KR100365782B1 - 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른, 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신방법에 있어서, 송신단 RLP로 재전송을 요구한후 재전송 타이머를 구동시키는 과정과, 프레임 수신시 수신된 프레임의 종류를 판별하는 과정과, 상기 수신된 프레임의 종류가 이레이저 프레임인 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING RADIO LINK PROTOCOL IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access;이하 CDMA라 칭한다)방식의 이동통신시스템에서 관한 것으로, 특히 무선환경에서 데이터의 효율적 전송을 위해 불연속 전송 모드(Discontinuous Transmission Mode)를 지원하는 라디오 링크 프로토콜(Radio Link Protocol ; RLP) 통신장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 부호분할다중접속 방식의 이동통신시스템은 음성을 위주로 하는 IS-95 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 cdma2000 규격으로 발전하기에 이르렀다. 상기 cdma2000 규격에서는 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스가 가능하다. 기존의 CDMA 이동통신 시스템은 음성 서비스 위주이므로 데이터의 최대 전송 속도가 9.6 kbps 또는 14.4 kbps에 불과했다. 하지만, 상기 cdma2000 규격에서는 데이터의 최대 전송 속도가 2 Mbps까지 가능하므로 기존의 CDMA 이동통신시스템보다 많게는 138배 많은 데이터를 한 번에 전송할 수 있다.

상기 CDMA 이동통신 시스템에서는 라디오 링크 프로토콜을 사용하여 무선 환경에서 발생하는 데이터의 깨짐 현상을 해결하고 있다. 상기 라디오 링크 프로토콜은 9.6 kbps 또는 14.4 kbps 또는 그 이하의 전송율에서 20 ms의 길이를 가지는 프레임을 기준으로 한다.

한편, 라디오 링크 프로토콜은 에어(air) 채널 상에서 발생하는 에러를 복원하기 위해서 ARQ(Automatic Repeat Request) 방식에 근거한 나크(NAK)를 사용한다.즉, 수신하지 못한 RLP 프레임을 발견하면, 수신단 RLP는 송신단 RLP로 해당 프레임의 재전송을 요구하는 NAK 프레임을 전송하고, 이를 수신한 송신단 RLP는 요구받은 프레임을 전송하는 방식을 사용한다. 여기서, 상기 수신단은 상기 NAK를 전송한후 해당 프레임의 수신을 대기하는 재전송 타이머를 구동시킨다. 이 재전송 타이머는 RLP의 초기화 동안 획득되는 전송지연(RTD : Round Trip Delay)에 소정의 여분을 더한 값으로 설정된다. 이는 NAK를 전송한후 해당 재전송 프레임이 수신할때까지 소요되는 시간으로 상기 RTD 보다 적어도 크거나 같아야 한다. 만일 그렇지 않으면 해당 재전송 프레임이 수신되기 전에 타이머가 만료(expire)되어 다른 동작을 수행함으로서 재전송 프레임을 수신하지 못하는 결과를 초래한다. 반대로, 타이머 값이 너무 크게 설정되면 타이머의 만료시까지의 시간을 너무 많이 필요로 하기 때문에 많은 양의 버퍼를 필요로 하고, 상위로 전달되는 데이터를 지연시켜 상위 어플리케이션(application)의 처리속도를 저하시키게 된다. 즉, 적절한 타이머의 값을 찾는 것이 중요하다. 이하 종래기술에 따른 RLP 동작을 설명한다.

먼저, 수신단 RLP는 수신하지 못한 프레임을 발견하면, 바로 NAK를 전송한후 재전송 타이머를 구동시킨다. 상기 재전송 타이머는 아이들(IDLE) 프레임, 데이터 프레임이 수신될 때 증가된다. 그리고, 콘트롤(CONTROL) 프레임, 재전송 프레임, 이레이저(erasure) 프레임이 수신될때는 증가되지 않는다. 재전송 프레임이 에어 채널상에서 깨진 경우, 이레이저 프레임으로 분류되는데, 이때에도 재전송 타이머는 증가되지 않는다. 이러한 경우를 첨부된 도면 도 2에 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 에어 채널의 노이즈에 의해 발생되는 이레이저 프레임이 수신되는 경우재전송 타이머가 증가하지 않고 정지해 있다. 이 경우 다시 송신 RLP로 재전송을 요구해야 보다 빠른 시간내에 재전송 프레임을 수신하여 상위 계층으로 전달할수 있는, 종래에는 이레이저 프레임이 수신시 재전송 타이머를 증가시키기 않기 때문에 재전송 타이머의 만료를 지연시킬뿐 아니라 이로인해 상위 계층으로 전달되는 데이터의 지연을 야기했다. 이는 곧 어플레케이션의 처리 속도를 저하시키는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 재전송 타이머 구동중 이레이저 프레임을 수신한 경우에도 타이머를 증가시키기 위한 라디오 링크 프로토콜 통신장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신방법이, 송신단 RLP로 재전송을 요구한후 재전송 타이머를 구동시키는 과정과, 프레임 수신시 수신된 프레임의 종류를 판별하는 과정과, 상기 수신된 프레임의 종류가 이레이저 프레임인 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2견지에 따르면, 이동통신시스템의 라디오 링크 프로토콜 통신방법이, 송신단 RLP로 재전송을 요구한후 재전송 타이머를 구동시키는 과정과, 프레임 수신시 현재 수행중인 재전송 라운드가 마지막 재전송 라운드인지 검사하는 과정과, 상기 마지막 재전송 라운드가 아닌 경우, 이레이저 프레임을 수신하는 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정과, 상기 마지막 재전송 라운드인 경우, 상기 이레이져 프레임을 수신하는 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키지 않는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 라이오 링크 프로토콜과 물리채널/다중화장치 사이의 인터페이스 구조를 도시하는 도면.

도 2는 종래기술에 따른 재전송 라운드의 다이어그램을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 재전송 라운드의 다이어그램을 도시하는 도면.

도 4는 재전송 타이머 구동중 이레이저 프레임에 대해 재전송 타이머를 증가시킬 경우 발생가능한 오류를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 상기 도 4의 오류를 제거하는 재전송 라운드의 다이어그램을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수신단 RLP에서의 처리절차를 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신단 RLP에서의 처리절차를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 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 발명은 라디오 링크 프로토콜에서 수신단 RLP가 NAK를 전송한후 재전송 타이머 구동시 이레이저 프레임을 수신한 경우에도 타이머를 증가시킴으로 해서 타이머의 만료를 빠르게 유도하고, 결과적으로 상위 계층으로 전달되는 데이터의 지연을 최소화하기 위한 방안에 대해서 설명할 것이다. 기본적으로 이하 설명은 "3 재전송 라운드"를 예를 들어 설명한다. 상기 "3 재전송 라운드"는 재전송 타이머가 3번 만료될때까지 재전송 프레임의 수신을 대기하는 것을 의미한다.

도 1은 일반적인 라이오 링크 프로토콜과 물리채널/다중화장치 사이의 인터페이스 구조를 도시하고 있다. 상기 도 2를 참조하면, 두 개의 라디오 링크 프로토콜(211,212)이 양쪽에 각각 존재하고, 각각의 라디오 링크 프로토콜은 각각의 물리 채널 및 다중화 장치(221,222)와 RLP 프레임을 주고 받는다. 물리채널/다중화 장치(221)는 상위의 라디오 링크 프로토콜(211)에서 RLP 프레임이 오면 이것을 모아 하나의 물리채널 프레임으로 만들고, 만들어진 물리채널 프레임을 상대편으로 전송한다. 상기 상대편 물리채널/다중화 장치(222)는 전송된 물리 채널 프레임을 받아서 RLP 프레임으로 나눈 다음 이것을 상위 라디오 링크 프로토콜(212)에게 전달한다. 상기 상위 라디오 링크 프로토콜에서 반대편 라디오 링크 프로토콜에게로 RLP 프레임을 전송하는 것 역시 같은 과정을 거친다.

먼저, 이하 설명되는 프레임들의 종류를 살펴보면 다음 <표 1>과 같다.

프레임	의미
콘트롤(CONTROL) 프레임	SYNC, SYNC/ACK, ACK, NAK 프레임들을 포함하는 의미이다.여기서 상기 SYNC, SYNC/ACK, ACK 프레임은 RLP 초기화를 위해 사용되는 프레임이고, 상기 NAK 프레임은 재전송을 요구하는 프레임이다.
데이터 프레임	RLP에서 상위 계층의 데이터가 전송되는 프레임이고, 상기 데이터 프레임에는 NEW 데이터 프레임과 재전송 프레임이 있다.
아이들(IDLE) 프레임	전송할 상위 계층의 데이터가 없는 경우 전송하는 프레임이다.
이레이저(ERASURE) 프레임	에어 채널상에서 노이즈로 인해 깨진 프레임이다.

도 3은 본 발명에 따른 재전송 라운드의 다이어그램(Diagram)을 도시하고 있다. 도면에서 "D"는 새로운 데이터 프레임을 나타내고, "R"은 재전송 프레임을 나타내며, "R'"는 재전송 요구한 데이터가 아닌 다른 데이터가 전송되는 재전송 프레임을 나타내고, "N"은 NAK 프레임을 나타내며, "R-Timer"는 재전송 타이머를 나타낸다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 재전송 프레임(R)이 에어 채널상에서 깨져 이레이져(erasure) 프레임이 수신되어도, 수신단 RLP의 재전송 타이머가 증가되어 타이머의 만료가 지연되는 것을 방지한다. 그러나, 상기 도 3과 같이 RLP 통신을수행하는 경우, 수신단 RLP에 수신된 이레이져 프레임이 송신단 RLP에서 송신한 NAK 프레임 또는 다른 재전송 프레임이 깨진 것이라면(도 4 참조), 수신단 RLP에서 재전송 타이머가 증가되지 않아야 다른 NAK의 전송없이 해당 재전송 프레임을 수신할 수 있는데, 이런 경우 재전송 타이머가 증가되기 때문에 다시 NAK를 전송하는 불필요한 처리가 발생하고 최악의 경우 요구한 재전송 프레임을 수신하지 못하고 재전송 라운드가 종료될 수도 있다.

하지만, 하기 표 2의 시뮬레이션 결과에서 보여지는 바와 같이, NAK 프레임 또는 재전송 프레임이 전송되는 경우는 겨우 8.5%에 불과하다. 여기서, 해당 재전송 프레임인 경우를 제외하면 확률을 더욱 줄어들게 된다. 또한, RLP를 구현할 때 재전송 타이머 값이 RTD에 여분값을 더해 구현하기 때문에 도 4와 같은 상황이 발생할 확률은 더욱 줄여든다. 따라서, 이러한 상황을 고려하지 않고 도 3과 같은 재전송 라운드를 구동해도 무방하다.

테스트 조건FER = 2%Mux option = 0x905(FCH 9.6kbps, SCH 19.2kbps)Test time = 10,000 time slot테스트 결과전송되는 NAK 프레임의 수 = 509전송되는 NEW DATA 프레임의 수 = 9147전송되는 재전송 프레임의 수 = 341* NAK 프레임 또는 재전송 프레임이 전송될 확률 = 8.5%

도 5는 상기한 도 4와 같은 발생가능한 오류를 제거하기 위한 재전송 라운드의 다이어그램을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 마지막 재전송 라운드에서는이레이저 프레임이 수신될 경우 재전송 타이머를 증가시키지 않는다. 이렇게 함으로써 상위 계층으로 전달되는 데이터의 지연을 최소화하고 발생가능한 오류를 제거할수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수신단 RLP에서의 처리 절차를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 수신단 RLP 제어기(이하 RLP제어기라 칭함)는 611단계에서 프레임이 수신되면, 상기 RLP제어기는 603단계에서 재전송 타이머가 설정되어 있는지를 검사한다. 만약, 재전송 타이머가 설정되어 있으면 상기 RLP제어기는 605단계로 진행하고, 그렇지 않으면 해당 기능을 수행한다.

그리고, 상기 RLP제어기는 상기 605단계에서 현재 재전송 라운드가 마지막 재전송 라운드인지 검사한다. 만일, 3 재전송 라운드를 사용하는 경우, 마지막 재전송 라운드는 3번째 라운드가 된다. 여기서, 현재 재전송 라운드가 마지막 라운드인 경우 도 7의 701단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 607단계로 진행한다. 상기 마지막 라운드에서 수행되는 처리절차는 후술되는 도 7의 설명에서 상세히 설명할 것이다.

한편, 마지막 재전송 라운드가 아닌 경우, 상기 RLP제어기는 상기 607단계에서 상기 수신된 RLP 프레임의 종류를 판단한다. 상기 표 1에 보여지는 바와 같이, 콘트롤 프레임, 아이들 프레임, 데이터프레임(재전송 프레임 포함) 및 이레이저 프레임 등이 있다. 상기 수신 RLP 프레임의 종류를 판단한후, 상기 RLP제어기는 609단계에서 상기 수신된 프레임이 이레이져 프레임, 아이들 프레임 및 데이터 프레임중 하나인지를 검사한다. 만일, 상기한 세 개의 프레임중 하나이면, 상기 RLP제어기는 611단계로 진행하고, 그렇지 않으면 619단계로 진행하여 상기 수신된 프레임이 콘트롤 프레임 및 재전송 프레임중 하나인지를 검사한다. 여기서, 상기 콘트롤 프레임 및 재전송 프레임중 하나이면 본 알고리즘을 종료하고, 그렇지 않으면 다시 수신 프레임의 종류를 판별하기 위해 상기 607단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

한편, 상기 수신 프레임이 이레이져, 아이들 및 데이터 프레임중 하나인 경우, 상기 RLP제어기는 611단계에서 재전송 타이머를 증가시키고, 613단계에서 상기 증가된 재전송 타이머가 만료(expire)했는지를 검사한다. 만일, 상기 재전송 타이머가 만료한 경우, 상기 RLP제어기는 615단계로 진행하여 상기 재전송 라운드의 카운터를 증가시키고, 그렇지 않은 경우 프레임의 수신을 대기하기 위해 상기 601단계로 되돌아간다.

그리고, 상기 RL제어기P는 상기 재전송 라운드 카운터를 증가시키고, 617단계에서 다음 재전송 라운드를 수행하기 위한 재전송 타이머를 재설정한후 본 알고리즘을 종료한다. 엄밀히, 상기 재전송 라운드를 재설정한후 상기 RLP제어기는 프레임의 수신을 대기한다.

상기한 도 6의 절차는 마지막 라운드를 제외한 재전송 라운드에서 수행되는 절차로서, 이레이저 프레임이 수신될시 재전송 타이머를 증가시키는 것을 보여준다. 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 후술되는 마지막 재전송 라운드의 수행절차(도 7)를 고려하지 않고도 실시 가능하다. 따라서, 마지막 재전송 라운드도 상기 도 6과 같이 수행되어도 무방하다. 왜냐하면, 재전송 타이머 구동중 NAK 프레임 및 다른 재전송 프레임이 깨진 이레이저 프레임이 수신될 확률은 매우 적기 때문이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신단 RLP의 처리절차를 도시하고 있다. 특히, 상기 도 7은 앞서 설명한 적은 확률이지만 발생가능한 오류 까지도 제거하기 위한 마지막 재전송 라운드의 수행절차를 보여준다.

상기 도 7을 참조하면, 상기 RLP제어기는 상기 701단계에서 상기 수신된 RLP 프레임의 종류를 판단한다. 상기 표 1에 보여지는 바와 같이, 콘트롤 프레임, 아이들 프레임, 데이터프레임(재전송 프레임 포함) 및 이레이저 프레임 등이 있다. 상기 수신 RLP 프레임의 종류를 판단한후, 상기 RLP제어기는 703단계에서 상기 수신된 프레임이 아이들 프레임 및 데이터 프레임중 하나인지를 검사한다. 만일, 상기한 두 개의 프레임들 중 하나이면, 상기 RLP제어기는 705단계로 진행하고, 그렇지 않으면 711단계로 진행하여 상기 수신된 프레임이 이레이져 프레임, 콘트롤 프레임 및 재전송 프레임중 하나인지를 검사한다. 여기서, 상기 세 개의 프레임들 중 하나이면 본 알고리즘을 종료하고, 그렇지 않으면 다시 수신 프레임의 종류를 판별하기 위해 상기 701단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

한편, 상기 수신 프레임이 아이들 프레임 및 데이터 프레임중 하나인 경우, 상기 RLP제어기는 상기 7045단계에서 재전송 타이머를 증가시키고, 707단계에서 상기 증가된 재전송 타이머가 만료(expire)했는지를 검사한다. 만일, 상기 재전송 타이머가 만료한 경우, 상기 RLP제어기는 709단계로 진행하여 현재 재전송 라운드가마지막 재전송 라운드이기 때문에 상기 재전송 타이머를 완전히 해제하고 본 알고리즘을 종료한다.

상기한 도 7의 절차는 마지막 재전송 라운드에서 수행되는 절차로써, 이레이저 프레임이 수신될 경우 재전송 타이머를 증가시키는 않는 것을 보여준다.

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 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 RLP 통신장치에서 재전송 타이머를 효과적으로 동작시킴으로써 상위 계층으로 전달되는 데이터의 지연을 최소화할 수 있다. 즉, RLP 수신단에서 재전송 타이머 구동중 이레이저 프레임이 수신되어도 재전송 타이머를 증가시킴으로써 타이머의 만료를 빠르게 유도하여 상위 계층으로 전달되는 데이터의 지연을 최소화한다. 이는 곧 어플리케이션의 처리속도를 향상시킬수 있는 이점을 가진다.

Claims (8)

1. 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신장치에 있어서,

   송신단 RLP로 재전송을 요구하는 NAk 프레임 전송후 구동되는 재전송 타이머와,

   상기 재전송 타이머 구동중 이레이저 프레임 수신시 상기 재전송 타이머를 증가시키는 RLP제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 RLP제어기는 수신된 프레임이 아이들 프레임 및 데이터 프레임중 하나인 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 RLP 제어기는 수신된 프레임이 콘트롤 프레임 및 재전송 프레임중 하나인 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신장치에 있어서,

   송신단 RLP로 재전송을 요구하는 NAK 프레임 전송후 구동되는 재전송 타이머와,

   마지막 재전송 라운드를 제외한 재전송 라운드 수행중 이레이저 프레임 수신시 상기 재전송 타이머를 증가시키는 RLP제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 이동통신시스템에서 라디오 링크 프로토콜 통신방법에 있어서,

   송신단 RLP로 재전송을 요구한후 재전송 타이머를 구동시키는 과정과,

   프레임 수신시 수신된 프레임의 종류를 판별하는 과정과,

   상기 수신된 프레임의 종류가 이레이저 프레임인 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 재전송 타이머 만료시 재전송 라운드 카운터를 증가시키고 상기 재전송 타이머를 재설정한후 프레임의 수신을 대기하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 수신된 프레임이 아이들 프레임 및 데이터 프레임중 하나이면 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정과,

   상기 수신된 프레임이 콘트롤 프레임 및 재전송 프레임중 하나이면 상기 재전송 타이머를 증가시키지 않는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 이동통신시스템의 라디오 링크 프로토콜 통신방법에 있어서,

   송신단 RLP로 재전송을 요구한후 재전송 타이머를 구동시키는 과정과,

   프레임 수신시 현재 수행중인 재전송 라운드가 마지막 재전송 라운드인지 검사하는 과정과,

   상기 마지막 재전송 라운드가 아닌 경우, 이레이저 프레임을 수신하는 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키는 과정과,

   상기 마지막 재전송 라운드인 경우, 상기 이레이져 프레임을 수신하는 경우 상기 재전송 타이머를 증가시키지 않는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.