KR20120050350A - 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR20120050350A
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이승준
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역 내에서 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스를 제어한다. 이때, 사용자 단말로부터 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스의 접속 요청이 수신되는 경우, 사용자 단말의 채널 품질이 멀티캐스트 채널 송신을 위해 요구되는 채널 품질 기준을 만족하지 못할 경우, 유니캐스트 채널을 할당하여 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 데이터를 전송한다.

Description

멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING MULTICAST-BROADCAST SERVICE}
본 발명은 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
멀티캐스트-브로드캐스트 서비스는 대표적으로 멀티미디어 브로드캐스트-멀티캐스트 서비스(이하, 'MBMS'라 통칭함)가 있다.
이러한 MBMS 전송의 특징은 수신 가능 영역의 크기와 전송 데이터 속도 사이에 'trade-off' 관계가 있다는 점이다. 즉, MBMS의 전송 품질은 전송률 뿐만 아니라 MBMS 커버리지에 의해 결정되는데, MBMS 커버리지가 크면 클수록 전송률이 낮아진다. 따라서, MBMS의 전송 품질은 MBMS 커버리지 아래 최악의 채널 품질을 가진 사용자에 의해 제한될 수 밖에 없다.
그런데 종래에 멀티캐스트 채널만으로 MBMS 전송을 하는 경우, 이러한 MBMS 전송의 요구 사항을 충족시키지 못하고 있다.
부연 설명하면, 일반적으로 MBMS 데이터는 멀티캐스트 채널을 통하여 전송되는데, 같은 채널을 많은 사용자들이 공유하므로 자원 이용 효율성 측면에서 효과적이다. 그러나 많은 사용자들의 수신을 목적으로 하고 있으므로, 이 멀티캐스트 채널의 전송 속도는 해당 사용자들이 모두 수신 가능할 수 있도록 선택되어야 한다.
따라서, 가장 채널 상태가 나쁜 사용자가 수신 가능한 전송 속도로 전송되어야 한다. 그런데 이런 경우, 채널 상태가 좋은 사용자 측면에서는 보다 높은 전송 속도의 데이터를 수신할 수 있음에도 불구하고 이에 비해 훨씬 낮은 전송 속도의 신호만 수신하게 되는 상황이 발생한다.
종래에 MBMS의 전송 성능 개선을 위한 방안이 IEEE C802.16m-09/0072r1 (제목: "Network coding-based retransmission schemes for E-MBS with and without MS feedback")에 제안되었다. 여기에서는 재전송을 통한 성능 개선을 달성하고 있다. 단, 자원 효율성을 높이기 위해 모든 패킷마다 재전송을 하지는 않는다.
위 방안에 따르면, 두 개의 패킷을 보내었을 경우, 재전송할 때는 이 두 개의 패킷을 비트별로 XOR하여 새로운 하나의 패킷을 만들어 이것을 전송하는 것이다. 그러면, 사용자들중에서 처음 보낸 두 개의 패킷중에서 한 개의 패킷은 성공적으로 복호하였는데 나머지 한 개의 패킷은 성공적으로 복호하지 못하였다면, 두 개의 패킷이 XOR된 한 개의 패킷을 수신한 후에 이전에 자신이 성공적으로 수신한 패킷과 XOR 시키면 자신이 복호 실패한 패킷을 수신할 수 있다.
하지만, 이 종래기술은 정해진 개수 이상의 패킷에 오류가 있으면 예를 들어, 두 개의 패킷 복호에 모두 실패하는 경우, 추가적인 재전송 정보를 받더라도 오류를 복구할 수 없으나 이를 고려하고 있지 않다.
게다가 모든 사용자가 이미 원래 패킷을 성공적으로 수신하였을 경우에는 쓸모없이 재전송 정보가 전송되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MBMS 데이터의 수신 가능 영역을 넓게 유지하면서도 MBMS 데이터의 전송 속도를 높일 수 있는 MBMS 제어 방법 및 이를 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 기지국이 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스를 제어하는 방법에 있어서, 상기 서비스의 접속을 요청한 사용자 단말의 채널 품질 정보가 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 채널 품질 기준을 만족하는 경우, 상기 사용자 단말에게 멀티캐스트 채널을 할당하는 단계; 및 상기 채널 품질 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 사용자 단말에게 유니캐스트 채널을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치가 제공된다. 이 장치는, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역 내에서 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스를 제어하는 장치에 있어서, 사용자 단말로부터 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스의 접속 요청이 수신되는 경우, 상기 사용자 단말의 채널 품질 정보가 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는지 판단하는 판단부; 및 상기 채널 품질 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 사용자 단말에게 유니캐스트 채널을 할당하는 유니캐스트 채널 할당부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 채널 상태가 좋지 않은 사용자에게 유니캐스트 채널을 할당해주어 넓은 수신 지역을 확보하면서도 높은 데이터 속도로 MBMS 데이터를 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역을 구분하여 멀티캐스트-브로드캐스트 채널 및 유니캐스트 채널을 선택적으로 할당하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하한 임계값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상한 임계값의 변화에 따른 주파수 효율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송 스킴에 따른 성능 이득을 나타내는 표이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용자 단말은, 이동국(Mobile Station, MS), 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법 및 이를 수행하는 기지국 장치에 대하여 상세히 설명한다.
여기서, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스는 멀티미디어 브로드캐스트-멀티캐스트 서비스(이하, 'MBMS'라 통칭함)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 각각의 셀(101, 103)은 각 기지국(200)의 서비스 커버리지로 정의된다. 각각의 셀(101, 103)은 기지국(200), MBMS 수신 가능한 하나 이상의 사용자 단말(300) 및 무선망 제어부(400)를 포함한다. 이때, 무선망 제어부(400)는 복수의 기지국(200)을 관리할 수 있다.
또한, 일반적으로 MBMS는 지역에 따라 제공되므로, MBMS 존(105)은 MBMS가 가능한 영역으로 정의된다. MBMS 존(105)에는 복수의 셀(101, 103)이 중첩되어 존재할 수 있다. 그리고 MBMS 존(105)은 무선망 제어부(400)와 연결되어 MBMS 서비스 제어를 수행하는 MBMS 서버(500)를 포함한다. 이러한 MBMS 서버(500)는 사용자 단말(300)의 MBMS 서비스 요청을 수신하고, MBMS 데이터를 전송한다.
여기서, 기지국(200)은 MBMS 서버(500)로부터 수신하는 MBMS 데이터를 자신이 관할하는 셀(101, 103) 중에서 MBMS 수신 가능한 영역(107)으로 방송한다.
무선망 제어부(400)는 일반적으로 유무선 채널 관리, 단말기 및 무선 기지국의 프로토콜 정합 처리, 소프트 핸드오프(Soft Handoff)처리, GPRS(General Packet Radio Service) 접속, 시스템 로딩(Loading), 장애 관리 등과 같은 기능을 수행하며, 특히, 기지국(200)의 무선 자원 할당을 제어한다.
이때, 기지국(200)은 MBMS 서비스를 요청하는 사용자 단말(300)에 대해 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는 경우 멀티캐스트 채널을 할당하고, 만족하지 못하는 경우 유니캐스트 채널을 할당한다. 물론, 사용자 단말(300)이 MBMS 서비스 데이터를 수신 가능한 영역에 위치해야 함을 전제로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MBMS 존의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 도 1의 기지국(200)이 관할하는 셀(101, 103) 중에서 MBMS 수신 가능한 반경 A의 영역(107)을 이하, 본 명세서에서는 'MBMS 존(107)'으로 통칭하여 기술하기로 한다. 이때, 도 1의 MBMS 존(105)은 MBMS 서버(500)가 관할하는 전체 MBMS 영역을 의미하며, 도 2의 MBMS 존(107)과 구분하여 설명한다.
MBMS 존(107)은 사용자 단말(300)의 채널 품질 정보 구체적으로, 신호 대 잡음비(Signal-to-noise ratio, 이하, 'SNR'로 통칭함)의 분포에 기초하여 두 개의 영역으로 세분화된다.
기지국(200)을 중심점으로 반경 B의 영역(109)은 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역이다. 그리고 반경 A의 MBMS 존(107)에서 반경 B의 영역을 제외한 나머지 영역(111)은 유니캐스트 채널 신호 송신 영역이다.
기지국(200)은 사용자 단말(300)이 반경 B의 영역(109)에 위치하는 경우로 판단되면, MBMS 데이터를 멀티캐스트 전송한다. 그러나 사용자 단말(300)이 빗금친 영역(111)에 위치하는 경우로 판단되면, MBMS 데이터를 유니캐스트 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MBMS 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하한 임계값을 나타내는 그래프이다.
이때, MBMS 제어 장치(600)는 기지국 장치(200) 내부에 탑재되어 본 발명의 실시예에 관련된 MBMS 제어를 수행하는 기능 형태로 구현되거나 기지국 장치(200)와 연동하는 별도의 장치로 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, MBMS 제어 장치(600)는 측정부(601), 수신부(603), 판단부(605), 유니캐스트 채널 할당부(607), 멀티캐스트 채널 할당부(609) 및 저장부(611)를 포함한다.
측정부(601)는 기 정의된 특정 기간 또는 주기에 MBMS 존(100)에 포함되는 사용자 단말(300)의 채널 조건에 대한 SNR 분포 정보를 획득한다. 이러한 SNR 분포 정보는 확률 밀도 함수(pdf), 누적 분포 함수(cdf) 등에 관련될 수 있다. 여기서, 사용자 단말(300)은 기 정의된 특정 기간 또는 주기에 자신의 SNR 분포 정보를 측정하여 측정부(601)에게 보고한다.
수신부(603)는 사용자 단말(300)로부터 MBMS 접속 요청을 수신한다.
판단부(605)는 MBMS 접속 요청을 전송한 사용자 단말(300)의 SNR 분포가 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는지를 판단한다.
이때, 채널 품질 기준은 하한 임계값(
Figure pat00001
)과 상한 임계값(
Figure pat00002
)으로 설정되고, '하한 임계값(
Figure pat00003
) < 상한 임계값(
Figure pat00004
)'이다.
여기서, 하한 임계값(
Figure pat00005
)은 도 2에서 MBMS 존(100)의 경계인 지점 A의 최대 채널 품질 즉 최대 SNR 분포를 의미한다. 그리고 상한 임계값(
Figure pat00006
)은 MBMS 존(100)에서 멀티캐스트 채널 송신 영역(101)과 유니캐스트 채널 송신 영역(103)의 경계인 지점 B의 최저 SNR 분포를 의미한다.
판단부(605)는 도 4에 보인 것처럼, 사용자 단말(300)의 SNR의 확률 밀도 함수를 통해 표현되는 영역에서 95%가 되는 지역이 MBMS 존(107)이 되고, MBMS 데이터의 수신 불가능 영역과 수신 가능 영역의 경계가 되는 SNR을 하한 임계값(
Figure pat00007
)으로 설정할 수 있다. 이러한 하한 임계값(
Figure pat00008
)은 수학식 1과 같이 정리된다.
Figure pat00009
여기서,
Figure pat00010
는 MBMS 존(100)을 의미한다.
그리고 판단부(605)는 주파수 효율(spectral efficiency) 즉
Figure pat00011
가 최대가 되게 하는 SNR을 상한 임계값(
Figure pat00012
)으로 설정하며, 다음 수학식 7과 같이 계산된다.이때, 사용자 단말(300)의 SNR 분포를
Figure pat00013
라 한다.
Figure pat00014
여기서,
Figure pat00015
는 MBMS 데이터의 전송 속도를 의미한다.
Figure pat00016
는 기지국(200) 별로 할당된 멀티캐스트 채널의 대역폭을 의미한다.
Figure pat00017
는 MBMS를 수신하는 사용자 단말(300)의 수를 의미한다.
Figure pat00018
는 MBMS 존(105)에서 MBMS 서비스를 제공하는 기지국(200)의 수를 의미한다.
이때, 수학식 2에서
Figure pat00019
는 MBMS 데이터의 전송 속도를 나타내는 수식이며 모든 기지국(200)에서 동일한 값을 가진다.
Figure pat00020
는 MBMS 존(107)에서 멀티캐스트 채널 신호를 성공적으로 수신한 사용자 단말(300)의 수를 나타내는 수식이다.
따라서,
Figure pat00021
는 MBMS 존(107) 내에서 사용자 단말(300)들의 성공적인 MBMS 데이터의 전송 속도의 합 즉 'Goodput'을 나타내는 수식이다. 여기서, 'Goodput'은 어플리케이션 계층 쓰루풋이다.
또한,
Figure pat00022
는
Figure pat00023
개의 기지국으로 이루어진 MBMS 존(107) 내의 멀티캐스트 채널의 총 대역폭을 나타내는 수식이다.
Figure pat00024
는 MBMS 데이터 전송을 위해 추가적으로 사용된 유니캐스트 채널의 총 대역폭을 나타내는 수식이다. 이때, 유니캐스트 채널의 대역폭은 기지국(200)의 전송 방식에 따라 유니캐스트 채널 할당부(607)에 의해 할당된다.
따라서,
Figure pat00025
는 MBMS 데이터 전송을 위해 소모된 총 대역폭 즉 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 각각의 대역폭의 합을 나타내는 수식이다.
판단부(605)는 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00026
)와 상한 임계값(
Figure pat00027
) 및 하한 임계값(
Figure pat00028
)을 비교하여 SNR 분포(
Figure pat00029
)가 상한 임계값(
Figure pat00030
) 이상이면 사용자 단말(300)이 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역(109)에 포함되는 경우로 판단한다. 반면, SNR 분포(
Figure pat00031
)가 하한 임계값(
Figure pat00032
)보다 크고 상한 임계값(
Figure pat00033
)보다 작으면 유니캐스트 채널 신호 송신 영역(111)에 포함되는 경우로 판단한다.
유니캐스트 채널 할당부(607)는 사용자 단말(300)이 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역(109)에 포함되는 경우, 유니캐스트 채널을 사용자 단말(100)에게 할당하여 MBMS 데이터를 전송한다.
여기서, SNR 분포(
Figure pat00034
)가 하한 임계값(
Figure pat00035
)보다 크고 상한 임계값(
Figure pat00036
)보다 작은 사용자 단말(300)은 멀티캐스트 채널만을 통해 송신되는 MBMS 신호를 성공적으로 디코딩할 수 없는 사용자를 의미한다.
이때, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 유니캐스트 채널 할당 이전에 판단부(605)의 요청에 의해 측정부(601)가 획득한 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00037
)를 토대로 유니캐스트 채널의 대역폭을 계산하여 판단부(605)에게 제공한다.
유니캐스트 채널 할당부(607)는 MBMS 전송 방식에 따라 유니캐스트 채널의 대역폭을 계산하며, 다음과 같은 세가지 실시예가 가능하다.
먼저, 제1 실시예에 따르면, MBMS 전송 방식은 유니캐스트 채널 신호 송신 영역(111)에 포함되는 사용자 단말(300)에게는 유니캐스트 채널만을 할당하는 경우에 해당하고 유니캐스트 채널에는 멀티캐스트 채널에 전송된 코드워드(codeword: 채널 부호화의 결과값)에 추가적인 패러티 정보를 전송한다.
이러한 경우, 코드워드를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 각각의 무선 채널 특성에 맞게 서로 독립적으로 생성하여 전송(scheme-1)한다.
이때, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 수학식 3을 통해 유니캐스트 채널의 대역폭을 산출한다.
Figure pat00038
여기서,
Figure pat00039
는 SNR 분포(
Figure pat00040
)의 사용자 단말(300)이 1Hz당 수신 가능한 전송 속도(data rate)를 의미한다.
다음, 제2 실시예 및 제3 실시예는 유니캐스트 채널 신호 송신 영역(111)에 포함되는 사용자 단말(300)에게 멀티캐스트 채널 신호에 유니캐스트 채널 신호를 추가적으로 할당하는 경우에 해당된다.
이때, 제2 실시예에 따르면, 전송 방식은 하나의 코드워드를 생성하여 그 코드워드의 일부(기본적인 부분)를 멀티캐스트 채널에 전송하고, 유니캐스트 채널에는 멀티캐스트 채널에 전송한 나머지 코드워드의 일부 혹은 전부를 전송(scheme-2)한다.
이때, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 수학식 4를 통해 유니캐스트 채널의 대역폭을 산출한다.
Figure pat00041
마지막으로, 제3 실시예에 따르면, 멀티캐스트 채널에 전송하는 데이터를 똑같이 복사하여 유니캐스트 채널에 한 개의 복사본 혹은 다수의 복사본을 전송하는 방식(scheme-3)이다. 즉, 멀티캐스트 채널 신호를 그대로 복사하여 유니캐스트 채널에 전송하는 것이다.
경우에 따라 한 개의 복사본에 해당된 유니캐스트 채널 신호 전송이면 충분할 수도 있지만, 또 다른 경우에는 여러 개의 복사본에 해당된 유니캐스트 채널 신호의 전송이 필요할 수 있다.
따라서, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 수학식 5를 통해 복사본의 개수를 결정한다.
Figure pat00042
여기서,
Figure pat00043
는 x보다 큰 최소의 정수를 의미한다.
그리고 유니캐스트 채널 할당부(607)는 수학식 6을 통해 유니캐스트 채널의 대역폭을 산출한다.
Figure pat00044
한편, 멀티캐스트 채널 할당부(609)는 사용자 단말(300)이 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역(109)에 포함되는 경우, 멀티캐스트 채널을 사용자 단말(100)에게 할당하여 MBMS 데이터를 전송한다.
여기서, SNR 분포(
Figure pat00045
)가 상한 임계값(
Figure pat00046
)보다 작은 사용자 단말(300)은 멀티캐스트 채널을 통해 송신되는 MBMS 신호를 성공적으로 디코딩할 수 있는 사용자를 의미한다.
저장부(611)는 MBMS 데이터의 전송 속도(
Figure pat00047
), 기지국(200) 별로 할당된 멀티캐스트 채널의 대역폭(
Figure pat00048
), MBMS 데이터를 수신하는 사용자 단말(300)의 수(
Figure pat00049
), MBMS 존(105)에서 MBMS 서비스를 제공하는 기지국(200)의 수(
Figure pat00050
)를 저장한다.
MBMS 데이터 송수신부(613)는 사용자 단말(300)이 요청한 MBMS 데이터를 MBMS 서버(500)로부터 수신하여 기 설정된 전송 방식에 따라 유니캐스트 채널 할당부(607) 또는/및 멀티캐스트 채널 할당부(609)가 할당한 채널을 통해 전송한다.
그러면, 이상 기술한 내용을 토대로 MBMS 제어 장치(600)의 MBMS 제어를 수행하는 일련의 처리 과정에 대해 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 이때, 도 4의 구성 요소와 동일한 구성 요소의 동작 설명은 도 4와 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 5를 참조하면, MBMS 제어 장치(600)의 수신부(603)가 사용자 단말(300)로부터 MBMS 접속 요청을 수신한다(S101).
판단부(605)는 측정부(601)로부터 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00051
)를 확인(S103)한다. 그리고 사용자 단말(300)의 MBMS 접속 요청이 최초 접속 요청인지 또는 SNR 분포의 변동이 있는지를 판단한다(S105).
이때, S105 단계에서 최초 접속 요청이거나 SNR 분포(
Figure pat00052
)의 변동이 있는 사용자 단말(300)로 판단되면, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 판단부(605)의 요청에 따라 기 정의된 전송 방식에 따라 유니캐스트 채널 대역폭(
Figure pat00053
)을 산출한다(S107).
그러면, 판단부(605)는 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00054
), 유니캐스트 채널 대역폭(
Figure pat00055
) 및 저장부(111)에 저장된 정보를 이용하여 상한 임계값(
Figure pat00056
) 및 하한 임계값(
Figure pat00057
)을 산출(S109)하여 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00058
)와 비교한다(S111).
S111 단계에서의 비교 결과, 판단부(605)는 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00059
)가 상한 임계값(
Figure pat00060
)보다 큰지를 판단한다(S113).
이때, S113 단계에서 상한 임계값(
Figure pat00061
)보다 큰 경우로 판단되면, 멀티캐스트 채널 할당부(609)가 사용자 단말(300)에게 MBMS 데이터를 전송하기 위한 멀티캐스트 채널을 할당한다(S115).
또한, S113 단계에서 상한 임계값(
Figure pat00062
)보다 작은 경우로 판단되면, 판단부(605)는 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00063
)가 하한 임계값(
Figure pat00064
)보다 큰 지를 판단한다(S117).
여기서, S113 단계에서 '
Figure pat00065
'가 만족되는 경우로 판단되면, 유니캐스트 채널 할당부(607)는 사용자 단말(300)에게 MBMS 데이터를 전송하기 위한 유니캐스트 채널을 할당한다(S119).
이후, MBMS 데이터 송수신부(613)는 S115 단계에서 할당된 멀티캐스트 채널 또는/및 S117 단계에서 할당된 유니캐스트 채널을 통하여 사용자 단말(300)에게 MBMS 데이터를 전송한다(S121).
한편, S113 단계에서 사용자 단말(300)의 SNR 분포(
Figure pat00066
)가 하한 임계값(
Figure pat00067
)보다 작으면, 사용자 단말(300)이 MBMS 존(107)을 벗어나는 경우로 판단되므로, 판단부(605)는 MBMS 접속을 불허한다(S121).
다음, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
먼저, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상한 임계값(
Figure pat00068
)의 변화에 따른 주파수 효율(
Figure pat00069
)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 'outage'는 도 2의 MBMS 존(107)의 경계를 이탈한 영역을 의미하며, '1-(수신가능영역 %)*0.01'과 같다.
앞서 설명한 전송 방식의 세가지 실시예(scheme-1, scheme-2, scheme-3) 모두 주파수 효율(
Figure pat00070
)이 최대가 되는 최적의
Figure pat00071
가 존재함을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송 스킴에 따른 성능 이득을 나타내는 표이다. 이때, 앞서 설명한 전송 방식의 두가지 실시예(scheme-1, scheme-2)의 성능 이득을 나타낸다.
여기서, 성능 이득(gain)이란 유니캐스트 채널을 전혀 사용하지 않을 때에 비해, 유니 캐스트 채널을 사용했을 때의 주파수 효율(
Figure pat00072
)의 증가율을 나타낸다.
도 7을 참조하면, R은 셀 반경을 나타내고,
Figure pat00073
는
Figure pat00074
의 최적값을 나타낸다. 이때,
Figure pat00075
인 경우는 유니 캐스트 채널을 사용하면 항상 오히려 성능이 떨어짐을 알 수 있다. 이러한 경우, 성능 이득은 0%가 된다. 상황에 따라, 성능 이득이 0%인 경우도 있지만, 성능 이득이 양수인 경우가 더 많다. 따라서, 앞서 도 1 내지 도 5에 설명한 본 발명의 실시예에서는
Figure pat00076
를 전제로 한다.
특히, scheme-2는 항상 양수의 성능 이득을 갖는다.
또한, 도 7에 도시하지는 않았으나, 앞서 설명한 전송 방식의 세번째 실시예(Scheme-3)의 성능 이득은 첫번째 실시예(scheme-1)의 성능 이득과 두번째 실시예(scheme-2)의 성능 이득 사이에 속한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면 유니캐스트 채널을 전혀 사용하지 않는 경우에에 비해 더 우수한 전송 효율을 갖는다는 결론을 내릴 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
101, 103: 셀 105, 107: MBMS 존
109: 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역
111: 유니캐스트 채널 신호 송신 영역
200: 기지국 300: 사용자 단말
400: 무선망 제어부 500: MBMS 서버
600: MBMS 제어 장치 601: 측정부
603: 수신부 605: 판단부
607: 유니캐스트 채널 할당부 609: 멀티캐스트 채널 할당부
611: 저장부 613: MBMS 데이터 송수신부

Claims (15)

  1. 기지국이 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 서비스의 접속을 요청한 사용자 단말의 채널 품질 정보가 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 채널 품질 기준을 만족하는 경우, 상기 사용자 단말에게 멀티캐스트 채널을 할당하는 단계; 및
    상기 채널 품질 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 사용자 단말에게 유니캐스트 채널을 할당하는 단계
    를 포함하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단하는 단계 이전에,
    멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역을 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역과 유니캐스트 채널 신호 송신 영역으로 구분하는 단계를 더 포함하고,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 채널 품질 정보가 상기 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역에서 요구하는 채널 품질 기준을 만족하는지 판단하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널을 할당하는 단계는,
    상기 채널 품질 정보가 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역에서 요구하는 채널 품질 기준을 만족하면서 상기 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역에서 요구하는 채널 품질 기준을 만족하지 못하는 경우, 상기 유니캐스트 채널을 할당하고,
    상기 유니캐스트 채널을 할당하는 단계 이후,
    상기 채널 품질 정보가 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역에서 요구하는 채널 품질 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 서비스의 접속 요청을 불허하는 단계
    를 더 포함하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 채널 품질 정보는,
    상기 사용자 단말의 신호 대 잡음비(Signal-to-noise ratio, SNR)의 분포인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구분하는 단계는,
    상기 사용자 단말의 신호 대 잡음비 분포, 상기 기지국에 할당된 무선 자원, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 이용자 정보를 토대로 채널 품질을 나타내는 상한 임계값 및 하한 임계값을 설정하고,
    상기 하한 임계값은 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역에서 요구하는 채널 품질 기준이고, 상기 상한 임계값은 상기 멀티캐스트 채널 신호 송신 영역에서 요구하는 채널 품질 기준이며, 상기 하한 임계값과 상기 상한 임계값의 사이는 상기 유니캐스트 채널 신호 송신 영역에서 요구하는 채널 품질 기준인 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하한 임계값은, 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역에서의 상기 사용자 단말의 신호 대 잡음비 분포를 이용하여 계산되고,
    상기 상한 임계값은, 주파수 효율을 최대가 되게 하는 신호 대 잡음비 분포로 설정되는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널을 할당하는 단계는,
    상기 기지국의 멀티캐스트-브로드캐스 서비스의 전송 방식이 코드워드를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 각각에 대해 독립적으로 생성하여 전송하는 방식인 경우, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 데이터의 전송 속도와 상기 사용자 단말의 전송 속도 간의 비율로 계산된 유니캐스트 채널의 대역폭을 상기 사용자 단말에게 할당하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널을 할당하는 단계는,
    상기 기지국의 멀티캐스트-브로드캐스 서비스의 전송 방식이 하나의 코드워드를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널에 각각 분배하여 전송하는 방식인 경우, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 데이터의 전송 속도 및 상기 사용자 단말에 대한 멀티캐스트 채널 신호의 전송 속도 간의 차이와 상기 사용자 단말의 전송 속도 간의 비율로 계산된 유니캐스트 채널의 대역폭을 상기 사용자 단말에게 할당하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널을 할당하는 단계는,
    상기 기지국의 멀티캐스트-브로드캐스 서비스의 전송 방식이 멀티캐스트 채널에 전송한 하나 이상의 데이터를 복사하여 유니캐스트 채널에 전송하는 방식인 경우, 상기 상한 임계값 및 상기 사용자 단말의 신호 대 잡음비 분포를 이용하여 계산된 상기 멀티캐스트 채널에 전송한 데이터의 복사본의 개수와, 상기 기지국에 할당된 멀티캐스트 채널의 대역폭을 이용하여 산출된 유니캐스트 채널의 대역폭을 상기 사용자 단말에게 할당하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 방법.
  10. 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역 내에서 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스를 제어하는 장치에 있어서,
    사용자 단말로부터 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스의 접속 요청이 수신되는 경우, 상기 사용자 단말의 채널 품질 정보가 기 정의된 채널 품질 기준을 만족하는지 판단하는 판단부; 및
    상기 채널 품질 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 사용자 단말에게 유니캐스트 채널을 할당하는 유니캐스트 채널 할당부
    를 포함하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 품질 기준을 만족하는 경우, 상기 사용자 단말에게 멀티캐스트 채널을 할당하는 멀티캐스트 채널 할당부
    를 더 포함하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 영역 내에 존재하는 사용자 단말들의 신호 대 잡음비(Signal-to-noise ratio, SNR)의 분포를 측정하는 측정부를 더 포함하고,
    상기 판단부는,
    상기 측정부가 측정한 신호 대 잡음비의 분포가 상기 기 정의된 채널 품질 기준의 만족하는지 여부를 판단하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 판단부는,
    사용자 단말의 신호 대 잡음비의 분포를 상한 임계값 및 하한 임계값과 비교하여 상기 신호 대 잡음비의 분포가 상기 상한 임계값보다 큰 경우 멀티캐스트 채널 할당이 가능한 사용자로 판단하고, 상기 상한 임계값보다 작고 상기 하한 임계값보다 큰 경우 유니캐스트 채널 할당이 가능한 사용자로 판단하며, 상기 하한 임계값보다 작은 경우 상기 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스의 이용이 불가능한 사용자로 판단하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기지국 장치에 할당된 무선 자원, 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 이용자 정보 및 상기 유니캐스트 채널 할당부에 의해 사전에 계산된 유니캐스트 채널 대역폭을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 판단부는,
    상기 측정부로부터 전달받은 상기 사용자 단말의 신호 대 잡음비의 분포 및 상기 저장부에 저장된 정보를 이용하여 서로 다른 채널 품질 기준값인 하한 임계값 및 상한 임계값을 계산하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널 할당부는,
    기 설정된 전송 방식에 따라 유니캐스트 채널 대역폭을 계산하고,
    상기 전송 방식은, 코드워드를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널에 분배하는 방식에 따라 구분되거나 상기 멀티캐스트 채널로 전송한 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 데이터를 상기 유니캐스트 채널로 복사하여 전송할 지 여부에 따라 구분되는 복수의 전송 방식을 포함하는 멀티캐스트-브로드캐스트 서비스 제어 장치.
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