KR20100029319A

KR20100029319A - 광대역 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스에 헤더 압축을 적용하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100029319A
Application number: KR1020080088056A
Authority: KR
Inventors: 서진원; 박정훈; 양광성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-17

Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스에 헤더 압축을 적용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 기지국 동작 방법은, MBS 서비스에 서비스 흐름이 생성될 시, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 전송하는 과정과, 상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신하는 과정과, 상기 피드백 패킷을 수신한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 과정을 포함한다.

광대역 무선통신, MBS(Multicast & Broadcast Service), ROHC(Robust Header Compression), IR(Initialization and Refresh). SMC(Secondary Management CID)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스에 헤더 압축을 적용하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTICAST AND BROADCAST SERVICE WITH HEADER COMPRESSION IN WIDEBAND COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(MBS: Multicast & Broadcast Service)에 관한 것으로, 특히 상기 MBS 서비스 에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재의 이동 통신 시스템에서 제공되는 패킷 데이터 서비스는 사용자가 네트워크에 단일 전송(Unicast) 방식으로 제공된다. 즉, 특정 사용자의 주소를 지정하여 데이터 발신과 착신이 이루어지고, 액세스 망에서도 해당 사용자에게 데이터(Data) 전송을 위한 대역을 할당하여 서비스를 제공하게 된다. 따라서, 현재의 시스템에선, 서로 다른 사용자가 동시에 동일한 서비스를 받기 위해 기존의 단일 전송(Unicast) 방식으로 서비스가 이루어진다. 그러나, 이 방식은 망과 무선 구간에서 자원의 낭비를 가지고 오며, 시스템의 부하를 가져오는 원인이 된다.

따라서, 상기 문제점을 해결할 수 있는 방안이 방송(Multicast and Broadcast Service : MBS) 서비스이다. 상기 방송 서비스는 동시에 동일한 서비스를 제공받기 원하는 사용자들에게 자원을 절약하면서도 원하는 서비스를 제공하며, 기존의 데이터 서비스도 이전과 같이 동일하게 제공할 수 있는 방식이다.

도 1은 MBS(Multicast and Broadcast Service) 서비스를 위한 광대역 무선통신 시스템을 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, ACR(Access Control Router)(140, 142)은 RAS(Radio Access Station)를 제어하고 단말기(170, 172, 174)의 이동성을 관리하는 컨트롤러이다. 상기 ACR(140, 142)은 코어 네트워크(100)와 광대역 무선통신 네트워크를 연결하는 역할을 한다. 즉, 네트워크 간의 IP 패킷 송수신을 처리하고 Mobile IP, AAA, DNS, DHCP 등의 코어 네트워크(100)와의 인터페이스를 담당한다.

MBS 콘텐츠 서버(120)로부터 생성된 패킷들은 코어네트워크(100)를 통하여 해당 ACR(140, 142)로 전송되고, 상기 해당 ACR(140, 142)은 상기 코어네트워크(100)로부터 도착한 패킷을 L2SW(Layer 2 SWitch)(150 내지 156)를 통해 해당 RAS(RAS1 내지 RAS40)로 보낸다.

상기 해당 RAS는 무선 채널을 통해 해당 단말기(170, 172, 174)로 패킷을 전송한다. 또한 해당 단말기(170, 172, 174)에서 생성된 패킷은 무선 공유 채널을 통해 해당 RAS로 전송된다.

MBS 서비스는 방송 또는 멀티캐스트 정보를 여러 개의 단말에 동시에 전송하 는 서비스로써. 여러 개의 RAS가 동시에 동일한 콘텐츠를 동일한 무선자원을 이용하여 송신한다. 즉, 상기 여러 개의 RAS는 MBS 콘텐츠 서버(120)로부터 어떠한 콘텐츠를 제공받아, 동일한 어떤 콘텐츠를 해당 단말기로 전송한다. 예를 들면, MBS Zone 1에 있는 RAS 1 내지 RAS 9는 동일한 콘텐츠를 동시에 단말기로 전송하고, MBS Zone 2에 있는 RAS 10 내지 RAS 21은 동일한 콘텐츠를 동시에 단말기로 전송하고, MBS Zone 3에 있는 RAS 22 내지 RAS 40은 동일한 콘텐츠를 동시에 단말기로 전송한다.

Multi-BS MBS 서비스의 경우 여러 개의 기지국이 전송하는 데이터 버스트를 여러 개의 단말이 동시에 수신하려면, 여러 개의 기지국은 MBS 데이터 버스트 전송에 있어서 동기화되어 있어야 한다. MBS 서비스를 지원하기 위해 서로 동기화되어 있는 기지국은 MBS zone을 구성할 수 있다. 하나의 MBS zone 내의 기지국은 해당 MBS 데이터 버스트 전송에 있어서 동기화되어야 하며, 이러한 MBS zone은 MBS zone Identifier(이하 MBS zone ID라 칭함)로 구분되어 진다.

한편, MBS 서비스 또한 IP 패킷 기반으로 서비스가 수행된다. 사용되는 애플리케이션의 종류에 따라 IP/UDP(User Datagram Protocol)/RTP(Real Time Protocol), IP/UDP, 또는 IP만으로 전송될 수 있다. 기지국과 단말기 간에 송ㆍ수신되는 MAC(Media Access Control) PDU(Packet Data Unit)는 도 2와 같은 구성을 갖는다.

도 2는 일반적인 MAC PDU 구성도를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, MAC PDU 구성도는 MAC 헤더(200)와 IP, UDP와 같은 상위 계층의 헤더(210), 그리고 마지막으로 페이로드(Payload)(220)를 포함하여 구성된다. 상기 MBS 서비스는 동시에 여러 가입자에게 동일한 내용을 전송함으로 동시에 많은 무선 자원이 필요하다.

이를 위해, ROHC (RObust Header Compression)와 같은 헤더 압축(Header compression) 기법을 적용하고 있다. 상기 ROHC는 IP/UDP/RTP를 압축하는 프로파일(Profile) 1, IP/UDP를 압축하는 프로파일 2, IP/ESP(Encapsulating Security Payload)를 압축하는 프로파일 3, 그리고 압축하지 않고 보내는 Profile 0으로 나뉘어 진다(RFC3095 문서참조). 헤더 압축을 위해서는 패킷 송신자는 ROHC에 있는 프로파일에 따라 압축하여 상위계층 헤더(210) 크기를 줄여서 전송하고 패킷 수신자는 수신한 패킷의 압축을 풀어서 압축하기 전의 헤더를 복원해 낸다. 패킷 송신자에서 패킷 헤더의 크기를 줄이는 기능을 하는 블럭을 압축기(Compressor) 블록이라고 칭하고, 패킷 수신자에서 압축된 패킷 헤더를 원래의 형태로 복원해 내는 블럭을 압축복원기(Decompressor) 블록이라고 칭하기로 한다.

상기한 바와 같이, VoIP(Voice over Internet Protocol)나 다른 특정 애플리케이션을 사용할 경우, ROHC 기법을 적용하면 상위계층 헤더(210)의 약 90% 정도를 압축하여 전송할 수 있다. MBS 서비스를 사용한다면 다수의 사용자가 동시에 같은 방송을 서비스받게 되므로 많은 무선자원을 동시에 사용하게 된다. 이 경우 ROHC를 적용하여 압축을 한다면 무선자원을 절약할 수 있다. 그러나 현재 IEEE 802.16 표준에서는 MBS 서비스에 ROHC를 적용할 수가 없다. MBS 서비스를 지원하는 단말과 기지국이 등록 절차를 마치고, 서비스를 위한 DSx 과정이 수행된다. DSx 과정은 단말에 MBS 서비스를 위한 Multicast connection ID(이하 MCID)를 전달하는 과정으로, DSA 메시지에 MBS zone ID와 MCID를 포함한다. 단말은 MBS zone ID와 MCID 정보를 통해 MBS zone을 통해 전달되는 데이터 버스트를 구분할 수 있게 된다. ROHC를 적용하려면 DSx과정을 통하여 서비스 흐름(service flower) 별로 ROHC를 적용할 수 있다.

MBS 맵 메시지는 MBS 부프레임을 통해 전달되는 MBS 데이터 버스트들의 정보를 포함하고 있으며, MBS 데이터 버스트는 MCID를 통해서 구분할 수 있다. 단말은 MBS 맵 메시지를 통해서 자신에게 해당되는 MBS 데이터 버스트를 구분하여 디코딩할 수 있다. MBS zone 내의 여러 기지국으로부터 MBS 신호를 수신하며, 동일한 Multi-BS MBS 서비스에 속한 여러 개의 기지국 신호는 시간과 주파수 측면에서 서로 동기화되어 있다. 즉, 동일 MBS zone에 속한 모든 기지국은 전송되는 데이터 버스트의 위치 및 물리적인 환경 변수들을 동일하게 사용한다. 다시 말해, 동일한 MBS zone에 있는 단말들이 동일한 방송을 수신할 경우 모든 수신 데이터는 동일 해야 한다는 의미이다. 그러나 같은 데이터를 전송한다 하더라도 ROHC는 각각의 서비스 흐름 별로 압축을 수행해야 한다. 때문에 같은 알고리즘이 적용된 ROHC를 사용한다 하더라도 서로 다르게 압축될 수가 있다. 상기 MBS 서비스를 받기 위하여 DSx 과정을 끝낸 서비스 흐름은 ROHC를 적용할 때 처음 시작인 U mode의 IR state로 시작하게 되고 이는 동일한 방송을 수신하는 다른 단말들의 ROHC mode와 state와는 다르게 될 확률이 높다. 그러므로 MBS 데이터 버스트 전송에 있어서 동기가 틀어지 고, 이는 MBS 서비스에 ROHC를 적용할 수 없는 가장 큰 원인 중 한 가지가 된다.

본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC를 적용하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC를 적용하여 무선자원을 절약하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 기지국 동작 방법에 있어서, MBS 서비스에 서비스 흐름이 생성될 시, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 전송하는 과정과, 상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신하는 과정과, 상기 피드백 패킷을 수신한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 단말 동작 방법에 있어서, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 수 신하는 과정과, 상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 전송하는 과정과, 상기 피드백 패킷을 전송한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 기지국에 있어서, MBS 서비스에 서비스 흐름이 생성될 시, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 전송하는 송신기와, 상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신하는 수신기와, 상기 피드백 패킷을 수신한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 ROHC 엔지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 단말기에 있어서, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 수신하는 수신기와, 상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 전송하는 송신기와, 상기 피드백 패킷을 전송한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 ROHC 엔지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 SMC를 통해 가상 압축기의 모드 및 상태를 결정함으로써, MBS 서비스 흐름에 ROHC 적용이 가능해 진다. 또한, ROHC를 적용함으로써 무선자원을 절약할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다.

ROHC에서는 U(Unidirectional) Mode, O(bidirectional Optimistic) Mode, R(bidirectional Reliable) Mode의 3개의 동작 모드(Operation Mode)를 갖고 있다. U Mode는 압축-복원기(Decompressor)에서 압축기(Compressor)로의 피드백이 사용되 지 않는 모드이며, O Mode와 R Mode는 압축-복원기에서 압축기로 ACK, NACK, STATIC-NACK과 같은 피드백이 전송됨으로써 더욱 신뢰성 있고 효과적인 압축을 가능하게 한다. 피드백 메시지에는 ACK, NACK, STATIC-NACK가 있다. ACK는 패킷을 성공적으로 복원(decompression) 했을 때 압축-복원기가 압축기로 ACK를 전송한다. ACK는 압축기가 압축하여 보낸 패킷을 압축-복원기가 정상적으로 압축을 해제하였다는 것을 알려 준다. NACK는 압축-복원기가 정상적으로 압축을 해제하지 못하였다는 것을 압축기에 알려 주며, 이를 수신한 압축기는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 붙은 압축 패킷을 보내거나 상태(state)를 천이하여 더 많은 정보를 포함한 압축 패킷을 전송한다. 압축기와 압축-복원기는 각 모드에서 각각 3개의 상태를 천이하면서 동작한다. 압축기는 각 모드에서 IR(Initialization and Refresh), FO(First Order), SO(Second Order)의 3개의 상태를 갖고 운용되며, 압축-복원기는 각 모드에서 "No Context", "Static Context", "Full Context"의 3개의 상태를 갖고 운용된다.

도 3은 U Mode에서의 압축기의 상태 천이도를 나타내고 있다.

상기 도 3을 참조하면, U Mode의 경우는 피드백 없이 낙관적 접근방법(Optimistic approach)(330, 335, 340)와 타이머(305, 315, 325)를 사용하여 상태 천이를 한다.

예를 들면, 압축기의 천이상태는 초기 IR 상태(300)에서 압축-복원기가 충분히 정보를 수신하여 압축된 패킷을 정확하게 복원하였다고 확신하면, 낙관적 접근 방법(330)에 따라서 FO 상태(310)로 천이한다. 이후, 상기 FO 상태(310)에서도 압축-복원기가 충분히 정보를 수신하여 압축된 패킷을 정확하게 복원하였다고 확신하면, 낙관적 접근방법(335)에 따라서 SO 상태(320)로 천이한다. 또한, 초기 IR 상태(300)에서 압축-복원기가 충분히 정보를 수신하여 압축된 패킷을 정확하게 복원하였다고 확신하면, 낙관적 접근방법(340)에 따라서 SO 상태(320)로 천이할 수도 있다.

한편, 상기 SO 상태(320)에서 압축-복원기가 압축된 패킷을 정확하게 복원하지 못하면, 타이머(315)에 따라서 FO 상태(310)로 천이한다. 이후, 상기 FO 상태(310)에서 압축-복원기가 압축된 패킷을 정확하게 복원하지 못하면, 타이머(305)에 따라서 IR 상태(300)로 천이한다. 또한, SO 상태(320)에서 압축-복원기가 충분히 정보를 수신하여 압축된 패킷을 정확하게 복원하였다고 확신하면, 타이머(305)에 따라서 IR 상태(300)로 천이할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 압축기는 낙관적 접근방법(Optimistic approach)(330, 335, 340)와 타이머(305, 315, 325)를 사용하여 IR 상태(300), FO 상태(310), SO 상태(320)로 천이를 한다. 여기서, MBS 서비스처럼, 여러 개의 기지국이 전송하는 동일한 데이터 버스트를 여러 개의 단말이 동시에 수신할 때, 해당 단말과 해당 기지국 사이의 서비스 흐름에서 적용되는 ROHC에서의 천이 상태와 다른 해당 단말과 다른 해당 기지국 사이의 서비스 흐름에서 적용되는 ROHC에서의 천이 상태는 동일할 수 없다. 즉, MBS 서비스는 동일한 데이터를 다수의 단말이 수신하기 때문에, 다수의 단말은 동일한 ROHC 알고리즘이 적용되어야 한다. 예를 들어, 해당 기지국 에서 제 1 단말기, 제 2 단말기, 제 3 단말기로 동일한 MBS 데이터를 전송한다고 할 시, 상기 기지국과 제 1 단말기 사이의 서비스 흐름을 제 1 서비스 흐름이라 칭하고, 상기 기지국과 제 2 단말기 사이의 서비스 흐름을 제 2 서비스 흐름이라 칭하고, 상기 기지국과 제 3 단말기 사이의 서비스 흐름을 제 3 서비스 흐름이라 칭한다. 서비스 흐름 별로 동일한 ROHC 알고리즘은 적용되어 동작하고 있을 시, 새로운 단말기를 위한 새로운 서비스 흐름이 생성될 시, 기존 제 1 서비스 흐름 내지 제 3 서비스 흐름에 적용되는 ROHC 알고리즘과 충돌하게 된다. 즉, 새로운 단말기를 위한 새로운 서비스 흐름은 압축을 복원하기 위한 정보를 수집하기 위해 압축이 거의 되지 않는 IR 상태(300)에서 시작해서, FO 상태(310) 혹은 SO 상태(320)로 천이하여야 한다. 그러나 MBS 서비스 특성상, 상기 새로운 서비스 흐름은 기존 서비스 흐름(제 1 서비스 흐름 내지 제 3 서비스 흐름)에 적용되고 있는 ROHC 알고리즘에 영향을 받게 된다.

ROHC IR 패킷을 보면, ROHC는 U mode의 IR 상태(300)에서 시작한다. 상기 IR 상태(300)에서는 IR 패킷을 전송하는데 IR 패킷은 압축을 하지 않은 ROHC 패킷이다. 따라서, IR 패킷에는 압축-복원기가 압축을 해제 하기 위한 모든 정보가 포함되어 있다.

도 4는 본 발명에서 MBS 서비스를 위한 다수의 서비스 흐름에 동일한 ROHC 알고리즘을 적용하기 위한 예를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 기지국(400)은 단말기(410, 420, 430)와 각각 MBS 서 비스 흐름을 생성하기 위해, 각각 서비스 흐름에서 헤더를 압축하기 위한 압축기(402, 404, 406)를 포함한다. 반면, 각각 단말기(410, 420, 430)는 상기 기지국(400)으로부터 압축된 패킷을 복원하기 위해 압축-복원기(412, 422, 432)를 포함하고 있다.

본 발명에서는 새롭게 MBS 서비스 흐름이 생성될 때, 동일한 ROHC를 적용하기 위해, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: 이하 "SMC"라 칭함)(408)를 통해 초기 ROHC 패킷(Initial ROHC Packet)을 전송한다. 상기 SMC는 단말과 기지국 사이의 SNMP(Simple Network Management Protocol) 메시지와 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 메시지의 전송을 위하여 생성되는 관리 연결(Management Connection)이다. 상기 SMC는 해당 패킷들은 전송하기 위하여 단말과 기지국 사이에 선택으로(Optional) 생성된다. 또한, 본 발명에서 초기 ROHC 패킷이라 함은 처음 MBS 서비스 흐름이 생성되고 상기 SMC를 통하여 초기에 전송되는 ROHC 패킷을 통칭한다.

한편, ROHC 엔진의 압축기(402, 404, 406)와 압축-복원기(412, 422, 432)는 상기에서 설명한 바와 같이 서비스 흐름과 1:1로 매핑된다. 상기 MBS 서비스는 단방향 서비스임으로 역방향 채널이 필요 없다. 따라서, ROHC가 적용된 MBS 서비스 흐름이 생성될 때 "Feedback For" 값은 설정되지 않고, 초기 ROHC 패킷을 보내기 위한 채널로 SMC을 사용한다. MBS 서비스 흐름이 생성될 때 채널 파라미터 마다(Per-channel Parameter) "Feedback For" 값은 없고, 채널의 SFID(Service Flow ID)가 아닌 SMC(Secondary Management Connection)을 나타내기 위하여 하기 <표 1> 의 TLV(Type Length Value)를 규격에 추가한다. 하기 <표 2>는 MBS 서비스를 생성하기 위한 DSx과정에서 전송되는 ROHC 파라미터(per-channel Parameter)에 포함된다.

Type	Length	Value	Scope
[145/146].47.6	1	0x01: SMC for ROHC Feedback Channel	DSA-REQ, DSA-RSP

상기 <표 1>은 ROHC SMC 채널을 위한 TLV 인코딩을 나타내고 있다.

상기 도 4에서, MBS Zone ID 2인 곳에서 단말기(410, 420, 430)가 동일한 방송을 수신한다고 가정한다. 이때 단말기(410, 420, 430)는 DSx 과정을 통하여 MBS Zone ID와 MCID가 포함된 서비스 흐름을 생성한다. 이 경우, 해당 서비스 흐름은 ROHC가 적용된 서비스 흐름이다. MBS 서비스는 하향링크의 단방향 서비스이고 기지국에는 압축기(402, 404, 406)가, 단말기에는 압축-복원기(412, 422, 432)가 생성된다.

MBS 콘텐츠 서버로부터 데이터를 수신한 기지국(400)에서 각각의 압축기(402, 404, 406)가 헤더를 압축하여 단말기(410, 420, 430)에 전송할 것이다. 초기 압축하여 전송하는 ROHC 패킷은 IR 패킷(상기 도 3에서 IR 상태(300)에서 전송되는 패킷)이 될 것이고, 이는 기존의 MBS 데이터 전송 방법과는 다르게 SMC(408)을 통하여 각 단말기(410, 420, 430)에 전송된다. 상기 단말기(410, 420, 430)는 SMC(414, 424, 434)를 통하여 일정한 개수 이상의 초기 ROHC 패킷을 수신하지 않으면 압축을 풀지못한다. 초기 ROHC 패킷(intial ROHC packet)이 아닌 다른 압축된 패킷은 수신하지 못하고 만일 수신하여도 압축해제를 하지 않고 모두 폐기(discard)한다.

단말기당 여러 개의 서비스 흐름이 동시에 생성될 수 있으며, 각 서비스 흐름 별로 압축기는 다르게 동작함으로 SMC를 통하여 초기 ROHC 패킷을 전송하기 위해서는 <표 2>, <표 3>과 같이 SMC에서 전송을 위한 정의된 초기 ROHC 패킷을 사용한다.

11111001

SFID

Feedback Date

11111001

SFID

IR Packet

11111001(1 byte)은 다른 ROHC 패킷 형태(Packet type)를 나타내기 위하여 아직 사용되지 않고 있다(RFC 4995). 따라서, 11111001(1 byte)을 추가하여 SMC를 통하여 전송되는 초기 ROHC 패킷임을 나타내고, 다음에 SFID를 붙여서 해당 압축기/압축-복원기로 초기 ROHC 패킷(상기 표 3 참조)을 넘긴다.

예를 들면, 상기 도 4에서 기지국(400)은 초기 ROHC 패킷을 SMC(408)를 통하여 낙관적 접근 카운트(Optimistic approach count) 이상 단말기(410, 420, 430)로 보낸다. 이때 초기 ROHC 패킷에는 압축하여 보내는 압축기의 mode 정보와 ROHC 상태 정보가 포함되어 있다. ROHC IR Packet은 압축할 때 많이 변하는 부분은 Dynamic part로 정의하여 전송된다. 초기 ROHC 패킷은 "Reserved" 부분 3bit를 이용하여 압축기의 상태 정보를 나타낸다. 000은 IR state, 0001은 FO state, 010은 SO state를 나타낸다. 이렇게 수신한 ROHC IR Packet은 Decompressor에서 압축을 해제하고 상위 계층으로 전송한다.

SMC(408)를 통하여 ROHC IR 패킷을 낙관적 접근 카운트만큼 단말기가 수신하게 되면, 압축해제를 위한 압축-복원기(412, 422, 432)의 준비는 끝나게 되고 단말의 압축-복원기(412, 422, 432)가 압축 해제 준비가 끝났다는 것을 기지국에 알리기 위하여, 역시 SMC(414, 424, 434)를 통하여 ROHC Feedback Packet(표 2 참조)을 기지국(400)으로 전송한다. 이를 수신한 기지국(400)은 더 이상 SMC를 통하여 ROHC IR Packet을 전송하지 않는다. 그리고 단말의 압축-복원기(412, 422, 432)는 초기 IR Packet을 통하여 압축기(402, 404, 406)의 mode와 상태(state)를 정보를 보고 이에 맞는 압축-복원기(412, 422, 432)의 mode와 상태로 천이한다. 이러한 과정이 끝나고 나면 방송되는 MBS 데이터 버스트를 압축-복원기(412, 422, 432)가 압축해제할 수 있다. 다음 과정부터는 보통의 ROHC 동작과 동일하게 동작한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 기지국 동작을 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 기지국은 500 단계에서 MBS 서비스 흐름이 추가될 시, 502 단계로 진행하여 상기 <표 3>과 같이 ROHC 서비스 흐름을 갖는 MBS 생성한다. 즉, 상기 도 4에서처럼, ROHC 엔진의 압축기(402, 404, 406)와 압축-복원기(412, 422, 432)는 MBS 서비스 흐름과 1:1로 매핑된다.

이후, 상기 기지국은 504 단계에서 가상 압축기 리스트에 새로운 생성된 압축기를 등록한다. 동일한 MBS Zone ID의 동일한 MCID를 가지는 모든 기지국은 동기화되어 있고, 서비스 흐름은 각기 다르더라도 모든 압축기들은 동일하게 압축하고 동일한 ROHC 패킷을 전송해야 한다. 그러므로, 물리적으로 다르게 생성된 압축기들은 논리적으로 하나의 압축기로 묶여야 한다. 이를 본 발명에서는 가상 압축기(Virtual Compressor)라 칭한다. 상기 가상 압축기는 가상의 압축기로써 특별한 기능은 없다. 다만 압축기들을 관리하고 동기를 잃지 않게 유지한다. 그리고 가상 압축기와 일반 압축기들 간의 데이터베이스를 공유하여 가상 압축기의 mode와 state가 곧 다른 압축기들의 ROHC mode와 state가 된다. 이렇게 함으로써 모든 압축기는 논리적으로 하나의 압축기처럼 동작할 수 있게 된다. 가상 압축기의 위치는 서비스 흐름을 관리하는 곳에 있다.

이후, 상기 기지국은 506 단계에서 SMC를 통해 IR 패킷을 전송한다(상기 표 3 참조).

이후, 상기 기지국은 508 단계에서 SMC를 통해 전송한 IR 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신할 시, 510 단계로 진행하고 만약 피드백 패킷을 수신하지 않을 시 506 단계로 진행하여 SMC 통해 IR 패킷을 계속 전송한다.

상기 기지국은 510 단계에서 SMC를 통한 IR 패킷 전송을 중단하고, 가상 압축기의 데이터베이스를 새로운 압축기에 복사한다.

이후, 상기 기지국은 514 단계에서 일반동작을 수행한다.

이후, 상기 기지국은 본 발명의 절차를 종료한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 단말기 동작을 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 단말기는 600 단계에서 SMC를 통해 IR 패킷을 수신하고, 602 단계에서 SMC를 통해 IR 패킷을 일정 개수 수신하였는지 확인한다. 이는 일정 개수의 수신한 IR 패킷으로부터 압축해제 정보를 수신하기 위함이다.

이후, 상기 단말기는 604 단계에서 SMC를 통해 일정 개수의 IR 패킷을 수신하였음을 기지국으로 ROHC Feedback Packet를 전송한다.

이후, 상기 단말기는 606 단계에서 압축-복원기의 모드 및 상태를 갱신한다.

이후, 상기 단말기는 본 발명의 절차를 종료한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 장치를 도시하고 있다. 상기 장치는 단말 혹은 기지국이 될 수 있다.

상기 도 7을 참조하면, 장치는 RF 처리기(701), 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Convertor)(703), OFDM 복조기(705), 복호화기(707), 메시지 처리부(709), 제어부(711), ROHC 엔진(713), ROHC 모드 선택기(715), 메시지 생성부(717), 부호화기(719), OFDM 변조기(721), 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Convertor)(723), RF 처리기(725)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 시간제어기(729)는 프레임 동기에 근거해서 상기 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. 예를 들어, 신호를 수신하는 구간이면, 상기 시간제어기(729)는 안테나와 수신단의 RF처리기(701)가 연결되도록 상기 스위치를 제어한다. 또한, 신호를 송신하는 구간이면 상기 안테나와 송신단의 RF처리기(1125)가 연결되도록 상기 스위치를 제어한다.

수신구간 동안, 상기 RF처리기(701)는 안테나를 통해 수신되는 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 주파수 하향변조한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(703)는 상기 RF처리기(701)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM복조기(705)는 상기 아날로그/디지털 변환기(703)로부터 제공받은 시간 영역의 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 상기 복호화기(707)는 상기 OFDM복조기(705)로부터 제공받은 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS 레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

상기 메시지 처리부(709)는 상기 복호화기(707)로부터 제공받은 제어메시지를 분해하여 그 결과를 상기 제어부(711)로 제공한다. 예를 들면, 기지국으로부터 IR 패킷을 분해하고, 단말기로부터 IR 피드백 패킷을 분해한다.

상기 제어부(711)는 기지국(혹은 단말)의 전반적인 제어를 수행하며 상기 메시지 처리부(709)로부터 제공받은 결과에 따라, ROHC 알고리즘을 제어한다. 또한 MBS 서비스를 제어한다.

상기 ROHC 엔진(713)은 상기 제어부(711)에 의해 생성된 MBS 서비스 흐름에 대해, ROHC 모드 선택기(715)로부터 ROHC 모드 및 상태 정보를 제공받아, 해당 모드 및 상태에서 헤더 압축/해제를 수행한다.

상기 ROHC 모드 선택기(715)는 MBS 서비스는 단방향 서비스임으로 상기 ROHC 엔진(713)의 압축기는 U mode로 동작시킨다. 또한 동일한 방송일 경우, 각 서비스 흐름 별로 생성된 압축기들은 하나의 가상 압축기로 관리되고 여기에 속하는 모든 압축기는 동일한 동작을 수행한다. 다시 말해, 동일한 U mode에 동일한 상태로 ROHC가 동작한다. 또한 압축되어 전송되는 ROHC 패킷도 모두 동일하다. 이로써, 동일한 방송을 청취하는 모든 단말기는 동일하게 압축된 ROHC 패킷을 수신하게 되고, 이는 MBS 서비스에 ROHC를 적용할 수 있게 한다. 새로운 단말이 방송을 듣기 위한 DSx 과정 시, 생성되는 압축기는 가상 압축기 리스트에 포함되고(생성되는 SFID를 등록함), 가상 압축기의 mode와 state로 변경된다. 그러면 추가되는 압축기는 SMC를 통해 해당 단말기에 정의된 ROHC IR 패킷을 전송한다. 이때 가상 압축기의 mode와 state 정보를 포함하여 전송한다. 기지국은 SMC를 통해 단말기로부터 ROHC Feedback Packet을 수신하면 더 이상 SMC를 통하여 ROHC IR 패킷을 전송하지 않는다. 압축기가 SMC를 통하여 단말기가 전송한 Initial ROHC Feedback Packet을 수신하면 가상 압축기의 데이터베이스가 새로 등록된 압축기로 복사되고 다른 압축기들과 동기화가 됨으로써 다른 압축기들과 동일한 ROHC 패킷을 전송할 수 있게 된다. 압축된 MBS 데이터를 수신하는 단말기는 SMC를 통하여 ROHC Feedback Packet을 전송하기 전까지는 모두 폐기한다.

상기 메시지 생성부(717)는 상기 제어부(711)로부터 제공받은 제어 정보를 이용하여 메시지를 생성한다. 예를 들면, 기지국 입장에서 IR 패킷을 생성하고, 단말기 입장에서 IR 피드백 패킷을 생성한다.

상기 부호화기(719)는 상기 메시지 생성부(717)로부터 제공받은 신호를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다.

상기 OFDM변조기(721)는 상기 부호화기(719)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 시간 영역 샘플 신호로 변환한다. 상기 디지털/아날로그 변환기(723)는 상기 OFDM변조기(721)로부터 제공받은 샘플 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF처리기(725)는 상기 디지털/아날로그 변환기(723)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(RF:Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변조하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(711)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(709), 상기 메시지 생성부(717), ROHC 엔진(713), ROHC 모드 선택(715)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(711)는 상기 메시지 처리부(709), 상기 메시지 생성부(717), MAC 버전 확인부(713), 레인징 제어부(715)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 MBS(Multicast and Broadcast Service) 서비스를 위한 광대역 무선통신 시스템,

도 2는 일반적인 MAC PDU 구성도,

도 3은 U Mode에서의 압축기의 상태 천이도,

도 4는 본 발명에서 MBS 서비스를 위한 다수의 서비스 흐름에 동일한 ROHC 알고리즘을 적용하기 위한 예시도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 기지국 동작 흐름도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 단말기 동작 흐름도 및,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MBS 서비스에 ROHC 적용하기 위한 장치도.

Claims

광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 기지국 동작 방법에 있어서,

MBS 서비스에 서비스 흐름이 생성될 시, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 전송하는 과정과,

상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신하는 과정과,

상기 피드백 패킷을 수신한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 단말 동작 방법에 있어서,

제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 수신하는 과정과,

상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 전송하는 과정과,

상기 피드백 패킷을 전송한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 기지국에 있어서,

MBS 서비스에 서비스 흐름이 생성될 시, 제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 전송하는 송신기와,

상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 수신하는 수신기와,

상기 피드백 패킷을 수신한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 ROHC 엔지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
광대역 무선통신 시스템에서 MBS(Multicast & Broadcast Service) 서비스에 ROHC(Robust Header Compression)를 적용하기 위한 단말기에 있어서,

제 2 관리 연결 식별자(Secondary Management CID: SMC)를 통해 소정 개수의 초기 ROHC 패킷을 수신하는 수신기와,

상기 소정 개수의 초기 ROHC 패킷에 대한 피드백 패킷을 전송하는 송신기와,

상기 피드백 패킷을 전송한 후, 동기화된 ROHC 패킷으로 일반동작을 수행하는 ROHC 엔지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.