록 할 수도 있다. 이러한 두 유형의 기준은 서로 배타적으로 쓰일 수도 있으며 한가지 방법이 첫번째 기준이 되고 다른 한가지 방법이 두 번째 기준이 되어 쓰일 수도 있다.

예약기반의 방법에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 각 단말기는 전송 가능 셀 수(P)와 최대 전송 셀 수(Pmax)를 메모리에 가지고 있다. 최대 전송 셀 수(Pmax)는 정수인 상수이다. 예약 모드를 위해서는 먼저 각 단말기는 최대 전송 셀 수(Pmax)를 전송 가능 셀 수(P) 계수기에 복사한다.

단말기는 전송 가능 셀 수(P)가 0보다 큰 경우에 현재 슬롯 시간에 사용되지 않는 셀을 사용할 수 있다. 그리고 셀을 하나 전송할 때마다 전송 가능 셀 수(P)의 값이 하나씩 감소한다. 전송 가능 셀 수(P)가 0이 되면 단말기는 다른 단말기들이 데이터를 전송하도록 이번 채널 접근 주기에는 더 이상의 데이터를 보내지 않는다. 마침내 모든 단말기들의 전송 가능 셀 수(P)가 0을 가지게 되거나 더 이상 보낼 데이터가 없게 되면 기다리던 모든 단말기들은 다시 최대 전송 셀 수(Pmax)를 전송 가능 셀 수(P) 계수기로 복사하고 데이터를 전송한다.

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.

본 실시예에서는 기본적으로 시분할 다중 접속(TDMA : Time Division Multiple Access) 시스템 또는 시분할 이중화(TDD : Time Division Duplex) 방식으로 동작하는 코드 분할 다중 접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 시스템을 예로 들어 설명한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 무선통신시스템의 구성예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 이동 단말기(11)와 기지국(12)으로 이루어진다. 기지국(12)은 유선으로 연결된 시스템으로부터 전달받은 정보를 이동 단말기(11)들로 제공하고, 이동 단말기(11)들로부터의 정보를 받는다.

도 2 는 본 발명에 따른 예약 기반 모드에서의 상태천이도이다.

예약 기반 모드 단말기에서의 매체 접근 제어 상태는 도면에 도시된 바와 같이 비활성(Inactive) 상태(21, 22)와 활성(Active) 상태(23, 24)로 구분되며 비활성(Inactive) 상태(21, 22)인 단말기가 데이터를 전송하기 위해서는 기지국에 자원 예약 요청을 하고 기지국으로부터의 확인 시그널을 받은 이후에 활성(Active) 상태(23, 24)로 천이하면서 데이터를 전송하게 된다.

우선, 한 셀의 모든 등록된 단말기들은 기지국에 의해서 지정된 일련 번호를 할당받는다. 활성-정규(Active-Normal) 상태(23)에서의 각 단말기는 전송 프레임내 각 단말기의 일련 번호 순서에 따라 데이터를 전송하며, 다른 모든 우선권(priority)을 가진 단말기들이 비활성(Inactive) 상태(21, 22)에 들어가면 단말기는 활성-우선(Active-Priority) 상태(24)가 되어 자신의 순서에 해당하는 셀 뿐 아니라 모든 비활성(Inactive) 상태(21, 22)인 단말기들에게 할당되었던 셀들을 모두 이용하여 데이터를 전송한다(201).

활성-우선(Active-Priority) 상태(24)에서 더 이상 전송할 데이터가 없으면 비활성-공백(Inactive-Null) 상태(22)로 천이하고(202), 전송할 데이터가 있으나 최대 전송 셀 수(Pmax)의 데이터를 전송하여 전송 가능 셀 수(P)가 0이면 비활성-정지(Inactive-Hold) 상태(21)로 천이하게 된다(203). 그리고, 다음의 최우선 순위를 가진 단말기는 활성-우선(Active-Priority) 상태(24)가 되어 데이터를 전송하게 된다.

또한, 활성-정규(Active-Normal) 상태(23)에서도 더 이상 전송할 데이터가 없으면 비활성-공백(Inactive-Null) 상태(22)로 천이하게 된다(204). 비활성-공백(Inactive-Null) 상태(22)에 있다가 전송할 데이터가 생기면 비활성-정지(Inactive-Hold) 상태(21)로 천이하게 된다(205).

비활성-정지(Inactive-Hold) 상태(21)에서는 전송 예약 비트를 통하여 데이터 전송을 요청하고, 기지국으로부터 전송 예약 확인(Confirmation)을 받으면 활성-정규(Active-Normal) 상태(23)로 천이한다(206).

도 3 은 본 발명에 이용되는 신호주기의 일예시도이다.

TDMA 시스템 또는 CDMA TDD 시스템에서는 도면에 도시된 바와 같이 하나의 신호주기(signaling period, 31)가 역방향 전송주기(Reverse-link transmission cycle, 311), 순방향 전송주기(Forward link transmission cycle, 312) 그리고, 역방향 전송주기(311)와 순방향 전송주기(312)를 구별해주는 전송 변환 간격(Transceiver turnaround interval, 313)를 갖는다. 도면에 도시된 바와 같이 한번의 역방향 전송과 이어지는 순방향 전송은 하나의 신호주기(31)에 해당한다.

도 4 는 본 발명에 이용되는 채널 접근 주기의 일예시도이다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 예약 기반 모드의 각 채널 접근 주기는 예약 단계(Reservation phase, 41), 전송 단계(Transmission phase, 42) 및 주기 동기화 간격(cycle synchronization interval, 43)으로 이루어진다.

예약 단계(41)는 전송예약(Transmission request, 411)과 전송예약 확인(Transmission confirmation, 412)으로 이루어지며, 전송 단계(42)는 여러 신호주기(Signaling period, 31)들로 이루어진다.

한 셀의 모든 등록된 단말기들은 기지국에 의해서 지정되는 일련 번호를 할당받는다.

예약 단계(41)에서는 전송예약(411)을 통해 전송할 데이터가 있는 단말기는 기초 비트맵 프로토콜(the basic bit-map protocol, 각 단말기가 자신의 일련번호에 해당되는 예약비트에 1 또는 다른 값을 실어 보냄으로써 데이터 전송예약을 하고, 기지국에 의해 예약이 승인되면 데이터를 전송하는 예약 방법의 한가지)을 이용하여 전송을 예약해야 한다. 기지국은 비트맵(bit-map) 셀의 전송 예약 신호를 받고 해석해서 다음 프레임에서의 자원 할당을 위한 스케쥴링을 수행하고, 요청에 대한 승인(ACK) 또는 거부(NAK) 신호와 최대 전송 셀 수(Pmax)를 포함하는 결과를 전송예약 확인(412)에 실어 모든 단말기에 보낸다(broadcast).

전송단계(42)는 여러 전송프레임(421)으로 이루어지는데, 전송단계(42)의 전송프레임(421)은 도 3 에 도시된 신호주기(31)와 같으며, 역방향 전송주기(311)에 해당하는 데이터 프레임(Data Frame, 422)과 순방향 전송주기(312)에 해당하는 확인신호(Ack, 423)로 구성된다.

주기 동기화 간격(cycle synchronization interval, 43)은 채널 접근 주기(Channel access cycle)에 대해 기지국과 각 단말기들간에 동기가 이루어질 수 있도록 채널 접근 주기와 주기 사이에 간격을 말한다.

채널 접근 주기는 기지국으로부터의 채널 접근 주기 시작 신호를 통하여 구분되며, 전송프레임도 역시 기지국으로부터의 전송프레임 시작 신호를 통하여 구분된다.

도 5 는 본 발명의 예약 기반 매체 접근 제어 방법을 통한 셀의 흐름예시도이다.

본 발명에서의 예약 기반 매체 접근 제어 프로토콜은 다음과 같다. 하나의 채널 접근 주기는 예약 단계(41)와 전송 단계(42)로 이루어진다. 하나의 전송 단계(42)는 n개의 프레임들로 구성되고, 각 프레임은 m개의 셀들과 확인신호(423)로 구성된다. 이때 m은 전송 예약 확인을 받은 단말기의 수와 같다. 전송 단계(421)의 첫 번째 프레임의 각 셀들은 할당된 일련번호순으로 각각 하나의 활성(Active) 상태인 단말기들에 의해 예약되어 사용되어진다.

데이터를 전송하고자 하는 단말기들은 전송예약 확인(Transmission confirmation, 412)을 통하여 다른 단말기의 데이터 전송 여부를 알 수 있고, 이를 통하여 일련번호에 따른 자기의 데이터 전송 셀 위치를 파악할 수 있다. 각각의 데이터 전송은 프레임단위로 기지국으로부터의 확인신호(423)에 의해 확인되어야만 한다.

기지국으로부터의 확인 신호(423)는 전송받은 각 셀에 대하여 0에서 3까지의 값을 갖는 2비트 데이터로 이루어진다. 0은 성공적으로 데이터를 수신하여 디코딩한 경우이고 1은 데이터 수신에 실패한 경우, 2는 셀이 비어 있는 경우이다.

수신된 확인 신호(423)에 기반하여 활성(Active) 상태(23, 24)인 단말기들 중의 가장 작은 일련번호를 가진 단말기가 우선권을 가지고 이전 프레임에서 사용되지 않은 셀을 사용할 권리를 갖게 된다.

기본적인 접근방법의 예가 도 5 에 도시되어 있다. 이 예에서 n번째 프레임에서 세번째와 다섯번째 셀이 사용되지 않았다. 이 경우에 활성(Active) 상태인 단말기들 중에서 가장 낮은 일련번호를 갖는 제1 단말기(Station 1)가 n+1번째 프레임부터 이전 프레임에서 사용되지 않은 셀들을 이용해 전송할 권리를 갖게 된다. 기지국으로부터의 확인 신호(423)에 사용되지 않은 셀을 의미하는 신호가 있다는 것은 해당하는 셀을 이용해 전송하던 단말기가 더 이상 전송할 데이터가 없거나 이미 할당된 양만큼의 데이터를 전송했다는 것을 의미한다.

마침내 모든 단말기가 전송 가능 셀 수(P)가 0이 되거나 비활성(Inactive) 상태가 되면 새로운 채널 접근 주기가 시작된다. 새로운 채널 접근 주기의 시작은 각 프레임에 대한 기지국의 확인 전송의 끝에 기지국이 새로운 프레임의 시작을 알리는 비트를 설정함으로써 결정되어질 수 있다.

기지국이 새로운 채널 접근 주기 시작 신호를 전송한 경우에는 전송할 데이터가 있는 단말기들은 예약 주기(41)를 이용해 예약을 하며 전송예약 확인(Transmission confirmation, 412)을 통해 확인 신호와 함께 최대 전송 셀 수(Pmax)를 할당받고 전송프레임 시작 신호를 받은 후에 자신의 일련번호와 최대 전송 셀 수(Pmax)에 기반하여 위에서 설명한 바와 같이 데이터를 전송하게 된다.

도 6a 및 도 6b 는 본 발명에 따른 예약 기반 모드 무선통신 단말기에서의 매체 접근 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

단말기에 전송할 데이터가 있는지를 확인하여(601) 없으면 종료하고, 있으면 기지국으로부터의 신호를 기다리다가 기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단한다(602). 판단 결과, 채널 접근 주기 시작 신호가 아니면 기지국으로부터의 신호를 기다리다가 기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단하는 과정(602)부터 반복 수행한다.

기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단한 결과, 채널 접근 주기 시작 신호이면 전송예약(Transmission request, 411) 셀을 통하여 데이터 전송을 요청한 후에(603), 전송예약 확인(Transmission confirmation, 412)을 통하여 기지국으로부터 데이터 전송 요청에 대한 승인(ACK)과 최대 전송 셀 수(Pmax)를 전송받았는지를 확인한다(604). 확인 결과, 전송받지 못했으면 기지국으로부터의 신호를 기다리다가 기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단하는 과정(602)부터 반복 수행한다.

전송예약 확인(Transmission confirmation, 412)을 통하여 기지국으로부터 데이터 전송 요청에 대한 승인(ACK)과 최대 전송 셀 수(Pmax)를 전송받았는지를 확인하고 전송 가능 셀 수(P)를 전송받은 최대 전송 셀 수(Pmax)와 같은 값으로 세팅한 후(605), 기지국으로부터 수신 신호를 기다려 수신된 신호가 전송프레임 시작 신호인지를 검사한다(606). 검사 결과, 전송프레임 시작 신호가 아니면 기지국으로부터의 신호를 기다리다가 기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단하는 과정(602)부터 반복 수행한다.

수신된 신호가 전송프레임 시작 신호인지를 검사한 결과, 전송프레임 시작 신호이면 일련번호에 해당하는 셀을 이용하여 데이터를 전송하고(607), 기지국으로부터 확인신호(Ack, 422)를 받는다(608). 단말기는 전송 가능 셀 수(P)를 1 줄이고(609), 전송 가능 셀 수(P)가 0인지를 판단한다(610). 판단 결과, 전송 가능 셀 수(P)가 0이면 단말기에 전송할 데이터가 있는지를 확인하는 과정(601)부터 반복 수행한다.

전송 가능 셀 수(P)가 0인지를 판단한 결과, 전송 가능 셀 수(P)가 0이 아니면 단말기에 더 이상 전송할 데이터가 있는지를 검사한다(611). 검사 결과, 더 이상 전송할 데이터가 없으면 종료하고, 전송할 데이터가 있으면 기지국으로부터의 신호를 기다려 수신된 신호가 전송프레임 시작 신호인지를 확인한다(612) 확인 결과, 전송프레임 시작 신호가 아니면 기지국으로부터 수신된 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단하는 과정(602)부터 반복 수행한다.

수신된 신호가 전송프레임 시작 신호인지를 확인한 결과, 전송프레임 시작 신호이면 기지국으로부터의 확인 신호(422)를 분석하여 일련번호가 더 작은 활성(Active) 상태의 단말기가 있는지를 판단한다(613). 판단 결과, 일련 번호가 더 작은 활성(Active) 상태의 단말기가 있으면 일련번호에 해당하는 셀을 이용하여 데이터를 전송하는 과정(607)부터 반복 수행한다.

일련번호가 더 작은 활성(Active) 상태의 단말기가 있는지를 판단한 결과, 없으면 일련번호에 해당하는 셀과 비활성 단말기들에게 할당된 셀을 이용하여 데이터를 전송하고(614), 기지국으로부터의 확인신호(422)를 받는다(615). 데이터를 전송한 셀 수 만큼 전송 가능 셀 수(P)를 줄이고(616), 전송 가능 셀 수(P)가 0인지를 판단하는 과정(610)부터 반복하여 수행한다.

상기한 실시예에서는 전송 가능 셀 수(P)가 0인가를 기준으로 판단하였으나, 0이 아닌 다른 임의의 수 보다 작은지 그렇지 않은지로 활성 상태와 비활성 상태를 구별할 수도 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 예약 기반 모드 무선통신 기지국에서의 매체 접근 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

우선, 기지국은 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하고(701) 주변의 단말기들로부터 전송 예약 요청을 수신한다(702).

단말기들로부터 전송 예약 요청을 수신한 기지국은 채널에서 사용가능한 대역폭에 기반하여 각 단말기들로 데이터 전송을 위한 채널 사용을 승인하고, 허가된 단말기들로 최대 전송 셀 수(Pmax)를 전송한다(703).

기지국은 전송 프레임 시작 신호를 전송하고(704), 전송이 허가된 단말기들로부터 데이터를 전송받아(705) 그에 대한 확인 신호를 전송한다(706). 이때 마지막 활성 상태인 단말기로부터 전송된 데이터가 없었는지를 확인하여(707), 전송된 데이터가 없었으면 현재 채널 접근 주기에서는 각 단말기들이 전송할 데이터가 없는 것이므로 채널 접근 주기를 종료하고, 새로운 채널 접근 주기를 위하여 시작 신호를 전송하는 과정(701)부터 반복 수행한다.

기지국은 마지막 활성 상태인 단말기로부터 전송된 데이터가 없었는지를 확인한 결과, 전송된 데이터가 있었으면 전송프레임 시작 신호를 전송하는 과정(704)부터 반복 수행하여, 현재의 채널 접근 주기에서의 데이터 전송을 계속 진행한다.

상기한 실시예에서는 각 단말기의 데이터 전송이 끝났음은 기지국으로부터의 확인신호로 파악되는데, 이와 달리 각 단말기가 마지막 셀 헤더에 1비트를 사용하여 마지막 전송임을 알리는 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명은 비동기 전송 모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 망과의 연동을 고려하여 ATM셀을 전송 단계의 셀로 그대로 쓸 수 있도록 하고 있다. ATM셀 구조를 그대로 사용하는 경우에는 4비트 일반흐름제어(GFC : Generic Flow Control) 필드를 이용하여 사용중/전송종료(busy/EOT : end of transmission) 신호를 보낼 수도 있다.

도 8 은 본 발명에 이용되는 채널 접근 주기의 다른 예시도이다.

주파수 분할 다중화(FDD : Frequency Division Duplex) 방식 CDMA 기반 시스템에서 본 발명에 따른 매체 접근 제어 방법이 구현되기 위한 채널 접근 주기를 예시하고 있다.

CDMA 시스템에서는 역방향 채널(802)과 순방향 채널(801)로 동시에 통신하는 것이 가능하므로, 역방향 데이터 송신 직후에 기지국으로부터 순방향 채널을 통해 확인 신호를 받는다. CDMA 기반 시스템에서의 구현을 위한 채널 접근 주기가 도 8 에 예시되어 있다. 이러한 방법으로 하여 TDMA 시스템의 경우와 마찬가지로 구현이 가능하다.

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.

상기한 바와 같은 본 발명은, 시스템의 트래픽 로드에 따라 임의 접근 방식이나 예약 기반의 매체 접근 제어를 택하므로 낮은 접근 지연시간을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일련번호를 통한 예약 기반 모드에서의 매체 접근 제어 방법을 통하여 효율적인 대역 이용과 각 사용자간의 형평성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 ATM 망과의 연동을 고려하여 ATM셀을 전송 단계의 셀로 그대로 쓸 수 있도록 하고 있으며, 이 경우에 ATM 계층(layer)은 무선 구간의 전송을 위해 변경되어야 할 필요가 없이 투명하게 사용되어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

1. 무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 단말기에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서,

   상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 단계;

   상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 단계; 및

   상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 단말기에 주어진 일련번호에 따라 해당 셀과 비활성 단말기들에 주어진 셀을 상기 단말기가 사용하여 데이터를 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   전송할 데이터가 있는 상기 단말기가 기지국으로부터 채널 접근 주기 시작 신호와 데이터 전송 승인을 받는 제 4 단계;

   전송프레임 시작 신호를 받은 상기 단말기가 일련번호에 해당하는 셀에 데이터를 실어 상기 기지국으로 전송하며 상기 전송 가능 셀 수를 줄이는 제 5 단계;

   전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하가 아니며 전송할 데이터가 있으면 전송프레임 시작 신호를 받아 상기 단말기보다 일련번호가 더 작은 활성 상태의 단말기가 있는지를 판단하는 제 6 단계;

   상기 제 6 단계의 판단 결과, 더 작은 일련 번호의 활성 상태 단말기가 있으면 상기 제 5 단계부터 반복 수행하는 제 7 단계; 및

   상기 제 6 단계의 판단 결과, 더 작은 일련 번호의 활성 상태 단말기가 없으면 상기 단말기의 일련번호에 해당하는 셀과 비활성 상태의 단말기들에게 할당된 셀을 이용하여 데이터를 전송하고 상기 전송 가능 셀 수를 줄여 상기 제 6 단계부터 반복 수행하는 제 8 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 4 단계는,

   상기 단말기에 전송할 데이터가 있는지를 확인하는 제 9 단계;

   전송할 데이터가 있는 상기 단말기가 기지국으로부터의 채널 접근 주기 시작 신호를 수신하여 데이터 전송을 예약하는 제 10 단계; 및

   상기 기지국으로부터 데이터 전송 승인과 최대 전송 셀 수를 받아 상기 최대 전송 셀 수를 상기 단말기의 전송 가능 셀 수로 삼는 제 11 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 10 단계는,

   전송할 데이터가 있는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 신호를 수신하면 그 신호가 채널 접근 주기 시작 신호인지를 판단하는 제 12 단계;

   상기 제 12 단계의 판단 결과, 채널 접근 주기 시작 신호가 아니면 상기 제 12 단계부터 반복 수행하는 제 13 단계; 및

   상기 제 13 단계의 판단 결과, 채널 접근 주기 시작 신호이면 상기 기지국으로의 전송예약 셀을 통하여 데이터 전송을 예약하는 제 14 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 11 단계는,

   상기 단말기가 상기 기지국으로부터의 신호를 통하여 데이터 전송 승인을 받고, 상기 최대 전송 셀 수를 부여받았는지를 확인하는 제 12 단계;

   상기 제 12 단계의 확인 결과, 상기 기지국으로부터 데이터 전송 승인과 상기 최대 전송 셀 수를 받지 못하였으면 상기 제 10 단계부터 반복 수행하는 제 13 단계; 및

   상기 제 12 단계의 확인 결과, 상기 기지국으로부터 데이터 전송 승인과 상기 최대 전송 셀 수를 받았으면 상기 최대 전송 셀 수를 상기 전송 가능 셀 수로 삼는 제 14 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 5 단계는,

   상기 기지국으로부터 신호를 받아 전송프레임 시작 신호인지를 판단하는 제 12 단계;

   상기 제 12 단계의 판단 결과, 전송프레임 시작 신호가 아니면 상기 제 10 단계부터 반복 수행하는 제 13 단계;

   상기 제 12 단계의 판단 결과, 전송프레임 시작 신호이면 상기 단말기의 일련번호에 해당하는 셀에 데이터를 실어 상기 기지국으로 전송하는 제 14 단계; 및

   상기 기지국으로부터 확인신호를 받고, 전송 가능 셀 수를 줄이는 제 15 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 8 단계는,

   상기 단말기보다 일련번호가 더 작은 활성 상태의 단말기가 있는지를 판단한 결과, 일련번호가 더 작은 활성 상태 단말기가 없으면 상기 단말기의 일련번호에 해당하는 셀과 비활성 상태의 단말기들에게 할당된 셀을 이용하여 데이터를 전송하는 제 9 단계;

   상기 단말기가 상기 기지국으로부터 확인신호를 받는 제 10 단계; 및

   상기 단말기가 데이터를 전송한 셀 수만큼 상기 전송 가능 셀 수를 줄여 상기 제 6 단계부터 반복 수행하는 제 11 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 6 단계는,

   상기 단말기의 상기 전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하인지를 판단하는 제 16 단계;

   상기 제 16 단계의 판단 결과, 상기 전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하이면 상기 제 4 단계부터 반복 수행하는 제 17 단계;

   상기 제 16 단계의 판단 결과, 상기 전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하가 아니면 전송할 데이터가 더 있는 상기 단말기가 기지국으로부터의 신호를 수신하여 전송프레임 시작 신호인지를 확인하는 제 18 단계;

   상기 제 18 단계의 확인 결과, 전송프레임 시작 신호가 아니면 상기 제 5 단계부터 반복 수행하는 제 19 단계; 및

   상기 제 18 단계의 확인 결과, 전송프레임 시작 신호이면 상기 단말기보다 일련번호가 더 작은 활성 상태의 단말기가 있는지를 판단하는 제 20 단계

   를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 단말기보다 일련번호가 더 작은 활성 상태 단말기가 있는지의 판단은,

   상기 기지국으로 데이터 전송시에 단말기들이 전송할 데이터가 없거나 전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하이면 데이터 전송 종료 신호를 보내어 상기 기지국이 이를 확인하여 확인신호 전송시 이를 알려주는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 단말기보다 일련번호가 더 작은 활성 상태 단말기가 있는지의 판단은,

    상기 기지국으로 데이터 전송시에 단말기들이 전송할 데이터가 없거나 전송 가능 셀 수가 소정의 값 이하이면 데이터를 전송하지 않고, 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 전송되는 확인신호에서 단말기들의 일련번호에 해당하는 셀에 데이터 전송에 대한 응답이 있었는가로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
11. 무선통신시스템에서 공유채널을 이용한 기지국에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서,

    상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 단계;

    상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 단계; 및

    상기 제 1 단계의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 기지국이 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하여 단말기들로부터 데이터 전송 예약을 받아 데이터를 수신하고 상기 단말기들로부터 전송되는 데이터가 없으면 채널 접근 주기 시작 신호를 다시 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 단계

    를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 3 단계는,

    상기 기지국이 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하는 제 4 단계;

    데이터를 전송하고자 하는 단말기들로부터 전송 예약 요청을 수신하여 사용 허가와 함께 최대 전송 셀 수를 전송하는 제 5 단계;

    전송프레임 시작 신호를 전송하고 상기 단말기들로부터 데이터 전송 신호를 수신하여 수신된 데이터가 없었는지를 판단하는 제 6 단계;

    상기 제 6 단계의 판단 결과, 수신된 데이터가 없었으면 상기 제 4 단계부터 반복 수행하는 제 7 단계; 및

    상기 제 6 단계의 판단 결과, 수신된 데이터가 있었으면 상기 제 6 단계부터 반복 수행하는 제 8 단계

    를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 5 단계는,

    데이터를 전송하고자 하는 상기 단말기들로부터 전송 예약 요청을 수신하는 제 9 단계; 및

    채널에서 사용가능한 대역폭에 기반하여 상기 단말기들로 채널 사용 승인을 전송하며, 허가된 상기 단말기들로 최대 전송 셀 수도 전송하는 제 10 단계

    를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 제 6 단계는,

    상기 기지국이 전송 프레임 시작 신호를 전송하는 제 11 단계;

    전송이 허가된 상기 단말기들로부터 데이터 전송 신호를 받는 제 12 단계;

    상기 기지국이 상기 단말기들로부터 수신된 데이터 전송 신호에 대한 확인 신호를 전송하는 제 13 단계; 및

    상기 단말기들 중 마지막으로 활성 상태인 단말기로부터 전송된 데이터가 없었는지를 확인하는 제 14 단계

    를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 제 6 단계는,

    상기 기지국이 전송 프레임 시작 신호를 전송하는 제 11 단계;

    전송이 허가된 상기 단말기들로부터 데이터 전송 신호를 받는 제 12 단계;

    상기 기지국이 상기 단말기들로부터 수신된 데이터 전송 신호에 대한 확인 신호를 전송하는 제 13 단계; 및

    상기 단말기들 중 마지막으로 활성 상태인 단말기로부터 데이터 전송 종료 신호를 받았는지를 확인하는 제 14 단계

    를 포함하여 이루어진 무선통신시스템에서의 매체 접근 제어 방법.
16. 프로세서를 구비한 무선통신 단말기에,

    무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 기능;

    상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 기능; 및

    상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 단말기에 주어진 일련번호에 따라 해당 셀과 비활성 단말기들에 주어진 셀을 상기 단말기가 사용하여 데이터를 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 기능

    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
17. 대용량 프로세서를 구비한 무선통신시스템 기지국에,

    상기 무선통신시스템의 트래픽 로드가 상기 시스템 특성에 따른 소정의 임계치 이상인지를 판단하는 제 1 기능;

    상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이 아니면 임의 매체 접근 방식을 이용하여 매체 접근 제어를 수행하는 제 2 기능; 및

    상기 제 1 기능의 판단 결과, 소정의 임계치 이상이면 상기 기지국이 채널 접근 주기 시작 신호를 전송하여 단말기들로부터 데이터 전송 예약을 받아 데이터를 수신하고 상기 단말기들로부터 전송되는 데이터가 없으면 채널 접근 주기 시작 신호를 다시 전송하는 예약 기반 모드의 매체 접근 제어를 수행하는 제 3 기능

    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.