KR100842644B1 - 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 할당 효율을 높일 수 있는 비실시간 트래픽 송신 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 방법에 있어서, 기지국은 단말기들의 비실시간 트래픽 송신을 위해 폴링 방식에 따라 구분된 비 실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 각 단말기들로 송신하는 과정과, 상기 상태 정보를 수신한 단말기는 상기 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로 대역폭 할당 요청 메시지를 송신하는 과정과, 상기 기지국은 상기 대역폭 요청 메시지가 수신되면, 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스 형태에 상응한 스케줄링 방식으로 해당 단말기에 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 포함한다.
비실시간 트래픽, 멀티캐스트 폴링, 브로드캐스트 폴링, nrtPS, BES

Description

광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING NON REAL-TIME DATA IN A BROADBAND COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 폴링 과정을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 nrtPS 단말기의 상향링크 접속 과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BES 단말기의 상향링크 접속 과정을 도시한 도면.
본 발명은 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 광대역 통신 시스템에서 단말기(MS: Mobile Station)의 상향링크 비실시간 트래픽 송신을 위한 효율적인 접속 방안에 관한 것이다.
현재의 무선 통신 환경에서 사용자에게 데이터 서비스를 제공하기 위해서 일반적으로 사용되는 기술로는, CDMA2000 1xEVDO(Code Division Multiple Access 2000 1x Evolution Data Optimized), 범용 패킷 무선 서비스(GPRS: General Packet Radio Services) 및 범용 이동 통신 시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunication Service)과 같은 2.5세대 또는 3세대 셀룰러 이동통신 기술과, 국제 전기 표준 회의(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 무선(Wireless) 근거리 통신 네트워크(Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 등의 무선랜 기술로 나누어진다.
상기와 같이 회선 망을 통한 음성 서비스 위주의 3세대 셀룰러 이동통신 기술에서의 특징은, 가입자들이 광범위한 무선 통신 환경에서 인터넷(internet)에 접속할 수 있는 패킷 데이터 서비스(Packet Data Services)를 제공한다는 것이다.
하지만, 셀룰러 이동 통신 망에서 고속의 패킷 데이터 서비스를 지원하는 데는 한계가 있다. 예컨대, 동기식 이동통신 시스템인 상기 CDMA2000 1xEVDO 시스템에서는 약 2.4Mbps 까지의 데이터 전송율을 제공하고 있다.
한편, 이러한 이동 통신 기술들의 진화와 병행하여 무선 LAN이나 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 다양한 근거리 무선 접속 기술들이 등장하고 있다. 이러한 기술들은 셀룰러 이동 통신 시스템에서와 동등한 수준의 이동성(mobility)을 보장하지 못한다. 하지만, 상기 근거리 무선 접속 기술들은 공공장소나 학교 등과 같은 핫 스팟(Hot Spot) 지역이나 홈 네트워크(Home Network) 환경에서 케이블 모뎀(cable modem) 또는 디지털 가입자 회선(xDSL(Digital Subscriber Line))과 같은 유선 통신 망을 대체하면서, 무선 환경에서 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 대안으로서 제시되고 있다.
하지만, 상기에서 설명하는 무선 LAN으로 고속 데이터 서비스를 제공할 경 우, 극히 제한된 이동성과 좁은 서비스 영역뿐만 아니라 전파 간섭 등으로 인해 사용자에게 공중망 서비스를 제공하는데 한계가 있다.
따라서 상기와 같은 한계를 극복하기 위한 노력들이 다각도로 이루어지고 있다. 예를 들면, 셀룰러 이동 통신 시스템과 무선 LAN의 장단점을 보완한 광대역 무선 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 현재 표준화 및 개발이 진행 중이다.
삭제
한편, 상기한 바와 같이 상기 광대역 무선 통신 시스템은 이동 중에도 고속의 데이터를 무선으로 전송 받을 수 있는 기술이다. 또한, 상기 광대역 무선 통신 시스템은 기본적으로 단말기에게 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 한다)을 제공한다. 즉, 단말기의 상위 계층에서 제공하는 서비스에 따라서 송신할 수 있는 대역폭(bandwidth) 등, 여러 가지 QoS 파라미터들(parameters)이 변경된다.
다시 말해, 상기 광대역 무선 통신 시스템의 경우는, 유선 네트워크와는 달리 무선 매체의 특성 및 환경에 따라 데이터 전송률과 같은 물리적 매체 특성이 급격하게 변할 수 있다. 또한, 이러한 특성의 변화에 대한 예측이 불가능하다. 이는 단순히 인터넷(internet) 검색 같은 서비스를 사용하는 경우에는 큰 문제를 유발하지 않지만, 동영상과 같은 멀티미디어(multimedia) 서비스의 경우에는 지연 및 지터(jitter) 측면에서 많은 서비스 저하를 유발할 수 있으며, 또한 대역폭 보장을 요구하는 서비스의 경우에는 QoS 측면에서 많은 서비스 저하를 유발할 수 있다. 또한, 네트워크의 발전과 더불어 사용자들의 멀티미디어에 대한 요구 사항도 증가하고 있기 때문에 상기 QoS 보장 문제의 경우, 통신 시스템 개발시 반드시 고려되어야 할 사항으로 인식되고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템에서는 단말기에게 상기 QoS를 보장하기 위하여 하기와 같은 서비스 클래스를 정의하며, 매체 접속 제어(Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 계층에서 스케줄링(scheduling)을 수행한다.
즉, 상기 광대역 무선 통신 서비스를 이용하기 위해서는 네트워크 엔트리(Network Entry)가 종료된 후에 데이터 송신을 위해 상기 서비스 플로우(Service Flow)의 생성이 필요하다. 여기서, 상기 서비스 플로우란 특정한 QoS를 제공하는 기지국(BS: Base Station)과 단말기 사이의 연결로서, 연결 상의 패킷들의 단방향 플로우를 나타낸다. 즉, 상기 단말기와 상기 기지국 사이에 설정된 서비스 플로우를 통해 상기 단말기가 상기 단말기의 MAC 계층에서 상기 기지국으로 송신할 수 있는 서비스 플로우를 결정하게 된다. 상기 서비스 플로우의 생성 과정은 동적 서비스 추가(Dynamic Service Addition, 이하 'DSA'라 칭하기로 한다)를 통해 이루어진다. 이하, 상기 광대역 무선 통신 시스템에서 상기 단말기가 새로운 서비스 플로우의 생성을 요청하는 상향 트래픽의 경우를 예로 하여 상기 MAC 계층의 스케줄링 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 광대역 무선 통신 시스템에서 상기 단말기는 상기 MAC 계층에서 MAC 관리 메시지인 동적 서비스 추가 요청(Dynamic Service Addition Request, 이하 'DSA-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국에게 송신한다.
다음으로, 상기 DSA-REQ 메시지를 수신한 상기 기지국은 상기 DSA-REQ 메시지에서 정의되는 서비스 플로우의 스케줄링 방법과 QoS 파라미터 값을 보장할 수 있는 스케줄링을 수행한다. 여기서, 상기 QoS를 보장하기 위한 스케줄링 방식으로 상기 광대역 무선 통신 시스템에서는 5개의 서비스 클래스(class)를 정의하고 있다. 즉, 비요구 보장 서비스(UGS: Unsolicited Grant Service), 실시간 폴링 서비스(rtPS: real time Polling Service), 확장 실시간 폴링 서비스(ertPS: extended real time Polling Service), 비실시간 폴링 서비스(nrtPS: non real time Polling Service) 및 최선 시도 서비스(BES: Best Effort Service)로 정의하고 있다.
이하에서는, 상기 5개의 서비스 클래스들 중에서 상기 광대역 무선 통신 시스템에서 실시간 패킷 서비스(packet service) 예컨대, VoIP(Voice of IP) 서비스를 제공하기 위해 상기 기지국이 상기 UGS 방식을 이용하여 스케줄링하는 것을 일예로 설명하기로 한다.
즉, 상기 단말기로부터 상기 DSA-REQ 메시지를 수신한 상기 기지국은 상기 UGS 방식에 의한 스케줄링을 수행한다. 상기 UGS 스케줄링은 주기적으로 발생하는 고정 길이의 데이터 패킷을 생성하는 실시간 서비스를 지원하기 위한 스케줄링 방식으로서, T1/E1이나 VoIP 서비스를 지원한다. 상기 UGS 방식에서 상기 단말기는 무선 자원을 할당받기 위하여 서로 경합(contention)하지 않더라도, 최초 요구하였던 무선 자원량을 보장받을 수 있게 된다.
다음으로, 상기 기지국은 상기 UGS에 기반한 스케줄링 수행 후, 상기 스케줄링에 대한 결과를 상기 DSA-REQ 메시지에 상응하는 MAC 관리 메시지인 DSA 응답(response)(이하 'DSA-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 이용하여 상기 단말기에게 통보한다.
상기 단말기는 상기 기지국으로부터 상기 DSA-RSP 메시지를 수신하면, 상기 기지국과의 서비스 플로우가 생성된 것으로 판단한다. 이후, 상기 단말기는 송신하고자 하는 VoIP 패킷을 상기 스케줄링 결과에 상응하는 무선 자원을 통해 송신하게 된다.
한편, 상기 기지국이 새로운 서비스 플로우 생성을 요청하는 하향 트래픽의 경우에는 상기 MAC 관리 메시지 즉, 상기 DSA-REQ 메시지 및 상기 DSA-RSP 메시지와 VoIP 패킷의 전송 방향만이 반대일 뿐 상기 단계와 동일한 절차를 수행하게 된다. 즉, 상기에서와 같이, 상기 DSA 송수신 과정을 통해 상기 단말기와 상기 기지국 사이에 논리적인 연결(connection)이 생성된다.
다음으로, 이하에서는 상기한 바와 같은 광대역 무선 통신 시스템에서 정의하고 있는 기지국의 멀티캐스트 폴링(multicast polling) 및 브로드캐스트 폴링(broadcast polling) 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 상기에서 살펴본 바와 같이 5가지 스케줄링 방식 중에서, 상기한 UGS, rtPS 및 ertPS는 기지국이 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 과정에서, 상기 단말기의 상향링크 지연을 최대치 이하로 보장하여주는 효과가 있다. 따라서 상기 3가지 방식의 스케줄링은 VoIP(Voice over IP)나 MPEG(Moving Picture Experts Group)과 같은 실시간 트래픽 송신을 위하여 사용된다.
반면, 상기한 nrtPS 및 BES에서는 기지국이 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 과정에서 상기 단말기들이 경합(contention)에 참여하게 된다.
먼저, 상기 nrtPS의 경우를 살펴보면, 상기 nrtPS를 제공받는 단말기들은 멀티캐스트 그룹(multicast group)에 소속이 된다. 이러한 경우, 상기 기지국의 상기 멀티캐스트 폴링은 상기 멀티캐스트 그룹에 소속된 단말기들을 대상으로 송신되며, 동일한 멀티캐스트 그룹에 소속된 단말기들끼리 경합을 벌이게 된다.
다음으로 상기 BES의 경우를 살펴보면, 상기 BES를 제공받는 단말기들은 모두 상기 기지국으로부터 상기 브로드캐스트 폴링을 수신하며, 따라서 브로드캐스트 서비스를 제공받는 모든 단말기들은 동시에 경합을 벌이게 된다.
상기와 같이 nrtPS 또는 BES에서는 상기와 같은 단말기간 경합 과정에서 성공하지 못한 단말기들은 상향링크 대역폭을 할당받을 수 없게 된다. 따라서, 상기 경합에 실패한 단말기들은 지연을 겪게 된다. 이로 인하여 상기 nrtPS와 상기 BES 방식은 일반적으로 비실시간 트래픽의 송신에 사용된다.
따라서 상기 광대역 무선 통신 시스템의 상기 nrtPS 또는 BES에 대해서는, 멀티캐스트 폴링 혹은 브로드캐스트 폴링에 대하여 해당 서비스를 이용하는 단말기들이 모두 동시에 대역폭 요청을 송신하도록 정의하고 있다.
그러나, 이러한 방식은 기지국에서 현재 가용한 상향링크 대역폭과 무관하게 모든 단말기들로부터 동시에 대역폭 요청이 이루어지게 된다. 따라서 결과적으로 더 많은 단말기들이 경합에서 실패하는 결과를 초래하게 된다. 또한 상기 광대역 무선 통신 시스템에서 상기 경합에 실패한 단말기들은 임의의 시간이 경과한 뒤, 다시 상기 기지국으로 대역폭 요청을 시도하도록 하고 있다. 따라서 이러한 경우 각 단말기들의 상향링크에서의 지연이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 광대역 통신 시스템에서 단말기가 기지국에 상향링크 트래픽을 송신함에 있어서 비실시간 트래픽에 대하여 대역폭 할당 효율을 높일 수 있는 방안이 요구된다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 광대역 통신 시스템에서 단말기가 기지국으로 효율적으로 상향링크 트래픽을 송신할 수 있는 방안을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽에 대한 대역폭 할당 효율을 높일 수 있는 방안을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 통신 시스템에서 nrtPS 또는 BES를 제공받는 단말기들이 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있는 방안을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 통신 시스템에서 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 비실시간 트래픽의 전송 지연을 감소시킬 수 있는 방안을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 방법에 있어서, 기지국은 단말기들의 비실시간 트래픽 송신을 위해 폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 각 단말기들로 송신하는 과정과, 상기 상태 정보를 수신한 단말기는 상기 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로 대역폭 할당 요청 메시지를 송신하는 과정과, 상기 기지국은 상기 대역폭 요청 메시지가 수신되면, 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응한 스케줄링 방식으로 해당 단말기에 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은 광대역 통신 시스템에서 기지국의 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법에 있어서, 멀티캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용한 경우, 상기 멀티캐스트 폴링에 따른 상태 정보를 멀티캐스트 그룹 내의 단말기들로 송신하는 과정과, 상기 멀티캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용하지 않은 경우, 브로드캐스트 폴링을 위한 대역폭의 가용 여부를 확인하는 과정과, 상기 브로드캐스트 폴링을 위한 가용 대역폭이 존재하면, 상기 브로드캐스트 폴링에 따른 상태 정보를 단말기들로 방송하는 과정과, 상기 상태 정보를 수신한 단말기들로부터 대역폭 요청메시지를 수신하는 과정과, 상기 대역폭 요청 메시지를 송신한 단말기들의 서비스 형태에 따라, 미리 설정된 스케줄링 방식으로 해당 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법은 광대역 통신 시스템에서 단말기의 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법에 있어서, 상기 단말기 자신이 포함된 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 폴링이 수신되었는지 확인하는 과정과, 상기 멀티캐스트 폴링이 수신되면, 기지국으로부터 수신되는 상태 정보에 상응하여 비실시간 폴링 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 상기 기지국으로 요청하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법은 광대역 통신 시스템에서 단말기의 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법에 있어서, 브로드캐스트 폴링이 수신되었는지 확인하는 과정과, 상기 브로드캐스트 폴링이 수신되면, 기지국으로부터 송신되는 상태 정보에 상응하여 최선 시도 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 상기 기지국으로 요청하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템에 있어서, 비실시간 트래픽 전송을 위해 폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 각 단말기들로 송신하고, 상기 상태 정보의 송신에 상응한 대역폭 요청 메시지를 수신하고, 상기 대역폭 요청 메시지를 송신한 단말기들의 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스 형태에 상응한 스케줄링 방식으로 해당 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 기지국을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다른 시스템은 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템에 있어서, 폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로 대역폭 할당을 요청하는 단말기를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
제안하는 본 발명은 광대역 통신 시스템에서 단말기(MS, Mobile Station)가 기지국(BS, Base Station)에 상향링크 트래픽(uplink traffic)을 전송하는 방안에 관한 것이다. 특히 본 발명의 실시예에서는 상기 단말기가 채널 액세스(channel access) 시 비실시간 트래픽(non real-time traffic)에 대하여 대역폭(bandwidth) 할당 효율을 높일 수 있도록 하는 시스템 및 방법을 제안한다.
보다 구체적으로, 제안하는 본 발명에서는 nrtPS(non Real-Time Polling Service) 또는 BES(Best Efforts Service)를 제공받는 단말기들이 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있도록 함으로써, 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 이를 통해 비실시간 트래픽의 전송 지연을 감소시킬 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.
일반적으로, 광대역 무선 통신 시스템에서는 5가지 방식의 상향링크 데이터 전송 스케줄링 방식 즉, 비요구 보장 서비스(UGS: Unsolicited Grant Service), 실시간 폴링 서비스(rtPS: Real-Time Polling Service), 확장 실시간 폴링 서비스(ertPS:extended real-time Polling Service), 비실시간 폴링 서비스(nrtPS: non Real-Time Service) 및 최선 시도 서비스(BES: Best Effort Service)를 정의하고 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서 상기 광대역 무선 통신 시스템에서 정의하는 상기 5가지 방식의 상향링크 데이터 전송 스케줄링 방식에 대한 각각의 정의와 이러한 스케줄링 방식에서 단말기의 데이터 전송 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 UGS는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 지연(delay)이 보장되고 크기가 고정적인 상향링크 대역폭을 주기적으로 할당받는 방식을 나타낸다. 상기 UGS에서는 상기 기지국과 상기 단말기간의 연결이 형성되면, 별도의 시그널링 과정을 거치지 않고 상기 연결이 해제될 때까지 상기 기지국은 상기 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하여 준다.
다음으로, 상기 rtPS는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 지연이 보장되고 변화하는 크기를 가지는 상향링크 대역폭을 주기적으로 할당받는 방식을 나타낸다. 상기 rtPS에서의 상향링크 대역폭 할당 절차는 다음과 같다.
즉, 상기 기지국은 먼저 상기 rtPS를 제공받기로 결정된 단말기에게 하향링크를 통해 유니캐스트 폴링(unicast polling)을 송신한다. 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 상기 유니캐스트 폴링을 수신하면, 상향링크를 통해 상기 기지국으로 대역폭 요청 메시지를 송신한다. 상기 단말기로부터 대역폭 요청 메시지를 수신한 상기 기지국은, 상기 단말기가 요청한 대역폭이 가용할 경우, 하향링크를 통해 상기 단말기가 요청한 상향링크 대역폭을 할당한다.
다음으로, 상기 ertPS는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 지연이 보장되고 변화하는 크기를 가지는 상향링크 대역폭을 주기적으로 할당받는 방식을 나타낸다. 상기 ertPS에서의 상향링크 대역폭 할당 절차는 상기한 rtPS와 같이 이루어진다.
다음으로, 상기 nrtPS는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 지연이 보장되지 않고 변화하는 크기의 상향링크 대역폭을 할당받는 방식을 나타낸다. 상기 nrtPS에서의 상향링크 대역폭 할당 절차는 다음과 같다.
즉, 상기 지기국은 먼저 상기 nrtPS를 제공받기로 결정된 단말기들에게 하향링크를 통해 멀티캐스트 폴링(multicast polling)을 전송한다. 그러면, 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 폴링을 전달받은 모든 단말기들은, 동시에 상향링크를 통해 상기 기지국으로 대역폭 요청을 전송한다. 따라서 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 폴링을 전달받은 모든 단말기들은 상향링크 대역폭에 대하여 경합(contention)을 벌이게 된다. 그러면 상기 기지국은 상기 단말기간 경합에서 성공한 단말기들에 대해서 하향링크를 통해 상기 단말기들이 요청하는 상향링크 대역폭을 할당한다.
다음으로, 상기 BES는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 지연 보장이 되지 않고 변화하는 크기의 상향링크 대역폭을 할당받는 방식을 나타낸다. 상기 BES에서의 상향링크 대역폭 할당 절차는 다음과 같다.
즉, 상기 기지국은 먼저 상기 nrtPS를 제공받기로 결정된 단말기들에게 하향링크를 통해 멀티캐스트 폴링(multicast polling)을 송신한다. 그러면, 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 폴링을 수신한 모든 단말기들은, 동시에 상향링크를 통해 상기 기지국으로 대역폭 요청 메시지를 송신한다. 따라서 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 폴링을 수신한 모든 단말기들은 상향링크 대역폭에 대하여 경합(contention)을 벌이게 된다. 그러면 상기 기지국은 상기 단말기간 경합에서 성공한 단말기들에 대해서 하향링크를 통해 상기 단말기들이 요청하는 상향링크 대역폭을 할당한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 상기 광대역 무선 통신 시스템에서 상기 nrtPS 또는 BES는 멀티캐스트 폴링 또는 브로드캐스트 폴링에 대하여 해당 서비스를 이용하는 모든 단말기들이 동시에 대역폭 요청 메시지를 송신하도록 정의되어 있다. 이는 상기 기지국의 현재 가용한 상향링크 대역폭에 관계없이 상기 모든 단말기들로부터 대역폭 요청이 이루어지므로, 결과적으로 더 많은 단말기들이 경합에서 실패하게 되는 결과를 초래한다. 또한 상기 경합에 실패한 단말기들은 임의의 시간이 경과한 후, 상기 기지국으로 다시 대역폭 요청을 수행하게 됨에 따라 각 단말기들의 상향링크 트래픽 송신 지연이 증가하게 되는 문제점이 있다.
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본 발명의 실시예에서는 상기 nrtPS 또는 BES를 제공받는 단말기들이 상기 기지국의 대역폭 가용 여부에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있도록 한다. 이를 통해, 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 비실시간 트래픽 송신 지연을 감소시킬 수 있도록 한다.
먼저, 본 발명의 실시예서는 크게 광대역 무선 데이터 서비스를 제공하는 기지국과 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 적어도 하나의 단말기들로 구성된다.
상기 기지국은 특정 스케줄링 서비스에 해당하는 상기 단말기에게 폴링(polling)을 송신한다. 이후, 상기 기지국은 상기 단말기의 대역폭 요청 메시지가 수신되면, 그에 상응하여 상향링크 스케줄링을 수행하여 상기 해당 단말기에게 대역폭을 할당하여 주는 역할을 한다.
상기 단말기는 상기 기지국으로부터 해당하는 스케줄링 서비스의 폴링을 수신하고, 송신할 데이터가 있을 경우 상기 기지국으로 대역폭 요청 메시지를 전송하고, 이에 상응하여 상기 기지국으로부터 대역폭이 할당될 경우 상기 데이터를 송신하고, 상기 기지국으로부터 대역폭이 할당되지 않을 경우 시스템 설정에 따른 임의의 시간이 경과한 후 상기 과정을 반복 수행한다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 상기 기지국의 동작 중 상기 특정 스케줄링 서비스에 해당하는 단말기에게 폴링을 송신하는 과정과, 상기 단말기의 동작 중 상기 기지국으로 대역폭을 요청하는 과정에 대하여 구체적으로 제안한다. 즉, 본 발명에서는 상기 과정을 구체적으로 제안함으로써, 광대역 통신 시스템에서 단말기가 기지국에 상향링크 트래픽 송신시, 비실시간 트래픽에 대한 대역폭 할당 효율을 높일 수 있도록 한다.
구체적으로, 상기 기지국이 상기 단말기에게 폴링을 송신하는 경우, 현재 각 서비스와 관련된 경합 상태에 관련된 상태 정보를 상기 단말기들에게 알려준다. 또한 이를 수신한 상기 단말기는 대역폭 요청 메시지를 송신하는 경우, 상기 기지국으로부터 수신한 상태 정보로 산출된 확률을 이용하여 상기 대역폭 요청 메시지를 송신한다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 폴링 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 101단계에서 상기 기지국은 소정 단말기에 대한 폴링(polling)을 수행한 후 103단계로 진행한다. 이때 상기 101단계에서 상기 기지국은 멀티캐스트 폴링(multicast polling) 또는 브로드캐스트 폴링(broadcast polling)을 수행하게 된다. 여기서, 상기 폴링이라 함은, 통상적으로 통신 시스템에서 소정 프로그램이나 장치 예컨대, 기지국에서 다른 프로그램이나 장치들 예컨대 단말기들이 어떤 상태에 있는지를 지속적으로 체크하는 전송제어 방식을 나타낸다. 일반적으로 상기 폴링은 상기 단말기들에 대하여 접속 여부와 데이터 전송을 희망하는지 등에 대한 확인하는 절차를 나타낸다. 예를 들면, 여러 개의 장치가 동일 회선을 공유하는 멀티드롭(multi drop)이나 멀티포인트(multi point) 통신에서, 제어 장치는 각 장치에 한번에 하나씩 메시지를 보내어, 송신할 데이터가 있는지 즉, 회선을 사용하기 원하는지를 확인한다.
상기 103단계에서 상기 기지국은 먼저 상기 멀티캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용한지를 확인한다. 즉, 상기 기지국은 우선적으로 nrtPS를 제공하기 위한 대역폭이 가용한지를 확인한 후, 그 확인 결과에 상응하여 105단계 또는 107단계로 진행한다.
먼저, 상기 기지국이 현재 상기 nrtPS를 위한 대역폭이 가용한 경우, 상기 105단계에서 상기 기지국은 멀티캐스트 그룹(multicast group)에게 멀티캐스트 폴링을 송신한다. 이때, 상기 기지국은 현재 nrtPS로 가용한 대역폭 크기 BnrtPS와 현재 상기 멀티캐스트 그룹에서 서비스 받고 있는 단말기들의 개수인 NnrtPS를 포함하는 상태 정보를 상기 단말기에게 송신하여 준다. 이때, 상기 기지국은 상기 멀티캐스트 폴링을 송신한 이후, 상기 nrtPS를 제공하기 위한 대역폭이 모두 사용될 때까지 상기 멀티캐스트 그룹을 변경하면서 폴링을 송신하게 된다.
다음으로, 상기 기지국이 현재 상기 nrtPS를 위한 대역폭이 가용하지 않은 경우, 상기 107단계에서 상기 기지국은 상기 브로드캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용한지를 확인한다. 즉, 상기 기지국은 우선적으로 상기 nrtPS를 제공하기 위한 대역폭에 대하여 폴링을 송신하고, 이후 가용한 대역폭을 상기 BES를 제공하기 위한 대역폭으로 사용한다.
상기 107단계에서의 확인결과 상기 브로드캐스트 폴링을 위한 즉, BES를 제공하기 위한 대역폭의 가용 여부에 상응하여 109단계 또는 111단계로 진행한다.
상기 109단계에서 상기 기지국은 상기 BES를 제공하기 위해 가용한 대역폭이 존재하면, 상기 가용 대역폭을 상기 브로드캐스트 폴링으로 상기 BES를 제공받는 단말기들에게 알려준다. 이때, 상기 기지국은 현재 BES를 제공하기 위한 대역폭 크기인 BBE와 현재 BES를 제공받고 있는 단말기들의 개수인 NBE를 포함하는 상태 정보를 상기 단말기에게 송신한다.
이어서, 상기 기지국은 111단계로 진행하여 상기 멀티캐스트 폴링 및 브로드캐스트 폴링이 완료되면 113단계로 진행한다. 상기 113단계에서 상기 기지국은 상기한 바와 같은 상태 정보를 수신한 단말기들로부터 대역폭 요청을 위한 연결(connection)이 있는지 모니터링(monitoring)을 수행한다. 즉, 상기 기지국은 단말기들의 대역폭 요청에 따른 경합에 대한 모니터링을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 단말기들의 경합을 통하여, 최종적으로 기지국의 상향링크를 이용하게 될 단말기들의 대역폭 요청 메시지를 수신하게 된다.
이어서, 상기 기지국은 115단계로 진행하여 상기한 단말기들로부터의 유효한(valid) 대역폭 요청이 있는지 판단한다. 이때, 상기 기지국은 단말기들로부터 대역폭 요청이 없으면 상기한 절차를 종료하고, 단말기들로부터 유효한 대역폭 요청 메시지가 수신되면 117단계로 진행한다.
상기 117단계에서 상기 기지국은 소정 단말기로부터 유효한 대역폭 요청 메시지가 수신되면, 상기한 nrtPS와 BES 각각의 서비스에 따라 미리 설정된 스케줄링 방식으로 해당 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당해 준다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서는 종래 방식과 달리, 상기 기지국이 단말기들에게 폴링을 전송하는 과정에서, 현재 가용한 서비스별 대역폭 정보와 상기 서비스를 제공받는 단말기들의 개수에 대한 상태 정보를 해당 단말기에게 알려준다. 이를 통해 제안하는 본 발명에서는 nrtPS 또는 BES를 제공받는 단말기들이 상기 상태 정보를 통해 상기 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있게 된다. 따라서 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 비실시간 트래픽의 전송 지연을 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 폴링 전송 과정에 대하여 설명하였으며, 다음으로 이하에서는 상기 기지국의 폴링 전송에 따른 단말기의 상향링크 접속 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 nrtPS 단말기의 상향링크 접속 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 201단계에서 상기 단말기는 nrtPS를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 할당 요구 과정을 시작하여 203단계로 진행한다. 상기 203단계에서 상기 단말기는 자신이 속하는 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 폴링이 수신되었는지 확인한다. 상기 203단계에서 멀티캐스트 폴링이 수신되지 않은 경우, 상기 단말기는 상기 멀티캐스트 폴링에 대한 수신을 대기한다. 상기 203단계에서 상기 멀티캐스트 폴링이 수신된 경우, 상기 단말기는 205단계로 진행한다.
이때, 상기에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 단말기는 nrtPS를 제공받기 위해 상기 기지국으로부터 멀티캐스트 폴링이 수신되면, BnrtPS, Breq, NnrtPS 및 Nsuccess와 같은 파라미터들을 사용하여 nrtPS를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요구를 수행하게 된다. 여기서, 상기 파라미터들에 대한 정의를 살펴보면 다음과 같다.
상기 BnrtPS는 현재 기지국에서 해당 멀티캐스트 그룹 내의 nrtPS에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭이고, 상기 Breq는 단말기가 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭이고, 상기 NnrtPS는 현재 단말기가 동일 멀티캐스트 그룹 내에서 nrtPS를 제공받고 있는 단말기의 전체 개수이고, 상기 Nsuccess는 만일 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당에 실패하는 경우, 그에 따른 연속된 실패 횟수이다.
다음으로, 상기 205단계에서 상기 단말기는 상기 203단계에서 자신의 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 폴링이 수신되면, 상기 기지국으로부터 전송되는 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로의 nrtPS를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요구 메시지를 송신하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 멀티캐스트 폴링이 수신되면, 상기 205단계에서 상기 단말기 자신이 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭(Breq)과 상기 단말기가 자신이 속한 멀티캐스트 그룹 내에서 nrtPS를 제공받고 있는 단말기들의 전체 개수(NnrtPS)의 곱(Breq x NnrtPS)을 계산하고, 상기 계산된 값과 상기 기지국이 nrtPS에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)을 비교한다. 상기 205단계에서의 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)이 Breq x NnrtPS보다 크면 213단계로 진행하고, 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)이 Breq x NnrtPS보다 작거나 같다면 207단계로 진행한다.
상기 205단계에서 상기 (BnrtPS)가 상기 (Breq x NnrtPS)보다 크면, 상기 단말기는 현재 단말기 자신이 상향링크 대역폭을 요청하는 경합이 미약하다고 판단하고 상기 213단계로 진행하여, 상기한 파라미터들 중에서 상기 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당에 실패한 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정하고 215단계로 진행한다. 상기 215단계에서 상기 단말기는 nrtPS를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요청 메시지를 상기 기지국으로 송신한다.
상기 205단계에서 상기 (BnrtPS)가 상기 (Breq x NnrtPS)보다 작거나 같다면, 상기 단말기는 현재 단말기 자신이 상향링크 대역폭을 요청하는 경합이 치열하다고 판단하고 상기 207단계로 진행하여, 지속 확률(persistent probability) Ptrial을 계산한 후 209단계로 진행한다. 여기서 상기 지속 확률 Ptrial는 상기한 파라미터들 즉, Breq, BnrtPS, NnrtPS 및 Nsuccess을 변수로 가지는 함수를 나타내며, 이를 표현하면 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005070146052-pat00001
상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 Ptrial는 상기 Nsuccess = 0이면 Ptrial = 1의 값을 가지며, 상기 Breq = (BnrtPS / NnrtPS)이면 Ptrial = 1의 값을 가진다.
다음으로, 상기 209단계에서 상기 단말기는 균일 분포(uniformly distributed)된 소정의 확률 변수(x)를 선택한 후 211단계로 진행한다. 이때 상기 확률 변수(x)는 0과 1 사이(0<x<1)의 값을 가지는 변수를 나타낸다.
상기 211단계에서 상기 단말기는 상기 207단계에서 계산된 상기 지속 확률(Ptrial)과 상기 209단계에서 선택한 상기 확률 변수(x)를 비교하고, 그 결과에 상응하여 상기 213단계 또는 217단계로 진행한다.
상기 단말기는 상기 211단계에서의 비교결과 상기 지속 확률(Ptrial)이 상기 확률 변수(x)보다 크다면, 상기 213단계에서 상기 단말기는 지속 테스트(persistent test)에 성공한 것으로 간주하고, 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 조절하고 215단계로 진행한다. 상기 215단계에서 상기 단말기는 nrtPS를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요청 메시지를 상기 기지국으로 송신한다.
상기 단말기는 상기 211단계에서의 비교결과 상기 지속 확률(Ptrial)이 상기 확률 변수(x)보다 작거나 같다면, 상기 217단계에서 상기 단말기는 지속 테스트(persistent test)에 실패한 것으로 간주하고, 상기 연속된 실패 횟수(Nsuccess) 값을 1 증가(Nsuccess = Nsuccess + 1)시킨 다음, 상기 203단계로 되돌아가서 대역폭 할당 요청 전송을 수행하지 않는다. 상기 209단계에서 상기 확률 변수(x)는 균일 분포를 가지고 선택된다. 따라서 상기 211단계에서 상기 지속확률(Ptrial)이 상기 확률 변수 (x)보다 작거나 같을 경우, 상기 단말기가 nrtPS 상향 링크 대역폭 요청 메시지를 송신하는데 소요되는 평균 지연 시간은 1/x이 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 nrtPS를 이용하는 단말기에서는 종래 방식과 달리, 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 수신한 소정의 상태 정보를 바탕으로 동적인 대역폭 할당을 요청한다. 이를 통해 제안하는 본 발명에서는 nrtPS를 제공받는 단말기들이 상기 상태 정보를 통해 상기 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있게 된다. 따라서 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 비실시간 트래픽 송신 지연을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BES 단말기의 상향링크 접속 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 301단계에서 상기 단말기는 BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 할당 요구 과정을 시작하여 303단계로 진행한다. 상기 303단계에서 상기 단말기는 기지국으로부터 브로드캐스트 폴링이 수신되었는지 확인한다. 상기 303단계에서 브로드캐스트 폴링이 수신되지 않은 경우, 상기 단말기는 상기 브로드캐스트 폴링에 대한 수신을 대기한다. 상기 303단계에서 상기 브로드캐스트 폴링이 수신된 경우, 상기 단말기는 305단계로 진행한다.
이때, 상기에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 단말기는 BES를 제공받기 위해 상기 기지국으로부터 브로드캐스트 폴링이 수신되면, BBE, Breq, NBE 및 Nsuccess와 같은 파라미터를 사용하여 BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요구를 수행하게 된다. 여기서, 상기 파라미터들에 대한 정의를 살펴보면 다음과 같다.
상기 BBE는 현재 기지국에서 BES에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭이고, 상기 Breq는 단말기가 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭이고, 상기 NBE는 현재 BES를 제공받고 있는 단말기의 전체 개수이고, 상기 Nsuccess는 만일 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당에 실패하는 경우, 그에 따른 연속된 실패 횟수이다.
다음으로, 상기 305단계에서 상기 단말기는 상기 303단계에서 브로드캐스트 폴링이 수신되면, 상기 기지국으로부터 전송되는 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로의 BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요구를 수행하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 브로드캐스트 폴링이 수신되면, 상기 305단계에서 상기 단말기 자신이 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭(Breq)과 상기 기지국으로부터 현재 BES를 제공받고 있는 단말기들의 전체 개수(NBE)의 곱(Breq x NBE)을 계산하고, 상기 계산된 값과 상기 기지국이 BES에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)을 비교한다. 상기 305단계에서의 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)이 Breq x NnrtPS보다 크면 313단계로 진행하고, 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)이 Breq x NnrtPS보다 작거나 같다면 307단계로 진행한다.
상기 305단계에서 상기 (BBE)가 상기 (Breq x NBE)보다 크면, 상기 단말기는 현재 단말기 자신이 상향링크 대역폭을 요청하는 경합이 미약하다고 판단하고 상기 313단계로 진행하여, 상기한 파라미터들 중에서 상기 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당에 실패한 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정하고 315단계로 진행한다. 상기 315단계에서 상기 단말기는 BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요청 메시지를 상기 기지국으로 송신한다.
상기 305단계에서 상기 (BBE)가 상기 (Breq x NBE)보다 작거나 같다면, 상기 단말기는 현재 단말기 자신이 상향링크 대역폭을 요청하는 경합이 치열하다고 판단하고 상기 307단계로 진행하여, 지속 확률(persistent probability) Ptrial을 계산한 후 309단계로 진행한다. 여기서 상기 지속 확률 Ptrial는 상기한 파라미터들 즉, Breq, BBE, NBE 및 Nsuccess을 변수로 가지는 함수를 나타내며, 이를 표현하면 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005070146052-pat00002
상기 <수학식 2>에 나타낸 바와 같이, 상기 Ptrial는 상기 Nsuccess = 0이면 Ptrial = 1의 값을 가지며, 상기 Breq = (BBE / NBE)이면 Ptrial = 1의 값을 가진다.
다음으로, 상기 309단계에서 상기 단말기는 균일 분포(uniformly distributed)된 소정의 확률 변수(x)를 선택한 후 311단계로 진행한다. 이때 상기 확률 변수(x)는 0과 1 사이(0<x<1)의 값을 가지는 변수를 나타낸다.
상기 311단계에서 상기 단말기는 상기 307단계에서 계산된 상기 지속 확률(Ptrial)과 상기 309단계에서 선택한 상기 확률 변수(x)를 비교하고, 그 결과에 상응하여 상기 313단계 또는 317단계로 진행한다.
상기 단말기는 상기 311단계에서의 비교결과 상기 지속 확률(Ptrial)이 상기 확률 변수(x)보다 크다면, 상기 313단계에서 상기 단말기는 지속 테스트(persistent test)에 성공한 것으로 간주하고, 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정하고 315단계로 진행한다. 상기 315단계에서 상기 단말기는 BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭 요청을 상기 기지국으로 송신한다.
상기 단말기는 상기 311단계에서의 비교결과 상기 지속 확률(Ptrial)이 상기 확률 변수(x)보다 작거나 같다면, 상기 317단계에서 상기 단말기는 지속 테스트(persistent test)에 실패한 것으로 간주하고, 상기 연속된 실패 횟수(Nsuccess) 값을 1 증가(Nsuccess = Nsuccess + 1)시킨 다음, 상기 303단계로 되돌아가서 대역폭 할당 요청 메시지 송신을 수행하지 않는다. 상기 309단계에서 확률 변수(x)는 균일 분포를 가지고 선택된다. 따라서, 상기 311단계에서 지속 확률(Ptrial)이 상기 확률 변수(x)보다 작거나 같을 경우, 상기 이동 단말기가 BES 상향링크 대역폭 요청 메시지를 송신하는데 소요되는 평균 지연 시간은 1/x이 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 BES를 이용하는 단말기에서는 종래 방식과 달리, 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 수신한 소정의 상태 정보와 현재 가용한 서비스별 대역폭 정보 정보를 바탕으로 도적인 대역폭 할당을 요청한다. 이를 통해 제안하는 본 발명에서는 BES를 제공받는 단말기들이 상기 상태 정보를 통해 상기 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있게 된다. 따라서 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 비실시간 트래픽의 전송 지연을 감소시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 방법에 따르면, 본 발명에서는 광대역 통신 시스템에서 기지국과 기지국간 비실시간 트래픽을 효율적으로 송수신할 수 있는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따르면 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽에 대한 대역폭 할당 효율을 높일 수 있는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 광대역 통신 시스템에서 nrtPS 또는 BES를 제공받는 단말기들이 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에서는 단말기가 기지국으로부터 수신한 상태 정보와 현재 자신의 지역적 정보를 이용하여 동적인 대역폭 할당 요청을 수행할 수 있다. 이를 통해 상기 단말기의 대역폭 할당 요청 실패율을 감소시킬 수 있으며, 또한 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 이점을 가진다. 또한 본 발명에서는 상기 기지국으로부터 수신되는 상태 정보를 통해 상기 기지국의 대역폭 사용 상황에 따라 적응적으로 대역폭을 요청할 수 있으며, 이를 통해 각 단말기의 대역폭 사용 효율을 증가시키고, 또한 비실시간 트래픽의 전송 지연을 감소시킬 수 있는 이점을 가진다.

Claims (42)

  1. 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신 방법에 있어서,
    기지국은 단말기들의 비실시간 트래픽 송신을 위해 폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 각 단말기들로 송신하는 과정과,
    상기 상태 정보를 수신한 단말기는 상기 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로 대역폭 할당 요청 메시지를 송신하는 과정과,
    상기 기지국은 상기 대역폭 요청 메시지가 수신되면, 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응한 스케줄링 방식으로 해당 단말기에 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서비스에 상응하는 상태 정보는 비실시간 폴링 서비스에 대해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 상기 단말기가 속한 멀티캐스트 그룹 내에서 비실시간 폴링 서비스를 서비스 받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서비스에 상응하는 상태 정보는 최선 시도 서비스에 대해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 최선 시도 서비스를 받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 수신한 서비스 종류별 상태 정보에 따라 적응적으로 대역폭을 요청 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 자신이 서비스 받고자 하는 서비스에 상응하는 파라미터들을 이용하여 상향링크 대역폭 요청 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파라미터들은 현재 기지국에서 해당 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭과, 상기 단말기가 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭과, 현재 단말기가 제공받고 있는 서비스와 동일한 서비스를 제공받는 단말기들의 전체 개수 및 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당 실패에 따른 연속된 실패 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  8. 광대역 통신 시스템에서 기지국의 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법에 있어서,
    멀티캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용한 경우, 상기 멀티캐스트 폴링에 따른 상태 정보를 멀티캐스트 그룹 내의 단말기들로 송신하는 과정과,
    상기 멀티캐스트 폴링을 위한 대역폭이 가용하지 않은 경우, 브로드캐스트 폴링을 위한 대역폭의 가용 여부를 확인하는 과정과,
    상기 브로드캐스트 폴링을 위한 가용 대역폭이 존재하면, 상기 브로드캐스트 폴링에 따른 상태 정보를 단말기들로 방송하는 과정과,
    상기 상태 정보를 수신한 단말기들로부터 대역폭 요청메시지를 수신하는 과정과,
    상기 대역폭 요청 메시지를 송신한 단말기들의 서비스 형태에 따라, 미리 설정된 스케줄링 방식으로 해당 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 멀티캐스트 폴링에 따른 상태 정보는 현재 상기 멀티캐스트 폴링을 위해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 상기 멀티캐스트 그룹 내에서 멀티캐스트 폴링 서비스를 받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 브로드캐스트 폴링에 따른 상태 정보는 현재 브로드캐스트 폴링을 위해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 브로드캐스트 폴링 서비스를 제공받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 기지국은 단말기들로부터 대역폭 요청 메시지를 수신하면, 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스 형태에 상응하는 스케줄링 방식으로 해당 단말기로 상향링크 대역폭을 할당하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 멀티캐스트 폴링 및 브로드캐스트 폴링이 완료되면, 상기 상태 정보를 수신하는 단말기들로부터 대역폭 요청을 위한 연결이 있는지 모니터링하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 단말기들의 대역폭 할당 요청을 위한 경합을 모니터링하고, 상기 경합을 통해 상기 기지국의 상향링크를 이용하게 되는 단말기들의 대역폭 요청 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 상향링크 대역폭 할당 방법.
  14. 광대역 통신 시스템에서 단말기의 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법에 있어서,
    상기 단말기 자신이 포함된 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 폴링이 수신되었는지 확인하는 과정과,
    상기 멀티캐스트 폴링이 수신되면, 기지국으로부터 수신되는 상태 정보에 상응하여 비실시간 폴링 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 상기 기지국으로 요청하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 멀티캐스트 폴링이 수신되면, 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭(Breq)과 상기 멀티캐스트 그룹 내에서 비실시간 폴링 서비스를 제공받고 있는 단말기들의 전체 개수(NnrtPS)와의 곱(Breq x NnrtPS)을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 값과 상기 기지국이 비실시간 폴링 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)을 비교하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)이 상기 계산 값(Breq x NnrtPS)보다 크면, 상기 단말기가 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정한 후, 비실시간 폴링 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 요청하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BnrtPS)이 상기 계산 값(Breq x NnrtPS)보다 작거나 같으면, 지속 확률(persistent probability)을 계산하는 과정과,
    균일 분포(uniformly distributed)된 확률 변수(x)를 선택하고, 상기 계산된 지속 확률(Ptrial)과 상기 선택한 확률 변수(x)를 비교하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 지속 확률은 하기와 같이 계산하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
    Figure 112008005819027-pat00003
    단, Ptrial는 지속 확률을 나타내며, Nsuccess = 0이면 Ptrial = 1의 값을 가지며, Breq = (BnrtPS / NnrtPS)이면 Ptrial = 1의 값을 가짐.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 지속 확률이 상기 확률 변수보다 크면, 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정하고, 비실시간 폴링 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 요청하는 과정과,
    상기 비교결과 상기 지속 확률이 상기 확률 변수보다 작거나 같으면, 연속된 실패 횟수(Nsuccess) 값을 1 증가시키는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 수신되는 서비스 종류별 상태 정보에 따라 적응적으로 대역폭을 요청하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 자신이 서비스 받고자 하는 서비스에 상응하는 파라미터들을 이용하여 상향링크 대역폭 요청을 수행하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 파라미터들은, 현재 기지국에서 해당 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭과, 상기 단말기가 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭과, 현재 단말기가 제공받고 있는 서비스와 동일한 서비스를 제공받는 단말기들의 전체 개수 및 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당 실패에 따른 연속된 실패 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  23. 광대역 통신 시스템에서 단말기의 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법에 있어서,
    브로드캐스트 폴링이 수신되었는지 확인하는 과정과,
    상기 브로드캐스트 폴링이 수신되면, 기지국으로부터 송신되는 상태 정보에 상응하여 최선 시도 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 상기 기지국으로 요청하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 브로드캐스트 폴링이 수신되면, 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭(Breq)과 상기 기지국으로부터 현재 최선 시도 서비스를 제공받고 있는 단말기들의 전체 개수(NBE)의 곱(Breq x NBE)을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 값과 상기 기지국이 최선 시도 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)을 비교하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)이 상기 계산 값(Breq x NBE)보다 크면, 상기 단말기가 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정한 후, 상기 최선 시도 서비스를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 요청하는 과정을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 기지국이 제공할 수 있는 전체 대역폭(BBE)이 상기 계산 값(Breq x NBE)보다 작거나 같으면, 지속 확률(persistent probability)을 계산하는 과정과,
    균일 분포(uniformly distributed)된 확률 변수(x)를 선택하고, 상기 계산된 지속 확률(Ptrial)과 상기 선택한 확률 변수(x)를 비교하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 지속 확률은 하기와 같이 계산하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
    Figure 112008005819027-pat00004
    단, Ptrial는 지속 확률을 나타내며, Nsuccess = 0이면 Ptrial = 1의 값을 가지며, Breq = (BBE / NBE)이면 Ptrial = 1의 값을 가짐.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 비교결과 상기 지속 확률이 상기 확률 변수보다 크면, 연속된 실패 횟수(Nsuccess)를 0으로 설정하고, BES를 제공받기 위한 상향링크 대역폭을 요청하는 과정과,
    상기 비교결과 상기 지속 확률이 상기 확률 변수보다 작으면, 연속된 실패 횟수(Nsuccess) 값을 1 증가시키는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 수신되는 서비스 종류별 상태 정보에 따라 적응적으로 대역폭을 요청하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 자신이 서비스 받고자 하는 서비스에 상응하는 파라미터들을 이용하여 상향링크 대역폭 요청을 수행하는 과정을 더 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 파라미터들은, 현재 기지국에서 해당 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭과, 상기 단말기가 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭과, 현재 단말기가 제공받고 있는 서비스와 동일한 서비스를 제공받는 단말기들의 전체 개수 및 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당 실패에 따른 연속된 실패 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 대역폭 요청 방법.
  32. 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템에 있어서,
    비실시간 트래픽 송신을 위해 폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 각 단말기들로 송신하고, 상기 상태 정보의 송신에 상응한 대역폭 요청 메시지를 수신하고, 상기 대역폭 요청 메시지를 송신한 단말기들의 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스 형태에 상응한 스케줄링 방식으로 해당 단말기에게 상향링크 대역폭을 할당하는 기지국을 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 기지국이 송신하는 상태 정보는 비실시간 폴링 서비스에 대해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 상기 단말기가 속한 멀티캐스트 그룹 내에서 비실시간 폴링 서비스를 서비스 받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보를 포함하여 송신하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 기지국이 송신하는 상태 정보는 최선 시도 서비스에 대해 가용한 대역폭 크기 정보와, 현재 최선 시도 서비스를 받고 있는 단말기들의 전체 개수 정보를 포함하여 송신하는 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  35. 삭제
  36. 광대역 통신 시스템에서 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템에 있어서,
    폴링 방식에 따라 구분된 비실시간 폴링 서비스와 최선 시도 서비스 중 적어도 하나의 서비스에 상응하는 상태 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 상태 정보에 상응하여 상기 기지국으로 대역폭 할당을 요청하는 단말기를 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국에서 수신되는 서비스 종류별 상태 정보에 따라 적응적으로 대역폭을 요청함을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 기지국으로부터 자신이 서비스 받고자 하는 서비스에 상응하는 파라미터들을 이용하여 상향링크 대역폭 요청을 수행함을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 파라미터들은, 현재 기지국에서 해당 서비스에 대하여 제공할 수 있는 전체 대역폭과, 상기 단말기가 상기 기지국에게 요청하고자 하는 상향링크 대역폭과, 현재 단말기가 제공받고 있는 서비스와 동일한 서비스를 제공받는 단말기들의 전체 개수 및 단말기가 이전의 상향링크 대역폭 할당 실패에 따른 연속된 실패 횟수 중 적어도 하나를 포함하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  40. 제1항에 있어서,
    상기 비실시간 폴링 서비스는 기지국과 단말기 간에 멀티캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스이고, 상기 최선 시도 서비스는 상기 기지국과 상기 단말기 간에 브로드캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스인 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신 방법.
  41. 제32항에 있어서,
    상기 비실시간 폴링 서비스는 기지국과 단말기 간에 멀티캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스이고, 상기 최선 시도 서비스는 상기 기지국과 상기 단말기 간에 브로드캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스인 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
  42. 제38항에 있어서,
    상기 비실시간 폴링 서비스는 기지국과 단말기 간에 멀티캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스이고, 상기 최선 시도 서비스는 상기 기지국과 상기 단말기 간에 브로드캐스트 폴링의 송수신에 따라 상향링크 데이터 송신에 할당되는 비실시간 트래픽 서비스인 것을 특징으로 하는 비실시간 트래픽 송신을 위한 시스템.
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