KR20060000804A

KR20060000804A - 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의전송속도 제어방법

Info

Publication number: KR20060000804A
Application number: KR20040049775A
Authority: KR
Inventors: 최영진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-06
Also published as: EP1613007A1; JP2006014302A; US20060002296A1; KR100619873B1; JP4049784B2; CN1734996A

Abstract

본 발명은 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 동일한 종류의 서비스를 이용하는 이동통신 단말기간의 데이터 전송속도가 일정하지 않은 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 이동통신 단말기로 수신되는 폭주제어비트를 판단하는 단계와; 상기 폭주제어비트가 폭주상태를 의미하는 경우 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 감소 여부를 결정하는 단계와; 상기 비교 결과 전송속도 레벨의 감소를 결정한 경우 카운트를 초기화하고 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키며, 전송속도 레벨의 유지를 결정한 경우 카운트를 한 단계 증가시켜 임계값보다 작으면 전송속도 레벨을 유지하고, 작지 않으면 카운트 값을 초기화시킨 후 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키는 단계와; 상기 폭주제어비트가 폭주상태가 아님을 의미하는 경우 카운트 값을 초기화하고 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 증가 여부를 결정하는 단계와; 상기 결정에 따라 전송속도 레벨을 한 단계 증가시키거나 유지하는 단계로 구성되어 동일한 종류의 데이터 서비스를 요구하는 사용자들에게 균등한 속도로 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION SPEED OF REVERSE TRAFFIC CHANNEL IN HIGH DATA RATE SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어를 위한 단말기의 블록 다이어그램.

도 2는 종래 기술에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 변화를 나타내는 상태 천이도.

도 3은 종래 기술에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 제어하는 방법을 나타내는 흐름도.

도 4는 본 발명에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 제어하는 방법을 나타내는 흐름도.

본 발명은 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법에 관한 것으로, 특히 역방향 트래픽 채널의 전송율 제어기 내의 알고리즘을 개선하여 동일한 종류의 데이터 서비스를 사용하는 이동통신 단말기들의 전 송속도의 균형을 유지할 수 있게 한 고속 무선 데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법에 관한 것이다.

근래 인터넷을 통한 각종 정보 및 서비스 제공이 활성화되면서 이동통신 서비스 사용자에게도 무선으로 인터넷 등의 데이터 통신 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템이 제안되고 있다. 이러한 시스템의 한 시도로서 메가급 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 고속 무선 데이터 통신(High Data Rate : HDR) 시스템이 도입되고 있다.

HDR 시스템은 제 3세대 이동통신 시장을 겨냥한 통신기술로서, 국제표준화기구에 의해 기술표준(CDMA 2000 1x EV-DO)으로 채택되었다. 이는 인터넷 망을 이용하여 데이터를 이동통신기기로 보내는 방식으로 데이터의 처리속도가 IMT-2000 등 기존 무선데이터에 비해 월등히 빠르다.

문자, 영상 및 음악 등의 데이터를 고속으로 전송할 수 있고 기존 데이터 전송기기와 호환이 가능해 기존 시스템을 업그레이드하기에 적합하여, 모바일 환경에서 신뢰성이 높은 이메일과 웹 검색, 전자상거래 등의 다양한 서비스에 활용될 것으로 전망된다.

HDR 시스템은 제 3 세대 이동통신 시스템으로서 실시간 음성 서비스를 제외한 고속 패킷 데이터 서비스만을 제공하며, 일반적으로 동일한 종류의 데이터 서비스를 이용하는 사용자는 동일한 품질을 보장받아야 한다.

따라서 HDR 시스템의 역방향 채널은 역방향 파일럿 신호를 이용한 코히런트 복조(Coherent Demodulation)를 하고, 데이터 트래픽과 채널 환경의 가변 특성을 이용하여 역방향 채널 전송속도를 각 이동통신 단말기마다 9.6Kbps~153.6Kbps 사이에서 가변적으로 조절하고 있다.

종래 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널 전송속도를 제어하기 위한 단말기의 블록 다이어그램은 도 1과 같다. 이에 도시된 바와 같이 역방향 채널 폭주 여부를 나타내는 폭주제어비트(RAB : Reverse Activity Bit)를 모든 액티브 셋(Active Set) 내의 기지국으로부터 수신하는 수신단(10)과, 상기 RAB를 전송받아 정해진 알고리즘에 의해 역방향 채널의 전송 속도를 결정하는 제어신호를 출력하는 전송율 제어기(20)와, 상기 전송율 제어기(20)의 제어신호를 받아 전송율이 조정된 데이터를 전송하는 전송부(30)와, 상기 전송율이 조정된 데이터를 기지국으로 송신하는 송신부(40)로 구성된다.

따라서 이동통신 단말기의 수신단(10)이 액티브 셋 내의 기지국으로부터 RAB를 전송받으면, 전송율 제어기(20)는 상기 RAB에 따라 역방향 채널의 전송속도를 결정하는 제어신호를 출력한다. 상기 전송율 제어기(20)는 전송받은 RAB와 이동통신 단말기의 현재 전송속도 상태를 비교하여, 상기 RAB가 1인 값이 수신된 경우 이동통신 단말기에서 발생되는 난수에 따라 현재 전송속도를 유지하거나 감소시키는 제어신호를 출력하고, 상기 RAB가 모두 0인 값으로 수신된 경우 이동통신 단말기에서 발생되는 난수에 따라 현재 전송속도를 유지하거나 증가시키는 제어신호를 출력한다.

상기 제어신호가 전송부(30)에 입력되면, 상기 제어신호에 따라 전송율이 제어된 데이터를 송신부(40)로 전송하여 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 조절하게 된다.

도 2는 종래 기술에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 변화를 나타내는 상태 천이도로서, 역방향 트래픽 채널의 전송속도는 9.6Kbps, 19.2Kbps, 38.4Kbps, 76.8Kbps, 153.6Kbps의 5가지 전송속도 상태(S₀, S₁, S₂, S₃, S₄)가 있다. 소정 전송속도 상태에 있는 이동통신 단말기는 이웃한 상태(예컨대, S₁ 상태에서는 S₀ 또는 S₂ 상태)로만 천이할 수 있으며, 상태 천이는 폭주제어비트 값과 상태 천이 확률(Transition Probability)에 의해 전송율 제어기(20)에서 결정된다.

여기서 상태천이 확률은 각 상태에 따라 결정되는 값으로, 전송속도 조절을 위해 최종적으로 결정하며

는 상태 i에서 상태 j로 천이할 확률이다. 이와 같이 결정된 전송속도에 따라 전송부(30)는 전송할 데이터의 속도를 조절하여 기지국으로 전송하게 된다.

도 3은 종래 기술에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 제어하는 방법을 나타내는 흐름도로서, S_i상태에서 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0인지 판단하는 단계와, 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0이 아닌 경우 i가 0인지 판단하여, i가 0인 경우 S_i 상태(즉, S₀ 상태)를 유지하고 i가 0이 아닌 경우 0과 1 사이의 난수를 발생시켜 확률 P_i,i-1 보다 작은지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 발생 난수가 확률 P_i,i-1 보다 작은 경우 S_i-1 상태로 천이하고 그렇 지 않은 경우 S_i 상태를 유지하는 단계와, 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0인 경우 i가 4 인지 판단하여, i가 4인 경우 i 상태(즉, S₄상태)를 유지하고 i가 4가 아닌 경우 0과 1 사이의 난수를 발생시켜 확률 P_i,i+1보다 작은지 판단하여 작은 경우 S_i+1 상태로 천이하고 그렇지 않은 경우 S_i 상태를 유지하는 단계로 이루어진다.

우선 현재 역방향 트래픽 채널의 전송속도가 S_i 상태에 있다고 가정한다. 모든 액티브 셋 내의 기지국으로부터 수신한 폭주제어비트(RAB) 값들을 판단하여 모든 RAB가 0이면 역방향 트래픽 채널에 여유가 있다는 의미이므로 전송속도를 낮출 필요가 없다. 이 때, 역방향 트래픽 채널에 여유가 있는 경우에도 현재 S₄상태이면, 더 높은 전송속도의 상태로 천이할 수 없으므로 S₄상태를 유지한다. 따라서 i가 0이 아닌 경우 이동통신 단말기에서 발생시키는 0과 1 사이의 난수와 현재 상태에서의 상태천이 확률(P_i,i+1)을 비교하여 전송속도를 증가시킬 것인지 아니면 현재 속도를 유지할 것인지를 결정하게 된다. 난수가 상태천이 확률보다 작은 경우 전송속도를 한 단계 증가시키고, 상기 발생된 난수가 상태천이 확률보다 작지 않은 경우 전송속도를 현재 상태로 유지한다.

한편, 상기 RAB 중 하나라도 1인 값이 수신되면 해당 기지국에 현재 폭주가 발생했다는 의미이므로 전송속도를 낮출 필요가 있다. 이 때, 역방향 트래픽 채널 의 전송속도를 낮출 필요가 있는 경우에도 S₀상태라면 더 낮은 전송속도의 상태로 천이할 수 없으므로 S₀상태를 유지한다. 따라서 모든 RAB가 0인 경우와 마찬가지로 이동통신 단말기에서 0과 1 사이의 난수를 발생시키고, 이 값과 현재 상태에서의 상태천이 확률(P_i,i-1)을 비교하여 전송속도를 낮출 것인지 아니면 현재 속도를 유지할 것인지 결정하게 된다. 발생된 난수가 상태천이 확률보다 작은 경우에는 전송속도를 한 단계 감소시키고, 상기 발생된 난수가 상태천이 확률보다 작지 않은 경우에는 전송속도를 현재 상태로 유지한다.

여기서 도 3은 연속적으로 패킷을 전송하는 경우에 해당되는 것으로 패킷 전송이 일시적으로 중단된 후 다시 전송을 개시한다면 S₀ 상태인 9.6Kbps의 전송속도로 시작한다. 또한, 각 이동통신 단말기는 전송속도의 최대값을 가지고 있고, 이 값은 기지국에서 보내는 역방향 트래픽 전송속도의 제한 값 메시지에 포함되어 있기 때문에 이동통신 단말기는 최종적으로 이 제한 값 이상의 전송속도를 가지지 못한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 하나의 이동통신 단말기에서 발생하는 난수들은 지속적으로 상태천이 확률보다 작고 다른 이동통신 단말기에서 발생하는 난수들은 지속적으로 상태천이 확률보다 작지 않은 경우, 발생된 난수가 상태천이 확률보다 작지 않은 이동통신 단말기는 현재 전송속도를 유지하는 반면 발생된 난수가 상태천이 확률보다 작은 이동통신 단말기는 전송속도가 계속 감소되어 동일한 종류의 서비스를 이용하는 이동통신 단말기간의 데이터 전송속도의 공정성을 잃게 되는 문제점이 있다.

일반적으로 동일한 종류의 데이터 서비스를 이용하는 사용자는 동일한 품질을 보장받아야 하는데, 상기 HDR 시스템의 역방향 트래픽 전송속도 제어방법은 하나의 기지국 내에 동일한 데이터 서비스를 이용하는 이동통신 단말기 간에 서비스 이용 속도를 동일하게 유지할 수 없다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 폭주제어비트가 폭주상태를 나타낼 때, 이동통신 단말기에서 발생되는 0과 1 사이의 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 감소 여부를 결정함에 있어서, 현재 전송속도 상태를 그대로 유지한 정도를 나타내는 카운트 값과 미리 설정해 놓은 임계 값을 비교하여 카운트 값이 임계값보다 작지 않은 경우 강제로 전송속도를 한 단계 감소시킬 수 있도록 한 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기로 수신되는 폭주제어비트를 판단하는 단계와; 상기 폭주제어비트가 폭주상태를 의미하는 경우 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 감소 여부를 결정하는 단계와; 상기 비교 결과 전송속도 레벨의 감소를 결정한 경우 카운트를 초기화하고 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키며, 전송속도 레벨의 유지를 결정한 경우 카운트를 한 단계 증가시켜 임계값보다 작으면 전송속도 레벨을 유 지하고, 작지 않으면 카운트 값을 초기화시킨 후 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키는 단계와; 상기 폭주제어비트가 폭주상태가 아님을 의미하는 경우 카운트 값을 초기화하고 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 증가 여부를 결정하는 단계와; 상기 결정에 따라 전송속도 레벨을 한 단계 증가시키거나 유지하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 제어하는 방법을 나타내는 흐름도로서, S_i상태에서 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0인지 판단하는 단계와, 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0이 아닌 경우 i가 0인지 판단하여 i가 0인 경우 S_i상태(즉, S_o 상태)를 유지하고 i가 0이 아닌 경우 0과 1 사이의 난수를 발생시켜 확률 P_i,i-1 보다 작은지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 발생 난수가 확률 P_i,i-1보다 작으면 카운트(Count) 값을 0으로 하고 S_i-1상태로 천이하는 단계와, 상기 판단 결과 발생 난수가 확률 P_i,i-1 보다 작지 않으면 카운트 값을 1 상승시켜 임계값(C_TH) 이상인 경우 카운트 값을 0으로 하고 S_i-1상태로 천이하며, 임계값(C_TH) 이상이 아닌 경우 S_i상태를 유지하는 단계와, 이동통신 단말기로 수신된 모든 RAB가 0인 경우 i가 4인지 판단하여 i가 4인 경우 S_i(즉, S₄ 상태) 상태를 유지하고, i가 4가 아닌 경우 카운트 값을 0으로 하고 0과 1 사이의 난수를 발생시켜 발생 난수가 확률 P_i,i+1보다 작은지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 발생 난수가 확률 P_i,i+1 보다 작으면 S_i+1상태로 천이하고 그렇지 않으면 S _i상태를 유지하는 단계로 이루어진다.

본 발명은 카운트(Count)라는 내부 변수와 미리 설정해 놓은 임계값(C_TH)을 사용하여 역방향 트래픽 전송속도를 제어한다. 상기 카운트 변수는 채널폭주상태, 즉 액티브 셋 내의 기지국들로부터 수신한 폭주제어비트 값들 중에서 적어도 하나 이상이 0이 아닌 값을 갖는 경우의 상태에서 상태천이를 하지 않고 현재 상태를 연속적으로 유지하는 경우의 수를 말한다. 본 발명의 기본 개념은 채널이 폭주상태에 있을 때 이동통신 단말기에서 발생하는 난수에 상관없이 역방향 전송속도를 강제적으로 감소시키도록 하여 전송속도의 균형을 유지하도록 하는 것이다.

현재 역방향 트래픽 전송속도가 S_i 상태에 있다고 가정한다. 상기 폭주제어비트가 1인 값이 어느 하나라도 수신될 때 i가 0이 아닌 경우에 한하여 0과 1 사이의 난수를 발생시킨다. i가 0인 경우 더 낮은 속도상태로 천이할 수 없기 때문에 S₀상태를 유지한다. 이 때, 발생된 난수 값이 상태천이 확률(P_{i, i-1})보다 작을 경우에는 카운트 변수를 0으로 초기화하고, 역방향 트래픽 전송 속도를 한 단계 감소시킨다. 만약 상기 발생된 난수 값이 상태천이 확률보다 클 경우 카운트 변수를 1 증가시키고, 설정된 임계값(C_TH)과 비교한다. 카운트 값이 임계값보다 작은 경우 전송속도를 현재 상태로 유지하고, 카운트 값이 임계값보다 작지 않은 경우 전송속도를 강제로 한 단계 감소시킨다. 따라서 발생되는 난수에 상관없이 이동통신 단말기 간의 역방향 트래픽 채널 전송속도를 공정하게 유지시킬 수 있다.

한편, 액티브 셋 내의 모든 기지국으로부터 수신한 폭주제어비트가 모두 0이면 현재 역방향 트래픽 채널이 폭주 상태가 아님을 의미하므로 i가 4가 아닌 경우에 한하여 카운트 값을 초기화한다. i가 4인 경우 역방향 트래픽 채널에 여유가 있더라도 더 높은 전송속도 상태로 천이할 수 없으므로, 현재 상태인 S₄상태를 유지한다. 이 때, 이동통신 단말기가 0과 1 사이의 난수를 발생시켜 이 값과 현재 상태에서의 상태천이 확률(P_i,i+1)을 비교함으로써 전송속도를 증가시킬지 여부를 결정하게 된다.

참고로, 본 발명에 따른 전송속도 제어방법에 있어서 임계값을 무한히 큰 값으로 설정하면 종래의 전송속도 제어방법과 동일한 동작을 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 HDR 시스템의 역방향 트래픽 채널이 폭주상태에 있는 경우 이동통신 단말기에서 발생하는 난수에 상관없이 전송 속도를 강제적으로 감소시키는 매커니즘을 사용함으로써 동일한 종류의 데이터 서비스를 요구하는 사용자들에게 균등한 속도로 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

이동통신 단말기로 수신되는 폭주제어비트를 판단하는 단계와,

상기 폭주제어비트가 폭주상태를 의미하는 경우 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 감소 여부를 결정하는 단계와,

상기 비교 결과 전송속도 레벨의 감소를 결정한 경우 카운트를 초기화하고 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키며, 전송속도 레벨의 유지를 결정한 경우 카운트를 한 단계 증가시켜 임계값보다 작으면 전송속도 레벨을 유지하고, 작지 않으면 카운트 값을 초기화시킨 후 전송속도 레벨을 한 단계 감소시키는 단계와,

상기 폭주제어비트가 폭주상태가 아님을 의미하는 경우 카운트 값을 초기화하고 이동통신 단말기에서 발생된 난수와 상태천이 확률을 비교하여 전송속도 레벨의 증가 여부를 결정하는 단계와,

상기 결정에 따라 전송속도 레벨을 한 단계 증가시키거나 유지하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 임계값은 이동통신 단말기에서 사용하는 서비스에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 고속무선데이터 통신 시스템에서의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 제어방법.