KR20020004645A - 고속 무선 데이터 통신(ｈｄｒ) 시스템의 버퍼상태 보고메시지와 버퍼상태 보고 메시지 전송방법 - Google Patents

고속 무선 데이터 통신(ｈｄｒ) 시스템의 버퍼상태 보고메시지와 버퍼상태 보고 메시지 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 단말기의 버퍼의 상태(Buffer State Report Message : BSR Message)를 기지국에 보고하는 방법과, RLP 버퍼의 상태를 기지국에 보고하기 위한 정보의 구조에 관한 것이다.
본 발명은 단말기의 RLP 버퍼의 상태를 관찰해서 BSR 메시지를 기지국에 보고한다. BSR메시지는 메시지ID(Message ID)와 보고사유(ReportReason)를 가지는데, 보고 사유가 버퍼 점유량의 임계치에 의한 것일 때에는 메시지ID와 보고사유만 BSR메시지로 작성하여 기지국에 전송한다. 보고사유가 주기적 전송인 경우에는 현재 버퍼의 점유량(BufferOccupancy)과 평균 점유량(AvgBufferOccupancy) 및 점유량의 분산(BufferOccupancyVariance), 버퍼 내의 데이터 평균 지연시간(AvgDelay), 최대 전송 지연시간(MaximumDelay), 역방향 트래픽 채널의 평균 전송속도(AvgTxRate) 및 최대 전송속도(MaximumTxRate), 그리고 관찰 기간 중에 전송속도를 줄인 횟수(NumReduction)를 BSR 메시지로 작성하여 기지국에 전송한다. 기지국은 BSR 파라미터 메시지를 단말기에 전송하여 BSR메시지를 작성하는 시간 간격과 버퍼 점유량의 임계치를 정해준다.

Description

고속 무선 데이터 통신(ＨＤＲ)시스템의 버퍼상태 보고 메시지와 버퍼상태 보고 메시지 전송방법{Buffer State Report Message And Method Of Making Report Buffer State To Access Network In High Data Rate System}
본 발명은 고속 무선 데이터 통신(HDR)(High Data Rate) 시스템에서 단말기의 RLP(Radio Link Protocol) 버퍼의 상태를 기지국에 보고하는 방법과, RLP 버퍼의 상태를 기지국에 보고하기 위한 정보의 구조에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 단말기가 RLP버퍼의 상태를 검색하여 버퍼 상태 보고 메시지(BSR메시지: Buffer State Report Message)를 역방향 트래픽 채널을 통해서 기지국에 전송하고, 기지국에서는 BSR메시지를 분석하여 역방향 트래픽 양을 효율적으로 조절할 수 있도록 한 BSR 메시지 전송방법과 BSR메시지의 구조에 관한 것이다.
알려진 바와같이 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템은 고속 패킷 데이터 통신 서비스만을 위한 이동 데이터 통신 시스템으로서, 기본적으로 음성 통신 서비스는 지원되지 않고 오직 데이터 통신 서비스만 지원되는 것을 특징으로 하고 있다.
그런데, 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템을 포함하는 이동통신 시스템은 통신 채널의 자원이 한정되어 있고, 채널의 안정성이 높지않기 때문에 이러한 통신환경을 극복하고 고속, 고품질의 서비스를 제공하기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있다.
특히, 기지국과 단말기 사이의 안정된 통신채널의 구축과, 이를 기반으로 한 고속 고속 고품질의 정보(신호) 전송 기술에 많은 노력을 기울이고 있다.
더구나, 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 경우는 무선 데이터 통신 서비스를 지원하기 때문에 데이터의 정확하고 안정된 전송과 효율적 데이터 전송제어는 중요한 요소이다.
고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 이루어지는 데이터 통신의 과정을 요약해 보면 다음과 같다.
기지국(또는 섹터)으로부터 단말기로 데이터, 파일럿 신호, MAC 채널 등의 정보가 시분할 다중화된 형태의 슬롯 구조로 송신되고, 단말기는 상기 정보를 수신하는데, 이때 기지국(또는 섹터)으로부터 단말기로의 순방향 링크의 파일럿 신호를 수신하면 그 파일럿 신호의 세기(수신 감도)에 따라 단말기가 기지국(또는 섹터)을 선택한다.
또한 단말기는 상기 파일럿 신호로부터 순방향 데이터 전송률을 결정하여 HDR 역방향 링크의 DRC(Data Rate Control)채널에 상기 기지국(또는 섹터) 선택정보와 순방향 전송률 정보를 실어서 기지국(또는 섹터)으로 보낸다.
해당 기지국(또는 섹터)에서는 이 순방향 전송률에 기초해서 해당 단말기로의 데이터 전송률을 결정하고 그 전송률에 따르는 데이터 전송을 수행하고 있다.
이때 단말기가 n번째 슬롯에 DRC 정보를 전송하게 되면 기지국(또는 섹터)에서는 n+2번째 슬롯에서 상기 순방향 데이터 전송률을 이용해서 데이터 전송을 수행하며, 이때 전송되는 데이터는 n번째 슬롯에서 DRC 정보를 전송한 사용자에게 부여된 월시코드(Walsh code)를 입혀서 전송함으로써, 사용자(단말기)를 구분한다.
도1은 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 순방향 채널(링크) 구조를 나타낸다.
기지국(Access Network)(101)으로부터 단말기(Access Terminal)(102)로 파일럿 채널(103), 트래픽 및 제어채널(104), FA채널(105), RA채널(106), 역방향 전력제어채널(107)이 이루어진다.
파일럿 채널(Pilot Channel)(103)은 시스템 획득을 위한 기본 신호로 사용되고, 트래픽 및 제어채널(204)은 전송할 데이터와 제어 데이터에 사용되고, FA채널(Forward Activity Channel)(105)은 트래픽 채널과 제어채널의 데이터 존재 여부를 단말기에 알려주는데 사용된다.
그리고, RA채널(Reverse Activity Channel)(106)은 역방항 트래픽 채널의 폭주(Congestion) 여부를 단말기에 알려주는데 사용되고, 역방향 전력제어 채널(Reverse Power Control Channel : RPC채널)(107)은 단말기의 역방향 링크의 송출 전력을 제어하는데 사용된다.
고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서의 채널구조는 슬롯(slot)에 각 정보들이 시분할 다중화(time division multiplexing)된 형태로 구성되어 전송되며, 데이터는 QPSK, 8PSK, 16QAM의 변조 형태와 코딩방식을 통해 38.4kbps,76.8kbps,...,2457.6kbps 의 순방향 데이터 전송률 중의 어느 하나로 특정 사용자(단말기)에게 전송되고, 역방향으로는 단말기당 4.8kbps∼153.6kbps 의 전송속도를 제공한다.
역방향 트래픽 채널을 통한 데이터 전송속도는 도2에 나타낸 바와같이 6가지 중의 하나의 값을 가진다.
HDR 역방향 링크에서는 Q채널로 데이터가 전송되고 I채널로는 DRC채널과 RRI채널 및 파일럿 채널이 시분할 다중화된 형태의 슬롯 구조를 가진다.
DRC(Data Rate Control)채널은 순방향 링크의 데이터 전송률 즉, 기지국(또는 섹터)에서 사용자(단말기)로 전송할 데이터의 전송률을 기지국(또는 섹터)에 알려주는데 사용하고 또한, 이 전송률로 데이터를 송신할 기지국(또는 섹터) 즉, 사용자(단말기)가 데이터 통신 서비스를 받을 기지국(또는 섹터)이 어떤 곳인지를 알려주는데 사용되며, DRC정보는 기본적으로 한 슬롯동안은 같은 정보를 전송하고, 슬롯 단위로 그 내용이 갱신된다.
RRI(Reverse Rate Indication)채널은 역방향 데이터 전송률을 기지국(또는 섹터)에 알려주는데 사용하며, 파일럿 채널은 역방향 링크의 전력제어를 위해서 사용된다.
상기한 바와같이 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서는 시분할 다중화된 슬롯 구조를 통해서 기지국과 단말기 사이의 데이터 통신이 이루어지고, 최적 통신환경을 구성해 줄 기지국(또는 섹터)의 선택과 역방향 전력제어 및 단말기와의 데이터 전송이 이루어지고 있다.
특히, 역방향 트래픽 채널을 통한 데이터 전송속도는 도2와 같이 6가지 중의 하나의 값을 가지는데, 각 단말기는 기지국에서 보내는 제어정보에 따라서 전송속도를 높이거나 줄일 수 있으며, 최대 전송속도는 기지국이 보내는 도3과 같은 역방향 전송율 제한 메시지(Reverse Rate Limit Message)에 의해서 결정되고, 기지국은 채널의 상태, 서비스의 종류 및 우선순위에 따라 상기 제어정보를 전송한다.
이러한 제어는 시스템 전체의 성능에 큰 영향을 미치는 역방향 트래픽 채널의 폭주를 방지하기 위한 방법 중의 하나이다.
역방향 트래픽의 폭주는 시스템 전체의 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 역방향 폭주가 발생하면 각 단말기들은 역방향 트래픽 채널의 전송속도를 줄여야 하고, 또한 채널의 용량이 제한되고 서비스의 우선순위가 다르기 때문에 우선순위가 높은 서비스에 대해서는 우선순위가 낮은 서비스보다 우선하여 트래픽 전송속도를 높여줄 수 있도록 제어한다.
우선순위에 따른 전송속도의 조절과 폭주 방지를 위해서 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서는 역방향 전송율 제한(Reverse Rate Limit) 메시지, RAB(Reverse Activity Bit), RPV(Rate Persistence Vectors)를 이용한다.
역방향 전송율 제한 메시지는 순방향 제어채널을 통해서 전송된다.
도3에 역방향 전송율 제한 메시지의 필드(Field)와 길이(Length)를 나타내었는데, 메시지ID는 8비트이고 '0x01'로 설정되며, 전송율 제한값 항을 포함하고 있는지의 여부를 알리기 위한 지시정보(RateLimitIncluded)는 전송율 제한값(RateLimit) 항을 포함할 경우 '1'로 설정된다.
그리고, 전송율 제한값(RateLimit) 필드는 단말기가 전송할 수 있는 최대 전송속도를 나타내는데, 이 필드값이 '0x0'이면 최대 전송속도는 4.8kbps, '0x1'이면 9.6kbps, '0x2'이면 19.2kbps, '0x3'이면 38.4kbps, '0x4'이면 76.8kbps, '0x5'이면 153.6kbps 가 최대 전송속도이다.
예비용 비트(Reserved)는 그 길이가 가변적(Variable)이다.
이 역방향 전송율 제한 메시지는 역방향 최대 전송속도인 전송율 제한값을 가지며, 각 단말기는 역방향 채널 상태가 양호한 경우라 하더라도 전송율 제한값이상의 전송속도를 갖지 못한다. 그리고, 서비스의 종류와 우선순위에 따라 다른 값을 갖고, 고속의 서비스나 우선순위가 높은 서비스에 대해서는 보다 높은 제한값을 부여한다.
RAB는 RA채널을 통해 수신되며, 역방향 링크의 폭주 여부를 단말기들에게 알려준다. RAB길이 단위로 그 값이 변하고, '0' 또는 '1'의 값을 갖는다. 전송속도는 600/RABLength bps 이며, '1'인 경우에는 '폭주'를 의미하고, '0'인 경우에는 폭주하지 않음을 의미한다.
각 단말기들은 액티브 셋(Active Set) 내의 모든 기지국에서 전송되는 RAB를 수신하고 있고, 역방향으로 액티브 셋내의 모든 기지국에 트래픽을 전송하므로, 적어도 하나의 기지국에서 RAB=1이 수신되면 역방향 트래픽 채널이 폭주상태라고 가정한다.
RPV는 기지국에 의해서 설정되며, 각 단말기에 대하여 역방향 링크가 폭주상태인 경우에 필요한 하나의 퍼시스턴스 벡터(Persistence Vector)와, 폭주상태가 아닌 경우에 필요한 또다른 퍼시스턴스 벡터가 필요하다.
이 벡터들은 현재의 데이터 전송속도에 대하여 각각의 퍼시스턴스 확률을 벡터의 원소(element)로 갖고, 서비스의 종류와 우선순위에 따라 적절한 벡터값이 할당된다.
또, 폭주여부와 현재의 역방향 트래픽 전송속도에 따라 각 단말기들은 퍼시스턴스 테스트를 수행하며, 테스트에 성공한 경우에만 전송속도를 높이거나 줄일 수 있다.
따라서, 각 단말기들은 RAB와 퍼시스턴스 테스트를 이용하여 데이터의 최대 전송속도를 도4와 같이 결정한다.
역방향 트래픽 채널을 통해 전송할 새로운 패킷이 발생하면 단말기는 퍼시스턴스 테스트를 수행하고, 테스트에 실패하면 현재 전송속도를 유지하며, 테스트에 성공하면 RAB값에 따라 최대 전송속도를 조절한다.
즉, 퍼시스턴스 테스트에 성공하고 액티브 셋내의 모든 기지국으로부터 RAB=0이 수신되면 최대 전송속도를 2배로 높이고, 적어도 하나의 기지국에서 RAB=1이 수신되면 최대 전송속도를 1/2로 낮춰준다.
이때 조절된 최대 전송속도는 해당 단말기에 할당된 데이터 전송율 제한값(RateLimit)을 넘을 수 없고, 따라서 새로 설정된 최대 전송속도와 상기 제한값(RateLimit) 중에서 작은 값을 최대 전송속도로 사용한다.
앞에서 설명한 바와같이 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 서비스의 종류와 우선순위에 따라 기지국은 전송율 제한값과 퍼시스턴스 벡터값을 조절해야 하고, 적절한 데이터 서비스 품질(QoS:Quality of Service)을 보장하기 위해서는 정확한 제어정보(RAB, RateLimit, Persistence Vectors)가 필수적이다.
그러나, 종래의 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서는 정확한 제어정보를 산출하기 위한 자료가 서비스의 종류, QoS파라미터, 단말기의 수신전력, 수신된 데이터의 에러율 정도로 극히 부족한 상태이고, 이 정도의 정보만 가지고 기지국이 정확한 단말 제어정보를 산출하기는 어렵다.
더구나, 폭주상태가 발생한 후 이 것을 해결하기 보다는 사전에 폭주를 예방하는 것이 더욱 중요하지만 종래 기술로는 이 것이 불가능 하다.
따라서, 역방향 트래픽 채널의 폭주방지 및 서비스의 종류와 우선순위에 따른 전송율 제한값과 퍼시스턴스 벡터값 결정을 위해서, 기지국은 단말기의 상태를 정확하게 알아야 할 필요가 있다.
본 발명은 단말기에서 기지국으로 RLP버퍼의 상태정보를 보고함으로써, 기지국에서 상기 RLP버퍼 상태 보고정보에 근거하여 정확한 단말 제어정보를 산출하고, 이로부터 역방향 트래픽 폭주를 방지할 수 있도록 한 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 단말기의 버퍼 상태 보고방법 및 단말기의 버퍼 상태 보고 정보 구조를 제시한다.
또한 본 발명은 단말기에서 기지국으로 RLP버퍼의 상태정보를 메시지화하여 역방향 트래픽 채널을 통해 보고하고, 기지국에서는 상기 RLP 상태 보고 메시지를 분석하여 정확한 단말 제어정보를 산출하고, 이로부터 역방향 트래픽 폭주를 방지할 수 있도록 한 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 단말기의 버퍼 상태 보고방법 및 단말기의 버퍼 상태 보고 정보 구조를 제시한다.
또한 본 발명은 단말기에서 기지국으로 RLP버퍼의 상태정보를 메시지화하여 역방향 트래픽 채널을 통해 보고할 때, 상기 RLP버퍼 상태 보고 메시지의 구성 및 전송을 기지국에서 BSR 파라미터 메시지를 이용해서 제어하고, 기지국으로부터의 RLP버퍼 상태 보고 제어를 받아 단말기가 전송한 버퍼 상태 보고 메시지로부터 각 단말기의 상태를 정확하게 판단하고, 이 것으로부터 역방향 트래픽 채널의 폭주를예측하고 적절한 전송율 제한값과 퍼시스턴스 벡터의 값을 산출할 수 있도록 한 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 단말기의 버퍼 상태 보고방법 및 단말기의 버퍼 상태 보고 정보 구조를 제시한다.
도1은 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 순방향 채널구조를 나타낸 블럭도
도2는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 역방향 트래픽 채널의 전송속도 및 패이로드(Payload) 크기를 나타낸 도면
도3은 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 역방향 전송율 제한 메시지 구조를 나타낸 도면
도4는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 역방향 트래픽 전송속도 제어방법의 플로우차트
도5는 본 발명을 적용한 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 요부 블럭도
도6은 본 발명에서 임계값에 따른 버퍼 상태 보고 메시지 발생의 예를 설명하기 위한 타이밍도
도7은 본 발명의 버퍼 상태 보고 메시지 구조의 예를 나타낸 도면
도8은 본 발명의 버퍼 상태 보고 파라미터 메시지 구조의 예를 나타낸 도면
본 발명의 HDR 시스템의 버퍼상태 보고 메시지는, 기지국의 역방향 트래픽 채널 제어를 위하여 단말기의 RLP(Radio Link Protocol) 버퍼 상태를 보고할 때 버퍼 상태 보고 메시지(BSR메시지)가; 적어도 (a). 메시지ID, (b). 보고사유 필드를 가지고, 상기 보고 사유가 주기적 전송에 의한 것일 때에는, (c). 현재의 버퍼 점유량, (d). 평균 버퍼 점유량, (e). 버퍼 점유량의 분산, (f). 버퍼 내 데이터의 평균 지연시간, (g). 관찰기간 중 데이터의 최대 전송지연시간, (h). 평균 역방향 트래픽 채널 전송속도, (i). 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도, (j). 관찰 기간중 전송속도를 줄인 횟수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 버퍼상태 보고 메시지는, 상기 보고사유가 버퍼 점유량이 소정의 설정된 기준에 근거하여 과도하거나 혹은 과소한 경우에는, BSR메시지가 메시지ID 및 과도 또는 과소를 기록한 보고사유 필드만으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 BSR 메시지를 단말기가 기지국에 보고하도록 기지국에서 단말기로 BSR 메시지 작성 및 전송을 제어하기 위하여, BSR 파라미터 메시지를 기지국에서 단말기로 전송하고 이때, BSR 파라미터 메시지가; (a). 메시지ID, (b). BSR 메시지 작성 주기, (c). RLP 버퍼 점유량의 과도 및 과소 판정을 위한 임계치,(d). 임계치에 의한 BSR 메시지 작성시의 휴지시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 버퍼상태 보고 파라미터 메시지이다.
또한 본 발명의 버퍼상태 보고 파라미터 메시지는, 상기 휴지시간이 RLP 버퍼 점유량의 과도 혹은 과소 판정을 위한 임계치 각각에 대하여 동일하거나 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법은, 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템 기지국에서 순방향 링크를 통해서 BSR 메시지 작성 제어정보로서 BSR 파라미터 메시지를 전송하는 단계, 단말기에서 상기 BSR 파라미터 메시지를 해독하는 단계, 단말기에서 상기 해독 결과에 따라서 RLP 버퍼의 상태를 관찰하고 관찰 결과를 BSR 메시지로 작성하여 역방향 링크를 통해 기지국에 전송하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법에서, 상기 BSR 파라미터 메시지가 순방향 링크의 제어채널이나 순방향 트래픽 채널을 통해서 단말기로 전송되고, 상기 BSR 메시지가 역방향 링크의 역방향 트래픽 채널을 통해서 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법에서, 상기 보고사유가 버퍼 점유량의 과도 또는 과소에 의한 것일 경우에, 단말기는 BSR 메시지에서 (a). 메시지ID와, (b). 버퍼 점유량의 과대 또는 과소 여부만 기록된 보고사유만으로 BSR 메시지 전송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같이 이루어진 본 발명의 BSR 메시지 및 BSR 파라미터 메시지의구조, 그리고 BSR 메시지 및 BSR 파라미터 메시지를 이용한 버퍼상태 보고 메시지 전송방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도5는 본 발명을 적용한 단말기의 RLP버퍼(501)와 송신부(502) 및 BSR 메시지 생성기(503)를 나타낸다.
RLP 버퍼(501)는 역방향 트래픽 데이터를 송신부(502)에 공급하여 송신부(502)가 역방향 트래픽 데이터를 기지국에 전송하도록 한다.
이때 BSR 메시지 생성기(503)는 RLP버퍼(501)를 일정기간 동안 관찰해서 BSR메시지를 생성하고, 생성된 BSR메시지를 송신부(502)에 공급하여 송신부(502)가 역방향 트래픽 채널을 통해 BSR 메시지를 기지국에 알려주도록 한다.
본 발명에 따르는 BSR 메시지의 생성과 보고 타이밍을 도6에 나타내었고, BSR 메시지 구조를 도7에 나타내었다.
BSR 메시지는 기본적으로 소정의 설정된 시간에 따라 주기적으로 생성하여 기지국에 보고하지만, 경우에 따라서는 긴급하게 BSR 메시지를 전송할 필요가 있고, 예를 들면 이러한 경우는 버퍼 점유량이 과도하거나 혹은 과소한 경우이다.
버퍼 점유량이 과도한 경우에는 단말기가 더 이상 견뎌내기 어려운 상황이므로 기지국에서 우선하여 처리해 주기를 원하는 경우가 될 것이고, 버퍼 점유량이 과소한 경우는 충분한 여유가 있으므로 기지국에서 보다 긴급한 다른 단말기의 서비스를 위해 버퍼 점유량이 여유있는 단말기의 전송속도를 낮출 수 있도록 하는 경우가 될 것이다.
도6은 버퍼 점유량을 관찰해서 임계값을 기준으로 BSR 메시지 생성 및 전송을 수행하는 경우를 보이고 있는데, 버퍼의 점유량이 상한값(Upper Limit)을 넘거나 혹은 하한값(Lower Limit)에 미달하는 경우에 BSR 메시지를 생성하여 전송하는 것을 보이고 있다.
임의의 시각(T1,T2)에서 버퍼의 점유량이 상한값을 초과하였고, 따라서 이 시각(T1,T2)에서 BSR 메시지를 기지국에 보고한다.
버퍼의 점유량이 상한값을 넘어선 경우는 트래픽 발생율에 비해 전송속도가 작은 것을 의미하므로 서비스 품질 보장을 위해서 전송속도를 높여줄 필요가 있고, 따라서 이 것을 처리하기 위해서는 버퍼 점유량이 상한값을 넘어섰을 때 BSR 메시지를 생성하여 기지국에 보고하는 것이다.
또다른 임의의 시각(T3)에서는 버퍼의 점유량이 하한값에 미달하였고 따라서 이 시각(T3)에서 BSR 메시지를 기지국에 보고한다.
버퍼의 점유량이 하한값 이하로 떨어졌다는 것은 보다 긴급한 서비스를 위해서 전송속도를 낮출 수 있다는 것이므로, 효율적인 채널 운용을 위한 유용한 정보가 된다.
또다른 임의의 시각(T4)에서는 버퍼의 점유량이 하한값을 넘어섰고 따라서 이 시각(T4)에서 BSR 메시지를 기지국에 보고해야 하지만, 이와같이 임계값(이 경우는 하한값) 근처에서 버퍼 점유량이 빈번하게 변화되는 경우에 그 때마다 BSR메시지가 발생하면 오히려 역방향 트래픽 자원의 낭비만 가져올 수 있다.
따라서, 이 것을 방지하기 위한 휴지시간(Dormant Time : Ts)을 가진다.
즉, 임의의 시각(T3)에서 BSR 메시지 보고가 이루어지고 난 후, 상기 휴지시간(Ts) 이내에는 비록 버퍼의 점유량이 하한값을 넘어섰다고 해도 BSR 메시지를 보고하지 않는다.
이 휴지시간(Ts)은 상한값에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한 휴지시간(Ts)은 상한값과 하한값에 대하여 동일하게 설정할 수도 있고, 상한값과 하한값에 대하여 서로 다른 값으로 설정할 수도 있다.
따라서, 임계값 근처에서 BSR 메시지 보고가 이루어진 다음에는 소정의 설정된 시간(Ts) 이내에 BSR 메시지 보고 이벤트가 발생하더라도 이 것을 무시하고, 이러한 제어에 의해서 불필요하게 빈번한 BSR 메시지 생성과 보고, 이에 따른 역방향 트래픽 채널의 불필요한 점유를 방지할 수 있게 된다.
도7에 본 발명의 BSR 메시지 구조를 나타내었으며, 필드와 필드의 길이를 예시하였다.
메시지 ID(Message ID)는 '0x02'로 설정하며, 이 BSR 메시지를 확인하는 정보가 된다.
보고 사유(Report Reason)는 BSR 메시지가 발생된 사유를 의미하는데, '0x0'이면 주기적인 전송, '0x1'이면 버퍼 점유량이 상한값을 넘어선 경우, '0x2'는 버퍼 점유량이 하한값에 미달한 경우를 각각 의미한다.
그리고 보고 사유가 주기적인 전송('0x0')이 아닌 경우, 즉, 버퍼 점유량이 상한값을 초과하였거나 혹은 하한값에 미달된 경우에는 발생 사유만 보고하면 되므로 메시지ID와 보고 사유(Report Reason = '0x1' 또는 '0x2')만 메시지로 구성하여 기지국에 전송한다.
그러나 보고 사유가 주기적인 전송인 경우에는 다음의 필드를 추가로 구성하여 BSR 메시지를 전송한다.
즉, 주기적인 전송의 경우에는 버퍼 점유량(BufferOccupancy), 평균 버퍼 점유량 (AvgBufferOccupancy), 버퍼 점유량의 분산(BufferOccupancyVariance), 평균지연시간(AvgDelay), 최대 전송 지연시간(MaximumDelay), 평균 역방향 트래픽 채널 전송속도(AvgTxRate), 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도(MaximumTxRate), 관찰 기간 중 전송속도를 줄인 횟수(NumReduction)를 메시지 필드에 더 포함하여 역방향 트래픽 채널을 통해 기지국에 보고한다.
버퍼 점유량은 BSR 메시지가 작성될 당시의 버퍼내의 데이터 점유량을 나타내고, 평균 버퍼 점유량은 BSR 메시지 작성 주기(ReportInterval) 동안의 평균적인 버퍼 점유량을 나타내고, 버퍼 점유량의 분산은 버퍼내의 데이터 점유량의 분산을 나타낸다.
평균 지연시간은 BSR 메시지 작성 주기 동안에 버퍼에 저장된 패킷(데이터)이 겪은 지연시간의 평균이고, 최대 전송 지연시간은 BSR 메시지 작성 주기 동안에 버퍼에 저장된 패킷이 겪은 지연시간 중에서 가장 큰 전송 지연시간을 나타낸다.
평균 역방향 트래픽 채널 전송속도는 BSR 메시지 작성 주기 동안의 역방향 트래픽 채널의 전송속도의 평균값이고, 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도는 BSR 메시지 작성 주기 동안의 역방향 트래픽 채널의 전송속도 중에서 최대 전송속도값이다.
BSR 메시지 작성 주기안에서 전송속도를 줄인 횟수는 BSR 메시지 작성 주기안에서 단말기가 기지국으로의 전송속도를 몇회나 줄였는가를 나타낸다.
도7에서 살펴보면 메시지ID에는 8비트를 할당하였고, 보고 사유에는 4비트를 할당하였다.
그리고, 버퍼 점유량과 평균 버퍼 점유량에 각각 22비트를 할당하였고, 버퍼 점유량의 분산에 10비트를 할당하였다.
평균 지연시간과 최대 전송 지연시간, 평균 역방향 트래픽 채널 전송속도 및 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도에는 각각 16비트를 할당하여 시간값을 넣도록 하였다.
그리고, BSR 메시지 작성 주기안에서 전송속도를 줄인 횟수에 10비트를 할당하였으며, 예비용 비트(Reserved)를 두었다.
이와같이 단말기가 기지국에 BSR 메시지를 보고하기 위해서는 단말기가 BSR 메시지 작성 주기(ReportInterval), 버퍼 점유량의 상한값 및 하한값, 그리고 상기 도6에서 설명한 휴지시간(Ts)을 알아야 한다.
이 정보는 기지국에서 단말기로 BSR 파라미터 메시지를 보내서 처리된다.
즉, 기지국에서 단말기로 BSR 파라미터 메시지를 보내고, 단말기는 이 BSR 파라미터 메시지를 분석하여 RLP 버퍼에 대한 BSR 메시지 작성 주기와 버퍼 점유량의 상한값 및 하한값, 그리고 휴지시간(Ts)을 설정하고 이 값들에 기초해서 RLP 버퍼를 관찰한다.
도8에 BSR 파라미터 메시지의 구조를 예시하였다.
메시지ID(MessageID)는 이 BSR 파라미터 메시지를 확인하기 위한 정보이고 8비트를 할당하였다.
BSR 메시지 작성 주기(ReportInterval)는 단말기가 얼마만큼의 시간 간격으로 BSR 메시지를 작성해서 전송할 것인가를 결정하며 16비트를 할당하였고 시간값이 기록된다.
버퍼 점유량 상한값(UpperLimit)은 버퍼 내의 데이터 점유량에 따른 BSR 메시지 전송여부 판단의 최대 임계치로서 22비트를 할당하였고, 단말기의 RLP버퍼 내의 데이터 점유량이 이 값을 넘어서면 긴급상황으로 간주하여 상기 주기적 전송과 관계없이 BSR메시지(ID와 사유만 포함)를 전송하도록 한다.
버퍼 점유량 하한값(LowerLimit)은 버퍼 내의 데이터 점유량에 따른 BSR 메시지 전송여부 판단의 최소 임계치로서 22비트를 할당하였고, 단말기의 RLP버퍼 내의 데이터 점유량이 이 값보다 작으면 단말기 자신보다 긴급한 다른 서비스를 기지국에서 처리할 수 있도록 해주기 위한 유용한 정보로서 보고된다.
따라서, 단말기는 버퍼 내의 데이터 점유량이 상기 하한값∼상한값 사이에 있을 때에는 BSR 작성주기(ReportInterval) 마다 BSR 메시지를 작성하여 보고하고, 버퍼 점유량이 상한값을 초과하거나 혹은 하한값에 미달되면 BSR 작성주기 이전이라도 즉시 BSR 메시지를 작성하여 기지국에 버퍼 상황을 보고한다.
휴지시간(Dormant Time)은 BSR 메시지가 전송되는 최소의 시간 간격(도6에서 Ts)으로서 16비트를 할당하였고, BSR 메시지 보고가 이루어진 시점부터 이 휴지시간(Ts) 이내에는 BSR 메시지 보고를 수행하지 않음으로써, 임계치 부근에서 빈번한 버퍼 점유량 변화가 있어도 불필요한 BSR 메시지 작성과 보고, 역방향 트래픽 채널의 점유를 방지한다.
그리고 BSR 파라미터 메시지는 예비용 비트(Reserved)를 둔다.
도8과 같은 BSR 파라미터 메시지는 기지국에서 작성하여 순방향 링크를 통해 각 단말기에 전송되며, 각 단말기는 메시지ID를 확인하고 그 이하의 각 필드의 내용을 확인하여 기지국에 보고할 BSR 메시지의 작성주기, 버퍼 점유량을 관찰하기 위한 임계치 및 휴지시간에 따라 도7의 BSR 메시지를 작성하여 역방향 트래픽 채널을 통해 기지국에 전송하게 되는 것이다.
상기 BSR 메시지와 BSR 파라미터 메시지는 역방향 트래픽 채널 MAC 프로토콜(Medium Access Control Protocol)이 관리하도록 한다. 이 프로토콜은 생성된 BSR메시지를 역방향 트래픽 채널에 실어서 전송하고, BSR파라미터 메시지는 제어채널이나 순방향 트래픽 채널에 실어서 전송한다.
본 발명은 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 단말기의 버퍼 상태를 기지국에 보고하고, 이 것을 기초로 해서 기지국에서 단말기의 상태를 정확하게 판단하여 제어할 수 있기 때문에 역방향 트래픽 채널에 대한 전송속도를 조절해서 폭주를 예방할 수 있다.
또한, 서비스의 종류와 우선순위에 따른 서비스 품질의 보장이 가능하게 된다.

Claims (10)

  1. 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템에서 기지국에 의한 단말기로의 역방향 트래픽 채널 제어를 위하여 단말기의 RLP(Radio Link Protocol) 버퍼 상태를 보고할 때 버퍼 상태 보고 메시지(BSR메시지)가; 적어도 (a). 메시지ID, (b). 보고사유 필드를 가지고, 상기 보고 사유가 주기적 전송에 의한 것일 때에는, (c). 현재의 버퍼 점유량, (d). 평균 버퍼 점유량, (e). 버퍼 점유량의 분산, (f). 버퍼 내 데이터의 평균 지연시간, (g). 관찰기간 중 데이터의 최대 전송지연시간, (h). 평균 역방향 트래픽 채널 전송속도, (i). 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도, (j). 관찰 기간중 전송속도를 줄인 횟수를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보고사유가 버퍼 점유량이 소정의 설정된 기준에 근거하여 과도하거나 혹은 과소한 경우에는, BSR메시지가 메시지ID 및 과도 또는 과소를 기록한 보고사유 필드만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지.
  3. BSR 메시지를 단말기가 기지국에 보고하도록 기지국에서 단말기로 BSR 메시지 작성 및 전송을 제어하기 위하여, BSR 파라미터 메시지를 기지국에서 단말기로 전송하고 이때, BSR 파라미터 메시지가; (a). 메시지ID, (b). BSR 메시지 작성 주기, (c). RLP 버퍼 점유량의 과도 및 과소 판정을 위한 임계치, (d). 임계치에 의한 BSR 메시지 작성시의 휴지시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 파라미터 메시지.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 휴지시간은 RLP 버퍼 점유량의 과도 혹은 과소 판정을 위한 임계치 각각에 대하여 동일하거나 서로 다른 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 파라미터 메시지.
  5. 고속 무선 데이터 통신(HDR) 시스템 기지국에서 순방향 링크를 통해서 BSR 메시지 작성 제어정보로서 BSR 파라미터 메시지를 전송하는 단계, 단말기에서 상기 BSR 파라미터 메시지를 해독하는 단계, 단말기에서 상기 해독 결과에 따라 RLP 버퍼의 상태를 관찰하고 관찰 결과를 BSR 메시지로 작성하여 역방향 링크를 통해 기지국에 전송하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 BSR 파라미터 메시지가 순방향 링크의 제어채널이나 순방향 트래픽 채널을 통해서 단말기로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 BSR 메시지가 역방향 링크의 역방향 트래픽 채널을통해서 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 BSR 파라미터 메시지가 (a). 메시지ID, (b). BSR 메시지 작성 주기, (c). RLP 버퍼 점유량의 과도 또는 과소 판정을 위한 임계치, (d). 임계치에 의한 BSR 메시지 작성시의 휴지시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
  9. 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 BSR 메시지가 (a). 메시지ID, (b). 보고사유, (c). 현재의 버퍼 점유량, (d). 평균 버퍼 점유량, (e). 버퍼 점유량의 분산, (f). 버퍼 내 데이터의 평균 지연시간, (g). 관찰기간 중 데이터의 최대 전송지연시간, (h). 평균 역방향 트래픽 채널 전송속도, (i). 최대 역방향 트래픽 채널 전송속도, (j). 관찰 기간중 전송속도를 줄인 횟수를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 보고사유가 버퍼 점유량의 과도 또는 과소에 의한 것일 경우에, 단말기는 BSR 메시지에서 (a). 메시지ID와, (b). 버퍼 점유량의 과대 또는 과소 여부만 기록된 보고사유의 2개 필드만으로 BSR 메시지 전송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 무선 데이터 통신(HDR) 단말기의 버퍼상태 보고 메시지 전송방법.
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