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KR100414932B1 - 이동통신시스템의데이타통신방법 - Google Patents

이동통신시스템의데이타통신방법 Download PDF

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KR100414932B1
KR100414932B1 KR1019980002263A KR19980002263A KR100414932B1 KR 100414932 B1 KR100414932 B1 KR 100414932B1 KR 1019980002263 A KR1019980002263 A KR 1019980002263A KR 19980002263 A KR19980002263 A KR 19980002263A KR 100414932 B1 KR100414932 B1 KR 100414932B1
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김영기
조동호
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Abstract

이동통신 시스템의 데이터 통신 방법이, 데이터 전송상태에서 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 기지국이 이를 단말기에 통보하며, 기지국과 단말기가 동일한 시간에서 상기 전용 트래픽채널을 해제하고 제1제어유지상태로 천이하며, 제1제어유지상태에서 제2설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 기지국이 이를 단말기에 통보하고 단말기가 전용제어채널 및 역방향 파일럿 채널의 연결을 유지하는 상태에서 송신 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이한다.

Description

이동통신 시스템의 데이터 통신 방법{METHOD FOR COMMUNICATION DATA IN CDMA SYSTEM}
본 발명은 부호분할다중접속 이동통신 시스템의 데이터 통신 방법에 관한 것으로, 특히 트래픽 데이터 및 제어데이터의 전송 상태에서 송신 전력을 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다) 방식의 이동통신 시스템은 음성을 위주로 하는 IS-95 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 IMT-2000으로 논의되고 있다. 상기 IMT-2000 규격에서는 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스를 목표로 하고 있다. 상기 CDMA 이동통신 시스템에서 단말기와 기지국 사이에 존재하는 통신선로는 크게 기지국에서 단말기로 향하는 순방향 선로(Forward Link)와 반대로 단말기에서 기지국으로 향하는 역방향 선로(Reverse Link)로 구별된다.
상기 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 통신은 그 특성에 의해 데이터의 발생이 순간에 집중적으로 이루어지고, 상대적으로 데이터의 전송이 일어나지 않는 상태가 오래되도록 지속의는 휴지상태가 빈번하게 발생된다. 따라서 차세대 이동통신 시스템에서는 패킷 데이터 통신 서비스시 데이터 전송이 이루어지는 시점에서만 채널을 연결하는 방식을 제안하고 있다. 즉, 제한된 무선 자원, 기지국 용량, 이동단말기의 전력 소모 등을 고려하여 데이터 서비스를 수행하는 동안 전용의 데이터 트래픽 채널과 제어 채널을 연결하고, 데이터 전송이 이루어지지 않는 동안에는 채널을 해제하여 다른 단말기와 데이터 통신하기 위한 채널을 확보하며, 데이터 전송이 이루어지는 시점에서 신속하게 다시 채널을 연결할 수 있어야 한다.
그러나 데이터 전송을 중단한 상태대서 데이터의 전송을 재개하기 위하여 트래픽 채널 및 제어 채널을 재할당받으려면, 기지국과 단말기 사이에서 채널 재 협상이 이루어져야 한다. 이때 상기 재협상 과정에서 시그날링 오버헤드(overhead)와 지연(latenCy) 등이 발생한다. 이때 발생하는 오버헤드는 무선 링크 프로토콜(Radio Link Protocol)의 동기를 맞추긴 위해 주고받는 제어메시지, 데이터 서비스의 재연될시 이루어지는 서비스 협상에 필요한 제어메시지 등으로 구성된다.
따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 통신시 전송할 트래픽 데이터 제어데이터의 유무에 따라 채널을 연결 및 해제를 수행하여 채널 자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 데이터 통신 중 데이터의 전송이 일시 종단될 시 전용 제어 채널 및 파일럿 채널의 출력을 의 연결을 제어하여 채널 사용 효율을 향상시키고 소비 전력을 절약할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 제어유지상태를 구비하고, 상기 제어유지상태가 트래픽 채널이 해제되고 전용제어채널이 연결되는 정상 부상태와, 상기 연결된 전용채널 들이 논리적으로 연결되어 있지만 물리적으로는 자원소모가 일어나지 않게 하는 자원절감 부상태를 구비하여 데이터를 통신할 수 있는 상태 천이시 대응되는 상태에 따라 채널 형성 및 해제를 수행하여 데이터 통신 서비스 속도를 개선하는 동시에 전원을 절약할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 패킷 데이터 통신 방법은, 데이터 전송 중 일정시간 전송 데이터가 없으면 제어유지상태내의 정상부상태로 천이해 전용 트래픽 채널을 해제하고 다시 일정시간이 경과하면 역방향 파일럿 채널의 송신을 중단시키고 새로이 정의된 자원절감부상태로 천이하여 전용 제어채널의 논리적 연결을 유지한 채 단말기의 역방향 파일럿 채널 송신 동작을 중단해서 자원의 소모를 막고, 제어 채널 유지 과정에서 데이터 발생시 역방향 파일럿 채널 송신 동작을 재개한 후 상기 전용 트래픽 채널 및 파일럿 채널을 생성하여 상기 데이터 전송 과정으로 천이함을 특징으로 한다.
도 1은 이동통신시스템의 데이터 서비스 상태 천이를 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 제어유지상태의 동작을 설명하긴 위한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어유지상태의 자원 절감 부상태에서 순방 향선로의 전용제어 채널 초기 출력 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 이동동신시스템에서 호를 세트업하여 데이터 전송상태로 천이되고, 데이터 전송상태에서 제어유지상태로 천이되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 데이터 전송상태에서 제어유지상태로 천이되고, 제어유지상태에서 대기상태로 천이되는 과정을 설명하기 위한 도면
이동통신 시스템에서 데이타 통신을 효율적으로 수행하기 위해서는 종래의 이동통신 시스템과는 달리 새로운 채널들을 필요로 하고, 또한 이들 채널을 이용하여 데이타 통신을 효율적으로 하기 위한 새로운 상태들을 구비하여야 한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의성을 고려하여, 먼저 본 발명의 실시예에서 사용되는 채널들을 정의하고, 두 번째로 본 발명의 실시예에서 데이타 통신을 서비스하는 과정을 단계적으로 수행하는 상태들을 정의하기로 한다.
하기의 설명에서 "연결"이라는 용어는 논리적 및 물리적으로 연결된 상태를 의미한다. 또한 "논리적 연결"이라는 용어는 자원이 할당되어 논리적으로는 연결된 상태이지만 전력 소모를 줄이기 위하여 물리적으로는 송신 출력이 제어되는 상태를 의미한다. 또한 "트래픽 데이터"는 사용자 데이터를 의미하고, "제어데이터"는 전용제어채널을 통해 통신되는 제어메시지 및 시그날링을 포함하는 것을 의미하며 "데이터"는 제어데이터와 트래릭 데이터를 포함하는 것으로 가정한다.
먼저 순방향 선로 및 역방향 선로의 논리채널(logical channel) 및물리채널(physical channel)들의 관계는 하기 ＜표 1＞과 같다.
상기 ＜표 1＞에서 새롭게 정의된 상태 천이 모델에 맞게 설계된 논리 채널의 종류를 살펴본다.
패킷 호출 채널(pacekt paging channel : PPCH)는 기지국이 3계층 시그날링 메시지와 매체 접속 제어 메시지를 전달하는 순방향 채널이다. 이 채널은 일 대 다중 방식을 이용한 채널이다. 상기 PPCH를 도먼트 상태에서는 PDPCH로 명명하여 사용하고, 대기 상태에서는 PSPCH 로 명명해서 사용하고 있다. 패킷 접속 채널(packet access channel : PACH)는 3계층 시그날링 메시지와 매체접속제어 메시지를 전송하기 위해 단말기에서 사용하는 채널이다. 이 채널은 경쟁서비스를 이용한 접속을 통해서 이동단말이 공유하는 채널이다. 패킷 접속 채널은 도먼트 상태에서는 PDACH로 명명하여 사용하고, 대기 상태에서는 PSACH로 명명해서 사용하고 있다. 전용 매체 접속 제어 채널(Dedicated MAC channel : DMCH)은 매체 접속 제어 메시지를 전송하는데 필요한 양방향 채널이다. 이 채널은 패킷 서비스의 제어 유지 상태와 데이터 트래픽상태에서 할당되는 일대일 채널이다. 전용 시그날링 채널(dedicated signalling channel : DSCH)은 3계층 시그날링 메시지를 전송하는데 필요한 채널이다. 이 채널은 패킷 서비스의 제어 유지 상태와 데이터 트래픽 상태에서 할당되는 일 대 일 채널이다. 전용 트래픽 채널(dedicated traffic channel : DTCH)은 실제 데이터를 전송하는데 필요한 채널이다. 이 채널은 패킷 서비스의 데이타 전송 상태에서 할당되는 일대일 채널이다. 공통 트래픽 채널(common traffic channel : CTCH)은 도먼트 상태 내의 도먼트/유휴 부상태에서의 패킷 서비스와 유사한 순간적인 짧은 데이터를 전송하는 순방향 또는 역방향 채널이다. 이 논리 채널은 짧은 데이터의 전송 주기동안 할당되는 일대일 채널이다.
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템은 데이타 통신 서비스를 위하여 역방향 선로와 순방향 선로에 다음과 같은 채널(Channel)들을 두고 있다.
먼저 상기 순방향 선로의 채널은 상기 ＜표 1＞에 나타난 바와 같이 공통 제어 채널(Common Control Channel), 전용 트래픽 채널(Dedicated Traffic Channel), 전용 제어 채널(Dedicated Control Channel), 호출 채널(Paging Channel), 파일럿 채널(Pilot Channel) 이 있다. 파일럿 채널은 단말기와 기지국 사이의 동기 일치(Synchronization) 혹은 단말기 전력제어에 사용되며, 이 채널을 통해 기지국이 전송하는 파일럿신호를 모든 단말이 수신할 수 있다. 호출 채널은 기지국에서 어떤특정 단말기를 찾을 때 사용된다. 그러나, 이 채널은 모든 단말기가 수신할 수 있으므로 메시지에 단말기를 구별할 수 있는 식별자를 필요로 하므로 많은 양의 데이터를 전송하기에는 적합하지 않다. 많은 양의 데이터를 전송하기 위해서 각 단말에게 고유하게 부여하는 채널이 전용 제어 채널과 전용 트래픽 채널이다. 상기 전용 트래픽 채널은 사용자의 패킷 데이터 전송에 사용되고 전용 제어 채널은 제어메시지 및 시그날링 메시지 전송에 사용된다. 이 전용 채널은 파일럿 채널에 동기되어 있어서 데이터를 전송하고 싶을 때만 전송할 수 있는 불연속 전송 모드(DTX mode : Discrete Transmit Mode)로 동작한다. 파일럿 채널은 항상 그 출력이 유지되기 때문에 동기를 상실하지 않을 수 있기 때문이다. 불연속 전송 모드는 불필요한 데이터 출력을 없애 기지국 전체의 출력량을 효율적으로 사용할 수 있게 해준다.
또한 상기 역방향 선로에는 상기 ＜표 1＞에 나타낸 바와 같이 공통 접근 채널(Common Access Channel), 패킷 접근 채널(Packet Access Channel), 전용 트래픽 채널, 전용 제어 채널, 전용 파일럿 채널(Dedicated Pilot Channel)이 있다. 공통 접근 채널과 패킷 접근 채널은 여러 단말이 공유하며 사용하는 채널로 주로 전용 채널의 할당에 필요한 제어 신호 전송에 사용된다. 전용 트래픽 채널과 전송 제어 채널은 순방향의 경우와 동일하게 사용된다. 전용 파일럿 채널은 파일럿 신호 및 전력제어정보를 전송하는 채널로써, 순방향의 경우와 달리 각 단말마다 하나씩 전송한다. 그 이유는 여러 단말의 위치가 서로 다르기 때문에 한 단말의 파일럿 동기를 다른 단말이 사용할 수 없기 때문이다.
상기와 같은 채널을 이용하여 데이타의 전송이 이루어지며, 단말기와 기지국은 도 1과 같은 같은 상태 천이도를 따라 동작하게 된다.
먼저 패킷 널 상태(Packet Null State)111은 전원만 인가되어 있는 상태로 데이타 서비스와 관련된 요구가 들어오기를 기다리는 일종의 대기 상태에 해당된다. 이 패킷 널 상태111에서 외부에서 패킷 데이터 서비스에 대한 요구가 들어오면 초기화 상태113으로 천이 한다.
상기 초기화 상태(Initialization State)113은 데이터 전송에 필요한 제어 채널을 순방향 선로와 역방향 선로에 대해 설정하는 상태다. 이때 설정되는 제어 채널은 한 단말기만이 사용할 수 있는 전용 제어 채널이다. 상기 전용 제어 채널에 대한 설정이 완료되면 제어 유지 상태(Control Hold State)115로 천이 한다.
상기 제어 유지 상태115는 실제적으로 전송할 데이터가 발생하면, 발생된 데이타를 전송하기 위해서 전용 트래픽 채널을 설정하고, 데이터 전송 상태(Active State)117로 천이 한다. 상기 데이터 전송 상태117에서는 전용 트래픽 채널과 전용 제어 채널을 이용해서 각각 트래픽 데이터와 제어데이터를 전송한다. 상기 데이터 전송 상태117에서 타이머 T_Active값 이상으로 전송할 데이터가 없으면, 다시 제어 유지 상태117로 천이 되며, 이때 상기 전용 트래픽 채널은 해제된다. 상기 제어 유지 상태115에서도 T_Hold이상 전송할 데이터가 발생하지 않으면 상기 전용 제어 채널을 해제하고 대기 상태(Suspended State)119로 천이 한다. 여기서 상기 타이머들은 기지국 또는 단말기에 구비될 수 있으며, 또한 모두에 구비될 수도 있다. 여기서는 상기 타이머들이 기지국에 구비되고, 상기 기지국은 상기 타이머를 이용하여 상태 천이를 수행하며, 단말기는 상기 기지국의 제어에 의해 상태가 천이된다고 가정한다.
상기 대기 상태119는 각 단말기에 할당되던 고유한 채널인 전용 제어 채널, 전용 트래픽 채널이 모두 해제된다. 이 상태에서 기지국과의 통신은 다수의 단말기가 공유하며 사용하는 공통 제어 채널을 이용해서 이루어진다.
이때 상기 제어 유지 상태115에서는 전용 제어 채널과 파일럿 채널을 양방 향으로 유지하고 있다. 여기서 상기 유지라는 의미는 실제 전송할 데이터가 없더라도 제어채널을 연결하여 원할 땐 제어신호를 전송할 수 있는 상태를 유지한다는 의미이다. 상기 기지국에서 단말기로 향하는 순방향 선로에서 기지국은 전원에 대한 제한이 거의 없으므로 소모되는 전력이 문제가 되지 않는다. 그러나, 상기 단말기에서 기지국으로 향하는 역방향 선로의 경우 데이터를 전송하는 기기가 단말기이고, 이런 단말기는 배터리를 사용하므로 사용할 수 있는 전력량이 한정되어 있다. 따라서 이동통신 시스템에서 단말기의 전력 소모를 줄이는 것은 매우 중요한 일이다.
따라서 상기 대기상태119는 전용채널을 해제해서 전력을 포함한 여러가지 자원의 소모를 줄이기 위해서 사용되는 상태이다. 그러나 상기 대기 상태119는 제어 채널의 재설정에 많은 시간을 소모하기 때문에 데이터의 전송효율을 저하시킨다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어 유지 상태115는 단말기가 갖게되는 전력소모 문제와 대기상태119가 가지는 전송효율 저하 문제를 보완하는 부상태(Sub-state)를 구비한다. 따라서 상기 제어 유지 상태115는 도 2에 도시된 바와 같이 정상 부상태(normal substate)151과 자원 절감 부상태(Resource Save Substate)153을 구비한다.
상기 정상 부상태151은 전용 트래픽 채널은 연결되지 않은 상태에서 전용 제어 채널만 연결되어 상태 변화에 따른 제어 정보를 수신할 수 있는 상태가 된다. 이때 상기 정상 부상태151에서 제어신호 혹은 데이터의 전송 없이 T_Normal시간 이상 유지되면 이를 단말기에 통보하고 상기 자원 절감 부상태153으로 천이한다. 그러나 상기 T_Normal시간 이내에 전송할 데이터가 발생되거나 단말기로부터 제어신호를 수신하면, 기지국은 이를 단말기에 알린 후 전용 트래픽 채널을 설정하며 다시 데이터 전송 상태117로 천이한다.
상기 자원 절감 부상태153은 상기 전용제어채널 및 역방향 파일럿 채널은 논리적으로 연결한다. 이때 역방향 선로 파일럿 채널의 출력은 "0"이 된다. 그러면 상기 역방향 선로의 파일럿 채널 및 순방향 전용제어채널을 통해서 전송되던 전력 제어 비트(Power Control Bit)가 전송되지 않게 되므로, 기지국과 단말기간에 수행되던 폐회로 전력 제어(close loop power control)가 해제된다. 상기 역방향 선로의 파일럿 채널이 전송되지 않으므로, 이를 이용해 동기를 유지하던 역방향 선로의 전용 제어 채널(Dedicated Control Channel)도 제어 데이터를 전송할 수 없게 된다. 그러나 상기 전용 제어 채널의 경우, 불연속 전송 모드를 사용하므로 파일럿 채널에 의한 동기가 필요하다. 상기 자원 절감 부상태153에서 타이머 T_Save시간이 지나도록 전송할 사용자 데이터나 제어데이터가 발생하지 않으면 기지국은 이를 단말기에 통보하고 상기 대기상태119로 천이한다. 그러나 상기 자원 절감 부상태 153에서 상기 타이머 T_Save시간 이내에 전송할 데이터가 발생하면, 기지국은 이를 단말기에 통보하고 상기 정상 부상태151로 천이한다.
상기 자원 절감 부상태153에서 상기 정상 부상태151로 천이하는 과정을 살펴보면, 상기 자원 절감 부상태153에서 데이터의 전송이 일어나는 경우는 크게 기지국에 의해서 시작되는 경우와 단말기에 의해서 시작되는 경우로 나눌 수 있다.
먼저 상기 기지국에 의해서 전송되는 경우, 상기 단말기를 자원 절감 부상태153에서 정상 부상태151로 천이하도록 하는 명령은 순방향 선로의 전용 제어 채널을 통해서 전송된다. 그러나, 이때 순방향 선로의 전용 제어 채널은 전력제어를 적용할 수 없기 때문에 적정한 방법으로 전송되는 전력량을 결정해야 한다. 상기 순방향 선로의 전용 제어 채널의 초기 전력량은 정상 부상태151에서 사용되던 값을 사용한다. 만일 이 값으로 응답이 없으면 출력량을 증가시켜 다시 시도한다. 이와 같은 재전송은 단말기가 이동성을 가지기 때문에 발생한다. 상기 자원 절감 부상태153에 천이하기 전보다 기지국으로부터 단말기가 멀리 이동하였으면 이전에 사용되던 초기 전력 값이 모자랄 수 있기 때문이다. 이와 같은 절차를 통해 다른 단말기에 간섭을 줄이면서 채널을 복구할 수 있다. 자원 절감 부상태153에서 순방향 선로의 전용 제어 채널의 초기 전력량을 결정하는 방법을 그림으로 나타낸 것이 도 3에 도시되어 있다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 자원 절감 부상태153 상태로 천이되는 경우, 순방향 및 역방향 전용제어채널들 및 역방향 파일럿 채널이 논리적으로 연결되고 순 방향 파일럿 채널은 연결된 상태가 되며, 따라서 폐루프 전력 제어 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 상기 자원 절감 부상태153으로 천이되면, 기지국은 311단계에서 전용제어채널의 초기 전력량을 상기 정상 부상태151에서 사용되던 값으로 설정한 후, 313단계에서 채널 데이터를 출력한다. 이후 315단계에서 출력 량이 적정한가를 판정하는데, 응답이 없는 경우에는 상기 317단계로 진행하여 출력 량을 증가시킨 후 위와 같은 과정을 반복 수행한다. 그리고 상기 315단계에서 출력량이 적정한 상태로 판단되면, 루틴을 종료한다.
또한 단말기에 의해서 데이터 전송이 시작되는 경우, 상기 단말기는 역방향 선로의 파일럿 채널의 출력을 정상적인 상태로 만든다. 이때 역방향 파일럿 채널의 전력량은 순방향 링크의 파일럿 채널의 신호 세기를 기준으로 계산하여 결정한다.
이와 같이 역방향 선로의 파일럿 채널은 언제든지 정상상태로 바뀔 수 있으므로, 상기 기지국은 자원 절감 부상태153에 있는 단말이 전송하는 역방향 선로의 파일럿 채널을 수신할 수 있도록 항상 대기하고 있어야 한다. 상기 기지국이 단말기의 파일럿 채널을 검출하기 위해서는 일정시간 동안 역방향 파일럿 채널을 통해 수신되는 파일럿신호를 검색해야 한다. 이것을 검색창(Search Window)라고 한다. 그러나, 단말기가 역방향 파일럿 채널을 논리적으로 연결한 상태에서 이동하면 다시 파일럿 채널을 켰을 때 즉시 파일럿 채널을 검색하는 시간을 증가 시켜야 한다. 상기와 같은 증가되는 검색시간은 단말기의 최대 이동속도, 역방향 파일럿 채널의 출력을 제어하는 시간을 다음과 같은 관계를 갖도록 하면, 역방향 파일럿 채널의검색 시간을 최소화 할 수 있다.
상기 기지국이 역방향 선로의 파일럿 채널을 획득하면, 기지국은 파일럿 채널이 획득되었음을 알리는 제어 메시지를 순방향 선로의 전용 제어 채널을 통해 전송한다. 이와 아울러 복구된 역방향 파일럿 채널의 세기를 바탕으로 순방향 선로의 전용 제어 채널로 전송할 전력 제어 비트를 생성하여 전송한다. 이때 단말기는 이 정보를 이용하여 역방향 선로를 통해 전송할 전력 제어 비트를 결정할 수 있다. 상기와 같은 과정을 수행하면, 상기 자원 절감 부상태153에서 논리적으로 연결된 제어채널을 모두 복구한 것이며, 이는 저상 부상태151로 천이되었음을 나타낸다. 이때 상기 타이머를 구동하여 T_Normal을 재설정하고 상태를 나타내는 변수도 정상 상태로 바꾸어준다.
상기 자원 절감 부상태153에 있던 단말기가 대기 상태119로 천이해 가는 과정은 다음과 같다. 상기 자원 절감 부상태153에 있는 단말기를 대기 상태119로 천이하는 동작은 상기 단말기와 기지국에 의해서 모두 이루어 질 수 있어야 한다. 상기 단말기에 의해서 상태 천이가 이루어지는 경우는 전송할 데이터가 생긴 경우와 마찬가지로 역방향 선로의 전용 제어 채널을 복구하여 정상 부상태151로 천이한후, 전용제어채널을 통해 대기상태119로 천이함을 알리는 메시지를 기지국에 전송하고, 이후 상기 119로 천이한다. 만일, 기지국에 의해서 천이가 일어나는 경우, 기지국은 현재 동작중인 순방향 선로의 전용 제어 채널을 이용해서 상태 천이가 필요함을 알리는 메시지를 단말기에 전송하고, 이를 수신한 단말기는 자원절감 부상태153에서 전용제어채널을 해제하고 바로 대기 상태119로 천이한다.
상기 대기 상태119에서 제어 유지 상태115로 천이할 때 선택되는 부상태는 정상 부상태151이다. 상기 자원 절감 부상태153를 거치는 않는 이유는 전용 제어 채널의 설정 시간을 단축하기 위한 것이다. 그러나 역방향인 자원 절감 부상태153에서 대기 상태119로 천이할 때에는 상기 정상 부상태151로 천이한 후 대기 상태119로 천이한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 초기화 과정을 수행하면서 양방향 전용제어채널을 연결한 후 데이터를 전송하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
먼저 초기화 상태113에서 호출 채널이나 접근 채널을 이용하여 데이타 전송에 관한 요구가 발생되면, 기지국은 411단계에서 전용 제어 채널을 설정한 후 제어 유지 상태115의 정상 부상태151로 천이한다. 그리고 상기 정상 부상태151에서 전송할 데이터가 발생되거나 전용 제어 채널을 통해서 전송 제어 데이터가 수신되면, 413단계에서 이를 단말기에 알린 후 전용 트래픽 채널을 설정하며 데이터 전송 상태117로 천이한다. 그러면 상기 데이타 전송 상태에서는 전용 트래픽 채널 및 전용 제어 채널이 연결된 상태이며, T_Active를 구동하면서 상기 전용 트래픽 채널을 통해데이타 통신 기능을 수행하고, 전용 제어 채널을 통해 제어메시지 및 시그날링 메시지를 교환한다. 여기서 상기 T_Active는 데이타 전송 상태117에서 데이타 전송이 중단되어 정상 부상태151로 천이시키기 위한 제1기준시간이다. 따라서 상기 데이타 전송 상태117에서는 상기 타이머 T_Active주기 내에 데이타 전송되면 계속하여 데이타 전송 상태117을 유지한다. 즉 상기 T_Active는 데이터가 발생되면 초기화되어 다시 카운트를 시작한다.
그러나 상기 데이타 전송 상태117에서 데이타 전송의 중단 시간이 상기 T_Active기간을 벗어나면(초과하면) 415단계에서 이를 감지하게 되며, 417단계에서 전용 제어 채널을 통해 이를 단말기에 알린 후 전용 트래픽채널을 해제하며 상기 정상 부상태151로 천이한다. 이때 상기 T_Active는 소멸된다. 상기 정상 부상태151로 천이되면 타이머 T_Normal을 구동한 후, 419단계에서 상기 전용 제어 채널의 정보를 분석하면서 상기 타이머 T_Normal기간 내에 전송할 데이터가 발생되는가 검사한다. 여기서 상기 T_Normal은 정상 부상태151에서 자원 절감 부상태153으로 천이하기 위한 제2기준시간이다. 이때 상기 타이머 T_Normal구간 내에 전송할 데이터가 발생되면, 상기 419단계에서 이를 감지하고 421단계에서 전용 트래픽 채널을 할당하기 위한 제어 메세지를 단말기에 알린 후 전용 트래픽채널을 설정하며 상기 데이터 전송 상태117로 천이한다.
그러나 상기 정상 부상태117에서 정상 부상태151의 유지 시간이 상기 타이머 T_Normal기간을 벗어나도록(초과하도록) 데이타 전송이 없으면, 상기 419단계에서 이를 감지하게 되고, 423단계에서 단말기의 파일럿 채널(역방향 파일럿 채널)을 논리적인 연결 상태를 유지하도록 단말기에 알린 후, 출력을 중단시키고 자원 절감 부상태153으로 천이한다. 상기 자원 절감 부상태153에서는 순방향 선로(기지국에서 전송하고 단말기가 수신하는 링크)의 역방향 링크의 파일럿 채널 및 전용 제어 채널은 논리적으로 연결된 상태이며, 역방향 선로(단말기에서 전송하고 기지국이 수신하는 링크)의 파일럿 채널도 논리적으로 연결되어 출력이 제어되고 전용 제어 채널도 논리적으로만 연결된 상태이다. 따라서 상기 단말기에서 역방향 선로를 통해 송신되는 신호가 없는 상태이므로 단말기의 전원을 절약할 수 있으며, 전용 제어 채널은 논리적으로 연결된 상태이므로 전송할 데이터 발생시 신속하게 데이터 전송 동작을 수행할 수 있다. 이때 상기 T_Normal은 소멸된다.
상기 자원 절감 부상태153으로 천이되면, 타이머 T_Save를 구동한 후, 425단계에서 상기 전용 제어 채널의 정보를 분석하면서 상기 타이머 T_Save주기 내에 전송할 데이터가 발생되는가 검사한다. 여기서 상기 T_Save는 자원 절감 부상태425에서 대기 상태로 천이하기 위해 사용되는 제3기준시간이 된다. 상기 타이머 T_Save구간 내에 전송 요구가 발생되면, 상기 425단계에서 이를 감지하고 427단계에서 양방향 전용 제어 채널 및 역방향 파일럿 채널을 설정하기 위한 제어메세지를 단말기에 알린 후 상기 정상 부상태151로 천이한다. 그리고 상기 정상 부상태151에서는 429단계에서 상기 전용 트래픽 채널을 할당한 후 상기 데이터 전송 상태117로 천이한다.
상기한 바와 같이 데이타 전송 과정에서 데이타의 전송이 단속되는 주기가 상기 제1기준시간을 초과하면 현재 통신 중이던 전용 트래픽 채널의 연결을 해제하고 전용 제어 채널만 연결된 상태를 유지한다. 따라서 실제 데이타가 전송되지 않는 시간에서는 트래픽 채널의 연결을 해제하므로써, 다른 가입자들의 트래픽 채널 효율을 향상시킬 수 있게된다. 또한 상기 전용 제어 채널은 연결된 상태이므로, 정상 부상태151에서 데이타가 발생되는 즉시 새로운 전용 트래픽 채널을 생성하면서 데이타 전송 상태117로 천이할 수 있다.
그리고 상기 정상 부상태151에서 상기 제2기준시간을 초과하도록 전송할 데이타가 발생되지 않는 경우, 역방향 파일럿 채널을 논리적으로 연결시켜 출력을 제어하고, 전용 제어 채널들도 논리적인 연결 상태를 유지하는 자원 절감 부상태153로 천이한다. 이런 경우 단말기에서 송신되는 신호가 없으므로 단말기의 전원을 절약할 수 있으며, 전용 제어 채널은 연결 상태이므로 데이타 발생시 신속하게 상기 정상 부상태151로 천이될 수 있다.
도 5는 데이타 전송 과정에서 생성한 채널을 해제하고 대기하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 데이타 전송 상태는 전용 트래픽 채널 및 전용 제어 채널이 연결된 상태이며, T_Active를 구동하면서 상기 전용 트래픽 채널을 통해 데이타 통신 기능을 수행하고, 전용 제어 채널을 통해 제어 정보를 교환한다. 상기 데이타 전송 상태117에서 데이타 전송의 단속 시간이 상기 타이머 T_Active주기를 초과하면, 기지국은 511단계에서 전용 채널을 통해 이를 단말기에 알린 후 전용 트래픽 채널을 해제하며 상기 저상 부상태151로 천이한다. 이때 상기 T_Active는 소멸된다. 상기 정상 부상태151로 천이되면 기지국은 T_Normal을 구동한 후, 513단계에서 상기 전용 제어 채널의 정보를 분석하면서 상기 타이머 T_Normal주기 내에 전송할 데이터가 발생되는가 검사한다.
그러나 상기 정상 부상태117에서 정상 부상태151의 유지 시간이 상기 T_Normal주기를 초과하도록 데이타 전송이 없으면, 기지국은 상기 513단계에서 이를 감지하게 되고, 515단계에서 양방향 전용제어채널 및 단말기의 파일럿 채널(역방향 파일럿 채널)을 논리적으로 연결시켜 출력을 제어하고 이를 단말기에 알린 후 자원 절감 부상태153으로 천이한다. 따라서 상기 단말기에서 역방향 선로를 통해 송신되는 신호가 없는 상태이므로 단말기의 전원을 절약할 수 있으며, 전용 제어 채널은 논리적으로 연결된 상태이므로 데이타 전송 요구시 신속하게 데이타 전송 동작을 수행할 수 있다. 이때 상기 타이머 T_Normal은 소멸된다.
상기 자원 절감 부상태153으로 천이되면 타이머 T_Save를 구동한 후, 517단계에서 상기 전용 제어 채널의 정보를 분석하면서 상기 타이머 T_Save주기 내에 데이타 발생이 없는가 검사한다. 여기서 상기 T_Save는 자원 절감 부상태153에서 대기 상태119로 천이하기 위한 기준시간이 된다. 이때 상기 자원 절감 부상태153에서 상기 타이머 T_Save가 경과하도록 데이타 발생이 없으면, 기지국은 대기 상태119로 천이하기 위한 메시지를 전송하기 위해 519단계에서 일단 상기 정상 부상태151로 천이한다. 그러면 상기 정상 부상태151에서는 상기 전용 제어 채널을 통해 대기 상태 천이 메시지를 송출한 후, 529단계에서 대기 상태119로 천이한다.
상기 대기 상태119로 천이되면, 상기 데이타 전송을 위해 할당된 전용 트래픽 채널들 및 역방향 파일럿 채널, 전용 제어 채널은 모두 해제된 상태가 되며, 이후 데이타 전송이 재시도되면 공통 채널을 통해 다시 연결을 수행하여야 한다. 즉, 상기 대기 상태119에서 데이타가 발생되면, 상기 정상 부상태151로 천이하여 상기와 같은 동작을 수행하면서 데이타 전송 상태117로 천이된다.
또한 상기 정상 부상태151에서 우선 순위가 높은 요구(high priority call)가 발생되는 경우에는 523단계에서 이를 감지하고, 525단계에서 바로 대기 상태119로 천이한다. 그리고 상기 자원 절감 부상태153에서도 우선 순위가 높은 요구가 발생되면, 527단계에서 이를 감지하고, 일단 정상부상태151로 천이해서 대기상태천이메시지를 주고 받은 후 대기 상태119로 천이한다.
상기와 같이 데이타 전송 상태117에서 대기 상태119로 천이될 시, 데이타의 전송의 중단되는 시간에 따라 순차적으로 전용 트래픽 채널 및 파일럿 채널의 연결을 해제한다. 또한 정상 부상태151 및 자원 절감 부상태153에서 우선 순위가 높은호가 발생되면, 즉시 대기상태119로 천이하여 해당 호를 서비스한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템은 데이타 통신 서비스시 제어 유지 상태115가 정상 부상태151과 자원 절감 부상태153으로 구분되며, 상기 자원 절감 부상태153에서는 단말기가 역방향 선로에 대해서 송신하는 전용 파일럿 채널 및 전용제어채널을 논리적으로 연결시켜 출력을 내보내지 않는다. 이렇게 하면 단말기의 전력소모를 줄일 수 있다. 그리고 전용 파일럿 채널이 단속(On/Off)되면서 발생되는 단말기와 기지국 사이의 전력 제어 문제는 폐루프 전력 제어가 불가능한 상태에서 전용 파일럿 채널과 전용 제어 채널의 초기 출력값을 결정한다. 또한 상기 단말기가 파일럿 채널의 출력을 오프시켰다가 다시 동작시키는 경우, 상기 기지국이 이를 검출할 수 있도록 단말기의 이동 특성을 고려한 역방향 선로 파일럿 채널 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템은 제어 유지 상태를 세분하여 정상 부상태와 자원 절감 부상태로 나누며, 단말기에서 소모되는 전력을 대기 상태의 수준으로 감축하면서도 데이타의 전송에 필요한 전용 데이타 채널의 설정 시간을 단축하여 전체적인 시스템의 데이타 전송 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (18)

  1. 전용 트래픽 채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고 전송할 제어정보가 있을시 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하는 데이터 전송상태를 구비하는 이동 통신 시스템의 기지국 데이터 통신 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송상태에서 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 전용 트래픽 채널을 해제하고 전용제어채널의 연결 상태를 유지하는 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태로 천이한 후 제2설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 전용제어채널을 논리적으로 연결하여 송신신호의 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전송하는 데이터가 사용자 데이터 및 제어 데이터임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신방법.
  3. 제1항 또는제2항에 있어서, 상기 제2제어유지상태의 논리적 연결이, 상기 채널 자원이 논리적으로 할당된 상태에서 해당 채널의 송신 출력을 중단시키는 것임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신 방법.
  4. 전용 트래픽채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을시 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하며, 역방향 파일럿 채널을 통해 파일럿 신호를 전송하는 데이터 전송상태를 구비하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송상태에서 상기 전용 트래픽 채널을 해제하고 전용제어채널 및 역방향 파일럿채널의 연결 상태를 유지하는 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태에서 송신전력을 절약하기 위하여 상기 전용제어채널 및 역방향 파일럿채널의 송신신호 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 데이터가 사용자 데이터 및 제어데이터임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2제어유지상태의 논리적 연결이 상기 채널 자원이 논리적으로 할당된 상태에서 해당 채널의 송신 출력을 중단시키는 것임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신 방법.
  7. 기지국이 단말기에 순방향 전용 트래픽채널을 통해 트래픽 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을 시 순방향 전용제어채널을 통해 제어데이터를 전송하며, 단말기가 기지국에 상기 전용 트래픽채널을 통해 트래픽 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을 시 역방향 전용제어채널을 통해 제어 데이터를 전송하며, 역방향 파일럿 채널을 통해 순방향 링크 전력제어정보를 전송하는 데이터 전송상태를 각각 구비하는 이동통신 시스템의 데이터 통신 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송상태에서 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 기지국이 이를 단말기에 통보하고, 상기 기지국와 단말기가 동일한 시간에서 상기 전용 트래픽채널을 해제하며 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 데이터 전송송태에서 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 기지국이 이를 단말기에 통보하고, 상기 기지국과 단말기가 동일한 시간에서 상기 전용 트래픽채널을 해제하며 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태로 천이한 후 제2설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 기지국이 이를 단말기에 통보하며, 상기 단말기가 상기 전용제어채널 및 역방향 파일럿 채널의 연결을 유지하는 상태에서 송신 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 데이터 통신방법
  8. 제7항에 있어서, 상기 데이터가 사용자 데이터 및 제어데이터임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 데이터 통신방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2제어유지상태의 출력을 제어하는 과정이 해당 채널의 송신 출력을 중단시키는 것임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 데이터 통신 방법.
  10. 전용 트래픽채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고 전송할 제어정보가 있을 시 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하는 데이터 전송상태를 구비하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신 방법에 있어서,
    사기 데이터 전송상태에서 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 전용 트래픽 채널을 해제하고 전용제어채널의 연결 상태를 유지하는 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태로 천이한 후 제2설정시간이 경과하기 전에 전송할 데이터가 발생되면, 상기 전용 트래픽 채널을 설정한 후 상기 데이터 전송상태로 천이하는 과정과,
    사기 제1제어유지상태로 천이한 후 상기 제2설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 전용제어채널을 논리적으로 연결하여 송신신호의 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태로 천이한 후 제3설정시간이 경과하기 전에 전송할 데이터가 발생되면, 송신출력을 복구한 후 전용트래픽 채널을 할당하고 상기 데이터 전송상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태로 천이한 후 제3설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면 상기 전용제어채널을 해제하고 대기상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전송하는 데이터가 사용자 데이터 및 제어 데이터임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2제어유지상태의 송신 출력제어가 해당 채널의 송신 출력을 중단시키는 것임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 기지국 데이터 통신 방법.
  13. 전용 트래픽채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을 시 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하며, 역방향 파일럿 채널을 통해 파일럿 신호를 전송하는 데이터 전송상태를 구비하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송상태에서 상기 전용 트래픽 채널를 해체를 위한 제어데이터 수신시 상기 전용트래픽채널을 해제하고 전용제어채널 및 역방향 파일럿채널의 연결 상태를 유지하는 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태에서 전용트래픽채널 할당 메시지 수신시 전용트래픽 채널을 설정한 후 상기 데이터 전송상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태에서 출력제어용 제어데이터 수신시 송신 전력을 절약하기 위하여 상기 역방향 전용제어채널 및 파일럿채널의 연결을 유지하며 송신 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태에서 통신 재개용 제어데이타 수신시 사익 송신출력 제어를 중단하고 전용 트래픽채널을 설정한 후 상기 데이타 전송상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태에서 채널 해제용 제어데이타 수신시 상기 역방향 전용 제어채널 및 파일럿 채널을 해제하고 대기상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 단말기 데이타 통신방법.
  14. 제13항에 있어서, 사기 제1제어유지상태에서 수신되는 출력제어용 제어데이타는 상기 기지국이 소정의 설정 시간 내에 전송하라 데이타가 없을 시 발생하는 제어데이타이며, 상기 출력제어용 데이타 수신시 상기 단말기가 상기 전용제어채널 및 파일럿 채널의 송신 출력을 중담함으로 특징으로 하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제2제어유지상태에서 수신되는 채널해제용 제어데이타가 상기 기지국이 소정 설정시간 내에 전송할 데이터가 없을 시 발생하는 제어데이타임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 단말기 데이터 통신 방법.
  16. 기지국이 단말기에 순방향 전용 트래픽채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을 시 순방향 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하며, 단말기가 기지국에 역방향 전용 트래픽채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고, 전송할 제어정보가 있을 시 역방향 전용제어채널을 통해 제어메시지를 전송하며, 역방향 파일럿 채널을 통해 순방향 링크 전력제어정보를 전송하는 데이터 전송상태를 각각 구비하는 이동통신 시스템의 데이터 통신 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송상태에서 상기 기지국이 제1설정시간 동안 전송할 데이터가 업으면 이를 단말기에 통보하며, 상기 기지국과 단말기가 동일한 시간에서 상기 전용 트래픽 채널을 해제하며, 제1제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태로 천이한 후 상기 제1설정시간이 경과하기 전에 전송할 데이터가 발생되면 상기 기지국이 이를 상기 단말기에 통보하며, 상기 기지국과 단말기가 동일한 시간에서 전용트래픽 채널을 설정한 후 상기 데이타 전송상태로 천이하는 과정과,
    상기 제1제어유지상태로 천이한 후 상기 제2설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면, 상기 기지국이 이를 단말기에 통보하며, 상기 단말기가 송신 전력을 절약하기 위하여 상기 역방향 전용제어채널 및 파일럿채널의 연결을 유지하며 송신 출력을 제어하는 제2제어유지상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태로 천이한 후 제3설정시간이 경과하기 전에 전송할 데이터가 발생되면 상기 기지국과 단말기가 송신출력을 재개한 후, 상기 기지국의 제어하에 단말기와 동일한 시간에서 전용 트래픽채널을 설정하며 상기 데이타 전송상태로 천이하는 과정과,
    상기 제2제어유지상태로 천이한 후 제3설정시간 동안 전송할 데이터가 없으면, 상기 기지국이 이를 단말기에 통보하며, 상기 지기국과 단말기가 동일한 시간에서 전용채널을 해제하며 대기상상태로 천이하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 데이타 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 데이터가 사용자 데이터 및 제어데이터임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 데이터 통신방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2제어유지상태의 출력을 제어하는 과정이 해당 채널의 송신 출력을 중단시키는 것임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 데이터 통신 방법.
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