KR20010028874A - 무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법 - Google Patents

무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDMA 방식을 사용하는 무선패킷 데이터망에서의 패킷 데이터 전송방법에 관한 것으로, 특히, 기지국으로부터 전송되는 전력제어 신호를 감지하여 패킷 데이터가 충돌 없이 전송되도록 하는 것에 관한 것이며, 패킷 데이터 전송 무선 채널에 전력제어 신호가 있는지 감지하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 전력제어 신호가 감지되면 상기 제1 단계로 궤환하고, 감지되지 않으면 동기용 프리앰블 신호를 기지국으로 전송하는 제2 단계와, 상기의 단계에 의한 프리앰블 신호 전송 후, 패킷 데이터를 기지국으로 전송하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에 의한 패킷 데이터 전송이 완료되었는지 판단하여 완료되지 않았으면 상기 제3 단계로 궤환하고, 완료되었으면 종료 단계로 진행하는 제4 단계로 구성되는 것을 특징으로 하고, 데이터 전송 채널에 단말기의 송신전력을 제어하는 기지국의 전력제어 신호를 감지하므로써, 다른 단말기에 의한 채널의 점유 상태를 확인 및 패킷 데이터의 충돌을 방지하며, 오류 없는 패킷 데이터를 보다 빠른 시간에 전송 할 수 있는 공업적 이용 효과가 있다.

Description

무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법{A METHOD OF TRANSMITTING PACKET DATA BY USING POWER CONTROL SIGNAL FOR WIRELESS PACKET DATA NETWORK}
본 발명은 CDMA 방식을 사용하는 무선패킷 데이터망에서의 패킷(Packet) 데이터 전송방법에 관한 것으로, 특히, 기지국으로부터 전송되는 전력제어(Power Control) 신호를 감지하여 패킷 데이터가 충돌(Collision) 없이 전송되도록 하는 것에 관한 것이다.
무선패킷 데이터(Packet Data) 전송 방법은 하나의 무선 채널을 이용하여 여러 사용자가 공동으로 데이터를 전송하는 다중접속 방법으로서, 일명 알로아(Aloha) 방식과 슬롯티드 알로아(Slotted Aloha) 방식이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 무선패킷 데이터망에서의 패킷 데이터 전송 방법을 설명한다.
도1 은 무선패킷 데이터망에서의 무선 패킷 데이터를 전송하는 시스템 구성도 이고, 도2 는 무선 패킷 데이터 전송의 알로아 방식 타이밍도 이고, 도3 은 무선 패킷 데이터 전송의 슬롯티드 알로아 방식 타이밍도 이다.
상기의 첨부된 도면을 참조하면, 무선으로 패킷 데이터를 전송하는 무선가입자망(WLL)의 시스템 구성은, 패킷 데이터(Packet Data)를 동일한 무선 채널로 송수신하는 다수의 가입자 단말기(11,12,13,14)와,
상기 다수의 가입자 단말기(11,12,13,14)와 동일한 무선 채널로 패킷 데이터(Packet Data)를 송수신하며 무선 가입자망 전체를 제어하고 국설교환기와 연결될 수 있도록 하는 기지국(20)으로 구성된다.
상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 무선패킷 데이터망의 무선패킷 데이터 전송 방식을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 무선패킷 데이터망의 기지국(20)으로부터 패킷 데이터(Packet Data)가 각 단말기(11,12,13,14)로 전송되는 경우에는, 하나의 기지국(20)으로부터 전송되는 신호이므로 각각의 단말기(11,12,13,14)는 패킷 데이터(Packet Data) 사이에 충돌(Collision) 현상에 의한 오류(Error)가 발생하지 않는 데이터를 수신 할 수 있다.
상기, 각각의 단말기(11,12,13,14)에서 상기 기지국(20)으로 패킷 데이터를 무선으로 전송하는 경우의 전송 방법은, 각각의 단말기(11,12,13,14)로부터 전송할 패킷 데이터가 발생하는 즉시, 임의적으로 랜덤(Random) 하게 전송하게 되고, 동일한 시점에 하나의 단말기에서만 패킷 데이터를 전송하는 경우는 전송이 원만하게 이루어지고, 둘 이상의 단말기에서 패킷 데이터를 전송하는 경우에는 데이터의 충돌(Collision)이 발생하여 충돌된 모든 패킷 데이터에 오류가 발생하게 된다.
상기와 같은 패킷 데이터 전송의 타이밍(Timing)도가 도2에 도시되어 있다.
즉, 단말1(11)에서 패킷 데이터를 전송하고, 상기 전송되는 패킷 데이터의 전송이 완료되기 전에 단말K(14)에서 패킷 데이터를 전송하며 상기 단말K(14)의 패킷 데이터 전송 시간에 다시 단말2(12)에서 패킷 데이터가 전송되면, 상기 단말1(11), 단말2(12) 및 단말K(14)에서 전송된 패킷 데이터는 모두 충돌(Collision) 이 발생하여, 오류(Error)가 발생하게 된다. 그러나 단말3(13)에서 전송된 패킷 데이터는 충돌(Collision)이 없으므로 성공적인 전송이 이루어진다.
따라서, 상기와 같이 데이터의 충돌을 감지한 상기 단말1(11), 단말2(12) 및 단말K(14)는 해당 패킷 데이터를 다시 전송하게 되는데, 상기 데이터가 충돌된 단말기(11,12,14)가 모두 즉시 재전송을 하면, 또 다시 데이터의 충돌(Collision)이 발생할 확률이 매우 높게 나타나므로, 각 단말기는 자체적인 충돌 방지 알고리즘에 의하여 적당한 시간을 기다린 후, 재전송을 시도하게 된다.
상기와 같은 패킷 데이터 전송 방식을 알로아(Aloha) 방식이라고 하며, 전송되는 패킷 데이터의 충돌(Collision) 확률이 매우 높지만 시스템의 구성이 간단하기 때문에 트래픽(Traffic) 밀도가 높지 않은 환경에서는 효과적으로 사용될 수 있다. 참고로 상기 알로아(Aloha) 방식에서 패킷 데이터가 충돌(Collision)을 발생하지 않고, 전송되는 처리율(Throughput)은 0.18 이다.
상기와 같이 패킷 데이터를 전송하고 싶을 때 언제라도 전송이 가능한 알로아 방식은, 패킷 데이터 전송 성공률을 나타내는 처리율(Throughput)이 낮으며, 상기의 낮은 처리율을 일부 개선한 것이 슬롯티드 알로아(Slotted Aloha) 방식으로서, 도3 에 도시된 타이밍도와 같이 동작한다.
상기의 도3에 도시된 슬로티드 알로아 방식의 동작은, 패킷 데이터가 전송되는 시간을 일정한 단위의 슬롯(Slot)으로 나누고, 상기 슬롯(Slot)이 시작되는 순간에만 패킷 데이터를 전송할 수 있도록 하는 것으로서, 처리율(Through)을 알로아 방식의 2배로 증가 할 수 있다.
상기의 도3을 참조하면, 단말2(12)와 단말K(14)에서 전송된 패킷 데이터만 충돌(Collision)이 발생함을 확인 할 수 있고, 따라서, 상기 충돌(Collision)이 발생한 패킷 데이터만 자체 충돌 방지 알고리즘에 근거하여 재전송 하면 된다.
참고로, 상기와 같은 슬롯티드 알로아(Slotted Aloha) 방식의 처리율(Throughput)은 0.368이다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의하여 전송되는 패킷 데이터는 충돌(Collision)이 발생할 확률이 높으며, 충돌에 의하여 재전송 되는 패킷 데이터와 새로이 전송되는 패킷 데이터에 의하여 트래픽 밀도는 더욱 높아지고, 따라서, 충돌(Collision) 확률이 더욱 높아지는 문제에 의하여 채널의 효율이 더욱 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은, 무선패킷 데이터망 단말기에서 패킷 전송용 채널의 전력제어 캐리어를 감지하여, 상기 캐리어가 존재하는 경우, 다른 단말기가 채널을 점유하여 패킷 데이터를 전송 중에 있는 것으로 판단하므로써, 충돌이 발생하지 않도록 하는 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, CDMA 방식 무선패킷 데이터망의 패킷 데이터 전송 무선 채널에 전력제어 신호가 있는지 감지하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 전력제어 신호가 감지되면 상기 제1 단계로 궤환하고, 감지되지 않으면 동기용 프리앰블 신호를 기지국으로 전송하는 제2 단계와, 상기의 단계에 의한 프리앰블 신호 전송 후, 패킷 데이터를 기지국으로 전송하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에 의한 패킷 데이터 전송이 완료되었는지 판단하여 완료되지 않았으면 상기 제3 단계로 궤환하고, 완료되었으면 종료 단계로 진행하는 제4 단계로 구성되는 무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법을 특징으로 한다.
도1 은 무선패킷 데이터망에서의 무선 패킷 데이터를 전송하는 시스템 구성도 이고,
도2 는 무선 패킷 데이터 전송의 알로아 방식 타이밍도 이고,
도3 은 무선 패킷 데이터 전송의 슬롯티드 알로아 방식 타이밍도 이고,
도4 는 본 발명의 일 실시예로서, 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법의 순서도 이고,
도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 패킷 데이터 전송 타이밍도 이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
11,12,13,14 : 단말기 20 : 기지국
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법을 설명한다.
도4 는 본 발명의 일 실시예로서, 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법의 순서도 이고, 도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 패킷 데이터 전송 타이밍도 이다.
상기의 첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선패킷 데이터망에서의 전력 제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송방법은. 무선패킷 데이터망의 패킷 데이터(Packet Data)를 전송하는 무선 채널로부터 전력제어(Power Control) 신호가 있는지 감지(Sensing)하는 제1 단계(S10)와,
상기 제1 단계(S10)에서 무선 채널로부터 전력제어(Power Control) 신호가 감지(Sensing)되면, 다른 단말기가 무선 채널을 점유하여 패킷 데이터를 전송하고 있는 것으로 판단하여, 상기 제1 단계(S10)로 궤환(Feed Back)하고, 상기의 전력제어(Power Control) 신호가 감지(Sensing)되지 않으면 동기(Synchronous)용 프리앰블(Preamble) 신호, 일 실시예로서, "0"이 일정 시간동안 계속 반복되는 프리앰블 신호를 상기 무선 채널을 통하여 기지국(20)으로 전송하는 제2 단계(S20)와,
상기 제2 단계(S20)에 의하여 "0"이 계속 반복되는 프리앰블(Preamble) 신호 전송 한 후, 전송하여야 할 패킷 데이터(Packet Data)를 기지국(20)으로 전송하는 제3 단계(S30)와,
상기 제3 단계(S30)에 의하여 전송하여야 할 패킷 데이터(Packet Data)의 전송이 완료되었는지 판단하고, 전송이 완료되지 않았으면 상기 제3 단계(S30)로 궤환(Feed Back)하며, 전송이 완료되었으면 종료 단계로 진행하는 제4 단계(S40)로 구성된다.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법을 상세히 설명한다.
CDMA 방식 무선패킷 데이터망의 단말기(11,12,13,14)는 기지국(20)으로부터 순방향(Forward)으로 전송되는 채널을 감시하여, 단말기의 전력 레벨(Power Level)을 제어하는 전력제어(Power Control) 신호가 있는지 감지한다(S10).
상기 기지국(20)은 특정 위치에 고정되어 설치되고, 상기 단말기(11,12,13,14)는 가입자가 필요한 위치에 각각 설치하는 것으로써, 각각의 단말기가 동일한 출력을 발생하면, 기지국(20)에서는 각각의 단말기와 거리가 모두 다르게 되므로, 상기의 거리 차이에 의하여 각각의 단말기(11,12,13,14)로부터 인가되는 출력 신호가 다르게 된다.
무선패킷 데이터망의 기지국(20)은 각각의 단말기(11,12,13,14)로부터 인가되는 전력 신호가 동일하여야만, 수신되는 신호의 처리를 원만하게 할 수 있을 뿐 아니라, 어느 한 단말기로부터 인가되는 신호만 그 수신 레벨이 클 경우, 다른 단말기로부터 인가되는 신호는 상대적으로 간섭과 같은 영향을 받게 되어 데이터의 오류가 발생되게 되고, 심하면 연결되어 있는 호(Call) 가 단절되기도 한다.
상기 기지국(20)을 중심으로, 각 단말기(11,12,13,14)로부터 수신되는 신호의 수신레벨(Receive Level)은 동일하여야 하며, 기지국(20)은 각 단말기로부터 수신되는 상기 수신 신호의 레벨에 따라 각 단말기(11,12,13,14)의 송신 출력을 제어하는 전력 제어(Power Control) 신호를 통신하는 채널을 통하여 출력한다.
따라서, 상기 제1 단계(S10)에서 측정하는 전력제어(Power Control) 신호는, 상기와 같이 기지국과 통신중인 단말기의 송신 전력을 조정하기 위하여, 기지국으로부터 전송되는 신호이고, 상기의 전력제어(Power Control) 신호가 감지되면, 상기 기지국(20)은 해당 채널로 단말기와 통신 중에 있음을 나타내는 것이다.
또한, 패킷 데이터 전송 방식은, 다수의 단말기가 하나의 통신 채널을 공유하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 다수의 단말기가 데이터를 보내고 싶을 때 언제라도 전송하는 방식이므로, 동시에 데이터를 전송하는 경우가 많이 발생하고, 이러한 경우, 데이터의 충돌(Collision)이 발생하여 복구 할 수 없는 오류(Error)가 발생하므로, 상기 충돌(Collision)을 방지하기 위하여 전력제어 신호가 해당 채널 상에 존재하는지를 감지하게 되는 것이다.
상기의 전력제어 신호가 감지되면, 데이터를 전송할 단말기(11,12,13,14)는 다시 제1 단계(S10)의 초기 상태로 궤환(Feed Back)하고, 상기의 전력제어 신호가 감지되지 않으면, 동기(Synchronous)용 프리앰블(Preamble) 신호를 전송하여 기지국(20)과 단말기(11,12,13,14) 사이에 패킷 데이터(Packet Data) 전송에 대한 동기를 일치시킨다(S20).
상기 동기용 프리앰블 신호는, 일 실시예로서, '0'이 계속 반복되는 신호이다.
상기와 같이 동기용 프리앰블 신호를 전송한 단말기(11,12,13,14)는 전송하고자 하는 패킷 데이터(Packet Data)를 기지국(20)으로 전송하고(S30), 동시에 데이터가 모두 전송되었는지 판단하여, 계속 전송하여야 하면, 상기 제3 단계(S30)로 궤환 시키고, 전송이 완료되었으면, 종료 단계로 진행시킨다(S40).
상기와 같이, 기지국(20)으로부터 송출되는 순방향 전력제어 신호에 의하여 단말기(11,12,13,14)가 패킷 데이터를 전송하는 타이밍도를 도5에 도시하였다.
상기 도5 를 상세히 설명하면, 단말1(11)이 본 발명에 의한 방법을 적용하여 패킷 데이터 통신채널로부터 전력제어 신호를 감지하지 못하였으므로(S10), 프리앰블 신호를 기지국(20)에 전송(S20)하고, 패킷 데이터를 기지국(20)에 전송(S30) 한 후, 종료한다(S40).
상기 기지국(20)은 이때, 모든 단말기(11,12,13,14)로부터 동일한 레벨로 데이터를 수신하기 위하여 상기 단말기에 전력제어(Power Control) 신호를 통신 채널을 통하여 전송한다.
또한, 단말2(12)에서 상기와 동일한 과정을 거쳐 전력제어 신호가 없음을 감지하고, 프리앰블을 전송한 후, 데이터를 전송한다. 상기와 동시에 단말K(14)에서 조금 늦게 프리앰블을 전송하고 있으나, 상기 단말2(12)의 데이터 전송에 의하여 기지국(12)으로부터 전력제어 신호가 전송되고, 상기 전력제어 신호는 상기 단말K(14)에 의하여 감지되므로, 상기 단말K(14)는 상기 제1 단계(S10)에 의하여 프리앰블 신호의 전송을 중지하게 된다.
따라서, 상기와 같은 본 발명은 통신 채널에 순방향으로 존재하는 전력 제어 신호를 감지하므로써, 패킷 데이터의 충돌(Collision)을 방지 할 수 있으므로 오류(Error) 없는 데이터를 전송할 수 있고, 결과적으로 빠른 시간에 데이터를 전송하게 된다.
상기와 같은 본 발명은, 데이터 전송 채널에 단말기의 송신전력을 제어하는 기지국의 전력제어 신호를 감지하므로써, 다른 단말기에 의한 채널의 점유 상태를 확인하고, 패킷 데이터의 충돌을 방지하며, 오류 없는 패킷 데이터를 보다 빠른 시간에 전송 할 수 있는 공업적 이용 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 무선패킷 데이터망의 패킷 데이터 전송 무선 채널에 전력제어 신호가 있는지 감지하는 제1 단계와,
    상기 제1 단계에서 전력제어 신호가 감지되면 상기 제1 단계로 궤환하고, 감지되지 않으면 동기용 프리앰블 신호를 기지국으로 전송하는 제2 단계와,
    상기의 단계에 의한 프리앰블 신호 전송 후, 패킷 데이터를 기지국으로 전송하는 제3 단계와,
    상기 제3 단계에 의한 패킷 데이터 전송이 완료되었는지 판단하여 완료되지 않았으면 상기 제3 단계로 궤환하고, 완료되었으면 종료 단계로 진행하는 제4 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선패킷 데이터망에서의 전력제어 신호를 이용한 패킷 데이터 전송 방법
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