KR101637589B1

KR101637589B1 - 무선 통신 시스템에서 흐름 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101637589B1
Application number: KR1020100054174A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 천성덕; 박성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2016-07-08
Also published as: CN102461248A; CN102461248B; KR20100133895A

Abstract

무선 통신 시스템에서 흐름 제어 방법 및 장치가 제공된다. 상기 중계기 노드가 기지국으로부터 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어 정보를 수신한다. 상기 중계기 노드는 상기 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지를 요청할지 여부를 결정한다. 상기 전송 중지의 요청이 결정되면, 상기 중계기 노드는 상기 기지국으로 전송 중지 명령을 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 흐름 제어 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD OF FLOW CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 중계기의 흐름 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는 반송파 집성(Carrier Aggregation)과 중계기(relay)가 있다. 반송파 집성은 사용 가능한 대역폭을 유연하게 확장하기 위해 사용된다. 중계기는 셀의 커버리지(coverage)를 높이고 그룹 이동성(group mobility)을 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 한다.

중계기는 2가지의 무선 인터페이스를 제공한다. 중계기와 단말 간의 Uu 인터페이스와 중계기와 기지국간의 Un 인터페이스가 있다. 무선 인터페이스 각각에서 무선 베어러(radio bearer)가 설정된다. 단말이 중계기를 통해 기지국으로부터 서비스를 제공받기 위해서는 2개의 무선 베어러가 설정되는 것이 필요하다.

중계기가 존재하지 않는 기존 시스템에서는 무선 인터페이스가 Uu 인터페이스 하나만 존재하고, BS가 모든 상황을 알고 있기 때문에 흐름 제어(flow control)가 그리 필요하지 않다.

하지만, 중계기가 도입됨에 따라, 기지국이 Uu 인터페이스의 혼잡 상황까지 파악하기 어려워 흐름 제어가 필요하다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 중계기를 위한 흐름 제어 방법 및 장치를 제공한다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 중계기 노드의 흐름 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 중계기 노드가 기지국으로부터 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어 정보를 수신하고, 상기 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지를 요청할지 여부를 결정하고, 및 상기 전송 중지의 요청이 결정되면, 상기 기지국으로 전송 중지 명령을 전송하는 것을 포함한다.

상기 흐름 제어 정보는 중지 기준값을 포함하고, 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 이상이면 상기 전송 중지의 요청이 결정될 수 있다.

상기 방법은 상기 전송 중지 명령을 전송함에 따라 중지 타이머를 개시하고, 및 상기 중지 타이머가 만료되면, 상기 전송 중지 명령을 상기 기지국으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 전송 중지 명령을 전송한 후에 전송 재개를 요청할지 여부를 결정하고, 및 상기 전송 재개의 요청이 결정되면, 상기 기지국으로 전송 재개 명령을 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 흐름 제어 정보는 재개 기준값을 포함하고, 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 재개 기준값 이하이면 상기 전송 재개의 요청이 결정될 수 있다.

상기 방법은 상기 전송 중지 명령을 전송함에 따라 재개 타이머를 개시하고, 및 상기 재개 타이머가 만료되면, 상기 전송 재개 명령을 상기 기지국으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 흐름 제어 명령은 상기 기지국과 상기 중계기 노드간에 설정되는 각 RB(Radio Bearer) 별로 설정될 수 있다.

상기 흐름 제어 명령은 상기 기지국과 상기 중계기 노드간에 설정되는 전체 RB에 대해 설정될 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 중계기 노드는 기지국으로부터의 수신되는 수신 데이터가 저장되는 버퍼, 및 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지를 요청할지 여부를 결정하고, 및 상기 전송 중지의 요청이 결정되면, 상기 기지국으로 전송 중지 명령을 전송하는 흐름 제어부를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 중계기 노드의 흐름 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 기지국으로 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스에서의 흐름 제어를 위한 흐름 제어 명령을 전송하고, 및 상기 기지국으로부터 상기 흐름 제어 명령에 기반한 흐름 제어에 따라 상기 Un 인터페이스 상으로 스케줄링된 데이터를 수신하는 것을 포함한다.

무선 인터페이스에서 수신기가 자신의 버퍼 상황에 따라 전송기의 데이터 전송량을 조절하도록 함으로써 수신 버퍼의 오버 플로우로 인한 데이터 폐기를 방지한다. 중계기가 도입된 환경에서, 기지국이 단말과 중계기 간의 혼잡 여부를 알 수 없는 상황에서 버퍼 오버 플로우를 방지하는데 유용할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 3GPP LTE에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다.
도 5는 중계기를 지원하는 네트워크 시스템을 나타낸다.
도 6은 중계기가 포함되는 네트워크 시스템에서 베어러 서비스의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 UuRB-UnRB 맵핑의 일 예를 나타낸다.
도 8은 RN가 도입된 무선 통신 시스템에서 하향링크 흐름 제어의 일 예를 보여준다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 흐름 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흐름 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 중계기 노드를 나타낸 블록도이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.

서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.

RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(RRC idle state)에 있게 된다.

도 4는 3GPP LTE에서 베어러 서비스의 구조를 나타낸다. RB는 사용자의 서비스를 지원하기 위해 Uu 인터페이스에서 제공되는 베어러(bearer)이다. 3GPP LTE에서는 각 인터페이스마다 각각의 베어러를 정의하여, 인터페이스들간의 독립성을 보장하고 있다.

3GPP LTE 시스템이 제공하는 베어러를 총칭하여 EPS(Evolved Packet System) 베어러라고 한다. EPS 베어러는 각 인테페이스별로 RB(Radio Bearer), S1 베어러 등으로 나누어진다.

P-GW(Packet Gateway)는 LTE 네크워크와 다른 네트워크 사이를 연결하는 네트워크 노드이다. EPS 베어러는 단말과 P-GW사이에 정의된다. EPS 베어러는 각 노드(node) 사이에 더욱 세분화되어, 단말과 기지국 사이는 RB, 기지국과 S-GW 사이는 S1 베어러, 그리고 EPC 내부의 S-GW와 P-GW 사이는 S5/S8 베어러로 정의된다. 각각의 베어러는 QoS(Quality of Service)를 통해 정의된다. QoS는 데이터율(data rate), 에러율(error rate), 지연(delay) 등을 통해 정의된다.

따라서, LTE 시스템이 전체적으로 제공해야 하는 QoS가 EPS 베어러로 정의되고 나면, 각 인터페이스 마다 각각의 QoS가 정해진다. 각 인터페이스는 자신이 제공해야 하는 QoS에 맞춰 베어러를 설정하는 것이다.

각 인터페이스의 베어러는 전체 EPS 베어러의 QoS를 인터페이스별로 나누어 제공하므로, EPS 베어러와 RB, S1 Bearer 등은 모두 일대일의 관계에 있다.

LTE-A(Long-Term Evolution-Advanced) 시스템은 LTE 시스템을 ITU-R (International Telecommunication Union-Radiocommunication sector)에서 권고하는 4세대 이동통신 조건인 IMT-Advanced 조건에 맞도록 발전시킨 시스템으로서, 현재 LTE 시스템 표준을 개발한 3GPP에서는 LTE-A 시스템 표준 개발이 한창 진행 중이다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는 반송파 집성(Carrier Aggregation)과 중계기(relay)가 있다. 반송파 집성은 사용 가능한 대역폭을 유연한 확장하기 위해 사용된다. 중계기는 셀의 커버리지(coverage)를 높이고 그룹 이동성(group mobility)을 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 한다.

도 5는 중계기를 지원하는 네트워크 시스템을 나타낸다. 중계기는 UE와 BS 사이의 데이터를 중계하는 기술이다. 중계기 기능을 수행하는 네트워크 노드를 중중계기 노드(Relay Node, RN)이라고 한다. 하나 또는 그 이상의 RN을 관리하는 BS를 도우너 BS(Donor BS, DBS)라고 부른다.

UE과 RN간의 무선 인터페이스는 Uu 인터페이스라 하고, RN과 DBS간의 무선 인터페이스를 Un 인터페이스라고 한다. UE과 RN간의 링크를 액세스 링크(access link)라 하고, RN과 DBS간의 링크를 백홀 링크(backhaul link)라 한다.

RN은 DBS를 대신하여 UE를 관리한다. UE는 RN을 통해 DBS로부터 투명하게 서비스를 제공받을 수 있다. 이는 UE가 RN을 통해 DBS로부터 서비스를 제공받는지 또는 UE가 DBS로부터 직접 서비스를 제공받는지 여부를 반드시 알 필요가 없음을 의미한다. 따라서, UE-RN 사이의 Uu 인터페이스는 3GPP LTE에 의해 사용되는 Uu 인터페이스 프로토콜을 거의 그대로 사용할 수 있다.

DBS의 관점에서, RN는 UE로써 서비스를 제공받을 수 있고, UE의 BS로써 서비스를 제공받을 수 있다. 예를 들어, RN이 초기에 DBS에 접속할 때 DBS가 RN가 접속을 시도하는지 여부를 모른다. 따라서, RN은 다른 UE와 같이 통상적인 랜덤 액세스(random access) 과정를 통해 DBS로 접속을 시도할 수 있다. 일단 RN이 DBS에 접속한 이후에는 자신과 연결된 UE를 관리하는 BS처럼 동작하는 것이다.

따라서, Un 인터페이스 프로토콜은 Uu 인터페이스 프로토콜의 기능과 함께 네트워크 프로토콜의 기능도 추가된 형태로 정의되는 것이 필요하다. 현재 3GPP에서는 Un 인터페이스 프로토콜에 대해 MAC/RLC/PDCP/RRC 계층과 같은 Uu 인터페이스 프로토콜을 근간으로 각 프로토콜 계층에 어떤 기능이 추가 또는 변경되어야 하는지에 대해 논의 중에 있다.

도 6은 중계기가 포함되는 네트워크 시스템에서 베어러 서비스의 구조의 일 예를 나타낸다.

EPS 베어러가 UE와 P-GW사이에 정의된다. 보다 구체적으로, UE와 RN 간에는 UuRB(Uu Radio Bearer), RN과 DBS 간에는 UnRB(Un Radio Bearer), DBS과 S-GW 간에는 S1 베어러가 정의된다. UuRB는 기존의 UE-BS간의 RB와 동일하게 정의될 수 있다.

이하에서, UuRB는 Uu 인터페이스에서 설정되는 RB를 의미하고, UnRB는 Un 인터페이스에서 설정되는 RB를 의미한다.

도 7은 UuRB-UnRB 맵핑의 일 예를 나타낸다. 이는 RN과 DBS간의 UnRB를 QoS에 따라 설정한다. UE에 상관없이 동일하거나 비슷한 QoS를 갖는 UuRB들을 UnRB에 맵핑하는 방법으로 per-QoS 베어러 맵핑이라고 한다.

하나의 UnRB는 하나의 QoS를 보장하기 때문에, UE와 RN 사이에 설정되는 UuRB은 UE와 관계없이 QoS의 특성에 따라 특정한 UnRB에 맵핑된다. 복수의 UE에 대한 복수의 UuRB 중 보장되는 QoS가 동일한 UuRB는 동일한 UnRB에 맵핑되고, 보장되는 QoS가 다른 UuRB는 다른 UnRB에 맵핑되는 것이다.

여러 개의 UuRB가 다중화되어 하나의 UnRB로 전송되기 때문에, UnRB를 통해 전송되는 데이터 패킷에는 단말을 식별하는 UE ID와 한 단말에 대한 RB를 식별하는 RB ID가 포함될 수 있다.

도 7의 예에서, 동일한 VoIP(Voice over Internet Protocol)에 대한 QoS를 갖는 UuRB1_UE1, UuRB1_UE2, UuRB1_UE3가 UnRB1에 맵핑된다. 스트리밍에 대한 QoS를 갖는 UuRB2_UE1과 UuRB3_UE3가 UnRB2에 맵핑된다. 웹 브라우징에 대한 QoS를 갖는 UuRB2_UE2와 UuRB2_UE3가 UnRB3에 맵핑된다. 각 UnRB는 자신이 지원하는 고유의 QoS가 있기 때문에, RN-DBS에 설정되는 UnRB의 개수는 RN-DBS에서 지원되는 QoS의 개수와 같다.

동일한 QoS를 갖는 UuRB가 많을 경우 하나의 UnRB를 통해 다중화된 데이터 패킷을 전송하기에는 무선 자원이 충분하지 않을 수 있다. 이경우 동일한 QoS를 갖는 UuRB라도 다른 UnRB에 맵핑될 수 있다. 반대로, 하나의 UnRB의 무선 자원이 충분할 경우, 하나의 UnRB가 비슷한 여러 QoS를 지원하도록 할 수도 있다. 유사한 QoS를 갖는 UuRB들을 하나의 UnRB에 맵핑하는 것이다.

이하에서, RB는 상향링크 또는 하향링크를 지원하는 단방향 RB일 수도 있고, 상향링크와 하향링크를 모두 지원하는 양방향 RB일 수 있다.

RN가 존재하지 않는 기존 LTE 시스템에서는 무선 인터페이스가 Uu 인터페이스 하나만 존재하고, BS가 모든 상황을 알고 있기 때문에 흐름 제어(flow control)가 그리 필요하지 않았다. UE가 BS에 접속할 때 UE 버퍼 크기를 알려준다. UE의 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report)를 통해 상향링크 버퍼 상태를 BS가 알 수 있다. UE의 RLC 상태 보고를 이용하여 하향링크 버퍼 상태를 BS가 알 수 있다. 상향링크 데이터 전송량 또는 하향링크 데이터 전송량은 BS가 상향링크 그랜트 또는 하향링크 그랜트를 통해 스케줄링할 수 있으므로, 혼잡 상황을 BS의 주도 하에 해결할 수 있었다.

RN가 도입됨에 따라, 무선 인터페이스가 Uu 인터페이스 및 Un 인터페이스 두 개가 존재하게 되고, BS는 UE와 RN사이의 혼잡 상황에 대해서는 알 수가 없다.

도 8은 RN가 도입된 무선 통신 시스템에서 하향링크 흐름 제어의 일 예를 보여준다.

DBS와 RN간의 UnRB1이 설정되어 있고, RN와 UE1, UE2, UE3 각각에 UuRB1, UuRB2, UuRB3가 설정되어 있다고 하자. DBS의 하향링크 스트림들은 다중화되어 UnRB1을 통해 RN으로 전송된다. RN은 하향링크 스트림들을 역다중화하여 각 UE에게 보낸다.

만약 Uu 인터페이스가 혼잡한 상황에서 DBS가 많은 양의 데이터를 RN에게 전송하면 RN의 버퍼에 오버 플로우(overflow)가 발생할 수 있고, 이는 데이터 손실을 초래할 수 있다. 반대로 Uu 인터페이스가 혼잡하지 않은 상황에서 DBS가 적은 양의 데이터를 RN에게 전송하면 RN의 버퍼는 비어 있게 되고, 결국 Uu 인터페이스의 무선 자원을 낭비하는 결과를 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 무선 인터페이스에서 수신기가 송신기의 데이터 전송량을 조절하는 흐름 제어(Flow Control) 방법을 제시한다. Un 인터페이스의 하향링크에서, 수신기는 RN이고, 송신기는 DBS라 할 수 있다. 이하에서는, Un 인터페이스의 하향링크에서의 흐름 제어에 대해 기술하지만, 당업자라면 Un 인터페이스의 상향링크에도 용이하게 적용할 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 흐름 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

RN이 DBS에 접속하여, RRC 연결을 확립한다(S810).

RN은 DBS로부터 흐름 제어 정보를 수신한다(S815). 흐름 제어 정보는 Un 인터페이스의 흐름 제어를 설정하기 위한 정보이다. 흐름 제어 정보는 중지 기준값(suspend threshold, Th_s), 재개 기준값(resume threshold, Th_r), 중지 타이머(suspend timer, Ts), 및/또는 재개 타이머(resume timer, Tr)에 관한 정보를 포함할 수 있다.

중지 기준값(Th_s)은 RN이 DBS에게 전송 중지의 요청을 결정하기 위한 기준값이다. 중지 기준값(Th_s)는 전송 중지를 요청할 수신 버퍼의 데이터 양 또는 수신 버퍼의 잔존 데이터 양으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 현재 수신 버퍼의 데이터 양이 중지 기준값(Th_s)보다 크면, RN은 버퍼 오버 플로우가 발생할 확률이 높다고 판단하고, 전송 중지를 요청한다.

재개 기준값(Th_r)은 전송 중지를 요청한 후 전송 재개의 요청을 결정하기 위한 기준값이다. 재개 기준값(Th_s)는 전송 재개를 요청할 수신 버퍼의 데이터 양 또는 수신 버퍼의 잔존 데이터 양으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 전송 중지를 요청한 후 현재 수신 버퍼의 데이터 양이 재개 기준값(Th_r)보다 작으면, RN은 버퍼 오버 플로우가 해소되었다고 판단하고, 전송 재개를 요청한다.

중지 기준값(Th_s)과 재개 기준값(Th_r)은 동일한 값으로 설정될 수 있다. 이때, 하나의 기준값만이 사용될 수 있다. 중지 기준값(Th_s)과 재개 기준값(Th_r)을 수신 버퍼의 데이터 양으로 나타낼 때, 중지 기준값(Th_s)은 재개 기준값(Th_r) 보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다.

흐름 제어 정보는 RRC 시그널링을 이용하여 DBS가 RN에 전송할 수 있다. 만약, 흐름 제어가 MAC 계층 또는 PHY 계층과 같이 RN의 전체 UnRB에 대해 적용되는 경우에는 전체 RB에 대한 흐름 제어 정보가 전송될 수 있다. PDCP 계층 또는 RLC 계층과 같이 UnRB 마다 개별적으로 흐름 제어가 적용되는 경우에는 각 UnRB에 대한 흐름 제어 정보가 전송될 수 있다.

RN과 DBS는 UnRB를 설정한다(S820).

상기 UnRB를 통해 DBS는 데이터 스트림들을 전송한다(S825).

RN은 DBS로부터 데이터 스트림들을 수신하여, 이를 UE에게 중계하는 도중 Uu 인터페이스에서 혼잡(congestion)이 발생한다(S830).

Uu 인터페이스의 혼잡으로 인해, Uu 인터페이스 상의 전송은 중지되지만, Un 인터페이스 상으로 수신은 계속적으로 이루어질 수 있다.

RN의 수신 버퍼의 데이터 양이 중지 기준값(Th_s) 이상 저장되면, RN은 버퍼 오버 플로우가 발생할 가능성이 높다고 판단하고, DBS에게 전송 중지를 요청한다(S835). 전송 중지를 요청함에 따라, RN은 중지 타이머(Ts)를 개시한다.

RN으로부터 전송 중지를 수신한 DBS는 전송 재개 명령이 수신될 때까지 상기 RN으로의 데이터 스트림 전송을 중단한다.

중지 타이머(Ts)가 만료될 때까지, 수신 버퍼에 있는 데이터 양이 재개 기기준값(Th_r) 이하가 되지 않으면, RN은 DBS로 다시 전송 중지 명령을 전송하고, 중지 타이머(Ts)를 재시작한다(S840).

중지 타이머(Ts)의 동작 중 수신 버퍼의 데이터 양이 재개 기준값(Th_r) 이하가 되면, RN은 오버 플로우 상황이 해소되었다고 판단하고, DBS로 전송 재개 명령을 전송하여, 데이터 스트림 전송을 재개하도록 한다(S845). RN은 중지 타이머(Ts)를 중지시키고, 재개 타이머(Tr)를 개시한다.

재개 타이머(Tr)가 만료될 때까지 DBS로부터 아무런 데이터를 수신하지 못하면, RN은 이전에 전송한 전송 재개 명령이 전송 중 소실되었다고 판단하고, DBS로 다시 전송 재개 명령을 전송한다(S850). 그리고, RN은 재개 타이머(Tr)를 재개시한다.

재개 타이머(Tr)의 구동 중 DBS로부터 어떠한 데이터를 수신하면, RN은 재개 타이머(Tr)를 중지시키고, 정상적인 데이터 수신을 시작한다(S855).

RN은 수신 버퍼에 오버 플로우가 발생되면, DBS로 전송 중지 명령을 보낸다. 오버 플로우 상황이 완화되면, RN은 DBS로 전송 재개 명령을 보낸다. 전송 중지 명령을 수신한 DBS는 RN에 오버 플로우 상황이 발생했다고 판단하고 RN으로의 전송을 중지한다. 이후, 전송 재개 명령을 수신하면 DBS는 RN으로의 전송을 재개한다.

전송 중지 명령 및 전송 재개 명령은 1-비트의 중지(suspend) 지시자로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 중지 지시자의 값이 '1'이면 전송 중지이고, 중지 지시자의 값이 '0'이면 전송 재개를 나타내는 것이다. 중지 지시자는 무선 프로토콜의 PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층 중 어느 계층을 통해 전달될 수 있다. 만약 제2 계층이 사용된다면, 중지 지시자는 제어 PDU(예를 들어, PDCP 제어 PDU, RLC 제어 PDU, MAC 제어 PDU)에 포함될 수 있다. PHY 계층이 사용된다면, 물리채널(예를 들어, PUCCH(physical uplink control channel), PUSCH(physical uplink shared channel))을 통해 전송될 수 있다.

PDCP 계층 또는 RLC 계층은 UnRB 별로 생성되지만, MAC 계층과 PHY 계층은 RN의 모든 UnRB들에 대해 공통이다. 따라서, 흐름 제어가 어느 무선 프로토콜 계층에서 수행되느냐에 따라 적용되는 방법에 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 중지 지시자가 PDCP 계층 또는 RLC 계층에서 전송된다면 해당되는 UnRB만이 중지 또는 재개된다. 중지 지시자가 MAC 계층 또는 PHY 계층에서 전송된다면, 전체 UnRB가 중지 또는 재개된다. 해당 RN으로의 모든 데이터 전송이 중지 또는 재개되는 것이다. PDCP 계층 또는 RLC 계층에서 중지 지시지가 전송되는 경우에도, 해당 RN으로의 모든 데이터 전송을 중지 또는 재개하도록 설정할 수 있다.

중지 타이머(Ts)와 재개 타이머(Tr)은 전송 중지 명령 및/또는 전송 재개 명령이 전송 중 소실될 수 있음을 고려한 것이다. 만약 전송 중지 요청이 소실되면, DBS는 계속적으로 RN에게 데이터를 전송하고, 결과적으로 RN의 버퍼 오버 플로우가 발생하고, 수신 데이터가 폐기될 확률이 커지게 된다. 만약 전송 재개 요청이 소실되면, 수신기는 수신을 대기하는데 전송기가 전송을 하지 않는 데드록(deadlock)이 발생할 수 있다.

따라서, RN은 전송 중지 명령을 전송할 때 전송 타이머를 개시하고, 전송 재개 명령을 전송할 때 재개 타이머를 개시한다. 전송 타이머가 만료되면 전송 중지 명령을 다시 보내고, 재개 타이머가 만료되면 전송 재개 명령을 다시 보낸다. 전송 타이머 값과 재개 타이머 값은 흐름 제어 정보에 포함될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흐름 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

RN은 DBS로 흐름 제어를 위한 흐름 제어 명령을 전송한다(S910). 흐름 제어 명령은 흐름 제어 윈도우 및/또는 흐름 제어 데이터 양에 관한 정보를 포함할 수 있다.

흐름 제어 윈도우는 DBS가 RN으로 지정된 간격마다 전송할 수 있는 PDU의 개수를 나타낸다. 상기 지정된 간격은 TTI(Transmission Time Interval) 또는 서브프레임의 수가 될 수 있다. 흐름 제어 윈도우의 크기는 가변적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 흐름 제어 윈도우가 8 비트 필드라면, RN은 DBS가 한 TTI 동안 전송할 수 있는 PDU의 개수를 0~255 사이에서 조절할 수 있다.

흐름 제어 데이터 양은 DBS가 RN으로 지정된 간격마다 전송할 수 있는 데이터 양을 나타낸다. PDU 크기는 PDU 마다 다를 수 있으므로, 전체 데이터 양을 이용하여 흐름 제어를 수행하는 것이다. 흐름 제어 데이터 양의 크기는 가변적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 흐름 제어 데이터 양이 8 비트 필드이고, 1비트가 표현하는 비트 레이트가 1 kbyte라고 한다면, RN은 DBS가 한 TTI 동안 전송할 수 있는 데이터의 크기를 0~255 kbyte 사이에서 조절할 수 있다.

흐름 제어 명령은 무선 프로토콜의 PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층의 어떤 계층에서든지 사용될 수 있다. 만약 제2 계층에서 사용된다면, 흐름 제어 명령은 제어 PDU (즉, PDCP 제어 PDU, RLC 제어 PDU, MAC 제어 PDU)에 포함될 수 있다. PHY 계층에서 사용된다면, 물리채널 (예를 들어, PUCCH, PUSCH)상으로 전송될 수 있다.

DBS는 흐름 제어 명령에 기반한 흐름 제어에 따라 RN에게 스케줄링된 데이터를 전송한다(S920).

RN은 갱신된 흐름 제어 명령을 DBS로 보낼 수 있다(S930). DBS는 갱신된 흐름 제어 명령을 기반으로 RN에게 데이터를 전송한다(S940).

RN은 흐름 제어 명령을 수신 버퍼의 데이터 양에 따라 갱신할 수 있다. 수신 버퍼의 데이터 양이 많은 경우 흐름 제어 윈도우의 크기를 작게 하여 전송되는 PDU 개수를 줄인다. 수신 버퍼의 데이터 양이 적은 경우 흐름 제어 윈도우의 크기를 크게 하여 전송되는 PDU 개수를 늘린다. 또는, 수신 버퍼의 데이터 양이 많은 경우 흐름 제어 데이터 양의 크기를 작게 하여 전송되는 데이터 양을 줄이고, 수신 버퍼의 데이터 양이 적은 경우 흐름 제어 데이터 양의 크기를 크게 하여 전송되는 데이터 양을 늘린다.

너무 잦은 흐름 제어 명령의 전송을 막기 위해서 수신 버퍼의 데이터 양이 제어 기준값 이상일 경우에만, 흐름 제어 명령을 전송할 수 있다. 예를 들어, 수신 버퍼의 데이터 양이 제어 기준값 이상이면, 흐름 제어 명령을 통해 전송되는 PDU 개수 또는 데이터 양을 줄인다. 수신 버퍼의 데이터 양이 제어 기준값 이하인 경우 흐름 제어 명령을 통해 PDU 개수 또는 데이터 양을 늘린다. 제어 기준값은 RN이 처음 DBS에 접속하거나 UnRB가 설정될 때 DBS가 결정하여 RN에게 알려줄 수 있다.

잦은 흐름 제어 명령의 전송을 막기 위해, 제어 타이머가 사용될 수 있다. RN은 흐름 제어 명령을 전송한 후, 제어 타이머를 개시한다. 제어 타이머가 만료되면, 버퍼 상황에 따라 흐름 제어 명령을 다시 전송한다. 제어 타이머 값은 RN이 처음 DBS에 접속하거나 UnRB가 설정될 때 DBS가 결정하여 RN에게 알려줄 수 있다.

제어 기준값과 제어 타이머는 조합되어 사용될 수 있다. 제어 타이머가 만료될 때, 수신 버퍼의 데이터 양이 제어 기준값 이상일 때 흐름 제어 명령을 전송하는 것이다.

흐름 제어 명령이 전송 도중 소실되는 경우를 방지하기 위해, 확인 타이머가 사용될 수 있다. RN은 흐름 제어 명령을 전송한 후, 확인 타이머를 개시한다. 확인 타이머가 동작 중인 동안 DBS로부터 수신되는 PDU 개수 또는 데이터 양이 설정된 흐름 제어 명령과 다른지 여부를 확인한다. 설정된 흐름 제어 명령가 다르다면, 확인 타이머가 만료될 때 흐름 제어 명령을 다시 전송하고, 확인 타이머를 재시작한다. 확인 타이머 값은 RN이 처음 DBS에 접속하거나 UnRB가 설정될 때 DBS가 결정하여 RN에게 알려줄 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 중계기 노드를 나타낸 블록도이다.

RN(110)는 데이터 프로세서(data processor, 1110), 흐름제어부(1120), 및 버퍼(1130)를 포함한다. 데이터 프로세서(1110)는 UnRB 및/또는 UuRB를 설정한다. 데이터 프로세서(1110)는 수신된 데이터를 처리하고, 처리된 데이터를 중계한다. 버퍼(1130)는 수신된 데이터가 저장한다.

흐름제어부(1120)는 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어가 구현된다. 흐름제어부(1120)는 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지 및/또는 전송 재개의 요청을 결정하고, 전송 중지 명령 또는 전송 재개 명령을 DBS로 보낸다. 흐름제어부(1120)는 전술한 흐름 제어 명령을 DBS로 보낼 수도 있다.

데이터 프로세서(1110)과 흐름제어부(1120)는 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 프로세서는 무선 인터페이스 프로토콜을 구현하며, 전술한 도 9 및 10의 실시예에서 RN의 동작을 구현한다.

프로세서은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 중계기 노드의 흐름 제어 방법에 있어서,
상기 중계기 노드가 기지국으로부터 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어 정보를 수신하되,
상기 흐름 제어 정보는 중지 기준값 및 재개 기준값을 포함하고;
상기 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지 또는 재개를 요청할지 여부를 결정하고, 및
만약 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 이상이면, 상기 기지국으로 전송 중지 명령을 전송하되,
상기 전송 중지 명령은 상기 전송을 중지하도록 요청하고;
상기 전송 중지 명령을 전송함에 따라 중지 타이머를 개시하되,
상기 중지 타이머가 만료될 때 만약 상기 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 이상이면, 상기 중지 타이머의 만료 시점에 상기 기지국으로 상기 전송 중지 명령을 재 전송하고; 및
상기 중지 타이머를 재개시하되,
만약 상기 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 보다 적거나 동일하면, 상기 기지국으로 전송 재개 명령을 전송하고, 상기 중지 타이머를 중지하고, 및 재개 타이머를 개시하되, 상기 전송 재개 명령은 상기 전송을 재개하도록 요청하고,
상기 재개 타이머가 만료될 때까지 상기 중계기 노드가 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하지 못하면, 상기 기지국에 상기 전송 재개 명령을 재전송하고, 및 상기 재개 타이머를 재개시하는 것을 포함하는 흐름 제어 방법.
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제 1 항에 있어서, 상기 흐름 제어 명령은 상기 기지국과 상기 중계기 노드간에 설정되는 각 RB(Radio Bearer) 별로 설정되는 흐름 제어 방법.
제 1항에 있어서, 상기 흐름 제어 명령은 상기 기지국과 상기 중계기 노드간에 설정되는 전체 RB에 대해 설정되는 흐름 제어 방법.
무선 통신 시스템에서 중계기 노드에 있어서,
기지국으로부터의 수신되는 수신 데이터가 저장되는 버퍼; 및
기지국으로부터 상기 중계기 노드와 상기 기지국간의 Un 인터페이스를 위한 흐름 제어 정보를 수신하되,
상기 흐름 제어 정보는 중지 기준값 및 재개 기준값을 포함하고;
상기 흐름 제어 정보를 기반으로 전송 중지 또는 재개를 요청할지 여부를 결정하고,
만약 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 이상이면, 상기 기지국으로 전송 중지 명령을 전송하되,
상기 전송 중지 명령은 상기 전송을 중지하도록 요청하고;
상기 전송 중지 명령을 전송함에 따라 중지 타이머를 개시하되,
상기 중지 타이머가 만료될 때 만약 상기 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 이상이면, 상기 중지 타이머의 만료 시점에 상기 기지국으로 상기 전송 중지 명령을 재 전송하고; 및
상기 중지 타이머를 재개시하되,
만약 상기 수신 버퍼의 데이터 양이 상기 중지 기준값 보다 적거나 동일하면, 상기 기지국으로 전송 재개 명령을 전송하고, 상기 중지 타이머를 중지하고, 및 재개 타이머를 개시하되, 상기 전송 재개 명령은 상기 전송을 재개하도록 요청하고,
상기 재개 타이머가 만료될 때까지 상기 중계기 노드가 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하지 못하면, 상기 기지국에 상기 전송 재개 명령을 재전송하고, 및 상기 재개 타이머를 재개시하도록 구성된 흐름 제어부를 포함하는 중계기 노드.
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