KR20070048552A - 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서의상향링크 자원 요청 및 할당 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패킷 기반 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 현재 연결된 채널 외에 다른 채널을 통해 제어 패킷을 전송하기 위한 상향링크 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 기존에 동일한 연결에 대해서만 사용하던 피기백 요청 (piggyback request)을 다른 연결에 대해서도 사용할 수 있도록 그랜트 관리 서브헤더의 새로운 포맷을 제안한다. 그리고 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더를 이용하여 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청할 수 있도록 한다. 이와 같이 그랜트 관리 서브헤더를 이용하여 새로운 연결에 대한 자원 할당을 요청하게 되면, 해당 자원을 할당 받기까지의 소요 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존의 연결에 대해 할당된 자원의 손실 또한 최소화할 수 있다.

ertPS, 확장 실시간 폴링 서비스, 데이터 레이트 변경

Description

실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 자원 요청 및 할당 방법{METHOD FOR UPLINK BANDWIDTH REQUEST AND ALLOCATION IN A WIRE-LESS COMMUNICATION SYSTEM OF SERVING REAL-TIME SERVICE}

도 1은 종래 UGS 방식에서의 상향링크 자원에 대한 스케줄링 절차를 도시한 도면.

도 2는 종래 rtPS 방식에서의 상향링크 자원에 대한 스케줄링 절차를 도시한 도면.

도 3은 종래 ertPS 방식에서의 상향링크 자원에 대한 스케줄링 절차를 도시한 도면.

도 4는 종래 UGS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원 할당 예를 보이고 있는 도면.

도 5는 종래 ertPS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원 할당 예를 보이고 있는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 UGS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원을 할당하는 예를 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 ertPS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원을 할당하는 예를 보이고 있는 도면.

본 발명은 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 자원 할당방법에 관한 것으로, 특히 제어 패킷을 전송하기 위한 상향링크 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 통신 시스템에서는 한정된 자원을 사용하여 다양한 서비스를 제공한다. 이를 위해서는 자원을 효율적으로 사용하기 위한 스케줄링 방안이 절실하게 요구된다. 이러한 스케줄링 방안으로서, 이상적으로는 불필요하게 할당된 자원을 신속하게 회수하여 필요한 서비스를 위해 재 할당되도록 하는 것이다. 그리고 자원 할당 요청에 대응하여 신속하게 자원 할당이 이루어질 수 있도록 하여야 한다.

종래 802.16과 같이 사용자 요청을 기반으로 자원을 할당하는 무선 접속 시스템에서 아이피 망을 기반으로 하는 음성 서비스 (이하 'VoIP 서비스'라 칭함)를 위한 상향링크 스케줄링 방법은 다양하게 제안되었다. 그 대표적인 예가 자발적 그랜트 서비스 (UGS; Unsolicited Grant Service)와 실시간 폴링 서비스 (rtPS; Real-Time Polling Service), 확장 실시간 폴링 서비스 (ertPS; Extended Real-Time Polling Service)이다.

상기 UGS 방식의 경우에는 사용자의 요청에 의해 고정된 크기의 상향링크 자원이 할당된다. 따라서 사용자는 고정된 크기의 상향링크 자원을 이용하여 자신이 전송하고자 하는 데이터를 기지국으로 전송한다. 한편 상기 rtPS 방식의 경우에는 사용자의 주기적인 상향링크 자원 할당 요청에 응답하여 필요한 자원이 할당된다. 따라서 사용자는 자신이 전송하고자 하는 데이터의 양에 따라 적절한 자원을 할당 받아 데이터를 전송한다.

도 1은 종래 UGS 방식에 따른 상향링크 자원에 대한 스케줄링 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 단말은 전송될 데이터 패킷이 존재하는 온 구간 (Talk-spurt period, 112, 114)에서 동일한 자원 (Data_Rate)에 의해 데이터 패킷을 전송한다. 따라서 전송할 데이터 패킷의 양에 따라 잉여 자원이 발생할 수 있다. 그리고 단말은 전송할 데이터가 존재하지 않는 오프 구간 (Silence period, 110, 116)에서는 서비스를 유지하기 위해 필요한 최소 자원만을 사용한다.

도 2는 종래 rtPS 방식에 따른 상향링크 자원에 대한 스케줄링 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 단말은 상향링크 자원을 할당 받기 위해 기지국으로 자원 할당을 요청 (212 내지 226)한다. 이때 상기 단말은 자신이 전송할 데이터 패킷의 양을 고려하여 요청할 자원 양을 결정한다. 상기 기지국은 상기 단말로부터 요청된 상향링크 자원을 상기 단말에게 할당한다. 상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 자원을 이용하여 데이터 패킷을 전송한다 (210, 220).

도 3은 종래 ertPS 방식에 따른 상향링크 스케줄링 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 단말은 오프 구간에서 온 구간으로 전환되는 시점에 서 기지국으로 자원 할당을 요청한다 (310). 상기 자원 할당을 요청하는 것은 대역폭 요청 헤더를 사용한다. 상기 기지국은 대역폭 요청 헤더를 수신하면, 상기 단말이 데이터 패킷을 전송하기 위해 필요한 자원을 주기적으로 할당한다. 상기 단말은 할당되는 자원을 사용하여 데이터를 전송한다 (312).

상기 단말은 데이터 패킷을 전송하는 상황에서 데이터 레이트의 변경이 필요하면, 다음 전송 주기에서 변경된 데이터 레이트에 의해 데이터를 전송한다. 상기 변경되는 데이터 레이트는 이전에 사용한 데이터 레이트에 비해 상대적으로 낮은 데이터 레이트에 해당한다. 한편 상기 단말은 데이터 레이트가 변경되었음을 상기 기지국으로 알리기 위한 정보를 그랜트 관리 서브헤더 (Grant Management subheader)를 사용하여 전송한다. 그 후 상기 단말은 상기 변경된 데이터 레이트에 의해 지속적으로 데이터 패킷을 전송할 수 있다 (314).

한편 앞에서 살펴본 상향링크 스케줄링 방법들 중 하나의 상향링크 스케줄링 방법에 의해 데이터 패킷을 전송하는 단말은 별도의 제어 메시지를 전송하고자 하는 상황이 발생할 수 있다. 즉 현재 연결을 가지는 트래픽 채널 외에 또 다른 연결이 필요한 상황이 발생할 수 있다. 그 대표적인 예가 핸드오프가 필요한 상황이 될 수 있다. 이와 같은 상황이 발생하면, 단말은 제어 메시지를 전송하기 위한 자원 할당을 기지국으로 요청하고, 상기 기지국으로부터 할당되는 자원을 이용하여 제어 메시지를 전송한다. 일반적으로 제어 메시지의 크기는 실시간 데이터 패킷의 크기의 수배 ~ 수십 배에 이른다.

도 4는 종래 UGS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원 할당 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 4에서는 단말의 자원 할당 요청 (BW request)에 대해 상향링크 자원이 할당되는데 까지 걸리는 시간이 일정하고, 패킷 에러가 발생하지 않는 경우를 가정하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 단말은 그랜트 인터벌 (Grant interval, T_UGS)을 주기로 데이터 트래픽 자원 (데이터 패킷 전송을 위해 할당된 자원)을 이용하여 데이터 패킷을 전송한다. 상기 단말은 이벤트가 발생하면, 상기 이벤트가 발생 (t_mgmt)한 후 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점에서 자원 할당 요청이 있을 것임을 알리는 식별 정보를 전송한다. 여기서 이벤트는 핸드오프 요구 상황 등과 같이 제어 메시지 전송이 필요한 상황을 의미한다. 상기 식별 정보는 그랜트 관리 서브헤더의 폴미 (Poll Me, 이하 'PM'이라 칭함) 필드에 기록되며, 상기 그랜트 관리 서브헤더는 상기 데이터 트래픽 자원의 일부를 이용하여 전송된다. 상기 식별 정보는 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청하기 위해 필요한 자원 할당을 요청하는 의미도 가진다.

기지국은 상기 그랜트 관리 서브헤더의 PM 필드에 기록된 식별 정보를 확인함으로써, 단말로부터 자원 할당 요청이 있을 것임을 인지하게 된다. 그리고 상기 기지국은 상기 단말이 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청하기 위해 필요한 자원을 할당한다. 즉 대역폭 요청 및 상향링크 전송 파워 보고 헤더 (Bandwidth request and Uplink transmit power report header)를 전송하기 위해 필요한 자원을 할당한다.

한편 상기 도 4에서는 보이고 있지 않지만, 상기 식별 정보를 전송하는 시점 으로부터 상기 자원 할당 요청을 위한 자원이 할당되는 시점까지를 상향링크 스케줄링 시간 (UL scheduling time)이라 한다. 설명의 편의를 위하여 상향링크 스케줄링시간은 실시간 데이터 패킷 전송을 위한 그랜트 인터벌보다 작다고 가정한다.

상기 단말은 상기 식별 정보를 전송한 데이터 패킷 전송 시점으로부터 다음 데이터 패킷 전송 시점 사이의 그랜트 인터벌 (Grant interval, T_UGS) 내에서 상기 기지국으로부터 할당된 자원을 이용하여 제어 트래픽 자원의 할당을 요청 (BW_REQ)한다. 여기서 제어 트래픽 자원은 제어 메시지 전송을 위한 자원이다. 상기 자원 할당 요청은 대역폭 요청 및 상향링크 전송 파워 보고 헤더 (Bandwidth request and Uplink transmit power report header)에 존재하는 대역폭 요청 (Bandwidth Request, 이하 'BR'이라 칭함) 필드를 통해 이루어진다. 상기 식별 정보를 전송한 시점으로부터 상기 제어 트래픽 자원 할당이 요청된 시점까지를 상향링크 스케줄링 시간 (UL scheduling time)이라 한다.

상기 기지국은 상기 단말로부터의 자원 할당 요청 (BW_REQ)를 수신하면, 제어 트래픽 자원을 할당한다. 상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 제어 트래픽 자원을 이용하여 원하는 제어 메시지 (UL mgmt)를 전송한다. 상기 제어 메시지는 상기 제어 트래픽 자원의 할당을 요청한 시점 이후에 도래하는 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점과 두 번째 데이터 패킷 전송 시점 사이에서 전송된다. 상기 제어 메시지로는 핸드오프를 요청하는 HO_REQ 또는 측정된 인접 기지국의 수신 세기를 보고하는 SCAN_REP 등이 될 수 있다.

전술한 바를 참조할 때, 상기 제어 메시지를 전송하는데 걸린 시간 (UL mgmt 패킷 전송시간, D_{mgmt_tx})은 이벤트가 발생한 시점 (t_mgmt)과 제어 메시지의 전송을 완료한 시점에 의해 계산될 수 있다.

따라서 UGS 방식을 사용하는 단말의 경우, 자원 할당을 요청하여 자원을 할당 받는데 까지는 3 ~ 4 프레임 (15 ~ 20 msec) 정도의 시간이 소요되며, 이벤트가 발생한 시점에서 자원을 할당 받기 까지는 최소 6프레임 (30msec) 정도의 시간이 소요된다. 이는 핸드오프를 수행하는데 필수 요건인 50 ~ 60 msec의 소요시간에 비해 상대적으로 큰 값이라 할 수 있다.

도 5는 종래 ertPS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원 할당 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 5에서는 단말의 자원 할당 요청 (BW request)에 대해 상향링크 자원이 할당되는데 까지 걸리는 시간이 일정하고, 패킷 에러가 발생하지 않는 경우를 가정하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 단말은 그랜트 인터벌 (Grant interval, T_UGS)을 주기로 데이터 트래픽 자원 (데이터 패킷 전송을 위해 할당된 자원)을 이용하여 데이터 패킷을 전송한다. 상기 단말은 이벤트가 발생하면, 상기 이벤트가 발생 (t_mgmt)한 후 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점에서 제어 트래픽 자원의 할당을 요청 (BW_REQ)한다. 여기서 이벤트는 핸드오프 상황 등과 같이 제어 메시지 전송이 필요한 상황을 의미한다. 상기 자원 할당 요청은 대역폭 요청 및 상향링크 전송 파워 보고 헤더에 존재하는 BR 필드를 통해 이루어진다.

상기 기지국은 상기 단말로부터의 자원 할당 요청 (BW_REQ)를 수신하면, 제어 트래픽 자원을 한다. 상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 제어 트래픽 자원을 이용하여 원하는 제어 메시지 (UL mgmt)를 전송한다. 상기 제어 메시지는 상기 제어 트래픽 자원의 할당을 요청한 시점 이후에 도래하는 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점과 두 번째 데이터 패킷 전송 시점 사이에서 전송된다. 상기 제어 메시지로는 핸드오프를 요청하는 HO_REQ 또는 측정된 인접 기지국의 수신 세기를 보고하는 SCAN_REP이 될 수 있다. 그리고 상기 자원 할당을 요청한 시점으로부터 상기 제어 메시지의 전송이 이루어진 시점까지를 상향링크 스케줄링 시간 (UL scheduling time)이라 한다.

전술한 바를 참조할 때, 상기 제어 메시지를 전송하는데 걸린 시간 (UL mgmt 패킷 전송시간, D_{mgmt_tx})은 이벤트가 발생한 시점 (t_mgmt)과 제어 메시지의 전송을 완료한 시점에 의해 계산될 수 있다.

따라서 ertPS 방식을 사용하는 단말의 경우, 이벤트가 발생한 시점에서 자원을 할당 받기 까지는 최소 3프레임 (15msec) 정도의 시간이 소요된다. 이는 핸드오프를 수행하는데 필수 요건인 50 ~ 60 msec의 소요시간에 비해 상대적으로 큰 값이라 할 수 있다. 뿐만 아니라 ertPS 방식의 경우 데이터 트래픽 자원을 이용하여 자원 할당을 요청함으로, 전송할 데이터 패킷에 손실이 발생할 수 있다. 이는 데이터 패킷을 전송하는데 지연이 발생하는 원인이 된다.

전술한 바와 같이 종래의 상향링크 스케줄링 방법을 통해서는 제어 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당이 빠르게 이루어지지 않았다. 뿐만 아니라 실시간 서비스를 제공받던 단말이 핸드오프를 수행하는 중에 채널 상태가 나빠져 패킷 재 전송이 요구되는 경우에는 핸드오프 초기화 시간은 더욱 증가하여 핸드오프 에러가 발생할 확률이 증가하게 된다.

전술한 설명에서는 레인징을 통해 다른 연결을 위해 사용할 자원을 요청하는 방안에 대해서는 언급하고 있지 않다. 이는 레인징 (ranging)을 통한 자원 할당 요청을 시도하게 되면, 자원 할당을 요청하기 위해 필요한 자원을 할당 받기까지의 소요 시간이 증가하기 때문이다. 하지만 레인징을 이용하게 되면, ertPS 방식에서 발생하는 데이터 패킷의 손실은 방지할 수 있는 장점이 있다.

따라서 실시간 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에서는 산발적으로 발생하는 제어 메시지를 최대한 빠르게 전송하기 위한 새로운 상향링크 스케줄링 방법이 절실하게 필요하다.

따라서 본 발명에서는 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 긴급도가 높은 제어 메시지를 빠르게 처리하기 위한 자원 할당 방법을 제공하도록 한다.

또한 본 발명에서는 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 메시지 전송을 위한 자원을 할당하는데 소요되는 시간을 감소시키는 상향링크 자원 할당 방법을 제공하도록 한다.

또한 본 발명에서는 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터 패킷을 전송하기 위해 할당된 자원의 손실 없이 제어 메시지 전송을 위한 자원을 할당하는 방법을 제공하도록 한다.

상기한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 무선 통신 시스템의 단말에서, 미리 할당된 데이터 트래픽 자원을 이용하여 데이터 패킷을 주기적으로 전송하고, 전송할 제어 메시지가 발생한 후 처음으로 도래하는 데이터 패킷 전송 시에 상기 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 함께 전송하며, 상기 제어 트래픽 자원을 할당 받고, 상기 할당 받은 제어 트래픽 자원을 이용하여 상기 제어 메시지를 전송하는 상향링크 자원 할당방법을 구현하였다.

상기한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 무선 통신 시스템의 기지국에서, 단말로부터 미리 할당된 데이터 트래픽 자원에 의해 주기적으로 전송되는 데이터 패킷을 수신하고, 상기 데이터 패킷과 함께 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당을 요청하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 수신하고, 상기 자원 양에 관한 정보에 의해 제어 트래픽 자원을 할당하고, 상기 제어 트래픽 자원에 의해 전송되는 제어 메시지를 수신하는 상향링크 자원 할당방법을 구현하였다.

상기한 바를 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 무선 통신 시스템에서, 단말이 미리 할당된 데이터 트래픽 자원을 이용하여 데이터 패킷을 주기적으로 전송하는 과정과, 기지국이 상기 단말로부터 주기적으로 전송되는 데이터 패킷을 수신하는 과정과, 상기 단말이 전송할 제어 메시지가 발생한 후 처음으로 도래하는 데이터 패킷 전송 시에 상기 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 함께 전송하는 과정과, 상기 기지국이 상기 단말로부터 상기 데이터 패킷과 함께 상기 식별자와 상기 희망하는 자원 양에 관한 정보를 수신하는 과정과, 상기 기지국이 다음 데이터 패킷이 수신되기 전에 상기 자원 양에 관한 정보에 의해 제어 트래픽 자원을 할당하는 과정과, 상기 단말이 다음 데이터 패킷 전송 주기가 도래하기 전에 상기 할당 받은 제어 트래픽 자원을 이용하여 상기 제어 메시지를 전송하는 과정에 의해 상향링크 자원을 할당하는 방법을 구현하였다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며, 그 이외의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략되는 것에 유의하여야 한다.

본 발명에서는 기존에 동일한 연결에 대해서만 사용하던 피기백 요청 (piggyback request)을 다른 연결에 대해서도 사용할 수 있도록 그랜트 관리 서브헤더의 새로운 포맷을 제안한다. 그리고 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더를 이용하여 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청할 수 있도록 한다. 이와 같이 그랜트 관리 서브헤더를 이용하여 새로운 연결에 대한 자원 할당을 요청하게 되면, 해당 자원을 할당 받기까지의 소요 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존의 연결에 대해 할당된 자원의 손실 또한 최소화할 수 있다.

먼저 본 발명에서 제안하고자 하는 상향링크 자원 할당 방법을 위해 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더의 포맷에 대해 설명한다.

앞에서도 밝힌 바와 같이 동일한 연결(T-CID)에 대해서만 사용되었던 그랜트 관리 서브헤더를 이용하여 다른 연결(Basic CID)을 위한 자원 할당을 요청하기 위해서는 이를 식별하기 위한 식별 정보를 기록하는 필드가 추가되어야 한다. 따라서 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더에서는 연결 식별 (RFC : Request For Connection) 필드를 추가하였다. 이때 상기 RFC 필드는 상향링크 스케줄링 방법 별로 추가되어야 한다. 그리고 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더에서는 각 RFC 필드에 대응하여 원하는 상향링크 자원의 양에 관한 정보를 기록할 수 있는 피기백 요청 (Piggyback request) 필드를 구비한다.

전술한 바를 고려하여 새로이 제안된 그랜트 관리 서브헤더의 포맷의 일 예는 하기 <표 1>과 같다.

상기 <표 1>을 참조하면, UGS 방식에 대응하여 1비트의 RFC 필드와 8비트의 피기백 요청 필드가 구비되며, ertPS 방식에 대응하여 1비트의 RFC 필드와 11비트의 피기백 요청 필드가 구비된다. 추가로 비 실시간 사용자를 위해 1비트의 RFC 필드와 15비트의 피기백 요청 필드를 구비한다.

상기 <표 1>에서는 상기 각 상향링크 스케줄링 방법에 대응하여 RFC 필드를 1비트로 구현하고 있다. 이는 본 발명에서 현재의 연결에 해당하는 T-CID와 다른 연결에 해당하는 basic CID만을 고려하고 있기 때문이다. 만약 다른 CID의 종류, 예컨대 primary-CID, secondary-CID 등을 추가로 고려할 경우하면, 고려하고자 하는 CID 종류의 수에 대응하여 RFC 필드의 비트 수를 조정하거나 CID의 종류를 식별하기 위한 필드를 추가할 수 있다. 상기 그랜트 관리 서브헤더에 CID의 종류를 식별하기 위한 필드를 추가하는 경우에는 RFC 필드는 1비트로 고정시킬 수 있다.

또한 상기 <표 1>에서는 각 상향링크 스케줄링 방법에 대응한 피기백 요청 필드의 크기를 그랜트 관리 서브헤더의 크기가 3바이트라는 가정 하에 정의하였다. 하지만 그랜트 관리 서브헤더의 크기가 증가한다면, 상기 피기백 요청 필드의 크기는 새로이 정의될 수 있다. 상기 <표 1>에서는 이러한 경우를 감안하여 상기 피기백 요청 필드의 크기가 증가할 수 있음을 표시하였다.

기존의 그랜트 관리 서브헤더에서는 UGS 방식에 대응하여서는 피기백 요청 필드가 존재하지 않았다. 따라서 새로인 제안된 그랜트 관리 서브헤더에서는 기존에 존재하던 Reserved 필드를 제거하고, 이를 대신하여 RFC 필드와 피기백 요청 필드를 추가하였다.

이하 본 발명에서 제안하고자 하는 상향링크 스케줄링을 통해 다른 연결을 위한 상향링크 자원을 할당 받는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 UGS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원을 할당하는 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 6에서는 단말의 자원 할당 요청 (BW request)에 대해 상향링크 자원이 할당되는데 까지 걸리는 시간이 일정하고, 패킷 에러가 발생하지 않는 경우를 가정하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 단말은 그랜트 인터벌 (Grant interval, T_UGS)을 주기로 고정된 데이터 트래픽 자원 (데이터 패킷 전송을 위해 할당된 자원)을 이용하여 데이터 패킷을 전송한다. 상기 단말은 이벤트가 발생하면, 상기 이벤트가 발생 (t_mgmt)한 후 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점에서 그랜트 관리 서브헤더를 통해 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청한다. 즉 상기 그랜트 관리 서브헤더에서 UGS 방식에 대응하여 존재하는 RFC 필드에 1을 기록한다. 상기 RFC 필드에 기록되는 1은 다른 연결을 위한 자원 할당 요청임을 구분하기 위한 식별자이다. 그리고 상기 단말은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 다른 연결, 즉 제어 메시지를 전송하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 기록한다.

만약 동일 연결에 대한 자원 할당 요청이라면, 상기 단말은 상기 RFC 필드에 0을 기록한다. 하지만 UGC 방식의 경우에는 현재의 연결에 대응하여 할당된 자원이 변경되지 않음에 따라, RFC 필드에 0이 기록되더라도 피기백 요청 필드에는 별도의 정보가 기록되지는 않는다.

기지국은 상기 그랜트 관리 서브헤더에서 UGS 방식에 대응하여 존재하는 RFC 필드에 기록된 식별자의 값을 확인한다. 상기 식별자의 값이 1로 설정되어 있으면, 상기 기지국은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 기록된 정보를 확인한다. 상기 피기백 요청 필드에 기록된 정보는 상기 단말로부터 요구된 자원 양에 관한 정보이다. 상기 기지국은 상기 확인된 정보에 의해 다른 연결을 위한 상향링크 자원, 즉 제어 트래픽 자원을 할당한다.

상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 제어 트래픽 자원을 이용하여 원하는 제어 메시지 (UL mgmt)를 전송한다.

전술한 바를 참조할 때, 상기 제어 메시지를 전송하는데 걸린 시간 (UL mgmt 패킷 전송시간, D_{mgmt_tx})은 이벤트가 발생한 시점 (t_mgmt)과 제어 메시지의 전송을 완료한 시점에 의해 계산될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 ertPS 방식에서 제어 패킷 전송을 위한 상향링크 자원을 할당하는 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 7에서는 단말의 자원 할당 요청 (BW request)에 대해 상향링크 자원이 할당되는데 까지 걸리는 시간이 일정하고, 패킷 에러가 발생하지 않는 경우를 가정하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 단말은 그랜트 인터벌 (Grant interval, T_UGS)을 주기로 할당된 데이터 트래픽 자원 (데이터 패킷 전송을 위해 할당된 자원)을 이용하여 데이터 패킷을 전송한다. 상기 단말은 이벤트가 발생하면, 상기 이벤트가 발생 (t_mgmt)한 후 첫 번째 데이터 패킷 전송 시점에서 그랜트 관리 서브헤더를 통해 다른 연결을 위한 자원 할당을 요청한다. 즉 상기 그랜트 관리 서브헤더에서 ertPS 방식에 대응하여 존재하는 RFC 필드에 1을 기록한다. 상기 RFC 필드에 기록되는 1은 다른 연결을 위한 자원 할당 요청임을 구분하기 위한 식별자이다. 그리고 상기 단말은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 다른 연결, 즉 제어 메시지를 전송하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 기록한다.

만약 동일 연결에 대한 자원 할당 요청이라면, 상기 단말은 상기 RFC 필드에 0을 기록한다. 그리고 상기 단말은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 동일 연결, 즉 데이터 패킷을 전송하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 기록한다.

기지국은 상기 그랜트 관리 서브헤더에서 ertPS 방식에 대응하여 존재하는 RFC 필드에 기록된 식별자의 값을 확인한다. 상기 식별자의 값이 1로 설정되어 있으면, 상기 기지국은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 기록된 정보를 확인한다. 상기 피기백 요청 필드에 기록된 정보는 상기 단말로부터 요구된 자원 양에 관한 정보이다. 상기 기지국은 상기 확인된 정보에 의해 다른 연결을 위한 상향링크 자원, 즉 제어 트래픽 자원을 할당한다.

상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 제어 트래픽 자원을 이용하여 원하는 제어 메시지 (UL mgmt)를 전송한다.

전술한 바를 참조할 때, 상기 제어 메시지를 전송하는데 걸린 시간 (UL mgmt 패킷 전송시간, D_{mgmt_tx})은 이벤트가 발생한 시점 (t_mgmt)과 제어 메시지의 전송을 완료한 시점에 의해 계산될 수 있다.

상기 도 6과 상기 도 7을 통해 제안한 자원 할당 방법을 적용할 시에 예측되는 지연 시간, 즉 제어 메시지를 전송하는데 소요되는 시간은 하기 <수학식 1>과 같이 일반화될 수 있다.

D_{mgmt_tx} = t_{next_data_tx} t_{mhmt_arrival} + T_{UL_Scheduling}

여기서,

D_{mgmt_tx}는 이벤트가 발생한 시점으로부터 제어 메시지가 전송될 때까지 소요된 시간

t_{next_data_tx}는 다음 데이터 패킷을 전송할 시간

t_{mhmt_arrival}는 이벤트(제어 메시지)가 발생한 시간

T_{UL_Scheduling}는 단말로부터의 자원 할당 요청에 대해 상향링크 자원을 할당하는데 까지 소요된 시간

상기 <수학식 1>에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 제안하는 자원 할당 방법을 적용할 시 기존 UGS 방식에서의 자원 할당 방법에 비해 자원 할당을 위한 소요 시간을 줄일 수 있다. 또한 기존 ertPS 방식에서의 자원 할당 방법에서의 데이터 트래픽 자원 손실을 방지할 수 있다.

전술한 설명에서는 실시간 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템만을 가정하고 있다. 하지만 비 실시간 서비스를 지원하는 경우에는 빠른 제어 메시지의 전송이 요구되는 상황이 발생할 수도 있을 것이다.

이러한 상황이 발생한다면, 단말은 앞서 제안한 그랜트 관리 서브헤더를 이 용하여 제어 메시지를 전송하기 위한 자원 할당을 요청할 수 있다. 즉 비 실시간 서비스를 이용하던 단말은 전송할 제어 메시지가 발생하면, 비 실시간 서비스를 위한 RFC 필드에 1을 기록한다. 상기 RFC 필드에 1이 기록되었다는 것은, 제어 메시지 전송을 위해 비 실시간 서비스를 이용하는 단말로부터의 자원 할당 요청임을 의미한다.

그리고 상기 단말은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 제어 메시지를 전송하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 기록한다.

기지국은 상기 그랜트 관리 서브헤더에서 비 실시간 서비스를 이용하는 단말을 위해 존재하는 RFC 필드에 기록된 식별자의 값을 확인한다. 상기 식별자의 값이 1로 설정되어 있으면, 상기 기지국은 상기 RFC 필드에 대응한 피기백 요청 필드에 기록된 정보를 확인한다. 그리고 상기 기지국은 상기 확인된 정보에 의해 제어 메시지를 전송하기 위해 필요한 상향링크 자원을 할당한다.

상기 단말은 상기 기지국으로부터 할당된 제어 트래픽 자원을 이용하여 원하는 제어 메시지 (UL mgmt)를 전송한다.

한편 본 발명을 적용할 시 ertPS 방식의 경우, 데이터 트래픽 자원의 변경과 제어 트래픽을 위한 자원 할당이 동시에 요구되는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우 단말은 그 중요도에 따라 그 처리 순서를 결정하고, 결정된 순서에 의해 사건을 처리할 수 있다. 예컨대 제어 메시지의 전송에 비해 데이터 패킷의 전송이 보다 높은 우선순위를 가진다면, 단말은 우선 그랜트 관리 메시지를 통해 데이터 트래픽 자원 의 변경을 요청한다. 그 후 상기 단말은 그랜트 관리 메시지를 통해 제어 메시지 전송을 위해 필요한 제어 트래픽 자원의 할당을 요청한다. 그렇지 않고 두 개의 이벤트를 동시에 처리하기 위해서는 상기 <표 1>에서 보이고 있는 그랜트 관리 서브헤더에 새로운 필드의 추가가 요구된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, UGS 방식을 지원하는 경우 제어 메시지를 전송하는 시간을 단축시킬 수 있으며, ertPS 방식의 경우에는 데이터 패킷의 손실 없이 제어 메시지를 전송할 수 있는 효과를 가진다. 뿐만 아니라 핸드오프를 수행하는데 있어서의 지연과 실패율을 줄일 수 있다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템의 단말에서 상향링크 자원을 요청하는 방법에 있어서,

   사용자 요청에 기반하여 할당되거나 일정 주기로 할당된 데이터 트래픽 자원을 이용하여 데이터 패킷을 전송하고;

   전송할 제어 메시지가 발생한 후 처음으로 도래하는 데이터 패킷 전송 시에 상기 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 함께 전송하며;

   상기 제어 트래픽 자원을 할당받고;

   상기 할당 받은 제어 트래픽 자원을 이용하여 상기 제어 메시지를 전송하는 상향링크 자원 할당방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 식별자와 상기 자원 양에 관한 정보는 그랜트 관리 서브헤더에 기록하여 전송함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
3. 제2항에 있어서, 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대해 상향링크 자원을 할당하는 상향링크 스케줄링 방법은, 자발적 그랜트 서비스와 확장 실시간 폴링 서비스로 구분됨을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더에는 상기 자발적 그랜트 서비스와 상기 확장 실시간 폴링 서비스 각각에 대응하여, 각 서비스 별로 식별자를 기록할 연결 식별 (RFC) 필드와 각 서비스 별로 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 및 확장 피기백 요청 필드가 존재함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더는, 비 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대응하여 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자를 기록할 연결 식별 필드와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 필드를 더 구비함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
6. 무선 통신 시스템의 기지국에서 상향링크 자원을 할당하는 방법에 있어서,

   사용자 요청에 기반하거나 미리 일정 주기로 할당한 상향링크 데이터 전송 구간에서 단말이 전송한 데이터 패킷을 수신하고;

   상기 데이터 패킷과 함께 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당을 요청하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 수신하고;

   상기 자원 양에 관한 정보에 의해 제어 트래픽 자원을 할당하고;

   상기 제어 트래픽 자원에 의해 전송되는 제어 메시지를 수신하는 상향링크 자원 할당방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 식별자와 상기 자원 양에 관한 정보는 그랜트 관리 서브헤더에 기록되어 전송됨을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
8. 제7항에 있어서, 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대해 상향링크 자원을 할당하는 상향링크 스케줄링 방법은, 자발적 그랜트 서비스와 확장 실시간 폴링 서비스로 구분됨을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더에는 상기 자발적 그랜트 서비스와 상기 확장 실시간 폴링 서비스 각각에 대응하여, 각 서비스 별로 식별자를 기록할 연결 식별 (RFC) 필드와 각 서비스 별로 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 및 확장 피기백 요청 필드가 존재함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더는, 비 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대응하여 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자를 기록할 연결 식별 필드와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 필드를 더 구비함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
11. 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원을 할당하는 방법에 있어서,

    단말이 요청하여 할당되거나 일정 주기로 미리 할당된 데이터 트래픽 자원을 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 과정;

    기지국이 할당한 상향링크 구간에서 상기 단말로부터 전송되는 데이터 패킷을 수신하는 과정;

    상기 단말이 전송할 제어 메시지가 발생한 후 처음으로 도래하는 데이터 패킷 전송 시에 상기 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 함께 전송하는 과정;

    상기 기지국이 상기 단말로부터 상기 데이터 패킷과 함께 상기 식별자와 상기 희망하는 자원 양에 관한 정보를 수신하는 과정;

    상기 기지국이 상기 자원 양에 관한 정보에 의해 제어 트래픽 자원을 할당하는 과정;

    상기 단말이 상기 할당받은 제어 트래픽 자원을 이용하여 상기 제어 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 상향링크 자원 할당방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 식별자와 상기 자원 양에 관한 정보는 그랜트 관리 서브헤더에 기록되어 전송됨을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
13. 제12항에 있어서, 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대해 상향링크 자원을 할당하는 상향링크 스케줄링 방법은, 자발적 그랜트 서비스와 확장 실시간 폴링 서비스로 구분됨을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더에는 상기 자발적 그랜트 서비스와 상기 확장 실시간 폴링 서비스 각각에 대응하여, 각 서비스 별로 식별자를 기록할 연결 식별 (RFC) 필드와 각 서비스 별로 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 및 확장 피기백 요청 필드가 존재함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 그랜트 관리 서브헤더는, 비 실시간 서비스를 이용하는 단말에 대응하여 제어 메시지를 전송할 제어 트래픽 자원의 할당 요청임을 구분하는 식별자를 기록할 연결 식별 필드와 희망하는 자원 양에 관한 정보를 기록할 피기백 요청 필드를 더 구비함을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당방법.

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