KR100726174B1

KR100726174B1 - 기지국 ｍａｃ 계층의 기능 처리 장치 및 그의 데이터 처리방법

Info

Publication number: KR100726174B1
Application number: KR1020050120785A
Authority: KR
Inventors: 김현재; 오정훈; 문영진
Original assignee: 한국전자통신연구원; 삼성전자주식회사; 하나로텔레콤 주식회사; 에스케이 텔레콤주식회사; 주식회사 케이티
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-11

Abstract

휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 프라이버시 부계층과 MAC(Media Access Control) 공통부 부계층의 기능을 일부 포함한 MAC 계층의 기능을 스케줄러와 DSP(Digital Signal Processor)에서 처리한다. 스케줄러는 상향링크 및 하향링크 데이터를 스케줄링하며, 단말로 전송할 하향링크 데이터의 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 단말로부터 전송된 상향링크 데이터의 MAC PDU를 조합하는 기능을 수행하며, DSP는 스케줄러로부터 생성된 상기 MAC PDU를 처리하여 단말로 전송하고, 단말로부터 전송된 상향 MAC PDU를 처리하여 스케줄러로 전달하는 기능을 수행한다. 이와 같이, MAC 계층의 기능을 스케줄러와 DSP에서 분담하여 처리함으로써, MAC 계층의 처리 속도를 향상시킬 수 있다.

휴대 인터넷, MAC 계층, 기지국, 스케줄러, DSP, 모뎀

Description

기지국 ＭＡＣ 계층의 기능 처리 장치 및 그의 데이터 처리 방법{APPARATUS FOR PROCESSING FUNCTION OF MAC LAYER OF AP AND METHOD FOR PROCESSING DATA THEREOF}

도 1은 기지국 MAC 계층을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 초고속 휴대 인터넷 시스템을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초고속 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초고속 휴대 인터넷 시스템에서 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치의 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 5는 도 3에 도시된 인터페이스 메모리를 세부적으로 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치가 상향링크 데이터를 수신하기 위한 제어 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 초고속 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치에서 하향링크 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 초고속 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치에서 상향링크 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.

본 발명은 휴대 인터넷 시스템에서 프라이버시 부계층과 MAC 공통부 부계층의 기능을 일부 포함한 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치 및 그의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

IEEE 802.16e는 기본적으로 도시권 통신망(Metropolitan Area Network, MAN)을 지원하는 규격으로서, LAN(Local Area Network)과 WAN(Wide Area Network)의 중간 정도의 지역을 망라하는 정보 통신망을 의미한다. 그리고 무선으로 망을 형성하여 통신 서비스를 제공하는 고정 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access)을 바탕으로 하는 광대역 무선 접속 통신망(Wireless MAN)이 제시되어 있으며, 이는 IEEE 802.16 Wireless MAN으로 명명되었다. 그리고 최근 이동을 하면서 데이터를 송수신하고자 하는 사용자의 증가에 따라, 이와 같은 광대역 무선 접속 통신망을 기반으로 하는 휴대 인터넷 시스템(WiBro: Wireless Broadband 또는 HPI: High-speed Portable Internet)이 제공되고 있다. 휴대 인터넷 시스템은 2.3GHz 주파수 대역에서 스펙트럼 사용 효율을 보장하는 무선 전송 기술을 사용하여 유선 인터넷에서 제공하는 다양한 형태의 IP 기반 무선 데이터 서비스(예를 들면, 스트리밍 비디오, FTP, 메일, 채팅)의 영상 및 고속 패킷 데이터 전송을 제공하는 3.5 세대 이동 통신 시스템이다.

이러한 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 계층은 기지국 초기화, 상·하향링 크 데이터의 스케줄링 및 데이터의 암복호화 등 시스템 접속 및 데이터 전송에 필요한 주요한 기능을 수행한다. 이러한 기지국 MAC 계층은 도 1과 같이 크게 특정 서비스 수렴 부계층(SSCS; Service Specific Convergence Sublayer), MAC 공통부 부계층(MAC CPS; MAC Common Part Sublayer), 그리고 프라이버시 부계층(PS; Privacy Sublayer)으로 나눌 수 있다.

SSCS는 외부 IP망으로부터 수렴 부계층 서비스 접근점(CS SAP: Convergence Sublayer Service Access Point)을 통하여 수신된 데이터와 MAC 데이터 서비스 접근점(MAC SAP)을 통하여 수신된 MAC SDU(Service Data Unit) 데이터를 변환/매핑해 주는 역할을 수행한다. 그리고 외부 IP망으로부터 수신된 SDU들을 적절한 MAC 서비스 플로우(MAC service flow) 및 CID(Connection IDentifier)들과 매핑해주는 역할을 수행하며, 탑재물 헤더 억압(Payload Header Suppression)을 수행한다.

MAC CPS는 대부분의 시스템 접속과 관련된 주요 기능을 처리한다. 예를 들면, 연결의 설정/관리, 특정 MAC 연결들의 QoS 관리, ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기능, 스케줄링 및 MAC PDU 구성 등이 이에 해당된다.

PS는 인증, 보안키 교환, 그리고 암호화 등을 제공한다. 그리고 데이터 및 물리 계층의 제어, 통계 자료 수집 등은 MAC CPS와 물리 계층(PHY) 사이에 PHY SAP을 경유하여 전송된다.

물리 계층은 데이터 및 제어 신호의 무선 전송을 위한 주파수 대역, 변조 방식, 오류 정정 기술, 송신단과 수신단 사이의 동기, 데이터 전송률, 프레임 구조 등을 정의하고 있다.

한편, 50Mbps의 데이터 전송률을 목표로 하는 초고속 무선 휴대 인터넷 시스템에서는 고속의 MAC 계층의 처리 속도가 요구된다. 그런데, 상술한 기지국 MAC 계층의 기능을 기지국 내의 상위 계층인 스케줄러에서 모두 처리하게 되면 MAC 계층의 기능을 처리하는 데 많은 시간이 소요되어 처리 속도가 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대 인터넷 시스템에서 기지국 MAC 계층의 기능을 처리하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 기지국 MAC 기능 처리 장치 및 그의 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 MAC 계층의 기능을 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는, 상향링크 및 하향링크 데이터를 스케줄링하며, 단말로 전송할 하향링크 데이터의 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 단말로부터 전송된 상향링크 데이터의 MAC PDU를 조합하는 스케줄러; 및 상기 스케줄러로부터 생성된 상기 MAC PDU를 처리하여 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 전송된 상향 MAC PDU를 처리하여 상기 스케줄러로 전달하는 DSP(Digital Signal Processor)를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 스케줄러와 모뎀 사이에서 상향링크 데이터를 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은, a) 상기 스케줄러의 스케줄링에 의한 파라미터를 이용하여 상향링크 맵(Up Link MAP)을 추출하는 단계; b) 상기 추출된 상향링크 맵을 이용하여 상기 모뎀을 통해 상기 단말이 전송한 상기 상향링크 데이터의 MAC PDU를 추출하는 단계; c) 상기 추출된 MAC PDU에서 에러를 체크한 MAC PDU를 종류에 따라 구분하여 저장하는 단계; 및 d) 상기 저장된 MAC PDU에서 해당 MAC PDU를 상기 스케줄러로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 스케줄러와 모뎀 사이에서 하향링크 데이터를 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은, a) 상기 스케줄러의 스케줄링에 의한 파라미터를 이용하여 매 프레임마다 하향링크 맵(Down Link MAP) 및 상향링크 맵(Up Link MAP)을 생성하여 인코딩하는 단계; b) 상기 스케줄러로부터 전송된 하향링크 데이터의 MAC PDU에 대해 에러 체크 필드를 생성하는 단계; 및 c) 상기 에러 체크 필드가 생성된 동일 버스트의 MAC PDU를 연접하고 상기 MAC PAU 앞에 상기 인코딩 된 상향링크 맵을 구성하여 상기 모뎀을 통해 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소 를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 초고속 휴대 인터넷 시스템의 기지국 MAC 기능 처리 장치 및 그의 데이터 처리 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 이하에서 말하는 기지국 MAC 계층은 프라이버시 부계층과 MAC 공통부 부계층의 기능을 일부 포함한 MAC 계층이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 휴대 인터넷 시스템은 단말(AT, Access Terminal)(100), 기지국(AP, Access Point)(200), 패킷 접속 라우터(PAR, Packet Access Router)(300), 및 백본망인 사업자 IP 망(Service Provider's IP Network, 400)을 포함한다.

AT(100)는 무선 채널의 종단점으로 무선 접속 규격에 따라 AP(200)와 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 통신을 수행하며, 고속 패킷 데이터를 송수신하기 위해 2.3GHz 대역 주파수에서 무선 접속 규격에 따른 무선 채널 송수신 기능을 수행한다.

AP(200)는 무선망과 유선망을 연결하는 장치로, 유선망 종단에서 무선 인터페이스를 통해 AT(100)에 직접적으로 무선 패킷 데이터 서비스를 제공한다. 즉, 유무선 채널 변환 기능을 수행하기 위해 AT(100)로부터 수신하는 정보를 PAR(300)로 전달하거나 반대로 PAR(300)로부터 수신하는 각종 정보들을 무선 신호로 변환하여 AT(100)에게 전달하는 기능을 수행한다.

PAR(300)은 다수의 AP(200)들과 접속되어 이들을 관리하며, PAR(300) 내에서 고속의 이동성을 보장하기 위한 핸드오버 제어 기능 등을 수행한다. 이를 위해 AP(200)와 PAR(300)간에는 IP 프로토콜을 기반으로 접속되고 고속 패킷 전송을 위해 기가비트 이더넷 스위치를 기반으로 구성되며 FA 제어, 핸드오버, 인증, 패킷 라우팅, 과금 데이터 수집 및 전송, 다이아미터 클라이언트(Diameter client), 다이아미터 베이스(Diameter base), 운용보전 관련 정보 수집 및 전송 기능 등을 수행한다.

사업자 IP 망(400)은 PAR(300)들을 연결하며, AAA(Authentication Authorization Accounting) 서버(410) 및 HA(Home Agent)(420)와 다른 특정 목적을 위한 서버들을 포함할 수 있다.

AAA 서버(410)는 적법한 사용자에 한해 휴대 인터넷 망에 접속하고 서비스를 제공하기 위해 사용자 및 AT(100)에 대한 인증, 권한 검증 및 과금을 수행하는 망 구성 요소이다. AAA 서버(410)에서는 국제표준기관인 IETF(Internet Engineer Task Force)에서 표준화 진행중인 다이아미터(Diameter) 프로토콜을 사용한다. 이러한 다이아미터 프로토콜은 서버간 연동에 의한 인증, 권한 검증 및 과금 정보 전송을 가능하게 한다.

HA(420)는 사업자 IP 망(400)에 연결되어 모바일 IP 서비스 기능을 수행한다. 즉, 홈 네트워크에서 AT(100)의 IP 이동성을 지원하는 망 구성 요소이다.

AT(100), AP(200), PAR(300) 및 사업자 IP 망(400)과의 상호 동작은 제어 메시지들이 정의하는 방식에 의해 실현된다. AT(100)와 AP(200) 사이의 U_h인터페이 스, AP(200)와 PAR(300) 사이의 A_h인터페이스, PAR(300)과 PAR(300) 사이의 P_h인터페이스, PAR(300)과 사업자 IP 망(400)의 AAA 서버(410) 및 HA 서버(420) 사이의 I_h인터페이스가 있다. 그리고 휴대 인터넷 시스템은 사업자 IP 망(400)을 통하여 타 인터넷망 또는 셀룰러 망이나 무선 랜 망과 연동이 가능하다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치(200a)는 스케줄러(210), DSP(Digital Signal Processor)(220) 및 MAC FPGA(MAC Field Programmable Gate Array)(230)를 포함한다.

스케줄러(210)는 AT(100)로 전송할 하향링크 및 AT(100)로부터 전송된 상향링크 데이터를 처리한다. 구체적으로, 스케줄러(210)는 하향링크 및 하향링크 데이터를 스케줄링하고 스케줄링된 파라미터를 DSP(220)로 전달하며, AT(100)로 전송할 하향링크 데이터 즉, MAC PDU를 생성하여 DSP(220)로 전달하는 기능을 수행한다. 또한 상향링크 데이터 즉, AT(100)로부터 DSP(220)를 통해 전달된 MAC PDU를 조합하는 기능을 수행한다. 이외에도 상향 데이터에 대한 레인징 코드 처리, CQICH(Channel Quality Indicator Channel) 채널 정보 처리 및 AQR 처리 등의 기능을 수행한다.

MAC DSP(220)는 하향링크 처리부(221, 이하, “DL 처리부”라 함), 상향링크 처리부(222, 이하, “UL 처리부”라 함), 제어메시지 처리부(223), 측정 정보 처리 부(224), PCI 인터페이스(225), 인터페이스 메모리(226) 및 외부 인터페이스 메모리(227)를 포함한다.

DL 처리부(221)는 스케줄러(210)로부터 현 프레임에서 스케줄링한 파라미터를 이용하여 상향링크/하향링크 맵(이하, “UL/DL MAP”이라 함)을 생성하며, 스케줄러(210)로부터 하향링크 데이터의 MAC PDU(Down Link MAC Protocol Data Unit) 데이터를 전달받아 각 MAC PDU마다 에러 체크 필드 즉, HEC(Header Error CRC8)과 CRC32(Cyclic Redundancy Check 32)를 생성하여 동일한 버스트에 들어갈 MAC PDU를 연접하여 DL MAP과 함께 모뎀(240)을 통해 AT(100)로 전달한다. 일반적으로, 하향링크 프레임의 전송은 한 개의 프리앰블과 FCH, DL MAP 및 MAC PDU 순서로 시작된다. 여기서, MAP은 프레임 구성 정보를 포함하며, DL MAP은 AT(100)로 할당된 DL 버스트에 대한 제어 정보를 포함하며, UL MAP은 AT(100)에게 상향링크로 데이터를 보내기 위해 사용할 상향링크 제어 정보를 포함한다.

또한 DL 처리부(221)는 AT(100)로부터 전송된 상향링크 데이터를 모뎀(240)에서 복조하기 위해 필요한 모뎀 제어 메시지를 스케줄러(210)로부터 전달받아 모뎀으로 전송하고, 이 모뎀 제어 메시지에 포함되어 있는 제어 정보를 이용하여 UL 처리부(222)에서 분류 작업을 할 수 있도록 이 모뎀 제어 정보를 저장하고 관리한다. 따라서, DL 처리부(221)는 이 모뎀 제어 정보를 저장하기 위한 DB를 포함한다. 이때, DB는 AT(100)가 UL MAP을 수신하고 상향링크 데이터를 전송하는 시점을 고려하여 더블 버퍼를 가질 수도 있으며 그 이상의 버퍼를 가질 수도 있다.

UL 처리부(221b)는 현 프레임 내의 여러 AT(100)의 버스트를 검색하여 버스 트 내에 상향링크 데이터의 MAC PDU가 존재하는지를 확인한 후 HEC 및 CRC32 체크를 수행하여 에러 발생 여부를 확인한다. 그리고 MAC PDU의 종류에 따라 분류 작업을 수행한 후 현재 프레임에서 전송할 MAP PDU를 스케줄러(210)로 전달한다.

제어 메시지 처리부(221c)는 스케줄러(210)로부터 전달된 셀 설정 및 방송 정보 설정 관련 명령(제어 메시지)을 처리한다.

측정정보 처리부(221d)는 모뎀(240)으로부터 측정된 각 AT(100)의 다양한 상태 정보(예를 들면, 레인징 코드, 채널 상태 리포트 정보, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)에 대한 ACK 응답 채널 정보 등)를 스케줄러(210)로 보고하는 기능을 수행한다.

PCI 인터페이스(225)는 스케줄러(210)와의 인터페이스를 제공한다.

인터페이스 메모리(226)는 스케줄러(210)와의 인터페이스를 제공하며, 스케줄러(210)와 송수신되는 정보들이 저장된다.

외부 인터페이스 메모리(227)는 MAC FPGA(230)와의 인터페이스를 제공한다.

MAC FPGA(230)는 모뎀(240)과의 타이밍에 대한 제어 기능을 수행하며, MAC DSP(220)와의 인터페이스 메모리(231)로 DPRAM 메모리를 사용할 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 스케줄러(210), DSP(220) 및 MAC FPGA(230)은 1㎳ 단위의 5개의 세그먼트를 공유한다. 이때, 5㎳는 IEEE802.16 규격의 한 프레임 길이에 해당한다.

스케줄러(210)는 1번째와 2번째 세그먼트에서 하향링크 데이터를 처리한 후 DSP(220)의 DL 처리부(221)로 전달하며, DSP(220)의 UL 처리부(222)로부터 상향링크 데이터를 전달받아 5번째 세그먼트에서 처리한다.

DL 처리부(221)는 스케줄러(210)로부터 1번째와 2번째 세그먼트에서 처리된 하향링크 데이터를 전달받아 3번째 세그먼트에서 1㎳ 내에 처리한 후 MAC FPGA(230)를 통해 모뎀(240)으로 전송한다. UL 처리부(222)에서는 모뎀(240) 및 MAC FPGA(230)를 통해 프레임 시작점 2㎳ 안에 즉, 1번째 및 2번째 세그먼트에서 처리된 상향링크 데이터를 전달받아 4번째 1㎳의 세그먼트에서 처리하여 스케줄러(210)로 전달한다. 제어 메시지 처리부(223) 및 측정 정보 처리부(224) 각각은 DSP(220)에서 1㎳ 단위의 5개의 세그먼트에서 DL 처리부(221) 및 UL 처리부(222)를 제외한 나머지 세그먼트 중 하나의 세그먼트에서 동작한다. 도 4에서는 제어 메시지 처리부(223)가 1번째 세그먼트에서 제어 메시지를 처리하는 동작을 수행하고 측정 정보 처리부(224)가 5번째 세그먼트에서 단말의 측정 정보를 스케줄러(210)로 전달하는 동작을 수행하는 것으로 도시하였다.

MAC FPGA(230) 및 모뎀(240)은 AT(100)로부터 전달된 상향링크 데이터를 1번째 및 2번째 세그먼트에서 복조 및 채널 디코딩 등의 처리를 수행한 후 UL 처리부(222)로 전달하며, DL 처리부(221)로부터 3번째 세그먼트에서 처리된 하향링크 데이터를 전달받아 4번째 및 5번째 세그먼트에서 채널 인코딩 및 변조를 수행하여 AT(100)로 전달한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 스케줄러(210)에서 DSP(220)를 제어하는 DL/UL 제어 정보는 인터페이스 메모리(226)를 통해 DL 처리부(221a), UL 처리부(221b), 제어 메시지 처리부(221c) 및 측정 정보 처리부(221d)로 전달된다.

인터페이스 메모리(226)는 크게 DL 제어정보 관련 메모리 영역과 UL 제어정보 관련 메모리 영역으로 구분할 수 있다. DL 제어정보 관련 메모리 영역은 제어 레지스터 영역(DSP Control Registers, 226a), DL 요구 영역(DL Request Area, 226b), DL-UL MAP 영역(DL-UL MAP Area, 226d) 및 DL 데이터 영역(DL Data Area, 226f)을 포함하며, UL 제어정보 관련 메모리 영역은 UL 요구 영역(UL Request Area, 226e), UL 응답 영역(UL Response Area, 226c) 및 UL 데이터 영역(UL Data Area, 226g)을 포함한다.

먼저, DL 제어정보 관련 메모리 영역에서, 제어 레지스터 영역(226a)은 DSP(220)의 소프트웨어 버전 및 각 영역을 관리하기 위한 영역이며, DL 요구 영역(226b)은 셀 셋업 및 방송 정보 관련 초기화 메시지를 제어메시지 처리부(223)로 전달하기 위한 영역이다. DL-UL MAP 영역(226d)은 UL/DL MAP 생성을 위해 스케줄러(120)에서 전달된 파라미터를 DL 처리부(221)로 전달하기 위한 영역이며, DL 데이터 영역(226f)은 AT(100)로 전송할 데이터 버스트를 DL 처리부(221)로 전달하기 위한 영역이다. 여기서, DL 요구 영역(226b)은 N 개의 세그먼트 영역으로 구분되어 환형 큐(Circular Que) 방식으로 스케줄러(210)로부터 N 개의 명령을 동시에 수행할 수 있다.

그리고 UL 제어정보 관련 메모리 영역에서, UL 요구 영역(226e)은 레인징 코 드 정보, CQICH 정보, H-ARQ ACK 정보, UL Sounding 채널 정보 등을 스케줄러(210)로 전달하기 위한 영역이며, UL 응답 영역(226c)은 스케줄러(210)로부터 DL 요구 영역(226b)을 통해 전달된 명령(셀 셋업 및 방송 정보 관련 초기화 메시지)에 대한 응답을 전달하기 위한 영역이다. UL 데이터 영역(226g)은 모뎀(240)을 통해 AT(100)로부터 전달된 사용자 데이터를 분류하여 전달하기 위한 영역이다. 이때, UL 데이터 영역(226g)은 MAC PDU의 종류에 따라 5가지의 구분된 영역과 CRC 에러가 난 MAC PDU에 대한 정보를 저장하는 영역을 포함한다. 5가지의 구분된 영역으로는 UL data PDU 영역, BW allocation PDU 영역, Basic Mac 메시지 영역, Primary Mac 메시지 영역, Secondary Mac 메시지 영역이 포함될 수 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, [k+1]번째 프레임에 AT(100)로 전달될 [k+1] UL MAP은 한 프레임 전에 스케줄러(210)에서 전달된 파라미터를 이용하여 DL 처리부(221)에서 UL MAP이 생성된다. DL 처리부(221)는 이 [k+1] UL MAP을 MAC FPGA(230) 및 모뎀(240)으로 전송하며, MAC FPGA(230) 및 모뎀(240)은 [k+1]번째 프레임에서 [k+1] UL MAP을 수신하여 무선 채널을 통해 AT(100)로 전송한다. 그러면, [k+1]번째 프레임 시점에서 AT(100)가 UL MAP을 수신한다. AT(100)는 수신한 [k+1] UL MAP 정보를 이용하여 UL 데이터를 만들고 [k+2]번째 프레임에서 해당 UL 데이터를 기지국 내의 모뎀(240)으로 전송한다. 모뎀(240)은 [k+2]번째 프레임에서 [k+1] UL MAP 을 이용하여 해당 UL 데이터를 복조한다. 이때, 스케줄러(210)는 [k+2]번째 프레임에서 모뎀 제어 메시지를 DL 처리부(221)로 전달하며, DL 처리부(221)는 이 모뎀 제어 메시지를 동일한 프레임에서 MAC FPGA(230)를 통해 모뎀(240)으로 전달된다. 모뎀(240)은 이 모뎀 제어 메시지를 이용하여 해당 UL 데이터를 복조한다.

한편, DL 처리부(221)는 [k+2]번째 프레임에서 스케줄러(210)로부터 전달받은 모뎀 제어 메시지 내의 제어 정보를 DB에 저장하고 있다가 [k+3]번째 프레임에서 UL 처리부(222)로 전달한다. UL 처리부(222)는 [k+2]번째 모뎀 제어 메시지에 포함되어 있는 각 단말의 버스트 정보를 이용하여 PDU를 해석하고 해석된 PDU를 종류에 따라 분류하여 저장하고 동일 프레임에서 스케줄러(210)로 전송한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, DSP(220)의 DL 처리부(222)는 매 프레임 동작하며 먼저 동작을 시작하기 전에 시작 시간(Start_time)을 저장한다. 그리고 DL-UL MAP 영역(226d)에서 스케줄러(210)로부터 전달된 DL MAP 또는 UL MAP 생성을 위한 파라미터가 존재하는지 확인한다(S704). 이때, 스케줄러(210)로부터 전달된 DL MAP 또는 UL MAP 생성을 위한 파라미터가 존재한다면, 스케줄러(210)로부터 전달된 DL MAP 또는 UL MAP 생성을 위한 파라미터를 이용하여 MAP을 생성하고 FCH(Frame Configuration Header) 및 MAP 인코딩을 수행한다(S706). 이렇게 하여 DL 처리부(222)는 MAP 인코딩을 마치면, DL 데이터 영역(226f)에 AT(100)로 전송할 DL 버스트가 존재하는지 확인한다(S708). 이때, DL 버스트가 존재하는 경우 각 버스트마다 존재하는 PDU에 대해 HEC 및 CRC32가 생성되었는지 확인하고(S710), 각 버스트마다 존재하는 PDU에 대해 HEC 및 CRC32를 생성한다(S712). 그리고 같은 버스트의 PDU를 연접한다(S714). 모든 버스트에 대해 이와 같은 동작을 수행하고(S708∼S714) 해당 DL 버스트를 MAC FPGA(230)를 통해 모뎀(240)으로 전송한다.

한편, 도 6에서 설명한 동작을 수행하기 위해서, DL 처리부(222)는 단계(S708)에서 DL 데이터 영역(226f)에 AT(100)로 전송할 DL 버스트가 존재하지 않을 경우 DL 모뎀 제어 레지스터를 세팅하고(S716) 모뎀 제어 메시지 내의 제어 정보를 DB[0] 또는 DB[1]에 저장하고 DB 카운터를 1 증가시킨다(S718∼S722). 그런 후에 UL 모뎀 제어 레지스터를 세팅한다(S724). 이때, AT(100)부터 [k+2]번째 프레임에서 전송된 UL 데이터를 모뎀(240)에서 동일한 프레임에서 처리한 후 [k+3]번째 프레임에서 UL 처리부(222)가 수신하게 될 경우 DL 처리부(221)는 [k+2]번째 프레임에서 스케줄러(210)로부터 수신한 모뎀 제어 메시지를 동일한 프레임에서 모뎀(240)으로 전송해야 하며, [k+3]번째 프레임에서 UL 처리부(222)로 전송해야 하므로, 이 모뎀 제어 메시지 내의 제어 정보를 DB에 저장해야 한다. 그리고 UL 처리부(222)는 AT(100)가UL 데이터를 전송한 시점에서 한 프레임 뒤에 UL 데이터를 수신하므로, DL 처리부(221)는 더블 버퍼 형식의 DB를 가진다. 만약, AT(100)가 UL 데이터를 전송한 시점에서 두 프레임 뒤에 UL 데이터를 UL 처리부(222)가 수신하게 되면 3개의 버퍼를 이용하여 DB를 관리해야 한다.

한편, 단계(S704)에서 스케줄러(210)로부터 전달된 DL MAP 또는 UL MAP이 존재하지 않거나 단계(S726)에서 UL 모뎀 제어 레지스터를 세팅하게 되면 DL 처리부 (221)는 동작을 종료하게 된다. 이때, 종료 시간(End_time)을 저장하고(S726) 종료 시간과 시작 시간의 차가 1㎳를 넘는지 확인한다(S728). 만약, 종료 시간과 시작 시간의 차가 1㎳를 넘으면 에러 메시지를 표시한다(S730).

도 8에 나타낸 바와 같이, DSP(220)의 UL 처리부(222)는 매 프레임 동작하며 먼저 동작을 시작하기 전에 시작 시간(Start_time)을 저장한다(S802). 도 7에서 설명한 바와 같이 UL MAP 관련하여 DL 처리부(221)의 해당 DB에 저장되어 있는 모뎀 제어 메시지 내의 제어 정보를 이용하여 이전 프레임에 대한 UL MAP을 추출한다(S804∼S808). 또한 모뎀 제어 메시지 내의 제어 정보로부터 UL 버스트가 존재하는지 확인한다(S810). 이때, UL 버스트가 존재하면, UL 버스트 내에 MAC PDU가 존재하는지 확인하고(S812), UL 버스트 개수만큼 각 버스트 내의 MAC PDU에 대해 HEC/CRC32를 체크한 후 추출된 MAC PDU에 대해 5가지의 MAC PDU 종류에 따라 UL 데이터 영역(226g)에 분리하여 저장한다(S816∼S818). 이와 같이 하여 모든 버스트에 대해 MAC PDU를 처리한 후 현재 프레임에 존재하는 MAC PDU를 UL 데이터 영역(226g)을 통해 스케줄러(210)로 전달한다(S820). 그런 후에 UL 처리부(222)는 동작을 종료하게 된다. 이때, 종료 시간(End_time)을 저장하고(S822), 종료 시간과 시작 시간의 차가 1㎳를 넘는지 확인한다(S824). 만약, 종료 시간과 시작 시간의 차가 1㎳를 넘으면 에러 메시지를 표시한다(S826).

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현되는 것 은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상의 실시 예들은 본원 발명을 설명하기 위한 것으로, 본원 발명의 범위는 실시 예들에 한정되지 아니하며, 첨부된 청구 범위에 의거하여 정의되는 본원 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

전술한 구성에 의하여 기지국에서 데이터를 처리하는 데 있어 보다 효율적으로 MAC 계층의 기능을 분리하여 수행할 수 있으며 이로 인해 모뎀과의 인터페이스 시간을 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 MAC 계층의 기능을 처리하는 장치에 있어서,

상향링크 및 하향링크 데이터를 스케줄링하며, 단말로 전송할 하향링크 데이터의 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 단말로부터 전송된 상향링크 데이터의 MAC PDU를 조합하는 스케줄러; 및

상기 스케줄러로부터 생성된 상기 MAC PDU를 처리하여 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 전송된 상향 MAC PDU를 처리하여 상기 스케줄러로 전달하는 DSP(Digital Signal Processor)

를 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 DSP는,

상기 스케줄링의 결과에 따른 파라미터에 기초하여 하향링크 맵(Down Link MAP) 및 상향링크 맵(Up Link MAP)을 생성하고, 상기 하향링크 데이터의 MAC PDU에 대해 에러 체크 필드를 생성하고 상기 MAC PDU를 연접하여 상기 단말로 전송하는 DL 처리부; 및

상기 단말로부터 전송된 상향링크 데이터의 MAC PDU에 대해 에러를 체크한 상기 MAC PDU를 종류에 따라 분류하여 저장하며 해당 상향링크 데이터의 MAC PDU를 상기 스케줄러로 전송하는 UL 처리부

를 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제2항에 있어서,

상기 DL 처리부는,

복조된 상향링크 데이터의 MAC PDU의 분류에 필요한 상기 상향링크 맵에 대응하는 모뎀 제어 정보를 저장하는 데이터베이스

를 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제2항에 있어서,

상기 DSP는,

상기 스케줄러로부터 전송된 셀 설정 및 방송 정보 관련 명령을 처리하는 제어메시지 처리부; 및

상기 상향링크 데이터의 MAC PDU를 복조하는 모뎀이 측정한 상기 단말의 상태 정보를 상기 스케줄러로 전달하는 측정 정보 처리부

를 더 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 DSP는,

상기 스케줄러와 송수신되는 정보를 저장하고 상기 스케줄러와 인터페이스를 위한 인터페이스 메모리

를 더 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 인터페이스 메모리는,

상기 스케줄러로부터 전송된 셀 설정 및 방송 정보 관련 명령을 상기 제어메시지 처리부로 전달하는 DL 요구 영역;

상기 스케줄러로부터 전송된 상기 스케줄링의 결과에 따른 파라미터를 상기 DL 처리부로 전달하는 DL-UL MAP 영역;

상기 스케줄러에서 생성된 하향링크 데이터의 MAC PDU를 상기 DL 처리부로 전달하는 DL 데이터 영역;

상기 측정 정보 처리부에서 측정된 상기 단말의 정보를 상기 스케줄러로 전달하는 UL 요구 영역;

상기 스케줄러의 셀 설정 및 방송 정보 관련 명령에 대한 응답을 상기 스케줄러로 전달하는 UL 응답 영역;

상기 UL 처리부로부터 분류되어 저장된 해당 상향링크 데이터의 MAC PDU를 상기 스케줄러로 전달하는 UL 데이터 영역; 및

상기 각 영역을 관리하기 위한 제어 레지스터 영역

을 포함하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제6항에 있어서,

상기 DL 요구 영역은 환형 큐(circular Queue) 방식의 복수의 세그먼트 영역으로 구분되어 있는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 DL 처리부, 상기 UL 처리부, 상기 제어메시지 처리부 및 상기 측정 정보 처리부는 1㎳ 단위의 5개의 세그먼트에서 각각 구분되어 동작하는 기지국 MAC 계층의 기능 처리 장치.
휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 스케줄러와 모뎀 사이에서 상향링크 데이터를 처리하는 방법에 있어서,

a) 상기 스케줄러의 스케줄링에 의한 파라미터를 이용하여 상향링크 맵(Up Link MAP)을 추출하는 단계;

b) 상기 추출된 상향링크 맵을 이용하여 상기 모뎀을 통해 상기 단말이 전송한 상기 상향링크 데이터의 MAC PDU를 추출하는 단계;

c) 상기 추출된 MAC PDU에서 에러를 체크한 MAC PDU를 종류에 따라 구분하여 저장하는 단계; 및

d) 상기 저장된 MAC PDU에서 해당 MAC PDU를 상기 스케줄러로 전송하는 단계

를 포함하는 데이터 처리 방법.
제9항에 있어서,

상기 a)단계 이전에 시작 시간을 저장하고 상기 d) 단계 이후에 종료 시간을 저장하는 단계; 및

상기 시작 시간과 종료 시간의 차이가 소정 시간을 넘는 경우 에러 메시지를 표시하는 단계

를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 스케줄러와 모뎀 사이에서 하향링크 데이터를 처리하는 방법에 있어서,

a) 상기 스케줄러의 스케줄링에 의한 파라미터를 이용하여 매 프레임마다 하향링크 맵(Down Link MAP) 및 상향링크 맵(Up Link MAP)을 생성하여 인코딩하는 단계;

b) 상기 스케줄러로부터 전송된 하향링크 데이터의 MAC PDU에 대해 에러 체크 필드를 생성하는 단계; 및

c) 상기 에러 체크 필드가 생성된 동일 버스트의 MAC PDU를 연접하고 상기 MAC PAU 앞에 상기 인코딩 된 상향링크 맵을 구성하여 상기 모뎀을 통해 단말로 전송하는 단계

를 포함하는 데이터 처리 방법.
제11항에 있어서,

d) 상기 a)단계에서 인코딩 된 상향링크 맵에 대응하는 모뎀 제어 정보를 상기 모뎀으로 전송하는 단계; 및

e) 상기 모뎀 제어 정보를 대응하는 프레임의 데이터베이스에 저장하는 단계;

를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
제12항에 있어서,

상기 a)단계 이전에 시작 시간을 저장하고 상기 e) 단계 이후에 종료 시간을 저장하는 단계; 및

상기 시작 시간과 종료 시간의 차이가 소정 시간을 넘는 경우 에러 메시지를 표시하는 단계

를 더 포함하는 데이터 처리 방법.