KR20020058616A - Ｉｓ－９５ｃ １ｘ시스템의 보조 채널 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IC-95C 1X 시스템에 관한 것으로, 특히 최대 144Kbps 순방향 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 보조 채널(SCH)의 제어 방법에 관한 것으로, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로부터 유입되는 유동적인 데이터의 양에 따라 무선 구간 대역을 효율적으로 사용할 수 있도록 종단 간 프로토콜로 이용되는 TCP의 특성을 고려하여 설계된 제어 파라미터와, 해당 파라미터 값을 기준으로 구현된 SCH의 할당 및 해제, 전송속도 증감절차에 관한 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 보조 채널 제어 방법은 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제1 임계값 이상으로 증가하는 경우에, 제1 대기 임계값 이후에 채널 할당 또는 이용중인 채널의 전송 속도를 증가시키고 초기 상태로 천이하는 제1 단계와, 상기 제1 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터 양이 제2 임계값보다 큰 경우에, 제2 대기 임계값 이후에 중단된 데이터의 전송을 개시하고 초기 상태로 천이하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제3 임계값 이하로 감소하는 경우에, 제3 대기 임계값 이후에 이용중인 채널의 해제 또는 전송속도를 감소하고 초기 상태로 천이하는 제3 단계를 포함하여 이루어진다,

Description

ＩＳ－９５Ｃ １Ｘ시스템의 보조 채널 제어 방법{Method for Controlling Supplemental Channel in IS-95C 1X System}

본 발명은 IC-95C 1X 시스템에 관한 것으로, 특히 최대 144Kbps 순방향 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 보조 채널(SCH)의 제어 방법에 관한 것으로, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로부터 유입되는 유동적인 데이터의 양에 따라 무선 구간 대역을 효율적으로 사용할 수 있도록 종단 간 프로토콜로 이용되는 TCP의 특성을 고려하여 설계된 제어 파라미터와, 해당 파라미터 값을 기준으로 구현된 SCH의 할당 및 해제, 전송속도 증감절차에 관한 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 IS-95C는 IS-95B에서 진화하였지만, 144Kbps까지 지원되므로, 동영상 전송 서비스가 구현 가능하다. 따라서, 속도는 IMT-2000에 못 미치지만 IMT-2000에서 논의되고 있는 대부분의 서비스를 유사하게 제공하는데 있어, 단말기와 기지국 제어기 사이의 프로토콜로 제공된다.

이와 같이 IS-95C에서 144Kbps까지 전송 속도의 향상은 보조 채널(Supplemental Channel;이하 SCH라 약칭함)의 변조 레이트(Modulation Rate)가 상위 계층에서 전달되어 들어오는 데이터 량에 따라 달라지도록 구현됨에 따라 가능하게 되었다.

따라서, 상기 SCH를 이용한 IS-95C 1X 시스템에서는 상기 SCH를 효율적으로 제어하여 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 방안들이 모색중이며, 그 구체적인 방안은 아직 제시되지 않은 상태이다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 종단간 프로토콜로 이용되는 TCP의 특성을 고려한 제어 파라미터에 따라 SCH의 전송 속도와 채널 할당 및 해제 절차를 수행하도록 하여 효율적으로 무선 구간의 자원을 이용하도록 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제1 임계값 이상으로 증가하는 경우에, 제1 대기 임계값 이후에 채널 할당 또는 이용중인 채널의 전송 속도를 증가시키고 초기 상태로 천이하는 제1 단계와, 상기 제1 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터 양이 제2 임계값보다 큰 경우에, 제2 대기 임계값 이후에 중단된 데이터의 전송을 개시하고 초기 상태로 천이하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제3 임계값 이하로 감소하는 경우에, 제3 대기 임계값 이후에 이용중인 채널의 해제 또는 전송속도를 감소하고 초기 상태로 천이하는 제3 단계로 이루어진다.

바람직하게, 상기 제1 단계에서 이용중인 채널의 전송 속도가 기 설정된 최대 속도보다 작고, 제1 임계값보다 큰 경우에 제1 대기 임계값동안 대기하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 제1 단계에서 제1 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제1 임계값보다 작거나 같은 경우에 초기 상태로 천이한다. 이때, 상기 채널을 통한 데이터 전송을 시작하고, 초기 상태로 천이한 이후, 상기 버퍼의 데이터의 양이 전송 중단을 위한 제4 임계값보다 작은 경우 전송중인 데이터를 중단한다.

한편, 상기 제2 단계에서 할당된 채널이 있으나, 데이터 전송이 이루어지지 않는 경우에 버퍼의 데이터 양이 제2 임계값보다 큰 경우에 제2 대기 임계값동안 대기하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 제2 단계에서 제2 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제2 임계값보다 작거나 같은 경우에 초기 상태로 천이한다.

다른 한편, 상기 제3 단계에서 제3 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제3 임계값보다 커지는 경우에 초기 상태로 천이하고, 상기 제3 단계에서 상기 버퍼의 데이터 양이 제3 임계값보다 작거나 같은 경우에 제3 대기 임계값만큼 대기하는 단계를 더 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 대기 상태에서 상기 버퍼의 데이터의 양이 전송 중단을 위한 제4 임계값보다 작은 경우 전송중인 데이터를 중단한다.

도 1은 본 발명에 따른 보조 채널의 제어 상태 천이도를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에서 제안한 보조 채널(Supplemental Channel;이하 SCH라 약칭함)의 제어 방법은 패킷 데이터 서비스시 종단간 프로토콜로 동작하는 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol;이하 TCP라 약칭함)의 슬라이딩 윈도우 프로토콜(Sliding Window Protocol)을 고려하여 설계된 QoS 제어 파라미터 값을 기준으로 하여 네 가지 상태하에서의 상태 천이의 과정으로 구성되며, 매체 액세스 제어(Medium Access Control) 계층을 담당하는 기지국의 SDU 기능부(Select Distributed Unit Function)에 구현되어 있다.

여기에 구현된 QoS 제어 파라미터 중에서 상위 임계값(up_thresh)과, 상위 대기 임계값(up_wait)과, 하위 임계값(down_thresh)과, 하위 대기 임계값(down_wait)의 네 개 파라미터는 SCH의 QoS에 따른 제어 방법의 필수적인 파라미터들이며, 이외에 복구시작 임계값(otax_start_thresh)과, 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait)과, 복구 정지 임계값(otax_stop_thresh)등의 세 개 파라미터는 필수적인 요소는 아니나, QoS에 따른 SCH 제어를 더 효율적으로 할 수 있도록 하는 부가적인 파라미터이다.

상위 임계값(up_thresh)과, 상위 대기 임계값(up_wait)은 SCH를 할당하거나, 이미 할당되어 있는 SCH의 전송 속도를 증가시키기 위한 기준으로 사용되는 임계값으로써, 버퍼에 남아 있는 순방향으로 전송할 데이터의 양이 상위 대기 임계값(up_wait)만큼의 시간동안 상위 임계값(up_thresh)보다 클 때, SCH를 할당하거나, 전송속도를 증가시킨다. TCP의 슬라이딩 윈도우 프로토콜에서는 상대 TCP로 현재 자신이 데이터를 수신할 수 있는 버퍼 사이즈(윈도우 사이즈)를 ACK(수신 응답 신호)에 실어 전송함으로써, 흐름 제어를 수행하게 된다. 즉, SDU가 전송하여, SDU의 현재 내부 버퍼에 저장되어 있는 전송할 데이터의 양이 상위 임계값(up_thresh)보다 크다는 것은 수신측 TCP의 현재 수신 가능한 윈도우 사이즈가 상위 임계값(up_thresh)보다 커서 SDU가 데이터의 전송량을 증가시켰음을 의미하거나, 또는 SDU의 수신한 데이터가 버퍼에 누적되어 순간적으로 임계값보다 커졌음을 의미한다. 전자의 경우에는, 증가된 데이터의 전송을 위해 SDU가 SCH를 할당하거나, 할당된 SCH의 전송 속도를 증가시켜야 하지만, 후자의 경우는 일시적으로 발생하는 현상일 수 있으므로, 이러한 조건들을 구분하기 위하여 상위 임계값(up_thresh)과 더불어 상위 대기 임계값(up_wait)만큼의 백업 지연(backup delay)값을 설정하고, 해당 지연 시간동안 주기적으로 버퍼에 남아있는 데이터량을 검사하여 모두 상위 임계값(up_thresh)보다 클 경우, 즉 SDU가 데이터의 전송량을 증가시켰다고 판단되는 경우에만 SCH의 할당이나 전송 속도 증가 절차를 수행함으로써, 빈번하게 발생할 수 있는 SCH의 할당 또는 전송속도 증가을 방지한다. 여기에서, SCH의 전송속도가 증가하더라도 상위 대기 임계값(up_wait)만큼의 시간동안에 측정한 데이터의 양이 모두 상위 임계값(up_thresh)보다 크다는 것은, 현재 SCH의 전송 속도로 전송하는 데이터의 양보다 더 많은 데이터가 패킷 데이터 서빙 노드(Packet Data Servicing node)로부터 유입됨을 의미하므로, 전송 속도 증가를 결정할 수가 있는데, 이처럼 상위 임계값(up_thresh)과, 상위 대기 임계값(up_wait)두 개의 파라미터는 현재 SCH의 전송 속도와 무관하게 SCH의 할당이나, SCH의 전송 속도 증가를 결정하기 위해 사용되는 기준값이다.

하위 임계값(down_thresh)과, 하위 대기 임계값(down_wait) 두 개의 파라미터들은 SCH의 전송속도를 감소시키거나, 전송 속도가 이미 최저 속도인 경우 SCH를 해제하기 위한 기준으로 사용되는 임계값으로써, 버퍼에 남아 있는 순방향으로 전송할 데이터의 양이 하위 대기 임계값(down_wait)만큼의 시간동안 하위 임계값(down_thresh)보다 작거나 같을 때, SCH의 전송 속도를 감소시키거나, 해제한다. 상기 상위 임계값(up_thresh)의 경우에서 설명한 바와 같이 하위 임계값(down_thresh)과, 백업 지연(backup delay) 값인 하위 대기 임계값(down_wait) 두 개의 파라미터로써 실제 SDU로부터의 전송량이 감소하였다고 판단되는 경우에만 SCH의 전송속도를 감소시키거나, 해제한다.

복구시작 임계값(otax_start_thresh)과, 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait) 이 두 개의 파라미터는 SCH를 통한 데이터의 전송이 중단되어 있는 경우, 데이터 전송을 복구하기 위한 기준으로 사용되는 임계값으로써, 버퍼에 남아 있는 순방향으로 전송할 데이터의 양이 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait)만큼의 시간동안 복구시작 임계값(otax_start_thresh)보다 클 경우에만 전송을 복구한다. 즉, 앞에서 설명된 상위 임계값(up_thresh)과, 하위 임계값(down_thresh)의 두 파라미터처럼 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait)을 백업 지연(backup delay)값으로 사용하여 전송 복구를 결정한다.

복구 정지 임계값(otax_stop_thresh)은 SCH를 통한 데이터의 전송이 진행중이고, 버퍼에 남아 있는 데이터의 양이 복구 정지 임계값(otax_stop_thresh)보다 작아서, SCH의 페이로드 필드를 채우지 못할 경우 SCH의 전송을 중단하여 무선 구간 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

이와 같은 파라미터를 이용한 상태 천이도를 도 1에 도시하였다.

도 1은 본 발명에 따른 보조 채널의 제어 상태 천이도를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)가 있어서, 나머지 다른 세 상태로의 천이는 항상 이 초기 상태로부터 시작된다. 그리고, 이 초기 상태에서 상기 설명한 QoS 제어 파라미터 값들(up_thresh, up_wait, down_thresh, down_wait, otax_start_thresh, otax_start_wait, otax_stop_thresh)을 기준으로 한 조건에 의해 다른 세 상태로의 천이가 결정된다.

복구 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_OTAX)는 순방향으로 전송할 데이터가 급격히 감소할 때는 SCH를 통한 데이터의 전송을 일시적으로 중단하게 되는데, 다시 데이터의 양이 기준값 이상으로 증가할 경우 SCH를 통한 데이터의 전송을 복구하기 위해 이 상태로 천이한다.

전송속도 증가 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_UP)는 순방향으로 전송할 데이터의 양이 증가하면, SCH가 할당되어 있지 않은 경우, SCH를 할당하고, 이미 할당되어 있는 경우 전송속도를 증가시키기 위하여 이 상태로 천이한다.

전송속도 감소 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_DOWN)는 순방향으로 전송할 데이터의 양이 감소하면, SCH의 전송 속도가 최저 속도인 경우 SCH를 해제하고, 최저 속도가 아닌 경우, 전송속도를 감소시키기 위하여 이 상태로 천이한다.

따라서, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)에서 현재 할당된 SCH(SCH_ALLOC==YES)를 통한 데이터의 전송이 없고(SCH_TX==NO), 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 복구시작 임계값(otax_start_thresh)보다 클 경우 카운터(COUNTER)의 값을 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait)으로 설정하고, 복구 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_OTAX)로 천이한다.(S21) 그러나, 현재 SCH를 통한 데이터의 전송이 이루어지고 있고(SCH_TX==YES), 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 복구 정지 임계값(otax_stop_thresh)보다 작을 경우, 데이터 전송 중단 절차를 수행한다(SCH_TX=NO)(S23). 또한, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)에서, 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 상위 임계값(up_thresh)보다 크고, 할당되어 있는 SCH의 전송 속도(SCH_RATE)가 최고 속도(MAX_SCH_RATE)보다 작을 경우, 카운터(COUNTER) 값을 상위 대기 임계값(up_wait)으로 설정하고, 전송속도 증가 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_UP)로 천이한다(S24). 또한, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)에서, 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 하위 임계값(down_thresh)보다 작거나 같고, 할당되어 있는 SCH의 전송속도(SCH_RATE)가 최저 속도(MIN_SCH_RATE)보다 클 경우, 카운터(COUNTER) 값을 하위 대기 임계값(down_wait)으로 설정하고, 전송속도 감소 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_DOWN)로 천이한다(S22).

한편, 복구 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_OTAX)에서 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 복구 시작 임계값(otax_start_thresh)보다 작거나 같을 경우, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S13). 이 복구 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_OTAX)로의 천이 직전에 복구시작 대기 임계값(otax_start_wait)으로 설정된카운터(COUNTER) 값이 0이 되었을 경우, 중단된 SCH를 통한 데이터 전송 복구 절차를 수행하고, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S14). 그러나, 복구 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_OTAX)에서, 상기 S13과, S14의 두 조건을 만족하지 않을 경우 카운터(COUNTER)의 값을 1만큼 감소시킨다(S15).

전송속도 증가 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_UP)에서는, 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 상위 임계값(up_thresh)보다 작거나 같을 경우, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S10). 이 전송속도 증가 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_UP)로의 천이 직전에 상위 대기 임계값(up_wait)으로 설정된 카운터(COUNTER)의 값이 0으로 되었을 경우, 현재 할당되어 있는 SCH의 전송 속도(SCH_RATE)가 최고 속도(MAX_SCH_RATE)가 아니면 전송속도 증가 절차를 수행하고, 현재 SCH가 할당되어 있지 않으면, SCH 할당 절차를 수행하고, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S11). 그러나, 전송속도 증가 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_UP)에서, 상기 S10과, S11의 조건들을 만족하지 않을 경우 카운터의 값을 1만큼 감소시킨다(S12).

전송속도 감소 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_DOWN)에서는, 버퍼에 남아있는 데이터의 양(BUFF)이 하위 임계값(down_thresh)보다 클 경우, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S16). 현재 SCH를 통한 데이터의 전송이 이루어지고 있고(SCH_TX==YES), 버퍼에 남아 있는 데이터의 양(BUFF)이 복구 정지 임계값(otax_stop_thresh)보다 작을 경우, 데이터 전송 중단 절차를 수행한다(S17). 이 전송속도 감소 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_DOWN)로의 천이 직전에 하위 대기 임계값(down_wait)으로 설정된 카운터값이 0으로 되었을 경우, 현재 할당되어 있는 SCH의 전송 속도(SCH_RATE)가 최저 속도(MIN_SCH_RATE)이면 해제 절차를 수행하고, 최저 속도가 아니면 전송속도 감소 절차를 수행하고, 초기 상태(QOS_STATE_IDLE)로 천이한다(S18). 그러나, 전송속도 감소 대기 상태(QOS_STATE_WAIT_DOWN)에서, 상기 S16,S17, S18의 조건들을 만족하지 않는 경우에 카운터(COTNTER)의 값을 1만큼 감소시킨다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 IS-95C 1X 시스템의 패킷 데이터 서비스 시 TCP의 흐름 제어에 의해 PDSN으로부터 유입되는 유동적인 데이터 량을 TCP의 슬라이딩 윈도우 프로토콜을 고려하여 설계된 파라미터 값을 이용하여 측정하고, 측정된 결과값에 따라 SCH의 할당 및 해제, 전송 속도의 증감 절차를 수행함으로써, 종단간의 흐름 제어와 밀접하게 연관된 무선 구간의 자원 관리를 수행할 수 있도록 한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (9)

1. 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제1 임계값 이상으로 증가하는 경우에, 제1 대기 임계값 이후에 채널 할당 또는 이용중인 채널의 전송 속도를 증가시키고 초기 상태로 천이하는 제1 단계와,

   상기 제1 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터 양이 제2 임계값보다 큰 경우에, 제2 대기 임계값 이후에 중단된 데이터의 전송을 개시하고 초기 상태로 천이하는 제2 단계와,

   상기 제2 단계의 초기 상태에서 버퍼의 데이터의 양이 제3 임계값 이하로 감소하는 경우에, 제3 대기 임계값 이후에 이용중인 채널의 해제 또는 전송속도를 감소하고 초기 상태로 천이하는 제3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 단계에서 이용중인 채널의 전송 속도가 기 설정된 최대 속도보다 작고, 제1 임계값보다 큰 경우에 제1 대기 임계값동안 대기하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 단계에서 제1 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제1 임계값보다 작거나 같은 경우에 초기 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 단계에서 할당된 채널이 있으나, 데이터 전송이 이루어지지 않는 경우에 버퍼의 데이터 양이 제2 임계값보다 큰 경우에 제2 대기 임계값동안 대기하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 단계에서 제2 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제2 임계값보다 작거나 같은 경우에 초기 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제3 단계에서 제3 대기 임계값 이내에 상기 버퍼의 데이터의 양이 제3 임계값보다 커지는 경우에 초기 상태로 천이하는 것을 특징으로하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
7. 제1 항에 있어서, 상기 제3 단계에서 이용중인 채널의 전송 속도가 기 설정된 최소 전송 속도보다 작고, 상기 버퍼의 데이터 양이 제3 임계값보다 작거나 같은 경우에 제3 대기 임계값만큼 대기하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
8. 제7 항에 있어서, 상기 대기 상태에서 상기 버퍼의 데이터의 양이 전송 중단을 위한 제4 임계값보다 작은 경우 전송중인 데이터를 중단하는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.
9. 제1 항에 있어서, 상기 채널을 통한 데이터 전송을 시작하고 초기 상태로 천이한 이후, 상기 버퍼의 데이터의 양이 전송 중단을 위한 제4 임계값보다 작은 경우 전송중인 데이터를 중단하는 것을 특징으로 하는 IS-95C 1X 시스템의 보조 채널 제어 방법.