KR20070047608A

KR20070047608A - 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20070047608A
Application number: KR1020050104509A
Authority: KR
Inventors: 이재길; 윤면기; 전성준; 서준화
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-07
Also published as: KR100728289B1; US7746821B2; US20070097936A1

Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 알고리즘을 통해 접속되는 각 가입자 단말로 업링크의 대역폭을 할당하는 기지국과, 상기 USG 알고리즘에 따라 상기 기지국으로부터 할당되는 상기 업링크의 대역폭을 통해 전송할 패킷이 없으면, 다른 알고리즘에 따른 패킷을 상기 업링크의 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 적어도 하나 이상의 가입자 단말을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템을 개시함으로써, USG 알고리즘에 따라 할당되는 대역폭의 사용 효율을 극대화시키는 것이다.

Description

광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법 및 그 장치{apparatus and method of processing bandwidth in Broadband Wireless Access System}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템을 설명하기 위한 블록 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가입자 단말을 설명하기 위한 블록 도면.

도 3은 본 발명에 따라 전송되는 패킷을 설명하기 위한 도면.

도 4는 도 3에 도시된 GMH를 설명하기 위한 도면.

도 5는 따른 USG 알고리즘에 따라 할당되는 업링크의 대역폭을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 USG 알고리즘에 따른 대역폭 사용을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가입자 단말의 대역폭 처리 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국을 설명하기 위한 블록 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면.

도 10은 본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법의 흐름을 설명하기 위한 플로챠트 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기지국 110 : 사용자 인터페이스부

120 : 중앙 처리부 130 : 큐

140 : 패킷 처리부 150 : 음성 처리부

200 : 가입자 단말 210 : 네트워크 인터페이스부

220 : 제어부 230 : 대역폭 할당부

240 : 패킷 분석부

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 대역폭 처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 광대역 무선 통신에 대한 관심이 증가하고, 폭발적인 인터넷 이용자의 증가에 따라 유선 환경의 고품질 통신 서비스를 무선 환경에서도 동일하게 제공받자 하는 이용자들의 요구를 충족시키기 위하여 IEEE 802.16 BWA(Broadband Wireless Access : 광대역 무선 접속) 시스템이 제시되었다.

IEEE 802.16은 고속의 광대역 무선 통신을 통하여 사용자들에게 고속의 광대역 데이터 통신 서비스뿐만 아니라 음성 통신 서비스도 제공할 수 있는 광대역 무선 접속 시스템을 표준화하고 있다.

이러한, 광대역 무선 접속 시스템은 하나의 기지국(Base station : BS)에 다수개의 가입자 단말(Subscriber Station : SS)이 접속하게 된다.

광대역 무선 접속 시스템에서 기지국과 각 가입자 단말들간의 다운링크 채널(downlink channel) 및 업링크 채널(uplink channel)을 잠시 설명한다.

다운링크 채널은 크게 파일럿 채널(pilot channel), 방송 채널(broadcast channel), 트래픽 채널(traffic channel) 및 트래픽 제어 채널(traffic control channel)이 있으며, 트래픽 채널은, 버스트 트래픽 채널(burst traffic channel), 전용 트래픽 채널(dedicated traffic channel) 및 시그널링 채널(signalling channel)이 있다.

또한, 업링크 채널은 크게 억세스 채널(access channel), 트래픽 채널이 있고, 억세스 채널은 경쟁 기반(contention based) 방식의 업링크를 억세스하기 위한 채널과, 비경쟁(contetion free) 방식으로 업링크를 억세스하기 위한 채널이 있으며, 트래픽 채널은, 버스트 트래픽 채널, 전용 트래픽 채널 및 시그널링 채널이 있다.

이러한 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국에서 각 가입자 단말로 신호를 전송하는 다운링크 채널은 브로드캐스트 방식으로 사용하고, 각 가입자 단말에서 기지국으로 신호를 전송하는 업링크 채널은 기지국이 각 가입자 단말별로 업링크의 대역폭을 할당하여 사용하게 된다.

따라서, 광대역 무선 접속 시스템에서 QoS(Quality of Service)에 미치는 가장 중요한 요소 중 하나는 업링크의 대역폭 사용 효율이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 각 가입자 단말로 할당하는 업링크의 대역폭 사용 효율을 최대화하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법 및 그 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 광대역 무선 접속 시스템은, 적어도 하나 이상의 알고리즘을 통해 접속되는 각 가입자 단말의 커넥션별로 업링크의 대역폭을 할당하는 기지국과, 제 1 알고리즘에 따라 기지국으로부터 할당되는 업링크의 대역폭을 통해 전송할 패킷이 없으면, 제 2 알고리즘에 따른 패킷을 업링크의 대역폭을 통해 기지국으로 전송하는 적어도 하나 이상의 가입자 단말을 포함한다.

본 발명에 따른 제 1 알고리즘은, USG(Unsolicited Grant Service) 알고리즘이다.

본 발명에 따른 제 2 알고리즘은, rtPS(real-time Polling Service) 알고리즘, nrtPS(non-real-time Polling service) 알고리즘 또는 BE(Best Effect) 알고리즘 중 적어도 어느 하나의 알고리즘이다.

본 발명에 따른 가입자 단말은, USG 알고리즘에 따라 기지국으로부터 업링크의 대역폭을 할당받고, 사용자의 음성 입력을 디텍팅하여, 음성 입력이 없는 묵음 상태이면, rtPS(real-time Polling Service) 알고리즘, nrtPS(non-real-time Polling service) 알고리즘 또는 BE(Best Effect) 알고리즘에 따른 패킷을 업링크의 대역폭 중 묵음 상태의 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송한다.

본 발명에 따른 가입자 단말은, 각 알고리즘에 따른 패킷 중 하나의 패킷을 캡슐화하여 USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시키고, USG 패킷에 캡슐화된 패킷이 있음을 명시하여 묵음 상태의 대역폭을 통해 기지국으로 전송한다.

본 발명에 따른 가입자 단말은, USG 패킷의 예비 영역 중 일영역에 캡슐화된 패킷이 있음을 명시한다.

본 발명에 따른 기지국은, 가입자 단말로부터 수신되는 USG 패킷의 헤더를 분석하여, 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 존재하면, 캡슐화된 패킷을 탈캡슐화하여 포함된 CID(connection ID) 정보에 따라 네트워크로 전송한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말은, USG 알고리즘, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘에 따라 전송할 패킷을 각각 저장하는 적어도 하나 이상의 큐와, USG 알고리즘에 따라 기지국과 접속되면, 음성이 입력되는지 여부를 디텍팅하는 음성 처리부와, 음성 처리부에서 음성이 디텍팅되지 않으면, 큐에 저장되어 있는 rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘에 따른 패킷 중 하나의 패킷을 캡슐화하여, USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시켜, USG 알고리즘에 따라 할당된 업링크의 대역폭으로 전송하는 패킷 처리부를 포함한다.

본 발명에 따른 패킷 처리부는, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘의 우선 순위로 전송할 패킷을 선택한다.

본 발명에 따른 패킷 처리부는, USG 패킷의 GMH(Generic MAC Header)에 USG 알고리즘에 따른 CID(Connection ID) 정보 및 캡슐화된 패킷이 포함되어 있음을 명시하고, 캡슐화된 패킷의 GMH에 해당 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시킨다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 기지국은, 가입자 단말로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 적어도 하나 이상의 알고리즘에 따른 업링크의 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부와, 할당된 대역폭으로 수신되는 제 1 패킷의 GMH을 분석하여, 페이로드 영역에 캡슐화된 제 2 패킷이 포함되어 있는면, 캡슐화된 제 2 패킷을 탈캡슐화하여, 제 2 패킷의 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 패킷 분석부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 기지국 및 다수개의 가입자 단말을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법은, 기지국이 적어도 하나 이상의 알고리즘에 따라 각 가입자 단말에 업링크의 대역폭을 할당하는 단계와, 각 가입자 단말이 USG 알고리즘에 따라 전송할 제 1 패킷이 없으면, USG 알고리즘 이외의 알고리즘에 따라 전송할 제 2 패킷을 선택하는 단계와, 제 2 패킷을 캡슐화하여 제 1 패킷의 페이로드 영역에 포함시키고, 제 1 패킷의 GMH에 캡슐화된 제 2 패킷이 포함되어 있음을 명시하는 단계와, 제 2 패킷을 USG 알고리즘에 따라 할당받은 대역폭을 통해 기지국으로 전송하는 단계와, 기지국이 USG 알고리즘에 따른 대역폭을 통해 수신되는 제 1 패킷의 GMH를 분석하여 제 2 패킷이 포함되어 있으면, 제 2 패킷을 탈캡슐화하는 단계와, 기지국이 제 2 패킷의 GMH에 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법은, 가입자 단말이 USG 알고리즘으로 기지국과 접속되면, 사용자로부터 음성이 입력되는지 여부를 디텍팅하는 단계와, 음성이 입력되지 않으면, USG 알고리즘에 따라 전송할 제 1 패킷이 없다고 판단하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법에서 제 2 패킷을 선택하는 단계는, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘의 우선 순위대로 전송할 패킷이 있는지 여부를 확인하여, 우선 순위에 따라 제 2 패킷을 선택한다.

본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법에서 제 1 패킷에 제 2 패킷이 있음을 명시하는 단계는, 제 1 패킷의 예비 영역 중 일영역에 제 2 패킷이 포함되어 있음을 명시한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 광대역 무선 접속 시스템에 포함되는 가입자 단말의 대역폭 처리 방법은, 기지국으로부터 USG 알고리즘에 따라 커넥션별로 업링크의 대역폭을 할당받는 단계와, 사용자로부터 입력되는 음성 정보를 디텍팅하여, 음성이 입력되지 않으면, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘 중 적어도 하나의 알고리즘에 따른 패킷을 선택하는 단계와, 선택된 패킷을 캡슐화하여 USG 알고리즘에 따른 USG 패킷의 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷을 포함시켜 대역폭을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 가입자 단말의 대역폭 처리 방법은, 사용자로부터 입력되는 음성 정보가 포함되는 USG 패킷의 대역폭을 통해 기지국으로 전송하는 단계와, USG 패킷의 일영역에 캡슐화된 패킷이 있음을 명시하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 광대역 무선 접속 시스템에 포함되는 기지국의 패킷 처리 방법은, 적어도 하나 이상의 가입자 단말로 USG 알고리즘에 따른 업링크의 대역폭을 할당하는 단계와, 대역폭을 통해 수신되는 패킷의 GMH를 분석하여, 캡슐화된 패킷이 포함되어 있으면, 캡슐화된 패킷을 탈캡슐화하는 단계와, 탈캡슐화된 패킷을 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법 및 그 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템을 설명하기 위한 블록 도면이다.

도 1을 참조하면, 기지국(100)과 다수개의 가입자 단말(200)이 무선으로 접 속되고, 기지국(100)은 네트워크와 접속된다.

이러한, 기지국(100)과 각 가입자 단말(200)은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식, OFDMA(Othogonal Frequency Division Multiplexing Acess) 방식 또는 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식으로 접속되어, 할당되는 대역폭을 통해 패킷을 교환한다.

그리고, 기지국(100)과 각 가입자 단말(200)간 서비스의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위한 업링크 스케쥴링 알고리즘을 지원한다. 즉, 기지국(100)과 각 가입자 단말(200)간 제공하는 서비스에 따라 각기 다른 스케쥴링 알고리즘을 통해 각 커넥션(connection) 별로 업링크의 대역폭을 할당한다.

업링크 스케쥴링 알고리즘은 USG(Unsolicited Grant Service) 알고리즘, rtPS(real-time Polling Service) 알고리즘, nrtPS(non-real-time Polling service) 알고리즘 및 BE(Best Effect) 알고리즘이 있다.

USG 알고리즘은 VoIP(Voice of IP)에 따른 음성 통화 서비스와 같이 데이터 전송의 시간 지연에 매우 민감한 서비스를 제공하기 위한 알고리즘으로, 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)의 업링크의 대역폭을 일정한 크기의 대역을 지속적으로 보장한다.

USG 알고리즘은 업링크의 대역폭의 할당 주기와 크기는 최초 연결시 가입자 단말(200)과 기지국(100)과 협상에 의하여 이루어지고, 협상이 완료되면, 가입자 단말(200)의 추가적이 요청이 없는 경우라도 기지국(100)은 협상된 업링크의 대역폭을 각 가입자 단말(200)에 지속적으로 보장해 준다.

rtPS 알고리즘은 비디오 스트림과 같은 영상 데이터를 전송하는 서비스를 제공하기 위한 알고리즘으로, 기지국(100)이 가입자 단말(200)의 업링크의 대역폭을 가변적으로 할당한다.

USG 알고리즘은 기지국(100)이 주기적으로 가입자 단말(200)의 업링크 대역폭을 지속적으로 보장하지만, rtPS 알고리즘은 가입자 단말(200)이 전송할 데이터의 용량에 따른 대역폭을 계속 요청하고, 기지국(100)은 가입자 단말(200)로부터 요청되는 대역폭을 가변적으로 할당한다.

nrtPS 알고리즘은 파일 전송 프로토콜(File Transfer Protocol; FTP) 서비스와 같이 데이터 전송의 시간 지연이 민감하지 않은 서비스를 제공하기 위한 알고리즘으로, 기지국(100)과 가입자 단말(200)간 연결이 유지되는 동안 가입자 단말(200)은 기지국(100)으로 항상 대역폭 요청 메시지를 전송하고 기지국(100)은 요청된 크기의 대역폭을 가입자 단말(200)로 할당한다.

BE 알고리즘은 데이터 전송의 시간 지연에 민감하기 않으면서 데이터의 전송이 지속적이지 않고 버스트(burst)한 특성을 가지는 웹 서비스 등과 같은 서비스를 제공하기 위한 알고리즘으로, 가입자 단말(200)은 상위 어플리케이션으로부터 전송할 데이터가 발생할 때마다 필요한 상향 대역폭을 기지국(100)으로 요청하고, 기지국(100)으로부터 커넥션 별로 할당받은 대역폭을 이용하여 데이터를 전송한다.

일례를 들어, 광대역 무선 접속 시스템이 음성 통화 서비스를 제공하는 경우에는 UGS 알고리즘에 따라 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)들로부터 경쟁 기반으로 수신되는 요청 메시지에 포함되는 간격 정보, 대역폭 정보에 따라 각 가입자 단말(200)에 업링크의 대역폭을 할당하여 업링크 맵(uplink map)에 반영하고, 업링크 맵을 각 가입자 단말(200)로 전송한다.

그리고, 각 가입자 단말(200)은 기지국(100)으로부터 수신되는 업링크 맵을 통해 자신에서 고정적으로 할당되는 업링크의 대역폭을 확인하고, 할당된 업링크의 대역폭을 통해 패킷을 기지국(100)으로 전송한다.

이러한, 광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말(200)은 기지국(100)과 하나 이상의 알고리즘에 따라 접속하여 다양한 서비스를 동시에 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가입자 단말을 설명하기 위한 블록 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 가입자 단말(200)은 사용자 인터페이스부(110), 중앙 처리부(120) 및 다수개의 큐(130)를 포함하며, 중앙 처리부(120)는 음성 처리부(150) 및 패킷 처리부(140)를 포함한다. 그리고, 가입자 단말(200)은 기지국(100)과 무선 접속되어 패킷을 교환하는 인터페이스부(미도시)를 포함한다.

사용자 인터페이스부(110)는 음향 신호를 출력하는 출력부(미도시), 음성을 입력받아 음향 신호를 제공하는 마이크부(미도시) 및 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있으며, 사용자에게 광대역 무선 접속 시스템을 통해 음성 통화 및 데이터 통신과 같은 다양한 서비스를 제공한다.

다수개의 큐(130)는 각 업링크 알고리즘에 따른 패킷을 임시 저장한다. 즉, 각 큐(130)는 각 업링크 알고리즘에 따라 기지국(100)으로 전송할 패킷을 임시 저장하며, 가입자 단말(200)은 각 큐(130)에 임시 저장되어 있는 패킷들을 알고리즘 의 우선 순위에 따라 기지국(100)으로 전송한다.

예를 들어, 제 1 큐(130-1)는 USG 알고리즘에 따른 USG 패킷을 임시 저장하고, 제 2 큐(130-2)는 rtPS 알고리즘에 따른 rtPS 패킷을 임시 저장하고, 제 3 큐(130-3)는 nrtPS 알고리즘에 따른 nrtPS 패킷을 임시 저장하고, 제 4 큐(130-4)는 BE 알고리즘에 따른 BE 패킷을 임시 저장할 수 있으며, 각 큐(130)의 우선 순위는 각 업링크 알고리즘의 우선 순위에 따라 순차적으로 할당된다.

중앙 처리부(120)는 적어도 하나 이상의 업링크 알고리즘에 따라 기지국(100)과 무선 접속하여 패킷을 교환한다.

예를 들어, 중앙 처리부(120)는 사용자가 음성 통화 서비스를 요청하면, UGS 알고리즘에 따라 요청 메시지를 기지국(100)으로 전송하고, 사용자가 입력하는 음성에 따른 USG 패킷을 제 1 큐(130-1)에 임시 저장한다.

그리고, 중앙 처리부(120)는 기지국(100)으로부터 수신되는 업링크 맵에 따라 할당되는 업링크의 대역폭을 통해 제 1 큐(130-1)에 임시 저장된 USG 패킷을 기지국(100)으로 전송한다.

또한, 중앙 처리부(120)는 rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘으로 기지국(100)과 접속되면, 각 알고리즘에 따른 패킷을 할당된 큐(130)에 임시 저장하고, 기지국(100)으로부터 할당되는 업링크의 대역폭을 통해 각 큐(130)에 임시 저장된 패킷을 전송한다.

그리고, 음성 처리부(150)는 가입자 단말(200)이 USG 알고리즘에 따라 기지국(100)과 접속되면, 즉, 음성 통화 서비스와 같은 실시간 서비스를 제공하게 되 면, 사용자 인터페이스부(110)로부터 음향 신호가 수신되는지 여부를 디텍드하여, 음향 신호가 수신되지 않으면, 묵음 신호를 패킷 처리부(140)로 제공한다.

즉, 음성 처리부(150)는 음성 코덱인 G.711에서 지원하는 VAD(Voice Activity Detection) 기능과 유사하게, 사용자의 음성이 입력되는지 여부를 디텍팅하여 음성이 입력되지 않으면, 묵음 신호를 제공한다.

패킷 처리부(140)는 음성 처리부(150)로부터 묵음 신호가 수신되면, 즉, 사용자의 음성이 입력되지 않는 묵음 상태가 되면, USG 알고리즘에 따른 USG 패킷이 저장되는 제 1 큐(130-1) 이외의 큐(130)에 패킷이 저장되어 있는지 여부를 확인한다.

이때, 패킷 처리부(140)는 각 큐(130)에 할당되는 우선 순위에 따라 패킷의 존재 여부를 확인하며, 큐(130)에 패킷이 임시 저장되어 있으면, 해당 패킷을 USG 알고리즘에 따라 할당받은 업링크의 대역폭 중 사용자의 음성이 입력되지 않는 묵음 상태의 업링크 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다.

도 3은 본 발명에 따라 전송되는 패킷을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 GMH를 설명하기 위한 도면이다.

이하 패킷의 각 영역에 대한 상세 설명은 'IEEE 802.16'에 기재되어 있음으로 생략한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광대역 무선 접속 시스템에서 교환되는 패킷은 GMH(Generic MAC Header) 영역과, 페이로드(payload) 영역 및 체크섬(CRC) 영역을 포함하고, GMH에는 EC(encrytion control) 영역과, CID(connection ID) 영 역 및 다수개의 예비(Rsv) 영역을 포함한다.

패킷 처리부(140)는 음성 처리부(150)로부터 묵음 신호가 수신되면, 즉 가입자 단말(200)에 음성이 입력되지 않는 묵음 상태가 되면, 제 1 큐(130-1) 이외의 큐(130)에 패킷이 임시 저장되어 있는지 여부를 확인한다.

그리고, 패킷 처리부(140)는 제 1 큐(130-1) 이외의 큐(130)에 저장되어 있는 패킷을 캡슐화하여 USG 알고리즘에 따른 USG 패킷의 페이로드 영역에 캡슐화한 패킷을 포함시킨다.

이때, 패킷 처리부(140)는 USG 패킷의 GMH에 USG 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시키고, USG 패킷의 GMH의 예비(rsv) 영역 중 일 영역을 '1'로 셋팅하여 캡슐화된 패킷이 페이로드 영역에 포함되어 있음을 명시한다. 즉, 패킷 처리부(140)는 페이로드 영역에 다른 업링크 알고리즘에 따른 패킷이 포함되었음을 명시할 수 있다.

그리고, USG 패킷의 GMH에는 USG 알고리즘에 따른 CID 정보가 포함되고, USG 패킷의 Payload 영역의 다른 업링크 알고리즘에 따른 패킷의 GMH에는 해당 패킷의 업링크 알고리즘에 따른 CID 정보가 포함된다.

즉, 기지국(100)과 가입자 단말(200)은 각 알고리즘에 따라 접속되면, 각기 고유한 CID 정보를 할당받게 됨으로, 가입자 단말(200)은 USG 알고리즘에 따른 USG 패킷의 페이로드 영역에 캡슐화되어 포함되는 패킷에 해당 CID 정보를 포함시킨다.

도 5는 따른 USG 알고리즘에 따라 할당되는 업링크의 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 고정된 간격(b)으로 고정된 크기의 대역폭(a)을 지속적으로 보장한다.

그리고, 가입자 단말(200)이 업링크의 대역폭을 통해 패킷을 전송하는 기간은 전체 기간의 약 35% 정도가 된다. 즉, 가입자 단말(200)이 할당받은 업링크의 대역폭을 통해 USG 패킷을 전송하는 대역폭 사용율이 대략 35%정도가 된다. 이러한, 업링크의 대역폭 사용율은 일반적인 음성 통화의 내역을 통해 예측 확인이 가능하며, 실제 업링크의 대역폭 사용율을 측정하여 산출한 대략적인 수치이다.

가입자 단말(200)은 사용자로부터 음성이 입력되는지 여부를 디텍트하여 묵음 상태(voice off)가 되면, USG 알고리즘 이외의 알고리즘에 따른 패킷이 큐(130)에 임시 저장되어 있는지 여부를 우선 순위에 따라 확인하여, 패킷이 큐(130)에 임시 저장되어 있으면, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, USG 알고리즘에 따른 USG 패킷의 페이로드 영역에 해당 패킷을 캡슐화하여 포함시킨다.

예를 들어, 가입자 단말(200)은 묵음 상태(voice off)에서 BE 알고리즘에 따른 BE 패킷이 제 4 큐(130-4)에 임시 저장되어 있으면, BE 패킷의 GMH에 BE 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시켜 캡슐화하고, USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시킨다.

그리고, 가입자 단말(200)은 BE 패킷이 포함된 USG 패킷을 업링크의 대역폭 중 묵음 상태의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다. 즉, 가입자 단말(200)은 BE 패킷을 USG 알고리즘에 따라 할당받은 업링크의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다.

도 6은 본 발명에 따른 USG 알고리즘에 따른 대역폭 사용을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가입자 단말(200)은 사용자로부터 음성이 입력되면(voice on), 음성 패킷, 즉 USG 패킷을 할당받은 업링크의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송하고, 묵음 상태(voice off)가 되면, 다른 업링크 알고리즘에 따른 패킷이 캡슐화되어 포함된 USG 패킷을 업링크의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다.

따라서, USG 알고리즘에 따라 할당받은 업링크의 대역폭 사용율을 극대화할 수 있다.

이때, 가입자 단말(200)은 각 알고리즘의 우선 순위에 따라 패킷을 기지국(100)으로 전송하며, 예를 들어, USG 알고리즘, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘의 순서로 할당되는 우선 순위에 따라 패킷을 기지국(100)으로 전송한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가입자 단말의 대역폭 처리 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다.

도 7을 참조하면, 가입자 단말(200)은 업링크 알고리즘, 일례를 들어, USG 알고리즘에 따라 각 커넥션 별로 기지국(100)으로부터 업링크의 대역폭을 할당받는다(S 10).

그리고, 가입자 단말(200)은 사용자의 음성이 입력되지 않아 묵음 상태가 되 는지 여부를 디텍팅하여(S 20), 음성이 입력되면, 입력되는 음성 데이터가 포함되는 USG 패킷을 할당받은 업링크의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다(S 30).

한편, 가입자 단말(200)은 음성이 입력되지 않으면, 즉 묵음 상태가 되면, USG 패킷 이외의 패킷이 임시 저장되어 있는지 여부를 확인하고, 임시 저장되어 있는 패킷 중 우선 순위가 높은 패킷을 선택한다(S 40).

이때, 가입자 단말(200)은 rtPS 패킷, nrtPS 패킷 및 BE 패킷의 순서대로 패킷의 존재 여부를 확인한다.

그리고, 가입자 단말(200)은 선택된 패킷을 캡슐화하여, USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시킨다(S 50).

가입자 단말(200)은 USG 패킷에 USG 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시키고, USG 패킷의 GMH의 예비(rsv) 영역 중 일 영역을 '1'로 셋팅하여 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 있음을 명시한다.

그리고, 가입자 단말(200)은 캡슐화되는 패킷, 예를 들어, BE 패킷의 GMH에는 BE 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시킨다.

가입자 단말(200)은 할당받은 업링크의 대역폭 중에서 묵음 상태의 대역폭을 통해 캡슐화된 패킷이 포함된 USG 패킷을 기지국(100)으로 전송한다(S 60). 즉, 가입자 단말(200)은 USG 알고리즘에 따라 할당받은 업링크의 대역폭 중에서 묵음 상태의 대역폭을 통해 BE 패킷을 기지국(100)으로 전송한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국을 설명하기 위한 블록 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국(100)은 제어부(220) 및 네트워크 인터페이스부(210)를 포함하고, 제어부(220)는 대역폭 할당부(230) 및 패킷 분석부(240)를 포함한다.

제어부(220)는 각 가입자 단말(200)로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 각 가입자 단말(200)의 CID(Connection ID) 별로 대역폭을 할당하여, 업링크 맵에 반영하고, 각 가입자 단말(200)로 할당된 업링크의 대역폭 정보를 전송한다.

그리고, 제어부(220)는 각 가입자 단말(200)로부터 할당된 업링크의 대역폭을 통해 수신되는 패킷을 분석하여 네트워크로 전송하거나, 네트워크로부터 수신되는 패킷을 각 가입자 단말(200)로 다운링크의 대역폭을 통해 전송한다.

대역폭 할당부(230)는 각 가입자 단말(200)로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 가입자 단말(200)과의 업링크 알고리즘에 따라 업링크의 대역폭을 할당한다.

일례를 들어, 대역폭 할당부(230)는 가입자 단말(200)과 UGS 알고리즘에 따라 업링크의 대역폭을 할당하는 경우에는 요청 메시지에 포함된 간격 정보 및 크기 정보에 따라 고정적인 크기의 업링크 대역폭을 일정한 주기로 할당한다.

그리고, 패킷 분석부(240)는 가입자 단말(200)로부터 수신되는 패킷의 GMH를 분석하여 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 즉, 패킷 분석부(240)는 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있는지 여부를 확인하여 '1'로 셋팅되어 있으면, 페이로드 영역에 포함된 패킷을 탈캡슐화한다.

패킷 분석부(240)는 탈캡슐화된 패킷의 CID 정보에 따라 네트워크 인터페이 스부(210)를 통해 네트워크로 전송한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다.

도 9를 참조하면, 기지국(100)은 가입자 단말(200)로부터 수신되는 각 커넥션의 요청 메시지에 따라 업링크의 대역폭을 할당한다(S 100). 일례에 따라, 기지국(100)은 가입자 단말(200)로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 USG 알고리즘에 따른 업링크의 대역폭을 할당한다.

그리고, 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)로부터 할당된 업링크의 대역폭으로 수신되는 패킷의 GMH를 분석하여 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 포함되어 있는지 여부를 확인한다(S 110).즉, 기지국(100)은 수신되는 USG 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있는지 여부를 확인한다.

기지국(100)은 USG 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있지 않으면, GMH에 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 패킷을 전송한다(S 130).

한편, 기지국(100)은 USG 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있으면, 페이로드 영역에 포함된 패킷을 탈캡슐화한다(S 120).

그리고, 기지국(100)은 탈캡슐화된 패킷의 GMH에 포함된 CID 정보에 따라 패킷을 네트워크로 전송한다(S 130).

일례에 따라, 기지국(100)은 USG 알고리즘에 따라 할당된 업링크의 대역폭을 통해 수신되는 USG 패킷의 페이로드 영역에 포함된 BE 패킷을 BE 알고리즘에 따른 CID 정보에 따라 네트워크로 전송한다. 즉, 기지국(100)은 USG 알고리즘에 따라 할 당된 업링크의 대역폭을 통해 수신되는 BE 패킷을 처리한다.

도 10은 본 발명에 따른 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법의 흐름을 설명하기 위한 플로챠트 도면이다.

도 10을 참조하면, 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 업링크의 대역폭을 할당하여 업링크 맵에 반영하고, 업링크 맵을 각 가입자 단말(200)로 전송한다(S 200).

이때, 기지국(100)은 각 가입자 단말(200)과 접속되는 각 알고리즘별로 CID 정보를 할당한다.

가입자 단말(200)은 USG 알고리즘에 따라 기지국(100)과 접속된 경우, 사용자로부터 음성이 입력되는지 여부를 확인한다(S 210). 즉 가입자 단말(200)이 묵음 상태인지 여부를 확인한다.

가입자 단말(200)은 음성이 입력되면, USG 패킷을 할당된 업링크의 대역폭을 통해 기지국(100)으로 전송한다(S 220).

한편, 가입자 단말(200)은 음성이 입력되지 않는 묵음 상태가 되면, USG 패킷 이외의 패킷이 임시 저장되어 있는지 여부를 확인한다(S 230).

이때, 가입자 단말(200)은 rtPS 패킷, nrtPS 패킷 및 BE 패킷의 순서로 패킷의 존재 여부를 확인한다.

가입자 단말(200)은 임시 저장되어 있는 패킷 중 우선 순위가 높은 패킷(예를 들어, BE 패킷)을 선택하고, BE 패킷의 GMH에 BE 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시켜 캡슐화한다(S 240).

그리고, 가입자 단말(200)은 USG 패킷의 페이로드 영역에 캡슐화된 BE 패킷을 포함시키고, GMH의 예비(rsv) 영역 중 일 영역을 '1'로 셋팅하여 기지국(100)으로 전송한다(S 250). 이때, 가입자 단말(200)은 USG 패킷의 예비(Rsv) 영역 중 일영역에 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 포함되어 있음을 명시할 수 있다.

기지국(100)은 수신되는 USG 패킷의 GMH에 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있는지 여부를 확인한다(S 260).

기지국(100)은 USG 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있으면, 페이로드 영역에 포함된 BE 패킷을 탈캡슐화한다(S 270).

그리고, 기지국(100)은 BE 패킷의 GMH에 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 BE 패킷을 전송한다.

또한, 기지국(100)은 USG 패킷의 예비(rsv) 영역 중 일 영역이 '1'로 셋팅되어 있지 않으면, USG 패킷을 CID 정보에 따라 네트워크로 전송한다(S 280).

상술한 본 발명의 상세 설명에서는 USG 알고리즘에 따라 할당되는 업링크의 대역폭 중 묵음 상태의 대역폭을 통해 USG 알고리즘 이외의 업링크 알고리즘에 따른 패킷을 전송하여 업링크의 사용 효율을 향상시키는 경우에 대하여 설명하였으나, 기타 할당되는 업링크의 대역폭 중 사용되지 않는 대역폭을 통해 기타 패킷을 전송하는 경우도 이와 동일하게 적용될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광대역 무선 접속 시스템에서 USG 알 고리즘에 따라 고정적으로 할당되는 업링크의 대역폭 사용 효율을 극대화시킬 수 있다.

Claims

광대역 무선 접속 시스템에 있어서,

적어도 하나 이상의 알고리즘을 통해 접속되는 각 가입자 단말의 커넥션 별로 업링크의 대역폭을 할당하는 기지국과,

상기 제 1 알고리즘에 따라 상기 기지국으로부터 할당되는 상기 업링크의 대역폭을 통해 전송할 패킷이 없으면, 제 2 알고리즘에 따른 패킷을 상기 업링크의 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 적어도 하나 이상의 가입자 단말을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 알고리즘은,

USG(Unsolicited Grant Service) 알고리즘인 광대역 무선 접속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 알고리즘은,

rtPS(real-time Polling Service) 알고리즘, nrtPS(non-real-time Polling service) 알고리즘 또는 BE(Best Effect) 알고리즘 중 적어도 어느 하나의 알고리즘인 광대역 무선 접속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 가입자 단말은,

USG 알고리즘에 따라 상기 기지국으로부터 상기 업링크의 대역폭을 할당받고, 사용자의 음성 입력을 디텍팅하여, 상기 음성 입력이 없는 묵음 상태이면, rtPS(real-time Polling Service) 알고리즘, nrtPS(non-real-time Polling service) 알고리즘 또는 BE(Best Effect) 알고리즘에 따른 패킷을 상기 업링크의 대역폭 중 묵음 상태의 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 광대역 무선 접속 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 가입자 단말은,

상기 각 알고리즘에 따른 패킷 중 하나의 패킷을 캡슐화하여 상기 USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시키고, 상기 USG 패킷에 캡슐화된 패킷이 있음을 명시하여 상기 묵음 상태의 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 광대역 무선 접속 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 가입자 단말은,

상기 USG 패킷의 예비 영역 중 일영역에 상기 캡슐화된 패킷이 있음을 명시하는 광대역 무선 접속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기지국은,

상기 가입자 단말로부터 수신되는 USG 패킷의 헤더를 분석하여, 페이로드 영역에 캡슐화된 패킷이 존재하면, 상기 캡슐화된 패킷을 탈캡슐화하여 포함된 CID(connection ID) 정보에 따라 네트워크로 전송하는 광대역 무선 접속 시스템.
광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말에 있어서,

USG 알고리즘, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘에 따라 전송할 패킷을 각각 저장하는 적어도 하나 이상의 큐와,

상기 USG 알고리즘에 따라 기지국과 접속되면, 음성이 입력되는지 여부를 디텍팅하는 음성 처리부와,

상기 음성 처리부에서 상기 음성이 디텍팅되지 않으면, 상기 큐에 저장되어 있는 상기 rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘에 따른 패킷 중 하나의 패킷을 캡슐화하여, USG 패킷의 페이로드 영역에 포함시켜, 상기 USG 알고리즘에 따라 할당된 업링크의 대역폭으로 전송하는 패킷 처리부를 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말.
제 8 항에 있어서, 상기 패킷 처리부는,

상기 rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘의 우선 순위로 전송할 패킷을 선택하는 광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말.
제 8항에 있어서, 상기 패킷 처리부는,

상기 USG 패킷의 GMH(Generic MAC Header)에 상기 USG 알고리즘에 따른 CID(Connection ID) 정보 및 캡슐화된 패킷이 포함되어 있음을 명시하고, 상기 캡슐화된 패킷의 GMH에 해당 알고리즘에 따른 CID 정보를 포함시키는 광대역 무선 접속 시스템의 가입자 단말.
광대역 무선 접속 시스템의 기지국에 있어서,

가입자 단말로부터 수신되는 요청 메시지에 따라 적어도 하나 이상의 알고리즘에 따른 업링크의 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부와,

상기 할당된 대역폭으로 수신되는 제 1 패킷의 GMH을 분석하여, 페이로드 영역에 캡슐화된 제 2 패킷이 포함되어 있는면, 상기 캡슐화된 상기 제 2 패킷을 탈캡슐화하여, 상기 제 2 패킷의 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 패킷 분석부를 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 기지국.
기지국 및 다수개의 가입자 단말을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법에 있어서,

상기 기지국이 적어도 하나 이상의 알고리즘에 따라 상기 각 가입자 단말에 업링크의 대역폭을 할당하는 단계와,

상기 각 가입자 단말이 USG 알고리즘에 따라 전송할 제 1 패킷이 없으면, 상기 USG 알고리즘 이외의 알고리즘에 따라 전송할 제 2 패킷을 선택하는 단계와,

상기 제 2 패킷을 캡슐화하여 상기 제 1 패킷의 페이로드 영역에 포함시키고, 상기 제 1 패킷의 GMH에 상기 캡슐화된 제 2 패킷이 포함되어 있음을 명시하는 단계와,

상기 제 2 패킷을 상기 USG 알고리즘에 따라 할당받은 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계와,

상기 기지국이 상기 USG 알고리즘에 따른 대역폭을 통해 수신되는 상기 제 1 패킷의 GMH를 분석하여 상기 제 2 패킷이 포함되어 있으면, 상기 제 2 패킷을 탈캡슐화하는 단계와,

상기 기지국이 상기 제 2 패킷의 GMH에 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 가입자 단말이 상기 USG 알고리즘으로 상기 기지국과 접속되면, 사용자로부터 음성이 입력되는지 여부를 디텍팅하는 단계와,

상기 음성이 입력되지 않으면, 상기 USG 알고리즘에 따라 전송할 제 1 패킷이 없다고 판단하는 단계를 더 포함하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 제 2 패킷을 선택하는 단계는,

rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 및 BE 알고리즘의 우선 순위대로 전송할 패킷이 있는지 여부를 확인하여, 상기 우선 순위에 따라 상기 제 2 패킷을 선택하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 제 1 패킷에 상기 제 2 패킷이 있음을 명시하는 단계는,

상기 제 1 패킷의 적어도 하나 이상의 예비 영역 중 일영역에 상기 제 2 패킷이 포함되어 있음을 명시하는 광대역 무선 접속 시스템의 대역폭 처리 방법
광대역 무선 접속 시스템에 포함되는 가입자 단말의 대역폭 처리 방법에 있 어서,

기지국으로부터 USG 알고리즘에 따라 커넥션 별로 업링크의 대역폭을 할당받는 단계와,

사용자로부터 입력되는 음성 정보를 디텍팅하여, 음성이 입력되지 않으면, rtPS 알고리즘, nrtPS 알고리즘 또는 BE 알고리즘 중 적어도 하나의 알고리즘에 따른 패킷을 선택하는 단계와,

상기 선택된 패킷을 캡슐화하여 상기 USG 알고리즘에 따른 USG 패킷의 페이로드 영역에 상기 캡슐화된 패킷을 포함시켜 상기 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 가입자 단말의 대역폭 처리 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 사용자로부터 입력되는 음성 정보가 포함되는 USG 패킷을 상기 대역폭을 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계와,

상기 USG 패킷의 예비 영역 중 일영역에 상기 캡슐화된 패킷이 있음을 명시하는 단계를 더 포함하는 가입자 단말의 대역폭 처리 방법.
광대역 무선 접속 시스템에 포함되는 기지국의 패킷 처리 방법에 있어서,

적어도 하나 이상의 가입자 단말로 USG 알고리즘에 따른 업링크의 대역폭을 할당하는 단계와,

상기 대역폭을 통해 수신되는 패킷의 GMH를 분석하여, 캡슐화된 패킷이 포함되어 있으면, 상기 캡슐화된 패킷을 탈캡슐화하는 단계와,

상기 탈캡슐화된 패킷을 포함된 CID 정보에 따라 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 기지국의 패킷 처리 방법.