KR101113857B1 - 이동통신에 있어서 역방향 데이터 율 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동국이 물리 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율 정보를 수신하는 단계와 상기 데이터 전송율의 범위 내에서 역방향 데이터 율을 결정하는 단계 및 상기 결정된 데이터 전송율에 따라 역방향 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 역방향 데이터 율 제어 방법에 관한 것으로써, 이동국의 채널의 상황, 위치 정보, 서비스 품질 클래스(QoS class) 등에 적절히 대응하여 보다 효율적으로 역방향 링크 무선 자원을 활용할 수 있도록 하는 우수한 효과가 있다.

데이터 율(Data Rate), 그랜트 채널(Grant Channel), 최대 자동 데이터 전송율, 서브 채널(Sub-Channel)

Description

이동통신에 있어서 역방향 데이터 율 제어 방법{Method to control Reverselink Data rate in Mobile Communication}

도 1 은 종래 기술에 따라 역방향 데이터 율을 제어하는 방법을 나타낸 일실예 설명도.

도 2 는 4 개의 서브 채널이 존재하는 경우 데이터 율을 제어하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도.

도 3 은 본 발명에 따라 모든 서브 채널들에 대하여 동일한 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도.

도 4 는 본 발명에 따라 두개의 서브 채널들에 대하여 독립적으로 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도.

도 5 는 본 발명에 적용되는 그랜트 채널을 통해 전송되는 그랜트 메시지의 구조를 나타낸 일실시예 구조도.

도 6 은 상기 플래그(FLAG)(52)와 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53) 필드의 의미를 나타내는 설명도.

본 발명은 이동통신에 있어서 역방향 데이터 율 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 기지국이 물리 채널을 통해 최대 자동 데이터 전송율 정보를 이동국에 전송함으로서 역방향 데이터 율을 제어하는 방법에 관한 것이다.

역방향 채널의 전송 데이터 율(Date Rate)은 이동국(이동국)이 임의로 정할 수 없다. 특정한 이동국이 기지국(Base Stantion)의 제어 없이 임의로 높은 데이터 율로 전송하는 경우 다른 이동국과 기지국의 통신에 대하여 간섭을 일으키고 이로 인해 시스템을 불안정하게 하기 때문이다. 따라서, 기지국은 이동국의 상태와 역방향 채널의 상태를 고려하여 이동국에게 역방향 데이터 율에 관한 정보를 전송함으로써 역방향 데이터 율을 제어한다.

기지국이 역방향 데이터 율을 제어하기 위해서 레이트 제어(Rate Control) 방법과 스케줄링(Scheduling)방법을 적용할 수 있다. 상기 레이트 제어 방법은 기지국이 이동국에 데이터 율을 증가/유지/감소 시킬 것인지에 관한 정보를 전송함으로써 데이터 율을 제어하는 방법이다. 이러한 경우 기지국은 이동국이 이전 데이터 율에 비하여 현재 데이터 율을 증가/유지/감소 시킬 것인지에 관한 정보만을 전송하면 되므로 적은 정보의 비트 수를 이용하여 효율적으로 역방향 데이터 율을 제어할 수 있는 장점이 있다.

한편, 스케줄링 방법은 기지국이 일정한 메시지를 통하여 역방향 데이터 율을 이동국에 알려줌으로써 역방향 데이터 율을 제어하는 방법이다. 이러한 방법은 채널 환경에 따라 변화율을 크게 할 수 있는 장점이 있다.

데이터 율을 제어하기 위해 상기 레이트 제어 방법과 스케줄링 방법만을 이 용할 수 있고, 두가지 방법을 혼용하여 역방향 데이터 율을 제어할 수도 있다. 상기와 같이 두 가지 방법을 혼용하여 역방향 데이터 율을 제어하는 알고리즘은 다음과 같다.

이동국은 기지국과의 통화 절충(Call Negotiation)을 통해 순방향 그랜트 채널(F-GCH; Forward-Grant Channel)와 순방향 전송율 제어 채널(F-RCCH; Forward-Rate Contron Channel)을 할당 받는다. 그리고, 상기 이동국은 역방향 리퀘스트 채널(R-REQCH; Reverse-Request Channel)을 통해 이동국 자신의 현재 상태에 관한 정보(버퍼의 크기, 전송 전력의 상태, 서비스 품질(QoS) 클래스 등)를 기지국에 전송한다. 그러면, 상기 기지국은 순방향 그랜트 채널을 통하여 그랜트 메시지(Grant Message)를 전송하거나 혹은 순방향 전송율 제어 채널을 통하여 전송율 제어 비트(Rate Control Bit)를 이동국에 전송함으로써 역방향 패킷 데이터 채널(R-PDCH; Reverse-Packet Data Channel)의 데이터 율을 제어한다.

이동국의 트래픽이 매우 적은 경우 혹은 이동국이 기지국과 거리가 멀어 전송 파워의 한계로 인해 낮은 데이터 율을 주로 사용할 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 기지국이 매 순간마다 순방향 그랜트 채널이나 순방향 전송율 제어 채널을 이용하여 역방향 패킷 데이터 채널의 전송 전력을 제어하게 되면 순방향 링크의 전력을 너무 많이 소모하게 되어 비효율적이다. 따라서, 이러한 경우에 이동국은 기지국으로부터 그랜트 메시지나 전송율 제어 비트 없이 스스로 데이터 율을 결정하여 전송할 수 있도록 하고 있다.

즉, 이동국의 위치가 좋지 않을 경우에는 최대 자동 전송 데이터 율 (MAX_AUTO_RATE)을 낮게 설정하고, 위치가 좋아질 때에는 최대 자동 전송 데이터 율을 증가시키면, 이동국은 기지국의 그랜트 메시지 의해 데이터 율을 계속하여 할당 받지 않고도 스스로 전송 레이트를 결정하여 역방향 데이터를 전송할 수 있다.

이렇게 이동국이 스스로 데이터 율을 결정하는 경우, 이동국은 기지국으로부터 시그널링(Signaling)을 통해 최대 자동 전송 데이터 율을 할당 받는다. 그러면, 이동국은 상기 최대 자동 전송 데이터 율보다 같거나 작은 범위 내에서 데이터 율을 스스로 결정하고, 결정된 데이터 율에 따라 역방향 데이터를 전송한다.

도 1 은 종래 기술에 따라 역방향 데이터 율을 제어하는 방법을 나타낸 일실예 설명도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 이동국은 시그널링을 통해 기지국으로부터 최대 자동 전송 데이터 율을 할당받는다(11). 그리고 상기 최대 자동 전송 데이터 율을 할당 받은 이동국은 그 범위 내에서 데이터 율을 스스로 결정하여 역방향 데이터를 전송한다(12, 13, 14, 15). 도 1 에서 t 는 특정 순간의 프레임 인덱스를 의미하고, R(t) 는 t 순간의 프레임이 전송되는 데이터 율을 의미한다.

하이브리드 자동 재전송 요구(H-ARQ; Hybrid-Automaitc Repeat Request)를 지원하는 경우 역방향 패킷 데이터 채널의 패킷은 순방향 수신 확인 채널(F-ACKCH; Forward-Acknowledgement Channel)의 수신 성공/실패(ACK/NACK) 정보를 바탕으로 재전송을 수행한다.

이 때 수신 확인 지연으로 인해 다수의 서브 채널(sub-channel)을 형성할 수 있다. 이는 순방향 수신 확인 채널과 같은 시간에 순방향 전송율 제어 채널 또는 순방향 그랜트 채널을 통해 역방향 패킷 데이터 채널의 데이터 율을 제어하기 때문 이다. 순방향 전송율 제어 채널 또는 순방향 그랜트 채널을 통해 역방향 패킷 데이터 채널(R-PDCH)의 데이터 레이트를 컨트롤 하기 때문이다. 따라서 다수의 서브 채널들은 서로 독립적으로 데이터 율을 변화시킬 수 있다.

도 2 는 4 개의 서브 채널이 존재하는 경우 데이터 율을 제어하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 이동국으로부터 제 1 서브 채널(21)을 통해 데이터가 전송되면, 기지국은 데이터율 제어 정보를 다시 이동국에 전송한다(22). 또한, 이를 바탕으로 이동국이 제 1 서브채널을 통해 데이터를 전송하고, 이를 수신한 기지국은 다시 데이터 율 제어 정보를 이동국에 전송한다(23). 도 2 에 도시된 바와 같이 이러한 서브 채널이 다수 존재할 수 있으며, 이러한 서브 채널들은 서로 독립적으로 데이터 율을 변화시킬 수 있다.

역방향 기본 채널(R-FCH; Reverse Fundmamental Channel), 역방향 부가 채널(R-SCH; Reverse Supplemental Channel), R-DCCH 이 연결되어 있는 경우에는 일반적으로 최대 자동 전송 데이터 율은 0 으로 설정된다. 이는 필요 이상으로 역방향 패킷 데이터 채널을 사용하지 않기 위함이다.

그러나, 기지국이 이동국의 역방향 패킷 데이터 채널의 연결을 허용할 경우에는 시그널링을 통해 상기 이동국에 최대 전송 데이터 율을 전송하여야 한다. 이때, 시그널링은 상대적으로 오버헤드가 많을 뿐 아니라 메시지 확인 절차에 있어서도 시간 지연이 일어나는 문제점이 있었다.

한편, 이동국의 위치가 변경되거나 서비스 품질 클래스(QoS class)에 따른 최대 전송 데이터 율을 수정하는 경우에는 반드시 시그널링 처리 절차를 따라야 하 는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이동국에 전송율 결정 정보를 전송함에 있어서 물리 채널의 메시지를 이용하는 데이터 율 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 역방향 데이터 율 제어 방법은 이동국이 물리 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율 (MAX_AUTO_RATE) 정보를 수신하는 단계, 패킷 데이터 채널의 복수의 서브 채널에 대한 역방향 데이터 율을 상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율 이내에서 상기 이동국이 설정하는 단계, 및 상기 설정된 역방향 데이터 율에 따라 상기 복수의 서브 채널을 통하여 역방향 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명은, 상기 설정 단계에서, 상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율은 상기 복수의 서브 채널들에 대해서 공통적이며, 상기 복수의 서브 채널 각각에 대한 역방향 데이터 율은 상기 공통된 최대 자동 전송 데이터 율의 범위 내에서 설정된다.

또한 본 발명은, 상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율은 상기 복수의 서브 채널 각각 마다 독립적이며, 상기 복수의 서브 채널 각각에 대한 역방향 데이터 율은 해당 개별 최대 자동 전송 데이터 율의 범위 내에서 설정된다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

기지국은 이동국에 대하여 물리 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율(MAX_AUTO_RATE)을 할당할 수 있다. 본 실시예에서는 기지국이 순방향 그랜트 채널(F-GCH; Forward-Grant Channel)의 메시지를 이용하여 역방향 최대 자동 전송 데이터 율을 제어하는 방법을 설명한다.

제 1 실시예로서 패킷 데이터 채널의 모든 서브 채널(sub-channel)에 동일한 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 설명한다. 이동국이 그랜트 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율을 수신하면, 상기 최대 자동 전송 데이터 율을 모든 서브 채널에 공통적으로 적용하는 방법이다. 즉, 모든 서브 채널은 상기 최대 자동 전송 데이터 율의 범위 내에서 임의의 데이터 율(Data Rate)로 역방향 패킷 데이터 채널을 전송하는 방법이다.

도 3 은 본 발명에 따라 모든 서브 채널들에 대하여 동일한 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 기지국으로부터 그랜트 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율이 전송되면(31), 이동국은 이를 수신하고 그 범위 내에서 t 시점에서 제 1 서브 채널의 데이터 율 R(t) 를 결정한다. 즉, 역방향 데이터율 R(t)는 상기 최대 자동 전송 데이터 율보다 클 수 없다. 이동국은 결정된 값에 의해 역방향 데이터를 전송한다(32).

한편, 상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율의 범위 내에서 제 2 서브 채널의 데이터 율 R(t+1) 을 결정하고, 그 결정된 값에 의해 t+1 시점에서 제 2 서브 채널을 통해 역방향 데이터를 전송한다(33). 그리고 나머지 서브 채널들에 대해서도 상기 최대 자동 전송 데이터 율을 동일하게 적용하여 데이터 율을 결정하고 그에 따라 역방향 데이터를 전송한다(34, 35).

제 2 실시예로서 패킷 데이터 채널의 각 서브 채널 마다 독립적으로 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 설명한다. 상기 최대 자동 전송 데이터 율을 서로 다른 서브 채널마다 각각 독립적으로 적용할 수 있다. 즉, 각각의 서브 채널 별로 각각의 최대 자동 전송 데이터 율을 전송하고, 각각의 서브 채널에 대한 최대 자동 전송 데이터 율의 범위 내에서 각 서브 채널별로 독립적으로 역방향 데이터 율을 결정한다.

도 4 는 본 발명에 따라 두개의 서브 채널들에 대하여 독립적으로 최대 자동 전송 데이터 율을 적용하는 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 기지국으로부터 그랜트 채널을 통해 제 1 서브 채널에 대한 최대 자동 전송 데이터 율이 전송되면(41), 이동국은 이를 수신하고 그 범위 내에서 제 1 서브 채널의 데이터 율 R(t) 를 결정한다. 즉, 역방향 데이터율 R(t)는 상기 최대 자동 전송 데이터 율보다 클 수 없다. 그리고 결정된 값에 의해 t 시점에 역방향 데이터를 전송한다(42).

한편, 기지국으로부터 상기 그랜트 채널을 통해 제 2 서브 채널에 대한 최대 자동 데이터 율이 전송되면(43), 상기 이동국은 이를 수신하고 그 범위 내에서 제 2 서브 채널에 대한 데이터 율 R(t+2)을 결정한다. 그리고 결정된 값에 의해서 t+2 시점에 역방향 데이터를 전송한다(44).

도 5 는 본 발명에 적용되는 그랜트 채널을 통해 전송되는 그랜트 메시지의 구조를 나타낸 일실시예 구조도이다. 도 5 에 도시된 바와 같이 그랜트 메시지는 이동국 ID(MS_ID)(51), 플래그(FLAG)(52), 최대 전송율(MAX_RATE)(53), 서비스 품질 클래스 지시자(QoS class indicator)(54), 구간 지시자(Duration Indicator)(55) 및 기타 필드(56)를 포함할 수 있다.

상기 이동국 ID(MS_ID)(51)는 순방향 그랜트 채널을 전송하는 목적지 이동국을 의미한다. 즉, 이동국 ID(MS_ID)(51)에 해당하는 이동국만이 상기 순방향 그랜트 채널의 메시지에 포함된 정보를 읽을 수 있다.

상기 플래그(FLAG)(52)는 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53) 필드의 의미를 표현하는 필드 이며, 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53)은 역방향 데이터 전송을 위하여 허용되는 최대 데이터 율을 의미한다.

상기 서비스 품질 클래스 지시자(QoS class indicator)(54)는 이동국이 그랜트 메시지에 의해 허용되는 서비스 품질 클래스(QoS class) 값을 나타내며, 상기 구간 지시자(Duration Indicator)(55)는 그랜트 메시지에 의해 제어되는 서브 채널의 개수를 나타낸다.

도 6 은 상기 플래그(FLAG)(52)와 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53) 필드의 의미를 나타내는 설명도이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 플래그(FLAG)(52)가 0 인 경우에는 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53) 필드는 최대 전송율을 의미하고, 상기 플래그(FLAG)(52)가 1 인 경우에는 상기 최대 전송율(MAX_RATE)(53) 필드는 최대 자동 전송율(MAX_AUTO_RATE)을 나타낸다.

상기와 같은 그랜트 메시지 구조에 있어서, 상기 기지국은 그랜트 메시지의 플래그(FLAG)(52) 값을 이용하여 이동국의 최대 자동 전송율(MAX_AUTO_RATE)를 쉽게 조절할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같이 본 발명은 순방향 그랜트 채널과 같은 물리 채널을 통해 이동국의 최대 자동 전송율(MAX_AUTO_RATE)을 제어할 수 있도록 함으로써, 이동국의 채널의 상황, 위치 정보, 서비스 품질 클래스(QoS class) 등에 적절히 대응하여 보다 효율적으로 역방향 링크 무선 자원을 활용할 수 있도록 하는 우수한 효과가 있다.

Claims (9)

1. 이동국이 물리 채널을 통해 최대 자동 전송 데이터 율 (MAX_AUTO_RATE) 정보를 수신하는 단계;

   패킷 데이터 채널의 복수의 서브 채널들에 대한 역방향 데이터 율을 상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율 이내에서 상기 이동국이 설정하는 단계; 및

   상기 설정된 역방향 데이터 율에 따라 상기 복수의 서브 채널들을 통하여 역방향 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 역방향 데이터 율 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 설정 단계에서,

   상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율은 상기 복수의 서브 채널들에 대해서 공통적이며,

   상기 복수의 서브 채널들 각각에 대한 역방향 데이터 율은 상기 최대 자동 전송 데이터 율 이내에서 설정되는, 역방향 데이터 율 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 설정 단계에서,

   상기 수신된 최대 자동 전송 데이터 율은 상기 복수의 서브 채널들 각각 마다 독립적이며,

   상기 복수의 서브 채널들 각각에 대한 역방향 데이터 율은 해당 개별 최대 자동 전송 데이터 율 이내에서 설정되는, 역방향 데이터 율 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 물리 채널은,

   순방향 그랜트 채널(F-GCH; Forward-Grant Channel)인 것을 특징으로 하는 역방향 데이터 율 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 역방향 데이터를 전송하는 채널은,

   역방향 패킷 데이터 채널(R-PDCH; Reverse-Packet Data Channel)인 것을 특징으로 하는 역방향 데이터 율 제어 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 순방향 그랜트 채널을 통해서 전송되는 정보는 그랜트 메시지를 포함하고,

   상기 그랜트 메시지는 상기 최대 자동 전송 데이터 율 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 데이터 율 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 그랜트 메시지는,

   최대 전송율 (MAX_RATE) 필드, 및 상기 최대 전송율 필드의 의미를 나타내는 플래그 (FLAG) 필드를 포함하며,

   상기 플래그 필드가 1 인 경우, 상기 최대 전송율 필드는 상기 최대 자동 전송 데이터 율 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 역방향 데이터 율 제어 방법.
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