KR100622108B1 - 통신 시스템에서의 데이터 포맷 구조 및 신호 포맷 방법 - Google Patents

통신 시스템에서의 데이터 포맷 구조 및 신호 포맷 방법 Download PDF

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본 발명에 따른 통신 시스템에서의 프로토콜 데이터 유닛 구조는, 통신 시스템의 송신측의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 계층에서 생성되는 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)의 구조에 있어서, 상위계층으로부터 전달된 적어도 둘 이상의 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit); 및 상기 적어도 둘 이상의 서비스 데이터 유닛의 각각의 제어 정보를 제공하는 적어도 둘 이상의 MAC 헤더(MAC header)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이동통신, 신호 포맷, 확장 영역, 데이터 영역

Description

통신 시스템에서의 데이터 포맷 구조 및 신호 포맷 방법{Data format structure and method of formatting signals in communication system}
도 1a 및 도 1b 는 종래 기술에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에서의 신호 포맷방법을 나타낸 도면
도 2 는 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 적용되는 신호의 전송상태를 나타낸 도면
도 3 은 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 따른 헤더의 포맷 상태를 나타낸 도면
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 통신 시스템의 송신측의 일 계층(layer)에서의 데이터 포맷 구조 및 신호 포맷 방법에 관한 것이다.
이하, 종래 기술에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b 는 종래 기술에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에서의 신호 포맷방법을 나타낸 도면으로, 도 1a 는 신호를 재전송하지 않을 경우의 포맷방법이고, 도 1b 는 신호를 재전송을 할 경우의 포맷방법이다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동통신시스템에서의 이동국과 네트워크간의 통신시 이동국의 상위 레이어에서 다수개의 페이로드 유니트(payload unit:이하 PU라 약칭함)로 이루어진 서비스 데이터를 전송하려고 할 경우 레이어 2에서는 상기 다수개의 PU로 이루어진 서비스 데이터를 전송 레이트에 맞도록 소정 크기로 각각 분리한 후 이들을 재결합시키기 위한 분리 및 재결합 헤더(segmentation and reassemly header)를 각각 붙인 후 각각의 트랜스포트 채널(transport channel)로 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)를 붙인다.
즉 레이어 2의 RLC-C PDU(Radio Link Control-Control plane Protocol Data Unit)에서는 상기 다수개의 PU로이루어진 서비스 데이터를 PU단위로 분리하여 소정 크기(RLC-C SDU;Service Data Unit)로 변환한 후 이를 재결합시키기 위한 분리 및 재결합 헤더(segmentation and reassemly header)를 각각 붙인다.
그러면 레이어 2의 MAC-PDU에서는 상기 분리 및 재결합 헤더(segmentation and reassemly header)가 붙은 다수개의 RLC-C SDU을 다수개의 MAC-SDU로 변환한 후 각각의 트랜스포트 채널(transport channel)로 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)를 붙인다.
여기서 도 1a 에 도시된 바와 같이, 재전송을 원하지 않는 서비스 데이터에 대해서는 MAC-PDU에서 다수개의 RLC-C PDU를 하나의 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)가 붙은 다수개의 MAC-SDU로 변환할 수 있다는 것을, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 재전송을 원하는 서비스 데이터에 대해서는 MAC-PDU에서 다수개의 RLC-C PDU를 하나의 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)가 붙은 하나의 MAC-SDU로 변환할 수 있다는 것을 각각 나타낸다.
이후 피지컬 레이어에서 상기 레이어 2에서 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)가 붙은 다수개의 MAC-SDU 즉, 트랜스포트 블럭(transport block)을 받아 에러를 체크하기 위한 CRC를 각각 붙인 후 각각의 트랜스포트 채널(transport channel)을 통해 무선으로 전송한다.
따라서 본 발명은 효과적인 맥 서브레이어의 기능을 구현하기 위해 안출한 것으로서, 이동통신시스템에서의 맥 서브레이어 간의 피어-투-피어 커뮤니케이션(peer-to-peer communication)을 하기 위한 이동통신시스템에서의 신호 포맷 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법의 특징은, 이동국과 네트워크간의 데이터 전송시 데이터에 MAC 헤더를 부가하여 전송하는 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 있어서, 상기 MAC 헤더는 사용 밴드내의 식별을 위한 모바일 아이덴티파이어(Mobile Identifier) 영역과, 상기 MAC 헤더가 부가된 데이터의 로지컬 채널(logical channel)을 멀티플렉싱하기 위한 MAC-서비스 접근 포인트 아이덴티파이어 영역(MAC-SAP Identifier)과, 다중 유저 플랜의 무선 링크 제어(RLC)를 멀티플렉싱하기 위한 RLC-U 아이덴티파이어(RLC-Us Identifier) 영역과, 상기 데이터를 전송하기 위한 MAC-서비스 데이터 유니트 길이(Length of MAC_SDU) 영역과 MAC-서비스 데이터 유니트 확장(Extention of MAC-SDU) 영역과, 상위 레이어의 정보 및 컨텐션 레졸류션(contention resolution)을 위한 프레임 포맷 아이덴티파이어(Frame Format Identifier) 영역으로 이루어지는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법의 다른 특징은, 상기 프레임 포맷 아이덴티파이어(Frame Format Identifier) 영역은 상위 레이어의 정보를 전송하기 위한 상기 인포메이션 포맷(Information format)과, 컨텐션 레졸류션(contention resolution)을 위한 커맨드 포맷(Command format)과 리스펀스 포맷(Response format)중 어느 하나로 포맷되는데 있다.
본 발명에 따른 프로토콜 데이터 유닛 구조는, 통신 시스템의 송신측의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 계층에서 생성되는 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)의 구조에 있어서, 상위계층으로부터 전달된 적어도 둘 이상의 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit)과, 상기 적어도 둘 이상의 서비스 데이터 유닛의 각각의 제어 정보를 제공하는 적어도 둘 이상의 MAC 헤더(MAC header)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 신호 포맷 방법은, 통신 시스템의 송신측 매체 접속 제어 계층에서의 신호 포맷 방법에 있어서, 상위 계층으로부터 서비스 데이터를 전달받는 단계와, 상기 서비스 데이터의 적어도 일부에 의해 구성되는 적어도 둘 이상의 MAC-SDU(Service Data Unit)와, 상기 적어도 둘 이상의 MAC-SDU의 개수와 관련된 정보를 지시하는 영역을 갖는 헤더(header)를 포함하는 MAC PDU(Protocol Data Unit)를 구성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 데이터 포맷 구조는, 통신 시스템에서 송신측의 특정 계층(layer)에서 생성되는 데이터 포맷 구조에 있어서, 상위계층으로부터 전달된 데이터로 이루어지는 데이터 영역과, 상기 데이터 영역의 길이와 관련된 정보를 제공하는 길이 영역(length region)과, 상기 길이 영역이 제공하는 정보를 보충하는 확장 영역(extension region)을 갖는 헤더(header)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 적용되는 신호의 전송상태를 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 따른 헤더의 포맷 상태를 나타낸 도면이다.
이와 같은 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동통신시스템에서의 이동국과 네트워크간의 통신시 상위 레이어인 무선 자원 제어(RRC: Radio Resource Control, 이하 RRC라 약칭함)에서 서비스 데이터를 전송할 경우 서비스 접근 포인트(Service Access Point:이하 SAP라 약칭함) 인 로지컬 채널(logical channels)의 SCCH(TD)(Synchronization Control Channel), BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel)를 통해 맥 서브레이어(MAC sublayer)로 전송한다.
아울러, RLC_C에서는 상기 RRC의 서비스 데이터를 상기 서비스 접근 포인트(Service Access Point:이하 SAP라 약칭함)인 로지컬 채널(logical channels)의 DCCH(Dedicated Control Channel)를 통해 맥 서브레이어(MAC sublayer)로 전송한다.
또한, LAC(Logical Access Control)에서 전송된 서비스 데이터는 RLC-U(Radio Link Control-User plane)를 통해 상기 서비스 접근 포인트(Service Access Point:이하 SAP라 약칭함)인 로지컬 채널(logical channels)의 DTCH(Dedicated Traffic Channel)를 통해 맥 서브레이어(MAC sublayer)로 전송한다.
그러면 맥(MAC: Medium Access Control) 서브레이어(sublayer)는 전술한 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 다수개의 PU(Payload Unit)로 이루어진 서비스 데이터를 전송 레이트에 맞도록 소정 크기로 각각 분리한 후 이들을 재결합시키기 위한 분리 및 재결합 헤더(segmentation and reassemly header)를 각각 붙인 후 각각의 트랜스포트 채널(transport channel)로 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)를 붙인다.
이때 상기 분리 및 재결합 헤더(segmentation and reassemly header)와 멀티플렉싱 헤더(multiplexing header)로 이루어진 MAC 헤더는 도 3 에 도시된 바와 같 은 포맷으로 이루어진다.
즉 상기 MAC 헤더는 모바일 아이덴티파이어(Mobile Identifier) 영역과, 맥-서비스 접근 포인트 아이덴티파이어 영역(MAC-SAP Identifier)과, RLC-U 아이덴티파이어(RLC-Us Identifier) 영역과, 맥-서비스 데이터 유니트 길이(Length of MAC_SDU) 영역과, 맥-서비스 데이터 유니트 확장(Extention of MAC-SDU) 영역과, 프레임 포맷 아이덴티파이어(Frame Format Identifier) 영역으로 이루어진다.
상기 모바일 아이덴티파이어(Mobile Identifier) 영역은 특정한 이동국(MS)이 공통 다운링크 채널(common downlink channel)로 어드레스되었을 경우 또는 이동국(MS)이 랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel)을 사용할 경우 상기 이동국(MS)의 밴드내 식별(in-band identification)을 위한 영역으로, 유저 식별의 책임은 MAC 서브레이어에 달려있다.
즉, RRC 접속이 존재할 경우에는 레이디오 네트워크 템퍼러리 아이덴티티(Radio Network Temporary Identity: 이하 RNTI약칭함)가, RRC가 접속되지 않는 경우에는 랜덤 레이디오 네트워크 템퍼러리 아이덴티티(Radio Network Temporary Identity:이하 RNTI약칭함)가 된다는 것을 각각 나타낸다.
상기 맥-서비스 접근 포인트 아이덴티파이어 영역(MAC-SAP Identifier)은 MAC 서브레이어가 상위 레이어로부터 MAC-SAP를 통해 전송된 로지컬 채널을 그에 상응하는 레이어 1의 트랜스포트 채널로 멀티플렉싱한다는 것과 레이어 1으로부터 트랜스포트 채널을 통해 수신된 트랜스포트 블럭을 그에 상응하는 MAC-SAP로 디멀티플렉싱한다는 것을 나타낸다.
예를 들면 DCCH-SAP 또는 DTCH-SAP은 DSCH/DCH의 트랜스포트 블록으로 루팅되고, DSCH/DCH의 트랜스포트 블록은 DCCH-SAP 또는 DTCH-SAP로 루팅된다.
상기 RLC-U 아이덴티파이어(RLC-Us Identifier) 영역은 DTCH-SAP의 경우 RLC-U 엔티티가 되며, MAC 서브레이어가 피지컬 레이어에서 전달된 트랜스포트 블록을 각각의 RLC-Us로 디멀티플렉싱한다는 것을 나타낸다.
상기 맥-서비스 데이터 유니트 길이(Length of MAC_SDU) 영역은 MAC SDU의 길이를 나타내며 상기 MAC SDU의 크기가 변한다는 것을 나타낼 수 있다.
상기 맥-서비스 데이터 유니트 확장(Extention of MAC-SDU) 영역은 상기 맥-서비스 데이터 유닛트 길이 영역을 보충하여 상기 MAC SDU의 길이를 정확하게 파악할 수 있도록 하는 역할을 하며 MAC PDU가 다중 MAC SDUs를 갖는다는 것을 나타낼 수 있다. MAC-SDU의 수는 하기한 표 1에 도시된 바와 같이, 다중 MAC SDUs에 대하여 단지 하나의 헤더가 존재할 경우를 나타낸다.
MAC header MAC-SDU MAC-SDU MAC-SDU Fill bits
또한, 다음에 MAC-SDU가 존재하는지 안하는지를 나타내는 MAC-SDU의 확장은 하기한 표 2a 및 표 2b에 도시된 바와 같이, 각각의 MAC-SDU가 MAC 헤더를 갖는다는 것을 나타낸다.
MAC header MAC header MAC header MAC-SDU MAC-SDU MAC-SDU
MAC header MAC-SDU MAC header MAC-SDU MAC header MAC-SDU
그리고 재전송을 요구하지 않는 서비스(ARQ service)에 있어서는 다중 MAC SDUs가 필요하지 않다.
상기 프레임 포맷 아이덴티파이어(Frame Format Identifier) 영역은 정보 전송 및 컨텐션 레졸류션(contention resolution)을 나타내며, 인포메이션 포맷(Information format), 커맨드 포맷(Command format) 및 리스펀스 포맷(Response format)의 세가지의 포맷 형태중 어느 하나로 이루어진다.
상기 인포메이션 포맷(Information format)은 상위 레이어의 정보를 전송하기 위해 사용되며, 커맨드 포맷(Command format)과 리스펀스 포맷(Response format)은 컨텐션 레졸류션(contention resolution)을 위해 사용된다.
즉, 피어 엔티티(peer entity)로부터 MAC-SDU에 포함된 커맨드 포맷(Command format)을 받은 MAC 서브레이어는 상기 커맨드 포맷(Command format)으로 받은 MAC_SDU와 동일한 값을 갖는 리스펀스 포맷(Response format)을 전송한다.
상기와 같은 MAC 서브레이어에서의 헤더 포맷방법을 정리하면 하기한 표 3과 같다.
여기서 ●는 BCH(Broadcast Channel), PCH(Paging Channel), FACH/RACH(Forward Access Channel/Random Access Channel), DSCH(Downlink Shared Channel), DCH(Dedicated Channel)의 트랜스포트 채널(Transport Channels)중 MAC 헤더의 각 영역을 사용할 수 있는 트랜스포트 채널들을 나타낸다.
PDU field Funtions (Services) associated Transport Channels
BCH PCH FACH /RACH DSCH DCH
MAC header Mobile identifier In-band identification ● ●
MAC-SAPs identifier Multiplexing logical channels ● ● ●
RLC-Us identifier Multiplexing multiple RLC-Us ● ● ●
Length of MAC-SDU Data transfer ● ● ● ● ●
Extention of MAC_SDU (Number of MAC-SDU) Data transfer ● ● ● ● ●
Frame format identifier Contention resolution ● ● ● ● ●
MAC-SDU Data transfer ● ● ● ● ●
Fill bits Fitting the transport block size ● ● ● ● ●
여기서, MAC-SDU는 상위 레이어의 PDU에 상응하는 데이터를, Fill bits는 트랜스포트 블록의 크기에 MAC-PDU 사이즈를 위해 사용된다.
이렇게 MAC 서브레이어에서 상기와 같이 헤더(header)를 포맷하고 피지컬 레이어(physical layer)에서 받아들일 수 있는 소정 크기의 트랜스포트 블록(transport block)으로 변환하여 SCH(Synchronization Channel), 첫 번째 CCPCH(Primary Common Control Channel), 두 번째 CCPCH, PRACH(Physical Random Access Channel), DPDCH(Dedicated Phsical Data Channel)의 피지컬 채널(Physical Channel)중 어느 하나의 피지컬 채널(Physical Channel)을 통해 네트워크로 전송한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 신호 포맷방법은 맥 서브레이어(MAC sublayer)에 피어-투-피어 커뮤니케이션(peer-to-peer communication)과 맥 서브레이어(MAC sublayer)가 수행할 펑션을 지원하는 효과적인 방법을 제공한다.
상기 펑션은 전술한 표 3 에 도시된 바와 같이, 인-밴드 아이덴티피케이션(In-band identifier)과 멀티플렉싱 로지컬 채널(Multiplexing multiple channels)과, 멀티플렉싱 멀티플 레이디오 링크 컨트롤-유저 플랜(Multiplexing multiple RLC-Us)과, 데이터 트랜스퍼(data transfer)와, 컨텐션 레졸류션(Contention resolution)으로 이루어진다.

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  10. 통신 시스템의 송신측 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 계층에서의 신호 포맷 방법에 있어서,
    상위 계층으로부터 서비스 데이터를 전달받는 단계; 및
    상기 서비스 데이터의 적어도 일부에 의해 구성되는 적어도 둘 이상의 MAC-SDU(Service Data Unit)와, 상기 적어도 둘 이상의 MAC-SDU의 개수와 관련된 정보를 지시하는 영역을 갖는 하나의 헤더(header)를 포함하는 MAC PDU(Protocol Data Unit)를 구성하는 단계를 포함하는 신호 포맷 방법.
  11. 통신 시스템에서 송신측의 특정 계층(layer)에서 생성되는 데이터 포맷 구조에 있어서,
    상위계층으로부터 전달된 데이터로 이루어지는 데이터 영역; 및
    상기 데이터 영역의 길이와 관련된 정보를 제공하는 길이 영역(length region)과, 상기 길이 영역이 제공하는 정보를 보충하는 확장 영역(extension region)을 갖는 헤더(header)를 포함하는 데이터 포맷 구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서비스 데이터 유닛의 전송 블럭 사이즈를 위해 사용되는 'Fill bits' 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 포맷 구조.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 헤더는 정보 전송을 나타내는 프레임 포맷 아이덴티파이어(frame format identifier) 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 포맷 구조.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 확장 영역은 상기 길이 영역을 보충하여 상기 데이터 영역의 길이를 정확하게 파악할 수 있도록 하는 것임을 특징으로 하는 데이터 포맷 구조.
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