KR20050008440A - 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 다중 서비스 지원을위한 패킷 데이터 생성 방법 및 장치 - Google Patents

무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 다중 서비스 지원을위한 패킷 데이터 생성 방법 및 장치 Download PDF

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KR20050008440A
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Abstract

본 발명은 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 다중 서비스를 지원할 수 있는 패킷 데이터를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 하나의 호 접속을 통해 다중 서비스를 지원하는 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 시그널링 메시지 및 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보를 전송하기 위하고, 시그널링 메시지 또는 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보가 발생하면, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보에 해당하는 서비스 종류를 지시하는 서비스 식별자를 적어도 포함하는 헤더 부분과, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보의 적어도 일부를 포함하는 페이로드 부분으로 구성된 데이터 유닛들을 생성하고, 물리채널의 속도에 따라 상기 생성된 적어도 하나의 데이터 유닛들을 연결하여 물리채널 프레임을 구성하고, 상기 물리채널 프레임을 상기 물리채널을 통해 전송한다. 이러한 본 발명은, 서로 다른 최대 7가지의 서비스들을 다중화할 수 있는 가변 길이의 다중화 유형을 사용함으로써 다양한 서비스 환경에 용이하게 적응할 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 다중 서비스 지원을 위한 패킷 데이터 생성 방법 및 장치{GENERATING METHOD AND APPARATUS OF PACKET DATA FOR SUPPORTING MULTIPLE SERVICE IN WIRELESS PACKET DATA COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 패킷 데이터 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 서비스를 위한 시그널링과 제어정보의 전송을 지원할 수 있는 패킷 데이터를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다) 방식의 이동통신 시스템은 음성을 위주로 하는 제2세대 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 제3세대 CDMA 규격(이하 CDMA2000이라 칭한다)으로 발전하기에 이르렀다. 제3세대 CDMA 이동통신 시스템은 최대 3Mbps(Mega bit per second) 정도의 전송 속도를 지원 가능하므로, 9.6kbps 또는 14.4kbps 정도의 전송 속도를 지원하는 제2세대 CDMA 이동통신 시스템보다 더 많은 양의 데이터를 전송할 수 있다. 따라서 이러한 데이터 전송능력을 통해 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 다양한 서비스가 가능하게 되었다.

초기 개발된 CDMA 2000 이동통신 시스템(이하 CDMA 2000 1x 시스템이라 칭한다.)에서 패킷 데이터는 주로 부가채널(Supplemental Channel: SCH)을 통해서 전송하지만, 높은 신뢰성을 요구하는 음성이나 시그널링 정보는 기본채널(Fundamental Channel: FCH)이나 전용 제어채널(Dedicated Control Channel: DCCH)을 통해서만 전송하도록 규정하고 있다. 이는 기본채널이나 전용 제어채널이 부가채널보다 양호한 품질을 가지도록 설계되었기 때문이다.

보다 발전된 제3세대 CDMA 이동통신 시스템으로서 특히 음성 서비스와 고속 패킷 데이터 서비스의 동시 지원을 위해 제안된 CDMA 2000 1xEVDV(EVolution in Data and Voice) 시스템에서는 음성 및 패킷 데이터를 보다 고속으로 안정되게 전송하기 위해 패킷 데이터 채널(Packet Data Channel: PDCH)을 사용한다. 패킷 데이터 채널은 기본채널이나 전용 제어채널만큼 양호한 품질을 가지므로 높은 전송확률을 요구하는 정보, 예를 들어 CDMA 2000 1xEVDV 시스템의 호 제어 및 무선링크 프로토콜(Radio Link Protocol: RLP) 제어를 위한 시그널링 정보를 음성 및 패킷 데이터와 함께 전송할 수 있다.

CDMA 2000 1x 및 CDMA 2000 1xEVDV 시스템의 매체액세스제어(Media AccessControl: MAC) 계층에서는 이상과 같은 다양한 물리채널의 종류를 지원하기 위하여 복수의 다중화 유형들을 사용한다. 이러한 다중화 유형들은 다양한 서비스들을 다중화하여 다중화 계층을 위한 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit: PDU)을 생성하는 것을 가능하게 한다.

종래의 프로토콜 데이터 유닛 생성 방법에서는 가능한 몇 가지의 다중화 방식을 지정하고 있으며, 다중화 방식에 대한 정보는 프로토콜 데이터 유닛의 헤더에 기록된다. 특히 기본 채널에서 사용되는 프로토콜 데이터 유닛에는 종래에는 표준(Standard)에 의해 미리 정해놓은 몇 가지 형식으로만 시그널링 트래픽과 넌(non)-시그널링 트래픽(프라이머리 및 세컨더리 트래픽)을 다중화할 수 있었으며, 시그널링 트래픽, 프라이머리 트래픽, 세컨더리 트래픽의 최대 세 가지 서비스를 한 프로토콜 데이터 유닛에 혼합하여 전송할 수 있도록 하고 있다.

근래에 들어서 사용자의 요구가 다양해지면서 동일한 접속을 통한 다중 서비스(multiple service)의 제공이 중요하게 이슈화되고 있다. 그런데 앞서 언급한 바와 같이 종래의 패킷 데이터 유닛 생성 방법은 최대 세 종류의 서비스만을 다중화할 수 있도록 지정하고 있기 때문에, 사용자가 요구하는 보다 다양한 종류의 서비스들을 지원할 수 없었다. 게다가, 사전에 정해진 형식으로만 다중화가 가능하므로 가변의 길이를 가지는 데이터를 전송하는 데 있어서 효율성이 떨어지는 문제점이 발생하였다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 가변의 길이를 가지는 다중화 패킷 다중화 유형에 따른 프로토콜 데이터 유닛을 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 가변의 길이를 지원하기 위해 헤더 내에 길이 필드를 가지는 프로토콜 데이터 유닛을 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 헤더 내에 서비스 정의를 위한 서비스 식별자를 포함하여 복수의 서로 다른 서비스들을 다중화할 수 있는 프로토콜 데이터 유닛을 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 다중화 옵션을 이용하여 다중 서비스를 위한 프로토콜 데이터 유닛의 형식을 지정하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는, 하나의 호 접속을 통해 다중 서비스를 지원하는 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 시그널링 메시지 및 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보를 전송하기 위한 패킷 데이터의 생성 방법에 있어서, 시그널링 메시지 또는 다중 서비스 데이터나 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보가 발생하면, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보에 해당하는 서비스 종류를 지시하는 서비스 식별자와, 길이 필드를 적어도 포함하는 헤더 부분과, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보의 적어도 일부를 포함하는 페이로드 부분으로 구성된 데이터 유닛들을 생성하는 과정과, 물리채널의 속도에 따라 상기 생성된 적어도 하나의 데이터 유닛들을 연결하여 물리채널 프레임을 구성하고, 상기 물리채널 프레임을 상기 물리채널을 통해 전송하는 과정을 포함한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 CDMA 2000 시스템의 OSI 참조 모델에 따른 계층 구성도,

도 2는 전형적인 CDMA 2000 1x 및 CDMA 2000 1xEVDV 시스템에서 사용하는 다중화 유형들의 포맷들을 대략적으로 나타낸 도면,

도 3은 전형적인 다중화 유형 5에 따른 패킷 데이터 유닛의 구조를 보다 상세하게 나타낸 도면,

도 4는 패킷 다중화 유형 1 및 2의 다중화 방식들을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중화 유형 7의 패킷 데이터 유닛을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 다중화 유형 7의 서비스 식별자의 설정을 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 일 예에 따라 다중화 유형 7을 이용하여 구성한 물리채널 프레임을 나타낸 도면,

도 8은 다중화 유형 7을 위한 다중화 옵션을 설정하는 규칙을 설명하는 도면,

도 9는 다중화 유형 7을 위한 다중화 옵션의 구조를 보다 상세히 나타낸 도면,

도 10은 단말과 기지국이 호를 설정하고 물리채널과 다중화 옵션을 협상하는 절차를 나타낸 메시지 흐름도,

도 11a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합 모드 다중화 유형 1의 구조를 도시한 도면,

도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합 모드 다중화 유형 2의 구조를 도시한 도면.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

후술되는 본 발명은 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 3가지 이상의 서비스들이 제공되는 경우 시그널링 및 넌-시그널링 트래픽을 다중화하는 것이다. 본 발명에 따른 패킷 데이터 유닛은 가변의 길이를 지원하기 위한 길이 필드와 서비스 정의를 위한 서비스 식별자 필드를 헤더 내에 포함하여, 다양한 서비스 상황에 적응한다.

하기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어 CDMA2000 시스템 중 특히 3GPP2(3rd Generation Partnership Project)에 제안된 동기식 CDMA 2000 통신방식인 1xEV-DV(Evolution in data and voice) 시스템을 이용할 것이다. 하지만, 본 발명은 유사한 기술적 배경 및 채널구성을 가지는 여타의 이동통신시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위 내에서 약간의 변형으로 적용 가능함은 물론이며 이는 본 발명의 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 적용되는 CDMA 2000 시스템의 OSI(Open Systems Interconnection) 참조 모델에 따른 계층 구성도를 나타낸 것이다. 여기서 CDMA 2000 시스템이란 CDMA 2000 1x 시스템과 CDMA 2000 1xEV-DV 시스템을 통칭하는 것이다. 이하 언급되는 계층이란 해당 계층의 기능을 수행하는 소프트웨어 또는 하드웨어를 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기 도 1을 참조하면, CDMA 2000 시스템은 상위 시그널링(Upper Signaling) 계층(10)과 데이터 서비스 계층(11)과 음성 서비스 계층(12)과 링크액세스제어(Link Access Control: 이하 LAC라 칭한다.) 계층(13)과 무선링크프로토콜(Radio Link Protocol: 이하 RLP라 칭한다.) 계층(14)과 매체액세스제어(Media Access Control: 이하 MAC라 칭한다.) 계층(14)과 물리(Physical: PHY) 계층(16)으로 구성된다. 여기서 상기 상위 시그널링 계층(10)과 상기 데이터 서비스 계층(11)과 상기 음성 서비스 계층(12)은 OSI 3-7계층해 해당하고, 상기 링크액세스제어 계층(13)과 상기 무선링크프로토콜 계층(14)과 상기 매체액세스제어 계층(14)은 OSI 2계층이며, 상기 물리계층(16)은 OSI 1계층이다.

통상의 CDMA 2000 시스템은 이동 단말기와 무선채널을 통해 직접 연결되는 기지국과 네트워크와 연결되는 기지국 제어기의 기능을 계층적으로 분리한다. 즉, 기지국은 1계층의 기능을 수행하며, 기지국 제어기는 2계층 내지 7계층의 기능을 수행한다.

상기 상위 시그널링 계층(10)은 호 제어 및 물리계층 인터페이스를 위한 시그널링 정보를 처리하며 상기 데이터 서비스 계층(11)과 상기 음성 서비스 계층(12)은 각각 데이터 서비스와 음성 서비스를 위한 트래픽을 처리한다.

상기 링크액세스제어 계층(13)은 상기 상위 시그널링 계층(10)에서 생성된 시그널링 정보에, 인증(Authentication), 시퀀싱(Sequencing), 어드레싱(Addressing) 등에 관련된 헤더와 무선링크의 품질에 관련된 보고(report) 필드 및 길이 필드를 부가하여 제어 메시지를 생성한 후, 상기 생성된 제어 메시지를 상기 매체액세스제어 계층(15)에서 전송 가능한 크기로 분할(segmentation)하고 분할된 단위마다 메시지의 시작 또는 연속을 나타내는 SOM(Start Of Message) 비트를 추가하여 데이터 유닛을 생성한다. 상기 무선링크프로토콜 계층(14)은 상기 데이터 서비스 계층(11)에서 생성된 데이터 스트림을 물리계층에서 전송 가능한 크기로 분할하고 분할된 단위마다 시퀀스 번호를 추가하여 데이터 유닛을 생성한다. 또한 상기 무선링크프로토콜 계층(14)은 무선링크프로토콜에서 진행하고 있는 데이터 서비스를 위한 제어정보를 가지고 데이터 유닛을 생성한다.

상기 링크액세스제어 계층(13)과 상기 무선링크프로토콜 계층(14)에서 생성되는 데이터를 통칭하여 서비스 데이터 유닛(Service Datagram Unit: 이하 SDU라 한다.)이라 칭하기로 한다. 그러면 상기 서비스 데이터 유닛은 그 특성에 따라 시그널링 트래픽(Signalling Traffic) 또는 넌-시그널링 트래픽(Non-Signalling Traffic)으로 구분된다. 시그널링 트래픽은 링크액세스제어 계층(13)의 시그널링 메시지를 나타낸다. 넌-시그널링 트래픽은 서비스 데이터나 무선링크 프로토콜 계층(14)에서 생성된 제어정보를 나타내는 것으로서 그 서비스의 종류에 따라 프라이머리 트래픽(Primary Traffic)과 세컨더리 트래픽(Secondary Traffic)으로 구분된다.

상기 매체액세스제어 계층(15)은 상기 링크액세스제어 계층(13) 또는 상기 무선링크프로토콜 계층(14)에서 생성한 서비스 데이터 유닛에 물리채널의 전송 유형에 따른 다중화 헤더를 추가한다. 상기 매체액세스제어 계층(15)은 시그널링과 트래픽 데이터 등을 다중화하는 다중화 서브-계층을 포함하고, 상기 다중화 헤더를 포함하는 데이터 유닛은 다중화 계층 프로토콜 데이터 유닛(Multiplex sublayer Protocol Data Unit: 이하 MuxPDU라고 칭한다.)이라 칭하기로 한다.

상기 매체액세스제어 계층(15)은 현재 접속되어 있는 물리채널의 종류와 전송율에 따라 적어도 하나의 프로토콜 데이터 유닛들로 물리채널 프레임을 구성하여 상기 물리계층(16)으로 전달한다. 그러면 상기 물리계층(16)은 상기 매체액세스제어 계층(15)으로부터 전달된 상기 물리채널 프레임을 부호화(coding), 변조(modulation) 등의 절차를 거쳐 상대측으로 전송한다.

상기 물리계층(16)은 상대측으로부터 수신한 물리채널 프레임에 포함된 적어도 하나의 패킷 데이터 유닛을 상기 매체액세스제어 계층(15)으로 전달한다. 그러면 상기 매체액세스제어 계층(15)은 상기 추출된 적어도 하나의 패킷 데이터 유닛에서 다중화 헤더를 분석하여 서비스 데이터 유닛을 추출한 뒤 이를 해당하는 계층으로 전달한다.

상기 물리계층(16)에서 패킷방식의 데이터 서비스를 위해 사용하는 물리채널들을 요약해보면 하기와 같다.

전용 제어채널(Dedicated Control Channel: 이하 DCCH라 칭한다.)은 특정 이동 단말에게 전용으로 할당되어 3계층과 2계층의 제어 정보를 운반한다.

기본채널(Fundamental Channel: 이하 FCH라 칭한다.)은 기존 IS-95의 기본채널과 마찬가지로 저속의 트래픽 데이터와 제어 정보를 운반한다.

부가채널(Supplemental Channel: 이하 SCH라 칭한다.)은 기존 IS-95의 부가채널과 마찬가지로 저속의 트래픽 데이터를 주로 운반한다.

패킷 데이터 채널(Packet Data Channel: 이하 PDCH라 칭한다.)은 트래픽 데이터를 안정적이며 고속으로 운반한다.

CDMA 2000 시스템의 매체액세스제어 계층에서는 상기와 같은 다양한 물리채널의 종류를 지원하기 위하여 복수의 다중화 유형들(MuxPDU Types)을 사용한다. 도 2는 전형적인 CDMA 2000 1x 및 CDMA 2000 1xEVDV 시스템에서 사용하는 다중화 유형들의 포맷들을 대략적으로 나타낸 것이다. 여기서 최대 전송율(Rate 1)은 9600bps이고, 1/2 전송율(Rate 1/2)은 4800bps이고, 1/4 전송율(Rate 1/4)은 2400bps이고, 1/8 전송율(Rate 1/8)은 1200bps인 것으로 하였다. 상기 전송율들은 물리채널 프레임의 크기를 결정한다.

상기 도 2를 참조하면, 다중화 유형 1(MuxPDU Type 1)은 1200bps 내지 9600bps의 전송율을 지원하는 물리채널을 통해 시그널링 정보와 프라이머리 트래픽 및 세컨더리 트래픽을 전송하기 위한 것이며, 다중화 유형 2(MuxPDU Type 2)는 상기 다중화 유형 1과 유사한 용도로 최대 14400bps까지의 속도를 지원한다. 이러한 상기 다중화 유형 1 및 2는 기본채널 및 전용 제어채널에서 제어 정보와 트래픽 데이터를 전송하기 위하여 사용된다. 여기서 프라이머리 트래픽 및 세컨더리 트래픽은 서비스 데이터나 무선링크프로토콜 계층으로부터 제공되는 무선링크프로토콜의 제어 정보를 의미하는 것으로서 호 제어를 위해 상위 시그널링 계층으로부터 제공되는 시그널링 정보와 구분된다. 프라이머리와 세컨더리는 데이터나 제어 정보의 서비스 종류에 따라 구분된다.

다중화 유형 3(MuxPDU Type 3)은 무선링크프로토콜 계층으로부터의 트래픽 데이터를 14400bps 이하의 저속으로 부가채널을 통해 전송하기 위하여 사용된다. 다중화 유형 4(MuxPDU Type 4)는 특정한(비교적 짧은) 제어 메시지들을 기본채널을 통해 전송하기 위해 사용된다.

상기 다중화 유형 1, 2, 3 및 4에 따른 페이로드의 크기는 전송하고자 하는 시그널링 정보 또는 무선링크프로토콜의 제어 정보의 크기에 따라 고정적으로 정해지는 것으로서 수신측에서는 수신된 패킷 데이터 유닛 그 자체(특히 헤더 등)로부터, 포함된 페이로드의 크기를 검출할 수 있다. 이에 비하여 CDMA 2000 1xEVDV 시스템에서 제안된 패킷 데이터 채널에서 가변 데이터율(variable data rate)을 지원하기 위하여, 포함된 페이로드(payload)의 길이를 지시하기 위한 필드들을 가지는 다중화 유형 5(MuxPDU Type 5)만을 지원한다.

도 2를 참조하면, 무선링크프로토콜 계층으로부터 제공된 트래픽 데이터를 패킷 데이터 채널을 통해 전송하기 위한 다중화 유형 5의 패킷 데이터 유닛은 페이로드(Payload)의 길이를 지시하기 위한 필드들을 가진다.

도 3은 전형적인 다중화 유형 5에 따른 패킷 데이터 유닛의 구조를 보다 상세하게 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이 다중화 유형 5의 패킷 데이터 유닛은 6, 14 또는 22비트 길이의 다중화 유형 5의 헤더와 10비트 길이의 확장 헤더(Extension Indicator)와 페이로드로 구성되어 있다.

상기 도 3을 참조하면, 다중화 유형 5의 헤더는 3비트의 서비스 식별자(Service Identifier: SID) 필드와 1비트의 확장 지시(Extension Indicator) 필드와 2비트의 길이 지시(Length Indicator) 필드와 0, 8 또는 16 비트의 길이 필드로 구성된다. 상기 확장 지시 필드는 이어지는 확장 헤더가 존재하는지의 여부를 지시한다. 상기 길이 지시 필드는 이어지는(following) 길이(Length: LEN) 필드가 존재하는지의 여부 및 그 의미를 지시한다. 상기 길이 필드는 8비트 또는 16비트로서 상기 페이로드의 길이를 바이트 단위로 나타낸다. 따라서 상기 다중화 유형 5 헤더의 길이는 6, 14(8비트의 길이 필드가 포함되는 경우) 또는 22비트(16비트의 길이 필드가 포함되는 경우)가 된다.

상기 서비스 식별자 필드의 의미를 설명하면, '000'은 시그널링을 나타내고 '001' 내지 '110'은 해당하는 서비스 인덱스를 나타내며 '111'은 비 서비스(null service)를 나타낸다. 여기서 서비스 인덱스는 하나의 호 접속을 통해 유지되고 있는 서비스의 종류를 구분하기 위한 것이다. 상기 길이 지시 필드의 의미를 설명하면, '00'은 길이 필드가 생략되었음을 나타내고 '01'은 길이 필드가 8비트임을 의미하고 '10'은 길이 필드가 16비트임을 의미하고 '11'은 페이로드가 고정된 길이를 가짐을 의미한다.

상기 길이 지시 필드는 이어지는 길이(Length: LEN) 필드가 존재하는지의 여부 및 그 의미를 지시한다. 상기 길이 필드는 상기 페이로드의 길이를 바이트 단위로 나타낸다. 상기 확장 헤더는 상기 확장 지시 필드의 값이 1인 경우에만 존재하는 것으로서 다중화 유형 5에 따른 패킷 데이터 유닛의 용도를 확장하기 위하여 사용된다.

상기 확장 유형 필드의 값이 '01'인 경우 상기 확장 헤더는 2비트의 캡슐화 유형(Encapsulated MuxPDU Type) 필드와, 2비트의 캡슐화 유닛 크기(Encapsulated MuxPDU Size) 필드와, 바이트 정렬을 위한 4비트의 예비 필드를 더 포함한다. 여기서 상기 확장 유형 필드의 값이 '01'인 경우, 상기 캡슐화 유형 필드와 상기 캡슐화 유닛 크기 필드와 상기 예비 필드는 캡슐화 헤더(Encapsulation Header)라 칭해진다.

상기 캡슐화 유형 필드는 이어지는 페이로드가 어떠한 다중화 유형의 서비스 유닛을 포함하고 있는지를 나타낸다. 즉 '01'은 다중화 유형 1을 나타내고 '10'은 다중화 유형 2를 나타내며 11은 다중화 유형 4를 나타낸다.

상기 캡슐화 유닛 크기 필드는 최대, 1/2, 1/4, 1/8의 복수 전송율을 지원할 수 있는 기본채널을 위하여 페이로드에 실리는 서비스 유닛의 크기를 지시한다. 즉 '00'은 최대 전송율(full rate)을 나타내고 '01'은 1/2 전송율(half rate)을 나타내고 '10'은 1/4 전송율(rate 1/4)을 나타내고 11은 1/8 전송율(rate 1/8)을 나타낸다. 예를 들어 최대 9.6kbps의 기본채널을 지원하기 위한 다중화 유형 1의 서비스 유닛을 생성한다고 할 때, 최대 전송율인 경우 서비스 유닛의 크기는 168비트가 된다.

기본채널이나 전용 제어 채널을 통해 데이터를 전송할 시에는 다중화 유형 1, 2 또는 4가 사용된다. 다중화 유형 4는 비교적 적은 크기의 데이터를 5ms의 짧은 시간 동안에 기본채널이나 전용제어 채널을 통해 전달하기 위하여 사용되는 것으로서, 다중화를 고려하지 않고 하나의 서비스 데이터 유닛만으로 패킷 데이터 유닛을 구성한다. 패킷 다중화 유형 1 또는 2를 사용하면 시그널링 트래픽과 최대 두 개까지의 넌-시그널링 트래픽(프라이머리 트래픽 및 세컨더리 트래픽)을 하나의 패킷 데이터 유닛 안에 다중화하는 것이 가능하다.

도 4는 패킷 다중화 유형 1 및 2의 다중화 방식들을 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 다중화 옵션 '0x1'로 지정되는 다중화 유형 1은 12가지의 다중화 방식들을 규정하고 있다. 일 예를 들어 최대 전송율이 사용되는 경우 헤더값 '1101'은 40비트의 프라이머리 트래픽과 128비트의 세컨더리 트래픽의 조합을 의미한다. 다중화 옵션 '0x2'로 지정되는 다중화 유형 2는 25가지의 다중화 방식들을 규정하고 있다. 일 예를 들어 1/2 전송율이 사용되는 경우 헤더값 '1100'은 20비트의 프라이머리 트래픽과 101비트의 세컨더리 트래픽의 조합을 의미한다.

이와 같이, 서로 다른 트래픽은 미리 정해진 다중화 규칙을 따라 다중화되어 하나의 패킷 데이터 유닛 내에 실리게 되고, 사용된 다중화 규칙에 대한 정보는 해당 패킷 데이터 유닛의 헤더 내에 기록된다. 그런데 이러한 다중화 방식은 사전에 정해진 데이터의 크기로 인해 다중화의 효율성을 떨어뜨리며, 최대 다중화 가능한 트래픽의 종류 수를 늘리기 위해서는 그 혼합 방식의 가능한 조합 수만큼 헤더의 크기가 급격히 증가하여야 하는 단점이 있다.

본 발명에서는 다양한 특성들을 가지는 서비스 데이터 유닛들을 효율성 높게 다중화할 수 있도록 기본채널 및 전용제어 채널에 사용 가능한 가변 길이의 다중화 유형 7을 사용한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중화 유형 7의 패킷 데이터 유닛을 나타낸 것이다.

상기 도 5를 참조하면, 다중화 유형 7에 따른 패킷 다중화 패킷은 헤더 부분과 페이로드 부분으로 구성된다. 여기서 페이로드 부분은 시그널링 트래픽 또는 넌-시그널링 트래픽의 적어도 일부를 포함하고 있다. 다중화 유형 7의 헤더는 3 비트의 서비스 식별자(Service reference identifier)를 나타내는 SR_ID 필드와, 길이 필드의 존재 여부를 나타내는 1 비트의 포맷 지시자(Format Indicator) 필드와, 4 또는 5 비트의 길이 필드로 구성된다.

다중화 유형 7의 서비스 식별자 필드는 다중화 유형 5의 서비스 식별자 필드와는 달리, 시그널링 트래픽과 6가지의 서로 다른 넌-시그널링 트래픽을 구분하여 나타낼 수 있다. 도 6에 본 발명에 따른 다중화 유형 7의 서비스 식별자의 설정을 나타내었다. 도시한 바와 같이, 서비스 식별자 '000'은 시그널링 트래픽을 나타내고, '001' 내지 '110'은 6개의 서로 다른 넌-시그널링 트래픽을 나타낸다. 앞서 언급한 바와 같이 서비스 식별자 필드의 값들 중 '001' 내지 '110'는 하나의 호 접속을 통해 유지되고 있는 패킷 데이터 서비스들을 식별한다.

포맷 지시자 필드는 길이 필드의 존재 여부를 나타내는 한 비트의 플래그이다. 길이 필드는 포맷 지시자가 '1'의 값을 가질 때만 다중화 유형 7 헤더 내에 포함되며 페이로드 부분의 크기를 옥텟(octet) 단위로 표현하는 4 비트 혹은 5 비트의 필드로서 데이터 부분의 길이보다 2 옥텟 큰 값을 가진다. 즉, 최종적으로 길이 필드는 데이터 크기 + 2만큼으로 결정된다. 페이로드의 길이는 옥텟 단위로 표현되므로, 4 비트의 길이 필드가 사용될 경우 최대 33 바이트(264 bits)의 길이를 지정할 수 있다. 5 비트의 길이 필드가 사용되는 경우에는 최대 65 바이트의 길이를 지정할 수 있다. 포맷 지시자가 0의 값을 가질 때 길이 필드는 생략되어 헤더의 길이는 4 비트가 되고, 이때 페이로드의 길이는 물리계층 프레임의 남겨진 부분을 모두 차지하는 것으로 간주된다.

도 7은 본 발명의 일 예에 따라 다중화 유형 7을 이용하여 서로 다른 서비스 6개의 넌-시그널링 트래픽과 하나의 시그널링 트래픽을 혼합하여 구성한 물리채널 프레임을 나타낸 것이다. 여기서 길이 필드의 크기는 4비트인 것으로 한다. 9.6kbps로 전송되는 20ms 기본채널 프레임을 위한 패킷 데이터 유닛의 크기는, 에러 정정을 위해 사용되는 CRC(Cyclic Redundancy Codes)를 제외하면 172 비트이다. 도시한 바와 같이, 172비트 패킷 데이터 유닛은 SR_ID가 '001' 내지 '110'인 6개의 넌-시그널링 트래픽과 SR_ID가 '000'인 하나의 시그널링 트래픽으로 다중화하여 구성된다.

물리채널에서 사용되는 다중화 유형은 다중화 옵션 정보에 의하여 지정된다. 서비스 설정 과정에서 단말과 기지국이 교환하는 다중화 옵션 정보는 해당 서비스에서 사용할 다중화 유형과 해당 패킷 데이터 유닛의 크기 및 적용 전송율 조합(Rate set) 정보 등을 지정하는 값으로, 단말과 기지국은 서비스 설정 시 패킷데이터 유닛 자체에 대한 정보를 교환하는 것이 아니라 사전에 정해진 다중화 옵션을 교환하여, 통신 도중에 사용할 다중화 유형을 결정한다.

다중화 유형 1 또는 2를 사용하는 경우에, 단말과 기지국은 다중화 옵션 '0x01'(rate set 1)이나 다중화 옵션 '0x02'(rate set 2)를 교환하여, 통신 도중에 사용하고자 하는 다중화 유형을 설정한다. 본 발명에 따른 다중화 유형 7은 다른 다중화 유형들을 위한 다중화 옵션과 중복되지 않도록 '0x10'보다 큰 값의 다중화 옵션을 가지는 것이 바람직하다. 도 8에 '0x10'보다 큰 다중화 옵션을 설정하기 위한 규칙을 나타내었다. 상기 도 8을 참조하여 다중화 유형 7을 위한 다중화 옵션의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

최상위 비트(Most Significant Bit: MSB)로부터 설명하면, 3비트의 포맷 기술자(Format_Descriptor)는 다중화 옵션의 포맷을 나타내는 것으로서, 포맷 1에 해당하는 '000'의 값만 설정된다. 즉, 다른 다중화 옵션들과 구별될 수 있도록 포맷을 별도로 설정하지 않고 포맷 1만을 사용하며, 기존의 다중화 유형 1내지 6과 새로운 다중화 유형 7을 구별하기 위해 다음 필드"MuxPDU_Type"의 값을 기존의 2비트에서 1비트 추가하여 설정한다. 따라서 다음 3비트의 다중화 패킷 다중화 유형(MuxPDU_Type)은 다중화 유형 7에 해당하는 값이'100'으로 설정된다.

다음 2비트의 데이터 블럭 크기(Data_Block Size)는 가변 길이를 의미하는 '11'로 설정된다. 2비트의 최대 데이터 블럭의 수(Max_Data Blocks)는 블럭 수에 제한이 없음을 나타내는 '000000' 혹은 하나만의 블록이 프로토콜 데이터 유닛에 포함된다는 '000001'로 설정된다. 최하위 2 비트는 전송율 조합(rate set)을 의미하는 부분으로 전송율 조합 1(9.6kbps Family)과 전송율 조합 2(14.4kbps Family)에 대해 각각 '01', '10'으로 지정하여 최종적으로 가능한 옵션들은 0x1301, 0x1302, 0x1305, 0x1306이 된다.

도 9는 다중화 옵션 0x1301과 0x1302의 구조를 보다 상세히 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 다중화 옵션 정보는 '000'으로 설정된 Format_Descriptor 필드와, '100'으로 설정된 MuxPDU_Type 필드와, '11'로 설정된 Data_Block_Size 필드와, '000000'으로 설정된 Max_Data_Blocks 필드와, '01' 또는 '10'으로 설정된 전송율 조합 필드로 구성된다.

이하 도 10을 참조하여 단말과 기지국이 호를 설정하고 물리채널과 다중화 옵션 등을 협상 절차를 설명하기로 한다. 여기에서는 물리채널과 다중화 옵션의 설정에 관련된 메시지들의 이름과 그 흐름이 상세하게 나타나 있지만 이는 적용되는 시스템, 시스템 설계 또는 운용자의 의도 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

상기 도 10을 참조하면, 과정(a)에서 사용자 단말에게 전송할 트래픽이 네트워크로부터 기지국으로 도착하면 기지국은 패킷 데이터 서비스에 대한 호를 설정하기 위해 일반 호출 메시지(General Page Message)를 통해 단말에게 전달한다. 과정(b)에서 단말은 호 수락여부와 지원 채널 정보를 호출 응답 메시지(Page Response Message)를 통해 기지국에 응답한다. 여기서 단말은 순방향 링크(Forward Link: FL)에 대해 패킷 데이터 채널(PDCH)과 공통 전력제어 채널(Common Power Control Channel: CPCCH)을 지원하며 역방향 링크(Reverse Link: RL)에 대해 기본채널(FCH) 또는 전용제어채널(DCCH)을 지원한다.

과정(c)에서 단말의 응답을 받은 기지국은 순방향 및 역방향 채널들의 할당 정보를 확장 채널 할당 메시지(Extended Channel Assignment Message: ECAM)를 통해 단말에게 통보한다. 과정(d)에서 단말과 기지국은 할당한 채널들을 획득한다.

과정(e)에서 단말은 기지국은 서비스 설정 절차에 따라 서비스 요구 메시지(Service Request Message), 서비스 응답 메시지(Service Response Message), 서비스 접속 메시지(Service Connect Message), 서비스 접속 완료 메시지(Service Connect Complete Message) 등을 교환하여 실제 사용할 서비스에 대한 정보를 설정한다. 단말 또는 기지국은 이 과정에서 교환되는 메시지들에, 해당 서비스에서 사용할 다중화 옵션, 물리채널, 물리채널 프레임의 크기 및 RC(Radio Configuration) 정보 등을 지정하는 서비스 구성 레코드(Service Configuration Record: SCR)를 포함시킨다. 상대측은 상기 서비스 구성 레코드의 내용을 검사하여 지원 가능한지를 판단하고 만일 지원 가능하면 완료 응답을 전송한다.

과정(f)에서 단말과 기지국은 무선링크 프로토콜(RLP) 및 PPP(Point to Point Protocol) 동기를 설정하고, 상기 과정(e)에서 설정된 서비스 구성 레코드에 따라 사용자 트래픽을 교환한다.

상술한 바와 같은 실시예에서는 다중화 옵션 7을 다른 다중화 유형들을 위한 다중화 옵션과 중복되지 않도록 구성하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 기본 다중화 옵션인 다중화 유형 1 및 2를 사용한 프레임과 함께 다중화 유형 7(Mux PDU Type 7)을 혼합한 형태인 혼합 모드로 구성한다. 이러한 혼합 모드 다중화 유형 7의 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합 모드 다중화 유형 1의 구조를 도시한 도면이고, 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합 모드 다중화 유형 2의 구조를 도시한 도면이다.

단말은 시그널링 트래픽과 프라이머리 트래픽과 세컨더리 트래픽이 구성되는 다중화 유형 1 및 2에서 세컨더리 트래픽 대신 새롭게 정의한 다중화 유형 7을 설정하여 혼합모드의 다중화 유형 1 및 2를 구성한다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 혼합모드 다중화 유형 1은 12가지의 다중화 방식을 규정한다. 서비스 종류는 프라이머리 트래픽, 시그널링 트래픽 및 다중화 유형 7로 구분된다. 이러한 세가지 서비스는 한 패킷 데이터 유닛에 혼합하여 전송한다. 헤더값은 혼합모드(Mixed Mode : MM), 트래픽 타입(Traffic Type : TT) 및 트래픽 모드(Traffic Mode : TM)로 구분된다. 일 예로 최대 전송률(9600)에서 혼합모드 값이 "1" 및 트래픽 타입의 값이 "1"이고, 트래픽 모드 값이 "01"이면 프라이머리 트래픽은 40비트, 다중화 유형 7은 128비트로 설정된다. 이러한 설정에 따라 단말은 상기 설정된 트래픽 값들을 조합하여 한 패킷 데이터 유닛에 조합하여 전송한다.

최대 전송률에서는 기본 채널(FCH) 및 전용제어채널(DCCH)이 사용되고, 1/2(4800bps), 1/4(2400/2700bps), 1/8(1200/1500bps) 전송률에서는 기본 채널(FCH)만이 사용되고, 전용제어채널(DCCH)은 사용되지 않으며, 프라이머리 트래픽만 각각 80, 40, 16비트로 설정된다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 혼합모드 다중화 유형 2는 17가지의 다중화 방식을 규정한다. 상기 혼합모드 다중화 유형 1과 같이, 서비스 종류는 프라이머리 트래픽, 시그널링 트래픽 및 다중화 유형 7로 구분되며, 헤더값은 혼합모드(MM) 및 프레임 모드(Frame Mode ; FM)로 구분된다. 일 예로 최대 전송률(14400bps)에서합모드(MM) 값이 "1"이고 프레임 모드(FM) 값이 "0110"이면 프라이머리 트래픽은 20비트, 다중화 유형 7은 242비트로 설정된다. 이러한 설정에 따라 단말은 상기 설정된 트래픽 값들을 조합하여 한 패킷 데이터 유닛에 조합하여 전송한다.

최대 전송률에서는 기본 채널(FCH) 및 전용제어채널(DCCH)이 사용되고, 1/2(7200bps), 1/4(3600bps), 1/8(1800bps) 전송률에서는 기본 채널(FCH)만이 사용되고, 전용제어채널(DCCH)은 사용되지 않는다. 일 예로 1/2 전송률에서 혼합모드 값이 "1"이고, 프레임 모드 값이 "001"이면 프라이머리 트래픽은 20비트, 시그널링 트래픽은 101비트로 설정된다. 그리고 1/4 전송률에서 혼합모드(MM) 값이 "1"이고, 프레임 모드(FM) 값이 "00"이면 프라이머리 트래픽은 20비트, 시그널링 트래픽은 32비트로 설정된다. 이러한 설정에 따라 단말은 설정된 트래픽 값들을 한 패킷 데이터 유닛에 조합하여 전송한다.

이와 같이 구성된 혼합모드 다중화 유형 1 및 2을 이용하여 단말과 기지국이 호를 설정하고 물리채널과 다중화 옵션 등을 협상하는 절차는 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예의 절차와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만, 혼합모드 다중화 유형 1 및 2를 사용하기 위해서는 기지국과 단말이 서비스 설정 시, 혼합 모드의 사용 여부를 서로 합의하여야 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나,본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, CDMA 2000 이동통신 시스템에서 서로 다른 최대 7가지의 서비스들을 다중화할 수 있는 가변 길이의 다중화 유형을 사용함으로써 다양한 서비스 환경에 용이하게 적응할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 하나의 호 접속을 통해 다중 서비스를 지원하는 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 시그널링 메시지 및 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보를 전송하기 위한 패킷 데이터의 생성 방법에 있어서,
    시그널링 메시지 또는 다중 서비스 데이터나 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보가 발생하면, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보에 해당하는 서비스 종류를 지시하는 서비스 식별자를 적어도 포함하는 헤더 부분과, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보의 적어도 일부를 포함하는 페이로드 부분으로 구성된 데이터 유닛들을 생성하는 과정과,
    물리채널의 속도에 따라 상기 생성된 적어도 하나의 데이터 유닛들을 연결하여 물리채널 프레임을 구성하고, 상기 물리채널 프레임을 상기 물리채널을 통해 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤더 부분은,
    상기 페이로드 부분의 길이를 지시하는 길이 필드와, 상기 길이 필드의 앞에 부가되어 상기 길이 필드가 존재하는지의 여부를 나타내는 포맷 지시자 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물리채널 프레임은 시그널링 트래픽과, 넌 시그널링 트래픽과,변 길이의 데이터 유닛을 다중화하는 다중화 유형이 혼합된 형태로 전송됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 물리채널을 통해 전송하기 위해 미리 설정된 다중화 옵션을 교환하여 통신 도중에 사용할 다중화 유형 및 다중화 유형들의 혼합 여부를 협상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 무선 패킷 데이터 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 제1 데이터유형들을 제2 데이터유형을 지원하는 물리채널을 통해 전송하기 위한 장치에 있어서,
    시그널링 메시지 또는 다중 서비스 데이터나 다중 서비스를 위한 무선링크 프로토콜의 제어정보를 발생하는 제1 계층 장치와,
    상기무선링크 프로토콜의 제어정보에 해당하는 서비스 종류를 지시하는 서비스 식별자를 적어도 포함하는 헤더 부분과, 상기 무선링크 프로토콜의 제어정보의 적어도 일부를 포함하는 페이로드 부분으로 구성된 데이터 유닛들을 생성하는 제2계층 장치와,
    물리채널의 속도에 따라 상기 생성된 적어도 하나의 데이터 유닛들을 연결하여 물리채널 프레임을 구성하여, 상기 물리채널 프레임을 상기 물리채널을 통해 전송하는 제3 계층 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 헤더 부분은,
    상기 페이로드 부분의 길이를 지시하는 길이 필드와, 상기 길이 필드의 앞에 부가되어 상기 길이 필드가 존재하는지의 여부를 나타내는 포맷 지시자 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 물리채널 프레임은 시그널링 트래픽과, 넌 시그널링 트래픽과, 가변 길이의 데이터 유닛을 다중화하는 다중화 유형이 혼합된 형태로 전송됨을 특징으로 하는 상기 장치.
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