JP2010004540A - 上位にpdcpデータユニットを送信する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハンドオーバーなどによりRLC再設定が発生してPDCPがRLCからPDCP SDUを受信した場合、順次連続して受信したPDCP SDUは上位に送信することにより、データ送信の遅延時間を短縮する、無線通信システムにおけるデータ送信方法を提供する。
【解決手段】無線通信システムにおけるデータ送信方法は、下位層からシーケンス番号を有するデータユニットを受信する段階と、前記受信したデータユニットをバッファ内に保存する段階と、前記受信したデータユニットのシーケンス番号が最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1と同一か否かを判断する段階と、前記判断段階に基づいて、前記保存されたデータユニットのうち、前記受信したデータユニットのシーケンス番号より大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのデータユニットを上位層に順次送信する段階とを含む。
【選択図】図8

Description

本発明は、無線通信サービスを提供する無線通信システムと端末に関し、特に、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)から進化したE−UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)又はLTEシステム(Long Term Evolution System)における受信側パケットデータコンバージェンスプロトコル(Packet Data Convergence Protocol;PDCP)層のPDCP SDU(Service Data Unit)送信方法に関する。
図1は、従来技術及び本発明が適用される移動通信システムであるLTEシステムのネットワーク構造を示す図である。LTEシステムは、既存のUMTSシステムから進化したシステムであり、基礎的な標準化作業が3GPPにより行われている。
LTEネットワークは、大きくE−UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)とCN(Core Network)とに区分される。E−UTRANは、端末(User Equipment;UE)と、基地局(Evolved NodeB;eNB)と、ネットワークのエンドに位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ(Access Gateway;aGW)とから構成される。aGWは、ユーザトラフィック処理を担当する部分と制御トラフィック処理を担当する部分とに分けられる。この場合、新しいユーザトラフィック処理のためのaGWと制御トラフィック処理のためのaGW間では、新しいインタフェースを使用して通信することもできる。1つのeNBには1つ以上のセルが存在する。eNB間ではユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインタフェースを使用することもできる。CNは、aGWとその他のUEのユーザ登録などのためのノードなどとから構成することもできる。E−UTRANとCNとを区分するためのインタフェースを使用することもできる。
図2及び図3は、3GPP無線アクセスネットワーク規格に準拠した端末とE−UTRAN間の無線インタフェースプロトコルの構造を示す図である。
無線インタフェースプロトコルは、水平的には、物理層、データリンク層、及びネットワーク層からなり、垂直的には、データ情報の送信のためのユーザプレーン(U−plane)、及び制御信号の送信のための制御プレーン(C−plane)からなる。図2及び図3のプロトコル層は、通信システムでよく知られている開放型システム間相互接続(Open System Interconnection;OSI)参照モデルの下位3層に基づいて、L1(第1層)、L2(第2層)、L3(第3層)に区分される。このような無線プロトコル層は、端末とE−UTRANに対で存在し、無線区間のデータ送信を担当する。
以下、図2の無線プロトコルの制御プレーン及び図3の無線プロトコルのユーザプレーンの各層を説明する。
第1層である物理(Physical;PHY)層は、物理チャネルを利用して上位層に情報送信サービス(Information Transfer Service)を提供する。PHY層は、上位の媒体アクセス制御(Medium Access Control;MAC)層とトランスポートチャネルを介して接続されており、このトランスポートチャネルを介してMAC層とPHY層間のデータの移動が行われる。ここで、トランスポートチャネルは、チャネルが共有されるか否かによって、大きく専用トランスポートチャネルと共通トランスポートチャネルとに分けられる。また、異なるPHY層間、すなわち送信側PHY層と受信側PHY層間では、無線リソースを使用した物理チャネルを介してデータの移動が行われる。
第2層には様々な層が存在する。まず、MAC層は、様々な論理チャネルを様々なトランスポートチャネルにマッピングする役割を果たし、様々な論理チャネルを1つのトランスポートチャネルにマッピングする論理チャネル多重化の役割も果たす。MAC層は、上位層であるRLC層と論理チャネルを介して接続されており、論理チャネルは、送信される情報の種類によって、大きく制御プレーンの情報を送信する制御チャネルとユーザプレーンの情報を送信するトラフィックチャネルとに分けられる。
第2層の無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層は、上位層から受信したデータを分割(segmentation)及び連結(concatenation)して、下位層における無線区間のデータ送信に適するようにデータサイズを調節する役割を果たす。また、各無線ベアラ(Radio Bearer;RB)が要求する様々なQoSを保証するために、透過モード(Transparent Mode;TM)、非応答モード(Un-acknowledged Mode;UM)、及び応答モード(Acknowledged Mode;AM)の3つの動作モードを提供する。特に、AM RLCは、信頼性のあるデータ送信のために、自動再送要求(Automatic Repeat Request;ARQ)機能を利用した再送機能を実行する。
第2層のPDCP層は、IPv4やIPv6などのIPパケットを帯域幅の小さい無線区間で効率的に送信するために、相対的にサイズが大きくて不要な制御情報を含むIPパケットのヘッダのサイズを小さくするヘッダ圧縮(Header Compression)機能を実行する。これは、データのヘッダ部分で必ず必要な情報のみを送信させることにより、無線区間の送信効率を向上させる役割を果たす。また、LTEシステムではPDCP層がセキュリティ機能も行うが、これは、第三者のデータ盗聴を防止する暗号化、並びに第三者のデータ操作を防止する完全性保護(integrity protection)からなる。
第3層の最下位に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、制御プレーンでのみ定義され、無線ベアラ(RB)の設定、再設定、及び解除に関連して論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルの制御を担当する。ここで、RBとは、端末とUTRAN間のデータ送信のために無線プロトコルの第1層及び第2層により提供される論理パスを意味し、一般に、RBの設定とは、特定のサービスを提供するために必要な無線プロトコル層及びチャネルの特性を規定し、それぞれの具体的なパラメータ及び動作方法を設定する過程を意味する。また、RBはSRB(Signaling Radio Bearer)とDRB(Data Radio Bearer)の2つに分けられるが、SRBは制御プレーンでRRCメッセージを送信する経路として使用され、DRBはユーザプレーンでユーザデータを送信する経路として使用される。
従来技術において、受信側PDCPは、RLC再設定(re-establishment)によって受信したPDCP SDUを上位に送信するのではなく、受信バッファに保存しておき、並び替え(reordering)を行う。このように受信バッファに保存されたPDCP SDUは、RLC再設定後に新しいPDCP SDUが受信されると、シーケンス番号(Sequence Number;SN)の比較結果に応じて上位に送信される。
従来技術において、送信側PDCPによるPDCP SDUの再送は、RLC再設定よりは、RLC状態報告(status report)に基づくところが大きい。よって、多くの場合、前記PDCPは、損失した全てのPDCP SDUを多数のRLC再設定によって受信することができる。例えば、定められた時間区間で複数のハンドオーバーが発生した場合、前記複数のハンドオーバーが複数のRLC再設定を引き起こすため、前記損失した全てのPDCP SDUの受信可能性は高くなる。しかし、前記複数のRLC再設定過程の間前記損失した全てのPDCP SDUを重複して再送することは、無線リソースの損失又は不要な時間遅延をもたらす。
また、前述したように、従来技術においては、RLC再設定によって受信したPDCP SDUを上位に送信するのではなく、受信バッファに保存しておき、並び替えを行うため、データ送信に不要な時間遅延が発生する。それだけでなく、RLC再設定によって受信したPDCP SDUがデータストリームの最後のパケットである場合は、それ以降に受信するデータがないため、永遠に上位に送信されず、継続してPDCPバッファに保存されているデッドロック現象も発生する。
このような連続的なRLC再設定は、高速で走行する自動車の中で移動端末機を使用する場合にハンドオーバーが頻繁に発生することによって行われるが、従来のPDCP SDU送信方法においては、このような高速走行時の移動端末機の性能を大きく低下させるため、これを解決する方法が必要であった。
そこで、本発明は、ハンドオーバーなどによりRLC再設定が発生してPDCPがRLCからPDCP SDUを受信した場合、順次連続して受信したPDCP SDUは上位に送信することにより、データ送信の遅延時間を短縮することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、下位層からシーケンス番号を有するデータユニットを受信する段階と、前記受信したデータユニットをバッファ内に保存する段階と、前記受信したデータユニットのシーケンス番号が最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1と同一か否かを判断する段階と、前記判断段階に基づいて、前記保存されたデータユニットのうち、前記受信したデータユニットのシーケンス番号より大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのデータユニットを上位層に順次送信する段階とを含む、無線通信システムにおけるデータ送信方法を提供する。
前記下位層は、無線リンク制御(RLC)層であることが好ましい。
前記判断段階及び前記送信段階は、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)エンティティで行われることが好ましい。
前記データユニットは、PDCP SDUであることが好ましい。
前記データユニットは、RLC再設定によって受信されることが好ましい。
ヘッダ復元(header decompression)又は復号化(deciphering)は、前記受信段階と前記保存段階との間に行われることが好ましい。
前記最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1は、前記最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号の直後のシーケンス番号を示すことが好ましい。
前記無線通信システムにおけるデータ送信方法は、上位層に送信された最後のデータユニットのシーケンス番号を「LAST」に設定する段階をさらに含むことが好ましい。
従来技術においては、ハンドオーバーなどの理由でRLC再設定が発生した場合、これによりPDCPに送信されたPDCP SDUを上位に送信可能であるにもかかわらず、PDCP受信バッファに待機させていた。本発明においては、RLC再設定によって受信したPDCP SDUに対してもSN検査を行い、上位に送信可能であれば直ちに送信する方法を提案する。このような方法により、データ送信の遅延時間を短縮し、また、RLC再設定によって受信したPDCP SDUがデータストリームの最後のパケットである場合に発生し得るデッドロックを防止することができる。
従来技術及び本発明が適用される移動通信システムであるE−UTRANのネットワーク構造を示す図である。 従来技術における端末とE−UTRAN間の無線インタフェースプロトコルの制御プレーン構造の一例を示す図である。 従来技術における端末とE−UTRAN間の無線インタフェースプロトコルのユーザプレーン構造の一例を示す図である。 本発明が適用されるPDCPエンティティ構造の一例を示す図である。 PDCPデータユニット送信過程を示すフロー図である。 PDCPデータユニットの並び替え及び送信過程の一例を示す図である。 PDCPデータユニットが順次受信されても上位に送信されない過程の一例を示す図である。 本発明によるPDCPデータユニット送信過程の一例を示す図である。 本発明によるPDCPデータユニット送信過程の他の例を示す図である。
本発明は、3GPP通信技術、とりわけUMTSシステム、通信装置、及び通信方法に適用することができる。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を適用できる全ての有無線通信に適用することができる。
本発明は、PDCP SDUを上位層に送信する際にデータ送信の遅延時間を短縮するために、無線通信システムにおけるデータ送信方法として、下位層からシーケンス番号を有するデータユニットを受信する段階と、前記受信したデータユニットをバッファ内に保存する段階と、前記受信したデータユニットのシーケンス番号が最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1と同一か否かを判断する段階と、前記判断段階に基づいて、前記保存されたデータユニットのうち、前記受信したデータユニットのシーケンス番号より大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのデータユニットを上位層に順次送信する段階とを含むことを特徴とするデータ送信方法を提案し、このような方法を行うことのできる移動通信端末機を提案する。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態の構成及び動作を説明する。
まず、PDCPエンティティについて具体的に説明する。PDCPエンティティは、上位にはRRC層又はユーザアプリケーションが接続され、下位にはRLC層が接続されている。
図4は、本発明が適用されるPDCPエンティティ構造の一例を示す図である。図4のブロックは機能的ブロックであり、実際とは異なることもある。
図4に示すように、PDCPエンティティは送信側及び受信側からなる。送信側PDCPエンティティは、上位層から受信したサービスデータユニット(SDU)又はPDCPエンティティが独自に生成した制御情報をプロトコルデータユニット(Protocol Data Unit;PDU)に構成し、ピアPDCPエンティティの受信側に送信する役割を果たし、受信側PDCPエンティティは、ピアPDCPエンティティの送信側から受信したPDCP PDUからPDCP SDU又は制御情報を抽出する役割を果たす。
前記のように送信側PDCPエンティティが生成するPDUは、データPDU(Data PDU)と制御PDU(Control PDU)の2つである。まず、PDCPデータPDUは、PDCPが上位層から受信したSDUを加工して生成するデータブロックであり、PDCP制御PDUは、PDCPがピアエンティティに制御情報を送信するために独自に生成するデータブロックである。
前記PDCPデータPDUは、ユーザプレーン及び制御プレーンの無線ベアラ(RB)の両方で生成されるが、PDCPの一部の機能は使用するプレーンに応じて選択的に適用される。すなわち、ヘッダ圧縮機能はユーザプレーンのデータにのみ適用され、セキュリティ機能のうち完全性保護機能は制御プレーンのデータにのみ適用される。前記セキュリティ機能には、前記完全性保護機能の他に、データのセキュリティを維持するための暗号化(ciphering)機能もあるが、前記暗号化機能は、ユーザプレーン及び制御プレーンのデータの両方に適用される。
前記PDCP制御PDUは、ユーザプレーンの無線ベアラ(RB)でのみ生成され、大きくPDCP受信バッファの状況を送信側に通知するためのPDCP状態報告と、ヘッダ復元装置(header decompressor)の状況をヘッダ圧縮装置(header compressor)に通知するためのヘッダ圧縮フィードバックパケット(header compression feedback packet)との2つの種類がある。
図4の送信側PDCPが行うデータ処理過程は次の通りである。
まず、PDCP層は、受信したPDCP SDUを送信バッファに保存し、それぞれのPDCP SDUにシーケンス番号を割り当てる(S1)。設定された無線ベアラがユーザプレーンの無線ベアラ、すなわちDRBである場合、前記PDCP層は、前記PDCP SDUに対してヘッダ圧縮を行う(S2)。それに対して、設定された無線ベアラが制御プレーンの無線ベアラ、すなわちSRBである場合、前記PDCP層は、前記PDCP SDUに対して完全性保護を行う(S3)。次に、前記PDCP層は、ステップS2又はS3の結果生成されたデータブロックに対して暗号化を行う(S4)。そして、前記PDCP層は、ステップS4で暗号化が行われたデータブロックに適切なヘッダを付加してPDCP PDUを構成し、その構成されたPDCP PDUをRLC層に送信する。
図4の受信側PDCPが行うデータ処理過程は次の通りである。
まず、PDCP層は、受信したPDCP PDUからヘッダを除去する(S1)。次に、前記PDCP層は、前記ヘッダが除去されたPDCP PDUに対して復号化を行う(S2)。設定された無線ベアラがユーザプレーンの無線ベアラ、すなわちDRBである場合、前記PDCP層は、前記復号化が行われたPDCP PDUに対してヘッダ復元を行う(S3)。それに対して、設定された無線ベアラが制御プレーンの無線ベアラ、すなわちSRBである場合、前記PDCP層は、前記復号化が行われたPDCP PDUに対して完全性確認(integrity verification)を行う。次に、前記PDCP層は、ステップS3又はS4を経て受信したデータブロック、すなわちPDCP SDUを上位層に送信する(S5)。前記PDCP層は、必要に応じて、前記PDCP SDUを、受信バッファに保存して並び替えを行った後(S6)、上位層に送信する。
ここで、設定された無線ベアラがRLC AMを使用するDRBである場合、前記受信側におけるステップS6の並び替えが必ず必要である。これは、RLC AMを使用するDRBは、主にデータのエラーに敏感なトラフィックを送信するので、無線区間のエラーを最小限に抑えるために再送を行うからである。すなわち、並び替え機能は、PDCPが再送されるPDCP SDUまで考慮してPDCP SDUを上位層に順次送信するために必要である。従って、受信側PDCPは、RLC AMを使用するDRBに対して様々な状態変数を定義しておき、受信したPDCP PDUの上位への順次送信を次のように保証する。
まず、状態変数は次のように定義することができる。
− RSN(Received Sequence Number):受信したPDCP SDUのシーケンス番号(Sequence Number;SN)。
− LAST(Last Submitted PDCP SDU SN):上位に送信したPDCP SDUのうち最後に送信したPDCP SDUのSN。
− NEXT(Next expected PDCP SDU SN):受信したPDCP SDUのうち最大のSNを有するPDCP SDUの次のPDCP SDUのSN。すなわち、最大のPDCP SDUのSN+1。
受信側PDCPは、SN=RSNであるPDCP SDUを受信すると、前記のような状態変数を使用して次のような過程でPDCP SDUを処理する。説明の便宜上、全ての状態変数と数学的比較及び計算はモジュロ演算であると仮定する。すなわち、全ての値は0〜4095の値を有し、最小値はNEXT−2048である。
まず、既に上位に送信したPDCP SDUより小さいSNを有するPDCP SDUを受信した場合は、その受信したPDCP SDUは古い(outdated)PDCP SDUであるので、廃棄する。このような過程は次のprocedure textで示される。
− if NEXT - 2048 ≦ RSN ≦ LAST
− decipher
− decompress
− discard
最後に上位に送信したPDCP SDUと、受信したPDCP SDUのうち最大のSNを有するPDCP SDUとの間に該当するPDCP SDUを受信した場合は、その受信したPDCP SDUが重複受信であれば廃棄し、重複受信でなければ受信バッファに保存する。このような過程は次のprocedure textで示される。
− if LAST < RSN < NEXT
− decipher
− decompress
− if not duplicate, store in the reception buffer
− if duplicate, discard
受信したPDCP SDUのうち最大のSNを有するPDCP SDUより大きいSNを有するPDCP SDUを受信した場合は、その受信したPDCP SDUは新しいPDCP SDUであるので、受信バッファに保存し、NEXTをRSN+1にアップデートする。このような過程は次のprocedure textで示される。
− if NEXT ≦ RSN < NEXT + 2048
− decipher
− decompress
− store in the reception buffer
− set NEXT to RSN + 1
前記のような過程により受信したPDCP SDUを処理して受信バッファに保存した場合、前記PDCPは、次のような過程でその保存されたPDCP SDUを上位に送信する。このような過程は次のprocedure textで示される。
− if the PDCP SDU received by PDCP is not due to the RLC re-establishment:
− deliver to upper layer in ascending order of the associated SN value:
− all stored PDCP SDU(s) with an associated SN < RSN;
− all stored PDCP SDU(s) with consecutively associated SN value(s) ≧ RSN;
− set LAST to the SN of the last PDCP SDU delivered to upper layers.
すなわち、PDCP SDUの送信は、RLC再設定状況ではなく、一般的な状況でPDCP SDUを受信した場合にのみ行う。つまり、前記PDCPは、RLC再設定状況で受信したPDCP SDUの場合、上位に送信するのではなく、バッファに保存した状態で並び替えを行う。
一般的な状況では、前記PDCPには、PDCP SDUが損失することなく、AM RLCから順次送信されるため、前記PDCPも、並び替えを行うことなく、受信したPDCP SDUを上位に順次送信する。それに対して、ハンドオーバーのようにRLCが再設定される場合は、RLCは受信していないPDCP SDUを除いて正常に受信したPDCP SDUのみをSN順にPDCPに送信するので、PDCP SDUの損失が発生する。この損失したPDCP SDUは、RLC再設定後、ピア送信側PDCPエンティティにより受信側PDCPが受信していないPDCP SDUの再送が行われることによって、復旧することができる。ここで、送信側PDCPは、RLC再設定発生直前のRLC状態報告に基づいてPDCP SDUを再送するため、既に正常に受信されたPDCP SDUが再送されることもある。従って、受信されたPDCP SDUのSNをLAST及びNEXTと比較して、廃棄するか、又は受信バッファに保存する。
ところが、RLC再設定を行っている途中に一部のPDCP SDUが損失する場合がある。これは、主にハンドオーバーによりeNB間でPDCP SDUを転送するとき発生する。すなわち、一部のPDCP SDUは永遠に再送されない場合があるため、これらに対する並び替え機能を中断する方法で、受信したPDCP SDUより小さいSNを有するPDCP SDUは、連続していなくても上位に送信する。つまり、前記PDCPは、受信したPDCP SDUがRLC再設定によって受信したSDUでない場合、並び替えを行うことなく送信する。
本発明によるPDCP SDU送信方法においては、前記のように、RSNより小さいSNを有するPDCP SDUは、全て上位に送信し、RSNより大きいSNを有するPDCP SDUは、RSN以降連続したSNを有するPDCP SDUのみ上位に送信する。可能なPDCP SDUを上位に送信すると、LASTの値を、上位に送信したPDCP SDUのうち最後に送信したPDCP SDUのSNに設定する。
図5は、前述したPDCPデータユニット送信過程を示すフロー図である。
図5に示すように、まず、シーケンス番号を有するPDCP SDUを含むPDCP PDUを受信する。ここで、前記シーケンス番号は状態変数「RSN」と定義される。その後、前記PDCP SDUは、ヘッダ復元と復号化が行われ、PDCPバッファに保存される。その後、前記RSNが状態変数「NEXT」より大きいか等しければ、前記NEXTはRSN+1に設定される。次に、前記受信されたPDCP SDUがRLC再設定によって受信されたものであるかを判断して、そうであれば、PDCP SDU送信過程を直ちに終了し、そうでなければ、保存されたPDCP SDUのうち、前記RSNより小さい関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信する。また、保存されたPDCP SDUのうち、前記RSNより大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信する。その後、上位層に送信された最後のPDCP SDUのシーケンス番号を状態変数「LAST」に設定し、PDCP SDU送信過程を終了する。
図6は、PDCPデータユニットの並び替え及び送信過程の一例を示す図である。説明の便宜上、1つのRLC PDUに1つのPDCP PDUが含まれると仮定する。また、PDCP制御PDUは考慮せず、1つのPDCP PDUが1つのPDCP SDUを含むと仮定する。
まず、受信側RLCは、RLC PDU=13まで順次受信し、これらを上位の受信側PDCPに送信すると同時に、送信側RLCにRLC状態報告によりRLC PDU=13まで正常に受信したことを通知する。受信側PDCPは、PDCP SDU=22まで順次受信し、これらを上位に送信する。送信側PDCPは、RLC状態報告から受信側PDCPがPDCP SDU=22まで正常に受信したことが分かる。
RLC再設定が発生する直前、送信側RLCは、RLC PDU=14からRLC PDU=20を送信したが、RLC PDU=16、17、19の送信には失敗した。受信側RLCは、RLC PDUをRLC SN=15まで順次受信し、これらを上位のPDCPに送信し、PDCPは、前記RLC PDUに含まれるPDCP SDUをPDCP SN=24まで順次受信し、これらを上位に送信する。PDCP SN=24まで上位に送信した状態で、LAST=24、NEXT=25を示す。RLC PDU=18とRLC PDU=20は正常に受信されたが、以前のRLC PDUが受信されていないので、RLC PDU=18とRLC PDU=20はRLC受信バッファに保存されている。受信側RLCは、このような状況をRLC状態報告により送信側RLCに通知しなければならないが、RLC状態報告を送信する前にRLC再設定が発生する(S1)。
ハンドオーバーなどの理由でRLC再設定が発生すると、RLCは、正常に受信されたが以前のRLC PDUが受信されていないので受信バッファに保存されていたRLC PDUを、上位のPDCPに送信する。この例では、RLC PDU=18とRLC PDU=20が上位に送信される。PDCPは、RLC再設定により受信したPDCP SDUをPDCP受信バッファに保存する。ここで、PDCP SDU=27とPDCP SDU=29がPDCP受信バッファに保存される。送信側PDCPは、直近のRLC状態報告に基づいてPDCP SDUの送信に成功したか否かを判断するため、PDCP SDU=22までの送信に成功したと判断し、PDCP SDU=23〜29の送信には成功していないと判断する(S2)。
RLC再設定が終了すると、RLCは、全ての状態変数を初期化し、データ送信を再開する。送信側PDCPは、RLC再設定前に受信側PDCPが正常に受信していないPDCP SDUの再送を行う。このとき、一部のPDCP SDUは消失することがあり、送信側PDCPは送信可能なPDCP SDUのみ順次再送する。
送信側PDCPは、直近のRLC状態報告に基づいて、RLC再設定前に正常に送信していないPDCP SDUを再送する。この例では、送信側PDCPはPDCP SDU=23〜29を再送する。RLCが再設定されるため、PDCP SDU=23〜29はRLC PDU=0〜6により送信される。受信側RLCは、RLC PDU=0〜6を受信すると、上位の受信側PDCPに順次送信する。受信側PDCPは、RLC PDU=0〜6を受信すると、PDCP SDU=23、24はSNがLAST以下であるので廃棄し、PDCP SDU=27、29は既に保存されているので廃棄する。受信側PDCPはPDCP SDU=25〜29を上位に順次送信する。このようにして受信側PDCPが送信可能なPDCP SDUを送信した後、LAST=29、NEXT=30にアップデートする(S3−1)。
ハンドオーバー時には、ソースeNBがターゲットeNBにハンドオーバーする前に正常に送信していないPDCP SDUを転送するが、ネットワーク間のインタフェースでデータ損失が発生し得る。この例は、ソースeNBがターゲットeNBにPDCP SDU=23〜29を転送したが、PDCP SDU=23〜27が損失した場合である。従って、送信側PDCPは、PDCP SDU=28、29、30、31の順にRLC PDU=0〜3に含めて送信する。受信側RLCは、RLC PDU=0〜3を受信すると、上位の受信側PDCPに順次送信する。受信側PDCPは、RLC PDU=0〜3を受信すると、PDCP SDU=23、24はSNがLAST以下であるので廃棄し、PDCP SDU=27、29は既に保存されているので廃棄する。受信側PDCPはPDCP SDU=25〜29を上位に順次送信する。受信側PDCPは、RLC PDU=0に含まれるPDCP SDU=28を受信すると、これより小さいSNを有するPDCP SDU=27を上位に送信する。また、PDCP SDU=28と、これと順次連続するPDCP SDU=29も上位に送信する。このようにして受信側PDCPが送信可能なPDCP SDUを送信した後、LAST=29、NEXT=30にアップデートする(S3−2)。
図7は、PDCPデータユニットが順次受信されても上位に送信されない過程の一例を示す図である。
まず、受信側RLCは、RLC PDU=13まで順次受信し、これらを上位の受信側PDCPに送信すると同時に、送信側RLCにRLC状態報告によりRLC PDU=13まで正常に受信したことを通知する。受信側PDCPは、PDCP SDU=22まで順次受信し、これらを上位に送信する。送信側PDCPは、RLC状態報告から受信側PDCPがPDCP SDU=22まで正常に受信したことが分かる。
RLC再設定が発生する直前、送信側RLCは、RLC PDU=14からRLC PDU=20を送信したが、RLC PDU=16、17、19の送信には失敗した。受信側RLCは、RLC PDUをRLC SN=15まで順次受信し、これらを上位のPDCPに送信し、PDCPは、前記RLC PDUに含まれるPDCP SDUをPDCP SN=24まで順次受信し、これらを上位に送信する。PDCP SN=24まで上位に送信した状態で、LAST=24、NEXT=25を示す。RLC PDU=18とRLC PDU=20は正常に受信されたが、以前のRLC PDUが受信されていないので、RLC PDU=18とRLC PDU=20はRLC受信バッファに保存されている。受信側RLCは、このような状況をRLC状態報告により送信側RLCに通知しなければならないが、RLC状態報告を送信する前にRLC再設定が発生する(S1)。
ハンドオーバーなどの理由でRLC再設定が発生すると、RLCは、正常に受信されたが以前のRLC PDUが受信されていないので受信バッファに保存されていたRLC PDUを、上位のPDCPに送信する。この例では、RLC PDU=18とRLC PDU=20が上位に送信される。PDCPは、RLC再設定により受信したPDCP SDUをPDCP受信バッファに保存する。ここで、PDCP SDU=27とPDCP SDU=29がPDCP受信バッファに保存される。送信側PDCPは、直近のRLC状態報告に基づいてPDCP SDUの送信に成功したか否かを判断するため、PDCP SDU=22までの送信に成功したと判断し、PDCP SDU=23〜29の送信には成功していないと判断する(S2)。
第1のRLC再設定後に損失したPDCP SDUを含むRLC PDUを全て正常に受信したが、既に正常に受信したPDCP SDUを含むRLC PDUを受信していないので、前記正常に受信したRLC PDUがRLCバッファに保存されているとき(S3)、さらに他のRLC再設定が発生すると、受信側PDCPは、第2のRLC再設定によって全ての損失したPDCP SDUを正常に受信することができる。しかし、図7に示すように、このような場合も、順次受信したPDCP SDUは上位層に送信することができない(S4)。
前述したように、本発明の目的は、ハンドオーバーなどによりRLC再設定が発生してPDCPがRLCからPDCP SDUを受信した場合、順次連続して受信したPDCP SDUは上位に送信することにより、データ送信の遅延時間を短縮することにある。
このために、本発明においては、PDCPがRLCからPDCP SDUを受信し、復号化/復元を経てバッファに保存した場合、次のようなprocedure textを使用して上位に送信することを提案する。
− if RSN = LAST + 1:
− deliver to upper layer in ascending order of the associated SN value:
− all stored PDCP SDU(s) with consecutively associated SN value(s) ≧ RSN;
− set LAST to the SN of the last PDCP SDU delivered to upper layers;
− else if the PDCP SDU received by PDCP is not due to the RLC re-establishment:
− deliver to upper layer in ascending order of the associated SN value:
− all stored PDCP SDU(s) with an associated SN < RSN;
− all stored PDCP SDU(s) with consecutively associated SN value(s) ≧ RSN;
− set LAST to the SN of the last PDCP SDU delivered to upper layers.
すなわち、この方法は、PDCPがRLC再設定によってPDCP SDUを受信しても、無条件に受信バッファに保存しておくのではなく、受信したPDCP SDUのSNがLAST(上位に送信したPDCP SDUのうち最後に送信したPDCP SDUのSN)+1であるか否かを検査して、受信したPDCP SDUのSNがLAST+1であれば、受信したPDCP SDUとその後に順次連続するSNを有するPDCP SDUを上位に順次送信する。つまり、PDCPがいずれの経路であってもPDCP SDUを受信すると、その受信したPDCP SDUが、最後に上位に送信したPDCP SDUの次に(in-sequence)送信すべきPDCP SDUであるか否かを検査して、次に送信すべきPDCP SDUであれば、前記PDCP SDUとその後に順次連続するSNを有するPDCP SDUを、受信バッファに待機させることなく、直ちに上位に送信する。
図8は、本発明によるPDCPデータユニット送信過程の一例を示す図である。
図8に示すように、まず、シーケンス番号を有するPDCP SDUを含むPDCP PDUを受信する。ここで、前記シーケンス番号は状態変数「RSN」と定義される。その後、前記PDCP SDUは、ヘッダ復元と復号化が行われ、PDCPバッファに保存される。その後、前記RSNが状態変数「NEXT」より大きいか等しければ、前記NEXTはRSN+1に設定される。次に、前述した本発明による方法に従って、受信したPDCP SDUのシーケンス番号、すなわちRSNがLAST(上位に送信したPDCP SDUのうち最後に送信したPDCP SDUのSN)+1であるか否かを判断又は検査する。前記RSNがLAST+1であれば、受信したPDCP SDUとその後に順次連続するシーケンス番号を有するPDCP SDUを上位に順次送信する。その後、上位層に送信された最後のPDCP SDUのシーケンス番号を状態変数「LAST」に設定し、PDCP SDU送信過程を終了する。前記RSNがLAST+1でなければ、前記受信されたPDCP SDUがRLC再設定によって受信されたものであるかを判断して、そうであれば、PDCP SDU送信過程を直ちに終了し、そうでなければ、保存されたPDCP SDUのうち、前記RSNより小さい関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信する。また、保存されたPDCP SDUのうち、前記RSNより大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信する。その後、上位層に送信された最後のPDCP SDUのシーケンス番号を状態変数「LAST」に設定し、PDCP SDU送信過程を終了する。
以上、受信したPDCP SDUのSNをLAST+1と比較する手順と、PDCP SDUがRLC再設定によって受信したものであるか否かを検査する手順とは、順序を変えてもよい(mutually exclusive)。従って、まずPDCP SDUがRLC再設定によって受信したものであるか否かを検査し、RLC再設定によって受信したものである場合にRSNをLAST+1と比較してもよい。受信したPDCP SDUのSNがLAST+1であれば、前記方法と同様に、受信したPDCP SDUとその後に順次連続するSNを有するPDCP SDUを上位に順次送信する。すなわち、2つの順序を変えても結果は同じなので、次のようなprocedure textも可能である。
− if the PDCP SDU received by PDCP is not due to the RLC re-establishment:
− deliver to upper layer in ascending order of the associated SN value:
− all stored PDCP SDU(s) with an associated SN < RSN;
− all stored PDCP SDU(s) with consecutively associated SN value(s) ≧ RSN;
− set LAST to the SN of the last PDCP SDU delivered to upper layers.
− else if RSN = LAST + 1:
− deliver to upper layer in ascending order of the associated SN value:
− all stored PDCP SDU(s) with consecutively associated SN value(s) ≧ RSN;
− set LAST to the SN of the last PDCP SDU delivered to upper layers;
図9は、本発明によるPDCPデータユニット送信過程の他の例を示す図である。
図9に示すように、まず、シーケンス番号を有するPDCP SDUを含むPDCP PDUを受信する。ここで、前記シーケンス番号は状態変数「RSN」と定義される。その後、前記PDCP SDUは、ヘッダ復元と復号化が行われ、PDCPバッファに保存される。その後、前記RSNが状態変数「NEXT」より大きいか等しければ、前記NEXTはRSN+1に設定される。次に、前記受信されたPDCP SDUがRLC再設定によって受信されたものであるかを判断して、そうであれば、受信したPDCP SDUのシーケンス番号、すなわちRSNがLAST(上位に送信したPDCP SDUのうち最後に送信したPDCP SDUのSN)+1であるか否かを判断又は検査する。ここで、前記RSNがLAST+1であれば、受信したPDCP SDUとその後に順次連続するシーケンス番号を有するPDCP SDUを上位に順次送信する。その後、上位層に送信された最後のPDCP SDUのシーケンス番号を状態変数「LAST」に設定し、PDCP SDU送信過程を終了する。前記RSNがLAST+1でなければ、PDCP SDU送信過程を直ちに終了する。前記受信されたPDCP SDUがRLC再設定によって受信されたものではないと判断された場合は、保存されたPDCP SDUのうち、前記RSNより小さい関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信し、また前記RSNより大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのPDCP SDUを上位層に順次送信する。その後、上位層に送信された最後のPDCP SDUのシーケンス番号を状態変数「LAST」に設定し、PDCP SDU送信過程を終了する。
本発明において言及されたPDCP SNは、COUNT形式に含めて使用してもよい。すなわち、COUNT値はHFN(Hyper Frame Number)及びPDCP SNから構成してもよい。前記PDCP SNの長さは上位層によって設定される。前記COUNT値又はPDCP SNは、ラップアラウンド問題を回避するために使用されることもある。
以下、本発明による端末を説明する。
本発明による端末は、無線でデータをやり取りするサービスを利用することのできる全てのタイプの端末を含む。すなわち、本発明による端末は、無線通信サービスを利用できる移動通信端末機(例えば、ユーザ装置(UE)、携帯電話、セルラーフォン、DMBフォン、DVB−Hフォン、PDAフォン、PTTフォンなど)、ノートブックコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デジタルテレビ、GPSナビゲーション、携帯用ゲーム機、MP3、その他の家電製品などを含む包括的な意味である。
本発明による端末は、本発明が例示している効率的なシステム情報の受信のための機能及び動作の実行に必要な基本的なハードウェア構成(送受信部、処理部又は制御部、保存部など)を含むこともできる。
以上説明した本発明による方法は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせで実現することができる。例えば、本発明による方法は、記憶媒体(例えば、移動端末機又は基地局の内部メモリ、フラッシュメモリ、ハードディスクなど)に保存することができ、プロセッサ(例えば、移動端末機又は基地局内部のマイクロプロセッサ)により実行されるソフトウェアプログラム内にコード又はコマンドで実現することができる。
以上、本発明は、図面に示す実施形態を参照して説明されたが、これは単なる例示にすぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これらから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。よって、本発明の技術的保護範囲は添付された請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

Claims (8)

  1. 無線通信システムにおけるデータ送信方法であって、
    下位層からシーケンス番号を有するデータユニットを受信する段階と、
    前記受信したデータユニットをバッファ内に保存する段階と、
    前記受信したデータユニットのシーケンス番号が最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1と同一か否かを判断する段階と、
    前記判断段階に基づいて、前記保存されたデータユニットのうち、前記受信したデータユニットのシーケンス番号より大きいか等しい、連続して関連付けられたシーケンス番号を有する全てのデータユニットを上位層に順次送信する段階と
    を含むことを特徴とするデータ送信方法。
  2. 前記下位層が、無線リンク制御(RLC)層であることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  3. 前記判断段階及び前記送信段階が、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)エンティティで行われることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  4. 前記データユニットが、PDCP SDUであることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  5. 前記データユニットが、RLC再設定によって受信されることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  6. ヘッダ復元又は復号化が、前記受信段階と前記保存段階との間に行われることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  7. 前記最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号+1が、前記最後に送信されたデータユニットのシーケンス番号の直後のシーケンス番号を示すことを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
  8. 上位層に送信された最後のデータユニットのシーケンス番号を「LAST」に設定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ送信方法。
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