KR20020001826A - 매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도스위칭 방법 - Google Patents

매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도스위칭 방법 Download PDF

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Abstract

높은 데이터 전송 속도 채널을 위한 데이터 전송 속도가 미리 정해진 메트릭에 기초하여 자동적으로 상향 또는 하향 시프트되는, 매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도 스위칭을 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 바람직한 실시예에서, 데이터 전송 속도는, 요구되는 신호 대 잡음비를 유지하는 데에 필요한 전송 채널 이득에 기초하여 자동적으로 상향 또는 하향 시프트된다.

Description

매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도 스위칭 방법{METHOD OF DYNAMIC RATE SWITCHING VIA MEDIUM ACCESS CHANNEL LAYER SIGNALING}
국제 표준화 기구(ISO)와 같은 단체들은 통신 서브 시스템의 기준 모델에 대하여 층화된 접근 방식을 채택해 왔다. 완전한 통신 서브 시스템은 다수의 층으로 분류되며, 상기 층들 각각은 전체 통신 서브 시스템의 환경에서 잘 정의된 기능을 수행한다. 각 층은 정의된 프로토콜에 따라 사용자 데이터 및 부가 제어 정보를 모두 포함하는 메시지를 교환함으로써, 원격 시스템 내의 대응하는 피어층(peer layer)과 함께 동작한다. 각 층은, 자신과 그 바로 위 또는 아래에 있는 층 사이에 잘 정의된 인터페이스를 갖는다. 따라서, 특정 프로토콜층의 구현은 모든 다른 층들과 무관하다. 각 층의 기능은, 그 층이 다른 (원격) 시스템 내의 유사한 피어층과 통신하는 데에 이용되는 규칙 및 규약의 집합을 정의하는 프로토콜로서 형식적으로 지정된다. 각 층은 정의된 서비스 집합을 자신의 바로 위에 있는 층에 제공한다. 또한, 각 층은 자신의 바로 아래에 있는 층에 의해 제공되는 서비스를 이용하여, 프로토콜과 연관된 메시지 유닛들을 원격 피어층에 전송한다.
코드 분할 다중 접속(CDMA)과 같은 통신 시스템은 기반 시설과 가입자 또는 이동 유닛 간에 메시지들을 교신한다. 본 명세서에서, 순방향 메시지(forward message)는 셀룰러 기반 시설 장치에서 발생되어 이동 통신 유닛에 의해 수신되도록 전송되는 메시지를 나타내고, 역방향 메시지(reverse message)는 이동 셀룰러폰과 같은 이동 통신 유닛에 의해 발생되는 메시지를 나타낸다.
가장 기본적인 수준에서, cdma2000은, IMT-2000 시스템을 위한 ITU에 의해 기술되는 일반적 구조에 따른 ISO/OSI 표준 모델(즉, 층 1은 물리층, 층 2는 링크층)의 최하위 2개 층에 대응하는 프로토콜 및 서비스를 제공한다. cdma2000에서는 일반화된 멀티미디어 서비스 모델이 지원된다. 따라서, 음성, 패킷 데이터 및 서킷 데이터 서비스의 조합이 동시에 동작할 수 있게 된다 (에어 인터페이스 시스템 용량의 한계 내에서). 또한, cdma2000은 다중 동시 서비스들의 가변 QOS 요청을 조절하기 위한 서비스 품질(QOS) 제어 기구를 포함한다.
동시에 동작하는 음성, 패킷 데이터 및 서킷 데이터 서비스의 조합과 관련된 한가지 문제점은, 가변 품질의 채널 상으로 요구되는 고정된 에러율에서 높은 데이터 전송 속도의 접속을 유지할 수 있는가이다. 또한, 높은 데이터 전송 속도 채널이 액티브인 때에 시스템 용량을 최대화하는 것도 문제점이다. 결과적으로, 높은 데이터 전송 속도 채널을 위한 데이터 전송 속도가 미리 정해진 메트릭에 기초하여 자동적으로 상향 시프트하거나 하향 시프트하는, 매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도 스위칭 방법 및 시스템이 요구된다.
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 매체 액세스 채널층 시그널링을 통한 동적인 전송 속도 스위칭을 위한 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 통신 시스템의 블럭도.
도 3은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 패킷 데이터 게이트웨이 매체 액세스 제어에 의해 개시된 전송 속도 시프트 트랜잭션을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 가입자 유닛 매체 액세스 제어에 의해 개시된 전송 속도 시프트 트랜잭션을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 전송 속도 시프팅의 일례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 기지 송수신국 전송 속도 제어의 과정을 나타낸 기능적 흐름도.
도 7은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 기지 송수신국 수신 속도 제어의 과정을 나타낸 기능적 흐름도.
도 8은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 전력 제어에 의해 결정되는 채널 이득의 블럭도.
도 9는 다른 전송 속도들로 전송되고 있는 데이터 프레임을 나타낸 도면.
본 발명의 특징으로 생각되는 신규한 특성들은 첨부된 특허 청구 범위에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명 자체는 물론 바람직한 사용 모드, 또 다른 목적 및 그 이점은, 첨부된 도면과 관련하여, 아래의 실시예에 관한 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템(100)을 도시하고 있다. 시스템(100)은 이동국(102), 제1 기지 송수신국(104), 제2 기지 송수신국(103) 및 중앙화된 기지국 제어기(Centralized Base Station Controller, CBSC)(105)를 포함한다. CBSC(105)는 트랜스코더(106)와 선택 분배 유닛(111)을 포함한다. 시스템(100)은 복수의 이동국과 복수의 기지 송수신국을 포함하는 것이 바람직하지만, 도 1에서는 설명의 편의상 하나의 이동국과 2개의 기지 송수신국만을 도시하였다. 바람직한 실시예에서, 시스템(100)은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템이다. 시스템(100)은, 이동국에 의해 시그널링 메시지를 전송하고 정확한 전송과 수신을 요구하는 것이라면, 어떠한 통신 시스템이라도 가능하다.
제1 기지국(104)은 전송기 및 수신기를 포함하는 송수신기(108)를 포함한다. 제2 기지국(103)은 전송기와 수신기를 포함하는 송수신기(107)를 포함한다. 송수신기들(107, 108)은 이동 유닛(102)에 의해 수신될 RF 신호를 공중으로 전송한다. 이 전송은 본 기술 분야에서 공지되어 있으므로, 본 출원에서는 더 설명하지 않을 것이다. 본 명세서에서, 기지국들(103, 104)로부터 이동 유닛(102)으로 전송된 신호를 순방향 트래픽 프레임 또는 순방향 링크 메시지라 칭한다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 송수신기들(107, 108)은 이동 유닛(102)으로부터 메시지를 수신한다. 본 명세서에서, 이러한 메시지들은 역방향 링크 메시지라 칭한다.
이동 유닛(102)은 기지 송수신국들(103, 104)과 통신할 수 있는 셀룰러폰 유닛인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 이동 유닛(102)은 디지털 셀룰러CDMA 전화기이다. 이동 유닛(102)은 무선 데이터 단말이나 비디오폰일 수도 있다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 이동 유닛(102)은 전송기와 수신기를 포함하는 송수신기(110)를 갖는다. 이동 유닛(102)은, 역방향 링크 상에서는 그 내부에 설치된 송수신기(110)에 의해 메시지를 전송하고, 순방향 링크 상에서는 기지국들(103, 104)에 의해 발생한 메시지를 그 내부에 설치된 송수신기(110)에서 수신함으로써 기지국들(103 ,104)과 통신한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, BTS(103, 104)가 시스템(100) 내에서 전력 제어를 담당하기 위한 중앙 로케이션으로 동작한다. 본 발명의 대안적인 실시예에서는, CBSC(105)가 시스템(100) 내에서 전력 제어를 담당한다.
도 2는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 통신 시스템 계층 구조(200)의 블럭도를 나타내고 있다. 바람직한 실시예에서, 도 2는 IS-95 및 cdma2000 계층 구조의 블럭도를 나타내고 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, CDMAOne, UMTS 및 ARIB와 같은 다른 통신 시스템도 유사한 계층 구조를 가진다는 것을 알 수 있을 것이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, IS-95는 음성, 패킷 데이터, 단순 서킷 데이터, 및 동시적인 음성 및 패킷 데이터 서비스를 제공하는 계층화된 구조를 갖는다. "IS-95"라는 용어는 cdma2000 이전의 표준, 즉 IS-95-A 및 TIA/EIA-95-B도 포함한다는 점에 주목하여야 한다. 가장 기본적인 수준에서, cdma2000은 IMT-2000 시스템을 위한 ITU에 의해 기술되는 일반적 구조에 따른 ISO/OSI 표준 모델(즉, 층 1은 물리층(202), 층 2는 링크층(204))의 최하위 2개 층에 대응하는 프로토콜 및 서비스를 제공한다. 층 2(204)는 링크 액세스 제어부층(sublayer)(206)과 매체 액세스 제어 부층(208)으로 더 분류된다. 또한, 다중 동시 서비스들의 변화하는 QOS 요청을 조절하기 위해, 서비스 품질(QOS) 제어 기구(210)가 포함된다. OSI 층 3 내지 7에 대응하는 어플리케이션 및 상위층 프로토콜은 cdma2000 LAC 서비스에 의해 제공되는 서비스를 이용한다. 이러한 예로는, 시그널링 서비스, 음성 서비스, 패킷 데이터 어플리케이션 및 서킷 데이터 어플리케이션 등이 포함된다.
cdma2000 LAC 및 MAC 부층(206, 208)의 설계는, 광범위한 상위 층 서비스를 지원할 필요성, 넓은 성능 범위에서 동작하는 데이터 서비스들에 대하여 높은 효율과 짧은 대기 시간을 제공할 것에 대한 요구, 서킷 및 패킷 데이터 서비스의 진보된 QOS 전송을 위한 지원, 및 각각 변화하는 QOS 조건을 갖는 다수의 동시적인 음성, 패킷 데이터 및 서킷 데이터 서비스를 지원하는 진보된 멀티미디어 서비스에 대한 요청 등의 많은 요인에 의해 유발되었다. cdma2000 MAC 부층(208)은, (1) 최고 효율의 전송, 즉 최고 수준의 신뢰성을 제공하는 라디오 링크 프로토콜(RLP)(212)을 이용하여 라디오 링크 상으로 정당하게 신뢰할 만한 전송을 하는 것과, (2) 멀티플렉싱과 QOS 제어, 즉 경합하는 서비스들로부터의 충돌하는 요청들을 중재하고 액세스 요청들에 적합한 우선 순위를 제공함으로써 결정된 QOS 수준들을 실행하는 것의 2가지의 중요한 기능을 제공한다.
일 실시예에서 CBSC(105)인 패킷 데이터 게이트웨이(PDG) MAC는 데이터 전송 속도 시프팅을 제어한다. PDG MAC 또는 가입자 유닛 MAC는 전송 속도 시프트를 개시시킨다. BTS가 순방향 보조 채널(F-SCH) 전송 속도 스위치를 요구하는 경우,PDG MAC는 가입자 유닛에게 그 수신 속도를 시프트할 것을 명령한다. 가입자 유닛이 역방향 보조 채널(R-SCH) 전송 속도 스위치를 요구하는 경우, 가입자 유닛은 PDG MAC로 요청을 전송할 것이며, PDA MAC는 가입자 유닛에게 (자원과 부하가 허용하는만큼) 스위칭할 것을 명령할 것이다.
바람직한 실시예에서, 보조 채널 전송 이득은 데이터 전송 속도를 시프트할 것인지의 여부를 결정하기 위한 메트릭으로서 사용된다. 전송 채널 이득은 전력 제어의 함수이므로, 채널 품질에 대해 신뢰성있고 신속한 기준을 제공한다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련된 기술자들이라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 채널 품질 기준들이 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 보조 채널 전송 이득이 전송 속도 의존의 임계값을 초과하면, 물리층(202)은 MAC(208)에 그 사실을 알리며, MAC(208)은 전용 제어 채널(DCCH)(214)을 통하여 전송 속도의 하향 시프트를 시작할 것이다. 마찬가지로, 이득이 전송 속도 의존의 또 다른 임계값 미만으로 하강하면, 전송 속도의 상향 시프트가 시작될 수 있다. 바람직한 실시예에서, SCH에 대하여, 460.8kbps, 153.6kbps 및 76.8kbps의 세 가지 전송 속도가 이용 가능하다. 또한, 전송 속도 시프트는 시프트 당 1 전송 속도가 증가하는 것이 바람직하다. 본 기술 분야에 숙련된 자라면 알 수 있는 바와 같이, F-SCH 전송 전력에 기초한 전송 속도 시프트는 시스템 용량 또는 범위에서의 증가를 제공해야만 한다. 요청되는 신호 대 잡음비 EB/N0를 얻기 위해 필요한 이득이 임계치를 초과하는 경우, 보다 낮은 전송 속도로의 시프트는 전송 전력 감소와 용량 증가를 유발할 것이다.
네트워크측 링크 상에서 판정을 행하면, 부하 및 QOS 등에 근거한 보다 지능적인 전송 속도 시프트를 행할 수 있게 된다. 도 3은 PDG MAC가 본 발명의 방법 및 시스템에 따라 전송 속도 시프트 트랜잭션을 개시하는 것을 도시한다. 순방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 구현하기 위해, 주어진 전송 속도 R에서, BTS가 SCH 이득이 그 전송 속도의 정상치인 Gnom(R)을 초과한 것을 감지하면, BTS는 그 사실을 PDG MAC에 통지한다. 자원 가용성과 부하가 허용한다면, PDG MAC는 전송 속도 시프트 SHIFT(RATE)명령을, 후속하는 20밀리초 프레임의 경계에서 시작하여 승인 메시지 SHIFT_ACK(RATE)가 수신될 때까지, 매 20밀리초 프레임의 0밀리초와 5밀리초의 부경계에서 DCCH 상으로 전송한다. 또한, MAC층(208)은, 최초 SHIFT(RATE) 프레임 전송에 후속하는 20밀리초 경계에서, F-SCH 전송기를 새로운 전송 속도로 설정할 것이다. RATE는 바로 다음의 최저 전송 속도이다.
SHIFT(RATE) 프레임이 에러없이 수신되는 경우, 가입자 유닛 MAC는 F-SCH 수신기를 새로운 전송 속도로 설정하는 데에는 약 10 내지 15밀리초를 소비할 것이다. 즉, 이상적인 조건 하에서는 전송 속도 시프트로 인한 프레임 상실은 없다. 또한, F-SCH 전송 속도를 시프트하기 전에 SHIFT_ACK를 기다리지 않는 것에 의해, SHIFT_ACK가 손실되었어도 SHIFT(RATE) 프레임이 가입자 유닛에 수신된다면, 심리스(seamless) 전송 속도 시프트가 발생할 수 있다.
순방향 링크 상에서 전송 속도 상향 시프트를 구현하기 위해, 주어진 전송속도 R에서, 이득이 전송 속도 종속의 임계값 Gup(R) 미만으로 하강하면, BTS는 이 사실을 PDG에 통보할 것이다. 순방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 수행하는 상기 과정과 동일한 과정을 따라, PDG MAC는 가입자 유닛에 다음으로 높은 전송 속도로 스위칭할 것을 지시한다.
도 4는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 가입자 유닛 MAC가 전송 속도 시프트 트랜잭션을 개시시키는 것을 도시하고 있다. 가입자 유닛이 역방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 수행할 때, 주어진 전송 속도 R에서, 가입자 유닛의 물리층이 R-SCH 전력 제어에 의한 전송 이득이 그 전송 속도의 정상치인 Gnom(R)을 초과한 것을 검출하면, 가입자 유닛 물리층은 이 사실을 가입자 유닛 MAC에 통지한다. 그런 다음, 가입자 유닛 MAC는 전송 속도 시프트 요청인 SHIFT_REQ(RATE)를 PDG MAC에 전송한다. 가입자 유닛은, 응답 또는 전송 속도 시프트 승인 메시지인 SHIFT(RATE)가 수신될 때까지 SHIFT_REQ(RATE) 전송을 계속한다. PDG가 하향 시프트를 승인하는 경우, PDG는 RATE를 다음으로 낮은 최저 전송 속도와 동일하게 설정하거나, RATE를 현재의 전송 속도와 동일하게 설정한다. 그 다음, PDG는 순방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 구현하기 위한 상기 절차를 이용하여 SHIFT(RATE)를 전송할 것이다.
대안적으로, PDG는 역방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 개시시킬 수 있다. PDG에 의해 개시된 역방향 링크 상의 전송 속도 하향 시프트를 수행하기 위해, R-SCH에 의해 고정된 에러 전송 속도가 미리 정해진 한계를 초과하는 경우,PDG는 가입자 유닛에 하향 시프트를 지시한다. 따라서, 가입자 유닛이 과잉 이득으로 인한 전송 속도 시프트를 요구하지 않는 경우에 전송 속도 시프트가 가능하게 된다. 이 경우, PDG MAC는 순방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 수행하기 위한 상기 절차를 이용하여 SHIFT(RATE)를 전송한다.
역방향 링크 상에서 전송 속도 상향 시프트를 구현하기 위해, 주어진 전송 속도 R에서, R-SCH 전송 이득이 전송 속도 종속의 임계값 Gup(R) 미만으로 하강하는 경우, 가입자 유닛 물리층은 이 사실을 가입자 유닛 MAC에 통지한다. 그 다음, 가입자 유닛 MAC는 전송 속도 시프트 요청인 SHIFT_REQ(RATE)를 PDG MAC로 전송한다. 가입자 유닛은 응답인 SHIFT(RATE)가 수신될 때까지 SHIFT_REQ(RATE)를 계속 전송할 것이다. PDG가 상향 시프트를 승인하는 경우, PDG는 RATE를 다음 최고 전송 속도와 동일하게 설정하거나, 현재의 전송 속도와 동일하게 설정한다. 그 다음, PDG는 순방향 링크 상에서 전송 속도 하향 시프트를 구현하기 위한 상기 절차를 이용하여 SHIFT(RATE)를 전송할 것이다.
PDG MAC는, 전송 속도 시프트를 개시할 때, 가입자 유닛 MAC가 그 명령을 수신했고 스케쥴 상의 새로운 전송 속도로 스위칭하는 것으로 간주한다. 가입자 유닛이 명령을 수신하였으나 SHIFT_ACK 프레임은 손실된 경우, 링크의 양측은 계속 동일한 전송 속도로 동작하고 있을 것이다. PDG 매체 액세스 채널은 SHIFT(RATE) 명령을 계속 전송할 것이다. DCCH가 신뢰 가능하다면, 그 명령은 단시간 내에 가입자 유닛에 도달할 것이며, 이러한 경우 SHIFT_ACK는 재전송될 것이다. DCCH가신뢰 가능하지 않고 SHIFT_ACK가 절대 수신되지 않는 경우, 매체 액세스 채널은 타임아웃 기간 이후에 호 해체를 개시한다. 이 경우에서, SHIFT(RATE)가 가입자 유닛에 거의 도달하지 못한다는 것은, DCCH가 조작 가능하지 않으며 호가 종료된다는 것을 의미한다는 점에 유의해야 한다.
PDG MAC는, 전송 속도 스위칭을 개시할 때, 가입자 유닛 MAC가 그 명령을 수신했고 스케쥴 상의 전송 속도로 스위칭하는 것으로 간주한다. SHIFT(RATE) 프레임이 DCCH 상에서 손실된 경우, 가입자 유닛은 새로운 전송 속도로 스위칭하지 않을 것이다. 이로 인해, 링크 양단이 상이한 전송 속도로 작동하게 되어, 프레임 소거가 유발될 것이다. 매체 액세스 채널은 DCCH 상으로 SHIFT(RATE)명령을 계속 전송할 것이다. DCCH가 신뢰 가능하다면, 가입자 유닛은 그 명령을 수신하고 자신의 F-SCH 수신기를 새로운 전송 속도로 스위칭할 것이다. 전송 속도 불일치 동안에 손실된 패킷들은 재전송 절차를 거쳐 복구될 것이다. DCCH 링크가 SHIFT(RATE)가 가입자 유닛에 도달하지 못할 정도의 것이라면, 어떠한 SHIFT_ACK도 수신되지 않을 것이다. 타임아웃 기간 이후, 매체 액세스 채널은 DCCH가 손실된 것으로 간주하고 호 해체를 개시할 것이다.
바람직한 실시예에서, SHIFT_REQ(RATE)가 수신되지 않는다면, 가입자 유닛에 의해서는 어떠한 전송 속도 시프트도 발생하지 않는다. SHIFT_REQ(RATE)가 실질적으로 수신되어 전송 속도 시프트가 발생하거나, 그렇지 않으면 DCCH가 신뢰 가능하지 않아서 실질적인 호 해체를 유발하게 된다.
다음은 바람직한 실시예에서 전송 속도 스위칭을 결정하는 데에 이용되는 이득 임계값을 설명한다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련된 기술자들이라면, 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고서 다른 이득 임계값들도 이용될 수 있음을 알 것이다. 순방향 링크 이득 임계값들은, 시스템(RF) 용량을 증가시키고 원하는 QOS를 유지하기 위해 전송 속도 종속적이다. PDG가 임계값을 동적으로 조절하여, 최대 RF 용량이 도달될 때까지 시스템을 미세 조정하는 것도 가능하다. 역방향 링크 상에서, 이득 임계값은 전송 속도 종속이 아니고 이동국의 전력 증폭기 포화를 방지하도록 선택된다. 또한, 현재 전송 속도가 보다 낮은 전력 임계값 이하로 유지될 수 없는 경우에는, 전력 절약 모드(즉, 배터리 수명을 보존하기 위해 보다 낮은 전송 속도로 시프트하는 것)에 있는 동안 이러한 임계값을 낮추는 것이 바람직하다.
주어진 전송 속도 R kbps에서, 하향 시프트를 위한 이득 임계값 Gdown은 9600 bps에서의 이득에 대한 전송 속도에서의 공칭적인 요구 이득에 의한다.
링크가 전(full) 전송 속도(460.8kbps)가 아닌 전송 속도 R에 있는 경우에는, 전송 속도 상향 시프트 이득 임계값 Gup(R)이 존재한다. 주어진 전송 속도에서 요구된 전송 이득 R이 G(R)인 경우, 새로운(보다 높은) 전송 속도 Rup에서 요구되는 이득은 수학식 2와 같다.
전송 속도 상향 시프트의 기준은, 새로운(보다 높은) 전송 속도에서 요구되는 이득이 그 전송 속도에서의 공칭 이득보다 일정 마진만큼 적은지의 여부이다.
수학식 3에서 Delta는 일정 마진이다.
따라서, 전송 속도 R에서 전송 속도 Rup로 상향 시프트하기 위한 이득 임계값 Gup(R)는 수학식 4와 같다.
도 5는 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 전송 속도 시프팅 발생의 일례를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 기지 송수신국 전송 속도 제어 절차를 보여 주는 기능적 흐름도이다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 블럭(602)에서, 매체 액세스 채널은 데이터 프레임의 말단에서 요구되는 전송 속도 변화를조사한다. 블럭(604)에서는, 메트릭이 도 7의 상향 시프트선(702) 아래에 있는지가 결정된다. 메트릭이 상향 시프트선(702) 아래에 있는 경우, 블럭(606)에서 상향 시프트 플래그가 설정되고 전송 속도가 상향 시프트된다. 그 다음, 블럭(608)에서는 시프트 전송 속도 DCCH 메시지가 전송되고, 흐름은 블럭(602)으로 귀환한다. 메트릭이 상향 시프트선(702) 아래에 있지 않은 경우, 블럭(610)에서 상향 시프트 플래그가 설정될 것인지가 결정된다. 상향 시프트 플래그가 설정되는 경우, 흐름은 블럭(608)으로 진행하고 상기 절차를 계속한다. 상향 시프트 플래그가 설정되지 않는 경우, 블럭(612)에서 메트릭이 도 7의 하향 시프트선(704)의 위에 있는지가 결정된다. 메트릭이 하향 시프트선(704) 위에 있는 경우, 블럭(614)에서 하향 시프트 플래그가 설정되고 전송 속도가 하향 시프트된다. 그 다음, 블럭(616)에서, 시프트 전송 속도 DCCH 메시지가 전송되고 흐름은 블럭(602)로 귀환한다. 메트릭이 하향 시프트선(704) 위에 있지 않은 경우, 블럭(618)에서 하향 시프트 플래그가 설정될 것인지가 결정된다. 하향 시프트 플래그가 설정되는 경우, 흐름은 상기한 것과 같이 블럭(616)으로 진행할 것이다. 하향 시프트 플래그가 설정되지 않는 경우, 흐름은 블럭(602)으로 귀환할 것이다.
도 8은 본 발명의 방법 및 시스템에 따른 기지 송수신국 수신 속도 제어 절차를 도시하는 기능적인 흐름도이다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 블럭(802)에서, 매체 액세스 제어는 수신된 DCCH 메시지를 조사한다. 블럭(804)에서, 전송 속도 시프트 메시지가 수신되었는지의 여부가 결정된다. 전송 속도 시프트 메시지가 존재하는 경우, 블럭(806)에서는 시프트 전송 속도 플래그가 설정되고, 전송 속도 시프트는 다음 데이터 프레임 경계에서 실시되도록 설정된다. 그 다음, 흐름은 블럭(802)으로 귀환한다. 전송 속도 시프트 메시지가 존재하지 않는 경우, 블럭(808)에서 전송 속도 시프트 승인이 수신되었는지가 결정된다. 전송 속도 시프트 승인이 수신된 경우, 블럭(810)에서 전송 속도 시프트 플래그가 재설정된다. 전송 속도 시프트 승인이 수신되지 않은 경우, 흐름은 블럭(802)으로 귀환한다.
도 9는 다른 전송 속도로 전송되고 있는 데이터 프레임들을 도시하는 것으로, 전 전송 속도 20밀리초 데이터 프레임은 네 부분(즉, 퀀텀 1 내지 퀀텀 4)을 포함한다. 재전송된 반(half) 전송 속도는 두 개의 20밀리초 프레임을 포함하며, 각각의 프레임은 두 부분(즉, 프레임 1은 퀀텀 1 및 퀀텀 2, 프레임 2는 퀀텀 3 및 퀀텀 4)을 포함한다. 재전송된 1/4(quarter) 전송 속도는 네 개의 20밀리초 프레임을 포함하며, 각각의 프레임은 하나의 부분(즉, 프레임 1은 퀀텀 1, 프레임 2는 퀀텀 2, 프레임 3은 퀀텀 3, 프레임 4는 퀀텀 4)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 제어 채널 프레임 DCCH는 데이터 프레임 크기 이하여야 한다는 사실에 유의해야 한다.
전송 속도 시프트가 발생하고 현저한 NACK 프레임(최초에는 이전 전송 속도로 전송되었으나 새로운 전송 속도로 전송되어야 하는 프레임)이 존재하는 경우, 가입자 유닛 전파 링크 프로토콜은 V(R)(다음 예상 프레임)를 V(N)(순차로 예상되는 다음 프레임)로 후퇴시키고, PDG 전파 링크 프로토콜에게 가입자 유닛의 V(R)와 동일한 V(S)에서 새로운 전송 속도 프레임들이 시작했음(즉, 가입자 유닛에 의해 순차로 수신된 최후의 프레임까지 후퇴함)을 통지한다. 예를 들어, 전송 속도 스위칭 이전에, 프레임 0, 1, 2, 4가 가입자 유닛에 의해 수신되고, 전송 속도가 프레임 3이 나타나기 전에 스위칭되었다면, 수신기는 V(R) = V(N) = 3을 설정하고 SHIFT_ACK 패킷 내에 V(R)를 포함한다. 그 다음, PDG 전파 링크 프로토콜은 패킷 3으로부터 새로운 전송 속도로 전송을 시작한다. 이것이 수행되지 않으면 패킷 시퀀스 순서는 보존되지 않는다.
전송 속도 스위칭 알고리즘은 원자 패킷 크기가 최저 전송 속도 패킷의 크기와 동일한 것으로 간주한다. 이용 가능한 SCH 전송 속도는 460.8kbps, 153.6kbps, 76.8kbps이다. 따라서, 원자 패킷 크기 P는 76.8kbps 패킷의 크기이다. 그러면, 153.6kbps에서는 2P 패킷은 20밀리초에 걸쳐 전송되는 한편, 460.8kbps에서는 6P 패킷이 전송된다. 이러한 스킴을 사용하여, 전송 속도 스위치는 전파 링크 프로토콜에 용이해진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상기 설명은 예시와 설명을 위한 것이다. 본 발명은 상기 개시된 형태 그대로가 전부가 아니며 그에 한정되지도 않는다. 상기 교시에 비추어 명백한 변경이나 치환이 가능하다. 본 실시예는, 본 발명의 원리와 그 실용적인 응용을 가장 잘 설명하고, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 다양한 실시예들과 특정 용도에 적합하게 된 변경예들을 사용할 수 있도록 하기 위해 선택되고 설명된 것이다. 이러한 모든 변경들이나 치환들은, 첨부된 청구항들이 정당하고 적법하고 균등하게 부여되는 범위에 의해 해석될 때, 그 청구항들에 의해 결정되는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (22)

  1. 제1 층인 물리층과, 매체 액세스 채널 부층(sublayer)을 포함하는 제2 층인 링크층에 대응하는 프로토콜 및 서비스를 제공하기 적합하게 된 통신 시스템에서의 동적인 전송 속도 스위칭을 위한 방법에 있어서,
    상기 물리층에서, 주어진 데이터 전송 속도에서, 링크 품질 메트릭이 상한값과 하한값을 갖는 미리 정해진 범위 내에 있는지를 결정하는 단계;
    상기 결정 단계에 응답하여, 상기 링크층에 상기 상한값과 상기 하한값 중 하나를 벗어났음을 알리는 단계; 및
    상기 링크층에서, 제어 채널을 통해 데이터 전송 속도 시프트를 개시하는 단계
    를 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 전송 속도 시프트를 개시하는 단계는, 미리 정해진 신호 대 잡음비를 유지하는 데에 필요한, 전력 제어 유도된 전송 채널 이득에 기초한 전송 속도 시프트를 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상한값과 상기 하한값 중 하나를 벗어난 때에, 승인 메시지가 수신될 때까지 주기적으로 전송 속도 시프트 명령을 상기 제어 채널 상으로 전송하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 매체 액세스 채널 부층에서, 전송기를 새로운 데이터 전송 속도로 설정하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 에러없이 도달되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 에러없이 도달된 경우, 수신기를 상기 새로운 데이터 전송 속도로 설정하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 미리 정해진 타임아웃 기간 내에 에러없이 도달하지 않은 경우, 호 해체(call tear down)를 개시하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 승인 메시지가 수신되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 승인 메시지가 미리 정해진 타임아웃 기간 내에 수신되지 않은 경우, 호 해체를 개시하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 메트릭이 역방향 링크에서 미리 정해진 범위 밖에 있는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 메트릭이 상기 역방향 링크에서 미리 정해진 범위 밖에 있는 것으로 결정되는 경우,
    가입자 유닛 매체 액세스 채널로부터 전송 속도 시프트 요청을 수신하는 단계;
    전송 속도 시프트 승인 메시지를 상기 가입자 유닛 매체 액세스 채널에 전송하는 단계;
    상기 전송 속도 시프트 요청을 승인할 것인지를 결정하는 단계; 및
    상기 데이터 전송 속도를, 현재 데이터 전송 속도, 다음의 최저 데이터 전송 속도 및 다음의 최고 데이터 전송 속도 중 하나와 동일하게 설정하는 단계
    를 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 방법.
  12. 제1 층인 물리층과, 매체 액세스 채널 부층을 포함하는 제2 층인 링크층에 대응하는 프로토콜 및 서비스를 제공하기 적합하게 된 통신 시스템에서의 동적인 전송 속도 스위칭을 위한 시스템에 있어서,
    상기 물리층에서, 주어진 데이터 전송 속도에서, 링크 품질 메트릭이 상한값과 하한값을 갖는 미리 정해진 범위 내에 있는지를 결정하는 수단;
    상기 결정 수단에 응답하여, 상기 링크층에 상기 상한값과 상기 하한값 중 하나를 벗어났음을 알리는 수단; 및
    상기 링크층에서, 제어 채널을 통해 데이터 전송 속도 시프트를 개시하는 수단
    을 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 데이터 전송 속도 시프트를 개시하는 수단은, 미리 정해진 신호 대 잡음비를 유지하는 데에 필요한, 전력 제어 유도된 전송 채널 이득에 기초한 전송 속도를 시프트하는 수단을 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 상한값과 상기 하한값 중 하나를 벗어난 때에, 승인 메시지가 수신될 때까지 주기적으로 전송 속도 시프트 명령을 상기 제어 채널 상으로 전송하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 매체 액세스 채널 부층에서, 전송기를 새로운 데이터 전송 속도로 설정하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 에러없이 도달되었는지를결정하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 에러없이 도달된 경우, 수신기를 상기 새로운 데이터 전송 속도로 설정하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전송 속도 시프트 명령이 미리 정해진 타임아웃 기간 내에 에러없이 도달하지 않은 경우, 호 해체를 개시하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 승인 메시지가 수신되었는지를 결정하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 승인 메시지가 미리 정해진 타임아웃 기간 내에 수신되지 않은 경우, 호 해체를 개시하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 링크 품질 메트릭이 역방향 링크에서 미리 정해진 범위 밖에 있는지를 결정하는 수단을 더 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 링크 품질 메트릭이 상기 역방향 링크에서 미리 정해진 범위 밖에 있는 것으로 결정되는 경우,
    가입자 유닛 매체 액세스 채널로부터 전송 속도 시프트 요청을 수신하는 수단;
    전송 속도 시프트 승인 메시지를 상기 가입자 유닛 매체 액세스 채널에 전송하는 수단;
    상기 전송 속도 시프트 요청을 승인할 것인지를 결정하는 수단; 및
    상기 데이터 전송 속도를, 현재 데이터 전송 속도, 다음의 최저 데이터 전송 속도 및 다음의 최고 데이터 전송 속도 중 하나와 동일하게 설정하는 수단
    을 포함하는 동적인 전송 속도 스위칭 시스템.
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