KR100703501B1 - 이동통신시스템에서 블록 승인 프레임 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 패킷의 수신 결과를 통보하는 역할을 충실히 수행하면서도 상시 수신 결과에 따른 정보가 기록되는 영역(비트맵 필드)의 크기를 최적화할 수 비트맵 구조를 제안한다. 이를 위해 송신측에서는 연속하여 전송할 SN 레벨 패킷들의 수와 최대 조각 패킷의 수를 수신측으로 제공한다. 수신측에서는 연속하여 전송할 SN 레벨 패킷들의 수와 최대 조각 패킷의 수에 의해 최적화된 비트맵 구성 방식을 결정한다. 그리고 결정된 비트맵 구성 방식에 의해 각 조각 패킷들에 대한 수신 결과를 송신측으로 보고한다.

ARQ, Block ACK Bitmap, SN level packet, fragmented packet, Sequence Number, Fragmentation Number, Block ACK Request Frame, Block ACK Frame

Description

이동통신시스템에서 블록 승인 프레임 구성방법{METHOD FOR CONFIGURATING BLOCK ACK FRAME IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 블록 ACK 방식의 기본 개념을 설명하기 위한 도면.

도 2 내지 도 4는 종래 비트맵(Bitmap)을 이용하여 수신 결과를 통보하는 예들을 보이고 있는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신측의 동작을 설명하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수신측의 동작을 설명하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 블록 ACK 요청 프레임의 구조를 보이고 있는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 블록 ACK 프레임의 구조를 보이고 있는 도면.

도 9a 내지 도 9c, 도 10a 내지 도 10c 및 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 예들을 보이고 있는 도면.

본 발명은 이동통신시스템에서 패킷 수신 결과를 보고하기 위한 BA 비트맵 (Block Ack Bit Map)을 갖는 블록 승인 프레임 (Block Ack Frame)을 구성하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 채널에서는 다중 경로 페이딩 및 사용자들간 간섭, 잡음 등으로 인해 전송된 패킷에 오류(Error)가 발생할 가능성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 순방향 오류정정부호화(Forward Error Correction Code, FEC) 방식과 ARQ(Automatic Repeat Request) 방식 및 상기 두 방식을 결합한 H-ARQ 방식 등이 있다. 상기 FEC 방식은 잉여의 정보를 추가로 보내 오류가 발생할 확률을 낮추며, 상기 ARQ 방식은 오류 발생시 오류가 발생한 패킷을 재전송하도록 요청한다.

상기 ARQ 방식에서는 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not Acknowledgement) 신호를 사용한다. 상기 ACK/NACK 신호는 수신기가 수신된 패킷에 오류가 있는지 여부를 송신기에 알려주기 위해 사용된다. 송신기는 상기 ACK 신호에 의해 수신기가 해당 패킷의 수신에 성공하였음을 확인하거나, NACK 신호에 의해 수신기가 해당 패킷의 수신에 실패했음을 확인한다. 상기 송신기는 상기 NACK 신호를 수신하게 되면 해당 패킷을 재전송한다.

상기 ARQ 방식에는 전송 패킷 별로 수신 결과를 통보 받는 일반적인 ACK 방식 외에 블록 ACK 방식이 존재한다. 상기 블록 ACK 방식은 전송된 복수의 패킷들에 대한 수신 결과를 블록 ACK 메시지를 통해 일괄적으로 통보 받는 방식이다.

도 1은 일반적인 블록 ACK 방식의 기본 개념을 설명하기 위한 도면으로, 세 개의 패킷 단위로 블록 ACK 방식을 적용한 예를 가정하고 있다.

도 1을 참조하면, 송신기는 세 개의 패킷들(Packet #1, Packet #2, Packet #3)을 순차적으로 전송한다. 상기 세 개의 패킷들(Packet #1, Packet #2, Packet #3)은 동일한 DA(Destination Address)(일 예로 DA 2)를 가진다. 상기 패킷들(Packet #1, Packet #2, Packet #3) 각각에 대해서는 시퀀스 넘버(SN; Sequence Number)와 조각 넘버(FN; Fragmentation Number)가 부여된다. 상기 SN은 상위 계층으로부터 패킷이 전달되는 순서를 의미한다. 동일한 SN을 가지는 패킷이라 하더라도 필요에 따라 복수의 패킷들로 나뉘어 전송할 수 있다. 상기 FN은 동일한 SN을 가지는 패킷으로부터 나누어진 복수의 패킷들의 전송 순서를 의미한다.

수신기에서는 수신한 패킷의 SN, FN을 이전에 수신한 패킷들의 SN, FN과 비교함으로써, 연속적인 수신 및 수신하지 못한 패킷을 확인한다. 후술 될 설명에서는 상기 SN 레벨에서의 패킷을 SN 레벨 패킷이라 명명한다. 상기 SN 레벨 패킷으로부터 나누어진 패킷을 조각 패킷(Fragmentation Packet)이라 명명한다. 상기 SN 레벨 패킷 또는 상기 조각 패킷이라 명명하지 않고, 패킷이라고 명명하는 경우에는 전술한 두 가지 형태의 패킷을 통칭하는 것으로 해석되어야 한다.

상기 세 개의 패킷들 중 제1 및 제2패킷(Packet #1, Packet #2)은 동일한 SN(일 예로 SN 1)과 상이한 FN들(일 예로 Frag 1, Frag 2)을 가지는 조각 패킷이다. 제3패킷(Packet #3)은 상기 제1 및 제2패킷(Packet #1, Packet #2)과 상이한 SN(일 예로 SN 2)을 가지는 SN 레벨 패킷이다.

도 1에서는 수신기에 의해 제1 및 제3패킷(Packet #1, Packet #3)이 성공적으로 수신되고, 제2패킷(Packet #2)을 수신하는 데 실패한 예를 가정하고 있다.

상기 수신기는 상기 수신 결과에 의해 블록 ACK 메시지를 구성하여 송신기로 전송한다. 상기 블록 ACK 메시지는 헤더와 페이로드로 구성된다. 상기 헤더에는 목적지 주소 DA1이 기록된다. 상기 목적지 주소 DA1은 상기 송신기의 주소이다. 상기 페이로드에는 수신한 패킷들 각각에 대한 수신 결과들이 기록된다.

앞의 가정을 적용하면, 제1 및 제3패킷(Packet #1, Packet #3)에 대응한 수신 결과는 ACK 정보가 기록된다. 상기 제2패킷(Packet #2)에 대응한 수신 결과는 NACK 정보가 기록된다. 상기 수신 결과에는 해당 패킷의 SN과 FN이 함께 기록된다.

상기 송신기는 블록 ACK 메시지를 수신한다. 상기 송신기는 상기 블록 ACK 메시지에 의해 제1 및 제3패킷(Packet #1, Packet #3)이 정상적으로 수신되었으며, 제2패킷(Packet #2)을 수신하는 데는 실패하였음을 확인한다. 그 후 도 1에서는 보이고 있지 않으나 상기 송신기는 상기 제2패킷(Packet #2)을 재 전송한다.

전술한 바와 같이 하나의 블록 ACK 메시지에 수신된 모든 패킷들에 대한 수신 결과를 기록하는 방법은 다양하게 구현될 수 있다. 그러나 가장 작은 길이의 메시지를 사용하기 위해 비트맵 방식이 사용된다.

도 2 내지 도 4는 비트맵(Bitmap)을 이용하여 수신 결과를 통보하는 예들을 보이고 있는 도면이다.

도 2를 참조하면, 블록 ACK 메시지는 블록 ACK 시작 시퀀스 필드(Block ACK Starting Sequence Filed)와 비트맵 필드로 구성된다. 상기 비트맵 필드는 N개의 ACK 리포트 필드들로 구성된다. 상기 N은 최대 SN에 대응하는 값으로, ACK 가능한 최대 시퀀스의 개수를 의미한다. 즉 상기 N은 하나의 블록 ACK로 처리할 수 있는 SN 레벨 패킷들의 최대 허용 개수로 정의할 수 있다.

상기 블록 ACK 시작 시퀀스 필드에는 해당 메시지 내의 비트맵이 다루는 첫 번째 SN 레벨 패킷의 SN이 기록된다. 상기 비트맵 필드에는 상기 블록 ACK 시작 시퀀스 필드에 기록된 SN을 갖는 패킷을 시작으로 하여 연속되는 N개의 패킷들 각각에 대한 수신 결과가 기록된다.

상기 비트맵 필드를 구성하는 각 ACK 리포트 필드들은 하나의 SN 레벨 패킷으로부터 최대한 나누어질 수 있는 조각 패킷들의 수(Mⅹ8)만큼의 영역들(b0, b1, b2, ..., b(n), ..., b(8ⅹM-1)로 구분된다. 이하 상기 영역들(b0, b1, b2, ..., b(n), ..., b(8ⅹM-1))을 수신 결과 정보 필드라 칭한다. 이는 수신 결과가 조각 패킷 별로 통보되기 때문이다. 따라서 상기 수신 결과가 1비트로 표현된다고 할 때, 하나의 SN 레벨 패킷에 대한 총 수신 결과 정보 필드들로는 M 옥텟(octet)이 필요하다. 그리고 상기 비트맵 필드의 전체 길이는 MⅹN 옥텟이 된다.

예컨대 블록 ACK 시작 시퀀스 필드에 SN 1이 기록된 경우, SN이 1이면서 FN이 n-1인 조각 패킷에 대한 수신 결과는 수신 결과 정보 필드 b(n)(210)에 기록될 것이다. 상기 조각 패킷을 수신하는데 성공하였다면, 상기 수신 결과 정보 필드 b(n)(210)에는 1이 기록된다. 그렇지 않고 상기 조각 패킷을 수신하는데 실패하였 다면, 상기 수신 결과 정보 필드 b(n)(210)에는 0이 기록된다. 이는 1이 수신 성공을 나타내는 식별 비트이고, 0이 수신 실패를 나타내는 식별 비트임을 가정한다. 다른 예로써, 블록 ACK 시작 시퀀스 필드에 5가 기록되었다고 할 때, SN이 6이면서 FN이 3인 조각 패킷이 성공적으로 수신되었을 경우, 두 번째 옥텟의 세 번째 비트를 1로 세팅한다.

도 3은 전술한 일반적인 예를 802.16에 적용한 예를 보이고 있으며, 도 4는 전술한 일반적인 예를 802.11e에 적용 예를 보이고 있다.

도 3에서 보이고 있는 블록 ACK 메시지는 연결 식별자(Connection ID) 필드, ACK 제어(ACK Control) 필드 및 복수의 ACK MAP 필드들로 구성된다. 상기 ACK 제어 필드는 시작 시퀀스 넘버가 기록되는 필드(FSN)와 시퀀스의 개수(Number of ACK MAP(m))가 기록되는 필드를 포함한다. 상기 ACK MAP 필드들은 상기 시퀀스의 개수만큼이 존재한다. 상기 각 ACK MAP 필드들은 도 2에서의 ACK 리포트 필드와 동일한 구조를 가진다. 도 3에 있어 연결 식별자(Connection ID) 필드, ACK 제어(ACK Control) 필드 및 복수의 ACK MAP 필드들 각각은 2 옥텟으로 구성된다. 따라서 블록 ACK 메시지는 (m+2)×2의 전체 길이를 가진다. 통상적으로 802.16에서 m은 가변되는 값이고, 최대 조각 패킷들의 개수는 16이다.

도 4에서 보이고 있는 블록 ACK 메시지는 블록 승인 시작 시퀀스 제어 필드((Block ACK Starting Sequence Control)와 블록 승인 (BA; Block ACK) 비트맵 필드를 포함한다. 상기 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 상기 BA 비트맵 필드에 기록된 시작 시퀀스를 가리키는 정보가 기록된다. 상기 BA 비트맵 필드는 복수의 ACK MAP 필드들로 구성된다. 상기 각 ACK MAP 필드들은 도 2에서의 ACK 리포트 필드와 동일한 구조를 가진다. 예컨대 상기 802.11의 경우, 동시에 최대 64개의 SN 레벨 패킷들에 대한 ACK 처리가 가능하며, 하나의 SN 레벨 패킷은 최대 16개의 조작 패킷들로 나누어질 수 있다. 따라서 ACK MAP 필드들 각각이 2 옥텟으로 구성되는 경우 상기 BA 비트맵 필드는 128 옥텟의 크기를 유지하여야 한다.

전술한 바와 같이 종래 비트맵을 이용하여 수신 결과를 통보하게 되면, 불필요한 자원의 낭비가 발생한다. 즉 종래에는 SN 레벨 패킷들 각각이 최대 조각 패킷들로 나누어질 것을 감안하여 비트맵을 구성하고 있다. 따라서 조작 패킷으로 나누어지지 않거나 최대 개수만큼의 조각 패킷들로 나누어지지 않은 SN 레벨 패킷에 대응한 수신 결과를 전송하는 경우에는, 비트맵 필드에서 사용하지 않는 수신 결과 정보 필드들이 발생하게 된다. 이러한 수신 결과 정보 필드들은 불필요한 자원이라고 할 수 있다.

따라서 본 발명은 수신 결과 정보를 전송할 블록 승인 프레임의 길이를 최소화하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 BA 비트맵의 크기를 사전 협상에 의해 최적화시키기 위한 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 BA 비트맵 크기를 사전 협상에 의해 최적화시키기 위한 블록 승인 프레임 구조를 제공한다.

또한 본 발명은 비트맵 크기를 최적화 시키기 위해 송신측에서 SN 레벨 패킷들의 개수와 최대 조각 패킷들의 개수를 수신측으로 전송하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 SN 레벨 패킷들의 개수와 최대 조각 패킷들의 개수에 의해 BA 비트맵의 크기를 최적화시키는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 SN 레벨 패킷들의 개수와 최대 조각 패킷들의 개수에 의해 BA 비트맵 크기를 최적화시키기 위한 블록 승인 프레임 구조를 제공한다.

상술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템에서 송신측으로부터 블록 승인 요청 프레임을 수신하고, 상기 수신된 블록 승인 요청 프레임으로부터 비트맵 크기 결정 정보를 번역하는 과정과, 상기 번역된 비트맵 크기 결정 정보에 의해 BA 비트맵의 전체 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기의 BA 비트맵을 포함하도록 블록 승인 프레임을 구성하는 과정에 의해 을 구성하는 방법을 제안한다.

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이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 패킷의 수신 결과를 통보하는 역할을 충실히 수행하면서도 수신 결과에 따른 정보가 기록되는 필드(비트맵 필드)의 크기를 최적화시킬 수 있는 구조의 메시지를 제안한다.

이를 위해 본 발명에서는 송신측에서 연속적인 데이터 프레임들과 함께 블록 ACK 요청 프레임을 전송하는 시스템을 가정한다. 상기 블록 ACK 요청 프레임은 각 데이터 프레임의 수신 결과를 전송하기 위해 필요한 정보를 포함한다. 상기 블록 ACK 요청 프레임은 상기 연속적인 데이터 프레임들이 전송되기 전 또는 후에 전송할 수 있다. 물론 상기 블록 ACK 요청 프레임과 상기 연속적인 데이터 프레임들이 동시에 전송하는 것도 가능하다.

수신측은 연속적인 데이터 프레임들과 블록 ACK 요청 프레임을 수신한다. 상기 수신측은 상기 블록 ACK 요청 프레임을 통해 수신한 정보에 의해 BA 비트맵 (이하 "BA 비트맵"이라 칭함)을 구성한다. 그리고 상기 BA 비트맵을 통해 상기 연속적인 데이터 프레임들의 수신 결과를 송신측으로 전송한다. 상기 BA 비트맵은 블록 ACK 프레임을 통해 상기 송신측으로 통보된다.

본 발명에서는 블록 ACK 요청 프레임을 통해 '연속하여 전송할 SN 레벨 패킷들의 개수(m)'와 '최대 조각 패킷들의 개수(n)'에 관한 정보를 전송한다. 통상적으로 SN 레벨 패킷은 필요에 따라 복수의 조각 패킷들로 분할되어 전송된다. 상기 최대 조각 패킷들의 개수(n)는 연속하여 전송할 SN 레벨 패킷들 중 가장 많이 분할된 조각 패킷들의 개수로 정의된다.

후술 될 본 발명의 상세한 설명에서는 송신측에서 블록 ACK 요청 프레임을 전송하기 위한 동작과, 상기 블록 ACK 요청 프레임의 구조에 대해 구체적으로 살펴볼 것이다. 그리고 수신측에서 블록 ACK 프레임을 통해 조각 패킷 별로의 수신 결과를 보고하는 동작과, 상기 블록 ACK 프레임의 구조에 대해 구체적으로 살펴볼 것이다.

본 발명의 적용 예에서는 연속하여 전송할 SN 레벨 패킷들의 개수(m)와 최대 조각 패킷들의 개수(n)를 임의로 부여할 때의 동작을 살펴보도록 한다.

A. 송/수신측의 동작

이하 본 발명의 실시 예에 따른 송신측과 수신측의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신측의 동작을 설명하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

도 5를 참조하면, 510단계에서 전송할 SN 레벨 패킷의 개수(m)를 결정한다. 상기 m의 결정은 연속하여 전송하고자 하는 SN 레벨 패킷들의 개수에 의해 이루어진다. 상기 SN 레벨 패킷은 복수의 조각 패킷들로 분할되어 전송될 수 있다. 512단계에서는 각 SN 패킷들의 분할 상태를 확인한다. 즉 각 SN 패킷들이 분할된 조각 패킷들의 개수를 파악하여, 가장 많은 분할이 이루어진 SN 패킷을 찾는다. 그리고 상기 찾은 SN 패킷이 분할된 조각 패킷의 개수를 최대 조각 패킷 개수(n)로 결정한다.

514단계에서는 앞서 결정된 m과 n을 포함하도록 블록 ACK 요청(BAR; Block ACK Request) 프레임을 구성한다. 이때 상기 BAR 프레임의 블록 ACK 시작 시퀀스 제어 필드에는 전송할 SN 레벨 패킷들 중 최초로 전송할 SN 레벨 패킷의 시퀀스 번호(SN; Sequence Number)를 기록한다. 상기 송신측은 상기 BAR 프레임을 수신측으로 전송한다. 상기 BAR 프레임의 구조는 도 7에서 예시되고 있다. 도 7을 참조한 상기 BAR 프레임의 구조에 대한 설명은 후술 될 것이다.

도 5에서는 보이고 있지 않으나 m 개의 SN 레벨 패킷들은 해당 BAR 프레임이 전송되기 전 또는 전송된 후에 연속하여 전송될 수 있다. 물론 동시에 전송하는 것도 가능하다. 그리고 송신측은 m 개의 SN 레벨 패킷들의 조각 패킷들 각각에 대응한 수신 결과를 수신측으로부터 제공받게 된다. 상기 조각 패킷 별 수신 결과는 BA 프레임을 통해 제공된다. 상기 송신측은 상기 BA 프레임을 통해 획득한 각 조각 패킷들의 수신 결과에 의해 조각 패킷들의 재 전송을 실시한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수신측의 동작을 설명하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

도 6을 참조하면, 610단계에서 BAR 프레임을 수신한다. 612단계에서는 상기 BAR 프레임으로부터 m, n을 확인한다.

상기 m, n을 확인하면, 614단계 내지 618단계를 통해 BA 비트맵의 구성 방식을 결정한다. 상기 BA 비트맵의 구성 방식은 BA 비트맵의 전체 크기, 하나의 SN 레벨 패킷에 대한 비트맵 크기 및 패딩 처리할 비트 수에 의해 결정된다.

상기 614단계에서는 BA 비트맵의 전체 크기를 결정한다. 상기 BA 비트맵의 전체 크기는 앞서 확인한 m, n에 의해 결정된다. 하기 <수학식 1>은 상기 BA 비트맵의 전체 크기를 결정하는 일 예를 보이고 있다.

상기 <수학식 1>에서 ceiling [x]는 x를 넘는 정수들 중 최소 정수를 의미한다. 그리고 옥텟을 단위로 하는 BA 비트맵의 전체 크기에 8을 곱하여 비트를 단위로 하는 BA 비트맵의 전체 크기로 표현할 수 있다.

예컨대 m이 2이고, n이 7인 경우를 가정하면, BA 비트맵의 전체 크기는 'ceiling [1.75]'로 표현된다. 상기 'ceiling [1.75]'는 1.75보다 큰 정수들 중 최소 정수를 의미하므로, 그 결과는 '2'가 된다. 따라서 BA 비트맵의 전체 크기는 2 옥텟(octets)으로 결정된다.

상기 616단계에서는 SN 레벨 패킷 별로 지정되는 BA 비트맵의 크기를 결정한다. 바람직하기에는 모든 SN 레벨 패킷들에 대해 BA 비트맵의 크기를 동일하게 할당한다. 이와 같이 BA 비트맵의 크기를 동일하게 할당하는 경우에는 하나의 SN 레벨 패킷에 대한 BA 비트맵의 크기를 결정하여, 나머지 SN 레벨 패킷들에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 예컨대 상기 BA 비트맵 크기는 앞서 확인한 n 비트로 결정한다. 이는 조각 패킷 별로 수신 결과를 통보하여야 하기 때문이다.

한편 전술한 바에 의하면 SN 레벨 패킷 별로 할당될 BA 비트맵의 크기들의 합은 BA 비트맵의 전체 크기를 초과하지 않는다. 즉 SN 레벨 패킷 별로 n 비트의 BA 비트맵의 크기를 할당할 경우, 상기 BA 비트맵의 전체 크기와 일치하거나 잉여 비트가 발생한다. 618단계에서는 상기 잉여 비트를 패딩 처리할 비트 수로 결정한다. 하지만 SN 레벨 패킷 별로 할당된 BA 비트맵의 크기의 총 합이 BA 비트맵의 전체 크기와 일치할 때에는 패딩 처리할 비트가 존재하지 않는다. 상기 패딩 처리할 비트 수는 하기 <수학식 2>에 의해 일반화될 수 있다.

상기 <수학식 2>에서의 단위는 비트(bit)이다.

620단계에서는 BA 비트맵을 구성한다. 상기 BA 비트맵의 구조는 앞서 결정된 BA 비트맵의 전체 크기, SN 레벨 패킷 별 BA 비트맵의 크기 및 패딩 처리할 비트 수에 의해 결정된다. 그리고 각 조각 패킷 별들의 수신 결과에 따른 비트 값을 대응하는 비트 위치에 삽입한다. 이때 비트 위치는 조각 패킷이 가지는 SN과 FN을 참조한다. 상기 수신 결과에 따른 비트 값은 1(success)과 0(fail)이 사용된다.

상기 BA 비트맵의 구조는 도 8에서 예시되고 있다. 도 8을 참조한 상기 BA 비트맵의 구조에 대한 설명은 후술 될 것이다. 그리고 상기 각 조각 패킷들에 대한 수신 결과에 따른 비트 값을 대응하는 비트 위치에 삽입하는 예들은 도 9 내지 도 11에서 보이고 있다. 이에 대한 구체적인 설명 또한 후술 될 것이다.

622단계에서는 상기 BA 비트맵을 포함하는 BA 프레임을 구성하고, 이를 송신측으로 전송한다.

B. BAR 프레임 구조

이하 본 발명의 실시 예에 따라 송신측으로부터 전송되는 BAR 프레임의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제안하고자 하는 BAR 프레임의 구조는 연속적으로 전송하고자 하는 SN 레벨 패킷들의 개수(m)와 가장 많은 분할이 이루어진 SN 레벨 패킷의 조각 패킷들의 개수(n)에 관한 정보를 포함하는 것에 특징이 있다.

도 7에서는 전술한 특징이 반영된 BAR 프레임의 구조를 예시하고 있다.

도 7을 참조하면, BAR 프레임은 BAR 제어 필드(BAR Control)와 BA 시작 시퀀스 제어 필드(Block ACK Starting Sequence Control)을 가진다. 상기 BAR 제어 필드와 상기 BA 시작 시퀀스 제어 필드의 크기는 2 옥텟이다.

상기 BAR 제어 필드는 Num of MSDUs 필드와 Max. num of Frag. 필드를 포함한다. 상기 Num of MSDUs 필드에는 연속적으로 전송하고자 하는 SN 레벨 패킷들의 개수(m) 값이 기록된다. 상기 Max. num of Frag. 필드에는 가장 분할이 많이 이루어진 SN 레벨 패킷의 조각 패킷들의 개수(n) 값이 기록된다. 상기 Num of MSDUs 필드의 크기는 6비트이며, 상기 Max. num of Frag. 필드의 크기는 4비트이다.

상기 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 연속적으로 전송하고자 하는 SN 레벨 패킷들 중 최초로 전송될 SN 레벨 패킷이 가지는 SN이 기록된다.

C. BA 프레임 구조

이하 본 발명의 실시 예에 따라 수신측으로부터 전송되는 BA 프레임의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제안하고자 하는 BA 프레임의 구조는 송신측으로부터 제공되는 m, n을 이용하여 최적의 비트맵 구조를 갖도록 하는 것에 특징이 있다.

도 8은 전술한 특징이 반영된 BA 프레임의 구조를 예시하고 있다.

도 8을 참조하면, BA 프레임은 BA 시작 시퀀스 제어 (Block ACK Starting Sequence Control) 필드와 BA 비트맵 (Block ACK Bitmap) 필드를 가진다.

상기 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 연속하여 수신한 SN 레벨 패킷들의 SN들 중 가장 앞서는 SN이 기록된다.

상기 BA 비트맵 필드의 전체 크기는 상기 <수학식 1>에 의해 결정된다. 즉 상기 BA 비트맵 필드의 전체 크기는 BAR 프레임을 통해 수신한 m, n에 의해 결정할 수 있다. 상기 BA 비트맵 필드는 m개의 BA 비트맵들로 구성된다. 상기 m개의 비트맵들 각각은 n 비트로 구성된다. 상기 BA 비트맵을 구성하는 각 비트들은 해당 조각 패킷의 수신 결과를 표현한다. 상기 각 BA 비트맵들은 연속하여 수신된 SN 레벨 패킷들 중 하나에 대응하며, 대응하는 SN 레벨 패킷의 조각 패킷들에 대한 수신 결과가 기록된다. 이때 상기 BA 비트맵 내에서 조각 패킷의 수신 결과를 기록한 비트 위치는 상기 조각 패킷이 가지는 SN과 FN에 의해 지정된다. 상기 BA 비트맵 필드에서 상기 BA 비트맵들로 사용되지 않는 잔여 비트들(Remaining bits)은 패딩(padding) 처리된다. 상기 패딩 처리할 비트 수는 상기 <수학식 2>에 의해 일반화될 수 있다.

D. 적용 예

이하 본 발명의 실시 예에 대해 사례 별로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 9a 내지 도 9c는 송신측으로부터 연속하여 전송된 모든 SN 레벨 패킷들이 정상적으로 수신된 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 9a에서는 세 개의 SN 레벨 패킷들(SN = 10, 11, 12)이 연속하여 전송됨을 보이고 있다. 여기서 SN이 10인 SN 레벨 패킷은 4개의 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)로 분할되었고, SN이 11인 SN 레벨 패킷은 3개의 조각 패킷들(11-1, 11-2, 11-3)로 분할되었다. 그리고 SN이 12인 SN 레벨 패킷은 5개의 조각 패킷들(12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5)로 분할되었다. 따라서 m은 3으로 결정되고, n은 5로 결정된다. 상기 n이 5로 결정되는 것은, 하나의 SN 레벨 패킷으로부터 최대로 분할된 조각 패킷의 개수가 5이기 때문이다.

도 9b는 BAR 제어 필드에 m이 3, n이 5로 설정된 BAR 프레임의 구조를 보이고 있다. 한편 연속하여 전송되는 세 개의 SN 레벨 패킷들 중 최초로 전송되는 SN 레벨 패킷의 SN은 10이다. 따라서 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

수신측은 도 9b의 구조를 가지는 BAR 프레임을 수신하면, BAR 제어 필드와 BA 시작 시퀀스 제어 필드에 기록된 정보를 확인한다. 이로써 수신측은 10, 11, 12를 SN으로 하는 3개의 SN 레벨 패킷들이 연속하여 전송되었으며, 그 중 최대로 분할된 조각 패킷의 개수는 5개임을 인지한다.

그 후 수신측에서는 상기 <수학식 1>에 의해 BA 비트맵의 전체 크기를 결정한다. 상기 <수학식 1>에 의하면 BA 비트맵의 전체 크기는 2 옥텟 (16비트)으로 결정된다. 그리고 각 SN 레벨 패킷들에 대응한 수신 결과 표시 비트들은 5비트로 결정한다. 이는 SN이 12인 SN 레벨 패킷이 5개의 조각 패킷들로 분할되어 있어, 각 조각 패킷 별로의 수신 결과를 표시하기 위해서는 최소 5비트가 필요하기 때문이다.

상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷을 구성하는 4개의 조각 패킷들은 모두 정상적으로 수신되었다. 따라서 상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 11110로 설정된다 (도 9c에서 원문자 1로 표시). 상기 1로 설정된 상위 4비트는 각 조각 패킷들의 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 마지막 1비트는 대응하는 조각 패킷이 존재하지 않아 0으로 설정되었다.

상기 SN이 11인 SN 레벨 패킷을 구성하는 3개의 조각 패킷들은 모두 정상적으로 수신되었다. 따라서 상기 SN이 11인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 11100로 설정된다 (도 9c에서 원문자 2로 표시). 상기 1로 설정된 상위 3비트는 각 조각 패킷들의 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 하위 2비트는 대응하는 조각 패킷이 존재하지 않아 0으로 설정되었다.

상기 SN이 12인 SN 레벨 패킷을 구성하는 5개의 조각 패킷들은 모두 정상적으로 수신되었다. 따라서 상기 SN이 12인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 11111로 설정된다 (도 9c에서 원문자 3으로 표시). 상기 1로 설정된 5비트의 수신 결과 표시 비트들은 각 조각 패킷들의 정상적으로 수신되었음을 표시한다.

한편 각 SN 레벨 패킷 별로 5비트의 수신 결과 표시 비트들을 할당하게 되면, 전체 크기가 2 옥텟 (16비트)으로 결정된 비트맵에서 1비트의 잉여 비트가 발생한다. 이는 상기 <수학식 2>에 의해 결정된다. 상기 수신측은 상기 잉여 비트에 대해 패딩 처리한다. 즉 상기 잉여 비트를 0으로 설정한다.

결론적으로 연속하여 전송되는 3개의 SN 레벨 패킷들에 대한 수신 결과는 11110 11100 11111 0로 결정된다. 상기 결정된 수신 결과는 BA 프레임의 BA 비트맵 필드에 기록된다. 그리고 BA 프레임의 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

도 10a 내지 도 10c와 도 11a 내지 도 11c는 송신측으로부터 연속하여 전송된 SN 레벨 패킷들 중 일부 SN 레벨 패킷을 정상적으로 수신하지 못한 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 10a에서는 세 개의 SN 레벨 패킷들(SN = 10, 11, 12)이 연속하여 전송됨을 보이고 있다. 여기서 SN이 10인 SN 레벨 패킷은 4개의 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)로 분할되었고, SN이 11인 SN 레벨 패킷은 3개의 조각 패킷들(11-1, 11-2, 11-3)로 분할되었다. 그리고 SN이 12인 SN 레벨 패킷은 5개의 조각 패킷들(12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5)로 분할되었다. 따라서 m은 3으로 결정되고, n은 5로 결정된다. 상기 n이 5로 결정되는 것은, 하나의 SN 레벨 패킷으로부터 최대로 분할된 조각 패킷의 개수가 5이기 때문이다. 그리고 상기 조각 패킷들 중 11-2, 12-2, 12-4에 해당하는 조각 패킷들은 수신에 실패하였다.

도 10b는 BAR 제어 필드에 m이 3, n이 5로 설정된 BAR 프레임의 구조를 보이고 있다. 한편 연속하여 전송되는 세 개의 SN 레벨 패킷들 중 최초로 전송되는 SN 레벨 패킷의 SN은 10이다. 따라서 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

수신측은 도 10b의 구조를 가지는 BAR 프레임을 수신하면, BAR 제어 필드와 BA 시작 시퀀스 제어 필드에 기록된 정보를 확인한다. 이로써 수신측은 10, 11, 12를 SN으로 하는 3개의 SN 레벨 패킷들이 연속하여 전송되었으며, 그 중 최대로 분할된 조각 패킷의 개수는 5개임을 인지한다.

그 후 수신측에서는 상기 <수학식 1>에 의해 비트맵 전체 크기를 결정한다. 상기 <수학식 1>에 의하면 비트맵 전체 크기는 2 옥텟(16비트)으로 결정된다. 그리고 각 SN 레벨 패킷들에 대응한 수신 결과 표시 비트들은 5비트로 결정한다. 이는 SN이 12인 SN 레벨 패킷이 5개의 조각 패킷들로 분할되어 있어, 각 조각 패킷 별로의 수신 결과를 표시하기 위해서는 최소 5비트가 필요하기 때문이다.

상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷을 구성하는 4개의 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)은 모두 정상적으로 수신되었다. 따라서 상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 11110로 설정된다(도 10c에서 원문자 1로 표시). 상기 1로 설정된 상위 4비트는 각 조각 패킷들의 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 마지막 1비트는 대응하는 조각 패킷이 존재하지 않아 0으로 설정되었다.

상기 SN이 11인 SN 레벨 패킷을 구성하는 3개의 조각 패킷들(11-1, 11-2, 11-3) 중 11-1, 11-3에 해당하는 조각 패킷은 정상적으로 수신되었으나 11-2에 해당하는 조각 패킷은 정상적으로 수신하지 못하였다. 따라서 상기 SN이 11인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 10100로 설정된다(도 10c에서 원문자 2로 표시). 상기 1로 설정된 비트는 해당 조각 패킷들(11-1, 11-3)이 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 하지만 0으로 설정된 비트는 해당 조각 패킷(11-2)이 정상적으로 수신되지 않았음을 표시한다. 하위 2비트는 대응하는 조각 패킷이 존재하지 않아 0으로 설정되었다.

상기 SN이 12인 SN 레벨 패킷을 구성하는 5개의 조각 패킷들(12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5) 중 12-1, 12-3, 12-5에 해당하는 조각 패킷들은 정상적으로 수신되었으나 12-2, 12-4에 해당하는 조각 패킷들은 정상적으로 수신하지 못하였다. 따라서 상기 SN이 12인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 10101로 설정된다(도 10c에서 원문자 3으로 표시). 상기 1로 설정된 비트는 해당 조각 패킷들(12-1, 12-3, 12-5)이 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 하지만 0으로 설정된 비트는 해당 조각 패킷들(12-2, 12-4)이 정상적으로 수신되지 않았음을 표시한다.

한편 각 SN 레벨 패킷 별로 5비트의 수신 결과 표시 비트들을 할당하게 되면, 전체 크기가 2 옥텟(16비트)으로 결정된 비트맵에서 1비트의 잉여 비트가 발생한다. 이는 상기 <수학식 2>에 의해 결정된다. 상기 수신측은 상기 잉여 비트에 대해 패딩 처리한다. 즉 상기 잉여 비트를 0으로 설정한다.

결론적으로 연속하여 전송되는 3개의 SN 레벨 패킷들에 대한 수신 결과는 11110 11100 11111 0로 결정된다. 상기 결정된 수신 결과는 BA 프레임의 BA 비트맵 필드에 기록된다. 그리고 BA 프레임의 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

도 11a에서는 두 개의 SN 레벨 패킷들(SN = 10, 11)이 연속하여 전송됨을 보이고 있다. 여기서 SN이 10인 SN 레벨 패킷은 7개의 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, 10-7)로 분할되었고, SN이 11인 SN 레벨 패킷은 5개의 조각 패킷들(11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5)로 분할되었다. 따라서 m은 2으로 결정되고, n은 7로 결정된다. 상기 n이 7로 결정되는 것은, 하나의 SN 레벨 패킷으로부터 최대로 분할된 조각 패킷의 개수가 7이기 때문이다. 그리고 상기 조각 패킷들 중 10-3, 10-6, 11-2에 해당하는 조각 패킷들은 수신에 실패하였다.

도 11b는 BAR 제어 필드에 m이 2, n이 7로 설정된 BAR 프레임의 구조를 보이고 있다. 한편 연속하여 전송되는 두 개의 SN 레벨 패킷들 중 최초로 전송되는 SN 레벨 패킷의 SN은 10이다. 따라서 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

수신측은 도 11b의 구조를 가지는 BAR 프레임을 수신하면, BAR 제어 필드와 BA 시작 시퀀스 제어 필드에 기록된 정보를 확인한다. 이로써 수신측은 10, 11을 SN으로 하는 2개의 SN 레벨 패킷들이 연속하여 전송되었으며, 그 중 최대로 분할된 조각 패킷의 개수는 7개임을 인지한다.

그 후 수신측에서는 상기 <수학식 1>에 의해 BA 비트맵의 전체 크기를 결정한다. 상기 <수학식 1>에 의하면 BA 비트맵의 전체 크기는 2 옥텟 (16비트)으로 결정된다. 그리고 각 SN 레벨 패킷들에 대응한 수신 결과 표시 비트들은 7비트로 결정한다. 이는 SN이 10인 SN 레벨 패킷이 7개의 조각 패킷들로 분할되어 있어, 각 조각 패킷 별로의 수신 결과를 표시하기 위해서는 최소 7비트가 필요하기 때문이다.

상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷을 구성하는 7개의 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, 10-7) 중 10-1, 10-2, 10-4, 10-5, 10-7에 해당하는 조각 패킷들은 정상적으로 수신되었으나 10-3, 10-6에 해당하는 조각 패킷들은 정상적으로 수신하지 못하였다. 따라서 상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 1101101로 설정된다(도 11c에서 원문자 1로 표시). 상기 1로 설정된 비트는 해당 조각 패킷들(10-1, 10-2, 10-4, 10-5, 10-7)이 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 하지만 0으로 설정된 비트는 해당 조각 패킷(10-3, 10-6)이 정상적으로 수신되지 않았음을 표시한다.

상기 SN이 10인 SN 레벨 패킷을 구성하는 5개의 조각 패킷들(11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5) 중 11-1, 11-3, 11-4, 11-5에 해당하는 조각 패킷들은 정상적으로 수신되었으나 11-2에 해당하는 조각 패킷은 정상적으로 수신하지 못하였다. 따라서 상기 SN이 11인 SN 레벨 패킷에 대한 수신 결과 표시 비트들은 1011100로 설 정된다(도 11c에서 원문자 2로 표시). 상기 1로 설정된 비트는 해당 조각 패킷들(11-1, 11-3, 11-4, 11-5)이 정상적으로 수신되었음을 표시한다. 하지만 0으로 설정된 비트는 해당 조각 패킷(11-2)이 정상적으로 수신되지 않았음을 표시한다. 하위 2비트는 대응하는 조각 패킷이 존재하지 않아 0으로 설정되었다.

한편 각 SN 레벨 패킷 별로 7비트의 수신 결과 표시 비트들을 할당하게 되면, 전체 크기가 2 옥텟 (16비트)으로 결정된 BA 비트맵에서 2비트의 잉여 비트가 발생한다. 이는 상기 <수학식 2>에 의해 결정된다. 상기 수신측은 상기 잉여 비트에 대해 패딩 처리한다. 즉 상기 잉여 비트를 0으로 설정한다.

결론적으로 연속하여 전송되는 3개의 SN 레벨 패킷들에 대한 수신 결과는 1101101 1011100 00로 결정된다. 상기 결정된 수신 결과는 BA 프레임의 BA 비트맵 필드에 기록된다. 그리고 BA 프레임의 BA 시작 시퀀스 제어 필드에는 10이 기록된다.

전술한 본 발명에서는 송신측이 BA 비트맵의 크기를 사전에 협상하기 위해 연속하여 전송할 SN 레벨 패킷의 수와 최대 조각 패킷의 수를 수신측으로 제공하는 실시 예에 대해서만 개시하였다. 하지만 수신측에서 연속하여 전송된 SN 레벨 패킷들을 수신함으로써, 연속하여 전송된 SN 레벨 패킷의 수와 최대 조각 패킷의 수를 확인하도록 구현할 수도 있다. 이와 같이 구현하게 되면, 송신측에서 BAR 프레임을 전송할 필요가 없게 된다.

본 발명에서는 사전에 블록 ACK 요청을 통해 BA 비트맵의 크기를 협상함으로써, 수신 결과를 보고하기 위한 비트 수를 최적화할 수 있다. 이는 전송 자원을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 이동통신시스템의 성능 향상 측면에서 그 효과가 크다고 할 것이다.

Claims (13)

1. 이동통신 시스템에서 블록 승인 프레임을 구성하는 방법에 있어서,

   송신측으로부터 블록 승인 요청 프레임을 수신하는 과정;

   상기 수신된 블록 승인 요청 프레임으로부터 비트맵 크기 결정 정보를 번역하는 과정;

   상기 번역된 비트맵 크기 결정 정보에 의해 블록 승인 비트맵의 전체 크기를 결정하는 과정; 및

   상기 결정된 크기의 블록 승인 비트맵을 포함하도록 블록 승인 프레임을 구성하는 과정을 포함하며,

   여기서 상기 블록 승인 비트맵은 상기 송신측으로부터 전송된 패킷들의 수신 결과를 나타내는 비트들을 포함하는 블록 승인 프레임 구성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 비트맵 크기 결정 정보는, 연속하여 수신되는 패킷 개수(m)구 및 최대 조각 패킷 개수(n)를 포함하고, 상기 블록 승인 비트맵의 전체 크기는 하기 <수학식 3>에 의해 계산됨을 특징으로 하는 블록 승인 프레임 구성방법.

   

   여기서 ceiling [x]는 x를 넘는 정수들 중 최소 정수임.
3. 제2항에 있어서, 상기 연속하여 수신되는 패킷들 각각에 대응한 블록 승인 비트맵의 크기는 n 비트로 결정함을 특징으로 하는 블록 승인 프레임 구성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 블록 승인 비트맵의 전체 크기에 해당하는 비트들 중 하기 <수학식 4>에 의해 계산된 비트 수 만큼의 비트들에 대해 패딩 처리함을 특징으로 하는 블록 승인 프레임 구성방법.

   
5. 제1항에 있어서,

   상기 블록 승인 비트맵의 각 비트는, 패킷 수신 성공 시 "1", 패킷 수신 실패 시 "0"으로 설정함을 특징으로 하는 블록 승인 프레임 구성방법.
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