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KR100249814B1 - 실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법 - Google Patents

실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법 Download PDF

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KR100249814B1
KR100249814B1 KR1019970069536A KR19970069536A KR100249814B1 KR 100249814 B1 KR100249814 B1 KR 100249814B1 KR 1019970069536 A KR1019970069536 A KR 1019970069536A KR 19970069536 A KR19970069536 A KR 19970069536A KR 100249814 B1 KR100249814 B1 KR 100249814B1
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Abstract

본 발명은 무선 ATM 망에서 사용되는 TDMA 방식의 동적 예약 매체 슬롯 제어 프로토콜에서 사용하는 프레임 구조에서 상향 링크의 랜덤 접속 채널(RACH)을 이동국들이 효율적으로 공유하기 위한 방법으로 프로토콜의 세부 절차 중 상향 링크의 RACH 슬롯을 통해 하향 링크의 트래픽 슬롯을 할당 받기 위해 예약 요청을 하는 과정에서 슬롯 할당이 실시간에 이루어지도록 하는 가변비트율(VBR) 트래픽에 대한 슬롯 예약 지연 시간을 보장할 수 있도록 하며, 각 이동국이 발생하는 각 셀 버스트 단위로 예약 요청을 위하여 경쟁 방식으로 접속을 시도하는 RACH을 여러개의 부슬롯으로 분할하여 사용하며, 이때 부슬롯 중 일부를 지연 시간에 민감하며 가변 비트율의 트래픽에 동적으로 할당하여 슬롯 예약 지연 시간을 보장함으로써, 제한된 무선 자원을 이용하여 유선 ATM 망에서와 유사한 수준의 서비스 품질을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법
본 발명은 무선 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode, 이하 ATM라 칭함) 망을 위한 시분할 다원 접속(Time Division Multiple Access, 이하 TDMA라 칭함) 기반 동적 예약 방식의 매체접근제어 프로토콜에서 실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기슬분야는 무선 ATM에서 이동국에 대한 대역 할당을 예약 요청 절차에 의해 수행되는 TDMA 기반의 동적 예약 방식 메체접근제어 프로토콜의 구현에 관한 기술이다.
특히, 본 발명이 속하는 구체적인 기술 분야는, 매체접근제어 프로토콜에서 이동국이 랜덤 접속 채널(Random Access Channel, 이하 RACH라 칭함)을 통해 대역 예약 요청을 시도하는 구체적인 절차에 관한 것이다.
종래에는 랜덤 접속 경쟁에 있어서 이동국의 트래픽 특성에 따른 지연 요구 시간에 따른 우선권을 고려하지 않거나 또는 우선권을 고려하는 경우에도 그 우선권에 의해 예약 요청 지연 시간을 보장할 수 있는 방안을 제시하고 있지 않은 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 경쟁없이 지정된 랜덤 접속 채널(RACH) 부슬롯을 통해 예약 요청을 수행할 수 있도록 하고, 강제 충돌 부슬롯의 도입을 통해 상시적인 부슬롯의 할당을 피하고 대역 예약 요청 필요시에만 동적으로 RACH 부슬롯을 할당함으로써 대역 효율성을 극대화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 무선 ATM 망 매체접근제어 프로토콜 중 상향 링크에서의 랜덤 접속 체널 절차를 고안하여 다양한 트래픽 특성을 갖는 여러개의 이동국에 대해 최소한의 서비스 품질을 보장할 수 있도록 하였으며, 이를 통해 궁극적으로는 ATM 서비스를 무선 영역까지 확장하여 제공할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 무선 ATM 망을 위한 TDMA 기반 동적 예약 방식의 매체접근제어 프로토콜에서의 상향 링크와 하향 링크의 프레임 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 상향 링크의 RACH 채널을 다수개의 부슬롯으로 분할하고 각 부슬롯을 통해 이동국들이 랜덤 접속 방식으로 대역 예약 요청을 위한 RACH 슬롯의 구조도,
도 3 은 본 발명이 적용되는 상향 링크의 RACH에서 강제 충돌 부슬롯의 도입을 통해 역용량 부슬롯을 동적으로 할당하는 방법에서의 RACH 슬롯의 구조도,
도 4 는 본 발명에 따른 무선 ATM 메체접근제어 프로토콜에서 상향 링크 랜덤 접속 채널의 기지국에서의 매 프레임 단위 역용량 부슬롯 지정 방식 흐름도.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 랜덤 접속 채널을 분할하여 강제 충돌 부슬롯과 역용량(Capacity-Back, 이하 CB라 칭함) 부슬롯을 지정하는 부슬롯 구성형태와 그 부슬롯을 이용하여 대역 예약 요청 지연 시간을 보장하기 위한 절차로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 무선 ATM 망을 위한 TDMA 기반 동적 예약 방식의 매체접근제어 프로토콜에서의 상향 링크와 하향 링크의 프레임 구조도로서, 하향링크의 제어슬롯을 통해 각 단말기에게 할당된 슬롯에 대한 정보와 본 발명에서 제시하는 랜덤 접속 채널(RACH) 부슬롯의 할당 내역, 또한 이동국으로부터 전송된 데이터들에 대한 전송 성공 여부 등의 정보가 전달되며, 상향 링크의 RACH를 통해 각 이동국들의 예약 요청이 구현된다.
도 2는 본 발명에 따른 상향 링크의 RACH 채널을 다수개의 부슬롯으로 분할하고 각 부슬롯을 통해 이동국들이 랜덤 접속 방식으로 대역 예약 요청을 위한 RACH 슬롯의 구조도로서, 각 이동국들이 RACH를 사용하는 경우는 두가지가 있다.
그 첫째로, 최초로 호가 발생하여 호 설정을 요구하고 연결 특성 정보(connection specific parameter)을 전송하기 위한 경우와 둘째, 이동국에서 기다리는 ATM 셀이 완전히 빈 후 새로운 ATM 셀 버스트가 출현했을 때 자신의 예약 요청을 전송해야 하는 경우이다.
이때 실시간 데이터와 같이 지연시간에 대해 민감한 트래픽의 경우에는 상위에서 언급한 두 번째 경우가 서비스 제공에 있어 중요한 변수가 되므로 지연시간에 민감한 트래픽의 경우에는 RACH의 부슬롯 중 일부를 CB 부슬롯으로 지정해서 새로 ATM 셀이 발생하였을 경우 대역 요청 정보를 경쟁 없이 전송하게 하여 실시간 지연 시간을 보장하게 된다.
한편 RACH 중 CB 부슬롯을 제외한 다른 부슬롯들은 실시간 예약 지연 시간을 요구하지 않는 이동국들에 의해 경쟁 방식으로 공유된다.
도 3은 본 발명이 적용되는 상향 링크의 RACH에서 강제 충돌 부슬롯의 도입을 통해 역용량 부슬롯을 동적으로 할당하는 방법에서의 RACH 슬롯의 구조도로서, RACH의 엑세스 기법 중 상기 도 2에서 설명하고 있는 CB 부슬롯 사용의 효율성을 극대화하기 위한 부가적인 방법이다.
상기 CB 부슬롯들은 항상 실시간 트래픽에 할당되어 있어서 실시간 예약 지연 지연을 보장할 수 있게 하고 있다.
그런데 만일 필요 이상으로 많은 수의 RACH의 부슬롯이 CB 부슬롯으로 할당되어 있다면, 즉 여러 개의 부슬롯을 CB 부슬롯으로 할당하였으나 실제로 활성화된 실시간 가변 비트율(Variable Bit Rate, 이하 VBR라 칭함) 트래픽들의 갯수가 더 적게되어 일부 CB 부슬롯을 사용하지 않을 경우에는, CB 부슬롯의 낭비를 가져와 다른 트래픽들의 랜덤 접속 기능을 저하시키는 결과를 가져온다.
그러므로 이러한 경우에는 강제 충돌 부슬롯으로서 CB 부슬롯을 하나만 지정하여 모든 실시간 VBR 트래픽들에 대해 이 슬롯을 통해 초기 경쟁을 시도하게 한다.
강제 충돌 부슬롯을 엑세스하는 과정에서 충돌이 발생하는 경우에만 다음 프레임에서 CB 부슬롯의 갯수를 모든 실시간 예약 요청 이동국에게 개별적으로 할당한다.
그러나 충돌이 일어나지 않을 경우에는 계속 그 강제 충돌 부슬롯을 유지하여 CB 부슬롯 할당 방식의 효율성을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 ATM 메체접근제어 프로토콜에서 상향 링크 랜덤 접속 채널의 기지국에서의 매 프레임 단위 역용량 부슬롯 지정 방식 흐름도로서, 기지국은 매 프레임마다 강제 충돌 부슬롯을 감시하여 RACH 부슬롯에 대한 할당을 수행한다.
강제 충돌 부슬롯이 유휴(Idle)인가를 판단하여(S1) 유휴인 경우라면 모든 실시간 서비스 이동국들의 상태 변화가 발생하지 않았다는 것을 의미하므로 하나의 강제 충돌 부슬롯을 계속하여 CB 부슬롯으로 사용하며 나머지 RACH 부슬롯(N_RACH), 즉 전체 RACH 부슬롯(L)에서 CB 부슬롯들(N_CB)을 제외한 부슬롯들은 비실시간 이동국들에게 할당한다(S2).
상기 판단 후 부슬롯이 유휴가 아니라면 강제 부슬롯에 충돌이 발생하였는가를 판단하여(S3) 강제 부슬롯에 충돌이 발생하였을 경우에는 먼저 실시간 서비스 이동국들의 수(N_REAL)를 최대 CB 부슬롯 할당 개수(CB_MAX)와 비교한다(S4).
상기 비교 후 실시간 서비스 이동국들의 수가 최대 CB 부슬롯 할당 개수 보다 크다면 해당 실시간 서비스 이동국들의 우선권을 계산하여(S5) 높은 순서대로 CB_MAX 수만큼 CB 부슬롯을 할당하고(S6) 나머지 실시간 서비스 이동국들은 나머지 RACH 부슬롯을 사용하여 낮은 우선권의 실시간 서비스 이동국과 비실시간 서비스 이동국에 할당한다(S7).
상기 판단 후 실시간 서비스 이동국들의 수가 최대 CB 부슬롯 할당 개수 보다 크지 않을 경우에는 실시간 서비스 이동국들의 수만큼 CB 부슬롯을 실시간 서비스 이동국들에게 할당해주고(S8), 나머지 RACH 부슬롯은 비실시간 서비스 이동국들에게 할당해준다(S9).
한편 강제 충돌 부슬롯이 유휴도 아니며, 충돌이 발생하지도 않았다면 하나의 실시간 서비스 이동국이 엑세스에 성공하였다는 것을 의미하므로 RACH의 CB 부 슬롯은 강제 충돌 부슬롯을 계속 사용하도록 지정하며 나머지 RACH 부슬롯들은 상위와 마찬가지로 비실시간 서비스 이동국들에게 할당해준다(S9).
상술한 바와 같이 본 발명은 무선 ATM 망에서 지연 시간에 민감한 가변 비트율의 트래픽에 대한 예약 요청 지연 시간을 보장함으로써 제힌된 무선 자원을 이용하여 유선 ATM 망에서와 유사한 수준의 서비스 품질을 유지할 수 있게 해주는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 무선 비동기 전송모드(ATM) 망에서 사용되는 시분할 다원 접속(TDMA) 방식의 동적 예약 매체 접근 제어 프로토콜에서 사용하는 프레임 구조에서 상향 링크의 랜덤 접속 채널(RACH)을 이동국들이 공유하는 방법에 있어서,
    상기 랜덤 접속 채널은 다수 개의 부슬롯으로 분할하여 분할한 부슬롯 중 한 개의 부슬롯을 강제 충돌 부슬롯으로 지정하고 예약 지연 시간에 민감한 이동국간에 공유하도록 하는 제 1 과정과;
    지정된 강제 부슬롯에서 충돌이 발생할 경우 다음 슬롯에서 예약 지연 시간에 민감한 이동국에 대해 역용량(CB) 부슬롯을 한 개씩 지정하여 경쟁없이 예약 요청을 수행하도록 하는 제 2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은
    강제 충돌 부슬롯이 유휴이면 하나의 강제 충돌 부슬롯을 계속하여 CB 부슬롯으로 사용하는 제 1 단계와;
    전체 RACH 부슬롯(L)에서 상기 CB 부슬롯들(N_CB)을 제외한 부슬롯들은 비실시간 이동국들에게 할당하는 제 2 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은
    부슬롯이 유휴가 아니면 강제 부슬롯에 충돌이 발생하였는가를 판단하여 강제 부슬롯에 충돌이 발생하였을 경우 실시간 서비스 이동국들의 수(N_REAL)를 최대 CB 부슬롯 할당 개수(CB_MAX)와 비교하는 제 1 단계와;
    상기 비교 후 실시간 서비스 이동국들의 수가 최대 CB 부슬롯 할당 개수 보다 크면 해당 실시간 서비스 이동국들의 우선권을 계산하여 높은 순서대로 CB_MAX 수만큼 CB 부슬롯을 할당하는 제 2 단계와;
    나머지 실시간 서비스 이동국들은 나머지 RACH 부슬롯을 사용하여 낮은 우선권의 실시간 서비스 이동국과 비실시간 서비스 이동국에 할당하는 제 3 단계와;
    상기 판단 후 실시간 서비스 이동국들의 수가 최대 CB 부슬롯 할당 개수 보다 크지 않을 경우 실시간 서비스 이동국들의 수만큼 CB 부슬롯을 실시간 서비스 이동국들에게 할당해주고 나머지 RACH 부슬롯은 비실시간 서비스 이동국들에게 할당하는 제 3 단계와;
    강제 충돌 부슬롯이 유휴도 아니며, 충돌이 발생하지도 않았다면 하나의 실시간 서비스 이동국이 엑세스에 성공한 것으로 판단하여 RACH의 CB 부 슬롯은 강제 충돌 부슬롯을 계속 사용하도록 지정하는 제 4 단계와;
    나머지 RACH 부슬롯들은 비실시간 서비스 이동국들에게 할당해주는 제 5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 대역 예약 요청 보장을 위한 다원 접속 방법.
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