KR20070092173A - 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동단말기 - Google Patents

패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패킷 기반 이동통신 시스템에서 실시간 처리를 필요로 하는 스트리밍 서비스를 효율적으로 지원하기 위해, 채널 상태와 시간 제약 및 단말기의 버퍼 상태에 따라 공평한 스케줄링을 지원할 수 있는 상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동 단말기에 관한 것으로, 상향링크 버퍼를 구비한 이동 단말기와 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에서의 상향링크 시그널링 방법에 있어서, 상기 이동 단말기로부터 자원 할당 요청과 함께 전달된 패킷 서비스의 특성 정보와 상기 기지국에서 측정된 상향링크 무선 채널 상태 정보를 이용하여 상향링크 자원을 할당하고 송신 허용 윈도우를 설정하는 (a) 단계; 및 상기 설정된 송신 허용 윈도우와 각 이동 단말기의 채널 상태 추정 정보와, 각 이동 단말기로부터 전달된 버퍼 상태 정보 및 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터의 수신 결과 정보를 이용해 상기 이동 단말기로 전송시간간격마다 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 (b) 단계를 포함한다.
OFDMA, 패킷, 스케줄링, 자원, 할당, 버퍼, 이동, 통신, 상향, 링크

Description

패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동 단말기{Method of Uplink Signaling for Streaming Services in Packet Mobile Communication Systems, Base Station and Mobile Terminal}
도 1은 일반적인 패킷 이동통신 시스템의 구성 예를 나타낸 도면,
도 2는 일반적인 패킷 이동통신 시스템에서 상향 링크 데이터 채널의 송신 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 상향링크 시그널링을 위한 기지국의 블록 구성 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 상향링크 패킷 스케줄링 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 상향링크 송신 허용 윈도우 결정 과정을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 상향링크 패킷 스케줄링을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31: 수신 무선 처리부 32: 제어정보 처리부
33: 채널상태 측정부 34: 평균 데이터 전송율 계산부
35: 자원 할당부 36: 수신 데이터 처리부
37: 상향링크 스케줄러 38: 송신 무선 처리부
본 발명은 패킷 기반 이동통신 시스템에서 실시간 처리(Real-Time service)를 필요로 하는 스트리밍 서비스(streaming service)를 효율적으로 지원하기 위한 상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동 단말기에 관한 것이다.
비동기 이동통신 표준화 기구인 3GPP에서는 차세대 이동통신 시스템 규격 개발을 위하여 LTE(Long Term Evolution) 표준화 활동을 시작하였다. 차세대 이동통신 시스템 규격으로, 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex)를 사용하는 무선 전송 방식이 제안되었으며, 하향 링크는 직교주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식이 제안되었고, 상향 링크는 단일 반송파 주파수분할다중접속(SC-FDMA: Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 방식이 제안되었다.
일반적으로 이동통신 시스템은 셀을 구성하는 기지국(base station)과 사용 자가 사용하는 이동 단말기(mobile station)를 포함한다. 이동 단말기는 무선 채널을 통하여 기지국과 패킷 데이터를 송수신한다.
도 1은 일반적인 패킷 이동 통신 시스템의 구성을 나타낸 것으로, 상향링크 시그널링을 기준으로 나타낸 것이다.
이동통신 시스템은 상향링크 데이터를 수신하기 위한 기지국(11)과 복수개의 이동 단말기(12)로 구성된다. 상향링크 버퍼(13)는 이동 단말기(12)에 구비된다. 이동 단말기(12)는 상향링크 버퍼(13)에 저장된 데이터를 기지국(11)의 제어하에 상향링크 데이터 채널을 통해 기지국(11)으로 송신한다. 즉, 기지국(11)은 스케줄링 허가 채널을 통하여 이동 단말기(12)로 데이터 송신 허가 정보와 데이터 채널 정보를 알려준다. 그러면, 이동 단말기(12)는 데이터 송신 허가 정보와 데이터 채널 정보에 따라 데이터 채널을 통해 상향링크 버퍼(13)에 저장된 데이터를 기지국(11)으로 송신한다. 기지국(11)에 수신된 데이터의 결과는 재전송 응답 채널을 통하여 이동 단말기(12)로 송신된다.
도 2는 일반적인 패킷 이동 통신 시스템에서 SC-FDMA 방식을 사용하는 상향링크의 데이터 송신 구조를 개괄적으로 도시한 것이다.
SC-FDMA 방식의 무선 자원 특성은 OFDMA 방식과 유사하다. 도 2에서, 주파수 축으로는 복수개의 부반송파(Subcarrier)로 구성되고, 시간 축으로는 전송 시간 간격(TTI: Transmit Time Interval)으로 나누어진 무선 자원으로 구성된다. 무선자원의 제어를 효율적으로 하기 위하여 상향링크에 대해 연속된 대역폭에 포함된 부반송파를 묶어 그룹으로 나누고, 각 부반송파 그룹이 이동 단말기에 할당된다. 즉, 기지국에 위치한 상향링크 스케줄러(도1의 14)는 이동 단말기에게 상향링크의 부반송파 그룹 단위로 자원을 할당한다.
이러한 패킷 기반 이동통신 시스템에서는 다수의 이동 단말기가 하나의 기지국이 관리하는 무선 자원을 공유하여 패킷 데이터를 송수신한다. 이와 같이 동시에 다수개의 이동 단말기가 동일한 자원을 사용하기 때문에 충돌(collision)이 발생할 수 있다.
OFDMA 방식 및 SC-FDMA 방식을 사용하는 무선 통신에서 충돌이 발생하게 되면, 충돌된 모든 패킷 데이터의 수신이 불가능하게 되어 통신이 어려워지게 된다. 더욱이 수신 실패한 데이터를 재송신하기 위한 자원 할당으로 인하여 자원 사용의 비효율이 발생된다. 그러므로, OFDMA 방식 및 SC-FDMA 방식 이동 통신 시스템은 이러한 충돌을 최소화하고 효율적으로 각 이동 단말기에게 자원을 할당하기 위하여 기지국에서 자신의 셀에 속한 모든 무선 자원의 관리 및 할당을 주관하는 중앙집중 방식(centralized approach)을 사용한다. 이를 위하여 하향링크의 자원 할당을 담당하는 하향링크 패킷 스케줄러(도1의 15)와 상향링크의 자원 할당을 담당하는 상향링크 패킷 스케줄러(도1의 14)가 기지국에 구비된다.
기지국에 구비된 상향링크 패킷 스케줄러는 자신의 셀에 속한 이동 단말기의 무선 채널 상태(channel state), 사용하는 패킷 서비스의 특성(QoS: Quality of Service), 그리고 상향링크 버퍼 상태(buffer state) 등을 수집하고, 상기 수집된 정보를 사용하여 데이터를 송신할 이동 단말기를 선택한다. 그리고, 선택된 이동 단말기에게 데이터 송신을 허가하여 패킷을 송신하도록 한다.
여기에서, 무선 채널 상태(channel state)는 이동 단말기에서 송신하는 무선 채널 상태 측정 제어 신호(reference signal)를 기지국에서 수신하여 측정하게 된다. 그리고, 기지국은 측정된 무선 채널 상태에 따라 적응형 변조 방식 및 채널 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 종류를 결정한다.
패킷 기반 시스템은 하향 링크와 상향링크의 데이터 송신 성능(throughput)을 향상시키기 위하여 적응형 변조 방식 및 채널 코딩을 사용하는 것이 일반적이다.
패킷 서비스의 특성(QoS)은 이동 단말기와 기지국 사이에 서비스의 연결 설정(connection setup)이 이루어지는 시점에 상위 계층의 호 설정 절차에 따라 이루어지며, 설정된 파라미터를 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 계층에 전달하여 무선 송수신시에 사용하도록 한다. 패킷 서비스는 크게 실시간(real-time) 및 비실시간(non-real-time) 서비스로 나누어지며, 이러한 정보는 상향링크 패킷 스케줄러의 동작에 사용된다.
상향링크 버퍼는 이동 단말기에서 상향링크를 통하여 기지국으로 송신하여야 할 패킷 데이터를 저장하기 위한 것이다.
기지국에서 동작하는 상향링크 패킷 스케줄러는 이동 단말기에 구비된 상향링크 버퍼의 상태를 직접적으로 알 수 없기 때문에, 이동 단말기의 상태 정보를 기지국으로 전달하기 위한 방안이 필요하다. 또한, 이를 위한 시그널링은 오버헤드를 최소화하도록 정의되어야 한다.
일반적으로, SC-FDMA 방식을 사용하는 상향링크는 부반송파를 일정한 그룹으 로 묶고, 이 부반송파 그룹이 이동 단말기에 할당된다. 채널 상태가 좋지 않은 이동 단말기에는 분산된 구조의 부반송파 채널이 할당되지만, 채널 상태가 안정적이고 정상적으로 동작하는 이동 단말기에는 일정한 부반송파 그룹 채널이 할당된다. 이와 같이 이동 단말기에게 부반송파 그룹을 할당하는 것이 효율적이다. 만일, 그룹을 이동하거나 분산된 채널을 할당하려면 상향링크 패킷 스케줄러가 필요한 채널 상태 추정을 위하여 해당 무선 채널로 제어 신호(reference signal)를 송신하여야 한다. 하지만, 이는 무선 자원 할당에 따른 어려움과 단말기의 전력 소모가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상향링크 버퍼의 상태를 기지국으로 송신하기 위해서는 일정한 지연이 발생하게 된다. 이는 전송시간간격(TTI), 무선 채널로의 송신 소요 시간, 그리고 채널 변복조 소요 시간으로 인하여 발생된다. 또한, 상향링크 버퍼의 상태 정보를 알려주기 위한 스케줄링 요청(scheduling request) 채널은 부하를 최소화하고 많은 이동 단말기를 수용하기 위하여 긴 주기로 동작하기 때문에, 시간 제약(delay constraint)이 큰 실시간 서비스에서는 성능에 큰 영향을 미치게 된다.
더욱이, 일반적으로 패킷 서비스의 특성에서 송신 주기(period)는 알 수 없다. 일반적으로 스트리밍 서비스의 경우 주기 정보를 송신하는 방식은 사용되지 않으며, 응용 프로그램의 특성에 따라 매우 다양한 송신 주기가 사용된다. 이 때문에 송신 주기를 일반화하여 이동통신 시스템에 사용하는 것은 문제가 많다. 3GPP에서 사용하는 AMR(Adaptive Multi-Rate) 코덱 방식은 종래의 서킷 기반(circuit-based) 시스템에서 표준 규격으로 지정하여 사용한 음성 코덱을 기준으로 설계되었기 때문 에 특별한 주기(20ms)로 이용할 수 있다. 하지만, 패킷 기반 시스템에서는 VoIP(Voice over IP) 방식과 다양한 스트리밍 서비스를 사용하기 때문에 주기를 스케줄링 정보로 사용할 수 없다.
그리고, 패킷 이동통신 시스템에서 실시간 서비스를 필요로 하는 스트리밍 서비스를 지원하기 위해서는 빠른 주기로 데이터를 송수신하기 위한 동작이 수행된다. 그러나, 이러한 동작은 이동 단말기의 전력을 소모하는 요인으로 작용하여 이동 단말기의 사용시간을 제한할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 패킷 기반 이동통신 시스템에서 실시간 처리(Real-Time service)를 필요로 하는 스트리밍 서비스(streaming service)를 효율적으로 지원하기 위해, 채널 상태와 시간 제약 및 단말기의 버퍼 상태에 따라 공평한 스케줄링을 지원할 수 있는 상향링크 시그널링 방법과, 이를 위한 기지국 장치 및 이동 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 버퍼 상태에 따라 단말기의 송수신 동작을 제어하여 전력 소모를 최소화하기 위한 이동 단말기를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 상향링크 버퍼를 구비한 이동 단말기와 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에서의 상향링크 시그널링 방법에 있어서, 상기 이동 단말기로부터 자원 할당 요청과 함께 전달된 패킷 서비스의 특성 정보와 상기 기지국에서 측정된 상향링크 무선 채널 상태 정보를 이용하여 상향링크 자원을 할당하고 송신 허용 윈도우를 설정하는 (a) 단계; 및 상기 설정된 송신 허용 윈도우와 각 이동 단말기의 채널 상태 추정 정보와, 각 이동 단말기로부터 전달된 버퍼 상태 정보 및 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터의 수신 결과 정보를 이용해 상기 이동 단말기로 전송시간간격마다 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 (b) 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 이동 단말기로부터 전달되는 버퍼 상태 정보가 상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷의 헤더에 포함되어 전달되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (a) 단계는, 상기 이동 단말기로부터 패킷 서비스의 특성 정보를 포함하는 자원 할당 요청을 수신하는 단계; 상기 기지국 전체의 상향링크 채널 상태를 이용해 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율을 계산하는 단계; 상기 평균 데이터 전송율과, 상기 이동 단말기로부터 수신된 패킷 서비스의 특성 정 보를 이용해 상향 링크 자원을 할당하는 단계; 및 상기 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율과 상기 계산된 평균 데이터 전송율을 비교하여 송신 허용 윈도우를 설정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계는, 상기 설정된 송신 허용 윈도우에 근거하여 전송시간간격마다 각 이동 단말기로 송신을 허가하는 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계; 상기 스케줄링 허가 정보에 따라 각 이동 단말기로부터 데이터가 수신되면, 수신된 데이터에 대한 에러 검사를 수행하는 단계; 상기 수신된 데이터에 에러가 있으면, 에러가 발생된 이동 단말기에 가중치를 높여 스케줄링 기회를 부여하여 전송시간간격마다 각 이동 단말기로 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계; 상기 수신된 데이터에 에러가 없으면, 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터 패킷의 헤더에 포함된 버퍼 상태 정보를 확인하는 단계; 및 상기 버퍼 상태 정보에 따라 우선순위가 높은 순서로 스케줄링 기회를 부여하여 각 이동 단말기로 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 수신된 데이터에 에러가 있어 상기 에러가 있는 이동 단말기로 재전송 요청을 전송한 후, 상기 이동 단말기로부터 일정 주기 후에도 데이터가 수신되지 않으면 상기 재전송 요청 정보를 삭제한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기지국 장치는, 상향링크 버퍼를 구비한 이동 단말기와 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에 있어서, 상기 이동 단말기로부터 자원 할당 요청과 함께 전달된 패킷 서비스의 특성 정보와 상기 기지국에서 측정된 상향링크 무선 채널 상태 정보 를 이용하여 상향링크 자원을 할당하고 송신 허용 윈도우를 설정하는 제1 수단; 및 상기 설정된 송신 허용 윈도우와 각 이동 단말기의 채널 상태 추정 정보와, 각 이동 단말기로부터 전달된 버퍼 상태 정보 및 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터의 수신 결과 정보를 이용해 상기 이동 단말기로 전송시간간격마다 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 상향링크 스케줄링 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 수단은, 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 수신되는 채널 상태 측정용 제어 신호를 이용해 상향링크 채널 상태를 측정하는 채널상태 측정수단; 상기 채널상태 측정수단에 의해 측정된 기지국 전체의 상향링크 채널 상태를 이용해 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율을 계산하는 평균 데이터 전송율 계산수단; 상기 이동 단말기로부터 전송된 제어 정보를 처리하는 제어정보 처리수단; 및 상기 계산된 평균 데이터 전송율과, 상기 제어정보 처리수단을 통해 상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷 서비스의 특성 정보를 이용해 상향 링크 자원을 할당하고, 상기 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율과 상기 계산된 평균 데이터 전송율을 비교하여 송신 허용 윈도우를 설정하는 자원 할당수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제어정보 처리수단은, 상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷의 헤더에 포함되어 전달된 상기 이동 단말기의 버퍼 상태 정보를 추출하여 상기 상향링크 스케줄링 수단으로 전달한다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 수신된 데이터에 에러가 있어 상기 에러가 있는 이동 단말기로 재전송 요청을 전송한 후, 상기 이동 단말기로부터 일정 주기 후에도 데이터가 수신되지 않으면 상기 재전송 요청 정보를 삭제하는 수단을 포함한 다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기는, 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국의 제어에 따라 패킷 데이터를 송신하는 이동 단말기에 있어서, 상기 기지국으로 전송할 패킷 데이터를 버퍼링하는 상향링크 버퍼링수단; 및 상기 기지국의 상향링크 스케줄러로부터 전송된 스케줄링 허가 정보에 따라 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 패킷 데이터를 전송하면서 상기 상향링크 버퍼의 상태 정보를 상기 패킷 데이터의 헤더에 표시하여 전송하는 버퍼 상태 정보 전송수단을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 이동 단말기는, 전력 소모를 감소시키기 위해, 상기 상향링크 버퍼링수단에 데이터가 없는 경우에는 상기 기지국의 상향링크 스케줄러로부터 전송된 스케줄링 허가 정보를 수신하지 않도록 수신기를 제어하는 전원관리수단을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 전원관리수단은, 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터가 있는 경우에만 데이터 채널을 통해 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터를 전송하도록 전원관리를 수행한다.
바람직하게는, 상기 버퍼 상태 정보 전송수단은, 패킷 서비스의 특성 파라미터 중에서 시간 제약을 기준으로 평균 허용지연값과 최대 허용지연 값을 지정하고, 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터의 지연 값을 고려하여 패킷 헤더에 버퍼 상태 정보를 표시한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 상향링크 시그널링을 위한 기지국의 블록 구성 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 상향링크 패킷 스케줄링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 크게 2가지 구성 요소로 구분할 수 있다.
첫번째 구성 요소는, 패킷 서비스의 특성(QoS) 정보와 기지국에서 측정한 상향링크 무선 채널의 평균값을 사용하여 상향링크 송신 허용 윈도우를 결정하는 것이다. 이는 이동 단말기와 기지국 사이에 연결 설정(connection setup)이 이루어지는 시점에서 동작하는 절차이다. 이는 도 3에서 채널상태 측정부(33)와, 제어정보 처리부(32)와, 평균 데이터 전송율 계산부(34)와, 자원 할당부(35)에 의해 수행된다.
두번째 구성 요소는, 첫번째 구성 요소에 의해 결정된 송신 허용 윈도우 정보와 무선 채널 상태 추정 정보를 사용하여 기지국 상향링크 스케줄러에서 이동 단말기로 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하고, 해당 이동 단말기 는 상향링크 버퍼에 저장된 데이터와 버퍼 상태 정보를 기지국으로 송신하는 것이다. 또한, 이는 이동 단말기로부터 수신된 데이터와 버퍼 상태 정보를 사용하여 패킷 스케줄링을 다시 수행하고, 이동 단말기로 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 과정을 포함한다. 이 과정은 전송시간 간격(TTI) 마다 이루어진다. 이는 도 3에서 상향링크 스케줄러(37)에 의해 수행된다.
첫번째 구성 요소인 상향링크 송신 허용 윈도우 결정 과정에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
이동통신 시스템에서 이동 단말기와 기지국 사이에 연결 설정(connection setup)이 이루어지는 절차는 임의 접속 동작과 링크 설정 동작으로 구분할 수 있다. 이동 단말기는 기지국에 접속을 시도할 때에 임의 접속(random access) 방식을 사용한다. 이것은 해당 기지국이 이동 단말기를 인식하고 있지 않기 때문에 필요한 동작이다. 임의 접속 동작을 통하여 이동 단말기가 기지국으로 자원 할당 요청을 한다.
본 발명에서 이동 단말기는 하기의 패킷 서비스 특성(QoS) 정보를 사용하여 기지국에 자원 할당을 요청한다.
1) 서비스 종류(QoS class): 음성형(conversational), 스트리밍(streaming), 대화형(interactive), 백그라운드 (background)
2) 데이터 전송율 (data rate): kbps
3) 시간 제약 (delay constraint): msec
여기서, 서비스 종류는 기존의 3GPP 표준 규격에서 정의된 패킷 서비스 특성 을 의미한다. 3GPP 규격에서 정의된 비트에러율(BER: Bit Error Rate) 값은 채널 상태에 따라 결정되는 적응형 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Condig) 값을 설정할 때 반영된다. 이러한 정보는 간략한 정보로 전달되는데, 임의 접속 방식에 사용되는 트랜스포트 채널인 RACH(Random Access Channel)을 통해 이동 단말기가 기지국으로 송신한다. 기지국은 상기 간략화된 패킷 서비스 특성 정보를 수신하여 데이터 채널의 자원 할당에 사용한다. 만일, 간략화된 패킷 서비스 특성 정보보다 자세한 정보가 필요하면, 자세한 정보는 데이터 채널이 할당된 이후에 기지국과 이동 단말기 사이의 링크 설정 동작시에 사용하는 일반적인 자원 할당 협상 절차를 통해 전달될 수 있다.
기지국은 패킷 서비스 설정 요청이 수신되면, 실시간 처리를 필요로 하는 음성형(conversational class) 및 스트리밍 (streaming class) 서비스일 경우 다음의 절차를 수행하여 평균 데이터 전송율을 계산한다. 이와 같은 평균 데이터 전송율 계산은 평균 데이터 전송율 계산부(34)에 의해 수행된다.
기지국의 채널 상태 측정부(33)는 자신의 셀에 위치한 모든 이동 단말기로부터 수신되는 상향링크 채널 측정용 제어 신호(reference signal)를 이용하여 기지국 전체의 상향링크 평균 채널 상태값을 측정한다. SC-FDMA 방식을 사용하는 상향링크는 대역폭을 일정한 그룹으로 나누고, 부반송파(subcarrier) 그룹을 이동 단말기에게 할당하는 방식을 사용한다. 그러므로, 기지국은 일정한 주기로 부반송파 그룹의 상태를 항상 관리한다. 이는 채널상태 측정부(33)에 의해 수행되는데, 채널상태 측정부(33)는 수신 무선 처리부(31)를 통해 수신된 상향링크 채널 측정용 제어 신호를 이용해 기지국에 연결된 전체 이동 단말기의 상향링크 평균 채널 상태를 관리한다. 채널 상태의 평균값은 최소 데이터 할당 블록(resource block)에 저장될 수 있는 데이터 크기로 표시할 수 있다. 이것은 부반송파 그룹당 데이터 전송율로도 표시할 수 있다.
예를 들어, 전송시간 간격(TTI)이 0.5msec이고 데이터 채널의 심볼 개수가 6개일 때, 부반송파(subcarrier) 그룹의 부반송파 개수가 24개이면, 최소 데이터 할당 블록에는 QPSK 방식의 변조 방식을 사용할 경우 288비트 (36바이트)의 정보를 할당할 수 있다(6 심볼 x 24 부반송파 x 2비트 (QPSK) = 288 비트 (36바이트)). 여기에서, AMC 방식에서 QPSK와 1/2 코딩을 사용할 경우 MAC 계층에서 송신할 수 있는 데이터 량은 18 바이트가 된다.
단, 여기에서 본 발명의 취지를 간략하게 설명하기 위하여 CRC와 MAC 계층에서 필요한 패킷 헤더(packet header)는 고려하지 않기로 한다. 또한, 상기 계산을 데이터 전송율로 표시하면 144비트 (0.5ms) x 2000 TTI = 288 kbps 와 같으며, 이것은 하나의 부반송파(subcarrier) 그룹이 송신할 수 있는 평균 데이터 전송율을 나타낸다.
제어 정보 처리부(32)는 수신 무선 처리부(31)를 통해 이동 단말기로부터 수신된 패킷 서비스의 데이터 전송율과, 패킷 서비스의 시간 제약 파라미터를 자원 할당부(35)로 전달한다.
자원 할당부(35)는 평균 데이터 전송율 계산부(34)에 의해 계산된 무선 채널의 평균 데이터 전송율과, 제어 정보 처리부(32)를 통해 이동 단말기로부터 전달된 패킷 서비스의 데이터 전송율 및 패킷 서비스의 시간 제약(delay constraint) 파라미터를 이용하여 부반송파(subcarrier) 그룹별로 다음과 같이 이동 단말기로 상향링크 자원을 할당한다.
1) 본 발명에서 기술한 SC-FDMA 방식은 복수개의 부반송파(subcarrier) 그룹을 운용하는 구조이므로, 입력된 패킷 서비스를 하나의 부반송파 그룹에게 할당한다. 이때, 입력된 패킷 서비스의 데이터 전송율과 현재 부반송파 그룹에서 데이터 송수신이 이루어지고 있는 전체 패킷 서비스의 데이터 전송율의 합이 허용가능한 상향링크 데이터 전송율의 평균값을 넘지 않도록 하여야 한다.
예를 들어, 하나의 부반송파 그룹의 평균 전송율이 288 kbps일 경우, 기존에 연결되어 사용중인 패킷 서비스 전송율과 새로 입력될 패킷 서비스의 전송율의 합이 288 kbps 이하이어야 한다. 만약, 이 기준을 초과할 경우 자원 할당부(35)는 요청된 패킷 서비스를 다른 부반송파 그룹에 할당하거나 서비스를 제한한다.
2) 자원 할당부(35)는 패킷 서비스의 시간 제약 파라미터를 송신 허용의 주기로 설정한다. 즉, 자원 할당부(35)는 도 6에 도시된 바와 같이, 20ms의 시간 제약을 가진 서비스일 경우 20ms 주기로 자원 할당을 결정한다.
그런 다음, 자원 할당부(35)는 패킷 서비스의 데이터 전송율을 무선 채널의 평균 전송율과 비교하여 송신 허용 윈도우를 설정한다. 즉, 자원 할당부(35)는 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 전송시간간격(TTI)당 송신 가능한 데이터 크기를 기준으로 몇 개의 윈도우를 필요로 하는 가를 결정한다. 윈도우는 하나의 윈도우에서 한번의 송신이 이루어질 경우 송신 허용 주기 내에서 패킷 데이터 전송율을 만족함 을 의미한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 32 kbps의 데이터 전송율을 필요로 하는 서비스는 20ms 주기당 80바이트 (32,000 비트 * (20/1000) ms) = 640비트(80바이트))를 송신하여야 한다. 이것은 데이터 할당 블록의 평균 데이터 전송율이 20바이트인 경우 20ms 주기당 4회의 송신이 이루어져야 함을 의미한다. 그러므로 본 발명은 각 윈도우당 1회의 송신이 성공적으로 이루어진 경우 데이터 전송율을 지원할 수 있게 된다.
자원 할당부(35)에 의해 패킷 서비스의 연결 설정(connection setup)에 대한 처리가 전술한 바와 같이 송신 허용 윈도우 설정으로 완료되면, 이동 단말기는 할당된 부반송파 그룹을 통해 채널 상태 측정용 제어 신호를 주기적으로 송신한다. 기지국의 채널 상태 측정부(33)는 수신 무선 처리부(31)를 통해 이동 단말기로부터 전달된 채널 상태 측정용 제어 신호를 이용하여 상향링크 채널 상태를 측정한다. 또한, 자원 할당부(35)는 설정된 자원할당 정보를 상향링크 스케줄러(37)로 전달한다.
상향링크 스케줄러(37)는 해당 윈도우에서 1회 이상의 송신 허가가 이루어지도록 스케줄링을 제어한다. 여기에서, 1회 이상을 허용하는 이유는 상향링크의 특성상 송신 허가를 받은 이동 단말기가 실제로 데이터를 송신하였는가를 즉시 확인할 수 없기 때문이며, 기지국의 상향링크 스케줄러(37)는 가능한 많은 송신 허가를 지시한다.
수신 무선 처리부(31)는 안테나를 통해 수신된 무선 주파수(RF) 신호를 처리 하여 채널 상태 측정용 제어 신호를 채널 상태 측정부(33)로 전달하고, 이동 단말기로부터 전달된 서비스 종류, 데이터 전송율, 시간 제약 파라미터를 제어 정보 처리부(32)로 전달한다.
수신 데이터 처리부(36)는 이동 단말기로부터 전달된 데이터를 복조하고, 에러 검사 등을 수행하는 프로세서로, 수신 데이터 처리부(36)는 각 단말기로부터 수신된 데이터에 대한 에러 검사 결과를 상향링크 스케줄러(37)로 전달한다.
또한, 송신 무선 처리부(38)는 하향링크 데이터를 무선 주파수로 전송하거나, 상향링크 스케줄러(37)로부터 입력된 스케줄링 허가 정보를 무선 주파수 신호로 전송한다.
다음은, 상향링크 스케줄러(37)에서 스케줄링을 수행하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
상향링크 스케줄러(37)는 하기의 파라미터 값을 가중치로 사용하여 매 전송시간간격(TTI)마다 상향링크 데이터 송신을 허가할 이동 단말기와 AMC로 계산된 데이터 크기를 전달한다.
1) 자원 할당부(35)에 의해 결정된 송신허용 윈도우 정보
2) 채널 상태 측정부(33)에 의해 계산된 각 이동 단말기의 채널 상태 정보
3) 제어 정보 처리부(32)를 통해 전달된 각 이동 단말기의 버퍼 상태 정보
4) 수신 데이터 처리부(36)로부터 입력된 이전에 송신된 데이터 블록의 수신 결과 정보
송신허용 윈도우 정보는 해당 이동 단말기가 윈도우 내에서 1회 이상 자원 할당을 보장하기 위한 것이다. 따라서, 상향링크 스케줄러(37)는 스케줄링 대상이 되는 모든 이동 단말기들의 송신허용 정보를 고려하여 스케줄링이 1회 이상 이루어지도록 처리한다.
이동 단말기의 채널 상태 정보는 적응형 변조 및 코딩(AMC) 값을 결정할 때 사용되며, 일반적으로 채널 상태 값, 서비스의 비트에러율(BER) 값, 그리고 데이터 할당 블록(resource block)을 고려한 AMC 단계를 정의한 테이블을 사용하여 획득될 수 있다. 만일, 이동 단말기의 채널 상태가 기준값 이하의 나쁜 채널 상태일 경우에는 채널 할당이 이루어지지 않도록 하고, 다음 전송시간간격(TTI)에 채널 할당이 처리되도록 한다.
이동 단말기의 버퍼 상태 정보는 주기적으로 이동 단말기에서 기지국으로 송신될 수 있지만, 채널 송신 주기 및 송수신 지연이 발생하여, 실시간 처리가 필요한 데이터의 버퍼 정보를 알려주기엔 적합하지 않다. 그러므로, 본 발명에서는 이동 단말기에서 버퍼 상태 정보를 상향링크 패킷 헤더에 표시하여 기지국으로 송신하며, 실시간 처리를 위하여 버퍼 상태 표시 필드를 패킷 헤더에 부가한다. 이는 이동 단말기에 버퍼 상태 정보 전송부(도면에 도시되지 않음)를 부가함으로써 구현될 수 있다. 이동 단말기의 버퍼 상태 정보 전송부는 패킷 서비스의 특성(QoS) 파라미터 중에서 시간 제약(delay constraint)을 기준으로 평균 허용지연값과 최대 허용지연 값을 지정하고, 버퍼에 저장된 데이터의 지연 값을 고려하여 패킷 헤더에 버퍼 상태를 표시한다.
예를 들면, 20ms 시간 제약(delay constraint)을 가진 패킷 서비스일 경우, 평균 허용지연값을 10ms, 최대 허용지연값을 18ms로 지정할 수 있다. 이러한 경우, 다음과 같이 2비트로 버퍼 상태를 표시한다.
00: 버퍼에 데이터가 존재하며, 데이터가 평균허용 지연값을 초과하지 않음을 표시 (우선순위가 낮음)
01: 버퍼에 데이터가 존재하며, 데이터가 평균허용 지연값을 초과함을 표시 (우선순위가 높음)
11: 버퍼에 데이터가 존재하며, 데이터가 최대허용 지연값을 초과함을 표시 (우선순위가 가장 높음)
10: 버퍼에 데이터가 존재하지 않거나 작음을 표시 (우선순위가 가장 낮음)
이전에 송신된 데이터 블록의 수신 결과 정보는 기지국에서 상향링크 패킷 데이터가 수신되었을 때, 수신 데이터 처리부(36)가 CRC 검사를 수행하고, 그 결과로서 얻어지는 정보를 의미한다. 수신 결과 정보는 상향링크에서는 스케줄링 시점에서 4 주기(TTI)의 지연이 발생하므로, 기지국은 4 주기 이전에 송신한 스케줄링 허가 (scheduling grant) 채널의 응답으로 인식한다. 물리계층은 이 정보를 재전송(ARQ: Automatic Repeat Request)의 응답(ACK/NACK) 정보로 구성하여 이동 단말기로 송신한다. 이동 단말기는 재전송의 응답 정보를 사용하여 실패한 데이터를 재전송하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 이 정보를 스케줄링의 결과를 확인하는 정보로도 사용한다.
도 4는 본 발명에 따른 기지국에서의 상향링크에 대한 시그널링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
전술한 바와 같이, 이동 단말기로부터 서비스 종류와, 데이터 전송율과, 시간 제약 정보를 포함하는 자원할당 요청을 수신하면(101), 기지국 전체의 상향링크 평균 채널 상태값을 결정하고, 결정된 평균 채널 상태값을 이용해 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율을 계산한다(102).
그런 다음, 계산된 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율과, 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율 및 시간 제약 파라미터를 이용해 상향링크 자원을 할당한다(103). 이때, 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율과, 현재 부반송파 그룹에서 데이터 송수신이 이루어지고 있는 전체 패킷 서비스의 데이터 전송율의 합이 허용 가능한 상향링크 데이터 전송율의 평균값을 넘지 않도록 하며, 패킷 서비스의 시간 제약 파라미터를 송신 허용 주기로 설정한다. 또한 하나의 전송시간간격당 송신 가능한 데이터 크기를 기준으로 필요한 윈도우의 수를 결정한다.
자원 할당이 완료되면, 할당된 부반송파 그룹을 통해 채널 상태 측정용 제어 신호를 주기적으로 수신하여, 상향링크 채널 상태를 측정 관리한다(104).
또한, 상기 결정된 송신허용 윈도우 정보와 각 이동 단말기의 채널 상태 정보와, 각 단말기의 버퍼 상태 정보 및 이전에 송신된 데이터 블록의 수신 결과 정보를 이용해 이동 단말기의 송신을 허용하는 스케줄링 허가 정보를 생성하여 이동 단말기로 전송하는 상향링크 패킷 스케줄링을 수행한다(105).
상기 상향링크 패킷 스케줄링 방법에 대한 구체적인 과정은 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 상향링크 패킷 스케줄링 과정을 설명하기 위한 흐름 도이고, 도 7은 본 발명에 따른 상향링크 패킷 스케줄링을 설명하기 위한 도면이다.
상향링크 스케줄러는 송신 허용 윈도우 정보와, 각 단말기의 채널 상태 정보를 수신하면(201), 송신 허용 윈도우가 작은 단말기의 송신을 허가하는 순서로 스케줄링 허가 정보를 송신한다(202). 도 7을 참조하여 이에 대해 살펴보면, 16 kbps 서비스인 이동 단말기 1과 32 kbps 서비스인 이동 단말기 2가 있을 경우, 송신 허용 윈도우를 고려하여 먼저 윈도우가 작은 단말기의 송신을 허가하는 순서로 스케줄링 허가(scheduling grant) 정보를 이동 단말기로 송신한다. 즉, 도 7에서 1, 2, 3, 4의 순서로 스케줄링 허가 정보를 송신한다. 그리고, 남은 시간은 채널 상태를 고려하여 채널 상태가 좋은 이동 단말기에게 우선순위를 주어 스케줄링을 허용한다(203). 도 7에서는 이동 단말기 1, 2가 동일한 채널상태인 것으로 가정하였으며, 이런 상태에서는 스케줄링 허가가 교대로 이루어진다. 그런 다음, 기지국은 이동 단말기로부터 데이터가 수신되기를 일정 시간 대기한다(204).
이동 단말기는 기지국의 스케줄링 허가 정보에 따라 상향링크 버퍼에 저장된 데이터를 송신한다. 이동 단말기가 데이터를 송신하고, 기지국은 일정 전송시간간격(도 7의 예에서는 4 전송시간간격(TTI)) 후에 데이터를 수신하게 된다.
기지국은 데이터가 일정 전송시간간격 후에 수신되면(205), 수신된 데이터에 대한 에러 검사를 수행한다(206). 에러 검사 결과 에러가 있으면(207), 즉 데이터 수신에 실패한 경우(NACK)에는 다음 스케줄링 시에 가중치를 높여서 스케줄링 기회를 할당한다(208). 그리고, 스케줄링 허가 정보나 NACK 정보를 해당 이동 단말기로 송신하면서 재전송 요청이 전달된다(209). 그런 다음, 기지국은 다시 데이터가 수신되기를 일정 주기 대기한다(204). 도 7을 참조하여 이를 설명하면, 스케줄링 허가 채널 2에 의해 이동 단말기로부터 전송된 데이터에 에러가 있는 경우, 스케줄링 허가 채널의 순서는 5, 6, 7, 8 순서로 전달된다. 다시 말해, 기지국은 스케줄링 허가 채널 6을 이동 단말기 1로 송신한 다음, 스케줄링 허가 채널 7을 이동 단말기 2로 할당하는 것이 아니라 이동 단말기 1로 할당한다.
한편, 에러 검사 결과, 수신된 데이터에 에러가 없이 성공적으로 수신된 경우(ACK인 경우), 이전의 송신허용 윈도우 값은 초기화되어 해당 윈도우에서 스케줄링 허가를 더 이상 할당하지 않는다.
이와 같이 하나의 송신허용 윈도우에서 1회의 송신이 성공적으로 이루어지면 패킷 서비스가 요구하는 데이터 전송율을 만족하게 되므로, 본 발명은 스트리밍 서비스를 지원할 수 있다.
한편, 이동 단말기는 상향링크 버퍼에 저장된 데이터를 전송하면서, 버퍼의 상태 정보를 헤더에 표시하여 전달한다. 다시 말해, 이동 단말기는 일반적으로 무선 처리부와 데이터 전송 처리부를 포함하는데, 본 발명에서는 이동 단말기에 버퍼 상태 정보 전송부가 구비되어, 데이터 전송 처리부에 의해 버퍼에 저장된 데이터를 전송하면서 현재 버퍼의 상태 정보를 헤더에 표시하여 전송할 수 있도록 한다.
기지국의 제어 정보 처리부(도 3의 32)는 수신 무선 처리부(31)를 통해 수신된 데이터의 헤더로부터 버퍼 상태 정보를 추출하여 상향링크 스케줄러(37)로 전달한다.
상향링크 스케줄러(37)는 버퍼 상태 정보를 확인하여(211), 높은 우선순위 순서로 스케줄링 허가 채널을 할당하고(212), 스케줄링 허가 정보를 이동 단말기로 송신한다(213). 도 7을 참조하면, 스케줄링 허가 채널 11, 12에 의해 수신된 패킷 헤더에 낮은 우선순위 "00"과 높은 우선순위 "11"의 버퍼 상태 표시가 있을 경우, 스케줄링 허가 채널의 순서는 15, 16, 17, 18로 전송된다. 즉, 이동 단말기 2의 버퍼 상태 정보의 우선순위가 높기 때문에 스케줄링 허가 채널 15를 이동 단말기 2에 할당한 다음에 스케줄링 허가 채널 16을 다시 이동 단말기 2에 할당한다.
이동 단말기는 전원 관리(power saving)가 필수적인 기능이다. 일반적으로 전원 관리를 위해, 이동 단말기에 송수신되는 데이터가 없을 경우 이동 단말기의 송수신 기능은 슬립(sleep) 상태로 관리된다. 또한, 이동 단말기는 하향링크 채널의 수신 기능과 상향링크 채널의 송신 기능으로 나뉘어 이루어지며, 전원 관리도 이에 따라 이루어지는 것이 효과적이다.
본 발명에서는 하향링크 전력 소모를 감소시키기 위하여 이동 단말기는 자신의 상향링크 버퍼에 데이터가 있는 경우에만 스케줄링 허가(scheduling grant) 채널을 수신한다. 기지국은 자원 할당과 스케줄링 파라미터를 사용하여 데이터 송신을 허가하지만, 이동 단말기는 송신할 데이터가 없는 경우 이 스케줄링 허가 채널을 수신하지 않아도 되기 때문에, 수신 기능의 사용으로 인한 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상향링크 전력 소모를 감소시키기 위하여 이동 단말기는 자신의 상향링크 버퍼에 데이터가 있는 경우에만 데이터 채널로 데이터를 송신 한다. 기지국에서는 스케줄링 허가 채널을 송신한 후, 상향링크 데이터가 수신되지 않거나 데이터 수신이 실패(NACK)하는 경우 정상적인 동작에 문제가 발생하므로, 다음과 같은 절차를 통해 이러한 문제를 해결한다.
기지국이 스케줄링 허가 채널을 이동 단말기로 송신한 후, 일정한 주기(4 전송시간간격) 이후에 수신된 데이터에 CRC 에러가 발생되면(206, 207), 이동 단말기로 재전송 응답 정보(NACK)를 송신한다(209).
이동 단말기는 버퍼에 데이터가 없으면 재전송 응답 정보를 수신하지 않으며, 이에 따라 데이터를 재전송하지 않는다.
기지국은 일정한 주기 이후에 데이터의 수신이 이루어지지 않으면(205), 이전에 수신된 NACK 정보는 오류인 것으로 인식하고, 이 정보를 삭제한다(214).
이러한 동작은 이동 단말기의 전력 소모를 최소화하기 위하여 송수신 기능을 중지하기 위한 것이며, 기지국이 상향링크 데이터를 수신할 때, NACK가 아닌 데이터 미수신으로 인식한 경우에는 생략될 수 있다.
한편, 본 발명의 설명에서는 기지국의 구성 요소 전체를 설명하지 않고, 본 발명의 설명에 필요한 일부 구성 요소만을 설명하였다. 또한 이동 단말기의 구성 요소에 대해서도 이동 단말기의 구성 요소 전체에 대해 설명하지 않고, 본 발명의 설명에 필요한 일부 구성 요소만을 설명하였다. 하지만, 전술한 바와 같은 본 발명을 이용해 이를 구현하는 것은 당업자에 자명할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 실시간 서비스가 필요한 스트리밍 서비스의 시간 제약을 만족하도록 상향링크 데이터를 송신할 수 있으며, 기지국에 접속한 이동 단말기들에게 공평한 스케줄링을 기회를 부여할 수 있다. 또한, 이동 단말기는 버퍼 상태에 따라 송수신 동작을 제어하여 전력 소모를 최소화할 수 있다.

Claims (29)

  1. 상향링크 버퍼를 구비한 이동 단말기와 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에서의 상향링크 시그널링 방법에 있어서,
    상기 이동 단말기로부터 자원 할당 요청과 함께 전달된 패킷 서비스의 특성 정보와 상기 기지국에서 측정된 상향링크 무선 채널 상태 정보를 이용하여 상향링크 자원을 할당하고 송신 허용 윈도우를 설정하는 (a) 단계; 및
    상기 설정된 송신 허용 윈도우와 각 이동 단말기의 채널 상태 추정 정보와, 각 이동 단말기로부터 전달된 버퍼 상태 정보 및 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터의 수신 결과 정보를 이용해 상기 이동 단말기로 전송시간간격마다 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 (b) 단계를 포함하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 이동 단말기로부터 전달되는 버퍼 상태 정보가 상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷의 헤더에 포함되어 전달되는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 이동 단말기로부터 패킷 서비스의 특성 정보를 포함하는 자원 할당 요청을 수신하는 단계;
    상기 기지국 전체의 상향링크 채널 상태를 이용해 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율을 계산하는 단계;
    상기 평균 데이터 전송율과, 상기 이동 단말기로부터 수신된 패킷 서비스의 특성 정보를 이용해 상향 링크 자원을 할당하는 단계; 및
    상기 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율과 상기 계산된 평균 데이터 전송율을 비교하여 송신 허용 윈도우를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상향링크 자원 할당에 따라 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 수신되는 채널 상태 측정용 제어 신호를 이용해 상향링크 채널 상태를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 특성 정보는,
    서비스 종류와, 데이터 전송율 및 시간 제약을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 스케줄링 허가 정보는, 상기 설정된 송신 허용 윈도우에서 적어도 1회 이상 송신 허가가 이루어지도록 스케줄링되어 각 이동 단말기로 송신되는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 설정된 송신 허용 윈도우에 근거하여 전송시간간격마다 각 이동 단말기로 송신을 허가하는 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계;
    상기 스케줄링 허가 정보에 따라 각 이동 단말기로부터 데이터가 수신되면, 수신된 데이터에 대한 에러 검사를 수행하는 단계;
    상기 수신된 데이터에 에러가 있으면, 에러가 발생된 이동 단말기에 가중치 를 높여 스케줄링 기회를 부여하여 전송시간간격마다 각 이동 단말기로 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계;
    상기 수신된 데이터에 에러가 없으면, 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터 패킷의 헤더에 포함된 버퍼 상태 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 버퍼 상태 정보에 따라 우선순위가 높은 순서로 스케줄링 기회를 부여하여 각 이동 단말기로 상기 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 특성 정보는 임의 접속을 위한 트랜스포트 채널을 통해 간략화된 형태로 기지국으로 전달되는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 평균 데이터 전송율 계산 단계는,
    상기 기지국의 셀 내에 위치한 각 이동 단말기로부터 수신된 상향링크 채널 측정용 제어 신호를 이용해 기지국 전체의 상향링크 평균 채널 상태값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 상향링크 평균 채널 상태값을 이용해 부반송파 그룹당 데이터 전송율을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 상향링크 자원할당 단계에서,
    상기 이동 단말기로부터 전달된 시간 제약이 송신 허용 주기로 설정되는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 이동 단말기의 채널 상태를 고려하여 채널 상태가 좋은 이동 단말기에 우선 순위를 주어 스케줄링 허가 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신 허용 윈도우에 근거하여 상기 송신 허가 정보를 송신하는 단계는, 상기 송신 허용 윈도우가 작은 이동 단말기의 순서로 스케줄링 허가 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신된 데이터에 에러가 있어 상기 에러가 있는 이동 단말기로 재전송 요청을 전송한 후, 상기 이동 단말기로부터 일정 주기 후에도 데이터가 수신되지 않으면 상기 재전송 요청 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 상향링크 시그널링 방법.
  14. 상향링크 버퍼를 구비한 이동 단말기와 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에 있어서,
    상기 이동 단말기로부터 자원 할당 요청과 함께 전달된 패킷 서비스의 특성 정보와 상기 기지국에서 측정된 상향링크 무선 채널 상태 정보를 이용하여 상향링크 자원을 할당하고 송신 허용 윈도우를 설정하는 제1 수단; 및
    상기 설정된 송신 허용 윈도우와 각 이동 단말기의 채널 상태 추정 정보와, 각 이동 단말기로부터 전달된 버퍼 상태 정보 및 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터의 수신 결과 정보를 이용해 상기 이동 단말기로 전송시간간격마다 데이터 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 송신하는 상향링크 스케줄링 수단을 포함하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 수단은,
    상기 이동 단말기로부터 주기적으로 수신되는 채널 상태 측정용 제어 신호를 이용해 상향링크 채널 상태를 측정하는 채널상태 측정수단;
    상기 채널상태 측정수단에 의해 측정된 기지국 전체의 상향링크 채널 상태를 이용해 부반송파 그룹당 평균 데이터 전송율을 계산하는 평균 데이터 전송율 계산수단;
    상기 이동 단말기로부터 전송된 제어 정보를 처리하는 제어정보 처리수단; 및
    상기 계산된 평균 데이터 전송율과, 상기 제어정보 처리수단을 통해 상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷 서비스의 특성 정보를 이용해 상향 링크 자원을 할당하고, 상기 이동 단말기로부터 전달된 데이터 전송율과 상기 계산된 평균 데이터 전송율을 비교하여 송신 허용 윈도우를 설정하는 자원 할당수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어정보 처리수단은,
    상기 이동 단말기로부터 전달된 패킷의 헤더에 포함되어 전달된 상기 이동 단말기의 버퍼 상태 정보를 추출하여 상기 상향링크 스케줄링 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 수단은,
    상기 자원 할당수단에 의해 설정된 송신 허용 윈도우에 근거하여 전송시간간격마다 각 이동 단말기로 송신을 허가하는 스케줄링 허가 정보를 전송하고, 상기 이동 단말기로부터 수신된 데이터에 에러가 있으면, 에러가 발생된 이동 단말기에 가중치를 높여 스케줄링 기회를 부여하며, 상기 제어정보 처리수단으로부터 전달된 상기 이동 단말기의 버퍼 상태 정보에 따라 우선순위가 높은 순서로 스케줄링 기회를 부여하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 특성 정보는,
    서비스 종류와, 데이터 전송율 및 시간 제약을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 수단은 상기 설정된 송신 허용 윈도우에서 적어도 1회 이상 송신 허가가 이루어지도록 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 특성 정보는 임의 접속을 위한 트랜스포트 채널을 통해 간략화된 형태로 상기 기지국으로 전달되는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 평균 데이터 전송율 계산수단은,
    상기 채널상태 측정수단에 의해 측정된 기지국 전체의 상향링크 평균 채널 상태값을 결정하고, 상기 결정된 상향링크 평균 채널 상태값을 이용해 부반송파 그룹당 데이터 전송율을 계산하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 자원할당수단은,
    상기 제어정보 처리수단을 통해 상기 이동 단말기로부터 전달된 시간 제약을 송신 허용 주기로 설정하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 수단은,
    각 이동 단말기의 채널 상태를 고려하여 채널 상태가 좋은 이동 단말기에 우선 순위를 주어 스케줄링을 허가하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 상향링크 스케줄링 수단은,
    상기 송신 허용 윈도우가 작은 이동 단말기의 순서로 스케줄링을 허가하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 수신된 데이터에 에러가 있어 상기 에러가 있는 이동 단말기로 재전송 요청을 전송한 후, 상기 이동 단말기로부터 일정 주기 후에도 데이터가 수신되지 않으면 상기 재전송 요청 정보를 삭제하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 기지국 장치.
  26. 상향링크 스케줄러를 구비한 기지국의 제어에 따라 패킷 데이터를 송신하는 이동 단말기에 있어서,
    상기 기지국으로 전송할 패킷 데이터를 버퍼링하는 상향링크 버퍼링수단; 및
    상기 기지국의 상향링크 스케줄러로부터 전송된 스케줄링 허가 정보에 따라 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 패킷 데이터를 전송하면서 상기 상향링크 버퍼의 상태 정보를 상기 패킷 데이터의 헤더에 표시하여 전송하는 버퍼 상태 정보 전 송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 이동 단말기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    전력 소모를 감소시키기 위해, 상기 상향링크 버퍼링수단에 데이터가 없는 경우에는 상기 기지국의 상향링크 스케줄러로부터 전송된 스케줄링 허가 정보를 수신하지 않도록 수신기를 제어하는 전원관리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 이동 단말기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 전원관리수단은,
    상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터가 있는 경우에만 데이터 채널을 통해 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터를 전송하도록 전원관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 이동 단말기.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 버퍼 상태 정보 전송수단은,
    패킷 서비스의 특성 파라미터 중에서 시간 제약을 기준으로 평균 허용지연값과 최대 허용지연 값을 지정하고, 상기 상향링크 버퍼링수단에 저장된 데이터의 지연 값을 고려하여 패킷 헤더에 버퍼 상태 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 패킷 이동통신 시스템에서 스트리밍 서비스를 위한 이동 단말기.
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