KR100800887B1 - 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송/수신 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 프레임에 상향 및 하향 링크로 데이터를 전송하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 전송하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 방송 서버와 연결된다. 상기 시스템 및 방법은, 상기 하향 링크를 통해 전송되는 방송 서비스 패킷의 식별을 위해 각 방송 서비스에 할당된 연결 식별자(CID)를 포함하며, 각 방송 서비스를 위한 서비스 방송 서비스 정보를 전송하고, 상기 방송 서버로부터 방송 패킷을 수신하여 상기 하향 링크로 상기 방송 패킷을 위한 방송 서비스 CID를 포함하는 물리계층 전송 정보 요소(DL-MAP)를 전송한다.

무선 통신 시스템, 방송, IEEE 802.16

Description

무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송/수신 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA OF BROADCAST SERVICE DATA IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 802.16 시스템에서 사용하는 일반적인 물리 계층 전송 정보의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 반-정적인 방송 트래픽 전송 방법을 지원하는 기지국에서 단말들로 전송하는 방송 설정 메시지(MBS-CFG message)의 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 방송 설정 블록(MBS_Configuration_IE)의 내부 구성도,

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스를 제공할 때 방송 설정 블록(MBS_Configuration_IE)의 구조를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 반-정적인 방송 전송 방법을 사용하는 경우에 방송 트래픽을 송/수신하는 과정의 신호 흐름도,

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스가 전송되는 시점을 알리기 위한 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 구조도,

도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스가 전송되는 시점을 알리기 위한 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 다른 구조도,

도 8은 802.16 시스템에서 사용되는 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조를 도시한 도면,

도 9는 본 발명에 따라 방송 트래픽의 다음 전송 시점을 명시하는 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조를 도시한 도면,

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따라 동적인 방송 전송 방법을 상요하는 경우 단말과 기지국간 방송 패킷의 송/수신 시의 신호 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터를 송/수신하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터를 송/수신하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 무선 통신 시스템에서 데이터는 하나의 단말 또는 하나의 시스템에서 다른 하나의 단말 또는 하나의 시스템으로 전달하는 단일 전송(Unicast) 서비스를 의미하였다. 이와 같이 한 단말에서만 수신할 수 있도록 전송되는 데이터는 그 사용자의 요구에 의해 전송되는 것이다. 그런데, 무선 통신 기술이 발전하면서, 무선 통신 시스템에서 공중망과 같은 방송 서비스를 제공받기를 원하게 되었다. 이러한 방송 서비스의 특징은 위에서 설명한 바와 달리 다수의 단말이 하나의 트래픽을 수신하는 형태의 서비스를 의미한다.

한편, 무선 통신 시스템의 대표적인 예로는 셀룰라 방식을 사용하는 이동통신 시스템이 대표적인 방법이다. 이러한 셀룰라 시스템은 음성 통신만을 제공하는 형태에서 고속의 데이터 전송을 제공할 수 있는 형태로 발전하였다. 또한 상기 이동통신 시스템에서 방송 서비스를 제공하기 위해 많은 연구가 이루어졌다. 이러한 대표적인 이동통신 시스템으로 제3세대(3rd) 이동통신 시스템인 3GPP와 3GPP2의 진영에서 활발하게 연구가 진행되었다.

그런데, 상기 이동통신 시스템에서 효율적으로 방송 서비스를 제공하는데는 데이터 전송률에서 큰 문제가 발생하였다. 즉, 이동통신 시스템은 기본적으로 코드분할 다중접속(CDMA) 방식을 사용하며, 사용되는 주파수 대역이 정해져 있다. 상기 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 데이터를 전송할 때, 월시 코드를 이용하여 각 데이터들을 확산하여 전송한다. 이러한 월시 코드는 제한된 자원으로써 자원을 확장하기 어려움이 있다.

따라서 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 제공하기 위해 단지 코드분할 다중접속만을 사용하여 전송하는 것이 아닌 다른 방법이 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 효율적으로 송/수신할 수 있는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 고속으로 송/수신할 수 있는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 확산 부호 자원에 영향을 받지 않고 방송 서비스를 송/수신할 수 있는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방송 패킷 송신 방법은, 직교 주파수 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송신 방법에 있어서, 방송 데이터와 방송 패킷을 위한 방송 서비스 연결 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 방송 지역을 지시하는 정보로 구성된 물리 계층 전송 정보 요소(DL_MAP)를 포함하는 프레임을 생성하는 과정과, 적어도 하나의 이동 단말로 상기 프레임을 전송하는 과정을 포함하며, 상기 프레임은 방송 서비스의 다음 전송에 관련된 정보를 포함하는 방송 구성 메시지를 더 포함한다.

또한 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방송 패킷 수신 방법은, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서, 방송 데이터와, 방송 패킷을 위한 방송 서비스 접속 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보를 포함하는 물리계층 정보 요소(DL_MAP)를 지시하는 프레임을 수신하는 과정을 포함하고, 상기 방송 패킷은 제공되는 방송 서비스의 현재 프레임과 다음 프레임간 차를 의미하는 옵셋 값을 지시하는 맥(MAC) 계층 헤더를 포함하며, 상기 옵셋 값에 따라 방송 패킷들을 지시하는 다음 프레임을 수신하는 과정을 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한 다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한 하기 설명에서는 구체적인 메시지 또는 신호 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 방법에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 IEEE의 802.16 시스템의 방식을 이용하여 802.16 시스템에 비하여 중저속의 전송률을 가지는 제3세대 이동 통신 시스템에서 제공하는 속도 이상의 고속으로 방송 서비스를 지원한다. 또한 이하에서 설명되는 본 발명에 따른 시스템에서는 제3세대 이동 통신 시스템에서 사용하는 여러 물리 계층 기술들에 더해서 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 대하여 설명할 것이다. 또한 이러한 시스템에서 전력 소모를 효율적으로 줄일 수 있는 방법에 대하여도 함께 기술될 것이다.

하기에서 설명되는 순서를 살피면, 첫째로, 방송 서비스의 송신 및 방송 패킷의 식별 방법에 대하여 설명할 것이다. 둘째로, 연속적으로 방송 서비스를 수신하는 방법에 대하여 설명한다. 셋째로, 수신 전력을 효율적으로 줄이기 위한 방법 을 설명한다. 넷째로 동적인 방송 전송 방법에서 물리 계층 전송 정보를 이용하여 수신 전력의 효율을 높이는 방법을 설명한다.

[1] 방송 서비스의 송신 및 방송 패킷의 식별 방법

단일 전송(unicast)을 주(main) 목적으로 하는 고속 무선 통신 시스템에서 방송 서비스를 지원하기 위해서는 기지국에서 전송되는 물리 계층 프레임이 방송 패킷을 포함하는지 여부와 특정 패킷이 방송 패킷인지 여부를 지시할 수 있어야 한다. 이를 위해 기지국은 방송 패킷이 전송되는 각 시점을 단말들에게 알려야 한다. 이와 다른 방법으로 기지국은 해당 패킷이 전송되는 물리 계층 프레임에 방송 패킷이 포함되어 전송됨을 기록하여 전송함으로써 방송 패킷이 전송되는 물리 계층 프레임을 지시할 수 있다. 따라서 물리 계층 프레임에 포함되는 각 방송 서비스들의 매체 접속 제어 계층(MAC) 패킷의 헤더에 방송에 할당된 식별자를 지시하여 특정 패킷이 방송 패킷임을 구분할 수 있다.

상기 방송 서비스 패킷을 식별하는 방법으로 본 발명에서 대상으로 하는 802.16 시스템에서는 각 방송 서비스들에게 특정 연결 식별자(Connection ID : CID)를 부여하고, 각 방송 패킷의 매체 접속 제어 계층 패킷에 부여받은 CID를 지시하여 전송할 수 있다. 또, 상기 방송 서비스들이 전송되는 물리 계층 전송 정보(DL-MAP)에 방송 서비스가 전달됨을 지시하여 물리 계층 전송 정보를 수신한 단말이 해당 프레임에 방송 패킷이 포함되었는지 알 수 있는 방법을 사용할 수 있다.

도 1은 802.16 시스템에서 사용하는 일반적인 물리 계층 전송 정보의 구조를 도시한 도면이다. 또한 상기 도 1의 물리 계층 전송 정보는 하향 링크의 맵(DLMAP) 정보를 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하여 802.16 시스템에서 사용하는 일반적인 물리 계층전송 정보의 구조에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 도 1의 "DIUC" 필드는 802.16 시스템에서 널리 사용되는 송신 유형을 지시하는 필드로 물리 계층 전송 정보에 명시된 채널의 순방향 송신 유형을 지시한다. 그리고 "INC_CID" 필드는 해당 물리 계층 전송 정보에 연결 식별자(CID)가 포함되었는지 여부를 지시하는 필드이다. 또한 "N_CID" 필드는 해당 물리 계층 전송 정보에 포함된 연결 식별자의 수를 나타내는 필드이고, "CID" 필드는 물리 계층 전송 정보가 지시하는 채널에 전송되는 데이터의 연결 식별자를 지시하는 필드이다. 또한 "OFDMA symbol offset" 필드는 프레임 내에서 해당 데이터가 전송되는 OFDMA 심볼의 시작 위치를 지시하는 필드이고, "No. OFDMA symbols" 필드는 그 OFDMA 심볼의 수를 지시하는 필드이다. "Subchannel offset" 필드는 해당 데이터가 전송되는 채널의 시작 위치를 지정하는 필드이고 "No. Subchannels" 필드는 그 채널의 수를 지정하는 필드이다. "Boosting" 필드는 해당 데이터의 전송에 사용되는 추가적인 전력 수준을 지시하는 필드이다.

이번 절에서는 본 발명에서 방송 서비스를 제공하기 위해 상기 도 1에 도시한 바와 같은 물리 계층 정보를 이용하여 물리 계층 프레임 내에 방송 서비스 패킷의 위치를 지시하는 방법을 설명한다.

본 발명에서는 상기 물리 계층 전송 정보의 필드들 중 연결 식별자 포함 여 부를 지시하는 INC_CID 필드의 값을 0으로 설정하고, 방송 서비스 패킷이 전송되는 위치를 OFDMA Symbol offset, No. OFDMA Symbols, Subchannel offset, No. Subchannels 필드를 이용해 지시하는 방법을 제안한다. 이런 방법으로 설정된 물리 계층 전송 정보를 수신한 단말은 INC_CID 필드의 값이 0인 것을 통해 OFDMA Symbol offset, No. OFDMA Symbols, Subchannel offset, No. Subchannels 필드들이 지시하는 위치에 전송되는 패킷이 방송 서비스 패킷임을 알 수 있다. 또한 상기 필드들을 이용하여 방송 서비스 패킷이 위치한 곳을 알 수 있고 이로부터 패킷을 수신할 수 있다. 단말은 수신한 패킷의 매체 접속 제어 계층 헤더 값에 상술한 연결 식별자를 통해 해당 방송이 자신이 수신하고자 하는 방송인지 판단하여 수신하고자 하는 방송인 경우 상위 계층으로 해당 패킷을 전송하고, 수신하고자 하는 방송이 아닌 경우 해당 패킷을 버리는 동작을 수행한다.

[2] 연속적인 방송 서비스의 수신 방법

본 발명의 두 번째 절에서는 연속적인 방송 서비스의 수신 방법에 대하여 기술한다. 본 발명에 따른 고속의 방송 서비스 시스템에서 방송 컨텐트를 송신하는 기본적인 방법은 다음과 같다. 먼저 방송 서비스 데이터가 방송 서버로부터 방송 서비스 제어기로 전송되었을 때, 방송 서비스 제어기는 이를 버퍼에 저장한다. 그리고 상기 방송 서비스 제어기는 상기 버퍼에 저장된 해당 데이터의 크기가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우나 상기 방송의 서비스 품질 특성(QoS, Quality of Service)을 고려하여 결정된 전송 시점에서 각 셀 내의 단말들에게 상기 방송 패킷 을 전달하는 것이다. 이런 방법을 사용할 경우 각 방송이 전송되는 시점은 그 방송 서비스의 전송율(Source rate), 전송 지연(Delay) 등의 전송 특성이 시간의 변화와 함께 변하게 된다.

즉, 예를 들어 어떤 방송 서비스의 서비스 전송률이 순간적으로 높아진 경우나 순간적으로 낮아진 경우 해당 방송 서비스의 전송 시점은 순간적으로 빨라지거나 느려지게 된다. 이와 같이 특정 방송 서비스의 전송 시점이 시간에 따라 동적으로 계속 변화하는 경우 단말은 어느 시점에 방송 패킷이 전송될지 알 수 없으므로 순방향으로 전송되는 방송 채널을 항상 검사하고 있어야 한다. 이로 인해 방송 서비스의 수신과 상관이 없는 순방향 전송 프레임들도 수신 및 처리하여야 하므로 단말의 전력 소모량이 크게 증가하게 된다. 따라서 다음 절에서는 방송 서비스의 수신 전력의 효율화에 대하여 설명하기로 한다.

[3] 수신 전력 효율화 방법

이하에서 설명되는 세 번째 절에서는 본 발명에 따른 802.16과 같은 시스템에서 단말이 방송 서비스를 수신하는데 있어서 방송 서비스와 관련된 순방향 전송 프레임만을 관찰하여 전력 소모량을 줄일 수 있는 반-정적인(Semi-Static) 방송 송수신 기법이 설명될 것이다.

(가) 방송 전송 시점을 고정하여 수신 전력을 효율화하는 방법

이하에서는 방송을 수신하는 단말들의 수신 전력 사용량을 줄이고자 본 발명에 따른 반-정적인(Semi-Static) 방송 전송 기법을 사용한 방송 송수신 방법에 대 하여 설명한다.

본 발명에 따른 방법에서 방송 서비스 제어기는 서비스 중인 각 방송 서비스들에 대해서 그 전송 시점을 긴 시간간격에 대해 미리 정해둔다. 그리고 이 전송 시점을 기지국을 통해 메시지의 형태로 각 단말들에게 개별 전송(unicast), 혹은 여러 단말들에게 방송(broadcast)의 방법을 통해 전달한다. 자신이 수신하고자 하는 방송 서비스들에 대해서 그 전송 시점을 수신한 단말은 아이들(idle) 모드 혹은 슬립(sleep) 모드로 천이하여 순방향 수신에 따른 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 이때, 상기 아이들(idle) 모드 혹은 슬립(sleep) 모드의 단말은 상기 아이들(idle) 모드 혹은 슬립(sleep) 모드에서 반드시 수신해야 하는 주기적인 데이터들에 더하여 수신하고자 하는 방송이 전송되는 시점의 순방향 채널을 수신한다. 그리고 그 이외의 시간에서는 순방향 채널의 수신을 중단하여 방송 서비스 수신에 따른 전력 소모량을 최소화할 수 있다.

이러한 방법으로 방송 서비스를 수신하기 위한 메시지에 대하여 살펴보기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 반-정적인 방송 트래픽 전송 방법을 지원하는 기지국에서 단말들로 전송하는 방송 설정 메시지(MBS-CFG message)의 구조도이다.

상기 도 2에 도시한 바와 같은 방송 설정 메시지는 특정 방송이 전송되는 프레임과 각 전송간의 주기를 지시하고, 또 한번의 전송에서 사용되는 연속된 프레임의 수를 지시하여 이 메시지를 수신한 단말이 계속적으로 순방향 채널을 수신하지 않더라도 특정 방송이 전송되는 위치를 알 수 있게 한다. 또한 방송 설정 메시지는 방송 설정 메시지가 전송되는 다음 시점을 기술하여 이 메시지를 수신한 단말이 계 속적으로 순방향 채널을 수신하지 않더라도 방송 설정 메시지를 특정 간격마다 수신할 수 있게 한다. 방송 제어기는 이러한 방송 설정 메시지의 전송 간격마다 특정 방송이 전송되는 시점을 고정하여 사용하게 되며, 상기 전송 시점과 전송 방법을 변경하고자 하는 경우 다음 방송 설정 메시지의 전송에 새로운 전송 방법을 지시한다. 그리고 상기 방송 제어기는 상기 메시지를 전송한 이후부터 새로 지시한 방법을 이용하여 전송할 수 있다.

그러면 상기 도 2에 도시한 각 필드들에 대하여 살펴본다. 먼저 방송 설정 메시지의 구조에서 "Management Message Type" 필드는 해당 메시지의 종류를 지시하는 필드로 방송 설정 메시지에 적합한 특정한 값이 사용될 수 있다. 그리고 "Next MBS-CFG transmission frame offset" 필드는 방송 설정 메시지가 전송되는 다음 시점을 지시하는 필드이다. 다음으로 "N_MBS_Configuration" 필드는 방송 설정 메시지에 포함된 방송 전송 정보의 수를 나타내고, "MBS_Configuration_IE()" 필드는 그 자세한 방송 전송 정보를 나타내는 블록이다. 상기 "MBS_Configuration_IE()" 필드에 대하여는 아래에서 더 자세히 설명하기로 한다. 그리고 "Padding nibble" 필드는 메시지를 8 비트 단위로 만들기 위해 붙는 더미 필드이다.

도 3은 본 발명에 따른 방송 설정 블록(MBS_Configuration_IE)의 내부 구성도이다. 이하 도 3을 참조하여 방송 설정 블록의 내부 구성에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 MBS_Configuration_IE() 블록에서 "N_MBS" 필드는 이 블록에 포함된 방 송 서비스의 수를 나타내는 필드이다. 그리고 "MBS CID" 필드는 상기 "N_MBS" 필드에 지시된 수만큼 MBS_Configuration_IE() 블록에 포함되며, 특정 방송에 대응되는 연결 식별자를 지시한다. "Physical Frequency" 필드는 연결 식별자에 대응되는 방송 서비스들이 전송되는 주파수 대역 정보를 나타내는 필드이다. 다음으로 "Transmission start frame offset" 필드는 방송 서비스가 포함된 물리 계층 프레임과 현재 프레임간의 간격을 지시하는 필드이며, "Transmission frame length" 필드는 방송 전송에 사용되는 연속된 프레임의 수를 지시하는 필드이고, "Transmission frame period index" 필드는 해당 방송이 다음에 전송되는 주기를 지시하는 필드이다.

(나) 물리 계층 프레임 내에서 방송 데이터의 위치 지정을 통해 수신 전력 효율화 방법

본 발명의 두 번째 실시 예로서 방송을 수신하고자 하는 단말들의 수신 전력 사용량을 줄이고자 방송이 전달되는 물리 계층 프레임 내에서 방송 데이터의 위치를 단말에게 전달하는 방법을 설명한다. 본 발명에 따른 방송 서비스 제어기는 서비스 중인 각 방송 서비스들에 대해서 그 전송 시점에 더하여 그 전송 시점의 물리 계층 프레임에서 해당 방송이 전달되는 위치를 지정하여 이 전송 시점을 기지국을 통해 각 단말들에게 개별 전송(unicast), 혹은 여러 단말들에게 방송(broadcast)의 방법을 통해 전달한다. 따라서 단말들은 자신이 수신하고자 하는 방송 서비스들에 대해서 그 전송 시점에 더해 프레임 내의 전송 위치를 수신한다. 그런 후 단말은 해당 방송의 전송 시점에서 해당 프레임을 수신할 때, 사전에 지정된 위치의 채널 들만을 수신함으로써 방송이 전달되는 물리 계층 프레임의 수신에 필요한 전력 소모량을 최소화할 수 있다. 또, 해당 단말이 아이들(idle) 모드 혹은 슬립(sleep) 모드에서 동작하고 있는 경우 상기 아이들(idle) 모드 혹은 상기 슬립(sleep) 모드에서 반드시 수신해야 하는 주기적인 데이터들에 더하여 수신하고자 하는 방송이 전송되는 시점의 물리 계층 프레임에서 사전에 지정한 위치의 채널들만을 선택 수신함으로써 방송 서비스 수신에 따른 전력 소모량을 최소화할 수 있다.

이와 같이 방송 서비스가 전송되는 시점의 물리계층 프레임에서 지정한 위치의 채널들만을 선택적으로 수신하기 위해서는 상술한 방송 설정 블록을 다르게 구성하여야 한다. 도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스를 제공할 때 방송 설정 블록(MBS_Configuration_IE)의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 4는 특정 방송이 전송되는 프레임 내의 위치를 명시하기 위해서 앞서 제안된 MBS_Configuration_IE() 블록을 수정한 것이다. 상기 특정 MBS CID에 해당하는 방송이 특정 프레임에서 전송되는 심볼의 시작점 OFDMA Symbol offset과 심볼의 수 No. OFDMA Symbols, 그 시점에서 사용하는 채널의 시작점 Subchannel offset과 채널의 수 No. Subchannels와 그 전송 구간에서 사용되는 전송 유형 DIUC를 새로이 명시할 수 있다.

(다) 방송 수신 과정

그러면 이상에서 설명한 방법을 통해 방송 트래픽을 효율적으로 송/수신하기 위한 신호 흐름에 대하여 살펴보기로 한다. 도 5는 본 발명의 반-정적인 방송 전송 방법을 사용하는 경우에 방송 트래픽을 송/수신하는 과정의 신호 흐름도이다.

500단계에서 단말은 자신이 수신하고자 하는 특정 방송들에 대해서 해당 방송에 대한 연결 식별자, 암호화 정보 등의 방송 관련 정보를 수신한다. 수신하고자 하는 방송의 연결 식별자를 수신한 단말은 방송 설정 메시지를 수신하기 전까지 502단계 내지 504 단계에서 순방향 채널을 연속적으로 수신하여 상기 연결 식별자로 전송된 패킷을 검사하여 방송을 수신할 수 있다. 순방향 채널을 연속적으로 수신하는 단말은 506단계에서 특정 시점에 전송된 방송 설정 메시지를 수신할 수 있다. 이 방송 설정 메시지에는 단말이 수신하고자 하는 방송의 전송 시점 정보(offset, length, period)가 포함되어 있으므로 이후 단말은 순방향 채널을 연속적으로 수신하지 않더라도 방송이 수신되는 시점을 알 수 있고, 508단계에서 아이들(idle) 모드나 슬립(sleep) 모드로 천이하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 이후 단말은 수신한 방송 전송 시점 정보를 이용하여 510단계 내지 512단계에서 전송되는 방송 서비스 패킷을 아이들(idle) 모드나 슬립(sleep) 모드에서도 수신할 수 있다.

[4] 동적인 방송 전송 방법에서 물리 계층 전송 정보를 이용한 수신 전력 효율화 방법

이하에서 설명되는 본 발명에서는 802.16과 같은 시스템에서 단말이 방송 서비스를 수신하는데 있어서 방송 서비스와 관련된 순방향 전송 프레임만을 관찰하여 전력 소모량을 줄일 수 있는 제2실시 예를 설명한다. 상기 0제2실시 예에서는 방송을 전송 할 시 방송이 전송되는 물리 계층 프레임의 물리 계층 전송 정보를 수정하여 전송하는 방법이 설명될 것이다.

(가) 물리 계층 전송 정보의 수정을 통해 수신 전력 효율화 하는 방법

본 발명의 제2실시 예에서는 방송을 수신하고자 하는 단말들의 수신 전력 사용량을 줄이고자 방송이 전달되는 물리 계층 프레임의 물리 계층 전송 정보(DL-MAP) 부분에 그 프레임에 전송된 방송 서비스들이 다음에 전달될 시점을 기록한다. 이를 통해 상기 물리 계층 프레임을 수신한 단말이 연속적으로 순방향 채널을 수신하지 않더라도 특정 방송을 수신하기 위해 순방향 채널을 관찰해야 하는 다음 시점을 알 수 있도록 하는 방법이다. 즉, 기지국이 특정한 방송, 예를 들어 MBC와 KBS를 전송하는 물리 계층 프레임의 물리 계층 전송 정보 부분에 MBC가 다음에 전송되는 물리 계층 프레임의 시점과 KBS가 다음에 전송되는 물리 계층 프레임의 시점을 명시하여 셀 내의 단말에게 전송한다. 그리고 상기 시점 정보를 수신한 단말은 MBC와 KBS를 수신하는 것에 더하여 해당 물리 계층 프레임에 포함되어있는 물리 계층 전송 정보를 해석하여 MBC와 KBS가 전송되는 다음 시점 정보를 뽑아낼 수 있다.

상기한 방법을 사용하기 위해서는 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 구조를 변경하여야 한다. 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스가 전송되는 시점을 알리기 위한 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 구조도이다. 그러면 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 구조에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 도 6에 도시한 BMAP_IE의 "Offset" 필드는 해당 프레임 내에 포함된 방송들이 다음에 전송되는 프레임의 위치와 현재 프레임의 차이를 지시한다. 방송 패 킷이 포함된 것을 지시하는 물리 계층 전송 정보를 수신한 단말은 해당 프레임의 방송 패킷들을 수신할 수 있고, 상기 프레임에 포함된 상기 BMAP_IE를 이용하여 해당 방송들이 전송될 다음 프레임의 위치를 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따라 방송 서비스가 전송되는 시점을 알리기 위한 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 다른 구조도이다. 이하 도 7을 참조하여 물리 계층 전송 정보 BMAP_IE의 다른 구조에 대하여 설명하기로 한다.

상기 도 7에는 앞서 정의된 "Offset" 필드에 더하여 방송의 연결 식별자를 기술할 수 있다. 이런 BMAP_IE를 이용할 경우 서로 다른 연결 식별자에 해당하는 서로 다른 방송들에 대해서 각기 다른 방송 시점을 기술할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내에 다음 방송 시점이 각기 다른 방송들에 대해서 상기 BMAP_IE를 따로 기술함으로써 다른 방송들의 서로 다른 방송 시점을 정확히 표현할 수 있다.

(나) 매체 접속 제어 계층 헤더의 구조 수정을 통해 수신 전력의 효율을 증대하는 방법

본 발명에서는 방송을 수신하고자 하는 단말들의 수신 전력 사용량을 줄이기 위해 기지국이 송신하는 방송 패킷의 매체 접속 제어 계층(MAC Layer, Media Access Control Layer) 헤더 부분에 그 패킷에 전송된 방송 서비스가 다음에 전달될 시점을 기록한다. 이를 통해 상기 방송 패킷을 수신한 단말이 연속적으로 순방향 채널을 수신하지 않더라도 특정 방송을 수신하기 위해 순방향 채널을 관찰해야 다음 시점을 알 수 있도록 하는 방법이다. 즉, 기지국이 특정 방송, 예를 들어 MBC와 KBS를 포함하는 두 매체 접속 제어 계층 패킷을 하나의 물리 계층 프레임으로 전송할 때, MBC를 포함하고 있는 매체 접속 제어 계층 패킷의 헤더 부분에 MBC가 다음에 전송되는 물리 계층 프레임의 시점을 명시하고, KBS를 포함하고 있는 매체 접속 제어 계층 패킷의 헤더 부분에 KBS가 다음에 전송되는 물리 계층 프레임의 시점을 명시하여 각 셀 내의 단말들에게 전송한다. 따라서 이를 수신한 단말은 MBC와 KBS를 수신하는 것에 더하여 해당 매체 접속 제어 계층 패킷의 정보를 해석하여 MBC와 KBS가 전송되는 다음 물리 계층 프레임의 시점 정보를 뽑아낼 수 있다.

그러면 이러한 방법을 설명하기 위해 802.16 시스템에서 사용되는 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조를 살펴보기로 한다. 도 8은 802.16 시스템에서 사용되는 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 8에 도시한 "HT(Header Type)" 필드는 헤더의 종류를 나타내는 필드이고, "EC(Encryption Control)" 필드는 암호화가 사용되었는지 여부를 지정하는 필드이다. 또한 6 비트의 "Type" 필드는 부헤더의 종류나 매체 접속 제어 계층 패킷의 구조를 지시하는 필드이고, "CI(CRC Indicator)" 필드는 CRC가 매체 접속 제어 계층 패킷에 첨부되는지 여부를 나타내는 필드이다. 그리고 "EKS(Encryption Key Sequence)" 필드는 암호화 키의 순서 정보를 나타내는 필드이고, "RSV(Reserved)" 필드들은 향후 이용을 위해 현재 사용하지 않는 필드들이다. ?? "LEN" 필드는 매체 접속 제어 계층 패킷의 길이를 지시하는 필드이고, "CID" 필드는 해당 매체 접속 제어 계층 패킷에 해당하는 연결 식별자를 지시하는 필드이다. 마지막으로 "HCS(Header Check Sequence)" 필드는 헤더에 대한 오류를 체크하기 위한 checksum 역할을 하는 필드이다.

본 발명에서는 방송 패킷에 대한 매체 접속 제어 계층의 헤더에서 "Type" 필드의 특정 비트, 예를 들어 0번 비트나 4번 비트의 값이 1로 설정되었을 때, 혹은 사용되지 않는 두 RSV 필드 중 한 필드의 값이 1로 설정되었을 때, 해당 방송의 다음 전송 시점을 명시하는 부헤더로 사용한다.

이와 같은 부헤더를 사용하기 위한 방법을 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명에 따라 방송 트래픽의 다음 전송 시점을 명시하는 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 9에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 매체 접속 제어 계층의 헤더는 8 비트의 "Offset" 필드가 추가되는 새로운 매체 접속 제어 계층의 헤더 구조이다. 상기 "Offset" 필드는 매체 접속 제어 계층 패킷으로 전달되는 방송이 다음에 전송되는 프레임과 현재 프레임간의 간격을 지시하는 필드로 사용된다.

따라서 상기 매체 접속 제어 계층 헤더를 수신한 단말은 해당 연결 식별자(MBS CID)에 해당하는 방송이 다음에 전송되는 시점을 "Offset" 필드를 통해 알 수 있다. 즉, 단말은 현재 방송을 수신한 프레임이 n 번째 프레임 이였다면, 그 방송이 다음에 도착하는 프레임은 (n + Offset) mod 2^24(= 최대 프레임 번호 + 1)가 됨을 알 수 있다.

(다) 물리 계층 전송 정보를 이용하여 수신 전력 효율화하여 방송을 수신 과정

다음으로 동적인 방송 전송 방법에서 물리 계층 전송 정보를 이용한 단말과 기지국간 방송 패킷의 송/수신 과정에 대하여 살펴보기로 한다.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따라 동적인 방송 전송 방법을 사용하는 경우 단말과 기지국간 방송 패킷의 송/수신 시의 신호 흐름도이다.

1000단계에서 단말은 자신이 수신하고자 하는 특정 방송들에 대해서 해당 방송에 대한 연결 식별자, 암호화 정보 등의 방송 관련 정보를 수신한다. 이와 같이 수신하고자 하는 방송의 연결 식별자를 수신한 단말은 해당 방송 패킷을 최초로 수신하기 전까지 1002 단계에서 순방향 채널을 연속적으로 수신한다. 순방향 채널을 연속적으로 수신하는 단말은 1004단계에서 수신하고자 하는 방송의 최초 패킷을 수신하고, 그 패킷의 매체 접속 제어 계층 헤더에 포함된 다음 전송 시점 정보(Offset)를 획득할 수 있다. 해당 방송의 다음 전송 시점을 수신한 단말은 순방향 채널을 연속적으로 수신하지 않더라도 방송이 수신되는 시점을 알 수 있다. 따라서 단말은 1006단계에서 아이들(idle) 모드나 슬립(sleep) 모드로 천이하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 이후 단말은 앞서 수신한 방송 전송 시점 정보를 이용하여 1008단계에서 그 다음 방송 패킷을 수신할 수 있고, 그 패킷의 매체 접속 제어 계층 헤더에서 또 다음 방송 패킷의 전송 시점 정보를 획득할 수 있다. 따라서 1010단계 내지 1012단계를 통해 전달되는 방송 패킷을 수신할 수 있다. 이와 같은 방식으로 단말은 아이들(idle) 모드나 슬립(sleep) 모드에서도 수신하고자 하는 방송 패킷들을 연속적으로 수신할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 802.16 시스템의 방법을 이용하여 고속의 방송 서비스 제공이 가능하며, 동적인 또는 반-정적인 방법으로 방송 패킷을 전송함으로써 수신 장치에서 전력을 효율적으로 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (25)

1. 직교 주파수 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송신 방법에 있어서,

   방송 데이터와 방송 패킷을 위한 방송 서비스 연결 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 방송 지역을 지시하는 정보로 구성된 물리 계층 전송 정보 요소(DL_MAP)를 포함하는 프레임을 생성하는 과정과,

   적어도 하나의 이동 단말로 상기 프레임을 전송하는 과정을 포함하며,

   상기 프레임은 방송 서비스의 다음 전송에 관련된 정보를 포함하는 방송 구성 메시지를 더 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방송 지역을 지시하는 정보는,

   OFDMA 심볼의 옵셋, OFDMA 심볼의 수, 부채널의 옵셋 및 부채널의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 다음 전송에 관련된 정보는,

   제공되는 방송 서비스가 포함된 프레임과 현재 프레임간의 간격을 지시하는 옵셌 값과, 상기 제공되는 방송 서비스가 전송되는 주기를 지시하는 주기 값(Period Index)을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 시스템은 전기 전자 기술 학회(IEEE) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
5. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 수신 방법에 있어서,

   방송 패킷을 위한 방송 서비스 연결 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보로 구성된 물리 계층 전송 정보 요소(DL_MAP)를 포함하는 프레임을 수신하는 과정과,

   상기 프레임은 방송 서비스의 다음 전송과 관련된 정보를 포함하는 방송 구성 메시지를 더 포함하며,

   상기 다음 전송에 관련된 정보에 따른 방송 패킷들을 지시하는 다음 프레임을 수신하는 과정을 포함 함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 데이터 지역을 지시하는 정보는,

   OFDMA 심볼의 옵셋, OFDMA 심볼의 수 부채널의 옵셋 및 부채널의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 다음 전송과 관련된 정보는,

   제공되는 방송 서비스가 포함된 프레임과 현재 프레임간의 간격을 지시하는 옵셌 값과, 상기 제공되는 방송 서비스가 전송되는 주기를 지시하는 주기 값(Period Index)을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 주기 값(Period Index)에 따라 방송 패킷들을 포함하는 프레임을 정기적으로 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 시스템은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
10. 직교 주파수 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송신 방법에 있어서,

    방송 데이터와, 방송 패킷을 위한 방송 서비스 접속 식별자(CID)와 방송 정보가 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보를 포함하는 물리계층 송신 정보 요소(DL_MAP)를 지시하는 프레임을 송신하는 과정을 포함하고,

    상기 방송 정보가 제공될 시 상기 물리계층 송신 정보 요소는 현재 프레임과 다음 프레임간 차를 지시하는 옵셋 값을 포함하는 방송 맵(MAP) 정보 요소를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 지역을 지시하는 정보는,

    OFDMA 심볼의 옵셋과 OFDMA 심볼의 수와 서브 채널의 옵셋과 서브 채널들의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 시스템은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
13. 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 수신 방법에 있어서,

    방송 데이터와, 방송 패킷을 위한 방송 서비스 접속 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보를 포함하는 물리계층 정보 요소(DL_MAP)를 지시하는 프레임을 수신하는 과정을 포함하고,

    상기 DL_MAP은 제공되는 방송 서비스의 현재 프레임과 다음 프레임간 차를 의미하는 옵셋 값을 지시하는 방송 맵(MAP) 정보 요소를 포함하며,

    상기 옵셋 값에 따라 방송 패킷들을 지시하는 다음 프레임을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 데이터 지역을 지시하는 정보는,

    OFDMA 심볼의 옵셋과 OFDMA 심볼의 수와 서브 채널의 옵셋과 서브 채널들의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 시스템은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 수신 방법.
16. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송신 방법에 있어서,

    방송 데이터와, 방송 패킷을 위한 방송 서비스 접속 식별자(CID)와 방송 정보가 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보를 포함하는 물리계층 송신 정보 요소(DL_MAP)를 지시하는 프레임을 송신하는 과정을 포함하고,

    상기 방송 패킷은 제공되는 방송 서비스의 현재 프레임과 다음 프레임간 차를 의미하는 옵셋 값을 지시하는 맥(MAC) 계층 헤더를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 데이터 지역을 지시하는 정보는,

    OFDMA 심볼의 옵셋과 OFDMA 심볼의 수와 서브 채널의 옵셋과 서브 채널들의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
18. 제 16 항에 있어서,

    맥(MAC) 계층 헤더는 상기 CID를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
19. 제 16 항에 있어서,

    상기 시스템은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
20. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서,

    방송 데이터와, 방송 패킷을 위한 방송 서비스 접속 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 데이터 지역을 지시하는 정보를 포함하는 물리계층 정보 요소(DL_MAP)를 지시하는 프레임을 수신하는 과정을 포함하고,

    상기 방송 패킷은 제공되는 방송 서비스의 현재 프레임과 다음 프레임간 차를 의미하는 옵셋 값을 지시하는 맥(MAC) 계층 헤더를 포함하며,

    상기 옵셋 값에 따라 방송 패킷들을 지시하는 다음 프레임을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 데이터 지역을 지시하는 정보는,

    OFDMA 심볼의 옵셋과 OFDMA 심볼의 수와 서브 채널의 옵셋과 서브 채널들의 수를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
22. 제 20 항에 있어서, 상기 맥 계층 헤더는,

    상기 CID를 더 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
23. 제 20 항에 있어서,

    상기 시스템은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준을 지원함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송신 방법.
24. 직교 주파수 다중 접속(OFDMA) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 방송 서비스 데이터 송수신 시스템에 있어서,

    방송 데이터와 방송 패킷을 위한 방송 서비스 연결 식별자(CID)와 방송 패킷이 제공되는 데이터 지역 지시 정보를 포함하는 물리계층 전송 정보 요소(DL_MAP)를 포함하는 프레임을 송신하는 송신기와,

    상기 프레임은 다음 전송에 관한 정보를 포함하며,

    상기 다음 전송에 관한 정보에 따라 방송 패킷을 포함하는 프레임을 수신하는 수신기를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송수신 시스템.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 다음 전송에 관한 정보는,

    제공되는 방송 서비스가 포함된 프레임과 현재 프레임간의 간격을 지시하는 옵셌 값과, 상기 제공되는 방송 서비스가 전송되는 주기를 지시하는 주기 값(Period Index)을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 데이터 송수신 시스템.

Images