KR20040069568A - Apparatus and method for transmitting packet data in a base station of mobile communication system - Google Patents
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Abstract
기지국과, 상기 기지국과 인터넷 프로토콜 네트워크를 통해 연결되는 기지국제어부를 가지는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국에의해 상기 기지국 제어부로부터 수신되는 패킷들을 단말로 전송하는 방법 및 장치를 개시한다.Disclosed are a method and apparatus for transmitting a packet received from the base station controller by a base station to a terminal in a mobile communication system having a base station and a base station controller connected to the base station through an internet protocol network.
상기와 같은 본 발명은 현재의 시간구간에서 수신되는 패킷의 시퀀스 번호와 수신순서를 이용하여 상기 수신되는 패킷의 역배열을 감지하는 과정과, 상기 역배열이 감지되면, 소정 시간구간동안 상기 수신된 패킷을 소정 큐에 저장하는 과정과, 상기 소정 시간구간이 경과하면, 상기 큐에 저장된 패킷들 중 연속되는 시퀀스 번호를 갖는 패킷들을 압축하여 상기 단말로 전송하는 과정을 포함한다.The present invention as described above is a process of detecting the reverse arrangement of the received packet by using the sequence number and the receiving order of the packet received in the current time interval, and if the reverse arrangement is detected, the received packet for a predetermined time period Storing in a predetermined queue, and compressing packets having consecutive sequence numbers among the packets stored in the queue and transmitting them to the terminal when the predetermined time interval elapses.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템을 구성하는 기지국과 기지국제어기가 인터넷 프로토콜 네트워크를 통해 접속되는 경우에, 상기 기지국과 기지국제어기 간의 패킷 데이터 전송을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting packet data between a base station and a base station controller when a base station and a base station controller constituting the mobile communication system are connected through an internet protocol network.
종래 에이티엠(ATM) 기반의 기지국 시스템은 기지국제어부와 기지국이 E1 링크를 통해 직접 연결 되어 있으므로 프래임(frame)의 지연 문제가 심각하게 노출되지 않는다. 그러나, 기지국과 기지국제어부 간의 연결이 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라칭함)기반 망인 경우 트래픽(traffic)이 사용자데이터프로토콜(UDP : User Data Protocol)을 통해 전달되고, 이는 IP 망의 특성인 베스트 에포트(Best Effort) 특성에 따라 프레임 전송의 지연 및 역배열 문제가 생길 수 있다. 따라서 음성호의 경우 통화 품질이 떨어지는 문제점이 있다.In the conventional ATM based base station system, since the base station control unit and the base station are directly connected through the E1 link, the frame delay problem is not seriously exposed. However, when the connection between the base station and the base station controller is an Internet Protocol (hereinafter referred to as 'IP') based network, traffic is transmitted through the User Data Protocol (UDP), which is a characteristic of the IP network. Depending on the characteristics of the best effort, delay and inverse arrangement of frame transmission may occur. Therefore, the voice call has a problem of poor call quality.
음성호와 같이 실시간성을 요구하는 서비스는 특히 패킷의 지연에 민감하다. 그러므로 IP 기반의 기지국, 기지국제어부 시스템은 상기 패킷의 지연시간을 보상해 주어야 할 필요가 있다. 또한, 기존의 단말과 호환성을 고려한 보상 기술이 요구된다.Services that require real time, such as voice calls, are particularly sensitive to packet delay. Therefore, the IP-based base station and base station control unit system needs to compensate for the delay time of the packet. In addition, a compensation technique considering compatibility with an existing terminal is required.
따라서 본 발명의 목적은 IP 네트워크를 기반으로 하는 기지국 시스템에서 패킷의 역배열 문제를 해결하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for solving the problem of packet de-arrangement in a base station system based on an IP network.
본 발명의 다른 목적은 IP 네트워크를 기반으로 하는 기지국 시스템에서 기존의 단말과 호환성을 고려하여 패킷의 지연 문제를 해결하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for solving a packet delay problem in consideration of compatibility with an existing terminal in a base station system based on an IP network.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은The present invention to achieve these objects
기지국과, 상기 기지국과 인터넷 프로토콜 네트워크를 통해 연결되는 기지국제어부를 가지는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국에의해 상기 기지국 제어부로부터 수신되는 패킷들을 단말로 전송하는 방법에 있어서,A mobile communication system having a base station and a base station control unit connected to the base station through an internet protocol network, the method for transmitting packets received from the base station control unit by the base station to the terminal,
현재의 시간구간에서 수신되는 패킷의 시퀀스 번호와 수신순서를 이용하여 상기 수신되는 패킷의 역배열을 감지하는 과정과, 상기 역배열이 감지되면, 소정 시간구간동안 상기 수신된 패킷을 소정 큐에 저장하는 과정과, 상기 소정 시간구간이 경과하면, 상기 큐에 저장된 패킷들 중 연속되는 시퀀스 번호를 갖는 패킷들을 압축하여 상기 단말로 전송하는 과정을 포함한다.Detecting the reverse arrangement of the received packets by using the sequence number and the reception order of the received packets in the current time interval, and if the reverse arrangement is detected, storing the received packets in a predetermined queue for a predetermined time interval. And, if the predetermined time period elapses, and compressing the packets having a consecutive sequence number of the packets stored in the queue and transmitting to the terminal.
본 발명의 원리에 따른 실시예는 현재의 시간구간에서 수신되는 패킷의 시퀀스 번호 S와 이전 시간구간까지 수신된 패킷들의 시퀀스 번호들 중 가장 큰 시퀀스 번호 N에 1을 더한 값을 비교하는 과정과, 여기서 상기 S와 N은 정수,In accordance with an embodiment of the present invention, a process of comparing a sequence number S of a packet received in a current time interval with a largest sequence number N of the sequence numbers of packets received up to a previous time interval, plus 1; Where S and N are integers,
상기 S가 상기 N보다 크면, 시퀀스 번호 N부터 S-1을 소정 대기집합에 추가시키는 과정과, 현재의 시간구간에서 수신된 상기 패킷을 소정 큐에 저장하고, 이전 시간구간까지 수신된 패킷들의 시퀀스 번호들 중 가장 큰 시퀀스 번호를 S로 설정하는 과정을 포함한다.If S is greater than N, adding S-1 to a predetermined wait set from sequence number N, storing the packet received in the current time interval in a predetermined queue, and storing the received sequence up to the previous time interval. And setting the largest sequence number among the numbers to S.
또한 상기 S가 상기 N보다 작으면, 상기 S가 미리 설정된 대기집합에 속하는 지 판단하는 과정과, 상기 S가 상기 대기 집합에 속하면, 시퀀스 번호 S를 갖는 패킷부터 소정 큐에 미리 저장된 패킷들 중 상기 S와 연속되는 시퀀스 번호를 갖는 패킷까지를 시퀀스 번호 순서에 따라 상기 단말로 전송하는 과정을 더 포함한다.In addition, if S is less than the N, determining whether the S belongs to a preset waiting set, and if the S belongs to the waiting set, among the packets having a sequence number S, among the packets previously stored in a predetermined queue, The method may further include transmitting a packet having a sequence number consecutive with the S to the terminal in sequence number order.
그리고 상기 S와 상기 N이 같으면, 소정 큐에 대기 중인 패킷 중 상기 S에 가장 근접한 시퀀스 번호를 갖는 패킷부터 시퀀스 번호 S를 갖는 패킷까지의 패킷 길이의 합을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정과, 상기 패킷 길이의 합이 상기기준값 보다 작으면, 상기 S에 가장 근접한 시퀀스 번호를 갖는 패킷부터 시퀀스 번호 S를 갖는 패킷까지를 시퀀스 번호 순서에 따라 상기 단말로 전송하는 과정을 포함한다.And if S and N are equal, comparing the sum of packet lengths from packets having a sequence number closest to S to packets having a queue in a predetermined queue with a preset reference value; If the sum of the packet lengths is smaller than the reference value, transmitting the packet having the sequence number closest to S to the packet having the sequence number S to the terminal in sequence number order.
전술한 바와 같은 내용은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자는 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that those skilled in the art may better understand the detailed description of the invention that follows.
본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 동일한 목적들을 달성하기 위하여 다른 구조들을 변경하거나 설계하는 기초로서 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 용이하게 사용될 수도 있다는 사실을 인식하여야 한다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 또한 발명과 균등한 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 인식하여야 한다.Additional features and advantages of the invention will be described hereinafter which form the subject of the claims of the invention. Those skilled in the art should recognize that the disclosed concepts and specific embodiments of the invention may be readily used as a basis for modifying or designing other structures for achieving the same purposes of the present invention. Those skilled in the art should also recognize that structures equivalent to the invention do not depart from the spirit and scope of the broadest form of the invention.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a packet transmission method according to the principles of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 장치를 보여주는 도면,2 shows a packet transmission apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 기지국에서 패킷을 전송하는 방법을 보여주는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of transmitting a packet in a base station according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that reference numerals and like elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
기지국과, 상기 기지국과 인터넷 프로토콜 네트워크를 통해 연결되는 기지국제어부를 가지는 이동통신 시스템에서, 상기 기지국에의해 상기 기지국 제어부로부터 수신되는 패킷들을 단말로 전송하는 방법에 관한 것이다. 특히 상기 패킷들이 실시간 전송을 크게 요구하는 패킷, 예를 들어 음성패킷인 경우에 본 발명이 적용된다.A mobile communication system having a base station and a base station control unit connected to the base station through an internet protocol network, the present invention relates to a method for transmitting packets received from the base station control unit by the base station to the terminal. In particular, the present invention is applied to the case where the packets are a packet requiring a large amount of real-time transmission, for example, a voice packet.
본 발명의 원리는 기지국과 기지국 제어부간에 패킷의 전송에 있어서, 패킷의 역배열을 감지하는 단계, 역배열이 감지되면 데이터 전송율에 여유가 있는지 판단하는 단계, 여유가 있는 경우 지연이 예상되는 부분에 대해 큐잉을 수행하고, 해당 부분을 선택적으로 압축하여 순간적으로 고속으로 목적 노드로 전송 단계로 구성하는 것이다. 따라서, 기지국 또는 기지국제어부는 수신 패킷의 순서를 감지하고 순서가 뒤바뀐 경우 이를 버퍼링 하여 재전송 하게 된다.The principle of the present invention is to detect the reverse arrangement of the packet in the transmission of the packet between the base station and the base station control unit, determining whether there is a margin in the data rate when the reverse arrangement is detected, and if there is a margin, queuing for the portion where delay is expected. Then, it compresses the part selectively and instantaneously and transmits it to the destination node at high speed. Therefore, the base station or base station control unit detects the order of the received packet, and if the order is reversed, buffers it and retransmits it.
여기서 패킷의 역배열이라 함은 수신되는 패킷들의 시퀀스 번호와 수신순서가 맞지 않은 경우를 의미한다.Here, the inverse arrangement of packets means a case in which the sequence numbers of the received packets and the reception order do not match.
일반적으로 이동통신 시스템의 채널들은 주어진 전송율에 대해 최대 전송율(Full Rate) 또는 부분 전송율(Partial Rate)로 동작할 수 있다. 파일전송프로토콜등의 경우에는 최대전송율에 가까운 전송율을 가지나 웹 서비스나 음성호등의 서비스는 부분전송율로 전송이 가능하다. 따라서 주어진 시간(Ti)에서 최대전송율 대비 평균 전송율을 이용하면 시스템이 버퍼링할 수 있는 여유공간이 산출된다. 여기서 평균 전송율은 각 패킷이 전송되는 부분전송율의 평균을 의미한다. 이러한 여유공간은 하기 <수학식 1>에 의해 구할 수 있다.In general, channels of a mobile communication system may operate at a full rate or a partial rate for a given rate. In the case of the file transfer protocol, the transmission rate is close to the maximum transmission rate, but services such as web services and voice calls can be transmitted at the partial transmission rate. Therefore, using the average data rate compared to the maximum data rate at a given time Ti, the free space that the system can buffer is calculated. Here, the average rate refers to the average of the partial rate at which each packet is transmitted. Such free space can be obtained by Equation 1 below.
상기 <수학식 1>에서 L_i가 1보다 큰 경우에는 그 만큼의 여유 공간이 있는 것이므로 1/L_i 만큼의 버퍼링이 가능하다. 패킷의 지연이 발생한 경우, 해당 시간에 수신된 패킷의 Time Stamp 와 Sequence Number를 확인하면 이전 패킷의 시퀀스 와의 불연속성이 감지된다. 이 경우에는 이전의 시퀀스 넘버를 가지는 패킷을 기다려서 같이 보낸다면 패킷 지연에 의한 역배열을 방지할 수 있다. 여기서, 이전 시퀀스 넘버를 갖는 패킷을 대기하는 기준 시간이 요구된다. 도 1에서 각 슬롯을 하나의 패킷 프레임이라 가정하면, 상기 기준 시간은 1/L_i보다 작은 시간구간을 만족해야 한다. 이러한 조건에서 지연된 패킷을 전송하기 위해서는 이전에 도착한 시퀀스 번호가 현재의 패킷보다 큰 것들 중 연속성을 가지는 패킷들을 압축해서 전송하면 된다. 상기 도 1을 참조하면, 시퀀스 번호가 j-1인 패킷(이하 j-1패킷이라 표현함)이 수신되고, 이후, j+1 패킷이 수신되었으므로, 상기 j+1 패킷은 수신큐에 저장된다. 그리고 순서대로 j+2, j, j+4, j+5, j+3 패킷이 수신되고 이는 수신큐에저장된다. 상기 기준 시간구간이 경과하는 시점에서 상기 수신큐에 저장된 패킷들은 시퀀스 번호에 따라 큐잉 되고, 소정 전송율에 압축되어 전송된다. 여기서 큐잉은 시퀀스 번호 순서대로 패킷들이 재배열됨을 의미한다.If L_i is larger than 1 in Equation 1, since there is enough free space, buffering by 1 / L_i is possible. If a packet delay occurs, discontinuity with the previous packet sequence is detected by checking the time stamp and sequence number of the received packet at that time. In this case, if a packet having a previous sequence number is waited and sent together, reverse arrangement due to packet delay can be prevented. Here, a reference time for waiting for a packet having a previous sequence number is required. Assuming that each slot is one packet frame in FIG. 1, the reference time must satisfy a time interval smaller than 1 / L_i. In order to transmit a delayed packet under such a condition, a packet having a continuity among the previously arrived sequence numbers larger than the current packet may be compressed. Referring to FIG. 1, a packet having a sequence number j-1 (hereinafter, referred to as a j-1 packet) is received, and since j + 1 packet is received thereafter, the j + 1 packet is stored in a reception queue. In order, j + 2, j, j + 4, j + 5 and j + 3 packets are received and stored in the receive queue. At the time when the reference time interval elapses, the packets stored in the reception queue are queued according to sequence numbers, and are compressed and transmitted at a predetermined transmission rate. Queuing here means that packets are rearranged in sequence number order.
만약, 1/L_i를 기준으로 하는 조건을 만족하지 못하면, 그 패킷은 손실로 처리하여 다른 패킷이 연속적으로 지연이 일어나지 않도록 한다.If the condition based on 1 / L_i is not satisfied, the packet is treated as a loss so that other packets do not continuously delay.
순방향 링크의 경우 지원가능한 전송율은 1/2, 1/4, 1/8 등이 있다. 따라서 순방향 링크의 경우 이론적으로 최대 여덟 프레임의 지연을 한번에 처리 할 수 있다. 역방향 링크의 경우 지연된 패킷은 보코더(vocoder)의 수행 속도에 따라 큐잉을 수행한다.For the forward link, the supported data rates are 1/2, 1/4, and 1/8. Therefore, the forward link can theoretically handle up to eight frames of delay at one time. In the case of the reverse link, the delayed packet performs queuing according to the execution speed of the vocoder.
이하, 수신된 패킷의 시퀀스를 감지하기 위한 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for detecting a sequence of received packets will be described.
기지국 및 기지국 제어부는 수신된 패킷의 시퀀스를 감지하기 위해, 하기와 같은 변수를 유지한다.The base station and the base station controller maintain the following variables to detect the sequence of received packets.
- NRX: 최근에 수신된 패킷들의 시퀀스 넘버 들 중 가장 큰 시퀀스 넘버N RX : the largest sequence number among the sequence numbers of recently received packets.
- W[MAX_NUM_OF_OOS] 또는 대기집합 W : 현재 수신된 패킷들의 시퀀스 오더(sequence order)가 인-오더(In-order)가 되기 위해 수신을 기다리는 패킷의 시퀀스 넘버로 시스템에는 MAX_NUM_OF_OOS 만큼 저장 할 수 있어야 한다. 상기 인-오더에 대응하는 개념은 아웃-오브-시퀀스(Out-of-sequence)이고, 다음과 같이 정의 한다.-W [MAX_NUM_OF_OOS] or waiting set W: The sequence number of packets waiting to be received for the currently received packets to be in-order. The system must be able to store MAX_NUM_OF_OOS as much as . The concept corresponding to the in-order is out-of-sequence and is defined as follows.
- 인-오더 : 시퀀스 i와 j(i< j)를 가지는 수신 패킷들 사이에 정확히 j-i-1개의 수신된 패킷이 있는 경우In-order: when there are exactly j-i-1 received packets between received packets having a sequence i and j (i <j)
- 아웃-오브-시퀀스 : 수신된 패킷들의 시퀀스 넘버들 중 인-오더 조건에 위반되는 시퀀스 넘버. 즉, 아웃-오브 시퀀스 넘버를 i라고 하면 이는 임의의 정수 k에 대해 시퀀스 넘버가 i+k가 수신된 시점에 아직 수신 되지 않고 시스템 큐에서도 제거되지 않은 패킷의 시퀀스 넘버이다.Out-of-sequence: a sequence number that violates the in-order condition among the sequence numbers of the received packets. In other words, if the out-of-sequence number is i, it is the sequence number of a packet for any integer k that has not yet been received at the time i + k is received and has not been removed from the system queue.
여기서, 시퀀스 넘버 i를 갖는 패킷을 Pi라고 가정하면, Pi는 자신이 전송되어야 할 시간정보 또한 패킷내에 포함된 것으로 가정한다. Pi-3, Pi-2 ,Pi-1Pi+1 ,Pi+2 ,Pi+3의 순서로 패킷이 수신된 경우, Pi+1이 수신된 시점에서 아웃-오브-시퀀스가 감지되고, Pi+1이후에 수신된 패킷은 Pi를 기다리기 위해 큐잉된다. 이때, Pi+k(k: 양의 정수)가 수신된 경우, 이 패킷의 전송을 결정하기 위해 하기와 같은 변수를 정의 한다.Here, assuming that a packet having a sequence number i is Pi, Pi assumes that time information to be transmitted is also included in the packet. P i-3, P i- 2, P i-1 P i + 1, if the packet is received in the order of P i + 2, P i + 3, P i + 1 is out of the received time-of- The sequence is detected and packets received after P i + 1 are queued to wait for Pi. At this time, when P i + k (k: positive integer) is received, the following variables are defined to determine transmission of this packet.
- Max Information Bit in Unit duration(Ψ_max) : 지정된 시간구간(Unit duration)동안 전송 가능한 최대 비트 수. 여기서 지정된 시간구간은 5ms, 10ms, 20ms, 등으로 설정 가능하다.Max Information Bit in Unit duration (Ψ_max): The maximum number of bits that can be transmitted during a specified unit duration. The specified time period can be set to 5ms, 10ms, 20ms, etc.
- Len(Px) : 시퀀스 넘버가 x인 패킷 Px에 포함된 정보 비트 수.Len (Px): Number of information bits included in a packet Px having a sequence number x.
- B(Px) : 시퀀스 넘버가 x인 패킷 Px 의 서비스 품질(QoS)를 보장하기 위해 지켜 져야할 전송 시간의 상한.B (Px): The upper limit of the transmission time that must be observed to ensure the quality of service (QoS) of packet Px with sequence number x.
상기 B(x)는 보코더의 성능 및 알고리즘에 의해 좌우 되므로 간단히 패킷이 수신된 시간 +y(y는 상수)로 가정한다.Since B (x) depends on the performance and algorithm of the vocoder, it is simply assumed that the time the packet is received + y (y is a constant).
상기의 정의들과 가정들에 의해 Pi+k(k는 양의 상수)가 수신된 경우 시스템이 수행 해야할 동작은 각 경우별로 하기와 같다.According to the above definitions and assumptions, the operation to be performed by the system when P i + k (k is a positive constant) is as follows.
경우 1: 현재 수신된 패킷의 시퀀스 넘버가 Pi+k이고 이전의 아웃-오브-시퀀스 시작 패킷(Pi+1)으로부터 현재 패킷까지가 인-오더이고 하기 <수학식 2>의 조건이 되는 경우 아웃-오브-시퀀스 해결을 위해 기다리고 있는 패킷은 손실로 처리하고 Pi+1부터 Pi+k까지의 패킷을 압축하여 전송한다.Case 1: If the sequence number of the currently received packet is P i + k and the previous out-of-sequence start packet (P i + 1 ) to the current packet is in-order and the condition of Equation 2 is In this case, the packet waiting for out-of-sequence resolution is treated as a loss and the packet from P i + 1 to P i + k is compressed.
상기 <수학식 1>에서, α는 운용자에 의해 정해지는 마진(margin)값이다.In Equation 1, α is a margin value determined by an operator.
경우 2 ; 수신된 패킷의 시퀀스 넘버가 Pi(즉, Pi∈W)인 경우 i부터 인-오더를 만족하는 최대 값 j(j〈NRX) 까지의 패킷을 다중화 하여 전송한다. 이때 각 패킷의 게이팅(gating)을 Gk라고 할 때, 게이팅율 GTX는 하기 <수학식 3>과 같다. 여기서 게이팅율이란 수신패킷이 실제로 전송되는 프레임 전송율을 의미한다.Case 2; If the sequence number of the received packet is Pi (that is, Pi∈W), the packet is transmitted from i to the maximum value j (j <N RX ) satisfying the in-order. In this case, when gating of each packet is referred to as G k , the gating rate G TX is expressed by Equation 3 below. Here, the gating rate means a frame rate at which the received packet is actually transmitted.
여기서 B(Px)는 1 이 된다.Where B (Px) is 1.
경우 3 : 수신된 패킷의 시퀀스 넘버가 NRX+1보다 큰 경우는 또 다른 아웃-오브-시퀀스가 발생한 경우 이므로 시퀀스 넘버를 집합 W에 포함 시킨다.Case 3: If the sequence number of the received packet is greater than N RX +1, another out-of-sequence occurs, so the sequence number is included in the set W.
상기 경우 1,2,3에 따른 동작을 수행함과 동시에 현재 아웃-오브-시퀀스에 의해 저장된 패킷들에 대해 각 시간 간격(time interval)의 끝에서 패킷들의 상태를 확인하고 정리한다. 현재의 시간을 Ti라고 할 때 우선 큐에 있는 패킷 Px들중 B(Px)가 Ti와 같거나 큰 경우 하기 <수학식 4>를 만족하는 최소 j를 구해 Pj부터 Pk 패킷까지를 전송하고 시퀀스 넘버가 j보다 작은 패킷들은 큐에서 제거한다. 제거된 시퀀스 넘버가 집합 W에 있는 경우 W에서 해당 시퀀스 넘버도 제거한다.In this case, the operations according to 1,2,3 are performed, and the states of the packets are checked and arranged at the end of each time interval for the packets stored by the current out-of-sequence. If the current time is Ti, first of all, if B (Px) of the packet Pxs in the queue is equal to or larger than Ti, obtain the minimum j satisfying Equation (4) below and transmit the Pj to Pk packets Packets smaller than j are removed from the queue. If the removed sequence number is in the set W, the sequence number is also removed from W.
여기서 상술한 바와 같이 여러개의 패킷이 합쳐져서 GTX로 전송되는 경우 20ms 프레임의 구성은 IS-2000에 제시된 방법을 따른다.As described above, when a plurality of packets are combined and transmitted in G TX , the configuration of a 20ms frame follows the method proposed in IS-2000.
패킷의 지연에 의해 재전송이 발생한 경우 GTX를 조절하기 위해서는 각 패킷의 게이팅율의 합이 반드시 1보다 작아야 한다. 즉, 한 프레임 슬롯동안 전송될 수있는 패킷의 크기가 P_frame 이라고 할 때 재전송될 패킷들의 합은 하기 <수학식 5>와 같다.If retransmission is caused by delay of packets, the sum of gating rates of each packet must be less than 1 to adjust G TX . That is, when the size of a packet that can be transmitted during one frame slot is P_frame, the sum of the packets to be retransmitted is expressed by Equation 5 below.
상기 <수학식 5>에서 P_ti는 각 서브패킷의 크기가 되고 이에 따라 전송에 사용될 게이팅율을 정할 수 있다. 상기의 조건들을 만족하는 경우 지연에 의해 순서가 뒤바뀐 패킷들은 순방향 무선 링크를 통하여 단말로 전송이 가능하다. 이때 한가지 더 고려될 점은 실시간 패킷의 경우 그 도달 시간이 일정해야 한다는 것이다. 그러나 한 프레임 슬롯이 5ms 나 10ms 또는 20ms 프레임등의 작은 프레임인 경우 인지되는 통화 품질은 순간적인 도착 시간 보다는 특정 주기내의 평균 전송 데이터율이 보장된다면 품질이 보장된다고 볼 수 있다. 시간 주기가 프레임 슬롯의 길이보다 충분히 크다면 지연없이 전송되었을 때의 주기(T)동안의 평균 전송율을 M_norm이라고 하고 하나의 주기에 정상 전송 또는 압축에 의해 전송되었을 때의 전송 데이터 율을 R_i라고 할 때 하기 <수학식 6>이 만족된다고 가정할 수 있다.In Equation 5, P_t i becomes the size of each subpacket, and accordingly, a gating rate to be used for transmission can be determined. If the above conditions are met, packets whose order is reversed by delay may be transmitted to the terminal through the forward wireless link. One more thing to consider is that for real-time packets, their arrival times must be constant. However, if one frame slot is a small frame such as a 5ms, 10ms or 20ms frame, the perceived call quality is guaranteed if the average transmission data rate within a certain period is guaranteed rather than the instant arrival time. If the time period is larger than the length of the frame slot, the average transmission rate during the period (T) when transmitted without delay is called M_norm, and the transmission data rate when transmitted by normal transmission or compression in one period is called R_i. It can be assumed that Equation 6 below is satisfied.
따라서, 본 발명은 상대적으로 큰 주기내에서는 패킷 지연에 의한 패킷 순서뒤바뀜이나 유실 없이 서비스의 품질을 보장할 수 있다.Therefore, the present invention can guarantee the quality of service without reversal or loss of packet order due to packet delay within a relatively large period.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 장치를 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a packet transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
여기서 상기 패킷 전송 장치는 기지국내에 구비된다.Here, the packet transmission device is provided in the base station.
상기 도 2를 참조하면, 수신 큐(210)은 IP망(200)을 통해 수신된 패킷을 저장한다. 시퀀스 제어부(220)는 수신된 패킷의 시퀀스 넘버를 관리하고, 아웃-오브-시퀀스를 검출하는 기능을 담당한다. 상기 시퀀스 제어부(220)는 아웃-오브-시퀀스가 검출되면, 이 패킷을 감지하고 해당 시퀀스 이후의 시퀀스 넘버를 갖는 패킷이 수신되는 경우 이를 수신 큐(210)에 저장한다. 또한 인-오더 패킷이 수신되는 경우에는 패킷 멀티플렉서(240)로 수신되는 패킷을 바로 전송하도록 명령한다. 그리고 아웃-오브-시퀀스로 감지된 패킷에 대해 시간 스템프(time stamp)를 기록하며 이후 수신된 인-오더 패킷들과의 길이의 합이 Full Rate로 전송할 길이 이상으로 커지거나 정해진 시간 구간을 초과하는 경우에는 더 이상 이 시퀀스를 인-오더로 만들기 위한 패킷을 기다리지 않고 길이에 맞추어 전송한다.Referring to FIG. 2, the reception queue 210 stores a packet received through the IP network 200. The sequence controller 220 manages the sequence number of the received packet and is responsible for detecting an out-of-sequence. When the out-of-sequence is detected, the sequence controller 220 detects the packet and stores the packet having the sequence number after the corresponding sequence in the reception queue 210. In addition, when the in-order packet is received, the packet multiplexer 240 directly transmits the received packet. A time stamp is recorded for the out-of-sequence detected packet, and then the sum of the lengths of the received in-order packets increases beyond the length to be transmitted at the full rate or exceeds the predetermined time interval. In this case, it no longer waits for a packet to make this sequence in-order, but transmits it in length.
타이밍 제어부(230)는 1.25ms 및 20ms 간격의 시간 신호를 패킷 멀티플렉서(240) 및 수신큐(210)로 제공한다.The timing controller 230 provides a time signal at 1.25 ms and 20 ms intervals to the packet multiplexer 240 and the reception queue 210.
패킷 멀티플렉서(240)는 수신큐(210)에 저장된 패킷과 상기 타이밍 컨트롤러(230)로 부터 제공되는 시간정보를 이용하여 20ms 패킷을 만들어 전송한다. 만약 Full Rate 에 해당하는 길이의 패킷이 수신되지 않을 경우에는 20ms 프레임 게이팅을 이용하여 전송할 프레임을 만든다.The packet multiplexer 240 generates and transmits a 20ms packet by using the packet stored in the reception queue 210 and the time information provided from the timing controller 230. If a packet having a length corresponding to the full rate is not received, a frame is transmitted using 20ms frame gating.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 기지국에서 패킷을 전송하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 상기 도 3의 동작은 상기 도 2에 도시된 시퀀스 컨트롤러(220)에 의해 수행된다. 이하 상기 도 2및 도 3을 참조하여 설명한다.3 is a flowchart illustrating a method of transmitting a packet in a base station according to an embodiment of the present invention. The operation of FIG. 3 is performed by the sequence controller 220 shown in FIG. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 2 and 3.
300단계에서 시퀀스 번호가 S인 패킷을 수신하면, 310단계에서, 시퀀스 번호 S와 이전 시간구간까지 수신된 패킷들의 시퀀스 번호들 중 가장 큰 시퀀스 번호 N에 1을 더한 값을 비교한다.In step 300, when the packet having the sequence number S is received, in step 310, a value obtained by adding 1 to the largest sequence number N among the sequence numbers of the packets received up to the previous time interval is compared.
상기 S가 상기 N+1보다 크면, 320단계에서, 시퀀스 번호 N부터 S-1을 소정 대기집합 W에 추가시킨다. 이후, 323단계에서, 수신된 상기 패킷을 소정 큐에 저장한다. 그리고 다음 시간구간에서 수신되는 패킷에 대해 동일한 동작을 수행하기 위해, 310단계로 되돌아간다.If S is greater than N + 1, in step 320, S-1 to S-1 is added to a predetermined wait set W. In operation 323, the received packet is stored in a predetermined queue. In order to perform the same operation on the packet received in the next time interval, the process returns to step 310.
상기 310단계에서, 상기 S가 상기 N+1보다 작으면, 330단계에서, 상기 S가 미리 설정된 대기집합 W에 속하는 지 판단한다. 상기 S가 대기집합 W에 속하지 않으면, 이는 시퀀스 번호 S와 연속하는 시퀀스 번호를 갖는 패킷이 큐에 저장되어 있지 않은 것을 의미하며, 335단계에서 상기 수신 패킷을 수신큐(210)에 저장한다.In step 310, if S is less than the N + 1, in step 330, it is determined whether the S belongs to the preset waiting set W. If the S does not belong to the waiting set W, this means that a packet having a sequence number consecutive with the sequence number S is not stored in the queue, and the received packet is stored in the reception queue 210 in step 335.
상기 S가 상기 대기 집합에 속하면, 333단계에서, 시퀀스 번호 S를 갖는 패킷부터 소정 큐에 미리 저장된 패킷들 중 상기 S와 연속되는 시퀀스 번호를 갖는 패킷까지를 시퀀스 번호 순서에 따라 상기 단말로 전송한다. 즉, 시퀀스 S부터 상술한 인-오더를 만족하는 최대 시퀀스 넘버 j까지의 패킷을 게이팅율 Gk로 전송한다. 이후, 다음 시간구간의 패킷에 대해 동일한 동작을 수행하도록, 310단계로 되돌아간다.If the S belongs to the standby set, in step 333, the packet having the sequence number S to the packet having the sequence number consecutive to the S among the packets previously stored in a predetermined queue are transmitted to the terminal in sequence number order. do. That is, packets from the sequence S to the maximum sequence number j satisfying the above in-order are transmitted at a gating rate G k . Thereafter, the process returns to step 310 to perform the same operation on the next time interval packet.
상기 310단계의 비교에서, 상기 S와 상기 N+1이 같으면, 340단계에서, 대기집합 W가 0인지 판단한다. 대기집합 W가 0이면, 현재 시간구간에서 수신된 상기 패킷은 역배열 문제가 발생하지 않는 패킷이므로, 343단계에서, 해당 게이팅율에 따라 단말로 전송된다. 상기 340단계에서, 대기집합 W가 0이 아니면, 현재 시간구간에서 수신된 상기 패킷을 기다리는 패킷이 존재하는 것이므로, 345단계에서, 소정 큐에 대기 중인 패킷 중 상기 S에 가장 근접한 시퀀스 번호 j를 대기집합 W에서 추출한다. 이후, 350단계에서, 시퀀스 번호가 j인 패킷부터 시퀀스 번호 S를 갖는 패킷까지의 패킷 길이의 합을 미리 설정된 기준값과 비교한다. 여기서 상기 미리 설정된 기준값은 상기 <수학식 2>내지 상기 <수학식 4>에 의해 정해진다.In the comparison of step 310, if S and N + 1 are the same, in step 340, it is determined whether the waiting set W is zero. If the waiting set W is 0, the packet received in the current time interval is a packet that does not cause an inverse array problem. In step 343, the packet is transmitted to the terminal according to the corresponding gating rate. If the wait set W is not 0 in step 340, there is a packet waiting for the packet received in the current time interval. In step 345, a sequence number j closest to the S among the packets waiting in a predetermined queue is waited. Extract from set W. In operation 350, the sum of packet lengths from the packet having the sequence number j to the packet having the sequence number S is compared with a preset reference value. Herein, the preset reference value is determined by Equation 2 to Equation 4.
상기 패킷 길이의 합이 상기 기준값 보다 크면, 365단계에서, 현재 시간구간에서 수신된 상기 패킷을 수신큐(210)에 저장한다.If the sum of the packet lengths is greater than the reference value, in step 365, the packet received in the current time interval is stored in the reception queue 210.
상기 패킷 길이의 합이 상기 기준값 보다 작으면, 355단계에서, 시퀀스 번호가 j인 패킷부터 시퀀스 번호가 S인 패킷까지를 시퀀스 번호 순서로 압축하여 게이팅율 Gk로 전송한다.If the sum of the packet lengths is smaller than the reference value, in step 355, packets from the sequence number j to the packets with the sequence number S are compressed in sequence order and transmitted at a gating rate G k .
이후, 360단계에서, N값을 1 증가 시키고 다음 시간구간에서 수신되는 패킷에 대해 동일한 동작을 수행하도록 310단계로 되돌아 간다.Thereafter, in step 360, the value of N is increased by 1 and the process returns to step 310 to perform the same operation on the packet received in the next time interval.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 IP 네트워크를 기반으로 하는 기지국 시스템에서 패킷의 역배열 문제를 해결하는 이점이 있다. 또한 본 발명은 IP 네트워크를 기반으로 하는 기지국 시스템에서 패킷의 지연 문제를 해결하는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of solving the problem of packet rearrangement in the base station system based on the IP network. In addition, the present invention has the advantage of solving the packet delay problem in the base station system based on the IP network.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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KR1020030006004A KR20040069568A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Apparatus and method for transmitting packet data in a base station of mobile communication system |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020030006004A KR20040069568A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Apparatus and method for transmitting packet data in a base station of mobile communication system |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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KR1020030006004A KR20040069568A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Apparatus and method for transmitting packet data in a base station of mobile communication system |
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KR (1) | KR20040069568A (en) |
-
2003
- 2003-01-29 KR KR1020030006004A patent/KR20040069568A/en active IP Right Grant
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20090722 Patent event code: PE09021S01D |
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