KR20110017981A - 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 지터 버퍼를 조절하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 단말의 지터 버퍼를 조절하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼(jitter buffer) 조절에 관한 것으로, 단말의 동작은, 일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 과정과, 상기 통신 단절이 발생하기에 앞서, 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하며, MAC(Media Access Control) 계층의 동작으로부터 전송 지연의 발생을 예측하고, 이에 근거하여 응용 프로그램의 지터 버퍼를 조절함으로써, 전송 지연의 증가를 최소화하며 패킷 손실의 방지를 이룰 수 있는 지터 버퍼 기법을 제공할 수 있다.
실시간 응용프로그램, 지터 버퍼(jitter buffer), 지연시간 증가, 핸드오버(handover), FA 간 스캔(inter-Frequency Assignment scan)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 단말의 지터 버퍼를 조절하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ADJUSTING JITTER BUFFER IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 지터 버퍼(jitter buffer)의 크기를 조절하여 실시간 통신 성능을 최적화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
음성/영상 통화, 비디오/오디오 스트리밍 등과 같이 실시간(real time) 특성을 갖는 데이터 통신을 수행함에 있어서, 다양한 이유로 인해 전송 지연이 발생할 수 있다. 이 경우, 전송 지연된 패킷은 폐기된다. 다시 말해, 특정 시점에서 일정 범위 이상의 지터(jitter) 증가가 발생하는 경우, 상기 특정 시점에 전송 지연된 실시간 패킷은 수신 단말에서 재생되지 못한 채 버려지게 된다. 이에 따라, 통화 서비스의 경우, 통화 품질의 저하가 야기된다.
상술한 바와 같은 지터 증가에 의한 통화 품질의 저하에 대한 대응 방안으로서, 지터 버퍼(jitter buffer) 기법이 제안된 바 있다. 상기 지터 버퍼 기법은 수 신 단말 측에서 수신된 실시간 패킷을 저장하고, 일정 시간 경과한 뒤에 재생하는 방식이다. 상기 지터 버퍼 기법은 추가적인 지연(delay)를 발생시키지만, 패킷 손실을 방지할 수 있으므로, 통화 품질을 향상시키는 이득이 있다.
패킷 손실의 방지 측면을 고려하면, 지터 버퍼의 지연시간을 충분히 크게 설정해야 하는 것이 유리하다. 하지만, 지터 버퍼로 인해 전송 지연이 증가되므로, 통화 품질이 열화되는 역효과가 발생한다. 즉, 전송 지연의 증가 및 패킷 손실의 방지는 상호 교환 조건적(trade-off) 관계에 있다고 볼 수 있다. 따라서, 전송 지연의 증가를 최소화하며 패킷 손실의 방지를 이룰 수 있는 향상된 지터 버퍼 기법이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 전송 지연의 증가를 최소화하며 패킷 손실의 방지를 이룰 수 있는 지터 버퍼 기법을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 MAC(Media Access Control) 계층에서 지터의 증가를 예측하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 지터의 증가에 대비하여 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버(handover) 또는 FA 간(inter-Frequency Assignment) 스캔에 대비하여 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 증가된 지터 버퍼의 지연시간을 상대방 단말로 알림으로써 상대방 단말의 지터 버퍼 조절을 도모하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 상대방 단말로부터의 통지에 따라 지터 버퍼를 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 과정과, 상기 통신 단절이 발생하기에 앞서, 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 실행중인 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로부터 지터 버퍼의 조절에 관한 적어도 하나의 인자를 포함하는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 검사기와, 상기 통신 단절이 발생하기에 앞서, 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 실행중인 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로부터 지터 버퍼의 조절에 관한 적어도 하나의 인자를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 검사기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 MAC 계층의 동작으로부터 전송 지연의 발생을 예측하고, 이에 근거하여 응용 프로그램의 지터 버퍼를 조절함으로써, 전송 지연의 증가를 최소화하며 패킷 손실의 방지를 이룰 수 있는 지터 버퍼 기법을 제공할 수 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 전송 지연의 증가를 최소화하며 패킷 손실의 방지를 이룰 수 있는 지터 버퍼(jitter buffer) 기법에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
지터 버퍼 기법은 전송 지연을 대비하여 일정 시간 패킷을 버퍼링한 후 재생하는 기법이다. 따라서, 전송 지연의 정도에 따라 요구되는 지터 버퍼의 지연시간이 결정된다. 즉, 지연 또는 지터의 상황에 따라 지터 버퍼의 지연시간을 유동적으 로 조절함으로써 지터 버퍼 기법의 성능을 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 전송 지연의 증가를 미리 예측하고, 예측된 전송 지연에 대비하여 미리 지터 버퍼의 지연시간을 증가시킨다면, 지터 버퍼 기법의 성능은 극대화될 것이다.
전송 지연의 증가가 예상되는 상황의 대표적인 예는 다음과 같다.
첫째, 단말이 핸드오버(handover)를 수행하는 상황이다. 무선통신 시스템에서 기지국을 통해 망(network)에 접속하는 이동 단말은 이동성(mobility) 보장을 위해 핸드오버를 수행한다. 상기 핸드오버를 수행하는 경우, 일정 기간의 통신 단절이 발생한다. 상기 핸드오버로 인한 상기 통신 단절은 필연적이며, 실시간 통신 패킷의 전송 지연을 수반한다. 따라서, 통화 품질 저하가 야기된다.
둘째, 단말이 FA 간(inter-Frequency Assignment) 스캔을 수행하는 상황이다. 기지국들이 다수의 주파수 대역들을 사용하는 경우, 단말은 이동성을 보장하기 위해 이웃 기지국의 채널 상황을 주기적으로 측정해야 하며, 이를 FA 간 스캔이라 한다. 일반적인 경우, 상기 FA 간 스캔을 수행하기 위해 단말은 서빙 기지국과의 통신을 중단하여야 한다. 왜냐하면, 상기 서빙 기지국 및 상기 이웃 기지국 간 동작 주파수 대역이 상이하기 때문이다. 따라서, 서로 다른 FA, 즉, 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 이웃 기지국의 채널 상태를 측정하기 위한 FA 간 스캔으로 인해 통신 단절이 발생한다.
상기 핸드오버 및 상기 FA 간 스캔은 MAC(Media Access Control) 프로토콜(protocol)에서의 동작으로서, MAC 계층을 제어하는 객체는 상기 핸드오버 및 상 기 FA 간 스캔의 수행을 사전에 정확히 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래 응용 계층(application layer)에서만 이루어지는 지터 버퍼의 운영에 MAC 계층에서 알 수 있는 정보를 활용함으로써 지터 버퍼의 성능을 향상시키는 기술을 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버에 따라 증가되는 지터 버퍼의 예를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참고하면, 기지국은 일정 시간 간격으로 단말로 송신될 실시간 패킷들(101 내지 106)을 발생시킨다. 상기 기지국에서 발생된 P1(101)은 단말로 송신되고, 상기 단말의 MAC 계층(120)은 상기 패킷 P1(101)을 수신한다. 그리고, 상기 패킷 P1(101)은 실시간 응용프로그램(130)으로 전달되고, 시간 T 동안 지터 버퍼에 저장된 후 재생된다. 이때, 상기 P1(101)의 수신에 앞서, 상기 MAC 계층(120)은 핸드오버의 시작을 예측한다. 상기 MAC 계층(120)은 기지국과의 시그널링이 이루어짐을 통해 상기 핸드오버의 시작을 예측할 수 있다. 예를 들어, 상기 핸드오버의 시작은 HO-REQ(HandOver-REQuest) 메시지의 송신 또는 수신을 통해 예측될 수 있다.
이에 따라, 상기 MAC 계층(120)은 상기 핸드오버의 시작이 예측됨을 상기 실시간 응용프로그램(130)으로 통지한다. 이때, 상기 통지와 함께 지터 버퍼의 지연시간 증가에 관련된 인자들이 상기 실시간 응용프로그램(130)으로 전달된다. 상기 핸드오버의 시작 예측으로부터 실제 핸드오버의 수행까지는 일정 시간이 소요되므로, 상기 실시간 응용프로그램(130)은 지터 버퍼의 지연시간을 조절할 시간적 여유 를 갖는다. 따라서, 상기 응용프로그램(130)은 본래의 지터 버퍼의 지연시간 T에 따라 상기 P1(101)을 재생하고, 지터 버퍼의 지연시간을 T'로 증가시킨다. 이에 따라, 다음 실시간 패킷인 P2(102)부터 증가된 지터 버퍼의 지연시간 T'가 적용된다. 여기서, 상기 T'는 핸드오버가 시작된 후 최초로 발생한 실시간 패킷이 상기 실시간 응용프로그램(130)에 의해 처리될 수 있을 만큼 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 MAC 계층(120)은 상기 P2(102)를 수신한 후, 상기 핸드오버를 수행한다. 이로 인해, 상기 단말은 상기 핸드오버를 수행하는 동안 통신의 단절을 겪는다. 따라서, P3(103) 및 P4(104)의 전송이 지연됨으로써, 상기 P3(103) 및 상기 P4(104)는 정해진 수신 시점에 상기 실시간 응용프로그램(130)에 제공되지 못한다. 하지만, 상기 실시간 응용프로그램(130)이 지터 버퍼의 지연시간을 T'로 증가시켰기 때문에, 상기 P3(103) 및 상기 P4(104)의 전송 지연에 불구하고, 상기 실시간 응용프로그램(130)은 상기 P3(103) 및 상기 P4(104)가 손실되었다고 판단하지 않는다. 따라서, 지터 버퍼의 지연시간 T' 내에 상기 P3(103) 및 상기 P4(104)가 상기 MAC 계층(120)으로부터 제공되면, 상기 실시간 응용프로그램(130)은 제공된 상기 P3(103) 및 상기 P4(104)을 재생한다.
상기 핸드오버가 완료되면, 상기 MAC 계층(120)은 증가된 지터 버퍼의 지연시간을 복원시키기 위해 상기 핸드오버가 완료되었음을 상기 실시간 응용프로그램(130)으로 통지한다. 이에 따라, 상기 실시간 응용프로그램(130)은 상기 핸드오버 완료 통지 이후에 수신 시점을 갖는 실시간 패킷에 대하여 본래의 지터 버퍼의 지연시간 T를 적용한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 FA 간 스캔에 따라 증가되는 지터 버퍼의 예를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참고하면, 기지국은 일정 시간 간격으로 단말로 송신될 실시간 패킷들(201 내지 206)을 발생시킨다. 상기 기지국에서 발생된 P1(201)은 단말로 송신되고, 상기 단말의 MAC 계층(220)은 상기 패킷 P1(201)을 수신한다. 그리고, 상기 패킷 P1(201)은 실시간 응용프로그램(230)으로 전달되고, 시간 T 동안 지터 버퍼에 저장된 후 재생된다. 이때, 상기 P1(201)의 수신에 앞서, 상기 MAC 계층(220)은 FA 간 스캔의 시작을 예측한다. 상기 MAC 계층(220)은 기지국과의 시그널링이 이루어짐을 통해 상기 FA 간 스캔의 시작을 예측할 수 있다. 예를 들어, 상기 FA 간 스캔의 시작은 SCN-REQ(SCaN-REQuest) 메시지의 송신 또는 수신을 통해 예측될 수 있다.
이에 따라, 상기 MAC 계층(220)은 상기 FA 간 스캔의 시작이 예측됨을 상기 실시간 응용프로그램(230)으로 통지한다. 이때, 상기 통지와 함께 지터 버퍼의 지연시간 증가에 관련된 인자들이 상기 실시간 응용프로그램(230)으로 전달된다. 상기 핸드오버의 시작 예측으로부터 실제 핸드오버의 수행까지는 일정 시간이 소요되므로, 상기 실시간 응용프로그램(230)은 지터 버퍼의 지연시간을 조절할 시간적 여유를 갖는다. 따라서, 상기 응용프로그램(230)은 본래의 지터 버퍼의 지연시간 T에 따라 상기 P1(201)을 재생하고, 지터 버퍼의 지연시간을 T'로 증가시킨다. 이에 따 라, 다음 실시간 패킷인 P2(202)부터 증가된 지터 버퍼의 지연시간 T'가 적용된다. 여기서, 상기 T'는 핸드오버가 시작된 후 최초로 발생한 실시간 패킷이 상기 실시간 응용프로그램(230)에 의해 처리될 수 있을 만큼 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 MAC 계층(220)은 상기 P2(202)를 수신한 후, 상기 FA 간 스캔을 수행한다. 이로 인해, 상기 단말은 상기 FA 간 스캔을 수행하는 동안 통신의 단절을 겪는다. 따라서, P3(203) 및 P4(204)의 전송이 지연됨으로써, 상기 P3(203) 및 상기 P4(204)는 정해진 수신 시점에 상기 실시간 응용프로그램(230)에 제공되지 못한다. 하지만, 상기 실시간 응용프로그램(230)이 지터 버퍼의 지연시간을 T'로 증가시켰기 때문에, 상기 P3(203) 및 상기 P4(204)의 전송 지연에도 불구하고, 상기 실시간 응용프로그램(230)은 상기 P3(203) 및 상기 P4(204)가 손실되었다고 판단하지 않는다. 따라서, 지터 버퍼의 지연시간 T' 내에 상기 P3(203) 및 상기 P4(204)가 상기 MAC 계층(220)으로부터 제공되면, 상기 실시간 응용프로그램(230)은 제공된 상기 P3(203) 및 상기 P4(204)를 재생한다.
상기 FA 간 스캔이 완료되면, 상기 MAC 계층(120)은 증가된 지터 버퍼의 지연시간을 복원시키기 위해 상기 FA 간 스캔이 완료되었음을 상기 실시간 응용프로그램(130)으로 통지한다. 이에 따라, 상기 실시간 응용프로그램(130)은 상기 FA 간 스캔 완료 통지 이후에 수신 시점을 갖는 실시간 패킷에 대하여 본래의 지터 버퍼의 지연시간 T를 적용한다.
상술한 바와 같이, 핸드오버를 수행하거나, 또는, FA 간 스캔을 수행하는 경우, 단말은 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시킨다. 이때, 상기 MAC 계층에서는 지터 버퍼의 지연시간 증가에 관련된 인자를 결정한다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 '지터 버퍼의 지연시간 증가에 관련된 인자'를 '지터 조절 인자'라 칭한다. 상기 지터 조절 인자는 ①지연시간의 증가 크기, ②증가 반복 횟수, ③증가 반복 주기 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 지연시간의 증가 크기는 증가 후의 지연시간 T'를 지시하는 값으로서, T'의 값 자체, T 및 T'간 차이 값 등의 형태로 표현된다. 상기 증가 반복 횟수 및 상기 증가 반복 주기는 다수의 지터 버퍼 조절들이 요구되는 경우, 해당 횟수 및 해당 주기를 지시하는 값들이다. 예를 들어, 상기 핸드오버의 경우, 상기 지연시간의 증가 크기만이 사용된다. 하지만, 상기 FA 간 스캔의 경우, 통상 상기 FA 간 스캔은 다수의 FA들을 순차적으로 스캔하는 동작을 포함하므로, FA 개수만큼 주기적으로 수행된다. 따라서, 상기 FA 간 스캔의 경우, 상기 지연시간의 증가 크기, 상기 증가 반복 횟수 및 상기 증가 반복 주기가 모두 사용된다.
상술한 바와 같이, 지터 조절 인자를 이용하여 지터 버퍼의 조절이 이루어진다. 이때, 상기 단말이 양방향 실시간 통신을 수행하는 경우, 핸드오버 또는 FA 간 스캔으로 인해 패킷을 수신하지 못할 뿐만 아니라, 패킷을 송신할 수도 없다. 즉, 일방 단말의 핸드오버 또는 FA 간 스캔으로 인해, 상대방 단말도 일정 시간 패킷을 수신하지 못하게 된다. 따라서, 이 경우, 상기 상대방 단말도 패킷 손실을 방지하 기 위해 지터 버퍼를 조절할 필요가 있다. 따라서, 양방향 실시간 통신을 수행하는 두 단말들 중 일방 단말이 지터 버퍼를 조절하는 경우, 도 3과 같은 절차가 수행된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말들의 지터 버퍼 동조 과정을 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 단말A(310)는 지터 버퍼의 조절을 수행할 것을 판단한다(301단계). 예를 들어, 상기 단말A(310)는 핸드오버의 시작 또는 FA 간 스캔의 시작을 예측한다. 이에 따라, 상기 단말A(310)는 지터 조절 인자들을 결정한다.
이후, 상기 단말A(310)는 양방향 실시간 통신을 수행하는 상대방 단말, 즉, 단말B(320)으로 상기 지터 조절 인자를 포함하는 QoS 메시지를 송신한다(301단계). 상기 QoS 메시지는 지터 버퍼의 동조를 위해 상기 단말A(310)에 의해 결정된 지터 조절 인자들을 전달하기 위한 메시지로서, 상기 메시지의 명칭은 구체적 실시 예에 따라 달라질 수 있다.
상기 QoS 메시지를 송신한 상기 단말A(310) 및 상기 QoS 메시지를 수신한 상기 단말B(320)는 상기 지터 조절 인자들에 따라 동일한 크기로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다(305단계). 이후, 미 도시되었지만, 상기 지터 버퍼의 지연시간 증가를 야기한 핸드오버 또는 FA 간 스캔이 종료되면, 상기 단말A(310)는 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔의 종료를 상기 단말B(320)로 통지한다. 이에 따라, 상기 단말A(310) 및 상기 단말B(320)는 상기 지터 버퍼의 지연시간을 본래의 값으로 복원한다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 지터 버퍼를 조절하는 단말의 구성 및 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)송수신부(410), 신호처리부(420), MAC제어부(430), 응용 계층제어부(440)를 포함하여 구성된다.
상기 RF송수신부(410)는 무선 채널을 통한 신호 송수신을 위한 인터페이스를 제공한다. 다시 말해, 상기 RF송수신부(410)는 기저대역 송신 신호를 RF 대역으로 상향 변환하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
상기 신호처리부(420)는 시스템의 규격에 따라 정보 비트열 및 기저대역의 송수신 신호 간 상호 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 신호처리부(420)는 OFDM 방식에 따라 송신 신호를 생성하고, 수신 신호를 정보 비트열로 변환한다. 즉, 신호를 송신하는 경우, 상기 신호처리부(420)는 상기 MAC제어부(430)로부터 제공되는 비트열을 변조함으로써 복소 심벌(complex symbol)들로 변환하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑(mapping)한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 생성한다. 신호 를 수신하는 경우, 상기 신호처리부(420)는 상기 RF송수신부(410)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP 제거 및 FFT(Fast Foruier Transform) 연산을 통해 부반송파에 매핑된 복소 심벌들을 복원하고, 상기 복소 심벌들을 복조함으로써 정보 비트열로 변환한다.
상기 MAC제어부(430)는 상기 단말 동작을 위한 MAC 계층의 기능들을 수행한다. 예를 들어, 상기 MAC제어부(430)는 상기 단말에게 무선 자원을 확인하고, 상기 무선 자원을 통해 신호를 송수신하도록 상기 신호처리부(420) 및 상기 RF송수신부(410)를 제어한다. 또한, 상기 MAC제어부(430)는 송신 트래픽 버스트를 구성하고, 수신 트래픽 버스트를 처리하며, 기지국과의 시그널링을 위한 제어 메시지들을 생성 및 해석한다.
특히, 상기 MAC제어부(430)는 상기 응용 계층제어부(440)에 의해 운영되는 실시간 응용프로그램을 위한 지터 버퍼의 조절을 위한 정보를 제공한다. 즉, 상기 MAC제어부(430) 내의 지터검사기(432)는 지터 버퍼가 조절되어야하는 조건의 만족 여부를 검사한다. 다시 말해, 상기 지터검사기(432)는 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시켜야하는 상황의 발생을 예측한다. 여기서, 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시켜야하는 상황은 하향링크 통신이 일시적으로 단절되는 경우이며, 예를 들어, 핸드오버가 수행되는 때 또는 FA 간 스캔이 수행되는 때이다. 즉, 상기 지터검사기(432)는 상기 MAC제어부(430)에 의해 수행되는 시그널링을 모니터링(mornitoring)함으로써 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔의 수행을 위한 제어 메시지가 송신 또는 수신되는지 확인한다. 이에 따라, 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔의 수행을 위한 제어 메시지가 감지되면, 상기 지터검사기(432)는 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔에 대한 스케줄링 정보를 지터인자판단기(434)로 제공한다. 또한, 상기 지터검사기(432)는 상기 지터 버퍼의 조절이 필요한 상황의 종료가 감지되면, 이를 상기 지터인자판단기(434)로 알린다.
상기 지터검사기(432)에 의해 상기 지터 버퍼의 지연시간의 증가가 요구되는 상황이 감지된 경우, 상기 지터인자판단기(434)는 상기 지터검사기(432)로부터 제공된 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔에 대한 스케줄링 정보를 이용하여 상기 지터 버퍼의 지연시간 증가를 위한 지터 조절 인자들을 결정한다. 여기서, 상기 지터 조절 인자들은 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수, 및 증가 반복 주기 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 핸드오버의 경우, 상기 지터 조절 인자는 상기 지연시간의 증가 크기만을 포함하며, 상기 FA 간 스캔의 경우, 상기 지터 조절 인자들은 상기 지연시간의 증가 크기, 상기 증가 반복 횟수, 및 상기 증가 반복 주기를 포함한다. 그리고, 상기 지터인자판단기(434)는 상기 응용 계층제어부(440)로 상기 적어도 하나의 지터 조절 인자를 제공한다. 또한, 상기 지터검사기(432)로부터 상기 지터 버퍼의 조절이 필요한 상황의 종료가 통지되면, 상기 지터인자판단기(434)는 이를 상기 응용 계층제어부(440)로 알린다.
상기 응용 계층제어부(440)는 응용 프로그램을 실행하고, 상기 응용 프로그램에 따른 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 응용 계층제어부(440)는 VoIP(Voice over Internet Protocol), IP 전화(telephony), 화상전화(video call) 등의 실시간 응용프로그램을 실행한다. 또한, 상기 실시간 응용프로그램을 실행하는 경우, 상기 응용 계층제어부(440)는 패킷 손실 방지를 위한 지터 버퍼를 운영한다. 특히, 상기 응용 계층제어부(440) 내의 지터버퍼조절기(442)는 상기 MAC제어부(430)에 의해 제공되는 지터 조절 인자들에 따라 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 예를 들어, 상기 지터 조절 인자에 지연시간의 증가 크기가 포함된 경우, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 또한, 상기 지터 조절 인자들에 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수 및 증가 반복 주기가 포함된 경우, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 증가 반복 주기 간격으로 상기 증가 반복 횟수만큼 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 또한, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 MAC제어부(430)로부터 통지되는 지터 버퍼의 조절이 필요한 상황의 종료에 따라 증가된 지터 버퍼의 지연 시간을 본래의 값으로 복원시킨다.
상기 도 4를 참고하여 설명한 단말의 블록 구성에서, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 MAC제어부(430)로부터의 정보에 따라 지터 버퍼를 조절한다. 추가적으로, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 MAC제어부(430)의 제어가 아닌 상대방 단말로부터의 지시에 따라 상기 지터 버퍼를 조절할 수 있다. 즉, 상기 지터버퍼조절기(442)는 응용 계층을 통한 상기 상대방 단말로부터의 지터 버퍼의 증가 요구를 인식할 수 있다. 예를 들어, 상기 응용 계층의 데이터 중 상기 지터 조절 인자들을 포함하는 QoS 메시지가 감지되면, 상기 지터버퍼조절기(442)는 상기 QoS 메시지에 포함된 지터 조절 인자들에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시킨다. 또한, 상기 QoS 메시지를 통해 상기 지터 버퍼의 복원이 요구되면, 상기 지터버퍼조절기(442)는 증가된 지터 버퍼의 지연 시간을 본래의 값으로 복원시킨다.
또한, 양방향 실시간 응용프로그램이 실행되는 경우, 상기 MAC제어부(430)의 제어에 따라 지터 버퍼가 조절되면, 상기 응용 계층제어부(440)는 응용 계층을 통해 지터 조절 인자들을 포함하는 QoS 메시지를 상대방 단말로 송신한다. 이후, 상기 MAC제어부(430)로부터 지터 버퍼의 조절이 필요한 상황의 종료가 통지되면, 상기 상기 응용 계층제어부(440)는 응용 계층을 통해 지터 버퍼의 복원을 요구하는 QoS 메시지를 상대방 단말로 송신한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 지터 증가를 예측한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 상기 단말은 501단계에서 지터 증가 요인이 발생하는지 판단한다. 즉, 상기 단말은 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시켜야하는 상황의 발생을 예측한다. 여기서, 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시켜야하는 상황은 하향링크 통신이 일시적으로 단절되는 경우이며, 예를 들어, 핸드오버가 수행되는 때 또는 FA 간 스캔이 수행되는 때이다. 즉, 상기 단말은 기지국과의 시그널링을 모니터링함으로써 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔의 수행을 위한 제어 메시지가 송신 또는 수신되는지 확인한다.
상기 지터 증가 요인이 발생하면, 예를 들어, 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔의 수행을 위한 제어 메시지가 감지되면, 상기 단말은 503단계로 진행하여 지터 조절 인자들을 결정한다. 여기서, 상기 지터 조절 인자들은 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수, 및 증가 반복 주기 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 핸드오버의 경우, 상기 지터 조절 인자는 상기 지연시간의 증가 크기만을 포함하며, 상기 FA 간 스캔의 경우, 상기 지터 조절 인자들은 상기 지연시간의 증가 크기, 상기 증가 반복 횟수, 및 상기 증가 반복 주기를 포함한다.
상기 지터 조절 인자들을 결정한 후, 상기 단말은 505단계로 진행하여 실시간 응용프로그램으로 상기 지터 조절 인자들을 전달한다. 즉, 상기 지터 버퍼는 실시간 응용프로그램에 의해 관리되므로, 상기 단말은 상기 지터 버퍼의 지연시간 증가를 위하여 상기 지터 조절 인자들을 상기 실시간 응용프로그램에 입력한다.
이어, 상기 단말은 507단계로 진행하여 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스인지 판단한다. 양방향 실시간 응용프로그램의 경우, 상대방 단말도 지터 버퍼의 조절이 필요하기 때문이다. 만일, 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스가 아닌 경우, 상기 단말은 511단계로 진행한다.
만일, 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스인 경우, 상기 단말은 509단계로 진행하여 상기 상대방 단말로 지터 조절 인자들을 포함하는 메시지를 송신한다. 이때, 상기 메시지는 응용 계층을 통해 송신된다.
이후, 상기 단말은 511단계로 진행하여 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시킨다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 지터 조절 인자들에 따라 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 예를 들어, 상기 지터 조절 인자에 지연시간의 증가 크기가 포함된 경우, 상기 단말은 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지 터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 또한, 상기 지터 조절 인자들에 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수 및 증가 반복 주기가 포함된 경우, 상기 단말은 상기 증가 반복 주기 간격으로 상기 증가 반복 횟수만큼 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다.
상기 지터버퍼의 지연시간을 증가시킨 후, 상기 단말은 513단계로 진행하여 상기 지터 증가 요인이 소멸되는지 판단한다. 예를 들어, 상기 단말은 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔이 종료되는지 판단한다.
상기 지터 증가 요인이 소멸하면, 예를 들어, 예를 들어, 상기 핸드오버 또는 상기 FA 간 스캔이 종료되면, 상기 단말은 515단계로 진행하여 상기 실시간 응용프로그램으로 상기 지터 증가 요인의 소멸을 통지한다.
이어, 상기 단말은 517단계로 진행하여 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스인지 판단한다. 양방향 실시간 응용프로그램의 경우, 상대방 단말로의 지터 버퍼의 복원을 요구해야 하기 때문이다. 만일, 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스가 아닌 경우, 상기 단말은 521단계로 진행한다.
만일, 상기 실시간 응용프로그램이 양방향 서비스인 경우, 상기 단말은 519단계로 진행하여 상기 상대방 단말로 지터 버퍼의 복원을 요구하는 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 메시지는 응용 계층을 통해 송신된다.
이후, 상기 단말은 521단계로 진행하여 상기 511단계에서 증가된 지터 버퍼의 지연 시간을 본래의 값으로 복원시킨다.
상기 도 5는 1회의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원을 도시하고 있다. 하 지만, FA 간 스캔이 수행되는 경우, 다수의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원들이 동시에 판단되고, 수행될 수 있다. 상기 도 5가 1회의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원만을 도시하는 것은 설명의 편의를 위함이며, 경우에 따라 상기 511단계 내지 상기 521단계의 반복 수행을 통해 지터 버퍼의 지연시간의 증가 및 복원이 일정 횟수 반복될 수 있다. 즉, 상기 503단계에서 지터 조절 인자로서 증가 반복 횟수 및 증가 반복 주기가 결정되는 경우, 상기 단말은 상기 521단계 수행 이후 상기 증가 반복 주기의 경과가 도래되면, 상기 511단계 내지 상기 521단계를 다시 수행하고, 이를 상기 증가 반복 횟수만큼 반복한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상대방 단말의 지터 버퍼의 지연시간 조절에 동조하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 단말은 601단계에서 양방향 실시간 서비스의 상대방 단말로부터 지터 조절 인자들을 포함하는 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 메시지는 응용 계층을 통해 수신된다.
만일, 상기 지터 조절 인자들을 포함하는 메시지가 수신되면, 상기 단말은 603단계로 진행하여 상기 지터 조절 인자들에 따라 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 지터 조절 인자들에 따라 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 예를 들어, 상기 지터 조절 인자에 지연시간의 증가 크기가 포함된 경우, 상기 단말은 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다. 또한, 상기 지터 조절 인자들에 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수 및 증가 반복 주기가 포함된 경우, 상기 단말은 상기 증가 반복 주기 간격으로 상기 증가 반복 횟수만큼 상기 지연시간의 증가 크기에 의해 지시되는 값으로 상기 지터 버퍼의 지연 시간을 증가시킨다.
이후, 상기 단말은 605단계로 진행하여 상기 상대방 단말로부터 상기 지터 버퍼의 복원을 요구하는 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 메시지는 응용 계층을 통해 수신된다.
상기 지터 버퍼의 복원을 요구하는 메시지가 수신되면, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 603단계에서 증가된 상기 지터 버퍼의 지연시간을 본래의 값으로 복원시킨다.
상기 도 6은 1회의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원을 도시하고 있다. 하지만, 상대방 단말이 FA 간 스캔을 수행되는 경우, 다수의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원들이 동시에 판단되고, 수행될 수 있다. 상기 도 6이 1회의 지터 버퍼의 지연시간 증가 및 복원만을 도시하는 것은 설명의 편의를 위함이며, 경우에 따라 상기 603단계 내지 상기 607단계의 반복 수행을 통해 지터 버퍼의 지연시간의 증가 및 복원이 일정 횟수 반복될 수 있다. 즉, 상기 601단계에서 수신된 메시지에 지터 조절 인자로서 증가 반복 횟수 및 증가 반복 주기가 포함되어 있는 경우, 상기 단말은 상기 607단계 수행 이후 상기 증가 반복 주기의 경과가 도래되면, 상기 603단계 내지 상기 607단계를 다시 수행하고, 이를 상기 증가 반복 횟수만큼 반복한다.
상술한 실시 예에서, 양방향 실시간 응용프로그램을 실행 중인 단말들 중 일방 단말이 지터 버퍼를 조절하는 경우, 상기 일방 단말은 응용 계층을 통해 상대방 단말로 지터 버퍼의 지연시간의 증가 및 복원을 요청한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 지터 버퍼의 지연시간의 증가 및 복원에 대한 요청은 MAC 계층을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시켜야하는 상황의 발생을 예측한 상기 일방 단말의 MAC 계층은 이를 상기 일방 단말의 응용 계층으로 알림과 동시에 MAC 계층의 시그널링을 통해 상기 상대방 단말로 지터 버퍼의 지연시간의 증가를 요구할 수 있다. 이 경우, 상기 상대방 단말의 MAC 계층은 상기 요구를 감지하고, 이를 상기 상대방 단말의 응용 계층으로 통지한다.
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 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버에 따라 증가되는 지터 버퍼의 예를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 FA 간 스캔에 따라 증가되는 지터 버퍼의 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말들의 지터 버퍼 동조 과정을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 지터 증가를 예측한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상대방 단말의 지터 버퍼의 지연시간 조절에 동조하는 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

Claims (16)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 과정과,
    상기 통신 단절이 발생하기에 앞서, 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    일시적 통신 단절이 발생하는 상황은, 핸드오버(handover)가 수행되는 상황 및 FA 간 스캔(inter-Frequency Assignment scan)이 수행되는 상황 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 과정은,
    MAC(Media Access Control) 계층의 시그널링을 모니터링(mornitoring)하는 과정과,
    상기 핸드오버 및 상기 FA 간 스캔 중 하나를 요청하는 메시지의 송신 또는 송신을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정은,
    상기 일시적 통신 단절이 발생하는 상황의 특성에 따라 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수, 증가 반복 주기 중 적어도 하나의 인자를 결정하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 인자를 상기 실시간 응용프로그램으로 전달하는 과정과,
    상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로 상기 적어도 하나의 인자를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메시지는, 응용 계층을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    실행중인 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로부터 지터 버퍼의 조절에 관한 적어도 하나의 인자를 포함하는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메시지는, 응용 계층을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    일시적 통신 단절이 발생하는 상황을 예측하는 검사기와,
    상기 통신 단절이 발생하기에 앞서, 실시간 응용프로그램의 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    일시적 통신 단절이 발생하는 상황은, 핸드오버(handover)가 수행되는 상황 및 FA 간 스캔(inter-Frequency Assignment scan)이 수행되는 상황 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 검사기는, MAC(Media Access Control) 계층의 시그널링을 모니터링(mornitoring)하고, 상기 핸드오버 및 상기 FA 간 스캔 중 하나를 요청하는 메시지의 송신 또는 송신을 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 일시적 통신 단절이 발생하는 상황의 특성에 따라 지연시간의 증가 크기, 증가 반복 횟수, 증가 반복 주기 중 적어도 하나의 인자를 결정하고, 상기 적어도 하나의 인자를 상기 실시간 응용프로그램으로 전달하는 판단기를 더 포함하며,
    상기 조절기는, 상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조절기는, 상기 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로 상기 적어도 하 나의 인자를 포함하는 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메시지는, 응용 계층을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    실행중인 실시간 응용프로그램의 상대방 단말로부터 지터 버퍼의 조절에 관한 적어도 하나의 인자를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 실시간 응용프로그램에서 상기 적어도 하나의 인자에 따라 상기 지터 버퍼의 지연시간을 증가시키는 검사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 메시지는, 응용 계층을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
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