KR20020085140A - 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법 및 이를 위한단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 역방향 링크에서의 데이터 전송율 제어 방법은 기지국과 단말기간의 데이터 송수신에 있어서, 상기 단말기가 기지국과의 통신 환경 상태를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 상응하여 기지국의 데이터 전송율 변경 명령을 수행할지를 판단하기 위한 변경 수행 확률을 결정하는 단계; 상기 결정된 수행 확률과 임의로 발생된 확률을 비교하는 단계; 상기 비교에 따라 데이터 전송율 변경 여부를 결정하여, 이 결정에 상응하는 데이터 전송율로 기지국에 데이터를 송신하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법 및 이를 위한 단말기{Method for controling the data rate of reverse link, Terminal for the same}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법 및 이를 위한 단말기에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 고속 무선 데이터 통신(High data rate ;이하 HDR이라 약칭함) 시스템은, 버스트한 특성을 갖고 지연에 민감하지 않은 패킷 전송을 위해 최적화된 IP 기반 시스템으로, 순방향 링크에서 최대 2.4576Mbps의 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 기술이다.

특히, 이 HDR 시스템은 음성 트래픽과, 데이터 트래픽의 특성이 다르다는 것을 고려하여 고속 데이터 서비스를 위한 별도의 주파수 대역을 할당하며, 고속 데이터의 효율적인 전송을 위한 다양한 방법을 채택하고 있다.

예를 들어, 역방향으로는 파일럿 신호를 전송하며, 동적으로 트래픽 채널의 전송속도를 결정하고, 소프트 핸드오버를 지원하는 등의 방법을 이용하고 있다.

도 1은 일반적인 HDR 시스템의 순방향 채널 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 기지국(11)에서 단말기(12)로의 순방향 채널 구조는 파일럿 채널(Pilot channel)과, 순방향 액티버티 채널(Forward Activity channel;이하 FA 채널이라 약칭함)과, 역방향 액티버티 채널(Reverse Activity channel;이하 RA 채널이라 약칭함)과, 역방향 전력 제어 채널(Reverse Power Control channel;이하 RPC라 약칭함)과, 트래픽 채널 및 제어 채널로 구성된다.

상기 파일럿 채널은 시스템 획득을 위한 기본 신호로 사용되고, 상기 트래픽 채널 및 제어 채널은 전송할 데이터와 제어 데이터에 사용된다.

상기 FA 채널은 트래픽 채널 및 제어 채널의 데이터 존재 여부를 단말기에 알려주고, 상기 RA 채널은 역방향 트래픽의 양에 따라 역방향 트래픽 채널의 폭주(congestion) 여부를 단말기에 알려준다.

상기 RPC 채널은 단말기의 역방향 링크의 송출 전력을 제어한다.

이러한 HDR 시스템에서는 9.6kbps에서 153.6kbps의 전송율을 갖는 데이터 서비스를 제공한다.

그리고, 단말기는 역방향 트래픽 채널의 전송율을 높이거나 줄일 수 있으며, 이렇게 결정되는 역방향 링크의 데이터 전송율은 기지국에서 전송되는 전송율 제한값과, 순방향 채널인 RA 채널을 통해 전송되는 역방향 액티버티 비트(Reverse Activity Bit) 값에 의해서 결정된다.

즉, 기지국은 역방향 링크의 부하를 추정하여 부하량이 큰 지, 작은 지를 판별한 후, 각 단말기에 데이터 전송율을 올리거나 내리라는 메시지를 순방향 링크의 RA 채널이라는 공통 채널을 통해 전체 사용자에게 전송한다.

이때, 각 단말기는 RA 채널의 메시지를 수신하여 그에 따라 데이터의 전송율을 올리거나 내리는 과정을 수행한다.

일반적으로, 셀 내에서 채널 환경이 좋은 사용자는 대부분 기지국의 근처에 있게 되고, 반대로 기지국과 멀리 떨어져 있는 사용자는 채널 환경이 좋지 못하는 경우가 있게 되는데, 이러한 환경에서, 채널 환경이 좋지 못한 사용자가 데이터의 전송율을 높이는 경우가 발생하게 되면 이웃 셀에 미치는 간섭(interference)이 매우 커지게 되어 시스템의 성능이 저하되게 된다.

따라서, 채널 환경이 좋지 못한 사용자의 데이터 전송율을 올릴 확률은 상대적으로 작게 하고, 데이터 전송율을 내릴 확률은 상대적으로 크게 해 주는 것이 시스템 측면에서는 보다 나은 성능을 보일 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 단말기의 채널 상황에 따라 데이터 전송율을 적절히 조정하도록 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법 및 이를 위한 단말기를 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 기지국과 단말기간의 데이터 송수신에 있어서, 상기 단말기가 기지국과의 통신 환경 상태를판단하는 단계; 상기 판단 결과에 상응하여 기지국의 데이터 전송율 변경 명령을 수행할지를 판단하기 위한 변경 수행 확률을 결정하는 단계; 상기 결정된 수행 확률과 임의로 발생된 확률을 비교하는 단계; 상기 비교에 따라 데이터 전송율 변경 여부를 결정하여, 이 결정에 상응하는 데이터 전송율로 기지국에 데이터를 송신하는 단계를 포함하여 이루어진다.

추가적으로, 기지국으로부터 전송되는 파일럿 신호의 세기를 소정 기간동안 누적하는 단계; 소정의 신호 세기를 소정 개수의 스텝으로 나누어, 상기 누적 결과에 상응하는 스텝을 상기 통신 환경 상태로 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

또한, 기지국이 통신 환경 상태와, 데이터 전송율에 상응하는 변경 수행 확률을 단말기에 전송하는 단계 또는 기지국이 통신 환경 상태와, 데이터 전송율에 상응하는 변경 수행 확률 중 각 데이터 전송율의 최대 및 최소 확률을 단말기에 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 최대 및 최소 확률이 단말기에 전송되는 경우, 단말기는 상기 최대 및 최소 확률의 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누어, 상기 최소 확률을 상기 통신 환경 상태에 상응하는 스텝 수만큼 변경하여 변경 수행 확률로 결정한다.

상기 기지국은 상기 단말기와의 접속 설정시 또는 데이터 전송율의 변경이 필요하다고 판단되는 경우에 상기 변경 수행 확률을 단말기에 전송한다.

바람직하게, 상기 비교 결과, 상기 결정된 변경 수행 확률이 임의로 발생된 확률보다 큰 경우 데이터 전송율을 변경한다.

상기 데이터 전송율은 9.6kbps, 19.2kbps, 38.4kbps, 76.8kbps, 153.6kbps 중의 어느 하나이고, 데이터 전송율 변경 결정에 따라 2배씩 증가 또는 감소한다.

이상과 같은 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 역방향 링크의 데이터 전송율 제어에 있어서 단말기는, 기지국으로부터 전송되는 파일럿 신호로부터 통신 환경 상태를 판단하고, 상기 데이터 전송율의 변경을 수행하기 위한 변경 확률 모두 또는 이 변경 확률 중 최소 및 최대 변경 확률로부터 상기 판단 결과에 상응하는 변경 확률을 결정하는 결정 수단을 포함하는 수신부; 임의의 확률을 발생하는 난수 발생부; 상기 결정된 변경 확률과, 임의의 확률을 비교하는 비교부; 상기 비교 결과에 따라 데이터 전송율의 변경을 제어하는 제어부; 상기 제어 결과에 따른 데이터 전송율로 상기 기지국에 데이터를 전송하는 송신부를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 최대 및 최소 변경 확률 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누고, 상기 최소 변경 확률을 상기 판단 결과에 상응하는 스텝 수만큼 변경하여, 변경 확률로 결정한다.

도 1은 일반적인 HDR 시스템의 순방향 채널 구조를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 단말기의 동작을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 기지국 및 단말기의 구성을 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 단말기의 동작을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 단말기에서는 소정의 크기를 갖는 신호 세기를 N 개의 레벨로 나눈다. 이때, 해당 단말기의 채널 상황을 표시하기 위한 X는 0부터 N-1까지의인덱스를 갖는다.

그리고, 기지국으로부터 단말기에 전송되는 파일럿 신호들의 세기를 소정의 기간동안 누적하여, 상기 N개의 레벨 중 어느 하나를 이 누적한 값에 상응하는 X 값으로 결정한다.(S10)

이때, X가 클수록, 단말기와 기지국간 채널 환경은 적정의 통화 품질을 유지하기에 양호한 상태에 놓여져 있다라고 가정한다.

이는, 각 단말이 데이터의 전송율을 올리거나, 내릴 확률을 자신의 채널 상황을 나타내는 X값과 연관시켜 결정을 하도록 하기 위한 것이다.

즉, 단말기는 이와 같이 정해진 X값에 따라 다음과 같은 두 가지 동작에 의하여 자신의 데이터 전송율을 결정한다.

첫째, 기지국을 포함한 상위에서 X의 값(예를 들어, 0,1,...,N-1) 각각에 대해 데이터 전송율을 올리거나, 내릴 수 있는 확률에 대한 정보를 모든 단말기들에 보내는 방법이다.

이 정보는 단말기와 기지국간 접속이 처음 설정될 때 단말기에 전송되거나, 기지국이 각 단말기와의 채널 상황을 주시하고 있다가, 데이터 전송율을 변경할 필요가 있다고 판단되는 경우에, 해당 단말기에 전송된다.

즉, 각 단말기는 기지국의 RA 채널 메시지를 통해 데이터 전송율을 올리거나, 내리라는 명령을 받으면(S11), 상기 결정된 X값에 따라 전송율을 올리거나 내릴 확률을 읽어내기만 하면 된다.

예를 들어, X=0,1,...,N-1 각각에 대하여 "Transition009k6_019k2","Transition019k2_038k4", "Transition038k4_076k8", "Transition076k8_153k6", "Transition019k2_009k6", "Transition038k4_019k2", "Transition076k8_038k4", "Transition153k6_076k8"의 확률 값을 상위로부터 내려보내는 것이다.

상기 "009k6", "019k2", "038k4", "076k8", "153k6" 각각은 9.6kbps, 19.2kbps,38.4kbps,153.6kbps 데이터 전송율을 나타낸다.

상기 정보는 "_" 전단의 데이터 전송율을 "_" 후단의 데이터 전송율로 변경하는 경우의, 모든 X에 대한 확률값을 포함한다.

이와 같이, 해당 단말기는 결정된 X값에 상응하는 확률값을 읽어낸 후, 0과 1 사이의 임의의 난수(r)를 발생시킨다.(S12, S16)

상기 발생된 난수값이, 상기 읽어낸 값(올릴 확률 또는 내릴 확률)보다 작은 경우에(S13 또는 S17), 데이터 전송율을 한 단계 높이거나 내린다.(S14, S18)

반대로 난수값이 읽어낸 값보다 작지 않은 경우에 현재의 데이터 전송율을 유지한다.(S15)

둘째, 사용자의 단말기 자신이 X값과 연관시켜서 전송율을 올리거나 내릴 확률을 계산해 내는 것이다.

상기와 같이 데이터 전송율을 올리거나, 내릴 확률을 계산하기 위해서, 여러 가지 계산식이 적용될 수 있으나, 대표적인 예로 다음과 같이 계산되어질 수 있다.

먼저, 기지국을 포함한 상위는 단말기와 처음 접속하는 경우 내지는 각 단말기와의 채널 상황을 주시하고 있다가, 데이터 전송율을 변경할 필요가 있다고 판단되는 경우에, 이하 표 1과 같은 정보를 해당 단말기에 전송한다.

이하 표 1은 역방향 링크의 데이터 전송율 제어를 위해 기지국을 포함한 상위에서 각 기지국에 전송되는 정보의 내용을 나타낸 것이다.

Transition009k6_019k2_max	Transition009k6_019k2_min
Transition019k2_038k4_max	Transition019k2_038k4_min
Transition038k4_076k8_max	Transition038k4_076k8_min
Transition076k8_153k6_max	Transition076k8_153k6_min
Transition019k2_009k6_max	Transition019k2_009k6_min
Transition038k4_019k2_max	Transition038k4_019k2_min
Transition076k8_038k4_max	Transition076k8_038k4_min
Transition153k6_076k8_max	Transition153k6_076k8_min

기지국을 포함한 상위는 상기 "_" 전단의 데이터 전송율을 "_" 후단의 데이터 전송율로 변경하는 경우의, 모든 X의 변경 가능한 확률값의 최대값과 최소값을 포함하여 각 단말기에 전송한다.

따라서, 사용자의 단말기는 채널 상황을 나타내는 X값을 결정한 후, 상기 표 1에 따른 값을 이용하여 자신이 데이터의 전송율을 올리거나 내릴 확률을 다음과 같이 계산한다.

각 단말기의 데이터 전송율에 대해 데이터의 전송율을 올릴 확률의 최대값, 최소값을 각각 Pdown_max, Pdown_min이라고 하면,

전송율을 올릴 확률(Pup) = Pup_min + (Pup_max - Pup_min) × X/(N-1)

전송율을 내릴 확률(Pdown) = Pdown_min + (Pdown_max - Pdown_min) ×(N - X - 1)/(N - 1)과 같이 계산을 한다.

상기 수학식 1 또는 수학식 2는 기지국으로부터 주어진 최대 및 최소의 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누어, 상기 결정된 X에 상응하여 상기 최소값을 소정의 스텝 수만큼 변경한다.

따라서, 상기 수학식 1 또는 수학식 2에 따라, 본 발명은 주어진 최소의 올릴(또는 내릴) 확률값을, 결정된 X 레벨에 상응하는 확률만큼 변경하여 데이터 전송율을 올릴 확률 또는 내릴 확률을 결정한다.

그리고, 상기 첫째 방식과 동일하게 난수를 발생시키고(S12,16), 이 난수와 상기 결정된 올릴 확률 또는 내릴 확률과 비교하여(S13,S17), 이 확률값이 큰 경우에만 해당 단말기의 데이터 전송율을 올리거나 내릴 수 있다.(S14,S18)

한편, 상기 수학식 1 또는 수학식 2의 방법 이외에도 상기 최대 및 최소 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누는 경우에, 각 스텝의 크기를 다르게 하여 채널 환경이 좋지 않는 상태에서는 확률값의 변동을 크게 하여, 채널 악화에 즉각적으로 대응할 수 있도록 할 수 있다.

이와 같은 방식에 따라 본 발명에서는 채널 환경이 좋지 못한 사용자의 단말기는 데이터의 전송율을 올릴 확률이 작아지고, 데이터의 전송율을 낮출 확률이 커지게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 기지국 및 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 단말기(12)는 기지국(11)으로부터 데이터 전송율 변경 명령을 수신하고, 이 변경 수행 여부를 결정하기 위한 확률값을 기지국으로부터 제공받거나, 자체적으로 계산하여 비교부(22)에 제공하는 수신부(20)와, 0과 1의 범위를 갖는 임의의 난수(이하, 임의의 확률값)를 발생하는 난수 발생부(21)와, 상기수신부(20)와, 난수 발생부(21)로부터 확률값들을 제공받아 비교하는 비교부(22)와, 이 비교 결과에 따라 단말기의 송신 데이터 전송율을 결정하는 제어부(23)로 구성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 수신부(20)는 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호를 소정 기간동안 누적하여, 이 누적된 값에 상응하는 X(0부터 N-1까지 증가)값을 결정한다. 이 X는 단말기와, 기지국과의 채널 상태 정도를 나타내는 기준이 된다.

또한, 상기 수신부(20)는 기지국(11)으로부터 데이터 전송율 및 상기 X에 상응하는 각각의 확률값(데이터 전송율을 올릴 또는 내릴 확률값) 또는 데이터 전송율 및 상기 X에 상응하는 최대 및 최소의 확률값(데이터 전송율을 올릴 또는 내릴 최소 및 최대 확률값)을 전송받는다.

상기 수신부(20)는 결정 수단(미도시)을 포함하는데, 데이터 전송율을 올릴 또는 내릴 최소 및 최대 확률값을 기지국(11)으로부터 제공받는 경우에, 이 결정 수단은 상기 수학식 1 또는 수학식 2를 이용하여 데이터 전송율을 올릴(Pup) 또는 내릴 확률값(Pdown)을 결정한다.

이와 같이 수신부(20)에서 결정된 Pup, Pdown은 비교부(22)에 제공되어, 난수 발생부(21)에서 제공된 임의의 확률값과 비교된다.

상기 비교결과, Pup 또는 Pdown 값이 임의의 확률값보다 크게 되는 경우에, 제어부(23)는 상기 기지국(11)의 해당 명령을 수행한다.

따라서, 송신부(24)는 상기 제어부(23)의 명령에 따라 기지국(11)으로 전송하는 데이터의 전송율을 변경한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 셀의 경계 부분에 있는 채널 환경이 좋지 못한 사용자의 단말기가 다른 셀에 미치는 간섭(interference)을 줄일 수 있고, 채널 환경이 좋은 사용자는 더욱 높은 데이터 전송율로 데이터를 보낼 수 있는 확률을 크게 함으로써, 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (10)

1. 기지국과 단말기간의 데이터 송수신에 있어서,

   상기 단말기가 기지국과의 통신 환경 상태를 판단하는 단계;

   상기 판단 결과에 상응하여 기지국의 데이터 전송율 변경 명령을 수행할지를 판단하기 위한 변경 수행 확률을 결정하는 단계;

   상기 결정된 수행 확률과 임의로 발생된 확률을 비교하는 단계;

   상기 비교에 따라 데이터 전송율 변경 여부를 결정하여, 이 결정에 상응하는 데이터 전송율로 기지국에 데이터를 송신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호의 세기를 소정 기간동안 누적하는 단계;

   소정의 신호 세기를 소정 개수의 스텝으로 나누어, 상기 누적 결과에 상응하는 스텝을 상기 통신 환경 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 기지국이 통신 환경 상태와, 데이터 전송율에 상응하는 변경 수행 확률을 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 기지국이 통신 환경 상태와, 데이터 전송율에 상응하는 변경 수행 확률 중 각 데이터 전송율의 최대 및 최소 확률을 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
5. 제 5 항에 있어서, 단말기는 상기 최대 및 최소 확률의 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누어, 상기 최소 확률을 상기 통신 환경 상태에 상응하는 스텝 수만큼 변경하여 변경 수행 확률로 결정하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 기지국은 상기 단말기와의 접속 설정시 또는 데이터 전송율의 변경이 필요하다고 판단되는 경우에 상기 변경 수행 확률을 단말기에 전송하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 비교 결과, 상기 결정된 변경 수행 확률이 임의로 발생된 확률보다 큰 경우 데이터 전송율을 변경하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 전송율은 9.6kbps, 19.2kbps, 38.4kbps,76.8kbps, 153.6kbps 중의 어느 하나이고, 데이터 전송율 변경 결정에 따라 2배씩 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 역방향 링크의 데이터 전송율 제어 방법.
9. 역방향 링크의 데이터 전송율 제어에 있어서,

   기지국으로부터 전송되는 파일럿 신호로부터 통신 환경 상태를 판단하고, 상기 데이터 전송율의 변경을 수행하기 위한 변경 확률 모두, 또는 이 변경 확률 중 최소 및 최대 변경 확률로부터 상기 판단 결과에 상응하는 변경 확률을 결정하는 결정 수단을 포함하는 수신부;

   임의의 확률을 발생하는 난수 발생부;

   상기 결정된 변경 확률과, 임의의 확률을 비교하는 비교부;

   상기 비교 결과에 따라 데이터 전송율의 변경을 제어하는 제어부;

   상기 제어 결과에 따른 데이터 전송율로 상기 기지국에 데이터를 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 단말기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 최대 및 최소 변경 확률 차이값을 소정 개수의 스텝으로 나누고, 상기 최소 변경 확률을 상기 판단 결과에 상응하는 스텝 수만큼 변경하여, 변경 확률로 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기.