KR20010077733A - Method and apparatus for data transmission of communication systems - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다수의 사용자들이 공유 전송 매체를 이용하여 가변 전송률(VBR: Variable Bit Rate)로 데이터를 전송하는 통신 시스템에 있어서, 다른 사용자들의 데이터 전송에 미치는 영향을 최소화하면서 다른 사용자들에게 할당되었으나 사용되지 않는 전송 용량을 이용하여 가변 전송률을 갖는 데이터 전송을 가능하게 하는 방법을 제공하기 위한 통신 시스템의 데이터 전송 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention is a communication system in which a plurality of users transmit data at a variable bit rate (VBR) using a shared transmission medium, and is assigned to other users while minimizing the influence on the data transmission of other users. The present invention relates to a data transmission method and apparatus for a communication system for providing a method for enabling data transmission having a variable transmission rate using a transmission capacity which is not available.
통신 시스템을 이용하여 전송되는 데이터 트래픽의 변화는 음성 트래픽에서와 같은 트래픽 모델링이 어렵고, 편차가 크며, 예측 불가능한 특징을 가지고 있어 기존의 통신 시스템, 특히 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 무선 통신 시스템에서는 전송 시점 이전에 전송할 데이터의 양을 알지 못하는 경우에는 데이터 서비스를 위해 할당한 용량이 사용되지 않더라도 이를 효율적으로 이용한 데이터 전송이 불가능하였다.Changes in data traffic transmitted using a communication system are difficult to model, as well as highly variable, and unpredictable, such as in voice traffic, and thus are mutually interfering with existing communication systems, especially code division multiple access (CDMA) systems. In a wireless communication system whose capacity is limited by the present invention, if the amount of data to be transmitted is not known before the transmission time, data transmission using the data service is not possible even if the capacity allocated for the data service is not used.
유선 망에서는 다른 사용자들에게 할당되었으나 사용되지 않는 전송 용량을 이용하여 가변 전송률을 갖는 데이터 전송 방법을 제공하는 ATM(Asynchronous Transfer Mode)의 ABR(Available Bit Rate : 시스템의 유휴 용량만을 이용하는 전송률) 서비스가 있으나 이러한 기존의 방법은 다른 기존의 가변 전송률 서비스들이 사용하지 않을 용량을 사전에 예측할 수 없기 때문에 전송 중에 데이터의 과다한 손실이 일어날 수 있다.In the wired network, the ABR (Available Bit Rate) service of the Asynchronous Transfer Mode (ATM), which provides a data transmission method having a variable transmission rate using an unused transmission capacity allocated to other users, is available. However, this conventional method cannot predict the capacity that other existing variable rate services will not use in advance, which may cause excessive loss of data during transmission.
또한, CDMA 시스템과 같은 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 통신 시스템에 있어서는 실제 데이터 트래픽의 양이 예측과 일치하지 않는 경우에는 전송된 모든 데이터가 손실되거나 시스템이 정상 동작하지 않을 수 있는 등 여러 문제점이 있었다.In addition, in a communication system in which capacity is limited by mutual interference such as a CDMA system, if the amount of actual data traffic does not match the prediction, all the transmitted data may be lost or the system may not operate normally. there was.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다수의 사용자들이 공유 전송 매체를 이용하여 가변 전송률로 데이터를 전송하는 통신 시스템에 있어서, 기존 가변 전송률 서비스의 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 가변 전송률 서비스의 제공 방법을 제약함으로써, 기존 가변 전송률 서비스들에 의해 사용되는 용량을 예측할 수 있게 하여, 사용자들에게 할당되었으나 사용되지 않는 전송 용량을 이용하여 가변 전송률을 갖는 통신 시스템의 데이터 전송 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in a communication system in which a plurality of users transmit data at a variable transmission rate using a shared transmission medium, without departing from the spirit of the existing variable rate service By limiting the method of providing a variable rate service, it is possible to predict the capacity used by the existing variable rate services, data transmission method of a communication system having a variable rate using a transmission capacity allocated to users but not used; and It is an object to provide the device. It is also an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
도 1 은 본 발명에 따른 수신측 통신 시스템의 실시예 흐름도.1 is a flowchart of an embodiment of a receiving side communication system according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템의 실시예 흐름도.2 is a flowchart of an embodiment of a transmission-side communication system when using an idle capacity utilization service according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템의 실시예 흐름도.3 is a flowchart of an embodiment of a transmission-side communication system in the case of using an existing variable rate service according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 송신측 통신 시스템들과 수신측 통신 시스템간의 데이터 전송 예시도.4 is a diagram illustrating data transmission between transmitting and receiving communication systems according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 경우의 통신 시스템의 실시예 구조도.5 is a structural diagram of an embodiment of a communication system when using an idle capacity utilization service according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의 통신 시스템의 실시예 구조도.6 is a structural diagram of an embodiment of a communication system in the case of using an existing variable rate service according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 송신측 통신 시스템, 20: 수신측 통신 시스템,10: sending side communication system, 20: receiving side communication system,
11: 수신 모듈, 21: 수신 모듈,11: receiving module, 21: receiving module,
12: 전송률 제어 모듈, 22: 데이터 트래픽 계산 모듈,12: rate control module, 22: data traffic calculation module,
13: 전송 스케줄러 모듈, 23: 데이터 트래픽 예측 모듈,13: transmission scheduler module, 23: data traffic prediction module,
14: 전송 대기열, 24: 허용 전송률 계산 모듈,14: transmission queue, 24: allowable rate calculation module,
15: 전송 모듈, 25: 전송 모듈15: transmission module, 25: transmission module
본 발명은 다수의 송신측, 하나의 수신측 및 송신측들과 수신측을 연결하는 양방향 통신을 제공하는 전송 매체로 구성되는 통신 시스템에 있어서, 기존의 가변 전송률(VBR: Variable Bit Rate) 서비스와 본 발명에서 제안하는 시스템의 유휴 용량을 이용하는 가변 전송률 서비스를 동시에 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a communication system comprising a plurality of transmitters, one receiver, and a transmission medium for providing two-way communication between the transmitters and the receiver, including a conventional variable bit rate (VBR) service. To provide a variable rate service using the idle capacity of the system proposed in the present invention at the same time.
본 발명은 다수의 사용자들이 공유 전송 매체를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템에 있어서, 기존 가변 전송률 전송 서비스의 전송률 변화를 제어함으로써 기존 가변 전송률 전송 서비스의 데이터 트래픽을 예측 가능하도록 하여, 기존 가변 전송률 전송 서비스들에 의해 사용되지 않는 유휴 용량을 이용하여 데이터를 전송함을 특징으로 한다.According to the present invention, in a communication system in which a plurality of users transmit data using a shared transmission medium, by controlling a change in the transmission rate of the existing variable rate transmission service, data traffic of the existing variable rate transmission service can be predicted, The data is transmitted using an idle capacity not used by the transmission services.
또한 본 발명에 따른 데이터 전송 장치로서, 송신측 통신 시스템은 수신 모듈, 전송률 제어 모듈, 전송 대기열을 갖는 전송 스케줄러 모듈 및 송신 모듈로 구성되고, 수신측 통신 시스템은 수신 모듈, 데이터 트래픽 계산 모듈, 데이터 트래픽 예측모듈, 허용 전송률 계산 모듈 및 전송 모듈로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, as a data transmission apparatus according to the present invention, a transmitting side communication system is composed of a receiving module, a rate control module, a transmission scheduler module having a transmission queue and a transmitting module, and the receiving side communication system includes a receiving module, a data traffic calculating module, and a data. And a traffic prediction module, an allowable rate calculation module, and a transmission module.
한편 본 발명을 실현시키기 위한 프로그램을 제공하기 위해, 대용량 프로세서를 구비한 통신시스템에 있어서, 유휴 용량을 이용 데이터 전송 서비스를 제공하기 위하여, 수신측 통신 시스템에서, 송신측 통신 시스템들로부터 데이터를 수신하는 단계와, 각각의 기존 가변 전송률 서비스 세션 별로 단위 시간 동안 수신된 데이터의 양을 측정하는 단계와 각 기존 가변 전송률 서비스 세션 별로 다음 단위 시간 동안에 전송 가능한 최대 전송률을 예측하는 단계와, 상기 단계에서의 예측을 기반으로 하여 유휴 용량 이용 전송 서비스 세션들에 대한 다음 단위 시간에서의 허용 전송률을 계산하는 단계와 계산된 허용 전송률 값을 각 유휴 용량 이용 전송 서비스를 이용하는 송신측 통신 시스템에 전송하는 단계를 포함하고, 송신측 통신 시스템에서, 사용자의 데이터 전송 요청을 기다리는 단계와, 수신측 통신 시스템으로부터 수신한 현재 단위 시간의 허용 전송률, 또는 자체적으로 계산한 현재 단위 시간의 제어 전송률 내에서 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계와, 상기 데이터 전송 단계에서 전송하지 못한 데이터를 해당 서비스 품질 요구 사항에 따라 송신측 통신 시스템 내의 전송 대기열에 저장하거나 전송하지 못한 데이터를 삭제하는 단계를 포함하고 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터 기록 매체로 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, in order to provide a program for realizing the present invention, in a communication system having a large capacity processor, in order to provide a data transmission service using idle capacity, the receiving side communication system receives data from the transmitting side communication systems. Measuring the amount of data received during a unit time for each existing variable rate service session, and estimating a maximum transfer rate that can be transmitted during the next unit time for each existing variable rate service session; Calculating an allowable transmission rate in the next unit time for idle capacity utilizing transmission service sessions based on the prediction and transmitting the calculated allowable transmission rate value to a transmitting communication system using each idle capacity using transmission service; In the transmission-side communication system, Waiting for a data transmission request, a data transmission step of transmitting data within an allowable transmission rate of the current unit time received from the receiving side communication system, or a control transmission rate of the current unit time calculated by itself, and the data transmission step. And storing the program in the transmission queue of the transmitting-side communication system or deleting the data that failed to transmit, according to the corresponding quality of service requirements.
상술한 목적 및 목적을 달성하기 위한 방법 및 장치는 첨부된 도면과 관련한 다음의 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above objects and methods and apparatuses for achieving the objects will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 이해하기 쉽게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 통신 시스템에서 기존의 가변 전송률 서비스와 본 발명에서 제안하는 시스템의 유휴 용량을 이용하는 가변 전송률 서비스를 동시에 제공된다고 가정하며, 기존의 가변 전송률 서비스는 서비스 세션(session)의 설정 시에 최대 전송률과 함께 어떠한 경우에도 보장되는 최소 전송률의 두 값을 포함하는 전송 품질 요구 사항들을 수신측과 송신측이 협상하여 결정하고, 유휴 용량을 이용하는 가변 전송률 서비스는 어떠한 전송 품질 요구사항도 보장받지 못하며, 기존의 서비스에 할당된 용량 중에 유휴 용량이 있는 경우에만 시스템에 의해 결정되는 허용 전송률 이내에서 데이터 전송이 허용된다.In order to more easily explain the configuration and operation of the present invention, it is assumed that an embodiment of the present invention simultaneously provides a variable rate service using an existing variable rate service and an idle capacity of the system proposed by the present invention in a communication system. In the existing variable rate service, the receiver and the sender negotiate and decide transmission quality requirements including two values of the minimum rate guaranteed in any case together with the maximum rate at the time of establishing a service session. A variable rate service using capacity does not guarantee any transmission quality requirements, and data transmission is allowed within the allowed rate determined by the system only if there is an idle capacity among the capacity allocated to the existing service.
시스템에서 제공하는 기존 가변 전송률 서비스 세션의 최소 전송률의 합에 해당하는 용량은 본 발명에 따른 실시 예에서의 전송률 제어에서는 고려되지 않는다. 즉 사용되지 않더라도 이용하지 않는다. 다만 최소 전송률 이상이며 최대 전송률 이하의 전송률로 전송을 수행하는 기존 가변 전송률 서비스 세션들의 전송률 증감을 제어하여 시스템의 사용되지 않는 유휴 용량을 예측 가능하도록 함으로써 이 유휴 용량을 데이터 전송에 이용 가능하도록 한다. 본 발명에서는 기존의 가변 전송률 서비스 세션에서의 최소 전송률 이상이며 최대 전송률 이하의 전송률을 제어가능 전송률로 정의한다. 이 제어 가능 전송률은 각각의 송신측 및 수신측 통신 시스템에서 동일한 방법으로 계산되는 제어 전송률에 의해 제어된다.The capacity corresponding to the sum of the minimum data rates of the existing variable data rate service sessions provided by the system is not considered in the data rate control according to the embodiment of the present invention. That is, even if it is not used, it is not used. However, the idle capacity of the system can be used for data transmission by predicting the unused idle capacity of the system by controlling the rate of increase and decrease of the existing variable rate service sessions that perform the transmission at a rate higher than the minimum rate and below the maximum rate. In the present invention, a transmission rate that is greater than or equal to the minimum transmission rate and less than the maximum transmission rate in an existing variable transmission rate service session is defined as a controllable transmission rate. This controllable data rate is controlled by a control data rate calculated in the same way in each transmitting and receiving communication system.
새로운 서비스 세션의 시작 등의 원인으로 인해 시스템의 세션별 최소 전송률의 합이 증가하는 경우에는 시스템의 용량 초과가 없도록 유휴 용량을 이용하는 모든 세션의 전송률을 허용 전송률 값을 이용하여 동일한 비율로 감소시킨다. 반면에 데이터 서비스 세션의 종료 등의 원인으로 인해 세션 별 최소 전송률의 합이 감소하는 경우에는 최대한 사용되지 않는 용량을 이용하기 위해 유휴 용량을 이용하는 모든 세션의 전송률을 증가시킨다.If the sum of the minimum transfer rates per session of the system increases due to the start of a new service session, etc., the transfer rate of all sessions using idle capacity is reduced to the same rate using the allowable transfer rate value so that the capacity of the system is not exceeded. On the other hand, when the sum of the minimum transfer rates per session decreases due to the termination of the data service session, the transfer rate of all sessions using the idle capacity is increased in order to use the unused capacity.
기존의 가변 전송률 서비스 사용자에게 보다 나은 서비스 품질을 제공하기 위해서는 제어가능 전송률의 제어는 사용자 세션의 데이터 트래픽이 증가하는 경우에는 빠르게 제어 전송률을 증가시켜야 하며, 전송 데이터 트래픽이 감소하는 경우에는 제어 전송률을 천천히 감소시키는 것이 바람직하다. 반면, 시스템의 용량을 최대한 이용하기 위해서는 트래픽이 증가하는 경우에 보다 빠르지 않게 제어 전송률을 증가시켜야 하며, 전송 데이터 트래픽이 감소하는 경우에는 제어 전송률을 보다 빨리 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 제어 전송률의 제어는 제어 전송률을 결정하는 식을 변경함으로써 간단하게 이루어질 수 있다.In order to provide better quality of service to the existing variable rate service users, the control of the controllable data rate should increase the control data rate rapidly when the data traffic of the user session increases. It is desirable to reduce slowly. On the other hand, in order to make full use of the capacity of the system, it is desirable to increase the control transmission rate more quickly when the traffic increases, and to decrease the control transmission rate more quickly when the transmission data traffic decreases. This control of the control rate can be achieved simply by changing the formula for determining the control rate.
본 발명의 실시 예에서 이러한 제어 가능 전송률의 제어는 소정의 시간에 해당하는 단위 시간을 기준으로 하여, 수신측에서 측정된 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 각 세션의 데이터 트래픽의 이동 평균값과 이동 표준 편차에 기반하여 수행된다. 기존 가변 전송률 서비스 세션i에 대한 단위 시간t의 전송 데이터 트래픽의 이동 평균A i (t)은 다음의 식으로 구할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the control of the controllable transmission rate is based on the unit time corresponding to the predetermined time, and is based on the moving average value and the moving standard deviation of the data traffic of each session using the existing variable rate service measured at the receiving end. Is performed based on The moving average A i (t) of transmission data traffic of unit time t for the existing variable rate service session i can be obtained by the following equation.
위의 식에서r i (u)는 단위 시간u동안의 트래픽 양을 의미하며,W는 이동 평균을 구하기 위한 단위 시간의 수를 의미한다. 세션i의 전송 데이터 트래픽의 이동 표준 편차,σ i (t)는 다음의 식으로 구할 수 있다.In the above equation, r i ( u ) means the amount of traffic during unit time u , and W means the number of unit times to obtain a moving average. The moving standard deviation, σ i (t) , of the transmission data traffic of session i can be obtained from the following equation.
본 실시 예에서의 기존 가변 전송률 서비스 세션i에 대한 단위 시간t+1의 트래픽 예측값,는 다음의 식으로 계산된다.In this embodiment, the traffic prediction value of the unit time t + 1 for the existing variable rate service session i , Is calculated by the following equation.
위의 식에서α와β, γ는 각각 변수이며, 상수 또는 상수가 아닌 일련의 식으로 지정될 수 있다. 위의 식들에서W, α, β및γ값은 원하는 제어 가능 전송률에 대한 증감율 특성을 얻기 위해 조정 가능하다.W값을 줄임으로써 허용 전송률을 트래픽에 보다 민감하게 반응하도록 할 수 있으며,α, β, γ값을 크게 함으로써 기존 가변 전송률 서비스 세션에 보다 나은 서비스 품질을 제공하는 것이 가능하다.In the above equation, α , β, and γ are variables, respectively, and can be specified as a constant or a series of non-constant expressions. In the above equations, the values of W, α, β and γ are adjustable to obtain the increase / decrease characteristic for the desired controllable transmission rate. By reducing the W value, the allowable transmission rate can be made more sensitive to the traffic, and by increasing the values of α, β, and γ, it is possible to provide better quality of service to the existing variable rate service session.
다수의 사용자가 동시에 데이터를 전송하는 시스템에서의 기존 가변 전송률 서비스 세션i에 대한 제어 전송률,은 다음의 식으로 계산된다.Control rate for an existing variable rate service session i in a system in which multiple users transmit data simultaneously, Is calculated by the following equation.
여기서는 세션i의 최소 전송률,은 세션i의 최대 전송률이다. 수학식 4에 의해 계산되는 제어 전송률에 의해 각각의 기존 서비스 세션들의 전송률이 제한되므로, 다음 단위 시간에 기존 가변 전송률 서비스에 의해 사용될 시스템 전송 용량의 최대값을 계산할 수 있으며, 이 방법을 이용하여, 사용 가능한 유휴 전송 용량을 결정할 수 있다. 단위 시간t+1의 유휴 용량 이용 서비스 세션들의 허용 전송률인Q(t+1)는 다음의 식으로 결정된다.here Is the minimum baud rate for session i , Is the maximum transfer rate of session i . Since the transmission rate of each existing service session is limited by the control rate calculated by Equation 4, it is possible to calculate the maximum value of the system transmission capacity to be used by the existing variable rate service in the next unit time. The available idle transmission capacity can be determined. Q ( t + 1), which is an allowable transmission rate of idle capacity utilization service sessions of unit time t + 1, is determined by the following equation.
여기서N은 시스템의 현재 기존 가변 전송률 서비스 세션들의 수이고,M은 현재 유휴 용량 이용 서비스 세션들의 수이다. 본 발명의 실시예에서는 유휴 용량 이용 서비스 세션의 우선 순위가 같다고 가정하여, 모든 유휴 용량 이용 서비스 세션에 동일한 용량을 할당했으나, 실제 구현의 경우에는 유휴 용량 이용 서비스의 우선 순위에 따라 유휴 용량이 각 세션에 서로 다르게 할당될 수 있다.Where N is the current number of existing variable rate service sessions and M is the current number of idle capacity utilization service sessions. In the embodiment of the present invention, the same capacity is allocated to all idle capacity utilization service sessions on the assumption that the idle capacity utilization service sessions have the same priority. However, in an actual implementation, the idle capacity is determined according to the priority of the idle capacity utilization service. Different sessions can be assigned.
이와 같은 방법을 통해 기존의 가변 전송률 서비스 세션들의 전송 품질에 미치는 영향은 최소화하면서 시스템에서 사용되지 않는 유휴 용량을 이용하여 지연시간 제한이 엄격하지 않은 데이터 전송을 가능하게 하는 방법을 제공할 수 있다.Through this method, it is possible to provide a method for enabling data transmission with a non-strict time limit by using an idle capacity not used in the system while minimizing the impact on the transmission quality of existing variable rate service sessions.
본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 수신측 통신 시스템에서의 단위 시간t의 제어 방법은 도 1에서와 같이, S1단계에서 현재의 단위 시간t가 종료 될 때까지 송신측 통신 시스템으로부터의 데이터를 수신하며, 현재의 단위 시간t가 종료되면 S2단계에서 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 세션 별로 단위 시간 동안 수신된 데이터의 양을 측정하며, S3단계에서 각 기존 가변 전송률 서비스 세션 별로 다음 단위 시간 동안에 전송 가능한 전송률을 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4의 계산에 의해 예측하고, S4단계에서는 상기 S3단계에서의 예측을 기반으로 하여 유휴 용량 이용 전송 서비스 세션들에 대한 다음 단위 시간에서의 허용 전송률을 수학식 5에 의해 계산하며, 그리고 S5단계에서 상기 S4단계에서 계산된 다음 단위 시간에 대한 허용 전송률을 유휴 용량 이용 서비스 세션들의 송신측 통신 시스템에 전송한다.In the method of controlling the unit time t in the receiving side communication system for providing the data transmission method according to the present invention, as shown in FIG. 1, the data from the transmitting side communication system until the current unit time t is terminated in step S1. When the current unit time t ends, measure the amount of data received during the unit time for each session using the existing variable rate service in step S2, and transmit for the next unit time for each existing variable rate service session in step S3. The possible transfer rates are predicted by the calculations of Equations 1, 2, 3 and 4, and in step S4 the next unit time for idle capacity using transport service sessions based on the prediction in step S3. Is calculated by Equation 5, and in the next unit time calculated in step S4 in step S5 Transmits the allowed rate for the idle capacity utilization service sessions to the sending side communication system.
본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한, 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템에서의 단위 시간t의 제어 방법은 도 2에서와 같이 S11단계에서 사용자의 데이터 전송 요청을 기다리고, S12단계에서 상기 S11단계에서 데이터 전송 요청을 확인하면, 수신측 통신 시스템으로부터 수신한 현재 단위 시간t의 허용 전송률 내에서 데이터를 전송하며, S13단계에서 상기 S12단계에서 전송하지 못한 데이터를 해당 서비스 품질 요구 사항에 따라 송신측 통신 시스템 내의 전송 대기열에 저장하거나, 전송하지 못한 데이터를 삭제한다. 이 경우에 수신측 통신 시스템에서는 매 단위 시간이 끝나는 시점에서 수신측 통신 시스템으로부터의 다음 단위 시간의 허용 전송률을 수신하여 상기 S12 단계에서 데이터전송에 적용한다.In order to provide a data transmission method according to the present invention, the method of controlling the unit time t in the transmission-side communication system when the idle capacity utilization service is used waits for the user's data transmission request in step S11 as shown in FIG. In step S11, if the data transmission request is confirmed in step S11, the data is transmitted within the allowable transmission rate of the current unit time t received from the receiving side communication system, and in step S13, data corresponding to the quality of service not transmitted in step S12 is requested. Depending on the matter, it is stored in the transmission queue in the sender communication system or deleted data that has not been transmitted. In this case, the receiving side communication system receives the allowable transmission rate of the next unit time from the receiving side communication system at the end of every unit time and applies it to the data transmission in step S12.
본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한, 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템에서의 단위 시간t의 제어 방법은 도 3에서와 같이 S21단계에서 사용자의 데이터 전송 요청을 기다리고, S22단계에서 상기 S21단계에서 데이터 전송 요청을 확인하면, 송신측 통신 시스템에서 자체적으로 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4에 의해 계산한 현재 단위 시간t의 제어 전송률 내에서 데이터를 전송하며, S23단계에서 상기 S22단계에서 전송하지 못한 데이터를 해당 서비스 품질 요구 사항에 따라 송신측 통신 시스템 내의 전송 대기열에 저장하거나, 전송하지 못한 데이터를 삭제한다. 이때 상기 S22단계에서 자체적으로 계산하는 제어 전송률은 상기 S3단계에서 데이터 트래픽 예측에 사용하는 방법과 같아야 하며, 동일한 결과 값이 계산되어야만 한다.In order to provide a data transmission method according to the present invention, a method of controlling a unit time t in a transmission-side communication system using an existing variable rate service waits for a user's data transmission request in step S21 as shown in FIG. In step S21, if the data transmission request is confirmed in step S21, the transmitting-side communication system performs data transfer within the control transmission rate of the current unit time t calculated by Equation 1, Equation 2, Equation 3 and Equation 4 by itself. In step S23, the data not transmitted in step S22 is stored in a transmission queue in the transmitting-side communication system according to a corresponding quality of service requirement, or data that is not transmitted is deleted. At this time, the control rate calculated by itself in step S22 should be the same as the method used for data traffic prediction in step S3, and the same result should be calculated.
음성 통화 정보나 화상 통화 정보와 같은 전송 지연에 민감하며, 어느 정도의 데이터 손실이 허용되는 데이터들의 경우에는 일정시간 이상 전송되지 못했을 때는 삭제되어야 하는 반면, 인터넷 통신 데이터와 같은 지연에는 상대적으로 덜 민감하지만, 데이터 손실을 허용하지 않는 경우에는 전송될 때까지 데이터들은 대기열에 저장되어야 한다.Sensitive to transmission delays such as voice call information or video call information. Data that allows some data loss should be deleted when it has not been transmitted for a certain period of time, while it is relatively less sensitive to delays such as Internet communication data. However, if data loss is not tolerated, the data must be queued until it is transmitted.
본 발명에 따른 유휴 용량 이용 전송 서비스를 이용하는 세션들의 송신측 통신 시스템들과 수신측 통신 시스템간의 허용 전송률 값 및 데이터 전송의 예를 도 4에 도시하였다. 도 4의 도시와 같이 유휴 용량 이용 서비스 세션들에 대한 허용 전송률의 제어는 단위 시간 단위로 이루어지며, 하나의 단위 시간은 수신측 통신 시스템으로부터의 허용 전송률 값을 전송에 의해 시작된다. 수신측 통신 시스템은 이전 단위 시간동안 수신한 기존 가변 전송률 서비스 세션들의 전송률을 기반으로 유휴 용량 이용 서비스 세션들에 대한 단위 시간 동안의 허용 전송률을 계산하여 각 유휴 용량 이용 서비스 세션의 송신측 통신 시스템들에게 허용 전송률 값을 전송한다. 도 4에서는 허용 전송률 값을 Q 신호로 나타내고 있다. 이 허용 전송률에 기반하여 각 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 송신측 시스템들은 데이터를 전송하게 된다. 본 발명의 실시예에서 허용 전송률은 모든 유휴 용량 이용 전송 서비스를 사용하는 세션들에 대해 동일한 값이므로, 수신측 통신 시스템으로부터 모든 송신측 통신 시스템들에 브로드캐스트(Broadcast) 하는 것으로 충분하다. 도 4의 예는 설명을 위하여 기본적인 방법만을 설명한 것이며, 실제 구현 시에는 시간t의 허용 전송률은 단위 시간t-1의 데이터 전송이 끝남과 동시에 전송되어 도 4에서와 같이 허용 전송률을 받는 동안 데이터 전송을 중지하지 않고도 유휴 용량이용 서비스 제공이 가능하다.4 shows an example of an allowable transmission rate value and data transmission between the transmitting side communication systems and the receiving side communication systems of sessions using the idle capacity utilization transmission service according to the present invention. As shown in FIG. 4, the control of the allowable transmission rate for idle capacity utilization service sessions is performed in unit time units, and one unit time is started by transmitting an allowable transmission rate value from the receiving communication system. The receiving communication system calculates the allowable transmission rate during the unit time for the idle capacity utilization service sessions based on the transmission rates of the existing variable rate service sessions received during the previous unit time, and then the transmission side communication systems of each idle capacity utilization service session. Transmits the allowed rate value. In Fig. 4, the allowable transmission rate value is indicated by a Q signal. Based on this allowable transmission rate, transmitting systems using each idle capacity utilization service transmit data. In the embodiment of the present invention, since the allowable transmission rate is the same value for sessions using all idle capacity utilization transport services, it is sufficient to broadcast from the receiving communication system to all transmitting communication systems. The example of Figure 4 will only described the basic methods for the explanation, the actual implementation, the time t is the data transfer rate allowed for a subject to allow data rate, as shown in Figure 4 is transmitted simultaneously with the ending of the data transmission unit of time t -1 It is possible to provide idle capacity services without stopping.
본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 송신측과 수신측의 통신 시스템의 제어 흐름과 데이터 흐름을 유휴 용량 이용 전송 서비스를 이용하는 경우와 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우를 구분하여 각각 도 5와 도 6에 도시하였다.5 and FIG. 5 respectively illustrate control flows and data flows of a communication system of a transmitter and a receiver for using an idle capacity transmission service and a case of using an existing variable data rate service for providing a data transmission method according to the present invention. 6 is shown.
도 5와 도 6에서와 같이 본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 송신측 통신 시스템(10)은 수신 모듈(11), 전송률 제어 모듈(12), 전송 대기열(14)을 갖는 전송 스케줄러 모듈(13) 및 전송 모듈(15)을 포함하여 구성되며, 수신측 통신 시스템(20)은 수신 모듈(21), 데이터 트래픽 계산 모듈(22), 데이터 트래픽 예측 모듈(23), 허용 전송률 계산 모듈(24) 및 전송 모듈(24)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the transmission-side communication system 10 for providing a data transmission method according to the present invention includes a transmission scheduler module having a reception module 11, a rate control module 12, and a transmission queue 14. 13 and the transmission module 15, the receiving side communication system 20 comprises a receiving module 21, a data traffic calculation module 22, a data traffic prediction module 23, an allowable rate calculation module ( And a transmission module 24.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 유휴 용량 이용 전송 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템(10)의 수신 모듈(11)에서는 수신측 송신 시스템에서 전송하는 허용 전송률 값을 수신하며, 전송률 제어 모듈(12)은 수신한 허용 전송률 값을 기반으로 하여 전송 스케줄러를 제어하며, 전송 스케줄러 모듈(13)은 사용자로부터의 데이터 전송 요청이 있으면 전송할 데이터를 전송 대기열(14)에 저장하고, 상기 전송률 제어 모듈의 제어 신호에 따라 데이터를 전송 모듈(15)로 보낸다. 전송 모듈(15)은 상기 전송 스케줄러 모듈(13)에서 받은 데이터를 변조 등의 방법을 통해 공유 전송 매체를 통해 수신측 통신 시스템(20)으로 전송한다.As shown in FIG. 5, the reception module 11 of the transmission-side communication system 10 in the case of using the idle capacity utilization transmission service receives the allowable transmission rate value transmitted from the reception-side transmission system and transmits the transmission rate control module 12. ) Controls the transmission scheduler based on the received transmission rate value, the transmission scheduler module 13 stores the data to be transmitted in the transmission queue 14 when there is a data transmission request from the user, and controls the transmission rate control module. The data is sent to the transmission module 15 in accordance with the signal. The transmission module 15 transmits the data received from the transmission scheduler module 13 to the receiving side communication system 20 through a shared transmission medium through a method such as modulation.
도 6에서 도시하는 바와 같이, 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의송신측 통신 시스템(10)의 수신 모듈(11)은 세션 설정과 서비스 품질 요구사항 요청에 대한 확인 신호등을 수신하는 용도로만 사용된다. 전송률 제어 모듈(12)은 단위 시간 동안 전송한 데이터의 양을 기반으로 하여 다음 단위 시간동안 전송 가능한 제어 전송률을 독립적으로 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4에 의해 계산하여 이에 따라 전송 스케줄러로부터의 데이터 전송을 제어한다. 이때 전송률 제어 모듈(12)에서 계산하는 다음 단위 시간의 제어 전송률은 수신측 통신 시스템(20)의 데이터 트래픽 예측 모듈(23)에서 다음 단위 시간 동안 전송될 기존 가변 전송률 서비스 세션별 데이터 트래픽 예측과 같은 결과를 갖도록 동일한 방법을 사용하여야만 한다. 전송 스케줄러 모듈(13)은 사용자로부터의 데이터 전송 요청이 있으면 전송할 데이터를 전송 대기열(14)에 저장하고, 상기 전송률 제어 모듈(12)의 제어 신호에 따라 데이터를 전송 모듈(15)로 보낸다. 전송 모듈(15)은 상기 전송 스케줄러 모듈(13)에서 받은 데이터를 변조 등의 방법을 통해 공유 전송 매체를 통해 수신측 통신 시스템으로 전송한다.As shown in FIG. 6, the reception module 11 of the transmission-side communication system 10 in the case of using the existing variable rate service is used only for receiving a confirmation signal for session establishment and service quality requirement request. The rate control module 12 independently calculates a control rate that can be transmitted during the next unit time based on the amount of data transmitted during the unit time and is calculated by Equation 1, Equation 2, Equation 3, and Equation 4 independently. Accordingly, data transmission from the transmission scheduler is controlled. At this time, the control rate of the next unit time calculated by the rate control module 12 is equal to the data traffic prediction for each variable rate service session to be transmitted for the next unit time in the data traffic prediction module 23 of the receiving side communication system 20. The same method must be used to have a result. The transmission scheduler module 13 stores the data to be transmitted in the transmission queue 14 when there is a data transmission request from the user, and transmits the data to the transmission module 15 according to the control signal of the transmission rate control module 12. The transmission module 15 transmits the data received from the transmission scheduler module 13 to the receiving side communication system through a shared transmission medium through a method such as modulation.
본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 제공하기 위한, 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 경우, 또는 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의 수신측 통신 시스템(20)의 수신 모듈(21)은 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 송신측 송신 시스템(10) 및 유휴 용량 이용 서비스를 이용하는 송신측 통신 시스템(10)들로부터 전송되는 데이터를 수신하며, 데이터 트래픽 계산 모듈(22)에서는 단위 시간마다 수신된 데이터 중에서 각각의 기존 가변 전송률 서비스 세션들에 대해서만 단위 시간동안 수신된 트래픽을 계산하며, 데이터 트래픽 예측모듈(23)에서는 각각의 기존가변 전송률 서비스 세션들에 대해서 상기 데이터 트래픽 계산 모듈에서 계산된 값을 기반으로 하여 다음 단위 시간의 데이터 트래픽의 양을 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4를 이용하여 계산하여 예측한다. 이때 데이터 트래픽 예측 모듈(23)에서의 데이터 트래픽 예측 값은 상기 기존 가변 전송률 서비스를 이용하는 경우의 송신측 통신 시스템(10)의 전송률 제어 모듈(12)에서 자체적으로 계산하는 제어 전송률 값과 같은 결과를 갖도록 동일한 방법을 사용하여야만 한다. 허용 전송률 계산 모듈(24)에서는 상기 데이터 트래픽 예측모듈(23)에서의 기존 서비스들에 대한 데이터 트래픽 예측 값을 토대로 다음 단위 시간의 유휴 용량 이용 서비스 세션들에 대한 허용 전송률을 수학식 5에 의해 계산하며, 전송 모듈(25)에서는 상기 허용 전송률 계산 모듈(24)에서 계산된 허용 전송률을 유휴 용량 이용 전송 서비스를 이용하는 송신측 통신 시스템(10)으로 전송한다.In order to provide a data transmission method according to the present invention, the reception module 21 of the reception-side communication system 20 in the case of using the idle capacity utilization service or in the case of using the existing variable data rate service transmits using the existing variable data rate service. Receives data transmitted from the transmission side communication system 10 using the side transmission system 10 and the idle capacity utilization service, the data traffic calculation module 22 each existing variable rate service among the received data per unit time The traffic received during the unit time is calculated only for the sessions, and the data traffic prediction module 23 calculates the data of the next unit time based on the value calculated in the data traffic calculation module for each of the existing variable rate service sessions. The amount of traffic is calculated using Equation 1, Equation 2, Equation 3 and Equation 4. The prediction by more than calculated. At this time, the data traffic prediction value in the data traffic prediction module 23 has the same result as the control rate value calculated by the rate control module 12 of the transmission side communication system 10 when using the existing variable rate service. You must use the same method to get it. The allowable rate calculation module 24 calculates the allowable rate for the next unit time of idle capacity utilization service sessions based on the data traffic prediction value of the existing services in the data traffic prediction module 23 by Equation 5 The transmission module 25 transmits the allowable data rate calculated by the allowable data rate calculation module 24 to the transmission side communication system 10 using the idle capacity utilization transmission service.
결과적으로 기존의 가변 전송률 데이터 서비스 사용자 및 애플리케이션 프로그램들은 동일한 방법으로 동일한 서비스 품질 요구사항(QoS : Quality of Service) 파라미터들을 망과 교환하여 호를 설정하고 사용하게 되며, 사용시에 약간의 제약을 받게 되는 정도이며, 이 정도의 제약은 기존 ATM 및 다른 표준안의 가변 전송률 서비스 정의에 부합하는 것이며, 따라서 기존의 가변 전송률 서비스를 이용하는 기존의 사용자 또는 기존의 애플리케이션에 아무런 영향을 미치지 않는다. 이러한 기존의 가변 전송률 데이터 전송 제약을 통해 시스템의 유휴 용량을 예측 가능하도록 함으로써 유휴 용량을 이용한 데이터의 전송이 가능하다.As a result, the existing variable bit rate data service user and application programs exchange calls with the same Quality of Service (QoS) parameters with the network in the same way to set up and use calls, which are subject to some restrictions. This limitation is in line with the definition of variable rate service in existing ATMs and other standards, and therefore has no impact on existing users or existing applications utilizing existing variable rate services. Through such existing variable data rate constraints, the idle capacity of the system can be predicted, thereby enabling data transmission using the idle capacity.
상기 실시예는 일반적인 데이터 통신 시스템에서 구현 가능하며, 특히 CDMA시스템과 같이 상호 간섭에 의해 용량이 제한되는 무선 통신 시스템에 있어서 유용하게 쓰일 수 있다.The above embodiment may be implemented in a general data communication system, and may be particularly useful in a wireless communication system in which capacity is limited by mutual interference such as a CDMA system.
스프레드 스펙트럼(Spread-Spectrum) CDMA 시스템에서는 모든 사용자가 주파수를 공유하고, 전송 전력에 의해 다중 접근 방법이 제공되며 서로 다른 직교 코드에 의해 각 사용자가 구분된다. 이러한 시스템에서는 동일 주파수 내의 다른 사용자들로부터의 신호는 잡음으로 인식된다. 따라서 시스템의 사용자들이 할당된 모든 전력공간을 사용하지 않는다면 유휴 전력 공간이 생기게 된다. 따라서 상기한 방법으로 이러한 유휴 용량 이용 전송 서비스 이용이 가능하며, 일반적으로 CDMA 시스템에서 동일한 에러율을 제공하기 위해서는 전송 전력은 전송률과 비례해야 하므로, 본 발명을 적용하는 경우 유휴 용량 이용 서비스 세션들의 전송률와 함께 전송 전력을 동시에 제어하여야 한다. 이때, 전송률 제어는 상기 실시예와 동일하게 수행할 수 있으며, 전력제어는 전송률 제어와 같은 비율로 동시에 수행한다.In spread-spectrum CDMA systems, all users share frequency, multiple access methods are provided by transmit power, and each user is distinguished by a different orthogonal code. In such a system, signals from other users within the same frequency are perceived as noise. Thus, if the users of the system do not use all the allocated power space, there is an idle power space. Therefore, the above-described idle capacity utilization transmission service can be used. In general, in order to provide the same error rate in a CDMA system, the transmission power must be proportional to the transmission rate. Transmit power must be controlled at the same time. In this case, the rate control may be performed in the same manner as in the above embodiment, and the power control is simultaneously performed at the same rate as the rate control.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.
이상과 같은 본 발명은 가변 전송률 서비스를 제공하는 다수의 사용자들이 공유 전송 매체를 이용하는 통신 시스템에서, 실제적으로 예측이 불가능한 기존 가변 전송률 전송 서비스들의 데이터 트래픽을 예측 가능하도록, 각 가변 전송률 데이터 전송 서비스들의 전송률 변화율을 제어함으로써 통신 시스템의 사용 가능한 유휴 전송 용량을 예측하여, 이 유휴 용량을 이용하여 데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 시스템의 전송 용량을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a plurality of users providing a variable rate service in a communication system using a shared transmission medium to predict data traffic of existing variable rate data transmission services that are virtually unpredictable. By controlling the rate of change of the rate, the available idle capacity of the communication system is predicted and data can be transmitted using this idle capacity, thereby making it possible to efficiently use the capacity of the system.
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