KR100413222B1 - Transmit method of request information for bandwidth allocation and mobile terminal using the same transmit method, and dynamic slot allocation method and base station of mobile communication system using the same allocation method - Google Patents

Abstract

본 발명은 대역 요구 정보 전달 방법 및 그 방법을 사용하는 이동 단말기와, 동적 슬롯 할당 방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 시스템의 기지국에 관한 것으로, 특히 대역 요구 정보 전달 방법은 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 버퍼의 상태를 결정하는 단계; 버퍼의 오버플로우 여부를 결정하는 단계; 상기 결정된 버퍼의 상태 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 상태 정보를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상태 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 이동 단말기의 버퍼 상태의 변화에 따라 2비트의 상태 정보를 데이터 패킷 내에 삽입하여 전송하거나 정확한 요구 슬롯 수를 별도의 제어 패킷을 사용하여 전송함으로써 기지국의 스케줄러가 효율적으로 동적 슬롯 할당을 수행할 수 있도록 이동 단말기들의 대역 요구 정보를 빠르고 정확하게 전달할 수 있다.The present invention relates to a method and method for delivering bandwidth request information, and a mobile terminal using the method, and a dynamic slot allocation method and a base station of a mobile communication system using the method. Determining the state of the buffer from the buffer length and the number of slots allocated; Determining whether the buffer overflows; Determining state information using the determined state of the buffer and whether the buffer overflows; And transmitting the determined state information to the base station. According to the present invention, the scheduler of the base station efficiently allocates dynamic slot allocation by inserting two bits of state information into a data packet and transmitting the correct number of required slots using a separate control packet according to a change in the buffer state of the mobile terminal. It is possible to quickly and accurately convey the bandwidth request information of the mobile terminals to perform.

Description

대역 요구 정보 전달 방법 및 그 방법을 사용하는 이동 단말기와, 동적 슬롯 할당 방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 시스템의 기지국{TRANSMIT METHOD OF REQUEST INFORMATION FOR BANDWIDTH ALLOCATION AND MOBILE TERMINAL USING THE SAME TRANSMIT METHOD, AND DYNAMIC SLOT ALLOCATION METHOD AND BASE STATION OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME ALLOCATION METHOD}A method and method for transmitting bandwidth request information, and a mobile terminal using the method, and a dynamic slot allocation method and a base station of a mobile communication system using the method. SLOT ALLOCATION METHOD AND BASE STATION OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME ALLOCATION METHOD}

본 발명은 무선 비동기 전송 모드(asynchronous transfer mode, 이하 ATM이라 함) 기반 이동 통신망에서 대역 요구 정보 전달 방법 및 동적 슬롯 할당 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 ATM 망에서 이동 단말기가 자신의 대역 요구정보의 변화에 따라 효율적인 전송을 위해 셀 헤더 내의 2비트를 이용하는 방법과 정확한 대역 요구 정보를 전송하기 위해 별도의 제어 슬롯을 할당받아 전송하는 방법을 선택적으로 사용함으로써 기지국이 이동 단말기의 대역 요구 정보를 정확히 예측할 수 있도록 하는 대역 요구 정보 전달 방법 및 그 방법을 사용하는 이동 단말기와, 동적 슬롯 할당 방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 시스템의 기지국에 관한 것이다.The present invention relates to a method for transmitting bandwidth request information and a method for allocating a dynamic slot in a wireless asynchronous transfer mode (hereinafter referred to as ATM) based mobile communication network. More specifically, the mobile terminal requests its own bandwidth in a wireless ATM network. By using two bits in the cell header for efficient transmission in accordance with the change of information, and selectively transmitting a separate control slot for transmitting accurate bandwidth request information, the base station uses the mobile station's bandwidth request information. The present invention relates to a method for delivering bandwidth request information and a mobile terminal using the method, and a dynamic slot allocation method and a base station of the mobile communication system using the method.

유ㆍ무선간에 투명한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 무선 링크에 ATM 기술을 적용한 무선 ATM 망이 차세대 무선 통신망으로 주목받고 있다.In order to provide transparent multimedia services between wired and wireless, wireless ATM networks applying ATM technology to wireless links are attracting attention as next generation wireless communication networks.

ATM 망에서의 트래픽은 셀이 가지는 데이터의 서비스 특성에 따라 CBR(constant bit rate), VBR(variable bit rate), ABR(available bit rate), UBR(unspecified bit rate)로 나누어지고 각기 다른 서비스 품질을 요구한다.Traffic in ATM network is divided into constant bit rate (CBR), variable bit rate (VBR), available bit rate (ABR), and unspecified bit rate (UBR) according to the service characteristics of data of the cell. Require.

따라서 무선 ATM 통신망에서도 다양한 트래픽의 특성을 고려한 전송이 이루어져야 하며 이를 위해서는 각 서비스간에 적절한 대역 할당 방식이 요구된다.Therefore, in the wireless ATM communication network, transmission must be made in consideration of various traffic characteristics, and an appropriate band allocation method is required between services.

CBR 서비스는 일정한 데이터 발생률을 가지므로 평균 전송률에 따라 주기적으로 데이터 슬롯을 고정하여 할당한다. 반면 VBR 서비스나 ABR 서비스는 트래픽 발생률이 가변적이기 때문에 순간적인 트랙픽 상황에 따라 적절한 수의 슬롯이 동적으로 할당되어야 한다.Since CBR service has a certain data rate, it allocates data slots periodically according to the average data rate. On the other hand, since VBR service or ABR service has a variable traffic rate, an appropriate number of slots must be dynamically allocated according to a momentary traffic situation.

그러나 유선망과는 달리 무선망의 경우에는 분산된 이동 단말기로부터의 트래픽 발생 상황을 직접 파악할 수 없다. 따라서 무선 링크를 통한 실질적인 통계적 다중화를 이루기 위해서는 기지국의 스케줄러가 각 이동 단말기의 트래픽 특성에 따른 대역 요구 사항을 신속하고 정확하게 파악하기 위한 대역 요구 정보를 전달하는 방법이 요구된다. 또한 사용 가능한 슬롯들을 각 이동 단말기의 요구에 따라 전체 이동 단말기간에 효율적으로 배분하기 위한 동적 슬롯 할당 방법이 필요하다.However, unlike a wired network, a wireless network cannot directly grasp the traffic situation from a distributed mobile terminal. Therefore, in order to achieve substantial statistical multiplexing through a wireless link, a method of transmitting bandwidth request information for a base station scheduler to quickly and accurately grasp bandwidth requirements according to traffic characteristics of each mobile terminal is required. In addition, there is a need for a dynamic slot allocation method for efficiently allocating available slots among all mobile terminals according to the needs of each mobile terminal.

이동 단말기의 대역 요구 정보를 전달하는 방법은 무선 구간에서의 전송 효율을 증대시킬 수 있어야 하며, 이동 단말기의 변화하는 대역폭의 요구사항을 적절한 시간에 동적 슬롯 할당에 반영할 수 있어야 한다.The method of transmitting the bandwidth request information of the mobile terminal should be able to increase the transmission efficiency in the wireless section, and should be able to reflect the changing bandwidth requirements of the mobile terminal in the dynamic slot allocation at an appropriate time.

현재까지 무선망에서 이동 단말기의 대역 요구 정보를 전송하기 위한 방법에는 피기백 기법과 제어 슬롯 기법이 알려져 있다.Until now, a piggyback scheme and a control slot scheme are known as a method for transmitting bandwidth request information of a mobile terminal in a wireless network.

피기백 기법은 각 이동 단말기가 전송하는 데이터 패킷 내의 일부분을 이용하여 대역 요구 정보를 전달하는 방법이다. 대역 요구 정보를 데이터 패킷에 포함시켜 전달하기 때문에 무선 구간의 자원을 효율적으로 이용할 수 있지만 전송할 수 있는 정보량이 제한된다는 단점이 있다. 즉, 요구 대역폭의 변화가 큰 경우에 슬롯 할당 알고리즘이 이를 반영하기까지 상대적으로 긴 시간이 소요되어 부족 할당(under-allocation) 또는 과잉 할당(over-allocation)과 같은 비효율적인 할당을 유발하는 문제점이 있다.The piggyback technique is a method of delivering bandwidth request information using a part of a data packet transmitted by each mobile terminal. Since the bandwidth request information is included in the data packet and transmitted, the resource of the radio section can be efficiently used, but the amount of information that can be transmitted is limited. In other words, when the change in the required bandwidth is large, it takes a relatively long time for the slot allocation algorithm to reflect this, causing an inefficient allocation such as under-allocation or over-allocation. have.

제어 슬롯 기법은 각 이동 단말기에서 한 프레임 동안에 발생한 셀의 수와 현재 이동 단말기의 버퍼 길이를 기반으로 다음 프레임에서 필요한 슬롯 요구 량을 예측하고 이 값을 상향 링크에 설정된 제어 슬롯을 경쟁 방식으로 액세스(access)하여 기지국에 전송하는 방식이다. 이 방식에 따를 경우 제어 슬롯 액세스에 성공한 이동 단말기는 필요한 대역 요구 량을 정확히 전달할 수 있지만 랜덤 접속 방식의 특성상 보장할 수 없는 접속 지연 시간으로 인하여 이동 단말기의 수가 늘어나게 될 때는 적절한 대역 할당을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.The control slot scheme estimates the required slot demand in the next frame based on the number of cells generated during one frame and the buffer length of the current mobile terminal in each mobile terminal, and accesses the control slot set in the uplink in a competitive manner. access and transmit to the base station. According to this method, the mobile terminal which successfully accesses the control slot can accurately deliver the required bandwidth requirement, but when the number of mobile terminals increases due to the connection delay time which cannot be guaranteed due to the nature of the random access method, it is possible to perform appropriate bandwidth allocation. There is no problem.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 무선 ATM 망에서 이동 단말기가 자신의 대역 요구 정보의 변화에 따라 효율적인 전송을 위해 셀 헤더 내의 2비트를 이용하는 방법과 정확한 대역 요구 정보를 전송하기 위해 별도의 제어 슬롯을 할당받아 전송하는 방법을 선택적으로 사용함으로써 기지국이 이동 단말기의 대역 요구 정보를 정확히 예측할 수 있도록 하는 대역 요구 정보 전달 방법 및 그 방법을 사용하는 이동 단말기와, 동적 슬롯 할당 방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 시스템의 기지국을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for a mobile terminal to use two bits in a cell header for efficient transmission according to a change in its bandwidth request information and accurate bandwidth request information in a wireless ATM network. Band request information delivery method and mobile terminal using the method and method for transmitting the bandwidth request information so that the base station can accurately predict the bandwidth request information of the mobile terminal by selectively using a method of allocating and transmitting a separate control slot to transmit the An allocation method and a base station of a mobile communication system using the method.

도 1은 프레임 기반의 상향 채널에서 이동 단말기와 기지국 사이에 대역 요구 정보를 전달하고 동적 슬롯 할당을 수행하는 과정을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a process of transmitting band request information between a mobile station and a base station and performing dynamic slot allocation in a frame-based uplink channel.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 대역 요구 정보 전달 과정을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a band request information transmission process according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동적 슬롯 할당 과정을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a dynamic slot allocation process according to an embodiment of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 이동 단말기는,A mobile terminal according to a feature of the present invention for achieving the above object,

무선 통신망에서 기지국에 대역 요구 정보를 전달하고 상기 기지국으로부터 할당받은 슬롯을 이용하여 데이터를 상기 기지국에 전달하는 이동 단말기로서,A mobile terminal for transmitting band request information to a base station in a wireless communication network and transmitting data to the base station using a slot allocated from the base station,

현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 결정된 버퍼의 상태, 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 상태 정보를 결정하는 상태 정보 결정부; 및 상기 상태 정보 결정부에 의해 결정된 상태 정보 값을 상기 기지국으로 전송하되 셀의 GFC(generic flow control) 영역에 삽입하여 전송하는 상태 정보 전송부를 포함한다.A state information determination unit that determines state information by using a state of a buffer determined from a buffer length and a number of allocated slots in a current frame and a previous frame, and whether the buffer overflows; And a state information transmitter which transmits the state information value determined by the state information determiner to the base station and inserts and transmits the state information to the base station in the cell.

상기 버퍼 오버플로우 여부는 다음의 관계식Whether or not the buffer overflows is expressed as

여기서,는 i 프레임에서 이동 단말기가 갖는 버퍼의 길이,here, Is the length of the buffer that the mobile terminal has in i frames,

는 i 프레임에서 이동 단말기에 할당된 슬롯 수, Is the number of slots allocated to the mobile terminal in i frame,

Δl는 및와및에 의해 결정된 버퍼의 상태, Δl is And Wow And The state of the buffer determined by

MaxBufSize는 최대 버퍼 크기임MaxBufSize is the maximum buffer size

에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that determined by.

상기 상태 정보는 2비트로 표현되는 것을 특징으로 한다.The state information is characterized by being represented by 2 bits.

또한 상기 상태 정보는 상기 버퍼의 상태가 0인 경우에는 변화 없음(0,0)이고, 상기 버퍼의 상태가 0보다 작은 경우에는 감소(0,1)이며, 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생하지 않는다고 판단되는 경우에는 증가(1,0)이고, 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생한다고 판단되는 경우에는 대폭 증가(1,1)인 것으로 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the state information is unchanged when the state of the buffer is 0 (0,0), decreases when the state of the buffer is less than 0 (0,1), and the state of the buffer is greater than 0, If it is determined that a buffer overflow does not occur, it is determined to be an increase (1,0), and if the state of the buffer is greater than 0, and if it is determined that a buffer overflow occurs, it is determined to be a significant increase (1,1). It features.

본 발명의 다른 특징에 따른 이동 단말기에서의 대역 요구 정보 전달 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting bandwidth request information in a mobile terminal.

현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 버퍼의 상태를 결정하는 단계; 버퍼의 오버플로우 여부를 결정하는 단계; 상기 결정된 버퍼의 상태 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 상태 정보를 결정하는 단계; 및상기 결정된 상태 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.Determining a state of the buffer from the buffer length and the allocated slot number in the current frame and the previous frame; Determining whether the buffer overflows; Determining state information using the determined state of the buffer and whether the buffer overflows; And transmitting the determined state information to the base station.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 이동통신 시스템의 기지국은,A base station of a mobile communication system according to another aspect of the present invention,

무선 통신망에서 이동 단말기로부터 전달되는 대역 요구 정보에 따라 슬롯을 할당하는 이동 통신 시스템의 기지국으로서,A base station of a mobile communication system for allocating slots according to bandwidth request information transmitted from a mobile terminal in a wireless communication network,

각 이동 단말기에서 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 결정된 버퍼의 상태, 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 결정된 상태 정보를 전달받아서 각 이동 단말기가 다음 프레임에서 할당받기를 원하는 슬롯 수를 예측하는 요구 슬롯 예측부; 및 상기 상태정보를 전송한 이동 단말기에 상기 예측된 수의 슬롯을 할당하는 할당 슬롯 결정부를 포함한다.A slot that each mobile station wants to be allocated in the next frame by receiving the state information determined by the buffer state determined from the buffer length and the number of allocated slots in the current frame and the previous frame, and whether the buffer overflows. A request slot predictor for predicting the number; And an allocation slot determiner for allocating the predicted number of slots to the mobile terminal that has transmitted the state information.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법은,Dynamic slot allocation method in a base station of a mobile communication system according to another aspect of the present invention,

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보를 추출하여 상태 정보를 판단하는 제1 단계; 상기 상태 정보에 따라 해당 이동 단말기가 다음 프레임에서 요구할 슬롯 수를 예측하는 제2 단계; 상기 이동 단말기가 요구할 것으로 예측된 슬롯 수와 다음 프레임에서 할당 가능한 슬롯 수를 고려하여 상기 이동 단말기에 할당할 슬롯 수를 결정하는 제3 단계; 상기 이동 단말기에 슬롯을 할당하는 제4 단계; 및 상기 이동 단말기에 할당된 슬롯을 전송하는 제5 단계를 포함한다.Extracting state information of a cell transmitted from the mobile terminal to determine state information; A second step of predicting the number of slots to be requested in a next frame by the corresponding mobile terminal according to the state information; Determining a number of slots to be allocated to the mobile terminal in consideration of the number of slots expected to be requested by the mobile terminal and the number of slots that can be allocated in a next frame; A fourth step of allocating a slot to the mobile terminal; And a fifth step of transmitting the slot allocated to the mobile terminal.

상기 제2단계에서 상기 상태 정보가 변화 없음(0,0)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수로 유지하고, 상기 상태 정보가 증가(1,0)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한슬롯 수에서 하나만큼 증가시키며, 상기 상태 정보가 감소(0,1)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수에서 하나만큼 감소시키고, 상기 상태 정보가 대폭 증가(1,1)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수에서 하나만큼 증가시키는 동시에 상기 이동 단말기에 하나의 제어 슬롯을 할당하는 것을 특징으로 한다.In the second step, when the state information is unchanged (0,0), the number of slots to be allocated to the next frame is maintained as the number of slots allocated in the current frame, and when the state information is increased (1,0) The number of slots to be allocated to the next frame is increased by one from the number of slots allocated to the current frame. When the state information is reduced (0, 1), the number of slots to be allocated to the next frame is increased from the number of slots allocated to the current frame. If the number is reduced by one, and the state information is greatly increased (1, 1), the number of slots to be allocated to the next frame is increased by one from the number of slots allocated in the current frame, and at the same time, one control slot is allocated to the mobile terminal. Characterized in that.

상기 제3 단계는 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과하는 지의 여부를 판단하는 단계; 상기 단계에서 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과한다고 판단되는 경우 상기 이동 단말기에 최소 보장 전송률에 대응하는 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 할당하는 단계; 및 상기 단계에서 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과하지 않는다고 판단되는 경우 상기 예측된 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 상기 이동 단말기에 할당하는 단계를 포함한다.The third step includes determining whether the predicted number of slots exceeds the number of allocable slots; Allocating slots corresponding to the number of slots corresponding to the minimum guaranteed transmission rate to the mobile terminal when it is determined that the predicted number of slots exceeds the number of allocable slots in the step; And in the step, allocating a slot corresponding to the predicted slot number to the mobile terminal when it is determined that the predicted slot number does not exceed the assignable slot number.

또한, 상기 제3단계는In addition, the third step is

모든 이동 단말기에 최소 보장 전송률로 할당한 후 할당 가능한 대역이 있는 지의 여부를 판단하는 단계; 및 할당 가능한 대역이 있는 경우 여분의 대역을 상기 이동 단말기가 요구하는 슬롯 수에 비례하여 선형적으로 배분하여 할당하는 단계를 더 포함한다.Determining whether there is an allocable band after all mobile terminals are allocated at the minimum guaranteed transmission rate; And allocating an extra band linearly in proportion to the number of slots required by the mobile terminal when there is an assignable band.

상기 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법은 제어 슬롯을 이용한 대역 요구 정보가 있는 이동 단말기가 있는 지의 여부를 판단하는 단계; 및A dynamic slot allocation method in a base station of the mobile communication system includes determining whether there is a mobile terminal with bandwidth request information using a control slot; And

상기 단계에서 제어 슬롯을 이용한 대역 요구 정보가 있는 이동 단말기가 있는 것으로 판단되는 경우 제어 패킷을 포함한 요구 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 할당하는 단계를 더 포함하다.The method may further include allocating slots corresponding to the number of required slots including the control packet when it is determined that there is a mobile terminal having the bandwidth request information using the control slot.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 프레임 기반의 상향 채널에서 이동 단말기와 기지국 사이에 대역 요구 정보를 전달하고 동적 슬롯 할당을 수행하는 과정을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a process of transmitting band request information between a mobile station and a base station and performing dynamic slot allocation in a frame-based uplink channel.

상ㆍ하향으로 링크를 분리하는 방법에는 시분할 이중화와 주파수 분할 이중화 방식이 있다. 도 1은 시분할 이중화 방식에 의한 경우를 도시한 것이나, 여기서 설명하는 대역 요구 정보 전달과 동적 슬롯 할당 방법은 주파수 분할 이중화 방식에도 적용될 수 있다.There are two methods of splitting the link up and down: time division duplex and frequency division duplex. Although FIG. 1 illustrates a case of time division duplication, the bandwidth request information transmission and dynamic slot allocation methods described herein may be applied to a frequency division duplication scheme.

단일 프레임은 하향 링크와 상향 링크로 구성되며 각 링크는 다수의 타임 슬롯으로 구분되어 패킷을 전송한다. 제어 정보를 갖는 제어 패킷을 전송하기 위한 타임 슬롯을 제어 슬롯이라 하고, 데이터 패킷을 전송하기 위한 타임 슬롯을 데이터 슬롯이라 한다. 제어 슬롯은 각 링크에서 데이터 슬롯보다 앞서 위치한다.A single frame consists of a downlink and an uplink, and each link is divided into a plurality of time slots to transmit a packet. A time slot for transmitting a control packet having control information is called a control slot, and a time slot for transmitting a data packet is called a data slot. The control slot is located ahead of the data slot on each link.

도 1에서는 타임 슬롯의 크기를 전송하고자 하는 패킷의 크기를 기준으로 제어 슬롯과 데이터 슬롯의 크기를 서로 다르게 나타내었지만, 동일한 크기의 타임 슬롯으로 구성하고 전송하고자 하는 패킷의 크기를 고려하여 다수의 타임 슬롯이 할당되도록 설계할 수도 있다.In FIG. 1, the size of the control slot and the data slot are different from each other based on the size of the packet to be transmitted. However, the time slots are composed of the same sized time slot. Slots can also be designed to be allocated.

기지국은 데이터와 제어 정보를 이동 단말기들에게 전송하기 위하여 하향 링크를 사용하고 다수의 이동 단말기들은 경쟁과 예약 기반의 시분할 다중 액세스(time division multiple access, 이하 TDMA라 함)를 사용하여 상향 링크를통해 단일의 기지국에 정보를 전송한다.The base station uses the downlink to transmit data and control information to the mobile terminals, and the plurality of mobile terminals use the contention and reservation based time division multiple access (hereinafter referred to as TDMA) over the uplink. Send information to a single base station.

기지국으로 데이터를 전송하기 위해 임의의 이동 단말기 k는 먼저 자신의 버퍼가 가진 패킷의 수를 기반으로 할당받아야 하는 상향 데이터 슬롯 수를 계산한다(단계 110).In order to transmit data to the base station, any mobile terminal k first calculates the number of uplink data slots to be allocated based on the number of packets in its buffer (step 110).

이동 단말기 k는 상향 데이터 슬롯 수의 계산 값과 자신의 주소 정보 등을 이용하여 제어 패킷을 구성한다. 구성한 제어 패킷은 상향 링크의 제어 슬롯을 slotted ALOHA 방식으로 접근하여 기지국에 전송한다(단계 112). slotted ALOHA 방식은 경쟁 기반의 접근 방법이므로 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하면 다음 프레임의 하향 링크로부터 할당 정보가 전송되지 않으므로 충돌이 발생한 것을 알 수 있으며, 충돌이 발생하였다고 판단되는 경우에는 다음 상향 링크를 통하여 다시 전송한다.The mobile terminal k constructs a control packet using a calculated value of the number of uplink data slots and its own address information. The configured control packet transmits the uplink control slot to the base station by accessing the slotted ALOHA scheme (step 112). The slotted ALOHA method is a contention based approach, so collisions can occur. If a collision occurs, the allocation information is not transmitted from the downlink of the next frame, so it can be known that a collision has occurred. If it is determined that a collision has occurred, it is transmitted again through the next uplink.

기지국은 충돌 없이 성공적으로 전송된 제어 패킷으로부터 이동 단말기가 요구하는 데이터 슬롯 수를 알아낸다(단계 120).The base station finds the number of data slots required by the mobile terminal from the control packet successfully transmitted without collision (step 120).

기지국은 다수의 이동 단말기로부터 전달된 대역 요구 정보와 할당 가능한 상향 데이터 슬롯 수 등을 고려하여 다음 프레임의 상향 데이터 슬롯에 대한 할당을 수행한다(단계 130).The base station allocates the uplink data slot of the next frame in consideration of the bandwidth request information transmitted from the plurality of mobile terminals and the number of uplink data slots that can be allocated (step 130).

결정된 할당 정보는 하향 링크의 제어 슬롯을 통하여 다수의 이동 단말기로 전송된다(단계 140).The determined allocation information is transmitted to the plurality of mobile terminals through the control slot of the downlink (step 140).

이동 단말기 k는 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 현재 프레임에서의 버퍼 길이, 할당된 데이터 슬롯의 수 등을 고려하여 대역 요구 정보 값을 결정한다(단계150).The mobile terminal k determines the bandwidth request information value in consideration of the buffer length in the previous frame, the buffer length in the current frame, the number of allocated data slots, and the like (step 150).

이동 단말기 k는 대역 요구 정보 값과 할당 정보로부터 자신에게 할당된 데이터 슬롯의 위치와 수를 판단하고 할당된 데이터 슬롯을 이용하여 버퍼에 위치한 패킷을 함께 전송한다(단계 160).The mobile terminal k determines the location and number of data slots allocated to itself from the bandwidth request information value and the allocation information and transmits the packets located in the buffer together using the allocated data slots (step 160).

기지국은 수신된 상향 데이터 패킷이 갖는 대역 요구 정보를 기반으로 이동 단말기가 다음 프레임에서 요구하는 데이터 슬롯 수를 예측한다(단계 170). 데이터 패킷 내에 삽입하여 전송하는 대역 요구 정보는 제한된 비트를 사용하여 전송하므로 요구하는 데이터 슬롯 수를 정확히 표현하지 않고 버퍼 상태의 변화 추이만을 나타내기 때문에 기지국은 이동 단말기 k의 요구 슬롯 수를 예측하여야 한다.The base station estimates the number of data slots requested by the mobile terminal in the next frame based on the bandwidth request information of the received uplink data packet (step 170). Since the bandwidth request information inserted and transmitted in the data packet is transmitted using limited bits, the base station should predict the required slot number of the mobile terminal k because it does not accurately represent the required number of data slots and only represents a change in the buffer state. .

기지국은 다수의 이동 단말기로부터 얻어진 대역 요구 정보를 기반으로 예측한 요구 슬롯 수를 사용하여 다음 프레임에 대한 할당을 수행한다(단계 180).The base station performs allocation for the next frame using the predicted slot number based on the bandwidth request information obtained from the plurality of mobile terminals (step 180).

기지국은 결정된 할당 정보를 하향 링크의 제어 슬롯을 통하여 다수의 이동 단말기로 전송한다(단계 190).The base station transmits the determined allocation information to the plurality of mobile terminals through the control slot of the downlink (step 190).

본 발명의 대역 요구 정보 전달 방법은 단말의 버퍼 상태가 점차적으로 변화하는 구간에서는 데이터 패킷 즉, ATM 셀 헤더 내의 GFC(generic flow control) 영역의 2비트에 대역 요구 정보를 삽입하여 전송하는 반면 단말의 버퍼 상태가 급격히 증가하여 버퍼 오버플로우(overflow)가 예상되는 시점에서는 기지국에 상향 링크의 제어 슬롯을 할당받아 정확한 요구 슬롯 수를 전달한다.In the method for transmitting bandwidth request information according to the present invention, the bandwidth request information transmission method inserts and transmits the bandwidth request information into two bits of a data packet, that is, a generic flow control (GFC) region in an ATM cell header, in a period in which the buffer state of the terminal is gradually changed. When the buffer state is rapidly increased and a buffer overflow is expected, an uplink control slot is allocated to the base station and the correct number of required slots is delivered.

2비트로 표현하는 이동 단말기의 상태를 {대폭증가(1,1), 증가(1,0), 감소(0,1), 변화 없음(0,0)}으로 정의하고 버퍼 길이의 변화량을 고려하여 필요한개수의 셀에만 결정된 2비트의 상태 정보를 설정하고 나머지 셀에는 (0,0)을 설정한다. 2비트로 나타내는 상태 정보와 이를 전송하는 셀의 개수를 조합하여 이동 단말기의 대역 요구 정보를 표현함으로써 전송할 수 있는 정보량을 증가시킨다. 또한 감소(0,1) 상태를 정의함으로써 할당되었으나 사용되지 않은 슬롯을 기준으로 할당 대역폭을 감소시키는 방법과 달리 트래픽의 감소에도 빠르게 적응할 수 있다.The state of the mobile terminal represented by two bits is defined as {significant increase (1,1), increase (1,0), decrease (0,1), no change (0,0)} and the change in buffer length is considered. Set two bits of status information determined only for the required number of cells, and set (0,0) for the remaining cells. The amount of information that can be transmitted is increased by expressing the bandwidth request information of the mobile terminal by combining the state information represented by 2 bits and the number of cells transmitting the same. Also, by defining the reduced (0, 1) state, it is possible to adapt quickly to the reduction of traffic, unlike the method of reducing the allocated bandwidth based on the allocated but unused slots.

본 발명의 대역 요구 정보 전달 방법을 효과적으로 설계하기 위해서는 2비트를 이용한 삽입 전달 방법에서 제어 패킷을 이용한 전달 방법으로의 전환여부를 결정하는 것이 매우 중요하다.In order to effectively design the bandwidth request information transmission method of the present invention, it is very important to determine whether to switch to the transmission method using the control packet from the insertion delivery method using 2 bits.

본 발명에서는 제어 패킷을 이용한 전달 방법으로의 전환은 이동 단말기가 2비트 상태 정보를 대폭 증가(1,1)로 표현함으로써 요구한다.In the present invention, the switch to the transfer method using the control packet is required by the mobile terminal by expressing the 2-bit state information by a large increase (1, 1).

대폭 증가(1,1) 상태를 전달받으면 기지국은 다음 프레임에서 하나의 제어 슬롯을 이동 단말기에 할당하며 이동 단말기는 이를 통해 경쟁 없이 정확한 요구 슬롯을 전달할 수 있다.When the base station receives a significantly increased (1, 1) state, the base station allocates one control slot to the mobile terminal in the next frame, and the mobile terminal can deliver the exact request slot without contention through this.

따라서 빠른 시간 내에 필요한 정보를 기지국에 전달하여 이동 단말기가 요구하는 대역의 변화를 효과적으로 반영할 수 있다.Therefore, it is possible to effectively reflect the change in the band required by the mobile terminal by transmitting the necessary information to the base station in a short time.

대폭 증가(1,1) 상태의 결정은 버퍼 길이의 증가뿐만 아니라 버퍼의 크기 및 전달 지연을 고려하여 이루어지므로 가변적인 데이터 율을 가지면서 낮은 지연을 요구하는 서비스의 품질을 효과적으로 보장할 수 있다.Determination of the significantly increased (1, 1) state is made in consideration of the size and propagation delay of the buffer as well as the increase in the buffer length, thereby effectively guaranteeing the quality of a service requiring a low delay with a variable data rate.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 대역 요구 정보 전달 방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for transferring band request information according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 대역 요구 정보 전달 과정을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a band request information transmission process according to an embodiment of the present invention.

도 2에서는 프레임 i가 시작하는 시각에서 이동 단말기 k가 갖는 버퍼의 길이를,는 프레임 i에서 이동 단말기 k에게 할당된 데이터 슬롯의 수를, MaxBufSize는 이동 단말기가 가지는 버퍼의 최대 크기를,는 프레임 i에서 이동 단말기 k가 2비트 상태 정보를 삽입하여 전송할 셀의 수를, (b₀, b₁)은 2비트 상태 정보를, (g₀, g₁)은 ATM 셀 헤더 내의 GFC 영역 내의 2비트를 나타낸다.In Figure 2 Is the length of the buffer of mobile terminal k at the beginning of frame i, Is the number of data slots allocated to mobile terminal k in frame i, MaxBufSize is the maximum size of the buffer the mobile terminal has, Denotes the number of cells to be transmitted by the mobile terminal k inserting 2-bit state information in frame i, (b ₀ , b ₁ ) indicates 2-bit state information, and (g ₀ , g ₁ ) indicates the number of cells in the GFC region within the ATM cell header. Represents 2 bits.

본 발명의 대역 요구 정보 전달 방법을 수행하는 이동 단말기는 2비트 상태 정보를 결정하는 기능을 수행하는 상태 정보 결정 모듈(210)과 상기 상태 정보 결정 모듈(210)이 결정한 상태 정보 값을 기지국으로 전송하는 셀의 GFC 영역 2비트(g₀,g₁)에 삽입하여 전송하는 기능을 수행하는 상태 정보 전송 모듈(220)을 포함한다.The mobile terminal performing the method for transmitting bandwidth request information according to the present invention transmits the state information value determined by the state information determination module 210 and the state information determination module 210 to determine the 2-bit state information to the base station. And a state information transmission module 220 which performs a function of inserting and transmitting the 2 bits (g ₀ , g ₁ ) of the GFC region of the cell.

이동 단말기 k는 현재 프레임 i와 이전 프레임 i-1에서의 버퍼 길이 (,)와 할당된 슬롯 수 (,)로부터 버퍼의 상태(Δl)를 결정한다(단계 210, 212).The mobile terminal k has a buffer length at the current frame i and the previous frame i-1 ( , ) And the number of slots allocated ( , ) It is determined from the state (Δl) of the buffer (step 210, 212).

이동 단말기는 버퍼의 상태(Δl)가 0보다 큰지를 판단한다(단계 220).The mobile terminal determines whether the state of the buffer Δl is greater than zero (step 220).

버퍼의 상태(Δl)가 0보다 크지 않다고 판단되는 경우에는Δl이 0보다 작은지를 판단한다(단계 230).If it is determined that the state Δl of the buffer is not greater than zero, it is determined whether Δl is less than zero (step 230).

Δl이 0보다 작지 않다고 판단되는 경우에는Δl이 0인 경우 즉, 버퍼의 길이의 변화가 없는 경우이므로 2비트 상태 정보를 (0,0)으로 설정한다(단계 232).If determined that Δl is not less than zero is set in the case of Δl is 0, that is, since the 2-bit status information (0, 0) when there is no change in the length of the buffer (step 232).

Δl이 0보다 작다고 판단되는 경우에는 버퍼의 길이가 감소한 경우이므로 2비트 상태 정보를 (0,1)로 설정한다(단계 234).If it is determined that Δl is less than 0, the 2-bit state information is set to (0, 1) because the length of the buffer is reduced (step 234).

버퍼의 상태Δl이 0보다 크다고 판단되는 경우에는 2비트 상태 정보를 증가 상태(1,0) 또는 대폭 증가(1,1)로 구분하여 설정하는데 증가 상태(1,0)과 대폭 증가(1,1)의 결정은 기지국으로의 전달 지연과 버퍼 오버플로우에 따른 셀 손실을 고려하여 결정한다.If it is determined that the state Δl of the buffer is greater than zero, the two-bit state information is divided into an increased state (1,0) or a large increase (1,1). The decision of 1) is made in consideration of the cell delay due to the propagation delay to the base station and the buffer overflow.

버퍼 길이의 변화와 할당 정보를 이용하여 버퍼 오버플로우가 발생하는지 여부는 수학식 1을 이용하여 결정한다(단계 240).Whether a buffer overflow occurs using the change in the buffer length and the allocation information is determined using Equation 1 (step 240).

버퍼 오버플로우가 예측되지 않은 경우에는 2비트 상태 정보를 (1,0)으로 설정하고(단계 242), 버퍼 오버플로우가 예측된 경우에는 2비트 상태 정보를 (1,1)로 설정한다(단계 244).If the buffer overflow is not predicted, the 2-bit state information is set to (1,0) (step 242), and if the buffer overflow is predicted, the 2-bit state information is set to (1,1) (step) 244).

대역 요구 정보를 전송하기 위해 2비트만을 사용하기 때문에 전달할 수 있는 정보량에 한계가 있으며, 최대로 표현할 수 있는 값은 현재 프레임에서 할당받은 슬롯 수의 2배이다. 또한 이동 단말기의 요구 사항이 기지국으로 전달되어 요구하는 대역폭을 할당받기까지는 일정 시간이 요구된다.Since only 2 bits are used to transmit the bandwidth request information, there is a limit to the amount of information that can be transmitted, and the maximum value is twice the number of slots allocated in the current frame. In addition, a certain time is required before the requirement of the mobile terminal is transmitted to the base station and allocated the required bandwidth.

따라서 데이터 발생률이 급격히 증가하는 경우 2비트 상태 정보에만 의존하여 동적 할당을 수행하면 이동 단말기의 버퍼 오버플로우가 발생할 수도 있다.Therefore, when the data generation rate increases rapidly, buffer overflow of the mobile terminal may occur when dynamic allocation is performed depending only on 2-bit state information.

수학식 1은 현재 프레임 i에서, 프레임 i+2의 시간에 이동 단말기 k가 가진 버퍼의 길이가 최대 버퍼 크기(MaxBufSize)를 초과하는 경우를 예측하기 위한 것이다. 프레임 i+2에서 이동 단말기 k가 가진 버퍼의 길이는 버퍼의 증가 상태가 현재의 증가 상태(Δl)와 동일하게 유지된다고 가정할 때, 프레임 i+2에서의 버퍼 길이는 현재 프레임에서 패킷 전송 후 남는 버퍼의 길이()와 요구 사항에 따라 슬롯을 할당받기까지의 전달 지연 시간동안 증가하는 버퍼의 길이(2Δl)를 합한 값에서 다음 프레임과 그 다음 프레임동안 최대로 추가 할당받는 데이터 패킷의 수(2)를 제외한 값으로 계산할 수 있다.Equation 1 is for predicting a case in which the length of the buffer of the mobile terminal k exceeds the maximum buffer size MaxBufSize in the current frame i at the time of the frame i + 2. Assuming that the length of the buffer of mobile terminal k in frame i + 2 remains the same as the increase state of the buffer ( Δl ), the buffer length in frame i + 2 is equal to the length of the buffer after the packet transmission in the current frame. The length of the remaining buffer ( ) And the maximum number of additional data packets allocated for the next frame and the next frame (2 Δl ), which is the sum of the length of the buffer (2 Δl ), which increases during the propagation delay until the slot is allocated according to requirements. Calculated as a value except

위의 과정을 거쳐 2비트 상태 정보가 설정되면 필요한 개수의 셀에만 결정된 2비트 상태 정보를 설정하고 나머지 셀에는 (0,0)을 보낸다. 이에 따라 표현할 수 있는 대역 요구 정보량을 증가시킬 수 있다.When the 2-bit state information is set through the above process, the 2-bit state information determined only for the required number of cells is set, and (0,0) is sent to the remaining cells. Accordingly, the amount of bandwidth request information that can be expressed can be increased.

상태 정보 결정 모듈(210)에서 결정한 상태 정보 값으로 설정할 셀의 개수()는 버퍼 길이의 변화량(Δl)을 고려하여 결정한다(단계 250). 이때 최대로 전송할 수 있는 개수는 할당받은 슬롯의 수()로 제한된다.The number of cells to set as the status information value determined by the status information determination module 210 ( Is determined in consideration of the change amount Δl of the buffer length (step 250). In this case, the maximum number that can be transmitted is the number of allocated slots ( Limited to).

셀의 개수가 설정되면 해당 개수만큼의 셀에만 결정한 상태 정보를 설정한다(단계 260).If the number of cells is set, the determined state information is set only for the number of cells (step 260).

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동적 슬롯 할당 과정을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a dynamic slot allocation process according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동적 슬롯 할당 방법을 수행하는 기지국은 각 이동 단말기가 다음 프레임에서 할당받기를 요구하는 슬롯의 수를 판단하는 기능을 수행하는 요구 슬롯 예측 모듈(310)과, 각 이동 단말기에 동적 슬롯을 할당하는 기능을 수행하는 할당 슬롯 결정 모듈(320)을 포함한다.The base station performing the dynamic slot allocation method of the present invention includes a request slot prediction module 310 for determining the number of slots for each mobile terminal to be allocated in the next frame, and a dynamic slot for each mobile terminal. The allocation slot determination module 320 performs an allocation function.

도 3에서는 이동 단말기 k가 프레임 i에서 할당받기를 요구하는 데이터 슬롯 수를, A_i는 프레임 i에 이동 단말기들에게 할당 가능한 전체 상향 데이터 슬롯 수를, s^k는 최소 전송 보장률을 고려하여 이동 단말기 k에게 단일 프레임마다 반드시 할당해야 하는 데이터 슬롯 수를 나타낸다.In Figure 3 Is the number of data slots for which mobile terminal k requests to be allocated in frame i, A _i is the total number of uplink data slots that can be allocated to mobile terminals in frame i, and s ^k is assigned to mobile terminal k in consideration of the minimum transmission guarantee rate. This indicates the number of data slots that must be allocated for each single frame.

기지국은 제어 슬롯을 이용한 대역 요구 정보가 있는 이동 단말기가 있는지를 판단한다(단계 310).The base station determines whether there is a mobile terminal with the bandwidth request information using the control slot (step 310).

제어 슬롯을 이용한 이동 단말기가 있는 경우 제어 슬롯을 이용한 이동 단말기에는 제어 패킷을 포함한 요구 슬롯 수를 할당한다(단계 320).If there is a mobile terminal using the control slot, the mobile terminal using the control slot is allocated the required number of slots including the control packet (step 320).

제어 슬롯을 이용한 이동 단말기를 제외한 나머지 이동 단말기에 있어서는 각 이동 단말기로부터 전송된 셀이 가진 2비트 상태 정보 값과 이전 프레임에서 할당한 슬롯의 수를 기반으로 이동 단말기가 요구할 슬롯의 수를 예측한다.In the remaining mobile terminals except for the mobile terminal using the control slot, the number of slots to be requested by the mobile terminal is estimated based on the 2-bit state information value of the cell transmitted from each mobile terminal and the number of slots allocated in the previous frame.

임의의 이동 단말기로부터 전송된 각각의 셀이 갖는 2비트 상태 정보(g₀, g₁) 값에 기반하여 이동 단말기가 요구하는 슬롯의 수를 예측하는 과정은 다음과 같다.The process of estimating the number of slots required by the mobile terminal based on the 2-bit state information g ₀ and g ₁ of each cell transmitted from an arbitrary mobile terminal is as follows.

이동 단말기가 다음 프레임에서 할당받기를 요구하는 슬롯 수()를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수()와 같다고 설정한다(단계 330).The number of slots that the mobile terminal requires to be allocated in the next frame. ) Has allocated slots in the current frame ( (Step 330).

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보를 추출하여(단계 340) 추출된 상태 정보를 판단한다(단계 342).The extracted state information is determined by extracting state information of the cell transmitted from the mobile terminal (step 340) (step 342).

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보가 변화 없음(0,0)인 경우에는 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수로 유지한다(단계 344).If the state information of the cell transmitted from the mobile terminal is unchanged (0, 0), the slot number is maintained as the slot number allocated in the current frame (step 344).

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보가 감소(0,1)인 경우에는를 하나만큼 감소시킨다(단계 345).When the state information of the cell transmitted from the mobile terminal is reduced (0, 1) Decreases by one (step 345).

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보가 증가(1,0)인 경우에는를 하나만큼 증가시킨다(단계 346).When the state information of the cell transmitted from the mobile terminal is incremented (1, 0) Increases by one (step 346).

이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보가 대폭 증가(1,1)인 경우에는를 하나 증가시키면서 동시에 기지국은 해당 이동 단말기 k에게 다음 프레임에서 하나의 제어 슬롯을 할당한다(단계 347).When the state information of the cell transmitted from the mobile terminal is greatly increased (1,1) At the same time, the base station allocates one control slot to the corresponding mobile terminal k in the next frame (step 347).

위의 과정을 임의의 이동 단말기 k의 모든 셀에 대하여 반복 수행하며, 그 결과로부터 이동 단말기 k가 다음 프레임에서 전송을 요구할 슬롯 수를 예측한다(단계 350).The above process is repeated for all cells of a mobile terminal k, and from the result, the number of slots for which mobile terminal k will request transmission in the next frame. Predict (step 350).

모든 이동 단말기들이 요구하는 슬롯 수를 판단한 기지국은 할당 슬롯 결정 모듈을 수행하여 동적 슬롯 할당을 수행한다.After determining the number of slots required by all mobile terminals, the base station performs an allocation slot determination module to perform dynamic slot allocation.

다수의 이동 단말기에 실질적으로 할당할 슬롯의 수는 예측한 각 이동 단말기의 요구 슬롯의 수와 다음 프레임에서 할당 가능한 슬롯의 수 A_i+1를 고려하여 결정한다.The number of slots to allocate substantially to a large number of mobile terminals Is the estimated number of request slots of each mobile terminal And the number of slots A _{i + 1} allocable in the next frame are determined.

모든 이동 단말기의 요구 슬롯 수의 총합 E_i+1이 할당 가능한 슬롯의 수A_i+1를 초과하는지를 판단한다(단계 360).It is determined whether the total E _{i + 1} of the required slot numbers of all mobile terminals exceeds the number A _{i + 1} of the assignable slots (step 360).

모든 이동 단말기의 요구 슬롯 수의 총합 E_i+1이 할당 가능한 슬롯의 수 A_i+1를 초과하지 않는다고 판단되는 경우에는 각 이동 단말기가 요구한 슬롯 수만큼 할당한다(단계 370).The total number of slots E _{i + 1} required for all mobile terminals, if it is determined that the total number of slots A _{i + 1} does not exceed, is the number of slots requested by each mobile terminal. As many as (step 370).

모든 이동 단말기의 요구 슬롯 수의 총합 E_i+1이 할당 가능한 슬롯의 수 A_i+1를 초과한다고 판단되는 경우에는 각 이동 단말기가 요구하는 슬롯 수만큼 할당하지 못하므로 최소 보장 전송률에 대응하는 슬롯 수(s^k)만을 할당한다(단계 380).If it is determined that the total number of required slots E _{i + 1} of all mobile terminals exceeds the number of allocable slots A _{i + 1} , the slots corresponding to the minimum guaranteed data rate cannot be allocated because the number of slots required by each mobile terminal is not allocated. Only the number s ^k is allocated (step 380).

모든 이동 단말기에 최소 보장 전송률로 할당한 후 할당 가능한 대역(ΔA_i+1)이 있는지를 계산한다(단계 382).After all mobile terminals are allocated with the minimum guaranteed data rate, it is calculated whether there is an assignable band ΔA _{i + 1} (step 382).

ΔA_i+1이 0보다 큰가를 판단하여(단계 384) ΔA_i+1이 0보다 크다고 판단되는 경우에는 여분의 대역을 각 이동 단말기가 요구하는 슬롯 수에 비례하여 선형적으로 배분하여 할당한다(단계 386).It is determined whether ΔA _{i + 1} is greater than zero (step 384), and when it is determined that ΔA _{i + 1} is greater than zero, the excess band is allocated and allocated linearly in proportion to the number of slots required by each mobile terminal ( Step 386).

ΔA_i+1이 0보다 크다고 판단되지 않은 경우에는 여분의 대역이 없는 경우이므로 최소 보장 전송률에 대응하는 슬롯 수(s^k)만을 할당하고 추가로 할당하지 않고 슬롯 할당 과정을 종료한다.If ΔA _{i + 1} is not determined to be greater than 0, since there is no spare band, only the slot number s ^k corresponding to the minimum guaranteed transmission rate is allocated and the slot allocation process is terminated without additional allocation.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 따라서 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.Although the invention has been described in connection with the preferred embodiments mentioned above, other various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore contemplated that the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.

이와 같이 본 발명에 따르면 이동 단말기의 버퍼 상태의 변화에 따라 2비트의 상태 정보를 데이터 패킷 내에 삽입하여 전송하거나 정확한 요구 슬롯 수를 별도의 제어 패킷을 사용하여 전송함으로써 기지국의 스케줄러가 효율적으로 동적 슬롯 할당을 수행할 수 있도록 이동 단말기들의 대역 요구 정보를 빠르고 정확하게 전달할 수 있다.As described above, according to the present invention, the scheduler of the base station can efficiently and efficiently perform dynamic slotting by inserting two bits of state information into a data packet and transmitting the exact number of required slots using a separate control packet according to a change in the buffer state of the mobile terminal. The bandwidth request information of the mobile terminals can be quickly and accurately transmitted to perform the allocation.

또한 버퍼의 오버플로우를 고려하여 대역 요구 정보를 전달하는 방법을 제어 슬롯 방법으로 전환하므로 트래픽의 발생량이 크게 증가하는 경우에도 오버플로우로 인한 셀 손실을 방지할 수 있다.In addition, since the bandwidth request information is transferred to the control slot method in consideration of the buffer overflow, the cell loss due to the overflow can be prevented even when the traffic is greatly increased.

또한 본 발명에 따르면 이동 단말기가 요구하는 대역 이상으로 할당되는 경우가 발생하지 않으므로 상향 데이터 채널을 효율적으로 이용할 수 있고 통계적 다중화 이득을 증대시킴으로써 시스템의 처리 효율을 극대화시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since a case in which the mobile terminal is not allocated to the bandwidth required by the mobile station does not occur, the uplink data channel can be efficiently used, and the processing efficiency of the system can be maximized by increasing the statistical multiplexing gain.

Claims (14)

현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 버퍼의 상태를 결정하는 단계;Determining a state of the buffer from the buffer length and the allocated slot number in the current frame and the previous frame; 버퍼의 오버플로우 여부를 결정하는 단계;Determining whether the buffer overflows; 상기 결정된 버퍼의 상태 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 상태 정보를 결정하는 단계; 및Determining state information using the determined state of the buffer and whether the buffer overflows; And 상기 결정된 상태 정보를 기지국으로 전송하는 단계Transmitting the determined status information to a base station 를 포함하는 이동 단말기에서의 대역 요구 정보 전달 방법.Band request information transmission method in a mobile terminal comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼 오버플로우 여부가 다음의 관계식Whether the buffer overflows or not 여기서,는 i 프레임에서 이동 단말기가 갖는 버퍼의 길이,here, Is the length of the buffer that the mobile terminal has in i frames, 는 i 프레임에서 이동 단말기에 할당된 슬롯 수, Is the number of slots allocated to the mobile terminal in i frame, Δl는 및와및에 의해 결정된 버퍼의 상태, Δl is And Wow And The state of the buffer determined by MaxBufSize는 최대 버퍼 크기임MaxBufSize is the maximum buffer size 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 대역 요구 정보 전달 방법.The bandwidth request information transmission method in the mobile terminal, characterized in that determined by. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상태 정보가 2비트로 표현되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 대역 요구 정보 전달 방법.And the status information is represented by 2 bits. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 상태 정보는The state information is 상기 버퍼의 상태가 0인 경우에는 변화 없음(0,0)이고,If the state of the buffer is 0, there is no change (0,0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 작은 경우에는 감소(0,1)이며,If the state of the buffer is less than zero, it is a decrease (0,1), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생하지 않는다고 판단되는 경우에는 증가(1,0)이고,If the status of the buffer is greater than zero and it is determined that no buffer overflow occurs, the increment is (1, 0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생한다고 판단되는 경우에는 대폭 증가(1,1)인 것으로 결정되는If the state of the buffer is greater than zero and it is determined that a buffer overflow occurs, it is determined that the buffer is significantly increased (1,1). 것을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 대역 요구 정보 전달 방법.A method for transferring band request information in a mobile terminal, characterized in that. 무선 통신망에서 기지국에 대역 요구 정보를 전달하고 상기 기지국으로부터 할당받은 슬롯을 이용하여 데이터를 상기 기지국에 전달하는 이동 단말기에 있어서,A mobile terminal for transmitting band request information to a base station in a wireless communication network and transmitting data to the base station using a slot allocated from the base station, 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 결정된 버퍼의 상태, 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 상태 정보를 결정하는 상태 정보 결정부; 및A state information determination unit that determines state information by using a state of a buffer determined from a buffer length and a number of allocated slots in a current frame and a previous frame, and whether the buffer overflows; And 상기 상태 정보 결정부에 의해 결정된 상태 정보 값을 상기 기지국으로 전송하되 셀의 GFC(generic flow control) 영역에 삽입하여 전송하는 상태 정보 전송부The state information transmitter which transmits the state information determined by the state information determiner to the base station, inserts the state information into the GFC region of the cell and transmits the state information. 를 포함하는 이동 단말기.Mobile terminal comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 버퍼 오버플로우 여부가 다음의 관계식Whether the buffer overflows or not 여기서,는 i 프레임에서 이동 단말기가 갖는 버퍼의 길이,here, Is the length of the buffer that the mobile terminal has in i frames, 는 i 프레임에서 이동 단말기에 할당된 슬롯 수, Is the number of slots allocated to the mobile terminal in i frame, Δl는 및와및에 의해 결정된 버퍼의 상태, Δl is And Wow And The state of the buffer determined by MaxBufSize는 최대 버퍼 크기임MaxBufSize is the maximum buffer size 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.Mobile terminal, characterized in that determined by. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 상태 정보는The state information is 상기 버퍼의 상태가 0인 경우에는 변화 없음(0,0)이고,If the state of the buffer is 0, there is no change (0,0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 작은 경우에는 감소(0,1)이며,If the state of the buffer is less than zero, it is a decrease (0,1), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생하지 않는다고 판단되는 경우에는 증가(1,0)이고,If the status of the buffer is greater than zero and it is determined that no buffer overflow occurs, the increment is (1, 0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생한다고 판단되는 경우에는 대폭 증가(1,1)인 것으로 결정되는If the state of the buffer is greater than zero and it is determined that a buffer overflow occurs, it is determined that the buffer is significantly increased (1,1). 것을 특징으로 하는 이동 단말기.Mobile terminal, characterized in that. 무선 통신망에서 이동 단말기로부터 전달되는 대역 요구 정보에 따라 슬롯을 할당하는 이동 통신 시스템의 기지국에 있어서,A base station of a mobile communication system for allocating slots according to bandwidth request information transmitted from a mobile terminal in a wireless communication network, 각 이동 단말기에서 현재 프레임 및 이전 프레임에서의 버퍼 길이와 할당된 슬롯 수로부터 결정된 버퍼의 상태, 및 버퍼 오버플로우 여부를 이용하여 결정된 상태 정보를 전달받아서 각 이동 단말기가 다음 프레임에서 할당받기를 원하는 슬롯 수를 예측하는 요구 슬롯 예측부; 및Each mobile terminal receives the status information determined based on the buffer length and the number of slots allocated in the current frame and the previous frame, and whether the buffer overflows, so that each mobile terminal wants to be allocated in the next frame. A request slot predictor for predicting the number; And 상기 상태정보를 전송한 이동 단말기에 상기 예측된 수의 슬롯을 할당하는 할당 슬롯 결정부Allocation slot determination unit for allocating the predicted number of slots to the mobile terminal that has transmitted the state information 를 포함하는 이동통신 시스템의 기지국.Base station of the mobile communication system comprising a. 이동 단말기로부터 전송된 셀의 상태 정보를 추출하여 상태 정보를 판단하는 제1 단계;Extracting state information of a cell transmitted from the mobile terminal to determine state information; 상기 상태 정보에 따라 해당 이동 단말기가 다음 프레임에서 요구할 슬롯 수를 예측하는 제2 단계;A second step of predicting the number of slots to be requested in a next frame by the corresponding mobile terminal according to the state information; 상기 이동 단말기가 요구할 것으로 예측된 슬롯 수와 다음 프레임에서 할당 가능한 슬롯 수를 고려하여 상기 이동 단말기에 할당할 슬롯 수를 결정하는 제3 단계;Determining a number of slots to be allocated to the mobile terminal in consideration of the number of slots expected to be requested by the mobile terminal and the number of slots that can be allocated in a next frame; 상기 이동 단말기에 슬롯을 할당하는 제4 단계; 및A fourth step of allocating a slot to the mobile terminal; And 상기 이동 단말기에 할당된 슬롯을 전송하는 제5 단계A fifth step of transmitting a slot allocated to the mobile terminal; 를 포함하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in a base station of a mobile communication system comprising a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 상태 정보는The state information is 상기 버퍼의 상태가 0인 경우에는 변화 없음(0,0)이고,If the state of the buffer is 0, there is no change (0,0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 작은 경우에는 감소(0,1)이며,If the state of the buffer is less than zero, it is a decrease (0,1), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생하지 않는다고 판단되는 경우에는 증가(1,0)이고,If the status of the buffer is greater than zero and it is determined that no buffer overflow occurs, the increment is (1, 0), 상기 버퍼의 상태가 0보다 크고, 버퍼 오버플로우가 발생한다고 판단되는 경우에는 대폭 증가(1,1)인 것으로 결정되는If the state of the buffer is greater than zero and it is determined that a buffer overflow occurs, it is determined that the buffer is significantly increased (1,1). 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in a base station of a mobile communication system, characterized in that. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제2단계에서In the second step 상기 상태 정보가 변화 없음(0,0)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수로 유지하고,If the state information is unchanged (0,0), the number of slots to be allocated to the next frame is maintained as the number of slots allocated to the current frame. 상기 상태 정보가 증가(1,0)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수에서 하나만큼 증가시키며,If the status information is increased (1, 0), the number of slots to be allocated to the next frame is increased by one from the number of slots allocated to the current frame. 상기 상태 정보가 감소(0,1)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수에서 하나만큼 감소시키고,If the state information is reduced (0, 1), the number of slots to be allocated to the next frame is reduced by one from the number of slots allocated to the current frame. 상기 상태 정보가 대폭 증가(1,1)인 경우에는 다음 프레임에 할당할 슬롯 수를 현재 프레임에서 할당한 슬롯 수에서 하나만큼 증가시키는 동시에 상기 이동 단말기에 하나의 제어 슬롯을 할당하는When the state information is greatly increased (1, 1), the number of slots to be allocated to the next frame is increased by one from the number of slots allocated to the current frame, and at the same time, one control slot is allocated to the mobile terminal. 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in a base station of a mobile communication system, characterized in that. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제3단계가The third step 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과하는 지의 여부를 판단하는 단계;Determining whether the predicted slot number exceeds the assignable slot number; 상기 단계에서 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과한다고 판단되는 경우 상기 이동 단말기에 최소 보장 전송률에 대응하는 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 할당하는 단계; 및Allocating slots corresponding to the number of slots corresponding to the minimum guaranteed transmission rate to the mobile terminal when it is determined that the predicted number of slots exceeds the number of allocable slots in the step; And 상기 단계에서 상기 예측된 슬롯 수가 상기 할당 가능한 슬롯 수를 초과하지 않는다고 판단되는 경우 상기 예측된 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 상기 이동 단말기에 할당하는 단계Allocating a slot corresponding to the predicted number of slots to the mobile terminal when determining that the predicted number of slots does not exceed the number of allocable slots. 를 포함하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in a base station of a mobile communication system comprising a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제3단계가The third step 모든 이동 단말기에 최소 보장 전송률로 할당한 후 할당 가능한 대역이 있는 지의 여부를 판단하는 단계; 및Determining whether there is an allocable band after all mobile terminals are allocated at the minimum guaranteed transmission rate; And 할당 가능한 대역이 있는 경우 여분의 대역을 상기 이동 단말기가 요구하는 슬롯 수에 비례하여 선형적으로 배분하여 할당하는 단계Allocating an additional band linearly in proportion to the number of slots required by the mobile station 를 더 포함하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in the base station of the mobile communication system further comprising. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 제어 슬롯을 이용한 대역 요구 정보가 있는 이동 단말기가 있는 지의 여부를 판단하는 단계; 및Determining whether there is a mobile terminal with bandwidth request information using a control slot; And 상기 단계에서 제어 슬롯을 이용한 대역 요구 정보가 있는 이동 단말기가 있는 것으로 판단되는 경우 제어 패킷을 포함한 요구 슬롯 수에 대응되는 슬롯을 할당하는 단계Allocating slots corresponding to the number of required slots including the control packet when it is determined that there is a mobile terminal having the bandwidth request information using the control slot in the above step; 를 더 포함하는 이동통신 시스템의 기지국에서의 동적 슬롯 할당 방법.Dynamic slot allocation method in the base station of the mobile communication system further comprising.