KR100948799B1

KR100948799B1 - 광대역 무선 통신시스템에서 단방향 통신을 위한 자원 할당 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100948799B1
Application number: KR1020060074152A
Authority: KR
Inventors: 장재혁; 손중제; 김남기; 조민희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: US20080032699A1; KR20080013098A; US7936716B2

Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신시스템에서 PTT(Push-To-Talk) 서비스 수행을 위해 자원을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, PTT(Push-To-Talk) 서버로부터 특정 단말에 대한 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지가 수신될 시, PPT 세션으로 연결된 단말들 중에서 발언 권한을 부여받을 특정 단말로 상향링크 자원을 할당하는 과정과, 상기 특정 단말로부터 발언 종료(Floor Release) 메시지가 수신될 시, 상기 상향링크 자원의 할당을 중지하는 과정을 포함하여, 전송할 데이터가 있는 단말에 한해서만 상향링크 자원을 할당함으로써, 전송할 데이터가 없는 단말들에게는 자원을 할당하지 않아 자원을 불필요하게 낭비하지 않고 효율적으로 할당할 수 있는 효과가 있다.

PTT, 단방향 통신, 자원 할당

Description

광대역 무선 통신시스템에서 단방향 통신을 위한 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RESOURCE FOR SIMPLEX TRANSMISSION IN WIDEBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 PTT 서비스 절차를 도시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스 절차를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스를 수행하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면, 및

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 통신 서비스를 위해 자원을 할당하는 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 광대역 무선 통신시스템에서 단방향 통신인 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하기 위한 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신시스템인 4세대(4th Generation : 이하 '4G'라 칭함) 통신시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network : 이하 'LAN'이라 칭함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network : 이하 'MAN'이라 칭함) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access : BWA) 통신시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신시스템으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 계열의 광대역 무선 통신시스템이 있다.

상기 광대역 무선 통신시스템에서는 여러 가지의 자원 할당 방법을 정의하고 있다. 상기 자원 할당 방법에는 자원 할당 요청 없이 주기적으로 고정된 크기의 데이터 전송 자원을 할당하는 UGS(Unsolicited Grant Service), 자원 할당을 요청할 수 있는 자원을 주기적으로 할당하는 rtPS(real-time Polling Service), 주기적으로 요청받은 가변적인 크기의 데이터 전송 자원을 할당하는 ertPS(extended rtPS), 자원의 할당을 요청할 수 있는 자원을 비주기적으로 할당하는 nrtPS(non-real-time Polling Service) 및 임의 접근을 통해 자원 할당을 요청하는 BE(Best Effort) 등이 있다.

상기 광대역 무선 통신시스템에서는 통신을 수행할 시, 상술한 여러 가지의 자원 할당 방법들을 이용하여 효율적으로 자원을 할당하는 방법을 필요로 한다. 예를 들어, 단방향 통신 서비스인 PTT 서비스 시 효율적으로 자원을 할당하는 방법이 필요하다. 여기서, 상기 PTT 서비스는 한 번에 한 명의 사용자만이 발언을 할 수 있는 단방향 통신 서비스로서, 사용자가 발언을 하기 위해 PTT 버튼을 누르고 상기 발언을 마치면 상기 PTT 버튼을 놓음으로써, 상대방의 발언을 들을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 PTT 서비스 절차를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 단말A(150)는 101단계에서 사용자의 키 조작에 의해 단말B(170)와 PTT 서비스를 수행하기 위한 이벤트가 발생될 시, 103단계에서 PTT서버(160)를 통해 상기 단말B(170)와 SIP(Session Initiation Protocol) 메시지를 송수신하여 상기 PTT를 위한 세션을 설정한다.

이후, 상기 PTT서버(160)는 105단계에서 상기 PTT 서비스를 시작한 상기 단말A(150)로 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지를 전송하고, 107단계에서 상기 단말B(170)로 상기 단말A(150)의 발언 알림(Floor Taken User_A) 메시지를 전송한다. 상기 발언 권한을 부여받은 상기 단말A(150)는 109단계에서 상기 사용자의 발언을 실시간 전송 규약(Real-Time Transmission Protocol; 이하 'RTP'라 칭함)을 통해 상기 PTT서버(160)로 전송하고, 상기 PTT서버(160)는 상기 수신되는 단말A(150)의 발언을 111단계에서 상기 RTP를 통해 상기 단말B(170)로 전송한다.

이후, 상기 단말A(150)는 113단계에서 사용자의 키 조작에 의해 발언을 종료하는 이벤트가 발생될 시, 115단계에서 상기 PTT서버(160)로 발언 종료(Floor Release) 메시지를 전송한다. 상기 PTT서버(160)는 상기 발언 종료 메시지가 수신되면, 117 및 119단계에서 상기 단말A(150)와 상기 단말B(170)로 채널의 상태 알림(Floor Idle) 메시지를 전송하여 현재 채널이 빈 상태임을 알린다.

이후, 상기 단말B(170)는 121단계에서 사용자의 키 조작에 의해 발언을 시작하기 위한 이벤트가 발생될 시, 123단계에서 상기 PTT서버(160)로 발언 권한 요청(Floor Request) 메시지를 전송한다. 상기 단말B(170)로부터 발언 권한을 요청받은 상기 PTT서버(160)는 125단계에서 상기 단말B(170)로 상기 발언 권한 부여 메시지를 전송하고, 127단계에서 상기 단말A(150)로 상기 단말B(170)의 발언 알림(Floor Taken User_B) 메시지를 전송한다.

이후, 상기 단말B(170)는 129단계에서 상기 RTP를 이용하여 사용자의 발언을 상기 PTT서버(160)로 전송하고, 상기 PTT서버(160)는 131단계에서 상기 단말B(170)의 발언을 상기 단말A(150)로 전송한다.

이후, 상기 단말B(170)는 133단계에서 발언 종료 이벤트가 발생될 시, 135단계에서 발언 종료 메시지를 상기 PTT서버(160)로 전송하고, 상기 PTT서버(160)는 137 및 139단계에서 상기 채널이 빈 상태임을 알리는 메시지를 상기 단말A(150)와 상기 단말B(170)로 전송한다. 이후, 상기 단말A(150)와 상기 단말B(170)는 일정 시간 이상 발언이 요청되지 않을 시, 141단계에서 상기 PTT를 위해 설정된 세션을 종료한다.

상술한 바와 같이, PTT 서비스는 한 번에 한 사용자만이 발언을 하며, 상기 사용자의 발언 데이터를 실시간으로 전송한다. 따라서, 상기 PTT 서비스는 상술한 자원 할당 방법 중 실시간 서비스 지원이 가능한 UGS, rtPS, ertPS 방법을 이용하여 자원을 할당할 수 있다. 하지만, 상기 UGS를 이용하여 자원을 할당할 경우, 상기 PTT 서비스를 수행하는 사용자 모두에게 자원을 할당하게 되어 발언을 하지 않은 사용자에게도 불필요하게 상향링크 자원이 주기적으로 할당되는 문제점이 있다. 또한, 상기 rtPS를 이용하여 자원을 할당할 경우, 다른 사용자의 발언으로 인해 발언을 할 수 없는 상황에 있는 사용자에게도 상기 자원 할당을 요청할 수 있는 상향링크 자원이 불필요하게 주기적으로 할당되는 문제점이 있으며, 상기 ertPS를 이용하는 경우에는 CQI(Channel Quality Indicator) 채널이 고정적으로 할당되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스를 위한 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스 수행 시, 상향링크 자원이 필요한 단말에 한하여 상기 상향링크 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 자원을 할당하는 기지국의 방법은, PTT(Push-To-Talk) 서버로부터 특정 단말에 대한 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지가 수신될 시, PPT 세션으로 연결된 단말들 중에서 발언 권한을 부여받을 특정 단말로 상향링크 자원을 할당하는 과정과, 상기 특정 단말로부터 발언 종료(Floor Release) 메시지가 수신될 시, 상기 상향링크 자원의 할당을 중지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하는 단말의 방법은, PTT 서비스를 위해 상대 단말과의 세션을 설정하는 과정과, PTT 서버로부터 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지를 수신하는 과정과, 기지국으로부터 상향링크 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당받은 상향링크 자원을 이용하여 사용자의 음성 데이터를 상대 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 자원을 할당하는 기지국 장치는, PTT 서버로부터 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지가 수신되는지 검사하는 패킷 분류부와, 단말로부터 발언 종료(Floor Release) 메시지가 수신되는지 검사하는 패킷 분석부와, 상기 패킷 분류부로부터 발언 권한 부여 메시지가 수신되었음을 알리는 신호가 입력될 시, 스케줄러로 자원 할당을 요청하고, 상기 패킷 분석부로부터 발언 종료 메시지가 수신되었음을 알리는 신호가 입력될 시, 상기 스케줄러로 자원 할당 중지를 요청하는 호 관리부와, 상기 호 관리부의 요청에 따라 해당 단말로 상향링크 자원을 할당하고 상기 상향링크 자원의 할당을 중지하는 상기 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하는 단말의 장치는, PTT서버로부터 발언 권한 부여 메시지가 수신되는지 검사하고, 상기 발언 권한 부여 메시지가 수신될 시, 동적 자원 할당 요청 메시지의 생성을 요청하는 제어부와, 상기 요청에 따라 PTT 서비스를 위한 자원을 할당해줄 것을 요청하는 동적 자원 할당 요청 메시지를 생성하는 메시지 생성부와, 상기 동적 자원 할당 요청 메시지를 해당 기지국으로 전송하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명에서는 광대역 무선 통신시스템에서 단방향 통신인 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하기 위한 자원 할당 장치 및 방법에 관해 설명할 것이다. 이하 설명에서, PTT 제어 메시지는 PTT 서비스를 수행하기 위해 송수신되는 메시지들, 즉, 발언 권한 요청(Floor Request) 메시지, 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지, 다른 사용자의 발언 알림(Floor Taken) 메시지, 발언 종료(Floor Release) 메시지, 빈 채널 상태 알림(Floor Idle) 메시지들을 의미한다.

도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 단말의 블록 구성을 도 시하고 있다. 여기서, 상기 단말은 제어부(200), PTT메시지 분석부(202), 메시지 생성부(204), 음성 처리부(206), 송수신부(208), 마이크(210), 스피커(212), 안테나(214)를 포함하여 구성된다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 제어부(200)는 PTT 서비스를 위한 전반적인 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 상기 PTT메시지 분석부(202)를 구비하여 기지국을 통해 PTT서버로부터 PTT 제어메시지가 수신될 시, 상기 수신된 PTT 제어메시지를 분석한다. 다시 말해, 상기 수신된 PTT 제어메시지가 발언 권한 부여 메시지인지 판단한다. 상기 발언 권한 부여 메시지가 수신될 시, 상기 메시지 생성부(204)로 동적 자원 할당 요청(Dynamic Service Addition Request; 이하 'DSA-REQ'라 칭함) 메시지 생성을 요청한다.

상기 메시지 생성부(204)는 상기 제어부(200)의 제어에 의해 발언 권한 요청 메시지 및 발언 종료 메시지를 생성하고, 상기 제어부(200)로부터 DSA-REQ 메시지 생성이 요청될 시, 자원 할당을 위한 DSA-REQ 메시지를 생성한다. 여기서, 상기 DSA-REQ 메시지에는 하기 표 1에서와 같은 자원 할당 방법을 요청하기 위한 TLV(Type Length Value)가 포함된다.

Type	Length	Value	Scope
145.11	1	0: Reserved	DSA-REQ
		1: for Undefined	DSA-RSP
		2: for BE((default)	DSA-ACK
		3: fot nrtPS
		4: for rtPS
		5: for Extended nrtPS
		6: for UGS
		7: for PTT
		8-255: Reserves

상기 표 1은 DSA-REQ 메시지에 포함되는 상향링크 자원 할당 타입(Uplink grant scheduling type) TLV의 구성을 나타내고 있다. 여기서, 상기 Value 2부터 6까지는 종래의 자원 할당 방법인 UGS, rtPS, ertPS, nrtPS, BE 등을 나타내며, 상기 Value 7은 본 발명에 따른 PTT 서비스를 위한 자원 할당을 나타내고, Value 1은 특정 자원 할당 방법을 나타내지 않으며, 나머지 Value 0, 8~255는 사용되지 않는 값들이다.

상기 메시지 생성부(204)는 PTT 서비스 수행을 위한 자원을 할당받기 위해 상기 상향링크 자원 할당 타입으로 7을 포함하는 DSA-REQ 메시지를 생성하여 상기 제어부(200)로 출력한다.

상기 음성 처리부(206)는 코덱(CODEC : Coder-Decoder)이라고 칭하기도 하며, 상기 음성처리부(206)에 접속된 마이크(210) 및 스피커(212)를 통해 음성신호의 입출력처리를 행하는 기능을 수행한다

상기 송수신부(208)는 미 도시되었지만 부호화기/복호화기, OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) 변조기/복조기, DAC(Digital-Analog Convertor)/ADC(Analog-Digital Convertor) 및 RF(Radio Frequency) 처리부를 포함하여, 상기 단말과 기지국간 교환되는 메시지를 해당 통신 시스템의 방식으로 처리하여 상기 안테나(214)를 통해 송수신한다.

도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 기지국은 패킷 분류부(301), PTT 제어메시지 분석부(303), 패킷 스케줄러(305), 패킷 생성부(307), MAP 생성부(309), 호 관리부(311), MAC 관리메시지 처리부(313), 송수신부(315), 안테나(317), 패킷 조합부(319), 패킷 분석부(321), PTT 제어메시지 분석부(323)를 포함하여 구성된다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 패킷 분류부(301)는 네트워크로부터 입력되는 패킷들의 IP주소와 포트 번호 등을 분석하여 상기 패킷을 연결시킬 컨넥션(connection)의 종류를 결정한다. 다시 말해, 상기 패킷 분류부(301)는 상기 호 관리부(311)에 기 등록된 PTT 서비스의 RTCP(RTP Control Protocol) 포트 번호와 상기 입력된 패킷의 포트 번호를 비교하여 상기 입력된 패킷이 PPT 서비스를 제어하기 위한 PTT 제어메시지인지 판단한다. 상기 패킷이 PTT 제어메시지로 판단될 경우, 상기 패킷 분류부(301)는 상기 패킷 분류부(301) 내에 구비된 상기 PTT 제어메시지 분석부(303)를 통해 상기 PTT 제어메시지를 분석한다. 상기 분석 결과 상기 PTT 제어메시지가 발언 권한 부여 메시지일 경우, 상기 호 관리부(311)로 상기 발언 권한 부여 메시지가 수신되었음을 알린다.

상기 패킷 스케줄러(305)는 상기 MAC 관리 메시지 처리부(313)에서 생성된 패킷들과 네트워크로부터 수신된 패킷들을 바탕으로 상기 기지국에 속한 해당 단말들의 상향링크 및 하향링크 자원 할당을 스케줄링한다. 특히, 상기 호 관리부(311)로부터 자원 할당이 요청될 시, 해당 단말로 상향링크 자원이 할당되도록 스케줄링하고, 상기 호 관리부(311)로부터 자원 할당 중지가 요청될 시, 상기 해당 단말로의 자원 할당을 중지한다.

상기 패킷 생성부(307)는 상기 패킷 스케줄러(305)로부터 하량링크로 전송될 데이터를 입력받아 패킷을 생성하고, 상기 MAP 생성부(309)는 상기 패킷 스케줄러(305)로부터 입력되는 스케줄링 정보를 바탕으로 하향링크 및 상향링크 자원 할당을 위한 MAP정보를 생성한다.

상기 호 관리부(311)는 상기 기지국과 연결된 호에 관한 정보를 저장한다. 특히, 상기 MAC 관리 메시지 처리부(313)로부터 PTT 서비스를 위한 호에 관한 정보, 예를 들어, 자원할당 정보, IP주소 및 PTT 서비스의 RTCP(RTP Control Protocol) 포트 번호 등을 입력받아 저장한다. 특히, 상기 호 관리부(311)는 상기 패킷 분류부(301)로부터 발언 권한 부여 메시지의 수신을 알리는 신호가 입력될 시, 해당 단말과의 PTT 서비스를 위한 호가 설정되었는지 분석하고, 상기 호가 설정되었을 시, 상기 패킷 스케줄러(305)로 상기 해당 단말에 대해 상향링크 자원을 할당해줄 것을 요청한다. 또한, 상기 패킷 분석부(321)로부터 발언 종료 메시지의 수신을 알리는 신호가 입력될 시, 상기 패킷 스케줄러(305)로 해당 단말로의 상향링크 자원 할당을 중지할 것을 요청한다.

상기 MAC 관리메시지 처리부(313)는 상기 패킷 분석부(321)로부터 입력된 메시지가 DSA-REQ 메시지인 경우, 상기 호 관리부(311)로 추가된 호에 관한 정보를 출력하고, 상기 DSA-REQ 메시지에 포함된 상향링크 자원 할당 타입을 나타내는 TLV를 확인하여 상기 추가된 호가 PTT 서비스를 위한 호일 경우, 상기 호 관리부(311)에 상기 호가 PTT 서비스를 위한 호임을 나타내는 정보를 저장한다.

상기 송수신부(315)는 미 도시되었지만 부호화기/복호화기, OFDM 변조기/복조기, DAC/ADC 및 RF 처리부를 포함하여, 상기 기지국과 단말간 교환되는 메시지를 상기 해당 통신 시스템의 방식으로 처리하여 안테나를 통해 송수신한다. 특히, 상기 패킷 생성부(307)와 상기 MAP 생성부(309)로부터 입력되는 패킷과 MAP 정보를 상기 안테나(317)를 통해 해당 단말로 전송하고, 상기 안테나(317)를 통해 상기 단말로부터 상향링크 구간에서 신호를 수신하여 상기 패킷 조합부(319)로 출력한다.

상기 패킷 조합부(319)는 상기 송수신부(315)로부터 입력되는 패킷을 재조합하여 상기 패킷 분석부(321)로 출력한다.

상기 패킷 분석부(321)는 패킷 조합부(319)로부터 입력되는 상기 재조합된 패킷을 분석하여 상기 패킷이 MAC 관리 메시지인지 여부를 판단한다. 상기 패킷 분석부(321)는 상기 패킷이 MAC 관리 메시지일 경우, 상기 패킷을 상기 MAC 관리 메시지 처리부(313)로 출력하고, 상기 패킷이 MAC 관리 메시지가 아닐 경우, 상기 패킷을 다시 네트워크로 전송한다. 특히, 상기 패킷 분석부(321)는 상기 호 관리부(311)로부터 상기 PTT 서비스의 IP주소와 포트 번호를 입력받아 상기 네트워크로 다시 전송되는 패킷들 중에서 PTT 제어메시지를 분류한 후, 상기 패킷 분석부(321)내에 구비된 상기 PTT 제어메시지 분석부(323)를 통해 상기 PTT 제어메시지가 발언을 종료하는 메시지(Floor Release)인지 판단하다. 만일 상기 PTT 제어메시지가 발언 종료 메시지일 경우, 상기 패킷 분석부(321)는 상기 호 관리부(311)로 발언 종료 메시지가 수신됨을 알리는 신호를 출력한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스 절차를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 단말A(400)는 410단계에서 사용자의 키 조작에 의해 PTT 서비스를 이용하여 단말B(408)로 발언을 시작하는 이벤트가 발생될 시, 412단계에서 PTT서버(404)를 통해 상기 단말B(408)와 SIP(Session Initiation Protocol) 메시지를 송수신하여 상기 PTT를 위한 세션을 설정한다. 여기서, 상기 단말A(400)와 단말B(408)는 상기 SIP 메시지에 포함된 포트번호(5060)를 통해 상기 메시지가 SIP 메시지인지 판단하여 세션 설정을 위한 DSA 메시지의 송수신 절차 없이 초기 과정에서 생성된 데이터 통신을 위한 연결(default BE connection)을 통해 상기 SIP 메시지를 송수신할 수 있다. 여기서, 만일 상기 발언 시작 이벤트가 발생될 시, 상기 PTT 세션이 이미 설정되어 있다면, 상기 단말A(400)는 상기 SIP 메시지를 이용한 세션 설정 과정을 수행하지 않고, 상기 PTT서버(404)로 발언 권한을 요청하는 메시지(Floor Grant)메시지를 전송한다.

이후, 상기 PTT서버(404)는 414단계에서 상기 PTT 서비스를 시작한 상기 단말A(400)로 발언 권한을 부여하는 메시지(Floor Grant)를 전송하고, 416단계에서 상기 단말B(408)로 상기 단말A(400)의 발언을 알리는 메시지(Floor Taken User_A)를 전송한다.

이후, 418단계에서 상기 발언 권한을 부여받은 상기 단말A(400)가 해당 기지국A(402)로 PTT 서비스를 위한 상향링크 자원의 할당을 요청하는 DSA-REQ 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 단말A(400)는 표 1에서 보는 바와 같이, 상기 DSA-REQ 메시지에 상향링크 자원 할당 타입을 나타내는 TLV값으로 7을 포함시켜, 상기 기지국과 단말 간의 세션이 PTT 서비스를 위한 세션임을 나타낼 수 있다. 상기 418단계에서 상기 DSA-REQ 메시지를 수신한 상기 기지국A(402)는 동적 자원 할당 응답(Dynamic Service Addition Response; 이하 'DSA-RSP'라 칭함) 메시지를 상기 단말A(400)로 전송함으로써 상기 단말A(400)와 기지국A(402)간의 세션을 설정하고, 상기 단말(A)로 상향링크 자원을 할당한다. 여기서 상기 상향링크 자원을 할당하는 방법은 고정된 크기의 데이터 전송 자원을 주기적으로 할당하는 UGS와 같은 방법을 사용할 수 있다. 또한, 여기서, 만일 상기 기지국 A(402)가 IMS Core망을 통한 별도의 시그널링 등으로 상기 PTT 서비스가 시작된 것을 미리 알고 있을 경우, 상기 기지국A(402)는 상기 412단계 이후에 상기 단말로 자원 할당을 시도할 수도 있다.

이후, 상기 단말A(400)는 420단계에서 상기 기지국A(402)로부터 할당받은 자원을 이용하여 상기 사용자의 발언을 RTP를 통해 상기 단말B(408)의 해당 기지국B(406)로 전송하고, 상기 기지국B(406)는 422단계에서 상기 단말B(408)와 DSA 메시지 교환을 통해 하향링크 자원을 할당한 후, 424단계로 진행하여 상기 단말B(408)로 상기 단말A(400)의 발언을 상기 RTP를 통해 상기 단말B(408)로 전송한다. 여기서, 상기 기지국B(406)는 상기 422단계의 DSA 메시지 송수신 과정을 수행하지 않고, 상기 초기 과정에서 생성된 데이터 통신을 위한 연결(default BE connection)을 이용하여 상기 단말B(408)로 데이터를 전송할 수도 있다.

이후, 상기 단말A(400)는 426단계에서 사용자의 키 조작에 의해 발언을 종료하는 이벤트가 발생될 시, 428단계에서 상기 PTT서버(404)로 발언 종료 메시지(Floor Release)를 전송한다. 이때, 상기 기지국A(402)는 430단계에서 상기 발언 종료 메시지를 분석하여 상기 단말A(400)의 상향링크 사용이 종료됨을 감지하고, 상기 단말A(400)로의 상향링크 자원 할당을 중지한다.

이후, 상기 PTT서버(404)는 상기 발언 종료 메시지가 수신될 시, 432 및 434단계에서 상기 단말A(400)와 상기 단말B(408)로 현재 채널의 상태가 비어있음을 알리는 메시지(Floor Idle)를 전송한다. 이후, 상기 단말A(400)와 상기 단말B(408)는 일정 시간 이상 발언이 요청되지 않을 시, 436단계에서 상기 설정된 PTT 세션을 종료한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스를 수행하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 단말은 501단계에서 사용자의 키 조작에 의해 PTT 서비스를 이용하여 상대 단말로 발언을 시작하기 위한 이벤트가 발생되는지 검사한다. 상기 이벤트가 발생될 시, 상기 단말은 503단계에서 PTT 서버를 통해 상기 상대 단말과 SIP 메시지를 송수신함으로써, 상기 PTT 서비스를 수행하기 위한 세션을 설정한다.

이후, 상기 단말은 505단계에서 상기 PTT 서버로부터 발언 권한을 부여하는 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 발언 권한 부여 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 507단계에서 해당 기지국으로 PTT 서비스를 위한 자원 할당을 요청하기 위한 DSA-REQ 메시지를 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 DSA-REQ 메시지에 대한 DSA-RSP 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 DSA-REQ 메시지는 상기 표 1에서와 같이, 상향링크 자원 할당 타입으로 Value 7을 포함함으로써, 상기 기지국으로 PTT 서비스를 위한 자원의 할당을 요청할 수 있다.

이후, 상기 단말은 509단계에서 상기 기지국으로부터 자원이 할당되는지 검사한다. 상기 자원이 할당될 시, 상기 단말은 511단계에서 할당된 상향링크 자원을 확인하고, 상기 자원을 이용하여 사용자의 음성 데이터를 상기 상대 단말로 전송한다. 여기서, 상기 음성 데이터는 RTP를 통해 전송된다.

이후, 상기 단말은 513단계에서 사용자의 키 조작에 의해 상기 발언을 종료하는 이벤트가 발생되는지 검사한다. 상기 발언 종료 이벤트가 발생되지 않을 시, 상기 단말은 상기 511단계로 되돌아가 상기 음성 데이터를 계속적으로 전송하고, 상기 발언 종료 이벤트가 발생될 시, 상기 단말은 515단계로 진행하여 상기 PTT 서버로 발언 종료 메시지를 전송한다.

이후, 상기 단말은 517단계에서 상기 PTT 서버로부터 채널의 빈상태를 알리는 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 채널의 빈상태를 알리는 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 519단계에서 일정 시간 이내에 사용자에 의해 PTT 서비스를 통한 발언 시작 이벤트가 발생되는지 검사한다. 만일, 상기 발언 시작 이벤트가 발생될 시, 상기 단말은 523단계에서 상기 PTT 서버로 발언 권한을 요청하는 메시지를 전송한 후, 525단계로 진행하여 상기 PTT 서버로부터 발언 권한을 부여하는 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 발언 권한을 부여하는 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 상기 509단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 자원을 할당하는 메시지가 수신되는지 검사한 후, 이하 단계를 재수행한다. 여기서, 상기 기지국과 단말은 상기 PTT 서비스를 위한 세션이 이미 설정되어 있기 때문에 상기 DSA 메시지 교환 절차를 다시 수행하지 않고 상기 기지국으로부터 상향링크 자원을 할당받을 수 있다.

반면, 상기 519단계에서 상기 발언 시작 이벤트가 발생되지 않을 시, 상기 단말은 521단계에서 상기 일정 시간 내에 상기 PTT 서버로부터 상대 단말의 발언을 알리는 메시지가 수신되는지 검사한다. 만일, 상기 발언을 알리는 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 527단계에서 상기 상대 단말로부터 음성 데이터를 수신하고, 상기 상대 단말이 발언을 중지하여 상기 517단계에서 채널의 빈상태를 알리는 메시지가 수신되는지 검사한다.

반면, 상기 521단계에서 상기 발언을 알리는 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 통신 서비스를 위해 자원을 할당하는 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 기지국은 601단계에서 PTT 서비스를 위한 상향링크 자원 할당을 요청하는 DSA-REQ 메시지가 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 DSA-REQ 메시지에 포함된 상향링크 자원 할당 타입을 확인하여 상기 DSA-REQ 메시지를 전송한 단말이 PTT 서비스를 위한 자원 할당을 요청함을 확인할 수 있다.

상기 자원 할당을 요청하는 DSA-REQ 메시지가 수신될 시, 상기 기지국은 603단계에서 상기 단말로 DSA-RSP 메시지를 전송하여 상기 PTT 서비스를 위한 세션을 할당해주고, 605단계로 진행하여 UL-MAP을 통해 상기 단말로 상향링크 자원을 할당한다.

이후, 상기 기지국은 607단계에서 상기 단말로부터 발언 종료 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 발언 종료 메시지가 수신될 시, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 상기 상향링크 자원 할당을 중지한다.

이후, 상기 기지국은 611단계에서 일정 시간 내에 발언 권한 요청 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 발언 권한 요청 메시지가 수신될 시, 상기 기지국은 상기 605단계로 되돌아가 다시 상기 단말로 상기 UL-MAP을 통해 상향링크 자원을 할당한 후, 이하 단계를 재수행한다.

반면, 상기 발언 권한 요청 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 기지국은 613단계에서 상기 단말과의 PTT 세션을 종료한다. 여기서, 상기 PTT 세션 종료는 단말기에서 결정하며, 상기 기지국은 DSD(Dynamic Service Deletion) 메시지의 교환을 통해 알 수 있다. 이후, 상기 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광대역 무선 통신시스템에서 PTT 서비스 수행 시, 사용자가 발언을 하여 전송할 데이터가 있는 단말에 한해서만 상향링크 자원을 할당함으로써, 전송할 데이터가 없는 단말들에게는 자원을 할당하지 않아 자원을 불필요하게 낭비하지 않고 효율적으로 할당할 수 있는 효과가 있다.

Claims

광대역 무선 통신시스템에서 자원을 할당하는 방법에 있어서,

PTT(Push-To-Talk) 서버로부터 특정 단말에 대한 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지가 수신될 시, PPT 세션으로 연결된 단말들 중에서 발언 권한을 부여받을 특정 단말로 상향링크 자원을 할당하는 과정과,

상기 특정 단말로부터 발언 종료(Floor Release) 메시지가 수신될 시, 상기 상향링크 자원의 할당을 중지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상향링크 자원을 할당하는 과정은,

상기 특정 단말과 PTT 서비스를 위한 세션이 설정되어 있는지 검사하는 과정과,

상기 세션이 설정되어 있을 시, 상기 특정 단말로 상향링크 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 세션이 설정되어 있지 않을 시, 상기 특정 단말로부터 동적 자원 할당 요청 메시지가 수신되는지 검사하는 과정과,

상기 특정 단말로부터 동적 자원 할당 요청 메시지가 수신될 시, 상기 특정 단말로 동적 자원 할당 응답 메시지를 전송하여 PTT 서비스를 위한 세션을 설정하는 과정과,

상기 세션을 설정한 후, 상기 특정 단말로 상향링크 자원을 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 PTT 서비스를 위한 세션은,

상기 특정 단말로부터 발언 메시지가 수신된 후 소정 시간 이내에 PTT서버로부터 발언 권한 부여 메시지가 수신되지 않을 시, 종료되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 동적 자원 할당 요청 메시지는,

PTT 서비스를 위한 자원 할당 요청을 나타내는 상향링크 자원할당 타입(Uplink grant scheduling type) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선 통신시스템에서 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하는 단말의 방법에 있어서,

PTT 서비스를 위해 상대 단말과의 세션을 설정하는 과정과,

PTT 서버로부터 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지를 수신하는 과정과,

기지국으로부터 상향링크 자원을 할당받는 과정과,

상기 할당받은 상향링크 자원을 이용하여 사용자의 음성 데이터를 상대 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 세션이 설정되지 않았을 시, 기지국에 동적 자원 할당 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 기지국으로부터 동적 자원 할당 응답 메시지를 수신하고, 상기 상향링크 자원을 할당받는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 세션이 설정되어 있을 시, 상기 동적 자원 할당 요청 없이 상기 기지국으로부터 상향링크 자원을 할당받는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 동적 자원 할당 요청 메시지는,

PTT 서비스를 위한 자원 할당 요청을 나타내는 상향링크 자원할당 타입(Uplink grant scheduling type) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선 통신시스템에서 자원을 할당하는 기지국 장치에 있어서,

PTT(Push-To-Talk) 서버로부터 발언 권한 부여(Floor Grant) 메시지가 수신되는지 검사하는 패킷 분류부와,

단말로부터 발언 종료(Floor Release) 메시지가 수신되는지 검사하는 패킷 분석부와,

상기 패킷 분류부로부터 발언 권한 부여 메시지가 수신되었음을 알리는 신호가 입력될 시, 스케줄러로 자원 할당을 요청하고, 상기 패킷 분석부로부터 발언 종료 메시지가 수신되었음을 알리는 신호가 입력될 시, 상기 스케줄러로 자원 할당 중지를 요청하는 호 관리부와,

상기 호 관리부의 요청에 따라 해당 단말로 상향링크 자원을 할당하고 상기 상향링크 자원의 할당을 중지하는 상기 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10항에 있어서,

상기 단말로부터 수신되는 동적 자원 할당 요청 메시지를 분석하여 상기 단말과의 세션이 PTT 서비스를 위한 세션인지 판단하고, 상기 호 관리부로 상기 판단 결과를 출력하는 MAC 관리메시지 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 동적 자원 할당 요청 메시지는,

PTT 서비스를 위한 자원 할당 요청을 나타내는 상향링크 자원할당 타입(Uplink grant scheduling type) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선 통신시스템에서 PTT(Push-To-Talk) 서비스를 수행하는 단말의 장치에 있어서,

PTT서버로부터 발언 권한 부여 메시지가 수신되는지 검사하고, 상기 발언 권한 부여 메시지가 수신될 시, 동적 자원 할당 요청 메시지의 생성을 요청하는 제어부와,

상기 요청에 따라 PTT 서비스를 위한 자원을 할당해줄 것을 요청하는 동적 자원 할당 요청 메시지를 생성하는 메시지 생성부와,

상기 동적 자원 할당 요청 메시지를 해당 기지국으로 전송하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13항에 있어서,

상기 동적 자원 할당 요청 메시지는,

PTT 서비스를 위한 자원 할당 요청을 나타내는 상향링크 자원할당 타입(Uplink grant scheduling type) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.