KR20040101440A - 개별 정보 흐름들의 그룹의 대역폭들을 공통으로 제어하기위한 방법 - Google Patents

개별 정보 흐름들의 그룹의 대역폭들을 공통으로 제어하기위한 방법 Download PDF

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KR20040101440A
KR20040101440A KR10-2004-7016221A KR20047016221A KR20040101440A KR 20040101440 A KR20040101440 A KR 20040101440A KR 20047016221 A KR20047016221 A KR 20047016221A KR 20040101440 A KR20040101440 A KR 20040101440A
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Abstract

본 발명은 전송 채널을 퉁해 전송되는 트래픽 스트림들에 대하여 보장된 대역폭들을 보증하는 동안 전송 채널의 성능을 양호하게 사용하는 방법 및 다바이스에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 데이터(A-E)가 전송 채널(7)로부터 업스트림에 접속된 적어도 하나의 버퍼(4,5,6)에 도달하는 트래픽 스트림들(1,2,3)을 공통 전송 채널(7)을 통해 전송하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법에 따라: 보장된 대역폭(BG1)은 전송 채널(7)을 통한 각각의 트래픽 스트림(1)의 패킷들(A-E)의 전송을 위해 결정되고, 최대 대역폭(B1max)은 전송 채널(7)을 통한 각각의 트래픽 스트림(1)의 패킷들(A-E)의 전송을 위해 결정되며, 보장된 대역폭(BG1) 미만의 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달하는 상기 트래픽 스트림(1)의 패킷들(D,E)은 보장된 대역폭을 초과하는 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달하는 상기 트래픽 스트림의 패킷들(ABC) 이전에 채널(7)을 통해 연대순으로 전송되고(호박색, 적색), 최대 대역폭(B1max) 미만의 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달하는 트래픽 스트림의 패킷들(A,B,C)은 전송 채널(7)내의 트래픽 채널의 최대 대역폭(B1max)을 초과하는 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달하는 트래픽 스트림(1)의 패킷들 이전에 전송 채널(7)을 통해 연대기순으로 전송된다(적색).

Description

개별 정보 흐름들의 그룹의 대역폭들을 공통으로 제어하기 위한 방법{METHOD FOR COMMONLY CONTROLLING THE BANDWIDTHS OF A GROUP OF INDIVIDUAL INFORMATION FLOWS}
만약 다수의 트래픽 스트림들(페이로드 데이터 패킷들을 가지며, 예를 들면 음성 또는 멀티미디어 데이터와 같은)이 공통 전송 채널을 통해(예를 들면, 이동 무선 네트워크의 코어넷을 통해) 전송되면, 상기 전송 채널을 통해 전송될 트래픽 스트림들에 공통 전송 채널의 대역폭을 분포시킬때 액세스 제어가 요구된다. 상기 경우들에서 각각의 트래픽 스트림들은 다른 트래픽 스트림들에서 트래픽 로드에 독립적인 전송 채널의 대역폭의 일부분으로서 트래픽 스트림에 확실히 사용할 수 있는 "보장된 대역폭(guaranteed)"에 할당될 수 있다. 또한, 최대 대역폭이라 참조되는 용어가 정의될 수 있으며, 이는 보장된 대역폭보다 크고, 공통 전송 채널을 통해 어느 정도의 대역폭(시간 유니트당 전송될 데이터의 양)이 상기 트래픽 스트림에서 사용할 수 있는지를 규정한다. 일반적으로, 트래픽 스트림에 대한 최대 대역폭은 전송 채널에서 상기 트래픽 스트림을 위해 보장된 대역폭보다 훨씬 더 크다.
비용의 최적화를 위해 공통 전송 채널을 사용하기 위해, 가능한 다수의 트래픽 스트림들(각각이 보장된 대역폭을 가지는)이 일반적으로 공통 전송 채널을 위해 허용되어야만 하지만, 동시에 개별 트래픽 스트림들의 대역폭 보장은 전송 채널이 오버부킹(overbooking)되고 다수의 트래픽 스트림들이 그들의 최대 허용 대역폭을 사용하려고 시도할 때도 방해되어서는 않된다.
3GPP 기술 명세서 23.107(www.http:＼＼www.3GPP.org)에 따라, "최대 대역폭" 및 "보장된 대역폭" 변수를 포함하는 이른바 QoS(서비스 품질) 파라미터들과 같이 "회화체" 등으로 규정된 트래픽 클래스들의 트래픽 스트림들이 존재한다. 공지된 CORE Network GATEWAYS(CNGW)에서, 다운링크들에 대하여 자신의 제어 스트림은 UMTS 코어 네트워크에 의해 도시된 것과 같이 외부 네트워크로부터 UMTS 코어 네트워크로의 스트림이며(이동 터미널들의 방향에 추가), 최대 대역폭은 감시되어야만 하며, 하나 또는 그이상의 전송 채널을 통한 코어 네트워크의 방향에서 상기 스트림들은 다수의 다운링크 스트림들에 의해 공유되고 보장된 대역폭으로 보증되어야만 한다.
전송 채널 대역폭 용량들을 트래픽 스트림들에 할당하기 위한 전문가에게 공지된 액세스 절차들은 예를 들면, 각각의 트래픽 스트림(우연히 다수의 트래픽 스트림들이 동시에 추정된 평균값을 초과하는 경우들에 대한 보호 마진에 의해 보충되는)에 대하여 가정된 통계적인 수단값들 또는 전송 채널을 통해 전송될 트래픽 스트림들내의 전류 로드의 측정치에 기초한다. 트래픽 스트림당 하나의 큐에 대한가중된 공평한 큐잉(queuing) 스케줄러는 각각의 트래픽 스트림이 적어도 하나의 보장된 대역폭과 공통 채널을 통해 패킷들을 전송하기 위해 할당된 최대 대역폭의 최대값을 사용하는 것을 보증한다. 상기 프로세스의 단점은 상기 스케줄러가 구현하기에 비싸며, 다수의 트래픽 스트림들로 인해 효율에 문제들을 나타내기 때문에 실제로 전송 채널 당 1000개의 트래픽 스트림들을 위해서만 사용될 수 있다.
본 발명은 공통 전송 채널을 통해 트래픽 스트림들을 전송하기 위한 방법들 및 디바이스들에 관한 것이다.
도 1은 공통 전송 채널을 통해 다수의 트래픽 스트림들내의 데이터를 전송하는 일 예를 도시한다.
도 2는 전송 채널의 대역폭들을 사용하는 개략도를 도시한다.
본 발명의 목적은 공통 전송 채널을 통해 다수의 트래픽 스트림들을 전송하기에 적합한 간단하고 효율적인 전송을 허용하는 것이며, 각각의 트래픽 스트림들에 대하여, "보장된 대역폭"을 따르며 전송 채널의 전송 용량을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다. 상기 목적은 독립항들의 목적들에 의해 달성된다. 본 발명은 트래픽 스트림의 인입하는 패킷들에 대하여 전송 채널을 통한 향후 전송을 위해 (적어도) 세개의 서로다른 우선순위들을 한정하고 있으며, 전송 채널을 통해 버퍼내에 도달하는 트래픽 스트림의 패킷들의 전송은 버퍼내에 도달된 패킷들이 가지는 대역폭과의 서로간의 관계에 따라 우선순위화되기 때문에, 트래픽 스트림들내에 안전한 "보장된 대역폭들"이 추가되고 전송 채널의 대역폭의 양호한 사용과 트래픽 스트림의 패킷들의 적절한 우선순위 결정이 가능하게 수행될 수 있다.
가중된 공평한 큐잉 스케줄러 방법과 비교하여 매우 간단하고 효율적으로 수행될 수 있는 방법은 또한 하나의 전송 채널을 통해 1000개 이상의 트래픽 채널들을 전송할 때 특히 적합하다. 본 발명에 따른 방법은 페이로드 데이터(음성, 문자 숫자식식 데이터)를 위한 이동 무선 채널들의 형태로 트래픽 채널들을 위해 사용될수 있다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점들은 하기의 도면을 기초로 하여 상세히 설명된다.
도 1에 따라, 제 1 트래픽 스트림(1)의 패킷들 A-E이 제 1 버퍼(4)로 입력되고, 제 2 트래픽 스트림(2)의 데이터 패킷들 F-J은 제 2 버퍼(5)로 입력되고, 제 3 트래픽 스트림(3)의 데이터 패킷들(K-O)은 버퍼(6)로 입력되고, 상기 데이터 패킷들 A-O은 모두 전송 채널(7:트래픽 스트림들(1-3)에 대하여 공통인)을 통해(예를 들어, 이동 무선 네트워크의 코어넷을 통해) 전송되며, 상기 경우에, 데이터 패킷들은 공통 전송 채널(7)을 통한 전송 이후에 개별적인 추가 전송을 위해 다시 제 1 트래픽 스트림(8), 제 2 트래픽 스트림(9), 및 제 3 트래픽 스트림(10)으로 분할된다. 패킷들 A-E, F-J, 및 F-U내에 전송된 트래픽 스트림 데이터는 예를 들면, 이동 무선 네트워크의 음성 데이터 또는 음성 관련된 데이터(이메일들, 인터넷 페이지들)이 될 수 있으며, 예를 들어, 트래픽 스트림은 한방향에서 하나 또는 그이상의 호출들을 전송할 수 있다. 각각의 트래픽 스트림을 위해 하나의 버퍼를 사용하는 대신에, 여기에 도시된 것과 같이, 하나의 전송 채널(7)에서 모든 인입하는 트래픽 스트림들(1-3)을 위해 공통 버퍼가 사용될 수 있다. 트래픽 스트림들의 패킷들은 버퍼를 지나서 다시 개별 트래픽 스트림들(8-10)로 분할될 수 있도록 버퍼에서 미리 식별되어야만 한다.
공통 전송 채널(7)에서 패킷들(4-5)의 전송 시퀀스를 설명하기 이전에 도 2는 공통 전송 채널(7)내의 개별 트래픽 스트림들(1-3)에 대하여 전송 채널 BbU의 사용가능한 대역폭의 보장된 대역폭들 BG1, BG2, BG3로의 부분분할을 도시하기 위해 사용된다.
도 2는 다수의 트래픽 스트림들(1-3)로 분할되는 전송 채널 BgU에서 사용가능한 전체 대역폭을 개략적으로 도시한다. 여기에서, 트래픽 스트림(1)은 보장된 대역폭 BG1에 제공되고, 트래픽 스트림(2)은 보장된 대역폭 BG2에 제공되고, 트래픽 스트림(3)은 보장된 대역폭 BG3에 제공된다. 트래픽 스트림의 보장된 대역폭은 다른 트래픽 스트림들(보장된)에 의해 사용되는 실제 대역폭과 상관없이 사용가능하다. 전송 채널에 의해 실제로 사용되는 대역폭은 보장된 대역폭들의 합이 전송 채널의 전체 대역폭 미만이거나 보장된 대역폭들과 트래픽 스트림내에서 사용되는 대역폭의 합이 전송 채널의 전체 대역폭 이상이긴 경우에 채널에 대하여 보장된 대역폭 이상이 될 수 있으며, 전송 채널내의 다수의 트래픽 스트림들에 대하여 발생하는 대역폭 보장들을 방해하는 가능성은 적다. 전송 채널(7)로 이미 부킹된(booked) 트래픽 스트림들(1-3)에 부가하여, 추가 트래픽 스트림은 트래픽 스트림들에 대한 보장된 대역폭들과 새로운 트래픽 스트림을 위해 요구되는 보장된 대역폭의 합이 전송 채널의 전체 대역폭과 품질 인자 상수의 적(product) 미만인 경우에만 허용된다. 품질 인자 상수=1인 경우에, 보장된 대역폭들을 가지는 전송 채널이 모두 사용되어 최대 대역폭이 트래픽 스트림의 보장된 대역폭 보다 크지 않거나 약간 클 수 있으며, 품질 인자 상수<1인 경우에, 버퍼내의 버스트 정체는 상대적으로 신속하게 제거되며, 품질 인자 상수>1인 경우에, 트래픽 스트림들과 함께 전송 채널의 오버부킹(overbooking)이 발생되어 대역폭 보장성이 부가되지만, 전송 채널은 통계적으로 다량으로 부킹된다.
도 2에 기초하여 설명된 모델에 따라, 각각의 트래픽 스트림은 일반적으로 보장된 대역폭 이상인 전송 채널내의 최대 대역폭 뿐만아니라 확실히 사용가능한 전송 채널내의 보장된 대역폭에 할당될 것이다. 트래픽 스트림(1)에 도달하는 패킷들이 전송 채널을 통해 전송되는 시퀀스는 트래픽 스트림의 패킷들이 도달하는(전송 채널 이전의 버퍼에) 전송 레이트에 따라 결정된다. 이는 패킷들(특히, 동일한 길이의 패킷들)간의 타이밍 갭 및/또는 패킷들(특히, 서로다른 길이의 패킷들)이 얼마나 넓은지를 고려한다. 버퍼에 도달하는 패킷들은 어떤 패킷들이 전송 시퀀스를 한정하는 전송 채널(7)을 통한 전송을 위해 선택되는지에 기초하여 상기 패킷들(예를 들면, 패킷내의 하나의 헤더에서)의 전송 레이트(버퍼내에 입력된 대역폭)를 고려하는 하나의 표시에 제공된다. 예를 들어, 트래픽 스트림에 대한 전송 채널에 의해 보장된 대역폭 이하의 전송 레이트를 가지고 버퍼(4)에 도달하는 패킷들은 "녹색" (또는 일반적으로 패킷의 헤더내의 하나의 숫자로 주어지는)으로 표시되고, 트래픽 스트림의 보장된 대역폭과 최대 대역폭사이의 전송 레이트를 가지고 도달하는 패킷들은 "호박색"(또는 일반적으로 패킷의 해더내의 하나의 숫자로 주어지는)으로 표시되고, 트래픽 스트림의 최대 대역폭 이상의 전송 레이트를 가지고 도달하는 패킷들은 "적색"(또는 일반적으로 패킷의 헤더내의 하나의 숫자로 주어지는)으로 표시된다. 트래픽 스트림(1)의 패킷들에 표시하는 것은 상기 트래픽 스트림(1)의 패킷들이 전송되는 순서를 한정하지만, 또다른 트래픽 스트림의 패킷들이 전송되는 순서는 한정하지 않는다. 만약 패킷들 A, B(및 가능하면 이들 전에 도달하는 새로운 패킷들)이 트래픽 스트림의 보장된 대역폭 이상이지만 트래픽 스트림(1)의 최대 대역폭 미만인 전송 레이트를 가지고 트래픽 스트림(1)에 대한 버퍼(4)내에 도달하면, "호박색"으로 표시된다. 패킷 C은 최대 대역폭 이상의 전송 레이트로 패킷(B)이후에 즉시 도달하기 때문에 상기 패킷은 "적색"으로 표시된다. 패킷들 D 및 E은 트래픽 스트림(1)의 보장된 대역폭 이하의 전송 레이트로 버퍼에 도달하기 때문에 그들의 헤더에서 "녹색"으로 표시된다.
트래픽 스트림들(2 및 3)에도 동일하게 적용된다. 전술된 경우에,각각의 전송 채널에 대하여 보장된 대역폭들은 공통 전송 채널(7)을 통한 트래픽 스트림들(1-3)의 패킷들의 전송에 부가되며, 따라서, 트래픽 채널 당 최대 대역폭들이 가능하면 멀리 부가된다. 만약, 전술된 경우에, 3개의 트래픽 스트림들(1-30을 위해 보장된 대역폭들 및 최대 대역폭들이 각 경우에 동일한 크기이면, 가장 간단한 경우에 트래픽 스트림들(2,3) 중 하나의 패킷이 차례로 전송될 수 있다. 상기 경우에, 전송 채널(7)에 대한 상기 트래픽 스트림(1)의 대역폭 미만의 보장된 대역폭을가지고 버퍼(4)에 도달하는 트래픽 스트림(1)의 각각의 패킷 D, E(녹색)이 상기 트래픽 스트림(호박색, 적색)의 보장된 대역폭 이상의 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달하는 것으로 표시되는 모든 패킷들 A, B, C 이전에 버퍼(4)에 전송되도록 시간이 정해진다. 이미 (적어도 하나의) 버퍼(4)내에 존재하며 상기 트래픽 스트림(전송 채널(7)에서 전송을 위한)의 보장된 대역폭 및 최대 대역폭사이의 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달한 것으로 표시되는 트래픽 스트림의 패킷에 부가하여, 트래픽 스트림(1:전송 채널(7)에서의 전송을 위한)의 최대 전송 레이트이상의 전송 레이트로 버퍼(4:적색)에 도달하는 모든 패킷들(C)이전에 버퍼로부터 전송 채널(7)로 전송되도록 시간이 정해진다(즉, C 이전의 B, D). 상기 경우들에서, 버퍼에 비교가능한 전송 레이트로 도달한 모든 패킷들(모두 적색, 모두 호박색, 또는 모두 녹색의 패킷들)은 그들의 도달 순서가 서로 상대적인 전송을 위해 시간이 정해진다. 이는 이전에 버퍼에 도달되어 도 1에 따라 버퍼(4)에 저장된 트래픽 스트림(1)의 패킷들이 다음 순서로 전송됨을 의미한다: DEABC. 트래픽 스트림들(2,3)의 패킷들에도 동일하게 적용된다.
이는 전송 채널(7)내에서 예를 들면 모든 제 3 패킷(여기에서 제공되는 대역폭 구분을 위한)이 상기 패킷들(D, E, A, B, C)을 위해 규정된 순서로 트래픽 스트림(1)의 패킷들에 채워지는 것을 의미한다. 인입하는 패킷들은 트래픽 스트림(2) 및 트래픽 스트림(3)의 패킷들에 따라 채워진다.
전송 채널(7)을 통해 트래픽 스트림(1)의 패킷들을 전송하기 전에, 트래픽 스트림(1)의 패킷들은 각각 상기 스트림(1)을 한정하는 하나의 입력의 표시되고(예를 들면, 패킷의 헤더에 "1"로 표시) 전송 채널 이후에 필요한 경우에 트래픽 스트림으로 다시 분류되어 전송 채널(7) 이후에 트래픽 스트림들은 다시 개별적으로 전송될 수 있다.
서로다른 우선순위(우선순위-적색 패킷, 우선순위-호박색 패킷, 우선순위-녹색 패킷)의 데이터 패킷들을 위해 본 명세서에 도시된 예에서 얼마나 많이 시간 이후에 패킷들이 버퍼에서 삭제되는지의 추가 사항이 미리규정될 수 있다. 우선순위 "적색"의 패킷들은 우선순위 "호박색"의 패킷들 이전에 종료하고 우선순위 "호박색"의 패킷들은 우선순위 "녹색"의 패킷들 이전에 종료한다.
상기 방법은 전송 채널내의 다수의 트래픽 스트림들에 대해서도 대역폭 보장성들을 부가하는 간단하고 효율적인 방식을 제공하며, 높은 최대 전송 레이트가 가능하다.

Claims (10)

  1. 데이터(A-E)가 전송 채널(7)의 업스트림에 접속된 버퍼(4,5,6)로 입력되는 트래픽 스트림(1,2,3)들을 공통 전송 채널(7)을 통해 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 전송 채널(7)을 통한 특정 트래픽 스트림(1)의 패킷들(A-E)의 전송을 위해, 전송 채널을 통해 상기 트래픽 스트림의 패킷들을 전송하기 위해 사용되는 최소 대역폭인 보장된(guaranteed) 대역폭(BG1)이 정의되고,
    상기 전송 채널(7)을 통한 특정 트래픽 스트림(1)의 패킷들(A-E)의 전송을 위해, 상기 트래픽 스트림(1)의 패킷들(A-E)이 전송 채널(7)을 통해 전송되는 최대 대역폭(B1max)이 정의되며,
    상기 공통 전송 채널(7)에서 상기 트래픽 스트림(1)에 대한 보장된 대역폭(BG1) 미만의 전송 레이트로 버퍼(4)에 입력되는 트래픽 스트림(1)의 패킷들(D,E)은 상기 보장된 대역폭 이상의 전송 레이트로 버퍼(4)에 입력되는 상기 트래픽 스트림의 패킷들(ABC) 이전에 채널(7)을 통한 전송을 위해 시간이 정해지며(호박색, 적색),
    상기 전송 채널(7)에서 상기 트래픽 스트림(1)에 대한 최대 대역폭(B1max)이하의 전송 레이트로 버퍼(4)에 입력되는 트래픽 스트림(1)의 패킷들(ABC)은 전송 채널(7)에서 트래픽 채널의 최대 대역폭(B1max)이상인 전송 레이트로 버퍼(4)에 도달한 트래픽 스트림의 패킷들(C) 이전에 전송 채널(7)을 통한 전송을 위해 시간이 정해지는(적색) 트래픽 스트림 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 만약 전송 채널(7)이 각각이 하나의 보장된 대역폭을 가지는 다수의 트래픽 스트림들에 의해 이미 점유되었다면, 공통 전송 채널을 통한 전송을 위한 추가의 트래픽 스트림은 보장된 대역폭들과 새로운 트래픽 스트림을 위해 요구되는 대역폭의 합이 미리결정된 품질 상수와 전송 채널에서 사용가능한 전체 트래픽 채널 대역폭의 적(product)과 동일한 최대값인 경우에 허용되는 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상수는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상수는 1 이상인 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상수는 1 미만인 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 트래픽 채널(1)은 페이로드 데이터를 위한 이동 무선 채널인 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 트래픽 채널은 게이트웨이, 특히 UMTS 게이트웨이를 통과하는 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 패킷들(ABC)이전에 공통 전송 채널을 통해 전송될 패킷(D)의 타이밍 우선순위는 패킷(D), 특히 패킷의 헤더에 저장되는 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 1000개 이상의 트래픽 채널들은 전송 채널을 통해 동작하는 것을 특징으로 하는 트래픽 스트림 전송 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한항에 따른 방법을 수행하기 위한 디바이스.
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