문맥 (context)
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 있어서, 멀티미디어 및 방송 서비스(MBS: Multicast Broadcast Service)를 제공하는 기지국으로 하여금 이동단말들이 수신하기에 적절한 MBS 버스트 프로파일(burst profile)을 통해 MBS 데이터를 전송하게 함으로써, 이동단말들이 수신하는 MBS 서비스 품질을 보장하고 기지국이 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 광대역 무선 접속 시스템에서의 멀티미디어 및 방송 서비스를 위한 데이터 전송 제어 방법에 관한 것이다.
광대역 무선접속 시스템(Broadband Wireless Access System)은 기지국과 이동단말간의 점대다중점(Point-to-Multipoint) 연결을 위한 매체접속제어(MAC) 계층과 물리(PHY) 계층의 프로토콜을 정의한다. 도1은 광대역 무선접속 시스템의 프로토콜 계층 구조를 도시한 것이다.
광대역 무선 접속 시스템의 물리계층은 크게 단일 반송파 방식(Single Carrier)과 다중 반송파 방식(OFDM/OFDMA)으로 구분된다. 다중 반송파 방식은 OFDM을 사용하는 한편, 반송파의 일부를 그룹화한 부채널(subchannel) 단위로 자원을 할당할 수 있는 접속방식으로서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 도입하고 있다.
순방향 오류정정 부호화는 공통적으로 RS 코드(RS Code)와 컨볼루션 코드(Convolutional Code)의 연접 부호 또는 블록 터보 코드(Block Turbo Code)를 선택적으로 사용하며, BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM의 변조 방식을 사용한다. 채널상태에 따라 변조 모드와 부호화률 방식을 동적으로 선택하는 적응 변조/코딩(Adaptive Modulation/Coding : AMC)이 적용된다. AMC를 위해 채널 품질을 측정하기 위해서 수신신호강도(RSSI), 신호대 잡음비(CINR), 또는 BER을 이용한다.
OFDMA 물리계층에서는 활성 반송파를 그룹으로 분리해서, 그룹별로 각기 다른 수신단으로 송신된다. 이렇게 한 수신단에 전송되는 반송파의 그룹을 부채널(sub-channel)이라고 부른다. 각 부채널을 구성하는 반송파는 서로 인접하거나 또는 등간격으로 떨어져 있을 수도 있다. 이와 같이 부채널 단위로 다중 접속이 가능하도록 함으로써 구현상의 복잡도가 증가하나 주파수 다이버시티 이득, 전력의 집중에 따른 이득, 그리고 순방향 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
각 사용자에게 할당되는 슬롯은 2차원 공간의 데이터 영역(Data Region)에 의해서 정의되며, 이는 버스트에 의해 할당되는 연속적인 부채널의 집합이다. OFDMA에서 하나의 데이터 영역은 시간 좌표와 부채널 좌표에 의해 결정되는 직사각형으로 도시화된다. 이러한 데이터 영역은 특정 사용자의 상향링크에 할당되거나 또는 하향링크에서는 특정한 사용자에게 기지국이 데이터 영역을 전송할 수 있다. 2차원 공간에서 이와 같은 데이터 영역을 정의하기 위해서는 시간 영역에서 OFDM 심볼의 수와 주파수 영역에서 기준점에서부터의 오프셋만큼 떨어진 위치에서 시작되는 연속적인 부채널의 수가 주어져야 한다.
MAC 데이터는 FEC 블록 크기에 따라 분할되며, 각 FEC 블록은 각 부채널의 시간축에서 3개의 OFDM 심볼을 차지하도록 확장된다. 각 FEC 불록에 대해 부채널 번호를 증가시키면서 차례로 맵핑을 계속하다가 데이터 영역의 끝에 도달하면 그 다음으로 낮은 번호의 OFDM 심볼에서부터 다시 같은 방법으로 맵핑을 계속한다. 도2는 이와 같이 FEC 블록을 OFDMA 부채널과 OFDM 심볼에 맵핑하는 과정을 예시하는 것이다.
도3은 광대역 무선접속 시스템의 OFDMA 물리계층의 프레임 구조를 도시한 것이다. 하향링크 부프레임(downlink sub-frame)은 물리계층에서의 동기화와 등화를 하기 위해 사용되는 프리앰블(Preamble)로 시작하고, 그 다음에는 하향링크와 상향링크에 할당되는 버스트의 위치와 용도를 정의하는 방송형태의 하향링크 맵(DL-MAP) 메시지와 상향링크 맵(UL-MAP) 메시지를 통해 프레임 전체에 대한 구조를 정의한다.
DL-MAP 메시지는 버스트 모드 물리계층에서 하향링크 구간에 대해 버스트별로 할당된 용도를 정의하며, UL-MAP 메시지는 상향링크 구간에 대해 할당된 버스트의 용도를 정의한다. DL-MAP을 구성하는 정보 요소(Information Element)는 DIUC(Downlink Interval Usage Code)와 CID(Connection ID) 및 버스트의 위치 정보(부채널 오프셋, 심볼오프셋, 부채널 수, 심볼 수)에 의해 사용자 단에 하향링크 트래픽 구간이 구분된다. 한편, UL-MAP 메시지를 구성하는 정보 요소는 각 CID(Connection ID) 별로 UIUC(Uplink Interval Usage Code)에 의해 용도가 정해지고, ''duration''에 의해 해당 구간의 위치가 규정된다. 여기서 UL-MAP에서 사용되는 UIUC 값에 따라 구간별 용도가 정해지며, 각 구간은 그 이전 IE 시작점으로부터 UL-MAP IE에서 규정된 ''duration''만큼 떨어진 지점에서 시작한다.
DCD 메시지와 UCD 메시지는 각각 하향링크와 상향링크에 할당된 버스트 구간에서 적용될 물리계층 관련 파라미터로서 변조 타입(Modulation type), FEC 코드 타입(FEC Code type) 등을 포함한다. 또한, 여러 가지 순방향 오류 정정 코드 유형에 따라 필요한 파라미터들(예를 들어, R-S Code의 K,R 값 등)을 규정한다. 이와 같은 파라미터들은 UCD 및 DCD 내부에서 각각 UIUC 및 DIUC 별로 규정된 버스트 프로파일에 의해 주어진다.
광대역 무선접속 시스템의 MAC 레이어(layer)는 기본적으로 MCNS 컨소시움의 케이블모뎀 표준인 DOCSIS 규격을 기반으로 한다. 무선 시스템의 특성에 따른 보안성 보장, 다양한 변조 방식을 위한 지원, 그리고 기타 부분적인 추가 및 개정을 제외하고는 MAC의 핵심적인 내용(MAC 관리 방식, 자원할당 방법과 지원되는 서비스, 초기화 절차 등)은 DOCSIS 규격과 유사하다.
CS(Service-Specific Convergence Sublayer)는 MAC CPS(Common Part Sublayer) 위에 존재하는 계층으로서 상위 계층으로부터의 PDU(Protocol Data Unit) 수신, 상위계층 PDU의 분류(classification), 그리고 이 분류에 기반을 둔 상위 계층 PDU의 처리, CS PDU를 적절한 MAC SAP에 전달하고 피어 엔티티(peer entity)로부터 CS PDU를 수신하는 기능을 수행한다. 또한, CS는 상위계층 PDU를 커넥션(connection) 별로 분류하고 선택 사양으로서 페이로드 헤더(payload header)의 정보를 압축하거나 또는 압축한 헤더 정보를 복원하는 기능을 제공한다.
MAC CPS는 연결 기반으로 이동단말과 기지국 간의 패킷 전송에 있어서 각 패킷을 적절한 서비스 흐름에 맵핑시키고, 연결 기반의 서비스 흐름에 따라 각기 다른 수준의 QoS를 제공한다. MAC CPS에서 정의되는 MAC PDU 형태를 살펴보면 다음과 같다.
도4a는 MAC PDU의 형식을 나타낸다. MAC PDU는 크게 MAC 관리 PDU와 사용자 데이터 MAC PDU로 구분된다. MAC 관리 PDU는 MAC 계층의 동작을 위해 미리 규정된 MAC 관리 메시지를 페이로드로 하며, 각 페이로드 앞에는 MAC 헤더가 붙는다. 그리고, 각 가입자부가 상향링크에서 필요한 대역을 동적으로 요청하기 위해 필요한 대역 요청 PDU는 별도의 페이로드 없이 대역 요청 헤더라고 불리는 헤더만을 갖는 특수한 형태의 MAC 관리 PDU에 해당한다. 또한, 대역요청 헤더는 경쟁기반의 상향링크 대역을 통해 전달할 수 있도록 함으로써, 기지국으로부터 상향링크 대역을 할당 받지 못한 이동단말로 하여금 상향링크 대역을 요청할 수 있도록 한다. 도4b는 대역요청 헤더의 일례를 나타낸다.
사용자 데이터에 해당하는 패킷 PDU는 MAC SDU의 페이로드에 맵핑되고, MAC 헤더와 CRC(선택적임)가 붙어서 MAC PDU가 된다. 도4c는 다수 개의 MAC PDU를 연접하여 하나의 상향링크 버스트로 전송되는 구조를 예시한 것이다. 각 MAC PDU는 고유의 커넥션(connection) ID(CID)에 의해 구분되며, 동일한 버스트에 사용자 데이터(User PDU) 뿐만 아니라, MAC 관리 메시지, 대역 요청 PDU 등도 같이 연접될 수 있다.
MAC 관리 메시지는 관리 메시지의 유형을 나타내는 필드와 관리 메시지 페이로드로 구성된다. 관리 메시지들 중에서 DCD, UCD, UL-MAP, DL-MAP 등은 앞에서 언급한 바와 같이 프레임의 구조와 대역 할당, 그리고 물리계층 파라미터를 직접 규정하는 대표적인 관리 메시지에 해당한다.
스케쥴링 서비스는 폴링/전송허가 과정의 효율성을 향상시키기 위해서 적용된다. 스케쥴링 서비스와 그것과 관련된 QoS 매개변수를 명시함으로써 기지국은 상향링크 트래픽의 지연과 수율(Throughput)의 필요한 정도를 예상할 수 있고, 그에 따라서 적절한 시간에 폴링과 전송허가를 제공한다. 폴링은 대역폭 요청에 대해서 기지국이 각 이동단말에게 대역폭을 할당하는 과정이다. 현재 규격에서 제시된 스케쥴링 서비스의 유형은 UGS(Unsolicited Grant Service), rtPS(real-time Polling Service), nrtPS(non-real-time Polling Service), 그리고 BE(Best Effort)으로 구분된다. Piggybacking/polling 등을 통한 추가적인 대역 할당 요청이 가능하고, UGS를 제외한 나머지 유형의 스케쥴링 서비스에 대해서는 이동단말별로 할당된 전체 대역 내에서 다른 연결에 할당된 대역폭을 다른 연결로 재분배(bandwidth stealing)이 가능하다.
다음은 광대역 무선접속 시스템에서 기지국이 하향링크 데이터 버스트를 이동단말에게 전송하는데 있어서, 이동단말이 수신하는 하향링크 신호 품질에 따라 코딩(coding) 및 변조(modulation) 방식을 적절하게 변경시키는 하향링크 버스트 프로파일 관리(downlink burst profile management)에 대하여 설명한다.
하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)은 각 이동단말이 수신하는 신호의 품질에 따라 기지국에 의해 결정된다. 상향링크 트래픽(uplink traffic)을 줄이기 위하여, 이동단말은 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 측정하고 CINR의 평균값이 허용된 동작 범위 내에 있는지 비교한다. 이 범위는 임계값 레벨(threshold level)에 의해 정해진다. 수신된 CINR이 허용된 동작 범위를 벗어나는 경우, 이동단말은 새로운 버스트 프로파일을 요청하게 된다. 만약, 이동단말이 기지국으로부터 상향링크 대역을 할당 받은 경우, DBPC-REQ(Downlink Burst Profile Change Request) 메시지를 할당 받은 상향링크 대역을 이용하여 기지국에 전송한다. 기지국은 DBPC-RSP(Downlink Burst Profile Change Response)를 이동단말에게 전달함으로써 이동단말의 요청에 대하여 응답한다. 표1과 표2는 각각 DBPC-REQ 메시지와 DBPC-RSP 메시지의 일례를 나타낸다.
만약 이동단말이 기지국으로부터 상향링크 대역을 할당 받지 못한 경우, 또한 이동단말이 하향링크 버스트 프로파일의 변경을 요청해야 하는 경우, 이동단말은 표3과 같은 레인징요청(RNG-REQ) 메시지를 초기 레인징 구간에 전송한다. 표4는 표3과 같은 레인징요청 메시지에 포함되는 TLV 파라미터의 일례를 나타낸다.
레인징요청(RNG-REQ) 메시지를 수신한 기지국은 표5와 같은 레인징응답(RNG-RSP) 메시지를 통해 변경되는 다운링크 버스트 프로파일에 대한 정보를 이동단말에게 전송한다. 표6은 레인징응답 메시지에 포함되는 TLV 파라미터의 일례를 나타낸다.
이동단말은 DCD 메시지에 포함된 표7과 같은 임계값(threshold) 파라미터를 통해 적절한 버스트 프로파일을 선택하게 된다.
도5는 CINR과 DIUC에 따른 버스트 프로파일 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도6은 종래기술에 있어서 이동단말의 하향링크 CINR에 따라 하향링크 버스트 프로파일을 변경하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도6에서, 이동단말은 DIUC n인 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 통해 기지국으로부터 하향 데이터를 수신하고 있다[S11]. 상기 이동단말의 CINR이 DIUC m을 수신할 수 있을 정도로 하향링크 신호품질이 좋아졌는지를 판단하여[S12], 신호품질이 좋아졌으면 상기 이동단말은 RNG-REQ 메시지 또는 DBPC-REQ 메시지를 통해 상기 기지국이 하향링크 버스트 프로파일을 DIUC m으로 변경할 것을 요청한다[S13]. 상기 기지국은 RNG-RSP 메시지 또는 DBPC-RSP 메시지를 상기 이동단말에게 전달함으로써 하향링크 버스트 프로파일을 DIUC m으로 변경했다고 알려준다[S15]. 상기 기지국은 상기 이동단말에게 전달되는 하향링크 데이터의 DIUC 레벨을 DIUC m으로 구성하여[S16] 상기 이동단말에게 전송한다[S17].
도7은 종래기술에 있어서 이동단말의 하향링크 CINR에 따라 하향링크 버스트 프로파일을 변경하는 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 하향링크 신호품질이 악화되어 이동단말이 기지국에게 하향링크 버스트 프로파일의 변경을 요청하는 경우에 RNG-REQ 또는 DBPC-REQ 메시지를 통해 상기 기지국에의 변경을 요청하는 일례를 나타낸다. 도7에서, 이동단말은 DIUC n인 하향링크 버스트 프로파일을 통해 기지국으로부터 하향 데이터를 수신하고 있다[S21]. 상기 이동단말의 CINR이 DIUC n을 수신할 수 없을 정도로 하향링크 신호품질이 악화되었는지를 판단하여[S22], 악화되었으면 상기 이동단말은 RNG-REQ 메시지 또는 DBPC-REQ 메시지를 통해 DIUC n보다 낮은 CINR에서 수신이 가능한 DIUC k로 하향링크 버스트 프로파일을 변경해 줄 것을 상기 기지국에 요청한다[S23]. 상기 이동단말은 DIUC n을 통하여 하향링크 데이터를 모니터링한다[S24]. 하향링크 버스트 프로파일 변경 요청을 수신한 상기 기지국은 상기 이동단말에게 전송하는 하향 데이터를 DIUC k로 구성하여 전송한다[S25, S26]. 상기 기지국은 RNG-RSP 메시지 또는 DBPC-RSP 메시지를 상기 이동단말에게 전달함으로써 하향링크 버스트 프로파일을 DIUC k으로 변경했다고 알려준다[S27]. 상기 이동단말은 DIUC n을 통하여 하향링크 데이터를 모니터링한다[S28]. 상기 이동단말은 상기 기지국으로부터 DIUC k로 전송되는 하향링크 데이터 버스트를 수신한다[S29].
다음은 광대역 무선접속 시스템에서의 멀티캐스트 및 방송 서비스(Multicast Broadcast Service, 이하 MBS)의 구성에 대하여 설명한다.
멀티캐스트 및 방송 서비스(Multicast Broadcast Service, 이하 MBS)는 하나의 소스로부터 다수의 수신자에게 데이터를 전송하는 점대다(point-to-multipoint) 서비스로서, 무선자원의 효율적인 사용을 위해 공통의 무선채널을 통하여 동일한 데이터를 다수의 수신자에게 전송한다.
도8 및 도9는 광대역 무선접속 시스템의 MBS에 대한 참조 모델의 일례를 나타낸다.
도8에 도시된 바와 같이, MBS를 위한 구성 요소는 MBS 콘텐츠 서버(Media Server), MBS 분배 서버(MBS ditribution server), 기지국(BS)과 이동단말(MSS)로 이루어 진다. MBS 콘텐츠 서버는 기지국들에게 MBS 데이터를 제공하며, MBS 콘텐츠에 대한 이동단말의 인증 및 암호화 키 분배를 수행한다. MBS 분배 서버는 복수의 기지국들에게 전달하는 MBS 데이터의 스케줄링을 담당한다. 선택적으로, MBS 분배 서버가 생략되고 MBS 콘텐츠 서버가 MBS 데이터의 스케쥴링 역할을 수행할 수 있다. 기지국은 백본망을 통해 전달 받은 MBS 데이터를 무선 인터페이스를 통해 이동단말에게 제공하며, 이동단말은 기지국으로부터 MBS 데이터를 수신한다.
광대역 무선접속 시스템의 MBS는 단일 기지국 MBS와 복수 기지국 MBS로 나눌 수 있다. 단일 기지국 MBS는 기지국 간에 MBS 데이터를 전달하기 위한 MBS 관련 파라미터(예를 들면, 보안 키, 멀티캐스트 연결 식별자 등)를 동일하게 사용할 필요는 없으나, 기지국 내에서 특정 MBS 데이터를 수신하고자 하는 이동단말들에게 동일한 MBS 관련 파라미터를 할당함으로써, 점대다 방식으로 데이터 전송이 가능하도록 한다.
복수 기지국 MBS는 MBS 존(MBS Zone)으로 구성된 기지국들 간에 특정 MBS 서비스에 대하여 MBS 관련 파라미터를 동일하게 사용하여 MBS 데이터를 이동단말들에게 전달한다. 또한, MBS 존을 이동단말이 인식할 수 있도록 하기 위하여, MBS 존 ID(MBS zone ID)를 이동단말에게 전달한다. 이동단말은 기지국으로부터 수신하는 MBS 존 ID를 통해 현재 보유중인 MBS 파라미터가 유효한지를 즉각적으로 확인할 수 있으며, 이동단말이 동일한 MBS 존 내의 다른 기지국으로 이동하는 경우, MBS 데이터를 수신하기 위하여 MBS 관련 파라미터를 재설정하기 위한 절차를 수행할 필요가 없다. 또한, 동일한 MBS 존 내의 기지국들은 MBS 데이터를 동일한 시간에 동일한 무선자원을 사용하여 전송함으로써, 매크로 다이버시티(macro diversity) 효과를 통해 이동단말들의 MBS 데이터 수신효율을 증가시킬 수 있다.
광대역 무선접속 시스템의 MBS는 다음과 같은 특성을 갖는다.
1) 전력소모 최소화: 이동단말은 현재의 동작 모드(예를 들어, 정상동작 모드, 수면모드, 유휴모드)에 상관없이 MBS 데이터를 수신하는 동안 전력 소모를 최소화할 수 있다.
2) 이동성: 이동단말은 기지국 간 이동 시에도 끊김 없는 MBS 연결을 제공 받는다.
3) MBS 존: MBS 콘텐츠는 지역적으로 구분된 MBS 존을 통해 전송되며, 서로 다른 MBS 존 간에는 MBS 설정 정보(예를 들면, MBS 연결 식별자, 암호화 키, 서비스 식별자 등)를 다르게 구성할 수 있다.
4) 보안: MBS 콘텐츠는 인증된 사용자들에게만 전달된다. MBS 데이터의 MAC PDU에 대한 암호화 키는 MBS 존 내의 기지국 간 동일하게 적용할 수 있다.
도10a 및 도10b는 광대역 무선접속 시스템의 MBS 동작 설명을 나타낸다.
(1) 이동단말이 유휴모드 상태에서 MBS 콘텐츠를 찾고자 하면, 유휴모드를 종료하고 정상동작 상태로 전환한다.
(2) 이동단말은 하나 이상의 MBS 콘텐츠 서버에 HTTP 요청 메시지를 통해 MBS 리스트를 요청한다.
(3) MBS 콘텐츠 서버는 MBS 리스트를 포함하는 HTTP 응답 메시지를 해당 이동단말에게 전송한다. HTTP 응답 메시지에 포함되는 MBS 리스트에는 MBS 콘텐츠 이름과 멀티캐스트 아이피 주소 및 포트 넘버 등의 정보가 포함될 수 있다.
(4) MBS 정보를 획득한 이동단말은 유휴모드로 전환하거나, 정상동작 상태를 유지할 수 있다.
(5) 이동단말이 MBS 정보를 획득한 후, 특정 MBS 콘텐츠의 멀티캐스트 아이피 주소(IP address)와 포트 넘버(port number)를 포함하는 서비스 생성 요청(DSA-REQ) 메시지를 전달한다.(서비스 요청 메시지는 기지국이 이동단말에 전달할 수도 있다.)
(6) 기지국은 서비스 요청 메시지 수신을 알려주는 DSx-RVD 메시지를 이동단말에게 전달하고, 해당 이동단말의 MBS 콘텐츠 수신에 적합한 사용자 여부를 결정하는 인증 절차를 수행한다.
(7) 인증 절차를 수행한 이후에 기지국은 해당 이동단말에게 하향 서비스 파라미터 정보(예를 들면, 서비스 식별자, 멀티캐스트 연결 식별자, 서비스 품질 파라미터, 보안 교섭 식별자(Security Association Identifier : SAID) 등)를 서비스 생성 응답 메시지(DSA-RSP)에 포함하여 전달한다.
(8) 이동단말은 암호화된 MBS PDU를 복호화하기 위한 MBS 키를 기지국으로부터 획득하기 위하여 키 요청 메시지(PKM-REQ)를 기지국에게 전달한다.
(9) 기지국은 해당 이동단말에게 MBS 키가 포함된 키 응답 메시지(PKM-RSP)를 전달한다.
(10) 이동단말은 해당 MBS 콘텐츠에 대한 암호화된 MAC PDU를 기지국으로부터 수신한 키를 통해 수신 후 복호화한다.
다음은 MBS 존(MBS Zone)에 대하여 설명한다.
MBS 관련 파라미터들(예를 들면, 보안 키, 멀티캐스트 연결 식별자 등)은 지역에 따라 다르게 설정될 수 있으며, MBS 콘텐츠는 한정된 구역 내에서만 방송될 수 있다. 따라서, MBS 콘텐츠를 수신하는 이동단말이 다른 기지국으로 이동하거나 핸드오버를 수행할 때, 이동단말은 저장된 MBS 정보가 유효한지와 지속적으로 MBS 콘텐츠를 수신할 수 있는지를 판단해야 한다. 현재 기지국이 이동단말이 보유한 MBS 정보와 다른 파라미터를 통해 MBS를 제공하거나 MBS 콘텐츠를 아예 전송하지 않는다면, 이동단말은 MBS 콘텐츠에 대한 파라미터를 갱신하기 위하여 새로운 기지국에 접속해야 한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광대역 무선접속 시스템에서는 하나 이상의 MBS 제공 기지국들을 그룹화한 MBS 존을 운영한다.
동일한 MBS 존 내의 기지국들은 동일한 MBS 파라미터를 사용하여 MBS 콘텐츠를 이동단말들에게 전송한다. 또한, MBS 존을 이동단말이 인식할 수 있도록 하기 위하여, MBS 존 ID를 이동단말에게 전달한다. 이동단말은 기지국으로부터 수신하는 MBS 존 ID를 통해 현재 보유중인 MBS 파라미터가 유효한지를 즉각적으로 확인할 수 있으며, 이동단말이 동일한 MBS 존 내의 다른 기지국으로 이동하는 경우, MBS 데이터를 수신하기 위하여 MBS 관련 파라미터를 재설정하기 위한 절차를 수행할 필요가 없다. 또한, 동일한 MBS 존 내의 기지국들은 MBS 데이터를 동일한 시간에 동일한 무선자원을 사용하여 전송함으로써, 매크로 다이버시티(Macro diversity) 효과를 통해 이동단말들의 MBS 데이터 수신효율을 증가시킬 수 있다.
다음은 MBS 데이터를 수신하는 이동단말의 전력소모 최소화를 위한 동작을 설명한다.
단말은 현재의 동작모드(예를 들면, 정상동작 모드, 수면모드, 유휴모드)에 관계 없이 MBS 데이터를 수신하는 기간 동안 전력 손실을 줄일 수 있다. 하향링크 맵(DL-MAP) 메시지에 포함되는 하향링크 맵 정보요소(DL-MAP IE)는 현재 프레임에서 전송되는 버스트를 지시하도록 정의된다. 그러나, 이동단말은 방송 형태의 버스트를 수신하기 위하여 매 프레임 하향링크 맵 메시지를 수신하여 해독해야 한다. 이 경우, 전력 소모를 줄일 수 없다. 그러나, MBS 맵 정보요소(MBS_MAP IE)는 MBS 데이터 버스트가 몇 프레임 후에 전달될 지를 이동단말에게 알려줌으로써 MBS 데이터가 전달되지 않는 프레임에 대해서 이동단말이 하향링크 맵 메시지를 포함한 하향링크 프레임을 해독하지 않도록 함으로써, 이동단말로 하여금 전력 소모를 최소화할 수 있도록 한다. 특히, MBS_MAP IE는 수면모드와 유휴모드의 이동단말에 대하여 전력 절감 효과가 크다. 이와 같은 MBS 데이터 버스트의 스케쥴링 정보는 DL-MAP IE 중의 하나인 MBS_MAP IE를 통해 전달될 수 있으며, 또한 MBS MAP 메시지와 같은 MAC 관리 메시지 형태로 전달될 수 있다. 표8 및 표9는 각각 MBS_MAP IE와 MBS MAP 메시지의 일례를 나타낸다.
표10은 MBS MAP 메시지에 포함되는 MBS_DATA_IE의 일례를 나타낸다.
종래 기술에서 MBS 버스트 프로파일의 변경을 위한 이동단말의 MBS 피드백 정보 전송은 다음과 같이 정의되어 있다. 기지국은 MBS 피드백 정보를 이동단말이 전송할 수 있는 상향링크 대역을 표11과 같은 피드백 폴링 IE(Feedback Polling IE)를 통해 할당하고, 이동단말은 기지국으로부터 할당된 상향링크 대역을 사용하여 MBS 피드백 정보를 도11에 도시된 바와 같은 피드백 헤더(Feedback Header)를 통해 전송한다.
기지국과의 관리 연결이 해제된 유휴모드(Idle Mode) 이동단말은 레인징 절차를 통해 기지국과의 상향링크 전송 동기를 획득한 후에 MBS 피드백 정보를 경쟁기반의 상향링크 대역(Feedback Polling IE를 통해 할당되거나, BW REQ 헤더 전송을 위해 할당된 대역)을 사용하여 도11에 도시된 바와 같은 MBS 피드백 헤더로 기지국에 전송하거나, 또는 표12와 같은 피드백 정보(Preferred DIUC, CCC, MBS CID) TLV 파라미터를 RNG-REQ 메시지에 포함시켜 전달할 수 있다.
종래기술에서 기지국은 이동단말의 하향링크 신호 품질에 따라 적절하게 하향링크 버스트 프로파일(코딩 및 변조방식)을 변경시켜줌으로써, 기지국으로부터 유니캐스트로 전송되는 하향 데이터에 대한 이동단말의 수신 에러를 최소화하고, 기지국의 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 그러나, MBS 데이터의 경우 기지국이 특정 이동단말에게 유니캐스트로 전송하는 데이터가 아니라 기지국 내의 해당 이동단말들에게 방송(broadcasting) 형태로 전송하기 때문에 MBS 데이터를 수신하는 모든 이동단말들에게 적절한 버스트 프로파일을 제공하기 어려우며, 또한 자원의 효율적인 사용을 위하여 MBS 데이터 버스트를 항상 가장 강건한(robust) 버스트 프로파일로 전송하는 것 역시 힘들다. 그러므로, 각 이동단말의 채널 환경에 따라 MBS 데이터를 수신하지 못하는 경우가 발생할 가능성이 있으며, 이때 해당 이동단말이 수신하기에 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송하여야 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
종래기술에서 MBS 피드백 정보 전송을 위해 할당된 상향링크 대역은 특정 MBS 연결에 대하여 이동단말들 간에 경쟁기반으로 할당되며, 해당 MBS 서비스를 수신하는 이동단말들은 피드백 폴링 IE(Feedback Polling IE)를 통해 할당된 동일한 상향링크 대역을 사용하여 피드백 헤더를 전송할 수 있다. 따라서, 이를 수신하는 기지국은 여러 이동단말들이 피드백 헤더를 동시에 전송하는 경우, 충돌로 인하여 수신하지 못하는 이동단말의 피드백 정보가 발생할 수 있으며, 이는 MBS 버스트 프로파일을 모든 이동단말들에게 적절한 값으로 선택하는데 문제가 될 수 있다. 또한, 이동단말이 채널 상황이 악화되어 기지국으로부터 현재 전송되는 MBS 데이터를 수신하지 못하는 경우에 한해서만, MBS 피드백 헤더를 사용하여 MBS 피드백 정보를 기지국에 전송하도록 정의하기 때문에 기지국은 항상 가장 강건한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송해야 하는 문제점이 생길 수 있다.
종래기술의 매크로 다이버시티(Macro-diversity)를 지원하는 복수 기지국 MBS의 경우, 기지국 간 경계에서 이동단말의 MBS 데이터 수신 효율을 높이기 위하여 MBS 존 내의 기지국들은 동일한 채널 자원, 동일한 시간 영역, 동일한 버스트 프로파일을 사용하여 동일한 MBS 데이터를 전송해야 한다. 이 때문에 MBS 데이터를 수신하는 이동단말들의 CINR에 따른 MBS 데이터 버스트의 변경에 어려움이 있으며, 고정된 버스트 프로파일을 사용하여 MBS 데이터를 전송함으로써 기지국 자원의 효율적 사용이 용이하지 않은 문제점이 있다. 또한, 기지국과의 관리 연결이 해제된 상태에서 기지국 간 이동 시에 핸드오버 절차를 수행하지 않고도 최소의 전력 소모만을 통해 MBS 데이터를 수신할 수 있는 유휴모드 이동단말에게 MBS 서비스를 제공하기 위해서 기지국 내에 MBS 데이터를 수신하는 이동단말의 존재 유무와 상관 없이 기지국이 MBS 서비스를 위한 MBS 데이터를 전송해야 문제점이 있다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 이동단말의 채널 환경에 따라 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송함으로써 달성하고자 하는 목적은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretationMBS 데이터 전송 시 적절한 버스트 프로파일을 사용하는 기술적 목적을 묻는 질문이다.
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2정보 추출
information_extractionMBS 데이터 전송과 관련된 기술적 필요성 및 목적이 언급된 문장을 탐색한다.
- 각 이동단말의 채널 환경에 따라 MBS 데이터를 수신하지 못하는 경우가 발생할 가능성이 있으며, 이때 해당 이동단말이 수신하기에 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송하여야 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
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3근거 선택
evidence_selection수신 품질 보장과 관련된 직접적인 목적 구절을 선택한다.
- 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
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4논리 통합
logical_integration채널 환경에 따른 적절한 프로파일 적용이 수신 품질 보장으로 이어진다는 인과관계를 파악한다.
- 각 이동단말의 채널 환경에 따라 MBS 데이터를 수신하지 못하는 경우가 발생할 가능성이 있으며, 이때 해당 이동단말이 수신하기에 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송하여야 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
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5결론 도출
conclusion_formulation기술의 목적을 '이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장'으로 정리한다.
- 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 문맥에 근거한 완성된 문장으로 답변을 작성한다.
- 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질 보장이 가능하다.
최종 답변 (final_answer)
각 이동단말의 채널 환경에 따라 해당 이동단말이 수신하기에 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송함으로써, 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질을 보장하는 것이다.
핵심 해석 (core_interpretation)
기지국이 이동단말의 채널 환경에 따라 적절한 버스트 프로파일을 통해 MBS 데이터를 전송함으로써 이동단말의 MBS 데이터 수신 품질을 보장한다.