KR20020029785A - Packet transmission method - Google Patents

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Abstract

무선 시스템은 적어도 하나의 이동국(108)과 통신하기 위해 기지국 트랜시버들(102 내지 104)을 포함하며, 기지국 트랜시버들은 네트워크 제어기(110)와 통신한다. 기지국은 기지국 트랜시버와 네트워크 제어기 사이에서 통신될 패킷 프레임들에 대한 헤더를 제어하며, 이 헤더의 일부분은 프레임을 어떠한 데이터 패키지도 포함하고 있지 않은 것으로 식별한다. 헤더 필드의 데이터 비트들은 어떠한 데이터 패키지도 포함하고 있지 않은 프레임에 대해 소정의 비트 패턴을 포함할 수도 있다. 디코딩 메트릭이 임계치를 넘어서면, 기지국에 의해 이동국드로부터 수신된 정보는 벼려질 것이고, 헤더 정보는 특정 비트 패턴으로 대체된다. 이동국으로부터 수신된 프레임에 대한 CRC가 실패하면, 기지국에 의해 이동국으로부터 수신된 정보는 버려질 것이며, 헤더 정보는 특정 비트 패턴으로 대체된다.The wireless system includes base station transceivers 102-104 to communicate with at least one mobile station 108, and the base station transceivers communicate with network controller 110. The base station controls the header for packet frames to be communicated between the base station transceiver and the network controller, a portion of which identifies the frame as containing no data package. The data bits of the header field may include a predetermined bit pattern for a frame that does not contain any data package. If the decoding metric exceeds the threshold, the information received from the mobile station by the base station will be forged, and the header information is replaced with a specific bit pattern. If the CRC for a frame received from the mobile station fails, the information received from the mobile station by the base station will be discarded, and the header information is replaced with a specific bit pattern.

Description

패킷 송신 방법{Packet transmission method}Packet transmission method

코드 분할 다중 접속(CDMA, code division multiple access) 시스템과 같은 무선 셀룰러 데이터 통신 시스템에서 기지 트랜시버국들(BTSs, base transceiver stations)과 무선 네트워크 제어기들(RNCs, Radio Network Controllers)로부터 전달되는 패킷들 또는 프레임들은, 제어를 위한 헤더와 품질 정보 및 데이터를 포함하는 페이로드를 포함한다. 이 통신들을 통상적으로 백홀(backhaul)이라고 한다. 이러한 시스템들에서, 로딩(loading)은 데이터, 제어 메시지들, 또는 이동국이나 기지 트랜시버국 동작에 관한 다른 정보를 포함할 수도 있다. 데이터가 존재하지 않을 때, 패킷이나 프레임의 데이터 페이로드 부분은 채움 비트들(fill bits)을 포함할 수도 있다. RNC는 이러한 채움 비트들을 무시한다.Packets transmitted from base transceiver stations (BTSs) and radio network controllers (RNCs) in a wireless cellular data communication system, such as a code division multiple access (CDMA) system, or The frames include a header for control and a payload containing quality information and data. These communications are commonly referred to as backhauls. In such systems, the loading may include data, control messages, or other information regarding mobile or known transceiver station operation. When no data is present, the data payload portion of the packet or frame may include fill bits. The RNC ignores these fill bits.

본 발명은 패킷 송신에 관한 것으로, 더 상세하게는, 셀룰러 기지 트랜시버국들과 네트워크 스위치들 간의 패킷 송신에 관한 것이다.The present invention relates to packet transmission, and more particularly, to packet transmission between cellular base transceiver stations and network switches.

도 1은 셀룰러 통신 시스템을 도시하는 블록도.1 is a block diagram illustrating a cellular communication system.

도 2는 도 1에 따른 통신 시스템에서 기지 트랜시버국들과 네트워크 사이에 전달되는 프레임 또는 패킷을 도시하는 도면.2 illustrates a frame or packet transferred between known transceiver stations and a network in the communication system according to FIG.

백홀 로딩은 전체 시스템 용량을 제한할 수 있다. 많은 경우에, 백홀 로딩은 문제가 되지 않는다. 그러나, 데이터 요구량이 증가하고 용량이 현존하는 시스템들의 한계에 도달함에 따라, 백홀 로딩은 시스템 용량을 제한할 수 있다. 따라서, 통신에 부정적인 영향을 미치지 않고 로딩을 감소시키는 방법이 필요하다.Backhaul loading can limit the overall system capacity. In many cases, backhaul loading is not a problem. However, as data demands increase and capacity reaches the limits of existing systems, backhaul loading can limit system capacity. Therefore, what is needed is a method of reducing loading without negatively affecting communication.

무선 시스템은 적어도 하나의 이동국과 통신하기 위해 기지국 트랜시버들을 포함하고, 기지국 트랜시버들은 네트워크 제어기와 통신한다. 기지국은 기지국 트랜시버와 네트워크 제어기 사이에서 통신될 패킷 프레임에 대한 헤더를 제어하며, 이 헤더의 일부분은 프레임을 어떠한 데이터 패키지도 포함하지 않는 것으로서 식별한다. 헤더 필드의 데이터 비트들은 어떠한 데이터 패키지도 포함하지 않는 프레임에 대한 소정의 비트 패턴을 포함할 수도 있다. 디코딩 메트릭(decoding metric)이 임계치를 넘어서면, 기지국에 의해 이동국으로부터 수신된 정보는 버려질 수도 있고, 헤더 정보는 특정 비트 패턴으로 대체된다. 이동국으로부터 수신된 프레임에 대한 CRC가 실패하면, 기지국에 의해 이동국으로부터 수신된 정보는 버려질 수도 있고, 헤더 정보는 특정 비트 패턴으로 대체된다.The wireless system includes base station transceivers for communicating with at least one mobile station, and the base station transceivers communicate with a network controller. The base station controls the header for the packet frame to be communicated between the base station transceiver and the network controller, a portion of which identifies the frame as not containing any data package. The data bits of the header field may include a predetermined bit pattern for a frame that does not contain any data package. If the decoding metric exceeds the threshold, the information received from the mobile station by the base station may be discarded, and the header information is replaced with a specific bit pattern. If the CRC for a frame received from the mobile station fails, the information received from the mobile station by the base station may be discarded, and the header information is replaced with a specific bit pattern.

셀룰러 시스템(100)이 도 1에 도시되어 있다. 도시되어 있는 셀룰러 시스템(100)은, 각각의 무선 통신 경로들을 통해 통신하는, 이동국(MS)(108)과 통신하는 다수의 기지 트랜시버국들(BTS)(102 내지 104)을 포함하는 코드 분할 다중 접속 시스템이다. 이 기술분야에 숙련된 사람들은 통상 3개 이상의 기지 트랜시버와 1개 이상의 이동국이 시스템에 존재할 것이라는 것을 인식할 것이다. 기지 트랜시버국들(102, 103)은 이동 스위칭 시스템 네트워크(110)에 접속된다. 기지 트랜시버국들을 제어하고 기능하며 초기화할 수 있는 하부 구조(네트워크 제어기)는 통상 중앙 기지국 제어기(CBSC, central base station controller), 또는 무선 네트워크 제어기(RNC, radio network controller), 또는 선택/분배 유닛(SDU, selection/distribution unit)으로서 공지되어 있다. 이러한 형태의 디지털 셀룰러 시스템들은 공지되어 있다. 정상적인 동작동안, 시스템 제어와 송출 통신들(outgoing communications)을 위해 BTS와 네트워크 제어기 사이에는 백홀 통신이 이루어진다.The cellular system 100 is shown in FIG. 1. The illustrated cellular system 100 includes code division multiplexing that includes a number of known transceiver stations (BTSs) 102-104 in communication with a mobile station (MS) 108, communicating over respective wireless communication paths. Connection system. Those skilled in the art will recognize that typically at least three known transceivers and at least one mobile station will exist in the system. Known transceiver stations 102 and 103 are connected to the mobile switching system network 110. An infrastructure (network controller) capable of controlling, functioning and initiating base transceiver stations is typically a central base station controller (CBSC), or a radio network controller (RNC), or a selection / distribution unit ( Known as SDU, selection / distribution unit). Digital cellular systems of this type are known. During normal operation, backhaul communication occurs between the BTS and the network controller for system control and outgoing communications.

패킷, 회로, 또는 음성 데이터에 있어서, BTS 복조기가 MS로부터의 신호를 디코딩하지 않을 때, BTS로부터 RNC로 패킷 페이로드가 송신될 필요가 없다. 이것은 비트 또는 할당되지 않은 비트 패턴이 패킷(200)(도 2)의 헤더에 부가되는 것을 의미한다. 바람직하게, 데이터 페이로드가 비어있다는 것을 나타내기 위해 네트워크 제어기와 기지 트랜시버국 사이에서의 통신용 헤더에는 비트 필드가 존재한다. 임의의 헤더가 사용될 수 있지만, 헤더 내의 이러한 비트들은 패킷(200)에서의 "신호 대 열 노이즈 비(Signal to Thermal Noise Ratio)" 옥텟과 같은 신호 에러 레이트(SER, signal error rate)에 사용된다. 데이터 페이로드("역링크 정보(Reverse Link Information)")가 존재할 경우, 이 필드는 신호 품질을 나타내기 위해 사용된다. 페이로드가 존재하지 않으면, 유리하게 이 필드는 페이로드가 존재하지 않는다는 것을 나타내는 소정의 비트 패턴(또는 옥텟의 한 비트가 플래그일 수 있음)을송신하도록 사용될 수 있다.For packet, circuit, or voice data, when the BTS demodulator does not decode the signal from the MS, the packet payload need not be sent from the BTS to the RNC. This means that bits or unassigned bit patterns are added to the header of packet 200 (FIG. 2). Preferably, a bit field is present in the header for communication between the network controller and the known transceiver station to indicate that the data payload is empty. Although any header may be used, these bits in the header are used for a signal error rate (SER) such as the "Signal to Thermal Noise Ratio" octet in the packet 200. If a data payload (“Reverse Link Information”) is present, this field is used to indicate signal quality. If no payload exists, this field may advantageously be used to transmit a predetermined bit pattern (or one bit of an octet may be a flag) indicating that no payload exists.

동작시, 신호가 RNC(110)로 송신될 때, BTS들(102 내지 104)은 소정의 비트 또는 패턴을 선택 필드에 삽입한다. RNC는 헤더 내의 소정의 패턴 또는 플래그 비트가 "역 링크 정보"(본 명세서에는 페이로드가 존재하는 것으로서 언급됨)인지의 여부를 나타내는지를 검사한다. 페이로드가 존재하면, 정상적인 방식으로 처리된다. 페이로드가 존재하지 않으면, 프레임은 마치 페이로드가 모두 채움 비트들인 것처럼 처리된다.In operation, when a signal is transmitted to the RNC 110, the BTSs 102-104 insert a predetermined bit or pattern into the selection field. The RNC checks whether a predetermined pattern or flag bit in the header indicates "reverse link information" (herein referred to as payload present). If the payload is present, it is processed in the normal manner. If no payload exists, the frame is treated as if the payload are all filled bits.

이 기술분야에 숙련된 사람들은, 데이터 페이로드가 패킷 또는 프레임에서 제거될 경우, 데이터 페이로드에 있는 CRC(cyclic redundancy check)가 존재하지 않을 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 이것은 CRC가 헤더에 대해 제공될 수 있거나, 또는 페이로드 CRC가 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 페이로드가 버려진 경우에 페이로드 CRC가 사용되면, CRC는 헤더에 대해서만 계산될 것이다.Those skilled in the art will appreciate that when a data payload is removed from a packet or frame, there may be no cyclic redundancy check (CRC) in the data payload. This means that a CRC can be provided for the header, or a payload CRC can be used. If the payload CRC is used in case the payload is discarded, the CRC will only be calculated for the header.

따라서, 패킷 헤더의 프레임형 비트 필드의 비트 패턴은 페이로드가 첨부되지 않았다는 것을 나타내도록 선택될 수 있다는 것을 알 수 있다. 대안적으로, 패킷 헤더에 새로운 필드가 사용될 수 있다.Thus, it can be seen that the bit pattern of the framed bit field of the packet header can be selected to indicate that no payload is attached. Alternatively, new fields may be used in the packet header.

본 발명은 유리하게, 소정의 사용자에게 BTS에 의해 할당된 핑거들(fingers) 중 어떠한 것도 "로킹(lock)" 상태에 있지 않을 때, 프레임 간격들에 대한 채움 데이터들을 무시하지 않음으로써 역 백홀 대역폭을 더 효과적으로 사용할 수 있다. 채움 데이터가 현존하는 시스템들에 송신되는 예는, 소정의 이동국(또는 종단 사용자 장비) 통신 링크에 대응하는 채널 변조기들(핑거들) 중 어떠한 것도 "로킹" 상태에 있지 않을 때이며, 이것은 강한 서빙 레그(stronger serving leg)로의 소프트 핸드오프동안 약한 서빙 레그에서 발생할 수 있다. 코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 시스템의 기지 트랜시버국(BTS)에서의 정상 동작은 이동국과 통신하는 서빙 기지국에서 수신된 신호 경로들에 핑거들을 할당할 것을 요구한다. 핑거 할당은 각 탐색 시간 간격 후에 활성 의사 노이즈(PN, pseudo noise)(여기서, 활성(active)은 핑거들(복조기들)이 일반적으로 오프셋에 할당되는 것을 의미함) 오프셋들 및 가능한 PN 오프셋 후보들에 적용된 핑거 관리 규칙들의 세트에 의해 결정된다. 소정의 신호 경로의 에너지가 어떤 탐색 임계치를 초과할 때 탐색기에 의해 PN 오프셋 후보들이 결정된다. 활성 PN 오프셋들은 그에 할당된 핑거들을 갖고, 소프트 결합 및 디코딩에 이어 복조된다.The present invention advantageously does not ignore fill data for frame intervals when none of the fingers assigned by the BTS to a given user are in a "locked" state, thereby avoiding reverse backhaul bandwidth. Can be used more effectively. An example in which fill data is transmitted to existing systems is when none of the channel modulators (fingers) corresponding to a given mobile station (or end user equipment) communication link are in a "locked" state, which is a strong serving leg. This may occur in a weak serving leg during soft handoff to the strong serving leg. Normal operation at a known transceiver station (BTS) in a code division multiple access (CDMA) cellular system requires assigning fingers to signal paths received at a serving base station in communication with the mobile station. Finger assignment refers to the active pseudo noise (PN) (where active means fingers (demodulators) are generally assigned to an offset) after each seek time interval and to possible PN offset candidates. It is determined by the set of finger management rules applied. PN offset candidates are determined by the searcher when the energy of a given signal path exceeds some search threshold. Active PN offsets have fingers assigned to them and are demodulated following soft combining and decoding.

활성 PN 오프셋에 할당된 핑거의 에너지가 "로킹" 임계치 미만이 되면, 상기 핑거에 대해 어떠한 복조도 발생하지 않고 디버시티 결합(diversity combining)에 더 이상 사용되지 않도록, 핑거는 할당 해제(deassign)된다. 이어서, 할당 해제된 핑거는, 만일 존재한다면, 더 유망한 PN 후보에 할당될 수 있다. 탐색기가 핑거 관리자에게 보고하기에 충분한 에너지를 갖는 임의의 PN 오프셋들을 검출하지 않고, 핑거들 각각의 에너지가 로킹 임계치 미만으로 떨어지는 것으로 인해 현존하는 활성의(로킹 상태에 있는) 모든 핑거들이 로킹 상태에 있지 않으면, 어떠한 복조도 발생하지 않는다. 이점에서, RNC에서 페이로드 프레임에서 무시된 데이터는 소정의 패턴(예를 들어, 모두 0)으로 설정된다.When the energy of a finger assigned to an active PN offset falls below the "locking" threshold, the finger is dealassigned so that no demodulation occurs for that finger and is no longer used for diversity combining. . The unassigned finger may then be assigned to a more promising PN candidate, if present. The searcher does not detect any PN offsets with sufficient energy to report to the finger manager, and all existing active (locked) fingers are in the locked state due to the energy of each of the fingers falling below the locking threshold. If not, no demodulation occurs. In this regard, the data ignored in the payload frame in the RNC is set to a predetermined pattern (eg, all zeros).

따라서, 핑거가 로킹 상태에 있지 않을 때, 유효한 비트들이 디코딩되지 않음에 따라 소정의 프레임 간격의 페이로드 부분을 무시할 필요가 없다. 불필요한 페이로드를 제거하는 것은 백홀 대역폭 요건들을 감소시킨다(백홀 대역폭은 기지 트랜시버국들과, 통상적으로 CBSC, RNC, 또는 SDU로서 공지되어 있는 기지 트랜시버국들을 제어하고 기능하며 초기화할 수 있는 하부 구조 사이의 필수 통신 대역폭이다). 따라서, 캐리어간 소프트 핸드오프는, 본 명세서에서, 헤더가 데이터 페이로드없이 RNC만 복귀되는 상황에 대한 표시를 제공하는 것으로 제공된다.Thus, when the finger is not in the locked state, there is no need to ignore the payload portion of the predetermined frame interval as valid bits are not decoded. Eliminating unnecessary payloads reduces backhaul bandwidth requirements (backhaul bandwidth is between the base transceiver stations and an infrastructure capable of controlling, functioning and initializing base transceiver stations, commonly known as CBSC, RNC, or SDUs). Is the required communication bandwidth). Accordingly, intercarrier soft handoff is provided herein to provide an indication of the situation where only the RNC is returned without a data payload.

이 개념은 일부 핑거들이 여전히 로킹 상태에 있더라도 프레임들이 BTS에서 삭제되는 경우(CRC가 실패하는 경우)로 확장될 수 있다. 몇몇 삭제된 프레임들이 유용한 정보를 갖고, 대응하는 페이로드가 RNC에서 필요할 때, 페이로드 또는 삭제된 프레임을 송신해야 하는지에 대한 결정은 심볼 에러 레이트(SER) 또는 일부 유사한 프레임 품질 메트릭에 기초한 임계치를 사용하여 소프트 결정이 행해질 수 있다. 데이터를 전송해야 하는지의 결정에 사용될 수 있는 품질 프레임 메트릭들의 예로서는, 추정된 신호 대 간섭비(SIR), 신호 대 잡음비(SNR) 또는 Eb/Nt 등과 같은 총 메트릭 또는 비트 에너지 메트릭(BER)이 있다.This concept can be extended to cases in which frames are deleted in the BTS even if some fingers are still locked (CRC fails). When some deleted frames have useful information and when the corresponding payload is needed in the RNC, the determination of whether to send the payload or the deleted frame should be based on a threshold based on symbol error rate (SER) or some similar frame quality metric. Soft decisions can be made. Examples of quality frame metrics that can be used to determine whether data should be transmitted include an estimated signal-to-interference ratio (SIR), signal-to-noise ratio (SNR), or total energy or bit energy metric (BER) such as Eb / Nt. .

따라서, 패킷의 데이터 페이로드 부분의 부재를 나타내기 위해 패킷 헤더에 존재하는 필드의 할당되지 않은 비트 패턴을 사용하거나 새로운 비트를 할당하기 위한 시스템이 개시되어 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 평균 백홀 대역폭을 감소시킬 수 있다. 이것은 사용자 할당된 핑거들의 어떠한 것도 소정의 서비스 기지 트랜시버국(BTS)에서 로킹 상태에 있지 않을 때 특히 유리하지만, 캐리어/오퍼레이터의 재량으로 높은 SER을 갖는 삭제된 프레임들에 대해서도 확장될 수 있다.Thus, it can be seen that a system is disclosed for using an unallocated bit pattern of fields present in a packet header or for allocating new bits to indicate the absence of the data payload portion of a packet. This can reduce the average backhaul bandwidth. This is particularly advantageous when none of the user assigned fingers are in a locked state at a given service base transceiver station (BTS), but may be extended for deleted frames with a high SER at the discretion of the carrier / operator.

Claims (4)

적어도 하나의 이동국과 통신하기 위해 기지국 트랜시버들을 포함하는 무선 시스템용 방법으로서, 상기 기지국 트랜시버들은 네트워크 제어기와 통신하는, 상기 방법에 있어서:A method for a wireless system comprising base station transceivers for communicating with at least one mobile station, the base station transceivers in communication with a network controller. 기지국 트랜시버에서, 상기 기지국 트랜시버와 상기 네트워크 제어기 사이에서 통신될 패킷 프레임에 대한 헤더를 제어하는 단계로서, 상기 헤더의 일부분은 상기 프레임을 어떠한 데이터 패키지도 포함하고 있는 않은 것으로 식별하는, 상기 헤더 제어 단계; 및Controlling, at a base station transceiver, a header for a packet frame to be communicated between the base station transceiver and the network controller, wherein a portion of the header identifies the frame as containing no data package. ; And 상기 프레임을 상기 구성된 헤더와 함께 상기 네트워크 제어기에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.Sending the frame along with the configured header to the network controller. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 헤더 필드의 데이터 비트들은 어떠한 데이터 패키지도 포함하지 않는 프레임에 대해 소정의 비트 패턴을 포함하는, 방법.And the data bits of the header field comprise a predetermined bit pattern for a frame that does not contain any data package. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 디코딩 메트릭이 임계치를 넘어설 때, 상기 기지국에 의해 상기 이동국으로부터 수신된 정보는 버려지고, 상기 헤더 정보는 특정 비트 패턴으로 대체되는, 방법.When a decoding metric crosses a threshold, information received from the mobile station by the base station is discarded and the header information is replaced with a particular bit pattern. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동국으로부터 수신된 상기 프레임에 대한 CRC가 실패할 때, 상기 기지국에 의해 상기 이동국으로부터 수신된 정보는 버려지고, 상기 헤더 정보는 상기 특정 비트 패턴으로 대체되는, 방법.When the CRC for the frame received from the mobile station fails, the information received from the mobile station by the base station is discarded and the header information is replaced with the specific bit pattern.
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