KR20020032731A - 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의전송속도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭주 제어 비트를 사용하고 그 전송주기를 지정하는 무선 데이터 전송 시스템에 있어서, 특히 단말기에서 기지국으로 데이터 전송을 위한 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 제어하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법은, 기지국으로부터 폭주 제어비트를 수신하는 단계; 상기 수신된 폭주 제어 비트의 한 수신주기 내의 첫 번째 패킷 전송인가를 판단하는 단계; 상기 판단결과 첫 번째 패킷의 전송이 아닐 경우 현재의 전송속도를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 무선 데이터 전송 시스템은 HDR 시스템인 것을 특징으로 한다.

이 같은 본 발명에 의하면, 폭주 제어 비트의 전송주기가 패킷의 전송시간에 비해 긴 경우, 연속적으로 패킷의 전송속도를 조절하지 않고, 폭주 제어 비트를 수신한 직후의 패킷에 대해서만 전송속도를 조절하고, 그 이외의 패킷에 대해서는 전송속도를 다음 폭주 제어 비트를 수신할 때 까지 현재의 전송속도를 유지하도록 하여 시스템을 안정하게 하기 위함에 있다.

Description

무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법{TRANSMISSION SPEED CONTROL METHOD OF REVERSE TRAFFIC CHANNEL OF WIRELESS DATA TRANSMISSON SYSTEM}

본 발명은 무선 데이터 전송시스템에 있어서, 특히 단말기에서 기지국으로 전송되는 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어를 위해서, 기지국으로부터 단말기로 전달되는 폭주 제어 비트의 전송주기가 역방향 트래픽 패킷의 전송시간 보다 긴 경우에 전송속도의 급속한 증가 또는 감소를 방지하도록 한 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법에 관한 것이다.

근래에, 인터넷 등의 데이터 통신 서비스를 무선으로 이동통신 사용자에게도 제공하기 위해 데이터 통신 서비스를 위한 IMT-2000이라고 불리는 새로운 이동통신 시스템이 제안되고 있다. 이러한 시스템의 한 시도로서 HDR(High Date Rate)이란 데이터 통신 서비스만을 위한 새로운 시스템이 도입되고 있다.

상기 HDR은 제 3세대 이동통신 시스템(IMT-2000)의 하나로 퀄컴사에 의해 제안되었으며, 실시간 서비스를 제외한 고속 패킷 데이터 서비스를 제공한다. 이러한 HDR시스템은 기존 IS-95나 IS-2000표준에 따르는 CDMA 이동통신 시스템과는 다른 몇가지 특징을 가지고 있다. 그 특징을 보면, 패킷 데이터 서비스의 트래픽 특성이 음성 트래픽과는 상이하여, 같은 대역을 할당할 경우 채널 관리에 어려움을 겪을 수 있으므로 패킷 데이터 서비스를 위한 별도의 대역을 이용한다.

순방향 링크(기지국에서 단말기로 연결)에는 적응형 부호화 및변조(Adaptive coding and Modulation) 방법과 최대 전력을 이용한 송출을, 역방향 링크(단말기에서 기지국으로 연결)에는 역방향 파일럿 신호를 이용한 코히어런트 복조(coherent Demodulation)을 할 수 있도록 한다. 이와 더불어, 트래픽 채널의 동적인 전송속도 조절과 주파수 효율을 높이기 위한 다양한 방법들이 사용된다. 여기서, 순방향 전송속도는 38.4Kbps~2.4576Mbps, 역방향으로는 단말기 각각에 9.6Kbps~153.6Kbps의 전송속도를 제공한다.

종래 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트래픽 채널 전송속도 조절을 위한 장치는 도 1에 도시하였다. 도 1을 참조하면, 기지국으로부터 폭주 제어 비트(RAB: Reverse Activity Bit)를 수신하는 폭주제어채널(RAC: Reverse Activity Channel)(10)과, 상기 수신된 폭주 제어 비트와 퍼시스턴스 확률(Persistence)을 이용하여 전송속도를 제어하기 위한 전송속도 제어기(20)와, 상기 전송속도 제어기(20)에 의해 제어된 전송속도에 따라 새로 도착된 패킷 데이터를 내 보내는 버퍼(30)와, 상기 버퍼(30)로부터 전달되는 패킷 데이터를 기지국으로 전송하기 위한 역방향 트래픽 채널(40)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트랙픽 채널 전송속도 조절 방법에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트랙픽 채널(40)의 전송속도 조절은 기지국이 보내오는 폭주 제어 비트(1 or 0)를 기초로 각 단말기가 독자적으로 결정한다. 기지국은 단말기의 폭주제어채널(10)을 통해 폭주 제어 비트(RAB)를 일정한 주기(RAB Length 슬롯)를 전송하는데, 이 폭주 제어 비트의 전송주기는 트래픽채널이 할당되는 시점에 단말기로 보내지는 트래픽 채널 할당(Traffic Channel Assignment) 메시지에 포함되어 전송된다.

그리고, 하기의 <표 1>에 트래픽 채널 할당 메시지에 포함되는 폭주 제어 비트의 전송주기를 보였다. 이에 나타난 바와 같이 채널 환경에 따라 총 4가지의 값을 갖으며, 최대 64 슬롯의 주기를 가진다.

필드값	의미(slot)
00	8
01	16
10	32
11	64

기지국이 전송하는 폭주 제어비트 값은 기지국으로 수신되는 신호 대 잡음비(S/N 비)나 기지국의 용량 등을 고려하여 설정한다. 기지국은 단말기의 전송속도를 낮추어야 할 필요가 있을 때, 폭주 제어 비트의 값을 "하이(1)"로 설정하여 전송하고, 역방향 트래픽 채널의 여유가 있다고 판단되면 전송속도를 늘릴 수 있도록 폭주 제어 비트를 "로우(0)"으로 설정하여 전송한다.

역방향 트랙픽채널(40)의 전송속도는 9.6Kbps(S0), 19.2Kbps(S1), 38.4Kbps(S2), 76.8Kbps(S3), 153.6Kbps(S4)의 5가지의 종류가 있다. 각 전송속도를 단말기의 상태라고 가정하면, 역방향 전송속도 조절은 도 2와 같이 상태전이 다이어그램으로 표현될 수 있다.

도 2를 참조하면, 각 상태(S0,S1,S2,S3,S4)는 각 레벨에 따른 전송속도로, 이웃한 상태로만 전이(증가 또는 감소)할 수 있으며, 상태 전이는폭주제어채널(10)을 통해 수신된 폭주 제어 비트 값과 퍼시스턴스 확률(Persistence Probability)에 의해 전송속도 제어기(20)에서 결정된다. 여기서, 퍼시스턴스 확률은 각 상태에 따라 할당되는 값으로 전송속도 조절을 위해 최종적으로 결정하며, Pij는 상태 i에서 상태 j로 전이할 퍼시스턴스 확률이다.

이렇게 결정된 전송속도에 따라 버퍼(30)에 새롭게 도착된 패킷이 역방향 트래픽 채널(40)을 통해서 기지국으로 전송된다.

도 3을 참조하면, 폭주 제어 비트 값과 퍼시스턴스 확률을 이용한 HDR시스템의 역방향 트랙픽 채널의 전송속도 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

단말기에 새로운 패킷 데이터가 도착하고, 최근에 수신한 폭주 제어 비트 값을 판단하여, 그 폭주 제어 비트가 '로우(0)'인 경우에는 역방향 트래픽 채널에 여유가 있다는 의미이므로, 단말기는 속도를 낮출 필요가 없다.

전송속도를 낮추지 않기 위해서, 폭주 제어 비트가 로우인 경우 0과 1 사이의 난수를 발생시키고 발생된 난수 값과 현재의 퍼시스턴스 확률 값(P_i,_i+1)을 비교하게 된다. 그 비교결과 발생된 난수 값이 작을 경우에는 전송속도를 한 레벨 증가시키고 상기 새로 도착된 패킷 데이터를 전송해 주며, 상기 발생된 난수값이 클 경우에는 전송속도를 현재 상태로 유지하여 새로 도착된 패킷 데이터를 전송해 주게 된다.

현재의 전송상태가 i이고 발생된 난수 값이 퍼시스턴스 확률 값(P_i,_i+1) 보다 작다면 상기 현재 전송상태를 i=i+1로 전이해 주어 전송속도를 한 레벨 증가시키고, 발생된 난수값이 퍼시스턴스 확률 값 보다 크다면 상기 현재 전송상태를 i=i+0이 되므로 전송속도는 현재 상태를 유지하게 된다.

그러나, 폭주 제어 비트 값이 '하이(1)'로 수신된다면 현재 폭주가 발생되었다는 의미이므로, 단말기는 속도를 낮출 필요가 있다.

한편, 최근 수신한 폭주 제어비트가 하이일 경우에는 0과 1 사이에 난수를 발생시키고 그 발생된 난수값을 현재의 퍼시스턴스 확률 값과 비교하고, 그 비교결과 발생된 난수 값이 작을 경우에는 현재의 전송상태로 패킷 데이터를 전송해 주고, 발생된 난수 값이 클 경우에는 현재의 전송속도를 한 레벨 감소(i-1)시켜 패킷 데이터를 전송해 준다.

이와 같이 단말기는 '0'과 '1'사이의 난수를 발생시켜, 이 난수 값을 현상태(i)에 따른 퍼시스턴스 확률값인 Pij(j=i+1 또는 i-1)과 비교하고, 발생된 난수가 Pij 값보다 작다면 전송속도를 높이거나 줄이고, Pij 값보다 크다면 전송속도는 변화시키지 않는다. 즉, 단말기는 퍼시스턴스 확률에 의해 전송속도를 결정하게 된다.

여기서, 도 3의 순서도는 연속적으로 패킷을 전송하는 경우에 해당하는 경우로, 패킷의 전송이 일시적으로 중단된 후, 전송이 개시된다면 S0인 9.6Kbps의 전송속도로 시작한다.

또한, 각 단말기 마다 전송속도의 최대값을 가지고 있으며, 이 값은 기지국에서 보내는 '역방향 전송속도 제한값' 메시지에 포함되어 있기 때문에, 단말기는 최종적으로 이 제한값 이상의 전송속도를 가지지 못한다.

그러나, 현재 HDR시스템에서 역방향 전송속도 조절을 위해 사용되는 폭주 제어 비트의 전송주기는 8,16,32,64슬롯의 4종류가 있고, 각 단말기는 가장 최근에 수신된 폭주 제어 비트의 값을 이용하여 각 패킷의 전송속도를 결정한다.

그러나, 역방향 트래픽 채널의 전송에 사용되는 패킷의 길이는 16슬롯이므로, 폭주 제어 비트의 전송주기가 전송시간 보다 긴 경우, 즉 32슬롯이나 64슬롯 단위로 전송하는 경우에는 하나의 폭주 제어 비트가 수신된 후 다음 폭주 제어 비트가 수신될 때 까지 2개 또는 4개의 패킷이 전송된다.

도 4는 폭주 제어 비트의 전송주기가 64슬롯인 경우의 예를 보인 도면으로서, 역방향 트래픽 채널의 패킷 #3이 SO상태에 있다고 가정하고, 속도 증가에 성공하여 연속적으로 전송속도가 증가되었다고 가정하면, 패킷 #7의 전송시에는 최대값이 S4인 상태에 도달하게 된다. 즉, 단말기의 속도가 64슬롯 동안에 9.6Kbps에서 153.6Kbps로 급격히 증가하게 되는 것이다.

이렇게 폭주 제어 비트의 전송주기가 패킷의 전송시간 보다 긴 경우에는 다음 번 폭주 제어 비트를 받을 때 까지 계속 증가할 수 있게 된다. 마찬가지로, 폭주 제어 비트 값이 하이인 경우에는 급속히 속도가 낮아질 수 있다.

하지만, 단기간에 불필요하게 역방향 전송속도를 조절하는 것은 시스템을 불안정하게 하는 요인으로 작용할 수 있으므로, 이를 막기 위한 장치가 필요하다.

이와 같이, 하나의 단말기에서 폭주가 오랫동안 유지될 경우 그 기지국 영역에 위치한 단말기들이 상대적으로 전송속도가 줄어들기 때문에, 전체적으로는 이동통신 시스템에서 임의의 단말기가 기지국으로 패킷 데이터 전송시 불안한 문제가발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 폭주 제어 비트를 사용하고 그 전송주기를 지정하는 이동통신 시스템에서 기지국에 설정되어 있는 폭주 제어 비트의 전송주기가 단말기에서 기지국으로 전송되는 데이터 패킷의 전송시간에 비해 긴 경우, 연속적으로 패킷의 전송속도를 조절하지 않고, 폭주 제어 비트를 수신한 직후의 패킷에 대해서만 전송속도를 조절하고, 그 이외의 패킷에 대해서는 전송속도를 다음 폭주 제어 비트를 수신할 때 까지 현재의 전송속도를 유지하도록 하여 시스템을 안정하게 하기 위한 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어장치를 나타내는 구성도.

도 2는 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 변화를 나타내는 상태전이 개념도.

도 3은 종래 무선 데이터 전송시스템시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법을 나타내는 플로우 챠트

도 4는 종래 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어시, 폭주 제어 비트의 전송주기와 패킷의 전송시간을 비교한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법을 나타내는 플로우 챠트.

도 6은 본 발명에 따른 전송속도 제어시, 폭주 제어 비트의 한 주기 동안 한 번의 전송속도를 증가시켜 주기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...폭주 제어채널20...전송속도 제어기

30...버퍼40...역방향 트래픽 채널

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법은,

폭주 제어 비트를 사용하고 그 전송주기를 지정하는 무선 데이터 전송시스템에 있어서,

기지국으로부터 폭주 제어비트를 수신하는 단계;

상기 수신된 폭주 제어 비트의 한 수신주기 내의 첫 번째 패킷 전송인가를 판단하는 단계;

상기 판단결과 첫 번째 패킷의 전송이 아닐 경우 현재의 전송속도를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 무선 데이터 전송 시스템은 HDR 시스템인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 폭주 제어 비트의 수신 직후의 첫 번째 패킷 전송이면, 그 패킷의 전송속도를 조절함에 있어서 상기 폭주 제어 비트 및 연속성을 예측하는 확률값을 비교함으로써 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 폭주 제어 비트의 전송의 한 주기가 패킷 하나의 전송시간 보다는 긴 경우 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법에 대하여 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하면, 새로운 패킷이 버퍼(30)에 버퍼링되고, 단말기를 점유하고 있는 기지국으로부터 폭주제어채널(10)로 최근 폭주 제어 비트(RAB)가 수신되면 전송속도 제어기(20)는 상기 폭주 제어 비트가 '하이(1)'인지, '로우(0)'인지를 판단하게 된다.

상기 판단결과 폭주 제어 비트가 하이일 경우에는 기지국이 폭주상태이므로, 상기 폭주 제어 비트를 수신한 후 첫 번째 패킷의 전송인지를 판단하게 된다. 상기 판단결과 첫 번째 패킷 전송이면 0과 1사이의 난수를 발생하여, 그 발생된 난수값과 현재의 퍼시스턴스 확률 값을 비교하며, 발생된 난수 값이 클 경우에는 현재의 전송속도를 유지하여 패킷을 전송하고, 발생된 난수값이 작을 경우에는 전송속도를 한 레벨 낮게 전이하여 패킷 데이터를 역방향 트래픽 채널을 통해서 기지국으로 전송해 준다.

그러나, 상기 폭주 제어 비트가 하이이면서, 첫 번째 패킷 데이터의 전송이 아닐 경우 현재의 전송속도를 유지하여 패킷 데이터를 역방향 트래픽 채널을 통해서 기지국으로 전송해 준다.

그리고, 최근 수신한 폭주 제어 비트를 로우로 수신할 경우, 폭주 제어 비트 수신 후 첫 번째 패킷 전송인지를 판단하게 된다. 그 판단결과 폭주 제어 비트의 수신 후 첫 번째 패킷 전송이면 난수를 발생시켜 그 난수값을 퍼시스턴스 확률 값과 비교하여, 현재의 전송속도를 한 레벨 높게 전이하거나 동일 전송속도로 유지하도록 하여 패킷을 전송하게 된다.

그리고, 상기 판단결과 폭주 제어 비트의 수신 후 첫 번째 패킷의 전송이 아니면 현재의 전송속도를 유지하여, 패킷을 전송해 준다.

이때의 폭주 제어 비트의 전송 한 주기는 패킷 하나의 전송시간 보다는 긴 경우로서, 이러한 경우 전송되는 패킷에 대해서 그 전송속도를 조절함으로써, 전송속도가 단시간에 급격히 증가하거나 감소할 수 있는 것을 방지한다.

도 6의 예처럼 임의의 전송주기로 전송되는 폭주 제어 비트의 수신되면 그 수신된 직후의 첫 번째 패킷 전송시 그 패킷에 대해서는 상기 폭주 제어 비트 값, 퍼시스턴스 확률 값을 이용하여 전송속도를 가감 또는 현재의 전송속도를 유지하고, 첫 번째 패킷의 전송이 아닐 경우에는 한 전송주기 내에 두 번째 패킷(#4~#7)부터 다음 폭주 제어 비트가 수신될 때 까지 첫 번째 패킷의 전송속도(S1)로 유지하도록 하게 된다.

이와 같이, 최근 폭주 제어 비트의 수신후, 전송하고자 하는 패킷이 상기 폭주 제어 비트의 전송주기 내에 포함되면서, 첫 번째 패킷이 아닐 경우에는 현재의 전송속도를 유지하여, 다음 폭주 제어 비트가 수신될 때 까지 동일 속도로 패킷을 전송하고, 첫 번째 패킷일 경우에는 수신된 폭주 제어 비트와 퍼시스턴스 확률을 조합하여 전송속도를 조절한다.

따라서, 본 발명에서는 새로운 패킷의 전송 시, 폭주 제어 비트 값 뿐만 아니라, 폭주 제어 비트의 수신 후 첫 번째 패킷의 전송여부를 확인한다. 만약 폭주 제어 비트의 수신 후, 첫 번째 패킷의 전송이라면 기존의 시스템과 마찬가지로 퍼시스턴스 확률 값을 이용해 전송속도를 조절하고, 첫 번째 패킷 전송이 아닌 경우라면 현재의 전송속도를 그대로 유지한다.

본 발명의 다른 실시예로는, 폭주 제어 비트의 한 전송주기 내에 적어도 한 번의 전송속도 증가 또는 감소시 그 전송속도를 상기 전송주기 내에서 패킷의 전송속도를 상기 증가 또는 감소된 패킷의 전송속도로 유지하도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 현재의 무선 데이터 전송시스템과 같은 폭주 제어 비트를 사용하고 그 전송주기를 지정하는 무선 데이터 전송시스템에서 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법은 폭주 제어 비트의 전송주기가 패킷의 전송시간보다 긴 경우 그 결정된 전송속도로 상기 폭주 제어 비트의 한 전송주기 동안의 패킷에 동일하게 적용함으로써, 각 단말기에서 패킷 전송시 전송속도가 단시간에 급격히 증가하거나 감소하는 것을 방지하여, 안정된 시스템을 구현할 수있다.

Claims (4)

1. 폭주 제어 비트를 사용하고 그 전송주기를 지정하는 무선 데이터 전송시스템에 있어서,

   기지국으로부터 폭주 제어비트를 수신하는 단계;

   상기 수신된 폭주 제어 비트의 한 수신주기 내의 첫 번째 패킷 전송인가를 판단하는 단계;

   상기 판단결과 첫 번째 패킷의 전송이 아닐 경우 현재의 전송속도를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 무선 데이터 전송 시스템은 HDR 시스템인 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 판단결과 폭주 제어비트의 수신 후 첫 번째 패킷 전송이면, 그 패킷의 전송속도를 상기 폭주 제어 비트와 연속성을 예측하는 확률 값을 조합하여 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 폭주 제어 비트의 한 전송주기는 패킷 하나의 전송시간 보다는 긴 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.