KR100480801B1 - 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스장치 및 방법 - Google Patents

패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패킷 데이터만을 처리하도록 고안된 1xEvDO 시스템에서의 음성 데이터 동시 처리 방안에 관한 것으로, 특히 음성 데이터의 처리를 위한 새로운 애플리케이션 서브 타입을 정의하고 기존의 채널 스케줄링(scheduling) 방법을 개선함으로써, 새로운 물리(Physical) 채널의 추가 없이 음성 데이터를 패킷 데이터와 동시에 처리할 수 있도록 한 음성 데이터 동시 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 종래 1xOverlay시스템과 1xEv-DO시스템을 동시에 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 방식에 비해 무선 채널 자원, 기지국 전력, 월쉬(walsh) 코드, 셀렉터(selector) 자원등을 절약할 수 있는 효과가 있고, 1xOverlay 시스템을 이용해 음성 서비스를 제공하는 경우 패킷 데이터의 전송율이 최대 614.4kbps인 것에 비해 1xEv-DO에서는 패킷 데이터 전송율을 최대 2.4Mbps까지 보장한다.
또한, 종래 1xEv-DO 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 도중 음성서비스를 동시에 제공하기 위해서 1xOverlay 시스템으로 하드 핸드오프(Hard Handoff) 과정이 생략되므로, 핸드오프와 관련된 메시지 송수신 부하의 가중으로 인한 패킷 데이터의 전송율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치 및 방법{Apparatus and Method for Simultaneous Service of Voice Data in a Dedicated Packet Data System}
본 발명은 패킷 데이터만을 처리하도록 고안된 1xEvDO 시스템에서의 음성 데이터 동시 처리 방안에 관한 것으로, 특히 음성 데이터의 처리를 위한 새로운 애플리케이션 서브 타입을 정의하고 기존의 채널 스케줄링(scheduling) 방법을 개선함으로써, 새로운 물리(Physical) 채널의 추가 없이 음성 데이터를 패킷 데이터와 동시에 처리할 수 있도록 한 음성 데이터 동시 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 1xEvDO 시스템은 최대 2.4Mbps의 패킷 데이터 전송속도를 지원하고, 순방향 링크(Forward Link)는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있다.
상기 1xEvDO 시스템의 제어국에 구비되는 SDU(Selection/Distribution Unit)는 초기 호 설정시 단말과의 세션 협상(Session Negotiation)을 통해 스트림(Stream)과 애플리케이션(Application)을 매핑(mapping)시켜 스트림 번호를 통해 해당 패킷 데이터의 애플리케이션 서브 타입을 알 수 있도록 한다. 따라서, 스트림 레이어(Layer)에서는 상위 애플리케이션 레이어 패킷이 매핑되는 스트림 레이어의 페이로드(payload) 앞에 상기 세션 협상 과정에서 설정된 스트림 번호가 저장되는 2 비트의 스트림 레이어 헤더(Stream Layer Header)를 덧붙여 스트림 레이어 패킷을 구성한다.
1xEvDO의 애플리케이션 서브 타입은 시그널링(Signaling) 애플리케이션과, 인증과 관련된 데이터의 전송을 위한 인증 관련 패킷 애플리케이션, 사용자가 요구하는 일반적인 패킷 데이터의 전송을 위한 패킷 애플리케이션 및 사용되지 않는 애플리케이션으로 구성된다. 상기 패킷 애플리케이션은 IS-856에서 정의하고 있는 RLP(Radio Link Protocol)형식을 취함으로써 ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 보장하고 있다.
호 설정 후 SDU는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로부터 수신한 패킷 데이터를 MAC 레이어(Layer) 패킷으로 구성하여 기지국의 TCE(Traffic Channel Element)로 송신한다. 이때, SDU는 1xOverlay 시스템에서 사용하는 20ms 인터럽트(interrupt) 방식을 취하지 않는다. 즉, 1xOverlay 시스템에서는 레이트(rate) 제어를 TCE와 함께 SDU에서도 수행하였지만, 1xEvDO 시스템에서는 레이트 제어를 전적으로 TCE로 위임했다.
따라서, SDU는 패킷 데이터 서빙 노드로부터 데이터가 입력되는 경우 최대 레이트로 MAC 패킷을 구성하여 TCE로 전달하게 된다. 다만, TCE의 명령에 의해 패킷 데이터 서빙 노드로부터 입력되는 데이터를 약간의 시간동안 버퍼링(buffering)을 수행하기도 한다.
한편, TCE는 SDU로부터 입력되는 MAC 패킷을 이용하여 피지컬(Physical) 레이어 패킷을 구성하는데, 하나의 피지컬 레이어 패킷에 포함되는 MAC 패킷은 단말이 요구하는 DRC(Data Rate Control)에 따라서 1~4개로 구성된다.
또한, TCE는 소정의 스케줄링 알고리즘(Proportional fairness scheduling)을 이용하여 데이터를 요구하는 단말에게 타임 슬롯(time slot)을 할당하여 특정 시간에 오직 하나의 단말로 데이터를 송신한다. 만약 특정 단말이 채널환경이 좋지 않은 이유등으로 타임 슬롯을 일정시간 동안 할당 받지 못하면 TCE에서는 SDU로부터 입력받은 데이터를 처리하지 못하여 버퍼가 가득차게 되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 경우, TCE는 SDU로 패킷 데이터의 출력을 중지할 것을 요청하게 되고, SDU는 TCE에서 다시 패킷 데이터의 출력 요청이 있기까지 패킷 데이터를 버퍼링한다.
상기와 같은 1xEvDO 시스템은 1xOverlay 시스템에서 사용하지 않는 FA를 할당 받아 사용하고 있다. 따라서 패킷 데이터 서비스와 서킷(circuit) 데이터 서비스를 동시에 받기 위해서는 패킷 데이터 서비스는 1xEvDO 시스템을 통해서, 서킷 데이터 서비스는 1xOverlay 시스템을 통해서 이루어 진다. 그리고, 단말은 1xEvDO 규격과 1xOverlay 규격을 모두 지원할 수 있는 단말이어야 한다.
그러나, 이러한 경우에 동시 서비스를 위해서는 패킷 데이터 관련 자원과 음성 처리 관련 자원들을 각각 따로 할당하고 관리해야 함으로써 자원의 낭비가 초래하게 된다.
또한, 1xOverlay 시스템에서 패킷 데이터 서비스와 음성 데이터 서비스를 동시에 받을 수 있지만 현재 1xOverlay 시스템에서 지원하는 패킷 데이터 서비스의 최대 데이터 전송율은 153.6kbps 정도인 반면 1xEvDO에서 지원하는 최대 데이터 전송율은 2.4Mbps로서 1xEvDO 시스템의 패킷 데이터 전송율에 비해 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 음성 데이터의 처리를 위한 음성 애플리케이션 서브 타입을 정의하고 기존의 채널 스케줄링(scheduling) 방법을 개선함으로써, 새로운 물리(Physical) 채널의 추가 없이 음성 데이터를 패킷 데이터와 동시에 처리할 수 있도록 하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치는, 단말로 송신할 패킷에 음성 데이터가 포함되어 있는 경우 스케줄링을 통해 우선적으로 타임 슬롯을 할당하여 해당 타임 슬롯을 통해 상기 음성 데이터가 포함된 패킷을 상기 단말에 주기적으로 송신하는 기지국과; 상기 기지국을 통해 입력되는 패킷의 스트림 번호를 통해 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 구분하여 음성 데이터는 복호화되어 교환기 측으로 출력되도록 하고 패킷 데이터는 패킷 데이터 서빙 노드 측으로 출력되도록 하며, 상기 교환기로부터 입력되는 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 각각의 스트림 번호로 구분하여 스트림 레이어 헤더에 사전에 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅하고, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 상기 패킷을 구성하여 상기 기지국 측으로 출력하는 SDU를 갖는 제어국을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단말은 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 각각의 스트림 번호로 구분하여 패킷을 구성해 상기 기지국으로 송신하고, 기지국으로부터 수신되는 패킷의 스트림 번호를 통해 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 구분하여 처리하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기지국은 스케줄링을 통해 우선적으로 타임 슬롯을 할당하고 해당 타임 슬롯을 통해 상기 음성 데이터가 포함된 패킷을 단말로 송신하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어국은 기지국과의 정합을 위한 기지국 정합부와; 상기 기지국 정합부를 통해 입력되는 패킷의 스트림 번호를 통해 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 구분하여 출력하고, 단말로 송신할 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 각각의 스트림 번호로 구분하여 패킷을 구성해 상기 기지국 정합부를 통해 기지국으로 출력하는 SDU와; 상기 SDU로부터 단말의 음성 호 설정 요구 시그널을 입력받는 경우 교환기로 음성 호의 시작을 알리고, 교환기로부터 단말로의 호 설정 요구가 있는 경우 호 설정 요구 시그널을 생성하여 상기 SDU로 출력하는 호 제어부와; 상기 SDU가 출력하는 음성 데이터를 입력받아 복호화하여 교환기로 출력하고, 교환기로부터 입력되는 음성 신호를 부호화하여 대응하는 음성 데이터를 상기 SDU로 출력하는 음성 처리부와; 상기 호 제어부 및 음성 처리부를 교환기와 정합하기 위한 교환기 정합부와; 상기 SDU와 패킷 데이터 서빙 노드를 정합하기 위한 패킷 데이터 서빙 노드 정합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 호 제어부는 패킷 데이터 서비스 중에 음성 호 설정 요구 시그널이 입력되는 경우 음성 서비스 자원을 할당하고 초기화하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 SDU는 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터로 패킷을 구성하는 경우 상호 구분을 위해 스트림 레이어 헤더에 사전에 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅하고, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 상기 패킷을 구성하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 SDU는 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터로 패킷을 구성하는 경우 기지국에서 음성 데이터 포함 여부를 실시간으로 식별할 수 있도록 해당 패킷의 MAC 레이어 포맷 필드에 음성 데이터 포함 여부를 나타내는 소정 값을 셋팅하여 패킷을 구성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 특징인 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법은 패킷 데이터 서비스 중에 음성 데이터를 송신하고자 하는 단말측으로부터 음성 호 설정 요구 시그널을 수신한 제어국에서 음성 호를 설정하는 과정과; 상기 단말측으로부터 음성 데이터가 포함된 패킷을 수신하여 패킷의 스트림 번호 통해 해당 음성 데이터를 패킷 데이터와 구분하여 음성 데이터는 복호화하여 교환기로 송신하고, 패킷 데이터는 패킷 데이터 서빙 노드로 송신하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 음성 호를 설정하는 과정은 단말에서 음성 호 설정 요구 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 제어국으로 송신하는 단계와; 상기 제어국에서 수신되는 패킷의 스트림 번호를 통해 해당 시그널을 패킷 데이터와 구분하는 단계와; 상기 구분된 시그널이 단말의 음성 호 설정 요구임을 인식하여 교환기로 음성 호의 시작을 알리고, 음성 서비스 자원을 할당 및 초기화하여 음성 호를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 본 발명의 또 다른 특징인 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법은 패킷 데이터 서비스 중에 제어국에서 음성 호 설정 요구 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 단말로 송신하여 음성 호를 설정하는 과정과; 상기 제어국에서 음성 데이터를 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국으로 출력하는 과정과; 상기 기지국에서 입력되는 패킷에 음성 데이터 포함 여부를 확인하여, 음성 데이터가 포함되어 있는 경우 타임 슬롯을 할당하는 과정과; 상기 할당된 타임 슬롯을 통해 패킷을 단말로 송신하여 스트림 번호를 통해 음성 데이터와 패킷 데이터를 구분하여 처리하게 하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 음성 호를 설정하는 과정은 교환기로부터 음성 호 설정을 요청받은 제어국에서 음성 호 설정 요구 시그널을 생성한 후, 해당 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 단말로 송신하는 단계와; 상기 단말에서 수신된 패킷의 스트림 번호를 통해 해당 시그널을 패킷 데이터와 구분하는 단계와; 상기 구분된 시그널이 제어국의 음성 호 설정 요구임을 인식하여 음성 서비스 자원을 할당 및 초기화하여 음성 호를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 제어국에서 음성 데이터를 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국으로 송신하는 과정에서, 해당 패킷의 MAC 레이어 포맷 필드에는 기지국에서 음성 데이터의 포함 여부를 실시간으로 식별할 수 있도록 음성 데이터 포함 여부를 나타내는 소정 값이 셋팅되는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 단말과 제어국에서 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터로 패킷을 구성하는 경우 상호 구분을 위해 해당 패킷의 스트림 레이어 헤더에 사전에 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅하고, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 상기 패킷을 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따라 패킷 데이터 전용 시스템인 1xEvDO 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 음성 데이터 동시 서비스 장치는 단말(10)과, 기지국(20), 제어국(30), 음성 데이터 서비스를 위한 교환기(MSC)(40) 및 패킷 데이터 서비스를 위한 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)(50)로 구성된다.
상기 단말(10)은 패킷 데이터 서비스가 활성화되어 있는 중에 음성 호를 설정하고자 하는 경우 서비스 중인 패킷 데이터와 음성 호 설정 요구 시그널인 커넥션 요청 메시지(Connection_Req)로 피지컬 레이어 패킷을 구성하여 트래픽 채널을 통해 기지국(20)으로 송신한다. 그 후, 음성 호 설정이 이루어지면 전송하고자 하는 음성 데이터를 26.67ms 단위로 패킷 데이터와 함께 하나의 피지컬 레이어 패킷으로 구성하여 기지국(20)으로 송신한다.
상기 피지컬 레이어 패킷으로 구성되는 시그널, 음성 데이터 및 패킷 데이터는 각각 헤더 정보에 의해 수신측에서 구분할 수 있도록 2비트의 스트림 레이어 헤더에 세션 협상 과정을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅한 다음 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 하나의 피지컬 레이어 패킷을 구성한다.
또한, 단말(10)은 패킷 데이터 서비스가 활성화되어 있는 중에 트래픽 채널을 통해 기지국(20)으로부터 음성 호 설정 요구 시그널인 페이징 요청 메시지(Paging_Req)를 수신하는 경우 이를 음성 서비스 요청으로 간주하여 음성 서비스와 관련된 자원을 할당하고 초기화 하여 음성 서비스를 준비한다. 그 후, 기지국(20)으로부터 피지컬 레이어 패킷이 수신되면 스트림 레이어 헤더에 셋팅된 스트림 번호로 음성 데이터를 패킷 데이터와 구분한 다음 해당 음성 데이터를 보코더를 통해 복호화하여 사용자에게 송출한다.
상기 기지국(20)은 단말(10)로부터 수신되는 피지컬 레이어 패킷에서 MAC 레이어 패킷을 추출하여 제어국(30)으로 출력하고, 제어국(30)으로부터 입력되는 MAC 레이어 패킷을 피지컬 레이어 패킷으로 구성하여 단말(10)로 송신한다.
이때, 기지국(20)은 제어국(30)으로부터 입력되는 MAC 레이어 패킷의 MAC 레이어 포맷 필드에 셋팅된 값을 통해 음성 데이터 포함 여부를 확인하여 음성 데이터가 포함되어 있는 경우 스케줄링을 통해 해당 음성 데이터를 수신할 단말(10)에 타임 슬롯을 할당하고 수신된 MAC 레이어 패킷을 피지컬 레이어 패킷으로 구성하여 해당 단말(10)로 송신한다. 음성 데이터는 특정 주기마다 일정한 데이터를 전송하지 못하는 경우 음질이 현저하게 저하되기 때문에 패킷 데이터와 달리 채널 환경에 관계없이 우선적으로 타임 슬롯을 할당하여 단말(10)로 송신한다.
상기 제어국(30)은 기지국(20)과의 정합을 위한 기지국 정합부(31)와, SDU(32), 호 제어부(33), 음성 처리부(34), 교환기 정합부(35) 및 패킷 데이터 서빙 노드 정합부(36)로 구성된다.
해당 SDU(32)는 단말(10)과의 세션 협상을 통해 1xEVDO에서 지원하는 스트림의 번호와 애플리케이션 서브 타입을 매핑시키는데, 본 발명에 따라 새로이 정의된 음성 데이터 애플리케이션 서브 타입도 소정의 스트림 번호로 매핑시킨다.
그리고, SDU(32)는 기지국 정합부(31)를 통해 기지국(20)이 출력하는 MAC 레이어 패킷을 입력받고, 입력된 패킷의 스트림 레이어 헤더에 셋팅된 스트림 번호를 통해 시그널과 패킷 데이터 및 음성 데이터를 구분하여 시그널의 경우 호 제어부(33)로 출력하고, 패킷 데이터의 경우 패킷 데이터 서빙 노드 정합부(36)를 통해 패킷 데이터 서빙 노드(50)로 출력하며, 음성 데이터의 경우 음성 처리부(34)로 출력하여 해당 음성 데이터를 복호화하여 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로 송신하게 한다.
또한, SDU(32)는 단말(10)로 전송할 호 제어부(33)의 시그널과 패킷 데이터 서빙 노드 정합부(36)를 통해 입력되는 패킷 데이터 서빙 노드(50)의 패킷 데이터 및 음성 처리부(34)로부터 입력되는 음성 데이터를 하나의 MAC 레이어 패킷으로 구성하여 기지국 정합부(31)를 통해 기지국(20)으로 출력한다. 이때, MAC 레이어 패킷으로 구성되는 시그널과 패킷 데이터 및 음성 데이터는 스트림 레이어 헤더에 셋팅되는 스트림 번호로 구분되어 커넥션 레이어 패킷 B형식으로 MAC 레이어 패킷을 구성한다.
그리고, 상기 MAC 레이어 패킷을 수신하는 기지국(20)에서 해당 패킷을 수신하는 즉시 해당 패킷에 음성 데이터의 포함 여부를 알 수 있도록 MAC 레이어 패킷을 구성하는 MAC 레이어 트레일러의 MAC 레이어 포맷 필드에 음성 데이터가 포함되어 있음을 나타내는 소정 값을 셋팅한다.
호 제어부(33)는 SDU(32)로부터 출력되는 시그널을 입력받아 해당 시그널을 처리하는데, 해당 시그널이 단말(10)의 커넥션 요청 메시지인 경우 이를 음성 서비스 요청으로 인식하여 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)에 음성 서비스의 시작을 알리고 음성 서비스와 관련된 자원의 할당 및 초기화 동작을 수행한다.
또한, 호 제어부(33)는 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로부터 시그널을 수신하여 해당 시그널을 처리하는데, 해당 시그널이 단말(10)로의 음성 호 설정 요구인 경우 페이징 요청 메시지를 생성하여 SDU(32)로 출력한다.
음성 처리부(34)는 SDU(32)로부터 출력되는 음성 데이터를 복호화하여 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로 송신한다. 그리고, 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로부터 음성 신호가 입력되면 해당 음성 신호를 부호화하여 대응하는 음성 데이터를 SDU(32)로 출력한다.
도 2는 착신(Forward)/발신(Reverse) 트래픽 채널의 레이어를 나타낸 프로토콜 스택이다.
도 2를 참조하면, 최상위 애플리케이션 레이어에서 SLP(Signaling Link Protocol), RLP(Radio Link Protocol)는 각각 기존 1xEv-DO 시스템에서 시그널링 애플리케이션 및 패킷 데이터 애플리케이션이 매핑되어 사용하는 스트림이고, 본 발명에 따라 부호화된 음성 신호를 위한 새로운 음성 스트림이 정의되어 있다.
스트림 레이어 헤더의 스트림 번호는 SDU(32)와 단말(10)의 세션 협상 과정을 통해 매핑된 각 스트림에 대한 번호가 셋팅된다.
다수의 스트림 레이어 패킷은 커넥션 레이어 B형식으로 하나의 커넥션 레이어 패킷으로 구성되고, MAC 레이어 패킷을 구성하는 MAC 레이어 트레일러(trailer)의 MAC 레이어 포맷은 음성 데이터 포함여부를 나타내는 값이 셋팅된다.
상기와 같이 구성된 MAC 레이어 패킷은 기지국(20)의 TCE에서 피지컬 레이어 패킷으로 구성되어 단말(10)로 송신된다.
상기와 같은 구성을 가지는 1xEvDO 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시예로서 음성 데이터의 처리를 위한 음성 데이터 애플리케이션 서브 타입을 설정한다.
현재 IS-858에서 정의하고 있는 애플리케이션 서브 타입은 시그널링 애플리케이션(0x0000)과 RLP를 기본으로 하는 패킷 데이터 애플리케이션(0x0001, 0x0002)이 있고, 0xFFFF를 제외한 0x0003~0xFFFE는 현재 사용하고 있지 않다.
따라서, 8K 음성 서비스를 위해서 새로운 애플리케이션 서브 타입이 필요하고, 현재 사용하고 있지 않은 값들을 사용한다. 예컨대, 8K 음성 처리를 위해서 0x0003을 음성 패킷 애플리케이션 서브 타입으로 설정할 수 있다.
그리고, 제어국(30)의 SDU(32)는 단말(10)과의 세션 협상을 통해 1xEvDO에서 지원하는 최대 4개의 스트림과 애플리케이션 서브 타입을 매핑시키는데, 기존 3개의 스트림은 시그널과 패킷 데이터용으로 사용하고 있으므로 이것들을 제외한 1개의 스트림을 상기 음성 패킷 애플리케이션 서브 타입과 매핑시킨다.
상기 세션 협상을 통해 SDU(32)와 단말(10)은 패킷 데이터 서비스 중에 음성 데이터 서비스를 제공하게 되는데, 단말(10)이 발신을 요청하는 경우와 단말(10)로 착신을 요청하는 경우를 나누어 설명한다.
먼저, 단말(10)이 패킷 데이터 서비스 중에 발신을 요청하는 하는 경우를 첨부한 도면 도 3을 참조하여 설명한다.
단말(10)은 패킷 데이터 서비스 중에 음성 호 설정을 위한 시그널을 패킷 데이터와 함께 패킷으로 구성하여 기지국(20)을 통해 제어국(30)으로 전송한다(S31).
즉, 단말(10)은 음성 호 설정을 위한 커넥션 요청 메시지가 포함된 피지컬 레이어 패킷을 구성하여 트래픽 채널을 통해 기지국(20)으로 송신하고, 기지국(20)은 수신된 피지컬 레이어 패킷에서 MAC 레이어 패킷을 추출하여 제어국(30)으로 출력한다.
그러면, 제어국(30)의 SDU(32)는 기지국 정합부(31)를 통해 입력되는 MAC 레이어 패킷에서 스트림 레이어 헤더의 스트림 번호를 통해 커넥션 요청 메시지를 구분하여 이를 호 제어부(33)로 출력한다(S32).
패킷 데이터 서비스가 활성화되어 있는 중에 SDU(32)로부터 커넥션 요청 메시지를 수신한 호 제어부(33)는 이를 음성 서비스 요청으로 인식하여 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)에 음성 호의 시작을 알리고 음성 서비스와 관련된 자원을 할당 및 초기화하여 음성 호를 설정한다(S33).
그 후, 단말(10)은 송신하고자 하는 음성 데이터를 패킷에 포함시켜 기지국(20)을 통해 제어국(30)으로 전송한다(S34).
즉, 단말(10)은 해당 음성 데이터를 패킷 데이터와 함께 하나의 피지컬 레이어 패킷으로 구성하되, 음성 데이터와 패킷 데이터를 구분하기 위해 SDU(32)와의 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 스트림 레이어 헤더에 셋팅한 후, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 피지컬 레이어 패킷으로 구성한 다음, 해당 패킷을 기지국(20)으로 송신하고, 기지국(20)은 수신되는 피지컬 레이어 패킷에서 MAC 레이어 패킷을 추출하여 제어국(30)으로 출력한다.
그러면, 제어국(30)의 SDU(32)는 기지국 정합부(31)를 통해 상기 MAC 레이어 패킷을 입력받고 해당 패킷의 스트림 레이어 헤더에 셋팅된 스트림 번호를 통해 음성 데이터와 패킷 데이터를 구분한다(S35).
그런 다음, 음성 데이터는 음성 처리부(34)로 출력하여 음성 처리부(34)에서 해당 음성 데이터를 복호화하여 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로 출력하게 하고(S36,S37), 패킷 데이터는 PDSN 정합부를 통해 PDSN으로 출력한다(S36,S38).
다음으로, 단말(10)에 착신을 요청하는 경우를 첨부한 도면 도 4를 참조하여 설명한다.
패킷 데이터 서비스 중에 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로부터 음성 호 설정을 요구받은 호 제어부(33)는 음성 호 설정 요구 시그널인 페이징 요청 메시지를 생성하여 SDU(32)로 출력한다.
그러면, SDU(32)는 음성 호 설정 요구 시그널을 포함하는 패킷을 구성하여 기지국(20)을 통해 단말(10)로 전송한다(S41).
즉, SDU(32)는 호 제어부(33)로부터 입력받은 페이징 요청 메시지를 패킷 데이터 서빙 노드 정합부(36)를 통해 입력되는 패킷 데이터 서빙 노드의 패킷 데이터와 함께 하나의 MAC 레이어 패킷으로 구성하여 기지국 정합부(31)를 통해 기지국(20)으로 송신한다.
이때, MAC 레이어 패킷에 포함되는 시그널(페이징 요청 메시지)과 패킷 데이터는 단말(10)과의 세션 협상을 통해 해당 애플리케이션 서브 타입에 매핑된 스트림 번호를 스트림 레이어 헤더에 셋팅하여 구분한 다음 커넥션 레이어 패킷 B형식으로 MAC 레이어 패킷을 구성하며, 해당 MAC 레이어 패킷의 트레일러의 포맷 필드에는 음성 데이터가 포함되어 있지 않음을 나타내는 값이 셋팅된다.
이에, 기지국(20)은 입력되는 MAC 레이어 패킷의 트레일러 포맷 필드에 셋팅된 값을 통해 해당 패킷에 음성 데이터가 없음을 확인하고, 입력된 MAC 레이어 패킷으로 피지컬 레이어 패킷을 구성하여 트래픽 채널을 통해 단말(10)로 송신한다.
그러면, 단말(10)은 수신되는 피지컬 레이어 패킷에서 스트림 레이어 헤더 정보를 통해 시그널인 페이징 요청 메시지를 추출하여 음성 서비스 요청을 인식하고 음성 서비스와 관련된 자원을 할당하고 초기화하여 음성 호를 설정한다(S42).
그 후, SDU(32)는 단말(10)로 송신할 음성 데이터를 패킷에 포함시켜 기지국(20)으로 출력한다(S43). 즉, SDU(32)는 교환기 정합부(35)를 통해 교환기(40)로부터 음성 신호를 수신한 음성 처리부(34)가 해당 음성 신호를 부호화하여 출력하는 음성 데이터와 패킷 데이터 서빙 노드 정합부(36)를 통해 입력되는 패킷 데이터 서빙 노드의 패킷 데이터로 하나의 MAC 레이어 패킷으로 구성하여 기지국 정합부(31)를 통해 기지국(20)으로 송신한다. 이때, MAC 레이어 패킷으로 구성되는 패킷 데이터 및 음성 데이터는 스트림 레이어 헤더에 셋팅되는 스트림 번호로 구분되어 커넥션 레이어 패킷 B형식의 MAC 레이어 패킷으로 구성된다.
그리고, 상기 MAC 레이어 패킷을 수신하는 기지국(20)에서 해당 패킷을 수신하는 즉시 해당 패킷에 스케줄링을 해야 하는 음성 데이터의 포함 여부를 알 수 있도록 MAC 레이어 패킷을 구성하는 MAC 레이어 트레일러의 MAC 레이어 포맷 필드에 음성 데이터가 포함되어 있음을 나타내는 소정 값을 셋팅한다.
예컨대, 순수한 패킷 데이터만으로 구성된 MAC 패킷의 경우 해당 포맷 필드는 '0'으로 셋팅되고, 음성 데이터가 포함된 MAC 패킷의 경우 해당 포맷 필드는 '1'로 셋팅될 수 있다.
그러면, 기지국(20)은 입력되는 MAC 레이어 패킷의 트레일러 포맷에 셋팅된 값을 통해 해당 패킷에 음성 데이터가 포함되어 있음을 확인하여 스케줄링을 통해 즉시 타임 슬롯을 할당하고 MAC 레이어 패킷을 피지컬 레이어 패킷으로 구성하여 해당 타임 슬롯을 통해 단말(10)로 송신한다(S44). 이때, 음성 데이터의 포함 여부를 알려주던 MAC 레이어 포맷 필드는 IS-856 규격에 적합하게 설정한다.
그리고, 단말(10)은 수신되는 피지컬 레이어 패킷에서 스트림 레이어 헤더 정보를 통해 음성 데이터와 패킷 데이터를 구분하여 처리하는데, 음성 데이터의 경우 보코더를 통해 복호화하여 사용자에게 송출한다(S45).
또한, 본 발명에 따른 실시 예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 1xEvDO 시스템에서 음성 데이터의 처리를 위한 새로운 애플리케이션 서브 타입을 정의하고 기존의 채널 스케줄링(scheduling) 방법을 개선함으로써, 새로운 물리(Physical) 채널의 추가 없이 음성 데이터를 패킷 데이터와 동시에 처리할 수 있도록 함으로써, 종래 1xOverlay시스템과 1xEv-DO시스템을 동시에 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 방식에 비해 무선 채널 자원, 기지국 전력, 월쉬(walsh) 코드, 셀렉터(selector) 자원등을 절약할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 1xOverlay 시스템을 이용해 음성 서비스를 제공하는 경우 패킷 데이터의 전송율이 최대 614.4kbps인 것에 비해 1xEv-DO에서는 패킷 데이터 전송율을 최대 2.4Mbps까지 보장한다.
또한, 종래 1xEv-DO 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 도중 음성서비스를 동시에 제공하기 위해서 1xOverlay 시스템으로 하드 핸드오프(Hard Handoff) 과정이 생략되므로, 핸드오프와 관련된 메시지 송수신 부하의 가중으로 인한 패킷 데이터의 전송율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 트래픽 채널의 프로토콜 스택을 도시한 도.
도 3은 도 1에 있어, 발신 음성 데이터 동시 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 4는 도 1에 있어, 착신 음성 데이터 동시 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 단말 20 : 기지국
30 : 제어국 31 : 기지국 정합부
32 : SDU 33 : 호 제어부
34 : 음성 처리부 35 : 교환기 정합부
36 : 패킷 데이터 서빙 노드 정합부 40 : 교환기
50 : 패킷 데이터 서빙 노드

Claims (13)

  1. 패킷 데이터 전용시스템에 있어서,
    단말로 송신할 패킷에 음성 데이터가 포함되어 있는 경우 스케줄링을 통해 우선적으로 타임 슬롯을 할당하여 해당 타임 슬롯을 통해 상기 음성 데이터가 포함된 패킷을 상기 단말에 주기적으로 송신하는 기지국과;
    상기 기지국을 통해 입력되는 패킷의 스트림 번호를 통해 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 구분하여 음성 데이터는 복호화되어 교환기 측으로 출력되도록 하고 패킷 데이터는 패킷 데이터 서빙 노드 측으로 출력되도록 하며, 상기 교환기로부터 입력되는 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 각각의 스트림 번호로 구분하여 스트림 레이어 헤더에 사전에 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅하고, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 상기 패킷을 구성하여 상기 기지국 측으로 출력하는 SDU를 갖는 제어국을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단말은, 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 각각의 스트림 번호로 구분하여 패킷을 구성해 상기 기지국으로 송신하고, 기지국으로부터 수신되는 패킷의 스트림 번호를 통해 음성 데이터 또는 패킷 데이터를 구분하여 처리하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어국은, 기지국과의 정합을 위한 기지국 정합부와;
    상기 SDU로부터 단말의 음성 호 설정 요구 시그널을 입력받는 경우 교환기로 음성 호의 시작을 알리고, 교환기로부터 단말로의 호 설정 요구가 있는 경우 호 설정 요구 시그널을 생성하여 상기 SDU로 출력하는 호 제어부와;
    상기 SDU가 출력하는 음성 데이터를 입력받아 복호화하여 교환기로 출력하고, 교환기로부터 입력되는 음성 신호를 부호화하여 대응하는 음성 데이터를 상기 SDU로 출력하는 음성 처리부와;
    상기 호 제어부 및 음성 처리부를 교환기와 정합하기 위한 교환기 정합부와;
    상기 SDU와 패킷 데이터 서빙 노드를 정합하기 위한 패킷 데이터 서빙 노드 정합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 호 제어부는, 패킷 데이터 서비스 중에 음성 호 설정 요구 시그널이 입력되는 경우 음성 서비스 자원을 할당하고 초기화하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 SDU는, 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터로 패킷을 구성하는 경우 기지국에서 음성 데이터 포함 여부를 실시간으로 식별할 수 있도록 해당 패킷의 MAC 레이어 포맷 필드에 음성 데이터 포함 여부를 나타내는 소정 값을 셋팅하여 패킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 장치.
  8. 단말에서 음성 호 설정 요구 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 제어국으로 송신하는 단계와;
    상기 제어국에서 수신되는 패킷의 스트림 번호를 통해 해당 시그널을 패킷 데이터와 구분하는 단계와;
    상기 구분된 시그널이 단말의 음성 호 설정 요구임을 인식하여 교환기로 음성 호의 시작을 알리고, 음성 서비스 자원을 할당 및 초기화하여 음성 호를 설정하는 단계와;
    상기 단말측으로부터 음성 데이터가 포함된 패킷을 수신하여 패킷의 스트림 번호 통해 해당 음성 데이터를 패킷 데이터와 구분하여 음성 데이터는 복호화하여 교환기로 송신하고, 패킷 데이터는 패킷 데이터 서빙 노드로 송신하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법.
  9. 삭제
  10. 패킷 데이터 서비스 중에 제어국에서 음성 호 설정 요구 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 단말로 송신하여 음성 호를 설정하는 과정과;
    상기 제어국에서 음성 데이터를 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국으로 출력하는 과정과;
    상기 기지국에서 입력되는 패킷에 음성 데이터 포함 여부를 확인하여, 음성 데이터가 포함되어 있는 경우 타임 슬롯을 할당하는 과정과;
    상기 할당된 타임 슬롯을 통해 패킷을 단말로 송신하여 스트림 번호를 통해 음성 데이터와 패킷 데이터를 구분하여 처리하게 하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 음성 호를 설정하는 과정은, 교환기로부터 음성 호 설정을 요청받은 제어국에서 음성 호 설정 요구 시그널을 생성한 후, 해당 시그널을 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국을 통해 단말로 송신하는 단계와;
    상기 단말에서 수신된 패킷의 스트림 번호를 통해 해당 시그널을 패킷 데이터와 구분하는 단계와;
    상기 구분된 시그널이 제어국의 음성 호 설정 요구임을 인식하여 음성 서비스 자원을 할당 및 초기화하여 음성 호를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제어국에서 음성 데이터를 스트림 번호를 통해 패킷 데이터와 구분하여 패킷을 구성해 기지국으로 송신하는 과정에서, 해당 패킷의 MAC 레이어 포맷 필드에는 기지국에서 음성 데이터의 포함 여부를 실시간으로 식별할 수 있도록 음성 데이터 포함 여부를 나타내는 소정 값이 셋팅되는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법.
  13. 제 8항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 단말과 제어국에서 시그널이나 음성 데이터 또는 패킷 데이터로 패킷을 구성하는 경우 상호 구분을 위해 해당 패킷의 스트림 레이어 헤더에 사전에 세션 협상을 통해 매핑된 스트림 번호를 각각 셋팅하고, 커넥션 레이어 패킷 B 형식으로 상기 패킷을 구성하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 전용 시스템에서의 음성 데이터 동시 서비스 방법.
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