KR100842651B1 - 범용 패킷 무선 서비스 시스템의 무선 링크 제어를 위한데이터 블록 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라 범용 패킷 무선 서비스 시스템에서 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층이 블록 시퀀스 번호를 각각 갖는 데이터 블록들을 송신하는 방법은 매체 접근 제어(Media Access Control) 계층이 상기 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층에 데이터 블록의 송신을 요구하면, 수신 상태가 부정응답인 가장 오래된 데이터 블록을 찾아 전송하고, 그 블록의 상태를 긍정응답 또는 부정응답을 대기하는 상태인 Pending_Ack로 설정하는 제1과정과, 수신 상태가 부정응답인 블록이 없고 전송 윈도우가 정지 상태가 아니면, 전송될 다음 데이터 블록 일련 번호를 갖는 블록을 전송하는 제2과정과, 데이터 블록들이 모두 전송되었고, 전송 대기중인 블록이 없으면 수신 상태가 Pending_Ack인 가장 오래된 블록을 검색하여 재전송하는 제3과정과, 수신 상태가 Pending_Ack인 블록이 없으면, 더미 제어 블록을 전송하는 제4과정을 포함한다.

범용 패킷 무선 서비스(GPRS), 무선 링크 제어(RLC), 데이터 손실

Description

범용 패킷 무선 서비스 시스템의 무선 링크 제어를 위한 데이터 블록 송수신 방법{DATA BLOCK SENDING/RECEIVING METHOD FOR RADIO LINK CONTROL OF GENERAL PACKET RADIO SERVICE}

도 1은 이동국과 BSS에서 GPRS 스택에서의 RLC 위치를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 송신 측의 RLC 데이터 큐(역방향 송신)를 나타낸 도면

도 3은 송신 측의 RLC 제어 큐(역방향 송신)를 나타낸 도면

도 4는 RLC 수신기(순방향 수신)을 나타낸 도면으로서, 수신단에서 수신된 블록들의 결합을 보여주는 도면

본 발명은 범용 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service: 이하 GPRS라 함.) 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 링크 제어(Radio Link Control: 이하 RLC라 함.)를 위한 데이터 블록 송수신 방법에 관한 것이다.

무선 링크 제어(Radio Link Control: 이하 RLC라 함.) 계층은 범용 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service: 이하 GPRS라 함.) 스택에서 RR 부계층( sublayer)의 일부이다. 상기 RLC 계층은 이동국 측에서는 LLC 계층 아래에 위치하고, 망 측에서는 방송 위성 서비스(Broadcasting Satellite Service: BSS) 내에 있다. 역방향 임시 블록 흐름(Temporary Block Flow: 이하 TBF라 함.)이 존재하는가, 순방향 TBF가 존재하는가, 또는 양 TBF가 모두 존재하는가에 따라 이동국과 망은 송신기와 수신기로 동작한다.

도 1은 이동국과 BSS에서 GPRS 스택에서의 RLC 위치를 나타낸 도면이다.

이동국의 RLC와 BSS의 RLC 사이에는 피어-투-피어(pear-to-pear) 방식의 상호작용이 일어난다.

RLC 계층의 주요 기능은 LLC PDU를 RLC 데이터 블록으로 분할하고 다시 데이터 블록들을 LLC PDU로 재결합하는 것이다. PDU로 분할한 후에 RLC는 이들 블록들을 매체 접근 제어(Media Access Control: 이하 MAC이라 함.) 계층으로 전송한다. 승인된 전송 모드에서 RLC는 전송한 모든 데이터 블록에 대한 승인(acknowledgment)을 망으로부터 기다린다. RLC는 승인되지 않은 데이터 블록이나 승인을 기다리고 있는 데이터 블록 모두를 재전송 해야 한다. 데이터 블록의 재전송은 데이터 손실을 막는 역할을 하므로 이는 중요한 RLC 기능이다. RLC는 망으로부터 승인이 될 때까지 데이터 블록을 지속적으로 재전송 하여 망에서 전송된 모든 데이터 블록을 수신할 수 있도록 한다. 그러나 블록이 전송 윈도우 밖에 있을 경우에는 블록 전송을 중지하고, 이 블록 상태를 V(B) 어레이에서 무효(invalid)로 변경한다. RLC 데이터 블록 재전송은 승인된 동작 모드에서만 이루어진다.

이동국과 망 양측에서 RLC는 RLC 제어 큐(RLC Control Queue)와 RLC 데이터 큐(RLC Data Queue)를 유지한다. RLC가 LLC로부터 수신한 PDU들 모두는 RLC 데이터 블록들로 분할된다. 이들 블록들은 RLC 데이터 큐에 저장되고 제어 메시지는 RLC 제어 큐에 저장된다.

도 2는 송신 측의 RLC 데이터 큐(역방향 송신)를 나타낸 도면이다.

도 3은 송신 측의 RLC 제어 큐(역방향 송신)를 나타낸 도면이다.

도 4는 RLC 수신기(순방향 수신)을 나타낸 도면으로서, 수신단에서 수신된 블록들의 결합을 보여준다.

TBF를 통한 송신중에 V(B) 어레이에서 (T3198 타이머 만료 때문에) 승인을 받지 못한 RLC 데이터 블록이 있으면, 이동국(mobile station)은 이들 블록들을 우선적으로 재전송 한다. 응답 상태(acknowledgement status)가 PENDING_ACK인 재전송 될 RLC 데이터 블록이 있을 수 있더라도 응 답 상태 NACK인 데이터 블록들이 재전송 된다. PENDING_ACK인 상기 블록들은 재전송 되지 않는다. 특히 전송될 마지막 데이터 블록이 PENDING_ACK일 경우 데이터 손실 여지가 있으므로 재전송 되지 않는다.

따라서 본 발명의 목적은 GPRS 시스템에서 RLC 블록의 송신 혹은 수신시 데이터 손실을 막을 수 있도록 하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 범용 패킷 무선 서비스 시스템에서 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층이 블록 시퀀스 번호를 각각 갖는 데이터 블록들을 송신하는 방법에 있어서, 매체 접근 제어(Media Access Control) 계층이 상기 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층에 데이터 블록의 송신을 요구하면, 수신 상태가 부정응답인 가장 오래된 데이터 블록을 찾아 전송하고, 그 블록의 상태를 긍정응답 또는 부정응답을 대기하는 상태인 Pending_Ack로 설정하는 제1과정과, 수신 상태가 부정응답인 블록이 없고 전송 윈도우가 정지 상태가 아니면, 전송될 다음 데이터 블록 일련 번호를 갖는 블록을 전송하는 제2과정과, 데이터 블록들이 모두 전송되었고, 전송 대기중인 블록이 없으면 수신 상태가 Pending_Ack인 가장 오래된 블록을 검색하여 재전송하는 제3과정과, 수신 상태가 Pending_Ack인 블록이 없으면, 더미 제어 블록을 전송하는 제4과정을 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실 시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따르면, 송신 중 데이터 손실을 막기 위하여 RLC 데이터 블록 재전송이 이루어진다. RLC가 수신기에게 비승인 모드로 데이터를 전송하면 송신된 데이터가 실제로 망에서 수신되는지 알 수 없다. 그러므로 승인 모드에서는 RLC가 송신한 모든 데이터 블록에 대한 승인을 기다리도록 한다. 또한 수신기가 데이터 블록을 제대로 수신하지 못한 경우, RLC는 수신 실패한 블록들에 대한 승인을 받지 못한다. 이런 경우에 RLC는 그 블록들을 재전송 한 후 다시 승인을 기다린다. 이로써 망에서는 모든 블록들을 정상적으로 수신하게 되고 결과적으로 데이터 손실을 막을 수 있다.

RLC 데이터 블록 재전송에 관하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

송신기 측에서 RLC는 V(B) 어레이를 유지한다. 또한 V(A) 인덱스, V(S) 인덱스 및 검색_인덱스를 가지고 있다. V(B) 어레이는 RLC가 승인 모드로 동작할 때만 유지된다.

여기서 상기 V(B) 인덱스는 이전 RLC 데이터 블록들의 승인 상태를 포함하는 일련 번호 공간(Sequence Number Space: 이하 SNS라 함.) 윈도우 크기(Window Size: 이하 WS라 함.) 요소들의 어레이이다.

V(A)는 승인 상태 변수로서 승인되지 않은 V(B) 어레이상의 가장 오래된 블 록의 인덱스를 가리킨다. V(A)의 범위는 0에서 SNS-1이다. V(A) 값은 수신된 패킷 역방향 긍정응답/부정응답 메시지 블록 비트맵에 있는 해당 값으로 갱신된다.

V(S) 인덱스는 전송될 다음 RLC 데이터 블록의 일련 번호를 가리킨다. 값의 범위는 0에서 SNS-1이다.

블록 시퀀스 번호(Block Sequence Number: 이하 BSN이라 함.)가 V(S)인 데이터 블록을 전송한 후 BSN은 1 만큼 증가한다.

WS는 윈도우 크기로서 GPRS에서는 64이다.

SNS는 RLC 송신기와 RLC 수신기에 있어서 일련 번호 공간을 나타내는 것으로서, GPRS에서는 128이다.

BSN은 블록 일련 번호로서 TBF내의 각 RLC데이터 블록의 절대 BSN 모듈로 SNS이다. BSN은 수신기측에서 수신된 데이터 블록들을 재결합할 때 이용된다.

V(B) 어레이에서 이들 블록들의 상태는 다음과 같다.

A: 승인

P: 계류 응답(pending_Ack)

N: 비승인 또는 부정응답 및 무효(invalid)

RLC는 패킷 역방향 긍정응답/부정응답 메시지를 통해 송신한 블록들의 수신 상태를 보고 받는다. 이 메시지에는 64개 블록들의 수신 상태를 알려주는 수신 블록 비트맵이 포함된다.

망에서 블록을 성공적으로 수신하면 비트맵에서 값은 1로 설정되고 그렇지 않은 경우에는 0으로 설정된다.

비트맵을 수신하면 RLC는 상기 비트맵의 비트에 따라 V(B) 어레이의 수신 상태를 결정한다.

상기 비트가 0이면 V(B) 어레이에서 수신 상태는 승인으로 되고, 0이면 비승인으로 된다.

MAC이 RLC에게 데이터 블록 송신을 요구하면, RLC는 우선 V(B) 어레이를 검사하여 상태가 부정응답인 가장 오래된 데이터 블록을 찾는다. 그런 블록이 있으면 그 블록을 망에 전송하고 그 블록 상태를 V(B) 어레이에서 Pending_Ack로 둔다.

상태가 부정응답인 블록이 없고 윈도우가 정지상태가 아니면, 즉 'V(S) < V(A) + WS modulo SNS'이면, RLC는 BSN이 V(S)인 블록을 전송한다. 이 블록의 상태는 V(B) 어레이에서 Pending_Ack로 설정한다. 역방향 윈도우 인덱스와 BSN 카운트 값을 증가시킨다.

V(S) 카운트 값은 전송될 다음 블록으로 설정된다.

새 데이터 블록들 모두 전송 완료되었고 전송 대기중인 블록이 없으면 RLC는 상태가 Pending_Ack인 가장 오래된 블록을 검색하여 그 블록을 재전송 한 후 상태가 Pending_Ack인, 다음으로 오래된 블록을 동일하게 처리한다.

Pending_Ack 블록이 없으면 패킷 역방향 더미(dummy) 제어 블록을 망으로 전송한다.

윈도우가 정지 상태이면, 즉 'V(S) = V(A) + WS'이면 RLC는 어떠한 새 블록도 망으로 전송하지 않고 오직 재전송만 수행한다.

RLC는 상태가 Pending_Ack인 가장 오래된 블록을 검색한다. 그런 블록이 없 으면 이는 오류 발생으로 인해 재전송 인덱스가 리셋되어야 함을 의미한다. 재전송 인덱스는 V(A) 인덱스와 동일한 값으로 설정되고, 이 V(A) 인덱스가 가리키는 블록이 전송된다. V(B) 어레이에서 이 블록의 상태는 Pending_Ack로 된다.

V(B) 어레이에서 상태가 Pending_Ack인 블록이 검색되면 그 블록을 전송한다.

상태가 Pending_Ack인 블록 모두가 일단 전송되면 재전송은 가장 오래된 블록부터 이루어진다.

NACKED 또는 Pending_Ack인 블록들의 재전송은 무한하게 지속된다. 어떤 블록이 전송 윈도우 밖으로 떨어지면 V(B) 어레이에서 그 블록 상태는 무효로 설정되고, 이 블록은 다시 전송되지 않는다.

다음은 이상 설명한 RLC 블록 송수신 제어 알고리즘이다.

If op_mode=ACKED and NACKED _BLOCK present

{

set status in V(B) array to Pending_Ack

send the NACKED block

}

else

{

check if window is stalled

if window stalled = false and no new data to transmit

{

search for Pending_Acked block and send

}

else if window is not stalled but new data is available for transmission

{

set the search_index to vs_index and transmit the new block

add and update countdown value

add and update tfi value

}

increment absolute BSN

increase window_index

advance data_index

}

else

{ if (op_mode=ACKED)

{

if(stalled=true)

{

find Pending_Ack data block

send the block

if Pending_Ack not found

{

set retransmission index to va_index

transmit the block

}

}

else(stalled=false)

{

find data block with status Pending_Ack

if(Pending_Ack not found)

{

send Packet Uplink Dummy Control block

}

else

{

send Pending_Ack block

}

increase window_index

}

}

}

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 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 RLC가 수신기가 실제 수신한 블록과 수신 실패한 블록을 쉽게 알 수 있다. 또한 상기 RLC는 비승인된 데이터 블록을 재전송함으로써 전송 중 데이터 손실을 최소화한다. 또한 상기 RLC는 V(B) 어레이에서의 상태에 따라 MAC에 전송해야 하는 블록들의 순서를 결정해주는 역할을 함으로써 블록 전송 순서를 유지하여 이들 블록들의 결합을 용이하게 한다.

Claims (2)

1. 범용 패킷 무선 서비스 시스템에서 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층이 블록 시퀀스 번호를 각각 갖는 데이터 블록들을 송신하는 방법에 있어서,

   매체 접근 제어(Media Access Control) 계층이 상기 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층에 데이터 블록의 송신을 요구하면, 수신 상태가 부정응답인 가장 오래된 데이터 블록을 찾아 전송하고, 그 블록의 상태를 긍정응답 또는 부정응답을 대기하는 상태인 Pending_Ack로 설정하는 제1과정과,

   수신 상태가 부정응답인 블록이 없고 전송 윈도우가 정지 상태가 아니면, 전송될 다음 데이터 블록 일련 번호를 갖는 블록을 전송하는 제2과정과,

   데이터 블록들이 모두 전송되었고, 전송 대기중인 블록이 없으면 수신 상태가 Pending_Ack인 가장 오래된 블록을 검색하여 재전송하는 제3과정과,

   수신 상태가 Pending_Ack인 블록이 없으면, 더미 제어 블록을 전송하는 제4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 블록 송신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 과정에서 상기 전송 윈도우가 정지 상태이면 어떠한 새 블록도 전송하지 않고 상기 제3과정에서의 재전송을 수행하는 제5 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 블록 송신 방법.

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