KR101364932B1

KR101364932B1 - 데이터 생성 패턴을 이용한 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR101364932B1
Application number: KR1020070037954A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 이영대; 천성덕; 박성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2014-02-20
Also published as: KR20080084514A; US20100111004A1; WO2008111813A1; EP2098026A1

Abstract

전송되는 데이터의 트래픽 패턴을 예측하고 이를 바탕으로 최적의 무선자원을 할당받아 전송할 수 있도록 한 데이터 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 데이터 생성 패턴을 설정하는 단계, 상기 데이터 생성 패턴에 따라 헤더 정보를 포함하는 데이터를 생성하는 단계, 상기 헤더 정보를 압축하는 단계 및 상기 데이터 생성 패턴에 따라 상기 헤더 정보가 압축된 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. 데이터 생성 시간 또는 크기가 일정하지 않더라도 매 전송시마다 추가의 시그널링이 필요없기 때문에, 헤더 압축 기법을 적용한 패킷의 전송에 효과적이다.

Description

데이터 생성 패턴을 이용한 데이터 전송 방법{Method for transmitting data using data generating pattern}

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸 블록도이다.

도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸 블록도이다.

도 4는 상향링크 전송에서 동적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 5는 하향링크 전송에서 동적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 6은 상향링크 전송에서 정적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 7은 상향링크 전송에서 정적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 8은 ROHC을 적용시킬 때 생성되는 RTP/UDP/IP 패킷의 헤더 크기 변화를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명*

10 : 단말

20 : 기지국

30 : aGW

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전송되는 데이터의 트래픽 패턴을 예측하고 이를 바탕으로 최적의 무선자원을 할당받아 전송할 수 있도록 한 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다.

네트워크와 단말 간에 데이터를 효율적으로 송신 또는 수신하기 위해 스케줄 링이 필요하다. 스케줄링은 기본적으로 네트워크가 수행하며, 네트워크는 결정한 스케줄링 정보를 단말에게 알린다. 스케줄링 정보는 무선자원의 할당 정보 등을 포함한다. 단말은 데이터를 송신 또는 수신하기 위해서 네트워크로 스케줄링 정보를 요청하고, 스케줄링 정보를 네트워크로부터 받은 후에 스케줄링 정보에 맞추어 데이터를 송신 또는 수신한다.

그런데, 모든 데이터에 대해 수신 또는 송신할 때마다 스케줄링 정보를 단말이 네트워크로부터 받아야 한다면, 반복적인 시그널링이 필요하게 되고, 시그널링에 따른 전체 용량이 감소되는 문제점이 발생한다.

송신되는 데이터에는 여러 종류가 있을 수 있으며, 일정한 크기의 데이터가 일정한 시간에 전송될 수도 있다. 일 예로, VoIP (Voice Over Internet Protocol)는 음성 데이터를 데이터 패킷으로 변환하여 일반 전화망에서의 전화 통화와 같이 음성 통화를 가능케 해주는 일련의 통신 서비스를 말하며, 일반적으로 일정한 크기의 데이터가 일정한 시간에 전송된다. VoIP의 경우 네트워크와 단말 간에 미리 스케줄링 정보를 설정해놓고, 일정한 크기의 데이터가 일정한 시간에 전송되도록 할 수 있다.

데이터 전송 효율을 높이기 위해 데이터를 압축하는 기술이 사용된다. 데이터를 압축할 경우 원래 데이터의 크기보다 압축된 데이터의 크기가 작아져 보다 많은 데이터를 전송할 수 있다. 그런데, 데이터를 압축할 경우 원래 데이터의 크기가 달라져 일정한 크기의 데이터를 일정한 시간에 전송하도록 하는 종래의 스케줄링 정보를 이용할 수 없다.

데이터 압축이 수행되더라도 시그널링을 최소화하면서 데이터를 전송할 수 있는 기법이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 미리 예측된 데이터 생성 패턴을 기반으로 무선자원을 할당받아, 상기 무선자원을 통해 데이터를 전송하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 스케줄링 정보를 미리 설정하고, 상기 스케줄링 정보에 따라 데이터를 전송하는 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 데이터 생성 패턴을 설정하는 단계, 상기 데이터 생성 패턴에 따라 헤더 정보를 포함하는 데이터를 생성하는 단계, 상기 헤더 정보를 압축하는 단계 및 상기 데이터 생성 패턴에 따라 상기 헤더 정보가 압축된 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 크기가 서로 다른 제1 데이터와 제2 데이터를 준비하는 단계, 상기 제1 및 제2 데이터의 크기와 전송시간을 포함하는 데이터 생성 패턴을 전송하는 단계, 상기 제1 데이터에 대한 전송시간에 상기 제1 데이터를 전송하는 단계 및 상기 제2 데이터에 대한 전송시간에 상기 제2 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)은 단말(10)에 사용자 평면과 제어 평면의 종단점을 제공한다. 기지국(20) 간에는 X2 인터페이스를 통하여 연결될 수 있으며, 인접한 기지국(20) 간에는 항상 X2 인터페이스가 존재하는 메쉬(meshed) 네트워크 구조를 가질 수 있다.

기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 aGW(access Gateway, 30)와 연결된다. aGW(30)는 단말(10)의 세션 및 이동성 관리 기능의 종단점을 제공한다. 기지국(20)과 aGW(30) 사이에는 S1 인터페이스를 통하여 다수 개의 노드들끼리(many to many) 연결될 수 있다. aGW(30)는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어질 수 있다. 이 경우 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 aGW와 제어용 트래픽을 처리하는 aGW 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. aGW(30)는 MME/UPE(Mobility Management Entity/User Plane Entity)라고도 한다.

한편, 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 기지국(20)과 aGW(30) 등 네트워크 노드들에 분산되어 위치할 수 있고, 기지국(20) 또는 aGW(30)에만 위치할 수도 있다.

무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터 링크 계층(data ink layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(user plane)과 제어 신호(signaling) 전달을 위한 제어 평면(control plane)으로 구분된다.

도 2는 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸 블록도이다. 도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸 블록도이다. 무선 인터페이스 프로토콜 계층들은 단말과 E-UTRAN 사이에 쌍(pair)으로 존재하며, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.

도 2 및 3을 참조하면, 제1 계층인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 전송채널은 전용(dedicated) 전송채널과 공용(common) 전송채널로 구분될 수 있다. 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 다양한 논리채널을 다양한 전송채널에 맵핑시키고, 또는 복수의 논리채널을 하나의 전송채널에 맵핑시키는 논리채널 다중화를 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어 평면의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자 평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나눌 수 있다.

제2 계층의 RLC 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할(segmentation) 및 연결(concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절한다. 또한, 각각의 무선 베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있도록 하기 위해 다양한 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, 신뢰성 있는 데이터 전송이 요구되는 경우 자동 반복 및 요청(Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능도 수행하고 있다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송 효율을 증가시키는 역할을 한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 여기서 RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제2 계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미한다. 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 방법에 대해 설명한다.

스케줄링은 기본적으로 네트워크(예를 들어, 기지국)이 수행하며, 네트워크는 결정한 스케줄링 정보를 단말에게 알린다. 단말은 데이터를 송신 또는 수신하기 위해서 먼저 네트워크로부터 스케줄링 정보를 받고 그에 맞추어 데이터를 송신 또는 수신한다. 스케줄링 정보는 데이터를 무선 구간에 전송하는 데 필요한 정보들로서 (1) 단말 식별자 또는 그룹 식별자와 같은 식별자 정보, (2) 시간과 주파수와 같은 무선자원 할당(radio resource assignment) 정보, (3) 할당된 무선자원의 유효 구간인 할당 구간(duration of assignment), (4) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 또는 빔 포밍(beamforming)에 관련된 다중 안테나 정보, (5) QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)과 같은 모듈레이션 정보, (6) 패킷의 크기와 같은 페이로드(payload) 크기, (7) HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 프로세스 식별자(HARQ process number), 리던던시 버전(Redundancy version), 새로운 데이터 지시자(New Data Indicator)와 같은 비동기 HARQ (asynchronous HARQ) 정보, (8) 재전송 순차 번호(retransmission sequence number)와 같은 동기 HARQ(synchronous HARQ) 정보와 같은 정보들을 포함할 수 있다.

일반적으로 스케줄링은 크게 동적(dynamic) 스케줄링과 정적(static) 스케줄링으로 나눌 수 있다. 동적 스케줄링 방식에 의하면, 데이터를 전송할 때마다 매번 하향링크 스케줄링 정보 또는 상향링크 스케줄링 정보를 수신한다. 수신된 하향링크 스케줄링 정보 또는 상향링크 스케줄링 정보에 따라 데이터가 전송된다. 정적 스케줄링 방식에 의하면, 네트워크와 단말이 RB를 설정하는 초기 단계에서 RRC 메시지 등을 통하여 다수의 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 정보를 미리 설정하고, 단말(또는 네트워크)은 데이터를 송신 또는 수신할 때 미리 설정된 상기 스케줄링 정보를 이용하여 데이터를 송신 또는 수신한다.

도 4는 상향링크 전송에서 동적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 단말은 매 TTI(Transmission Time Interval) 마다 기지국으로 전송할 데이터가 있는지 확인한다. TTI는 데이터가 한번에 전송되는 시간 단위를 말한다. 만약 전송해야 할 데이터가 있는 경우 단말은 기지국으로 무선자원 요청(Radio Resource Request)을 한다. 기지국은 단말로부터 무선자원 요청을 받으면, 가용 자원이 있는지 여부를 판단한다. 가용 자원이 있는 경우 단말에게 적절한 무선자원을 할당(radio resource allocation)한다. 단말은 할당된 무선자원에 맞추어 데이터를 전송한다.

도 5는 하향링크 전송에서 동적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 기지국은 매 TTI 마다 단말로 전송할 데이터가 있는지 여부를 확인한다. 만약 전송해야 할 데이터가 있다면 기지국은 단말로 하향링크 무선자원을 할당하고, 할당된 무선자원에 맞추어 데이터를 전송한다. 단말은 할당된 무선자원에 맞추어 데이터를 수신한다.

동적 스케줄링 방식은 데이터 전송 때마다 무선자원을 요청하고 또 할당받아야 하므로, 많은 시그널링을 요구한다. 데이터 전송시마다 매번 스케줄링 정보를 이용하여 데이터를 송신 또는 수신하므로, 웹브라우징(Web browsing)과 같은 다양한 크기의 데이터가 불규칙적으로 전송될 때 유리하지만, 매번 스케줄링 정보가 필요하기 때문에 시그널링이 많아진다는 단점이 있다.

도 6은 상향링크 전송에서 정적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 기지국과 단말은 상향링크 스케줄링 정보를 교환한다. 단말은 상향링크 스케줄링 정보에 따라, 정해진 전송 시간에 정해진 패킷 크기로 데이터를 전송한다. 여기서는 3 TTI 간격으로 일정한 크기의 데이터를 상향링크로 전송한다.

도 7은 하향링크 전송에서 정적 스케줄링 방식을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 기지국과 단말은 하향링크 스케줄링 정보를 교환한다. 기지국은 하향링크 스케줄링 정보에 따라, 정해진 전송 시간에 정해진 패킷 크기로 데이터를 전송한다. 여기서는 3 TTI 간격으로 일정한 크기의 데이터를 하향링크로 전송한다.

만약 데이터가 VoIP(Voice over IP)와 같이 일정한 크기로 일정한 시간에 전송된다면 매 전송 시마다 시그널링을 하는 동적 스케줄링 방식은 무선자원을 비효율적으로 사용한다고 할 수 없다. 따라서, 일정한 시간에 일정한 크기의 데이터 전송에는 정적 스케줄링 방식이 적합하다고 할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 PDCP 계층에서는 헤더 압축(header compression)이 사용된다. 헤더 압축은 동일한 패킷 스트림(packet stream)에 속하는 IP 패킷들은 IP 헤더의 많은 부분이 변하지 않는다는 사실을 이용하여 헤더 크기를 줄이는 기법이다. 크기가 변하지 않는 필드들은 송신기의 압축기(compressor)와 수신기의 복원기(decompressor)에 문맥(context)의 형태로 저장해 놓고, 문맥이 형성된 이후에는 변하는 필드만을 전송함으로써 IP 헤더의 오버헤드를 줄이는 방법이다. 헤더 압축 의 초기 단계에는 복원기에 해당 패킷 스트림에 대한 문맥을 형성하기 위해 압축기는 전체 헤더(full header) 패킷을 전송하기 때문에 헤더 압축으로 인한 이득이 없다. 하지만, 복원기에 문맥이 형성된 이후에는 압축기가 압축 헤더(compressed header) 패킷만을 전송할 수 있기 때문에 그 이득은 현저해진다.

헤더 압축 기법 중 하나인 ROHC(Robust Header Compression)은 RTP(Real-time Transport Protocol)/UDP(User Datagram Protocol)/IP(Internet Protocol)와 같은 실시간 패킷의 헤더 정보를 줄이는데 사용된다. RTP/UDP/IP 패킷이란 상위로부터 내려온 데이터가 RTP와 UDP 및 IP를 통과하여 관련 헤더들이 첨부된 패킷을 의미하는 것으로, 데이터가 인터넷을 통하여 목적지까지 전달되어 복구되는데 필요한 다양하고 많은 헤더 정보를 포함한다. 일반적으로 RTP/UDP/IP 패킷의 헤더 크기는 IPv4(IP version 4)의 경우 40 바이트(byte)이고 IPv6(IP version 6)인 경우 60 바이트인데, ROHC을 사용하여 헤더를 압축할 경우, 헤더의 크기가 1~3 바이트로 줄어들 수 있다.

도 8은 ROHC을 적용할 때 생성되는 RTP/UDP/IP 패킷의 헤더 크기 변화를 나타낸다. 일반적으로 전체 헤더는 문맥을 형성하기 위한 추가 정보들이 포함하기 때문에 노멀(normal) 헤더보다 그 크기가 약간 크다.

도 8을 참조하면, 패킷 스트림을 처음 전송할 때는 압축기와 복원기 모두 문맥이 형성되어 있지 않기 때문에, 문맥 형성을 위해 전체 헤더를 전송한다. 그리고, 어느 정도의 전체 헤더가 전송되면(초기 단계에서 전체 헤더가 전송되는 횟수를 N1이라 한다), 문맥이 형성된다. 이후에는 압축 헤더를 전송한다. 그런데, 중간 에 패킷 손실 등의 이유로 문맥이 손상될 수 있기 때문에, 적절한 간격으로 전체 헤더의 전송도 필요하다. 전체 헤더 사이의 압축 헤더가 전송되는 횟수를 N2라 하고, 중간 단계에서 전체 헤더가 전송되는 횟수를 N3라 한다. 전체 헤더와 상기 압축 헤더는 일정한 TTI 간격으로 반복 전송된다.

VoIP 패킷은 RTP/UDP/IP 형태의 대표적인 패킷으로서, 일정한 크기의 데이터가 일정한 시간에 전송되기 때문에 전술한 정적 스케줄링 방법이 효과적이라 할 수 있다. 그런데, VoIP 패킷의 헤더 크기를 줄이기 위해 헤더 압축 기법을 적용시키면 도 8에 나타난 바와 같이 헤더의 크기가 달라져 전체적으로 다른 크기의 패킷이 생성되고, 따라서 일정한 패킷 크기를 갖는 데이터 전송에만 사용되는 정적 스케줄링 방법을 적용시키기 어렵다.

VoIP 패킷은 헤더 압축이 필요하다. VoIP 패킷은 실제 데이터에 비해 헤더 크기가 너무 크다. 예를 들어, VoIP에 사용되는 RTP/UDP/IP 패킷의 전체 헤더 크기는 IPv4의 경우 40바이트이고, IPv6인 경우 60바이트인 반면, 페이로드(payload)라는 순수한 데이터 부분의 크기는 15~20바이트 밖에 되지 않기 때문에, 헤더의 크기를 줄이는 헤더 압축은 필수적이라고 할 수 있다. 만약 ROHC을 사용하여 헤더를 압축할 경우, 헤더 크기가 40 또는 60 바이트에서 1~3 바이트로 줄어들 수 있기 때문에, VoIP에 있어서 헤더 압축은 필요 불가결하다. 따라서, VoIP을 효과적으로 지원하기 위해 헤더 압축을 적용하면서도, 정적 스케줄링처럼 시그널링을 많이 발생시키지 않는 스케줄링 방법이 요구된다.

본 발명에서는 어떤 데이터 스트림에 있어서 전송되는 데이터의 패턴을 미리 정하고 그에 맞춰 무선자원을 할당하는 패턴 스케줄링 방식을 제안한다. 즉, 단말과 네트워크는 RB 셋업 시에 데이터 생성을 위한 트래픽 패턴을 설정하고, 실제 데이터 송수신 시에는 따로 스케줄링 정보 없이 미리 설정된 패턴에 맞춰 데이터를 송신 또는 수신한다.

도 9를 참조하면, 상향링크 전송의 경우 단말의 RRC(320)는 RB 설정 시에 데이터 생성기(Data Generator, 310)의 데이터 생성 패턴을 설정하거나, 데이터 생성기(310)가 설정한 데이터 생성 패턴 정보를 전달받는다. 데이터 생성기(310)는 데이터를 직접 생성하거나, 수신한 데이터를 가공하여 새로운 형태로 생성하는 개체를 말하는 것으로서, 코덱(codec) 또는 헤더 압축기(header compressor) 등을 예로 들 수 있다. 하향링크 전송의 경우 네트워크의 RRC(220)는 RB 설정 시에 데이터 생성기(210)의 데이터 생성 패턴을 설정하거나 데이터 생성기(210)가 설정한 데이터 생성 패턴 정보를 전달받는다.

데이터 생성 패턴 설정 시에는 단말 또는 네트워크가 데이터 생성기(210, 310)의 파라미터를 결정하여 데이터 생성 패턴을 직접 제어할 수도 있다. 또는 데이터 생성기(210, 310)가 데이터 생성 패턴을 자체적으로 결정하고 그 파라미터를 단말의 RRC(320) 또는 네트워크의 RRC(220)에게 알려줄 수도 있다. 데이터 생성 패턴 관련 파라미터는 데이터 생성 시간과 생성 데이터 크기 등을 포함할 수 있으며, 그 외에도 특정 크기 데이터의 생성 횟수나 특정 크기 데이터의 생성 주기, 특정 시간에 생성되는 데이터 크기 종류 등의 여러 가지 정보들을 포함할 수 있다.

단말의 RRC(320)와 네트워크의 RRC(220)는 데이터 생성 패턴 정보를 서로 교환한다. 설정한 데이터 생성 패턴의 파라미터들은 RRC 메시지를 통하여 교환될 수 있다. 단말의 RRC(320) 또는 네트워크의 RRC(220)는 설정한 데이터 생성 패턴 정보를 이용하여 PHY, MAC, RLC, PDCP 등의 하위 계층을 설정한다.

데이터 전송이 시작되면 전송기의 데이터 생성기(210, 310)는 미리 설정한 데이터 생성 패턴에 맞추어 데이터를 생성한다. 즉, 설정한 시간에 설정한 크기의 데이터를 생성하여 무선 구간으로 전송하는 것이다. 수신기 역시 미리 설정된 정보를 바탕으로 데이터를 수신한다.

VoIP에 ROHC을 적용시킬 경우 본 발명에서 제안하는 패턴 스케줄링 방법을 이용하면 시그널링을 줄이면서도 효과적으로 스케줄링을 할 수 있다. VoIP은 기본적으로 일정한 시간 간격(예를 들어 20ms)으로 일정한 크기(55~60바이트 또는 75~80바이트)의 패킷이 생성되는데, 헤더 압축을 거치면 생성 시간은 동일하지만 생성 패킷의 크기는 일정하지 않게 된다. 그러나, ROHC의 몇몇 파라미터를 미리 설정하면 생성 패킷의 크기 패턴이 예측 가능해지기 때문에 패턴 스케줄링 방법을 사용할 수 있게 된다.

패턴을 결정하는 파라미터에는 여러 가지가 있겠지만, 도 8에서 초기 단계에서 전체 헤더가 전송되는 횟수 N1, 전체 헤더 사이의 압축 헤더가 전송되는 횟수 N2, 중간 단계에서 전체 헤더의 전송되는 횟수 N3 등의 파라미터를 결정하여 미리 교환하면, 다른 스케줄링 정보가 없이도 VoIP 패킷을 효과적으로 송신 또는 수신할 수 있다. 전체 헤더의 전송 시간 또는 주기, 압축 헤더의 전송 시간 등의 시간 정 보들도 파라미터로 사용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 단말은 기지국으로 무선자원을 요청한다(S410). 무선자원 요청 메시지는 데이터 생성 패턴을 포함할 수 있다. 데이터 생성 패턴은 전송할 데이터의 전송 시간, 데이터의 크기 등을 포함할 수 있다. 데이터의 전송 시간은 데이터의 종류에 따라 달라질 수 있다.

기지국은 데이터 생성 패턴에 따라 무선자원을 할당한다(S420).

단말은 할당된 무선자원을 이용하여 데이터 생성 패턴에 따라 제1 데이터부터 제N 데이터(N>1)까지 순차적으로 데이터를 전송한다(S430). 상기 제1 내지 제N 데이터가 헤더 압축으로 인해 서로 크기가 달라지더라도 데이터 생성 패턴을 미리 교환함으로써, 단말은 복수의 데이터를 별도의 시그널링이 필요없이 전송할 수 있다.

여기서는 데이터 생성 패턴을 무선자원 요청 메시지에 포함하여 보내고 있으나, 데이터 생성 패턴은 별도의 메시지를 통해 기지국으로 전달될 수 있다.

도 11을 참조하면, 기지국은 데이터 생성 패턴을 준비하고, 데이터 생성 패턴에 따라 무선자원을 할당하여 단말로 보낸다(S510).

기지국은 할당된 무선자원을 이용하여 데이터 생성 패턴에 따라 제1 데이터 부터 제N 데이터(N>1)까지 순차적으로 데이터를 전송한다(S430). 상기 제1 내지 제N 데이터가 헤더 압축으로 인해 서로 크기가 달라지더라도 데이터 생성 패턴을 미리 교환함으로써, 기지국은 복수의 데이터를 별도의 시그널링이 필요없이 전송할 수 있다.

여기서는 데이터 생성 패턴을 무선자원 할당 메시지에 포함하여 보내고 있으나, 데이터 생성 패턴은 별도의 메시지를 통해 기지국으로 전달될 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면 데이터 생성 시간 또는 크기가 불규칙하더라도 그 패턴을 예측하거나 결정하면, 추가의 시그널링이 필요 없는 패턴 스케줄링 방법을 사용할 수 있다. 즉, 데이터 생성 시간 또는 크기가 일정하지 않더라도 매 전송시마다 추가의 시그널링이 필요없기 때문에, 헤더 압축 기법을 적용한 VoIP 패킷의 전송에 효과적이라 할 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)에 의한 데이터 전송 방법에 있어서,

무선 베어러(RB; radio bearer)가 설정될 때, 다양한 크기를 가지는 복수의 데이터 블록들을 위한 데이터 생성 패턴을 구성하는 단계;

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터를 결정하는 단계;

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터를 네트워크와 교환하는 단계;

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터를 상기 네트워크와 교환한 후, 상기 데이터 생성 패턴에 따라 상기 복수의 데이터 블록들을 생성하는 단계; 및

상기 복수의 데이터 블록들을 상기 네트워크로 전송하는 단계를 포함하되,

상기 파라미터는 상기 복수의 데이터 블록들의 생성 시간, 상기 복수의 데이터 블록들의 크기, 특정 크기를 가지는 데이터 블록들의 개수, 특정 크기를 가지는 데이터 블록들의 주기(cycle) 및 특정 시간에 생성되는 데이터 블록 크기의 타입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 블록은 헤더(header)를 포함하며, 상기 헤더의 크기가 변화함에 따라 상기 데이터 블록의 크기가 변화하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 헤더는 전체 헤더(full header) 또는 압축 헤더(compressed header)인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터는 상기 전체 헤더의 전송 횟수 및 상기 압축 헤더의 전송 횟수를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 데이터 블록들은 미리 정해진 주기에 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 미리 정해진 주기는 상기 데이터 생성 패턴으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 데이터 블록들은 PDCP(packet data convergence protocol) 계층(layer)에서 생성되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터는 RRC(radio resource control) 메시지를 통해 교환되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
단말(user equipment)에 있어서,

데이터 생성 패턴에 따라 복수의 데이터 블록들을 생성하도록 구성되는 데이터 생성부; 및

상기 데이터 생성부와 연결되는 RRC(radio resource control)을 포함하되,

상기 RRC는,

무선 베어러(RB; radio bearer)가 설정될 때, 다양한 크기를 가지는 복수의 데이터 블록들을 위한 데이터 생성 패턴을 구성하고,

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터를 결정하고,

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터를 네트워크와 교환하고,

상기 복수의 데이터 블록들을 상기 네트워크로 전송하도록 구성되며,

상기 파라미터는 상기 복수의 데이터 블록들의 생성 시간, 상기 복수의 데이터 블록들의 크기, 특정 크기를 가지는 데이터 블록들의 개수, 특정 크기를 가지는 데이터 블록들의 주기(cycle) 및 특정 시간에 생성되는 데이터 블록 크기의 타입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터 생성 패턴을 위한 파라미터는 RRC(radio resource control) 메시지를 통해 교환되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 9 항에 있어서,

상기 복수의 데이터 블록들은 PDCP(packet data convergence protocol) 계층(layer)에서 생성되는 것을 특징으로 하는 단말.