KR20090098049A - 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한무선 자원 관리 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한무선 자원 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한 무선 자원 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 채널 별로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하는 과정과, 상기 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 변경하는 과정을 포함하여, 무선 자원을 효율적으로 관리할 수 있어 사용자의 수용 용량을 늘일 수 있는 이점이 있다.
광대역 무선통신 시스템, MBS, 전용 채널, 일반 채널

Description

광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한 무선 자원 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RADIO RESOURCE MANAGEMENT USING A COUNTING ALGORITHM IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한 무선 자원 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 상기 카운팅 알고리즘을 이용하여 각 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 혹은 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경함으로써 무선 자원을 효율적으로 관리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통 신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선접속 시스템에 도입되었다.
상기 광대역 무선접속 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선접속 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz 및 60GHz 등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 인터넷 망, IMT2000망, ATM(Asynchronous Transfer Mode)망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있는 무선통신시스템이다. 상기 광대역 무선접속 시스템은 터미널의 이동성(고정 또는 이동), 통신 환경(실내 또는 실외) 및 채널 전송률에 따라 광대역 무선 가입자 망, 광대역 이동 액세스 망 및 고속 무선 LAN(Local Area Network)으로 분류할 수 있다.
상기 광대역 무선접속 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다. 상기 IEEE 802.16 표준은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자들이 채널(또는 자원)을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 또한 서비스 품질(Quality of Service : QoS)이 보장되어 사용자는 서비스의 특성에 따라 서로 다른 품질의 서비스를 제공받을 수 있다.
상기 IEEE 802.16 시스템에는 다수의 이동 단말들에게 멀티캐스트 및 브로드캐스트를 제공할 수 있는 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Service : 이하 'MBS'라 칭함) 서비스 규격이 존재한다. 상기 MBS 규격에서는 서로 다른 CID(Connection IDentifier) 또는 서로 다른 SA(Security Association)를 통해 같은 멀티캐스트, 브로드캐스트 서비스 지역을 구분할 수 있다. 여기서, MBS 존(MBS_ZONE)은 상기 CID와 SA를 통해 브로드캐스트, 멀티캐스트 서비스 플로우가 유효한 지역이라는 것을 가리키는데 사용되며, 기지국은 하향링크 채널 기술자(Downlink Channel Descriptor : DCD) 메시지를 통해 MBS 존 정보를 방송한다. 즉, 상기 MBS 존은 콘텐츠를 전송하기 위해 같은 CID와 SA를 사용하는 기지국 그룹이라 할 수 있다.
상기 MBS는 기존의 유니캐스트 서비스와 달리 여러 대의 기지국이 동일한 시각에 동일한 방송 콘텐츠를 동일한 주파수로 송신하고, 수신 단말이 여러 기지국으로부터 수신한 패킷을 컴바이닝(combining)하여 사용함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 기존의 유니캐스트 서비스의 경우, 단말이 셀 경계(cell edge)에 존재할 시, 셀 간의 큰 간섭으로 인해 데이터 송수신이 원활하지 못한 문제점이 있다. 그러나, 상기 MBS의 경우에는 단말이 셀 경계에 존재하더라도 인접 기지국이 동기화된 시각에 동일한 콘텐츠를 전송하기 때문에, 여러 기지국으로부터 동일한 데이터를 수신하여 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 효과를 매크로 다이버시티(macro diversity) 이득이라 한다.
상기 MBS에서 사용되는 채널은 무선 자원 관리 방식에 따라 일반 채널(Common Channel)과 전용 채널(Dedicate Channel)로 나뉜다. 상기 일반 채널은 하나의 방송 서비스 데이터를 MBS 데이터 버스트를 통해 전송함으로 동일한 데이터에 대한 무선자원의 낭비를 줄일 수 있도록 한 채널을 말하며, 상기 전용 채널은 각 사용자에 대한 데이터를 유니캐스트 방식으로 전송하는 채널을 말한다. 현재 MBS에서는 상기 일반 채널을 이용하여 단말에게 다양한 방송 서비스를 제공하려 하고 있으며, 더 나아가 사용자들이 단순히 서비스를 받는 것이 아닌 직접 참여할 수 있는 서비스 형태의 실시간 개인방송 서비스를 제공하려 하고 있다.
하지만, 상기 일반 방송 서비스의 경우, 사용자 시청 시간대를 고려한 스케줄링 기반으로 일반 채널을 이용하여 서비스를 제공하는 것이 적합할지 모르지만, 실시간 개인방송 서비스의 경우에는 일반 채널을 사용하기에는 많은 제약이 따르게 된다. 즉, 상기 실시간 개인 방송 서비스 경우, 사용자 요구에 따라 언제 어디서나 서비스를 제공해주어야 하는 특징 때문에 스케줄링 방식을 적용하기 어려우며, 만약 이러한 개인 방송 서비스를 전용 채널로 사용자에게 방송하게 된다면, 시청자가 많을 경우 각 개인 시청자에게 유니캐스트 방식으로 서비스를 제공해야 하기 때문에 제한된 무선자원을 낭비하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한 무선 자원 관리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용하여 각 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 혹은 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경함으로써 무선 자원을 효율적으로 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기의 무선 자원 관리 방법은, 채널 별로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하는 과정과, 상기 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기의 무선 자원 관리 장치는, 채널 별로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하는 수단과, 상기 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용하여, 각 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 혹은 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경함으로써, 무선 자원을 효율적으로 관리할 수 있으며, 사용자의 수용 용량을 늘일 수 있는 이점이 있다. 또한, 실시간 개인 방송 서비스가 더욱 확대될 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 이용한 무선 자원 관리 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
이하 설명에서, 기지국은 RAS(Radio Access Station) 혹은 BS(Base Station)로 구성될 수 있으며, 기지국 제어기는 ACR(Access Control Router) 혹은 ASN GW(Access Service Network Gateway)로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스 제공을 위한 네트워크 구조를 도시하는 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 광대역 무선통신 시스템은 기지국 제어기(120), 기지국(110), 단말(100)을 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 기지국 제어기(120) 패킷화(Packetization) 및 타임 스탬핑(time stamping)을 담당하여 상기 단말(100)의 연결(connection) 및 이동성(mobility)을 관리한다. 여기서, 상기 기지국 제어기(120)의 소프트웨어 기능 블록으로 MBS 제어기(MBS Controller)가 존재하며, 상기 MBS 제어기는 MBS 서비스를 제어 및 관리하고, 콘텐츠 제공자에 의해 생성된 MBS 콘텐츠를 저장 및 상기 단말(100)에게 제공하는 역할을 한다. 상기 MBS 제어기는 상기와 같이 기지국 제어기(120)의 소프트웨어 기능 블록으로 구현할 수도 있고, 상기 기지국 제어기(120)와는 별도의 기능 블록으로 구현할 수도 있다. 또한, 상기 기지국 제어기(120)는 본 발명의 실시 예에 따른 카운팅 알고리즘을 이용하여, 각 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 혹은 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경함으로써 무선 자원을 효율적으로 관리한다.
상기 기지국(110)은 IEEE 802.16 규격에 따라 상기 단말(100)에게 무선구간의 커넥션(connection)을 제공한다.
마지막으로, 상기 단말(100)은 IEEE 802.16 규격을 지원하고, 사용자에게 MBS 서비스를 제공한다.
도시된 바와 같이, 하나의 MBS 존은 다수의 기지국(110)들로 구성되며, 동일 MBS 존 내 기지국(110)들은 동일한 시간 또는 동일한 주파수를 이용하여 동일한 MBS 콘텐츠를 서비스 단말(100)에게 전송한다. 또한, 동일 MBS 존 내 기지국(110)들은 동일한 CID 값을 사용하며, 동일한 프레임 구조를 가지고 있기 때문에 MBS 존 내에서는 단말(100)이 재 연결 설정 절차의 필요 없이 MBS 서비스를 제공 받을 수 있게 된다. 하지만, 단말(100)이 이전과 다른 MBS 존으로 이동할 경우, 상기 단말(100)은 이전과 다른 MCID 값을 가지게 되며, 따라서 새로운 연결 설정 절차가 필요하게 된다. 이 경우, 상기 단말(100)은 기지국(110)과 DSA 메시지를 송수신하여 자신이 원하는 또 다른 방송 서비스에 대한 요청을 하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 MBS 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 일반 채널의 경우, 초기에 단말은 초기 동기 절차를 위한 프리앰블(Preamble)(201)을 수신하고, 이후 DL-MAP 메시지를 수신한다. 상기 DL-MAP 메시지는 현재 프레임에 전송하는 버스트를 지시하기 위한 DL-MAP IE로 구성되며, MBS를 제공하는 경우에는 MBS-MAP IE(203)를 더 포함한다. 이때, 특정한 방송 서비스에 가입된 단말은 상기 DL-MAP 메시지에 존재하는 MBS-MAP IE(203)를 수신하고, 상기 MBS-MAP IE(203)가 지시하는 MBS MAP 메시지(205)를 수신하게 된다. 여기서, 상기 MBS-MAP IE(203)는 MBS 존에 대한 식별자, MBS MAP 메시지(205)의 시작을 가리키는 OFDMA의 옵셋(offset), MBS MAP 메시지(205)를 디코딩하기 위 한 정보 및 MBS MAP 메시지의 크기 등의 정보를 포함하여 구성되고, 상기 MBS MAP 메시지(205)는 MBS Data IE(207)로 구성되며, 상기 MBS Data IE(207)를 통해 MBS 데이터 버스트(Data Burst)(209)들의 위치 정보 및 디코딩 정보와 다음 MBS MAP 메시지(211)의 위치 정보 및 디코딩 정보를 단말로 전송한다. 이때, 상기 단말은 상기 MBS Data IE(207)에 포함된 정보를 이용하여 특정 MBS 프레임에 할당된 MBS 데이터 버스트(209)를 통해 MBS 데이터를 수신한다.
그러므로, 일반 채널의 경우, 동일한 MBS 데이터를 수신하는 단말들은 동일한 MBS 데이터 버스트(209)를 참조하게 되며, 이로써 같은 MBS 존으로 이동할 시 새로운 서비스를 요청하는 DSA 절차를 수행하지 않아도 된다. 반면, 전용 채널의 경우, 단말들은 동일한 MBS 데이터 버스트(209)를 참조하는 것이 아니라 일반적인 데이터를 수신하는 형태로 서비스를 제공받게 된다. 즉 각 단말이 요청하는 방송 채널은 유니캐스트(Unicast) 방식으로 전송이 이루어지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 카운팅 알고리즘을 위해, 여러 기지국을 관리하는 기지국 제어기는 현재 방송중인 채널들에 대해 카운팅 테이블(Counting table)을 생성 및 관리한다. 여기서, 상기 카운팅 테이블의 길이는 얼마나 많은 방송 채널을 제공하느냐에 따라서 늘어날 수 있다.
채널 CH i
DCV 4
CCV 3
단말 수 6
채널 서비스 방식 전용 채널 혹은 일반 채널
여기서, 상기 채널은 방송 서비스 채널을 의미하며, MBS의 서비스 채널 식별자인 MCID와 일대일 매핑되며, 상기 단말은 상기 채널을 서비스받고 있는 단말 수를 의미한다. 상기 CCV 및 DCV는 상기 단말 수에 따라 증가/감소되어, 본 발명에 따른 카운팅 알고리즘에 따라 해당 채널의 서비스 방식을 변경하며, 잦은 서비스 방식 변경을 막고 효율적인 카운팅이 이루어지도록 하기 위해 적용된 값이다. 여기서, 초기 CCV는 어떤 값이 설정되어도 무방하나, 시뮬레이션 결과 초기 DCV가 3 이하로 설정되는 경우 항상 단말의 수가 0이 되어야만 변경이 이루어지기 때문에 상기 초기 DCV는 4 이상의 값으로 설정한다. 상기 채널 서비스 방식은 해당 채널의 서비스 방식을 의미하며, 상기 카운팅 알고리즘에 따라 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경될 수도 있고 혹은 초기 일반 채널에서 전용 채널로 변경될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기가 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 하나의 채널을 예로 들어 설명할 것이며, 상기 기지국 제어기는 서비스되는 모든 채널에 대해 동일한 방법을 적용하여 관리한다. 또한, 이하 설명에서 단말의 수는 일정 주기로 측정된다.
상기 도 3을 참조하면, 기지국 제어기는 301단계에서 특정 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 전용 채널로서 초기 할당하고, 초기 CCV를 설정한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 303단계에서 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 크거나 같은지 여부를 검사한다. 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작을 시, 상기 기지국 제어기는 307단계에서 현재의 서비스 방식을 유지하고, 즉 상기 채널을 전용 채널로서 계속 할당하고, 상기 303단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 크거나 같을 시, 상기 기지국 제어기는 309단계에서 상기 CCV를 1 작은 값으로 갱신하고, 311단계에서 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 전용 채널로서 계속 할당한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 313단계에서 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사한다. 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 상기 기지국 제어기는 317단계에서 상기 CCV를 1 큰 값으로 갱신하고, 319단계에서 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 전용 채널로서 계속 할당한 후, 상기 313단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 상기 기지국 제어기는 321단계에서 상기 CCV를 1 작은 값으로 갱신하고, 323단계로 진행하여 상기 갱신된 CCV가 0인지 여부를 검사한다. 상기 갱신된 CCV가 0이 아닐 시, 상기 기지국 제어기는 325단계에 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 전용 채널로서 계속 할당한 후, 상기 313단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 갱신된 CCV가 0일 시, 상기 기지국 제어기는 327단계에 상기 채널의 서비스 방식을 변경하여, 해당 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 일반 채널로서 할당한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
여기서, 하기 <표 2>의 카운팅 테이블을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경하기 위한 방법을 살펴보면 다음과 같다.
CCV 3 3 3 2 1 2 3 2 1 0 4 4 4 4
채널 서비스 방식 D D D D D D D D D C C C C C
단말 수 2 3 4 5 6 5 4 5 6 7 8 9 10 11
여기서, 상기 <표 2>와 같이 초기 CCV를 3으로 설정하고 기준값으로 5를 가정하였을 경우, 상기 기지국 제어기는 일정 주기로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값인 5보다 크거나 같은지 여부를 검사한다. 상기 초기 할당 이후, 상기 측정된 단말의 수가 기준값인 5보다 크거나 같아지기 전까지, 상기 기지국 제어기는 해당 채널을 전용 채널로서 계속 할당한다. 이후, 측정된 단말의 수가 기준값인 5와 같아지는 시점에 상기 기지국 제어기는 상기 CCV를 3에서 2로 감소시킨다. 이후, 상기 기지국 제어기는 상기 단말의 수를 측정하여, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 경우, 상기 CCV를 1 증가시키고, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 경우, 상기 CCV를 1 감소시킨다. 이때, 상기 감소된 CCV 값이 0이 되면, 상기 기지국 제어기는 상기 채널의 서비스 방식을 변경하여, 해당 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 일반 채널로서 할당한다.
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기가 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 변경하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 하나의 채널을 예로 들어 설명할 것이며, 상기 기지국 제어기는 서비스되는 모든 채널에 대해 동일한 방법을 적용하여 관리한다. 또한, 이하 설명에서 단말의 수는 일정 주기로 측정된다.
상기 도 4를 참조하면, 기지국 제어기는 401단계에서 특정 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 일반 채널로서 초기 할당하고, 초기 DCV를 설정한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 403단계에서 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작거나 같은지 여부를 검사한다. 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 클 시, 상기 기지국 제어기는 407단계에서 현재의 서비스 방식을 유지하고, 즉 상기 채널을 일반 채널로서 계속 할당하고, 상기 403단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작거나 같을 시, 상기 기지국 제어기는 409단계에서 상기 DCV를 1 작은 값으로 갱신하고, 411단계에서 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 일반 채널로서 계속 할당한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 413단계에서 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사한다. 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 상기 기지국 제어기는 417단계에서 상기 DCV를 1 큰 값으로 갱신하고, 419단계에서 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 일반 채널로서 계속 할당한 후, 상기 413단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 상기 기지국 제어기는 421단계에서 상기 DCV를 1 작은 값으로 갱신하고, 423단계로 진행하여 상기 갱신된 DCV가 0인지 여부를 검사한다. 상기 갱신된 DCV가 0이 아닐 시, 상기 기지국 제어기는 425단계에 현재의 서비스 방식을 유지, 즉 상기 채널을 일반 채널로서 계속 할당한 후, 상기 413단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 갱신된 DCV가 0일 시, 상기 기지국 제어기는 427단계에 상기 채널의 서비스 방식을 변경하여, 해당 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 전용 채널로서 할당한다.
이후, 상기 기지국 제어기는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
여기서, 하기 <표 3>의 카운팅 테이블을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 변경하기 위한 방법을 살펴보면 다음과 같다.
DCV 4 4 4 4 4 4 4 3 4 3 2 1 0 3
채널 서비스 방식 C C C C C C C C C C C C D D
단말 수 10 11 10 9 8 7 6 5 6 5 4 3 2 1
여기서, 상기 <표 3>과 같이 초기 DCV를 4로 설정하고 기준값으로 5를 가정하였을 경우, 상기 기지국 제어기는 일정 주기로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값인 5보다 작거나 같은지 여부를 검사한다. 상기 초기 할당 이후, 상기 측정된 단말의 수가 기준값인 5보다 작거나 같아지기 전까지, 상기 기지국 제어기는 해당 채널을 일반 채널로서 계속 할당한다. 이후, 측정된 단말의 수가 기준값인 5와 같아지는 시점에 상기 기지국 제어기는 상기 DCV를 4에서 3으로 감소시킨다. 이후, 상기 기지국 제어기는 상기 단말의 수를 측정하여, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 경우, 상기 DCV를 1 증가시키고, 현재 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 경우, 상기 DCV를 1 감소시킨다. 이때, 상기 감소된 DCV 값이 0이 되면, 상기 기지국 제어기는 상기 채널의 서비스 방식을 변경하여, 해당 채널을 서비스받고자 하는 단말들에게 해당 채널을 전용 채널로서 할당한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 위한 MBS 호 초기 설정 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 단말(500)은 501단계에서 HTTP 요청 메시지를 이용하여 상기 기지국 제어기(520)로 현재 방송되고 있는 콘텐츠(혹은 채널)의 리스트를 요청하고, 503단계에서 HTTP 응답 메시지를 이용하여 상기 기지국 제어기(520)로부터 해당 콘텐츠 리스트를 수신한다. 이때, 해당 사용자는 상기 수신된 콘텐츠 리스트를 이용하여 원하는 콘텐츠를 선택할 수 있다.
이후, 상기 단말(500)은 505단계에서 사용자에 의해 선택된 콘텐츠의 ID를 포함하는 DSA-REQ(Dynamic Service Addition-REQuest) 메시지를 기지국(510)으로 전송한다. 여기서, 상기 DSA-REQ 메시지는 상기 콘텐츠 ID 외에도 다수의 방송 호 요구 시 관련 과정을 구분하기 위한 트랜잭션(Transaction) ID, 단말이 요청하는 서비스를 구분하기 위한 요청 서비스 식별자를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 단말이 요청하는 서비스는 일반적인 사용자 데이터 서비스, 단일 기지국 기반의 MBS 서비스, 다중 기지국 기반의 MBS 서비스로 구분할 수 있다.
이후, 상기 기지국(510)은 507단계에서 상기 DSA-REQ 메시지를 성공적으로 수신 및 이에 대한 처리를 수행하고 있음을 알리기 위한 DSX-RVD(ReceiVeD) 메시지를 상기 단말(500)로 전송하고, 509단계로 진행하여 기지국 제어기(520)로 상기 콘텐츠 ID를 포함하는 PD(Packet Data) 요청 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 DSX-RVD 메시지는 상기 트랜잭션 ID를 포함하여 구성되고, 상기 PD 요청 메시지는 상기 콘텐츠 ID 외에도 상기 요청 서비스에 대한 QoS 정보, 요청 서비스 식별자, 본 발명에 따른 단말의 수를 카운팅하기 위한 증가 스위칭 체크 정보를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 기지국 제어기(520)는 본 발명의 실시 예에 따른 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 변경할 시, 상기 증가 스위칭 체크 정보를 이용하여 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 증가시킨다. 만약, 상기 단말(500)이 선택한 콘텐츠의 수가 다수일 경우, 상기 기지국 제어기(520)는 상기 증가 스위칭 체크 정보를 이용하여 각각의 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 증가시킨다.
이후, 상기 기지국 제어기(520)는 511단계에서 해당 콘텐츠에 대한 인증을 수행하고, PD 응답 메시지를 상기 기지국(510)으로 전송한다. 여기서, 상기 PD 응답 메시지는 서비스 플로우 ID(SFID), QoS 정보, 콘텐츠 ID, 요청 서비스 식별자를 포함하여 구성된다.
이후, 상기 기지국(510)은 513단계에서 상기 단말(500)로 DSA-RSP(Dynamic Service Addition-ReSPonse) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 DSA-RSP 메시지는 상기 콘텐츠에 대한 멀티캐스트 커넥션 ID(Multicast Connection ID : 이하 'MCID'라 칭함) 혹은 트랜스포트 커넥션 ID(Transport Connection ID : 이하 'TCID'라 칭함), QoS 정보를 포함하여 구성된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 위한 MBS 호 삭제 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 단말(600)은 601단계에서 기지국 제어기(620)로부터 MBS 트래픽을 수신하는 도중, 사용자의 키 조작에 따라 해당 MBS 트래픽의 수신을 종료하기 위해 603단계에서 기지국(610)으로 DSD-REQ(Dynamic Service Deletion-REQuest) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 DSD-REQ 메시지는 트랜잭션 ID, SFID, MCID/TCID가 포함된다.
이때, 상기 기지국(610)은 605단계에서 상기 단말(600)로 DSD-RSP(Dynamic Service Deletion-ReSPonse) 메시지를 전송하고, 607단계에서 기지국 제어기(620)로 MBS 해제 통보 메시지를 전송한 후, 609단계에서 상기 기지국 제어기(620)로부터 MBS 해제 응답 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 DSD-RSP 메시지에는 상기 트랜잭션 ID가 포함되어 구성되며, 상기 MBS 해제 통보 메시지에는 본 발명에 따른 단말의 수를 카운팅하기 위한 감소 스위칭 체크 정보가 포함되어 구성된다. 이때, 상기 기지국 제어기(620)는 본 발명의 실시 예에 따른 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 변경할 시, 상기 감소 스위칭 체크 정보를 이용하여 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 감소시킨다.
한편, 단말이 MBS 존 1에서 MBS 존 2로 이동하였을 때 상기 단말은 DSA 절차를 수행하기 때문에 본 발명에서 제시한 카운팅 알고리즘을 문제없이 수행할 수 있다. 하지만, 단말이 동일한 MBS 존의 기지국 1에서 기지국 2로 이동하게 되면, 카운팅에 대한 문제가 발생할 수 있다. 이는 동일한 MBS 존이기 때문에 동일한 MCID와 방송 데이터가 동일한 프레임 상에 위치하여 상기 DSA 절차를 수행하지 않아도 되기 때문이다. 즉, 상기 DSA 절차는 단말 이동 시 카운팅에 대한 정보를 기지국 제어기에게 통보하는 중요한 정보를 가지고 있기 때문에, 상기 DSA 절차를 수행하지 않는 동일 MBS 존 내 기지국 간 이동의 경우 상기 카운팅에 대한 정보를 기지국 제어기에게 통보할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 이에 대한 해결 방안이 필요하다.
이를 해결하기 위해, 동일한 MBS 존 내 기지국 간 이동 시, 단말은 핸드오버를 수행할 새로운 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송할 시, 상기 핸드오버 요청 메시지에 기존 기지국에서 수신하던 채널의 정보(예, MCID)를 포함하여 전송하고, 상기 새로운 기지국으로 하여금 기지국 제어기로 카운팅에 대한 정보, 즉 증가 스위칭 체크 정보를 전송할 수 있도록 한다. 이로써, 상기 기지국 제어기는 본 발명의 실시 예에 따른 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 변경할 시, 상기 증가 스위칭 체크 정보를 이용하여 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 증가시킬 수 있다.
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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스 제공을 위한 네트워크 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 MBS 프레임 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기가 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 전용 채널에서 일반 채널로 변경하기 위한 방법을 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기가 카운팅 알고리즘을 이용하여 채널의 서비스 방식을 초기 일반 채널에서 전용 채널로 변경하기 위한 방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 위한 MBS 호 초기 설정 절차를 도시한 신호 흐름도, 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 카운팅 알고리즘을 위한 MBS 호 삭제 절차를 도시한 신호 흐름도.

Claims (18)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기의 무선 자원 관리 방법에 있어서,
    채널 별로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널의 서비스 방식은 카운팅 알고리즘을 이용하여 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 채널의 서비스 방식은 일반 채널(common channel), 전용 채널(dedicated channel) 중 하나임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    해당 채널을 전용 채널로서 초기 할당한 경우의 상기 채널 서비스 방식 변경 과정은,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 채널 변경 시점을 결정하기 위해 설정된 채널 변경 값을 1 큰 값으로 증가시키고, 상기 전용 채널을 유지하는 과정과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시키고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0인지 여부를 판단하여, 상기 감소된 채널 변경 값이 0일 시, 해당 채널을 일반 채널로서 변경 할당하고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0이 아닐 시, 상기 전용 채널을 유지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    해당 채널을 전용 채널로서 초기 할당한 직후에는, 상기 측정된 단말의 수를 기준값과 비교하여, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작을 시, 상기 전용 채널을 유지하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 크거나 같을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시킨 후 상기 전용 채널을 유지하는 과정을 더 포함하여,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사하는 과정은, 초기 채널 변경 값이 1 작은 값으로 변경된 이후부터 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    해당 채널을 일반 채널로서 초기 할당한 경우의 상기 채널 서비스 방식 변경 과정은,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 채널 변경 시점을 결정하기 위해 설정된 채널 변경 값을 1 큰 값으로 증가시키고, 상기 일반 채널을 유지하는 과정과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시키고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0인지 여부를 판단하여, 상기 감소된 채널 변경 값이 0일 시, 해당 채널을 전용 채널로서 변경 할당하고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0이 아닐 시, 상기 일반 채널을 유지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    해당 채널을 일반 채널로서 초기 할당한 직후에는, 상기 측정된 단말의 수를 기준값과 비교하여, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 클 시, 상기 일반 채널을 유지하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작거나 같을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시킨 후 상기 일반 채널을 유지하는 과정을 더 포함하여,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사하는 과정은, 초기 채널 변경 값이 1 작은 값으로 변경된 이후부터 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 단말의 수를 측정하는 과정은,
    단말의 호 설정 절차에서, 기지국으로부터 상기 단말이 설정을 요구하는 채널에 대한 단말 수 증가 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 증가시키는 과정과,
    단말의 호 삭제 절차에서, 상기 기지국으로부터 상기 단말이 삭제를 요구하는 채널에 대한 단말 수 감소 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 단말의 수를 측정하는 과정은,
    상기 단말이 동일 MBS 존 내 기지국 간 핸드오버를 수행할 경우, 새로운 기지국으로부터 상기 단말이 설정을 요구하는 채널에 대한 단말 수 증가 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 증가시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 제어기의 무선 자원 관리 장치에 있어서,
    채널 별로 해당 채널을 서비스받고 있는 단말의 수를 측정하는 수단과,
    상기 측정된 단말의 수를 이용하여 해당 채널의 서비스 방식을 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 채널의 서비스 방식은 카운팅 알고리즘을 이용하여 변경하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 채널의 서비스 방식은 일반 채널(common channel), 전용 채널(dedicated channel) 중 하나임을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    해당 채널을 전용 채널로서 초기 할당한 경우의 상기 채널 서비스 방식 변경 수단은,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사하는 수단과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 채널 변경 시점을 결정하기 위해 설정된 채널 변경 값을 1 큰 값으로 증가시키고, 상기 전용 채널을 유지하는 수단과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시키고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0인지 여부를 판단하여, 상기 감소된 채널 변경 값이 0일 시, 해당 채널을 일반 채널로서 변경 할당하고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0이 아닐 시, 상기 전용 채널을 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    해당 채널을 전용 채널로서 초기 할당한 직후에는, 상기 측정된 단말의 수를 기준값과 비교하여, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작을 시, 상기 전용 채널을 유지하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 크거나 같을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시킨 후 상기 전용 채널을 유지하는 수단을 더 포함하여,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사하는 수단은, 초기 채널 변경 값이 1 작은 값으로 변경된 이후부터 상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 큰지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    해당 채널을 일반 채널로서 초기 할당한 경우의 상기 채널 서비스 방식 변경 수단은,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사하는 수단과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 클 시, 채널 변경 시점을 결정하기 위해 설정된 채널 변경 값을 1 큰 값으로 증가시키고, 상기 일반 채널을 유지하는 수단과,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시키고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0인지 여부를 판단하여, 상기 감소된 채널 변경 값이 0일 시, 해당 채널을 전용 채널로서 변경 할당하고, 상기 감소된 채널 변경 값이 0이 아닐 시, 상기 일반 채널을 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    해당 채널을 일반 채널로서 초기 할당한 직후에는, 상기 측정된 단말의 수를 기준값과 비교하여, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 클 시, 상기 일반 채널을 유지하고, 상기 측정된 단말의 수가 기준값보다 작거나 같을 시, 상기 채널 변경 값을 1 작은 값으로 감소시킨 후 상기 일반 채널을 유지하는 수단을 더 포함하여,
    상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사하는 수단은, 초기 채널 변경 값이 1 작은 값으로 변경된 이후부터 상기 측정된 단말의 수가 이전에 측정된 단말의 수보다 작은지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 단말의 수를 측정하는 수단은,
    단말의 호 설정 절차에서, 기지국으로부터 상기 단말이 설정을 요구하는 채널에 대한 단말 수 증가 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 증가시키는 수단과,
    단말의 호 삭제 절차에서, 상기 기지국으로부터 상기 단말이 삭제를 요구하는 채널에 대한 단말 수 감소 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 감소시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 단말의 수를 측정하는 수단은,
    상기 단말이 동일 MBS 존 내 기지국 간 핸드오버를 수행할 경우, 새로운 기지국으로부터 상기 단말이 설정을 요구하는 채널에 대한 단말 수 증가 요청 정보를 수신하여 해당 채널의 단말의 수를 증가시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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WO2011108895A2 (ko) * 2010-03-04 2011-09-09 한국전자통신연구원 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스 자원 관리 방법 및 장치
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