KR100577220B1 - 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물리계층, 미디엄 액세스 제어 부계층을 포함한 단말기 내지 기지국이 구비된 이동통신 시스템의 무선통신구간에서 한 단말기내 여러 활성화된 데이터 응용프로그램 제공시 실시간을 요구하는 응용프로그램의 데이터들을 보다 효과적으로 전송할 수 있도록 한 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법에 관한 것이다.

이와 같은 본발명은 수개의 활성화된 데이터 통을 갖는 단말기 및 기지국에 구비된 이동통신 시스템의 데이터 다중화 방법에 있어서, 단말기 및 기지국에서 실시간을 요구하는 데이터를 전송하는 명령을 입력하는 단계와, 명령에 따라 수개의 데이터 통에서 각각 한 번에 얼마만큼의 데이터를 가져올 것인지를 결정하는 가중치 결정단계와, 결정된 가중치에 상응하는 데이터를 다중화하는 단계로 이루어진다.

Description

미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법{method of multiplexing weight value of medium access control sub-layer}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템의 미디엄 액세스 제어 부계층(Medium Access Control Sub-Layer : 이하 MAC) 가중치 다중화방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 무선통신구간에서 한 단말기 및 기지국에서 여러 활성화된 데이터 응용프로그램 제공시 실시간을 요구하는 응용프로그램의 데이터들을 보다 효과적으로 전송할 수 있도록 한 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법에 관한 것이다.

최근 들어 각 국가마다 이동통신 시스템의 발전이 매우 급격하게 이루어지고 있다. 특히, 하나의 단말기를 이용하여 음성, 영상, 텍스트 등의 멀티미디어 정보를 전송하는 차세대 멀티미디어 이동통신기술에 많은 관심이 모아지고 있다.

이러한 멀티미디어 통신을 가능하게 하려면, 통신 방식 내지 통신기기의 제조업체 및 통신운용업체가 서로 달라도 언제, 어느 장소에서, 원하는 가입자와 통신을 실시하는데 전혀 문제가 없어야한다.

이러한 통신의 호환성을 높이기 위해 제안된 것이 MAC이다. 즉, MAC은 음성을 위주로 하고 어느 정도의 데이터 통신 요구도 수용할 수 있는 무선코드 통신을 제공하려는 필요성 때문에 개발되었다. 따라서, MAC은 서로 다른 통신장비의 제조업체의 장비들간에 상호 운용성을 제공하여 사용자들에게 기본적인 서비스는 물론이고 선택적인 확장서비스로 음성 및 데이터에 대한 여러 가지 통신 서비스를 제공할 수 있다.

도 1을 참조하면, 일반적인 이동통신 시스템의 프로토콜 스택은 첫 번째 계층인 물리계층(PHY), 두 번째 계층인 MAC과 링크 액세스 제어 부계층(Link Access Control Sub-Layer: 이하 LAC), 그리고 MM(Mobility Management) 계층, RBC(Radio Bearer Control) 계층, RRC(Radio Resource Control)계층으로 이루어진 상위계층으로 구성된다.

여기서, 일반적인 MAC은 크게 두 개의 주요 기능을 담당한다. 첫째로 물리 채널을 선택하며, 그리고 나서 그 채널상에서 연결을 설정하고 해제한다. 둘째로 제어정보를 상위 계층정보 및 오류 제어정보와 함께 슬럿 형태의 패킷으로 다중화 또는 역다중화한다. 여기서, 다중화작업은 상위 응용프로그램들로부터 내려온 실시간 및/내지 비실시간 패킷데이터들을 MAC 계층에서 단말기 내지 기지국내의 물리계층으로 넘기기 위하여 실시한다.

따라서, 임의의 단말기 및 기지국에서 데이터를 전송할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 가상의 지시자(30)가 순환방식으로 각 응용프로그램들에게 할당된 데이터 저장통(10a-10n, 20a-20n)을 방문하여 데이터를 꺼내온후 이를 단말기의 물리계층의 통신채널에 실어주고, 또다시 다른 데이터 저장통(10a-10n, 20a-20n)을 방문하여 데이터를 꺼내온후 이를 단말기의 물리계층의 통신채널에 실어주는 동작을 반복한다.

그러나, 하나의 단말기에서 여러 개의 실시간/비실시간 패킷 데이터 응용프로그램이 동시에 동작중인 상황에서는 실시간을 요구하는 음성 및 영상관련 데이터들이 지연되기가 쉽다. 왜냐하면, 종래에는 다중화 지시자(30)는 전송할 데이터가 있든지 없든지 고려하지 않고 모든 데이터 저장통(10a-10n, 20a-20n)을 미리 설정된 순서로 방문하여 데이터를 꺼내기 때문이다. 따라서, 필요로 하는 실시간 데이터의 지연으로 인한 통화지연이 발생하거나 저품질의 통신 서비스를 제공하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 기술에서 발생된 문제점들을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 실시간 데이터 전송을 위한 가중치 다중화 알고리즘을 이용하여 무선통신구간에서 한 단말기 내지 기지국의 여러 활성화된 데이터 응용프로그램 제공시 실시간을 요구하는 응용프로그램의 데이터들을 보다 효과적으로 전송할 수 있는 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법을 제공하기 위한 것이다.

이상이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 수개의 활성화된 데이터 통을 갖는 단말기 및 기지국에 구비된 이동통신 시스템의 데이터 다중화 방법에 있어서, 상기 단말기 및 기지국에서 실시간을 요구하는 데이터를 전송하는 명령을 입력하는 단계와, 상기 명령에 따라 상기 수개의 데이터 통에서 각각 한 번에 얼마만큼의 데이터를 가져올지를 결정하는 가중치 결정단계와, 상기 결정된 가중치에 상응하는 데이터를 다중화하는 단계로 이루어진다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성, 동작 및 효과를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신에서의 다중 데이터서비스용 MAC 계층내 다중화 구조를 보인 블록 구성도이다.

하나의 단말기 내지 기지국에서 여러 개의 실시간 비실시간 패킷 데이터 응용프로그램이 동시에 동작중일 때, 상위 프로그램들로부터 내려온 실시간 및 비실시간 데이터들을 MAC계층에서 물리계층으로 넘기기 위하여 다중화 작업을 실시하게된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 가상의 다중화 지시자(104)가 순환방식으로 각 응용프로그램들에게 할당된 데이터 저장통(101-103)을 방문하여 지정된 양 (즉, 데이터통 가중치) 만큼의 데이터를 다중화시켜서 이를 물리계층의 통신채널에 실어줌으로서 데이터의 전송이 이루어진다.

여기서, 데이터통 가중치는 다중화 지시자(104)가 각 데이터통(101-103)에서 얼마만큼의 데이터를 가져오느냐를 나타내는 값이다. 기본적으로 이 데이터통 가중치는 실시간 데이터 응용프로그램에 국한하여 적용되며 그 값은 시스템의 상태에 따라 동적으로 변할 수 있다.

이하에서, 데이터통 가중치를 구하는 알고리즘을 설명하면 다음과 같다.

가중치계산 알고리즘은 기본적으로 비실시간 데이터통용 가중치를 1이라고 하였을 때 실시간 데이터통용 가중치가 얼마가 될 것이냐를 결정짓기 위한 것이다.

가중치 계산 과정은 실시간 데이터 서비스의 데이터통에 대기중인 데이터 량에 비례하는 양으로 결정되며 그 구체적인 계산 방법은 다음과 같은 두 가지 식에 의해 실행된다.

[수학식 1]

W = PN/K

여기서, W는 실시간 데이터 서비스용 데이터통 가중치이며, PN은 현재 전송되어지길 기다리는 데이터의 총량이며, K는 비례상수이다.

상기 수학식 1에 의한 가중치 계산 방법은 복잡한 계산 과정을 거치지 않음으로 해서 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있는 반면 최적의 알고리즘은 아니다.

만일, 단말기 및 기지국에 수행속도가 빠른 MAC 알고리즘처리 프로세서가 구비된다면 다음의 수학식 2를 이용하여 가중치를 계산한다.

[수학식 2]

W = K(D-Dt)PN/D

여기서, W는 실시간 데이터 서비스용 데이터통 가중치이며, PN은 현재 전송되어지길 기다리는 데이터의 총량이며, D는 목표최대 지연시간치, Dt는 실제 데이터 지연시간치이며, K는 비례상수이다.

식 2를 참조하면, 먼저 하나의 회선 데이터 서비스를 위한 가상 회선이 형성되는 시점에서 그 회선 데이터서비스가 실시간을 요구하는지를 확인한 후 실시간인 경우 네트워크상의 경로가 지정되는 시점에서 동시에 각 구간별 목표 최대 지연시간치 정보를 단말기 및 기지국내 MAC은 보유하여야만 한다.

단말기와 통신하는 기지국은 수시로 실제 무선구간에서의 지연시간에서의 지연시간을 측정하여 수시로 이를 단말기에게 알리면 단말기의 MAC 계층에서는 실시간 데이터들이 보다 신속히 전송되어 질수록 기지국으로부터 얻어진 실제 지연시간치와 현 데이터통의 데이터 누적상태를 기준으로 새로운 가중치를 계산한다.

즉, 식 2를 이용하여 계산된 가중치 값을 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이 한 단말기내 활성화상에 있는 패킷 및 회선 데이터 응용 프로그램이 3개 있으며, 이중 가운데 위치한 회선 데이터만이 실시간 데이터임로 가정하자. 이 실시간 회선 데이터용 데이터통(101-103)에는 예를 들어 현재 4개의 패킷(D1-D4)이 대기중에 있고, 이를 바탕으로 식 1 내지 식 2 위에 기술된 가중치 계산 알고리즘을 적용한 결과(K값이 2라고 가정)가 데이터통의 가중치가 2로 나오게 된다. 따라서, 다중화 지시자(104)가 이 데이터통을 가르치는 순간에 이 가중치만큼의 패킷 즉, 2개의 패킷이 단말기의 물리계층에 있는 무선채널에 실려 전송된다.

이렇게 전송된 데이터는 착신측인 기지국의 물리계층을 통하여 MAC 계층으로 전달되어 역다중화과정을 거쳐 원래의 신호로 변환된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실시간 데이터 전송을 위한 가중치 다중화 알고리즘을 이용하여 무선통신구간에서 한 단말기내 여러 활성화된 데이터 응용프로그램 제공시 실시간을 요구하는 응용프로그램의 데이터들을 한 번에 전송할 수 있는 양을 가지고와 물리계층의 무선채널을 통하여 전송할 수 있다. 따라서, 향후 실시될 차세대 멀티미디어 이동통신 시스템에서 단말기와 기지국간의 데이터통신을 더욱 효과적으로 실시할 수 있다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 프로토콜 스택을 보이기 위한 블록 구성도이다.

도 2는 종래의 무선통신에서의 다중 데이터서비스용 MAC 계층내 다중화 구조를 보인 블록 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신에서의 다중 데이터서비스용 MAC 계층내 다중화 구조를 보인 블록 구성도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10a-10n : 비실시간 패킷데이터용 데이터통

20a-20n : 실시간 패킷데이터용 데이터통

30 : 다중화 지시자

101-103 : 비실시간 내지 실시간 패킷데이터용 데이터통

104 : 다중화 지시자

D1-D4 : 패킷

Claims (3)

1. 수개의 활성화된 데이터 통을 갖는 단말기 및 기지국에 구비된 이동통신 시스템의 데이터 다중화 방법에 있어서,

   상기 단말기 및 기지국에서 실시간을 요구하는 데이터를 전송하는 명령을 입력하는 단계와,

   상기 명령에 따라 상기 수개의 데이터 통에서 각각 한 번에 얼마만큼의 데이터를 가져올지를 결정하는 가중치 결정단계와,

   상기 결정된 가중치에 상응하는 데이터를 다중화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가중치 결정단계는

   상기 단말기 및 기지국과 통신하는 기지국이 임의의 회선 데이터 서비스를 위한 가상 회선이 형성되는 시점에서 상기 회선 데이터서비스가 실시간을 요구하는지를 확인하는 단계와,

   상기 확인 단계의 결과가 실시간을 요구하는 경우 상기 단말기 및 기지국과 통신하는 기지국이 네트워크상의 경로가 지정되는 시점에서 동시에 각 구간별 목표 최대 지연시간치 정보를 상기 미디엄 액세스 제어 부계층으로 통보하는 단계와,

   상기 단말기 및 기지국과 통신하는 기지국이 미리 설정된 주기로 지연시간을 측정하여 이를 상기단말기 및 기지국에게 통보하는 단계와,

   상기 통신시스템은 상기 통보받은 지연시간치와 현재 데이터 누적상태를 기준으로 새로운 가중치를 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가중치 결정단계는

   아래의 식을 이용하여 가중치를 결정하는 것을 특징으로 하는 미디엄 액세스 제어 부계층 가중치 다중화방법.

   W = PN/K

   여기서, W는 실시간용 가중치이며, PN은 현재 전송되어지길 기다리는 데이터의 총량이며, K는 비례상수이다.