KR100945992B1

KR100945992B1 - 통신 시스템에서의 데이터 전송 상황 판정 방법 및 통신장치

Info

Publication number: KR100945992B1
Application number: KR20070101243A
Authority: KR
Inventors: 이진석; 코지로 하마베
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2010-03-09
Also published as: EP1912372A2; EP1912372A3; US20080084825A1; CN101162972A; KR20080033076A; CN101162972B; JP2008098798A

Abstract

업스트림의 통신 장치는, 업스트림의 통신 장치(10)에서의 데이터 수신 상황인 NEXP(0)을 다운스트림의 통신 장치(20)에 통지하고, 다운스트림의 통신 장치는, 다운스트림의 통신 장치(20)에서의 데이터 수신 상황인 NEXP(1)과 비교한다. 각 데이터의 수신 상황(도착/미도착)을 비교함으로써, 각 데이터가 정상 전송되고 있는지, 또는, 손실된 경우에는 그 링크를 특정할 수가 있다.

Description

통신 시스템에서의 데이터 전송 상황 판정 방법 및 통신 장치{METHOD FOR DETERMINING DATA TRANSMISSION STATE IN DATA COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 2006년 10월 10일자로 일본특허청에 특허출원된 일본특허원 제2006-275999호를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 그 데이터 전송 상황 판정 방법 및 그것을 이용한 통신 장치에 관한 것이다.

데이터를 전송하는 경우, 전송 도중에서의 데이터의 손실, 지연 또는 에러의 발생을 완전히 없애는 것은 곤란하기 때문에, 그 대책으로서, 일반적으로 데이터 재발송 기능이 준비되어 있다. 예를 들면 이동 통신 시스템에서는, 네트워크의 말단이 되는 기지국과 각 유저 단말 사이의 무선 링크가, 그 성질상, 코어 네트워크에 비하여 데이터 손실의 확률이 상당히 높아지기 때문에, ARQ(Automatic Repeat reQuest ; 자동 재발송 요구) 기능을 준비하여 전송 데이터의 손실을 회피하려고 하고 있다. 이하, 이동 통신 시스템의 표준화 프로젝트(3GPP : 3rd Generation Partnership Project)에서 검토되고 있는 LTE(LONG Term Evo1ution)를 예로 들어서, 데이터의 손실이나 지연과 그 대책에 관해 간단히 설명한다.

도 1의 (A)는 LTE에 의한 이동 통신 시스템의 개략 구성을 도시하는 네트워크도이고, 도 1의 (B)는 이동 통신 시스템의 유저플레인(U-Plane)의 프로토콜 스택을 도시하는 모식도이다. 도 1의 (A)를 참조하면, 복수의 기지국(eNB; enhanced Node B)은 네트워크(1)를 통하여 UPE(User Plane Entity)및 MME(Mobility Management Entity)에 접속되어 있다. UPE는 유저 데이터 처리 장치이고, MME는 유저 단말(UE)(User Equipment)의 이동 관리 등을 실행하는 장치이다. UPE 및 MME의 각각은 코어 네트워크(2)에 접속된 코어 네트워크 장치이고, UPE 및 MME를 하나의 장치에 포함하는 경우는, 그것을 게이트웨이(GW)라고 부른다. 코어 네트워크(2)는, 예를 들면 인터넷 등의 TCP/IP 네트워크이다.

도 1의 (B)를 참조하면, LTE 프로토콜에서는, RLC(Radio Link Control) 레이어의 ARQ 기능이 기지국(eNB)에 마련된다. 기지국(eNB)은, 에러가 발생한 수신 패킷에 관해, 유저 단말(UE)의 RLC 레이어와의 사이에서 ARQ 프로세스를 실행함으로써 재발송 패킷을 수신할 수가 있다.

또한, NAS-U(Non Access Stratum-User Plane)는 PDP 컨텍스트의 관리를 행하는 프로토콜, PDCP(Packet Data Convergence Protocol)는 IP 헤더 압축, IP 패킷의 암호화 등을 행하는 프로토콜이고, UPE 및 UE에 위치한다. PHY(PHYsical layer protocol)는, 여기서는 유저 단말(UE)과 기지국(eNB) 사이의 무선 전송에 관한 프로토콜이고, MAC(Media Access Control protocol)는 고속 재발송 제어를 행하는 HARQ(Hybrid ARQ)를 포함하는 프로토콜이고, RLC는 상술한 ARQ를 포함하는 프로토콜이다. HARQ는 수신측으로부터의 ACK/NACK 피드백에 의거하여 재발송 제어를 행한 다. ARQ는, HARQ 프로세스에 의해서도 에러가 잔존하고 있는 경우에, 에러를 포함하는 데이터 패킷을 재발송함에 의해 오류 정정을 실행한다.

이하, 유저 단말(UE)과 기지국(eNB) 사이의 무선 링크를 「Uu+」로 표시하고, 기지국(eNB)과 UPE 사이의 네트워크(1)의 링크를 「S1」으로 표시한다. 네트워크(1)는, 각 기지국(eNB)과 UPE 사이 또는 기지국(eNB) 사이를 각각 접속하는 링크를 제공할 수 있고, 예를 들면 복수의 라우터가 접속되어 구성된다.

(종래예 1)

도 2는, 도 1의 (B)에 도시하는 LTE 시스템에서의 패킷 손실시의 동작예를 설명하기 위한 업링크 패킷 전송의 시퀀스도이다. 또한, 도면 중의 직사각형의 상자는 패킷을 나타내고, 그 속의 기호(N, N+1 등)는 패킷의 시퀀스 번호를 나타낸다(이하, 마찬가지). 또한, 여기서는, 유저 단말(UE)로부터 UPE에의 업링크 패킷 전송을 나타낸다. 업링크 패킷은, 패킷 손실이 없으면, 패킷(N+1)과 같이, 유저 단말(UE)로부터 기지국(eNB)을 통해 UPE에 전송되고, UPE로부터 코어 네트워크(2)에 송출된다. 이하, 무선 링크(Uu+)에서의 패킷 손실과 링크(S1)에서의 패킷 손실의 경우를 각각 설명한다. 또한, 패킷 손실에는, 수신측에서의 에러 검출도 포함되는 것으로 한다(이하 마찬가지).

a) 무선 링크(Uu+)에서의 패킷 손실

예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 패킷(N+2)이 유저 단말(UE)과 기지국(eNB) 사이의 무선 링크(Uu+)에서 손실되었다고 한다(ST1). 여기서는, 기지국(eNB)의 ARQ가 수신 패킷(N+2)의 HARQ 프로토콜 에러을 검출하고, 이에 대해 패 킷(N+2)의 재발송 요구를 유저 단말(UE)에 통지한다(ST2). 재발송 요구를 받은 유저 단말(UE)은, 패킷(N+2)을 기지국(eNB)에 재발송한다(ST3). 이리하여 무선 링크(Uu+)에서의 패킷 손실이 회복된다.

그러나, 이와 같은 패킷 재발송 프로세스는, 유저 단말(UE)로부터 송신되는 상향 패킷의 순번을 어지럽히는 것으로 되어, 시퀀스 순으로 패킷을 송신할 필요가 있는 경우에는, 유저 단말(UE)의 다운스트림에 위치하는 다운스트림 노드에서 패킷의 순번을 정리하여야 한다(리오더링 : Reordering). 여기서는, UPE가 수신 패킷을 버퍼에 축적하고, 패킷의 시퀀스 번호를 참조하면서 리오더링을 행하는 것으로 한다.

예를 들면, 패킷(N+2)이 손실된 후, 유저 단말(UE)이 계속해서 패킷(N+3)을 송신하고 기지국(eNB)이 그것을 정상적으로 수신하면, 패킷(N+3)은 링크(S1)를 통하여 UPE에 전송된다. UPE는, 전회 수신한 패킷(N+1)에 계속해서 패킷(N+3)을 수신하였기 때문에, N+1 패킷과 N+2 패킷 사이에 있는 패킷(N+2)의 도착을 기다리기 위해 타이머를 스타트시키고, 그 대기중에 도착한 후속 패킷을 버퍼에 축적한다(ST4). 도 2에서는, 패킷(N+2)이 도착하기까지에 패킷(N+3 및 N+4)이 축적되어 있다. 타이머 시간(T)이 경과하기 전에 패킷(N+2)이 도착하면, 패킷이 시퀀스 순으로 정돈되었기 때문에, 버퍼에 축적된 패킷(N+2 내지 N+4)을 코어 네트워크(2)에 송신한다(ST5). 타이머 시간(T)이 경과하여도 패킷(N+2)이 도착하지 않으면, 축적된 패킷(N+3 내지 N+4)을 코어 네트워크(2)에 송신한다.

b) 링크(S1)에서의 패킷 손실

각 기지국(eNB)과 UPE 사이의 링크(S1)는, 코어 네트워크(2)를 복수의 기지국(eNB)에 접속하기 위한, 이른바 라스트 마일(last-mile)의 링크이고, 무선 링크(Uu+)보다도 신뢰성이 높은 것이지만, 코어 네트워크(2)에 비하면, 데이터 손실의 확률은 높다.

예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 패킷(N+6)이 기지국(eNB)과 UPE 사이의 링크(S1)에서 손실되었다고 한다(ST6). 이 경우, 유저 단말(UE)이 계속해서 패킷(N+7)을 송신하고 기지국(eNB)이 그것을 정상적으로 수신하면, 패킷(N+7)은 링크(S1)를 통하여 UPE에 전송된다. UPE는, 전회 수신한 패킷(N+5)에 계속해서 패킷(N+7)을 수신하였기 때문에, 그 사이에 있는 패킷(N+6)의 도착을 기다리기 위해 타이머를 스타트시키고, 그 대기중에 도착한 패킷을 버퍼에 축적한다(ST7).

여기서는, 패킷(N+6)이 링크(S1)에서 손실되는 것이기 때문에, UPE는 패킷(N+6)을 재차 수신하는 것은 아니다. 타임업되면, UPE는 버퍼에 축적된 패킷(N+7 내지 N+m)을 코어 네트워크(2)에 송신한다(ST8).

(종래예 2)

링크(S1)에서 손실된 패킷을 기지국(eNB)으로부터 재발송시키도록 구성하는 것은 가능하다. 하나의 방법으로서, 링크(S1) 전용의 ARQ 기능을 마련하는 제안이 되어 있다(R. Stewart 등에 의한, "Steam Control Transmission Protocol," Request for Comment: 2960, Section 6.7 참조).

도 3의 (A)는 링크(S1) 전용의 ARQ 프로세스를 도시하는 시퀀스도이고, 도 3의 (B)는 그 유저 플레인의 프로토콜 스택을 도시하는 모식도이다. R. Stewart 등 에 의한, "Steam Control Transmission Protocol," Request for Comment: 2960에는, 링크(S1) 전용의 ARQ 프로토콜로서 SCTP(STream Control Transmission Protocol)가 기재되어 있다. 도 3의 (A)에서, UPE가 기지국(eNB)으로부터 수신한 패킷(N+2)에 에러를 검출하면(ST9), 그 취지를 기지국(eNB)에 통지하고(ST10), 기지국(eNB)은 그것에 응답하여 패킷(N+2)을 UPE에 재발송한다(ST11).

다른 방법으로서, UPE가 다음에 수신하여야 할 패킷의 시퀀스 번호를 기지국(eNB)에 그때마다 통지하고, 그에 응하여 패킷을 송신하는 방법이 생각된다. 이 방법에서는, UPE가 패킷을 수신하지 않으면, 재차, 해당 시퀀스 번호를 기지국(eNB)에 통지함으로써, 결과적으로 패킷의 재발송을 행할 수가 있다. 이러한 방법은 도 4에 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들면, UPE가 기지국(eNB)으로부터 수신하여야 할 다음 패킷 시퀀스 번호(NEXP_SN=N)를 해당 기지국(eNB)에 통지하면(ST12), 기지국(eNB)은 유저 단말(UE)로부터 수신한 패킷(N)을 UPE에 송신함과 함께, 패킷(N)을 일정 기간(T)만큼 버퍼에 보존한다(ST13). 이 패킷(N)를 완전히 수신하지 않으면, UPE는, 재차, 해당 패킷 시퀀스 번호(NEXP_SN=N)를 기지국(eNB)에 통지한다(ST14). 이에 응하여, 기지국(eNB)은 버퍼에 보관된 패킷(N)을 UPE에 재발송할 수가 있다(ST15).

그러나, 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 상기 종래예 1에서는, 수신측의 노드인 UPE가 패킷 손실의 발생 장소를 특정할 수가 없기 때문에, 수신하여야 할 패킷의 결락이 검지되면, UPE는 일률적으로 타이머를 스타트시켜서 대기 상태로 된다. 링크(S1)에서 패킷 손실이 발생한 경우에는, 그 패킷은 재발송되지 않는 것이기 때문에, UPE의 대기는 분명히 불필요하지만, 종래예 1의 UPE는 그것을 판단할 수가 없다.

또한, 이 대기 시간(T)은, 통상, 기지국(eNB)이 데이터를 수신하는 측의 링크(여기서는, eNB의 무선 링크(Uu+) 업스트림)에서의 최대 지연 시간으로 설정되기 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 타임업하기까지 수신한 모든 패킷을 버퍼에 축적하고, 타임업한 후에 정리하여 송신하게 된다. 예를 들면, LTE 시스템에서 100Mbps의 유저 단말(UE)을 이용하여 최대 지연 18msec의 HARQ 프로세스를 실행한 경우, 최대 150개의 패킷이 UPE의 버퍼에 축적되는 계산이 된다. 이 축적량은 무선 데이터 레이트가 높아질수록 커지고, 또한 무선 링크(Uu+)의 신뢰도를 올리기 위해 HARQ 재발송 횟수를 증가시키면, 패킷 축적량과 지연 시간의 양쪽이 커진다.

이와 같이, 업스트림에 지연이 커질 수 잇는 링크가 존재하는 경우, 그 링크의 다운스트림 노드(그 링크로부터 데이터가 흘러가는 앞쪽에 위치하는 노드)에, 그 최대 지연을 커버하는 길이의 대기 시간(T)을 설정할 필요가 있다. 이와 같은 패킷 송신의 지연은, 코어 네트워크(2)에서의 TCP 프로토콜의 폭주(輻輳) 제어가 시작되는 계기로 되고, 예를 들면 수신측의 파일 서버로부터 UE에 빈번하게 송신 요구가 발신되어 네트워크의 부하를 증대시키는 원인으로 되고, 또한 유저 전송율(User Throughput)이 낮아지는 원인이 된다.

(2) 상기 종래예 2에서는 링크(S1)에서 패킷 손실이 발생한 경우에 패킷 재발송을 행하는데, 리얼타임으로 송신한 데이터나 스트리밍 데이터 등에서는, 데이터의 약간의 결락보다도 지연을 적게 하는 편이 바람직한 경우가 있다. 이와 같은 데이터에 대해 지연을 증대시키는 패킷 재발송의 실행은 상대적으로 불리하다.

또한, 패킷 재발송을 행하기 위해서는, 기지국(eNB)에서 각 패킷을 적어도 재발송 요구가 가능한 기간만큼 보존할 필요가 있고, 그를 위한 버퍼를 준비할 필요가 있다. 또한, SCTP와 같은 전용 ARQ 기능을 마련하는 것은 프로토콜을 복잡화하고, 바람직한 해결책이 아니다.

(3) 상기 종래예 1 및 2의 어느것도, 링크(S1)에서의 지연 변동을 전혀 고려하고 있지 않다. 상술한 바와 같이 네트워크(1)가 복수의 라우터가 접속되어 구성되어 있는 경우, 같은 유저 단말(UE)로부터 송신된 일련의 패킷이라도, 먼저 송신된 패킷이 경로에 따라서는 후속 패킷에 지연되어 UPE에 도착하는 경우도 있다. 이와 같은 경우라도, 불필요하게 긴 지연이 발생하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명의 목적은, 다운스트림측의 노드에서 데이터 전송 상황을 판정할 수 있는 데이터 전송 상황 판정 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 데이터가 전송되는 복수의 노드를 포함하며, 상기 복수의 노드 중 임의의 두 노드는 데이터 전송 방향에 대해 업스트림 노드와 다운스트림 노드인 시스템에서, 업스트림 노드는 상기 다운스트림 노드에 상기 업스트림 노드의 데이터 수신 상황을 통지하고, 다운스트림 노드는 상기 업스트림 노드의 데이터 수신 상황과 상기 다운스트림 노드의 데이터 수신 상황을 비교함으로써 상기 데이터 전송 상황을 판정한다.

본 발명에 의하면, 업스트림 노드에서의 데이터 수신 상황을 다운스트림 노드에 통지하고 다운스트림 노드에서의 데이터 수신 상황과 비교함으로써 데이터의 전송 상황을 판정한다. 이로써, 다운스트림 노드는, 복수의 노드를 통하여 전송되는 데이터의 전송 상황을 파악할 수 있고, 에러 또는 지연 등이 발생하고 있는 링크의 특정이 가능하게 된다.

1. 제 1 실시형태

1.1) 시스템 구성

도 5은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 데이터 전송 상황 판정 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도이다. 여기서는, 설명을 간략화하기 위해, 패킷 전송 방향의 업스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(10))를 「M」, 다운스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(20))를 「M+1」로 표시하고, 통신 장치(10)와 통신 장치(20)가 링크(I(1))에 의해 접속되고, 통신 장치(10)의 업스트림측에는 링 크(I(0))가 접속되어 있는 것으로 한다. 일련의 패킷은 각각의 순번을 나타내는 시퀀스 번호(이하, 패킷번호라고 한다)가 부여되어 있고, 통신 장치(10)로부터 통신 장치(20)를 향하는 방향으로 순차로 전송된다. 통신 장치(10)에는 메모리(11)가 마련되고, 해당 통신 장치(10)에서의 데이터 수신 상황(0)을 나타내는 정보(NEXP(0))가 격납되어 있다. 마찬가지로, 통신 장치(20)에는 메모리(21)가 마련되고, 해당 통신 장치(20)에서의 데이터 수신 상황(1)을 나타내는 정보(NEXP(1))가 격납되어 있다.

통신 장치(10)는 링크(I(0))를 통하여 패킷을 수신하면, 정상적으로 수신한 패킷(도착 패킷)을 버퍼에 격납함과 함께, 데이터 수신 상황(0)을 갱신한다. 도착 패킷 및 미도착 패킷은 패킷번호순으로 관리되고, 미도착 패킷에는, 에러가 검출된 패킷, 불완전 수신 패킷, 또는 다음에 도착하여야 할 패킷이 포함된다.

여기서는 한 예로서, 데이터 수신 상황(0)은, 패킷(N, N+2 내지 N+4)가 정상적으로 수신된 도착 패킷이고, 패킷(N+1 및 N+5)이 미도착 패킷인 것을 나타내고 있다. 데이터 수신 상황(0)은, 이와 같은 패킷 수신 상황을 특정할 수 있으면 좋기 때문에, 도착 패킷의 패킷번호 또는 미도착 패킷의 패킷번호의 한쪽만으로 구성할 수도 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 미도착 패킷중의 최소 번호만, 또는 다음에 도착하여야 할 패킷의 번호만, 등을 데이터 수신 상황(0)으로 함에 의해 데이터 수신 상황의 데이터량을 작게 하는 것도 가능하다.

이와 같은 데이터 수신 상황(0)이 소정 포맷의 NEXP(0)에 격납되고, 통신 장치(10)로부터 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신된다(ST12). NEXP(0)의 송신은 자 국(自局)의 데이터 수신 상황을 다운스트림의 통신 장치(20)에 알리기 위함이기 때문에, NEXP(0)는 다운스트림에 전송되는 패킷의 데이터의 일부로서 송신하여도 좋고, 데이터 패킷과는 다른 패킷으로 정기적으로 송신하여도 좋다.

마찬가지로, 통신 장치(20)는 통신 장치(10)로부터 링크(I(1))를 통하여 패킷을 수신하면, 정상적으로 수신한 패킷(도착 패킷)을 버퍼에 격납함과 함께, 데이터 수신 상황(1)을 갱신한다. 도착 패킷 및 미도착 패킷은 패킷번호순으로 관리되고, 미도착 패킷에는, 에러가 검출된 패킷, 불완전 수신 패킷, 또는 다음에 도착하여야 할 패킷이 포함된다.

여기서는 한 예로서, 데이터 수신 상황(1)은, 패킷(N, N+2 및 N+4)이 정상적으로 수신된 도착 패킷이고, 패킷(N+1, N+3 및 N+5)이 미도착 패킷인 것을 나타내고 있다. 데이터 수신 상황(1)은, 이와 같은 패킷 수신 상황을 특정할 수 있으면 좋기 때문에, 도착 패킷의 패킷번호 또는 미도착 패킷의 패킷번호의 한쪽만으로 구성할 수도 있다.

이와 같은 데이터 수신 상황(1)이 NEXP(0)와 같은 소정 포맷의 NEXP(1)에 격납되고(ST22), 통신 장치(10)로부터 수신한 데이터 수신 상황(0)을 나타내는 NEXP(0)와 비교된다(ST23). 비교 결과로부터, 다음에 기술하는 바와 같이 패킷마다 데이터 전송 상황을 판정할 수 있다,

1.2) 데이터 전송 상황 판정

데이터 전송 상황 판정은, 일반적으로 다음의 표 1과 같이 행하여진다. 즉, 어떤 패킷이 업스트림 노드 및 다운스트림 노드의 쌍방에 도착한 경우에는 정상 전 송, 업스트림 노드 및 다운스트림 노드에서 함께 미도착인 경우에는 업스트림 노드보다 업스트림의 링크(I(0))에서 에러 또는 지연이 발생, 업스트림 노드에 도착하고 다운스트림 노드에서는 미도착인 경우에는 업스트림 노드와 다운스트림 노드 사이에서 에러 또는 지연이 발생한 것으로 각각 판정된다.

또한, 업스트림 노드에 미도착이였던 패킷이 다운스트림 노드에 도착하는 것은 본래 있을 수가 없지만, 그와 같은 수신 상황으로 된 경우에는, 양쪽의 노드 자체에 장애가 발생하였거니 또는 양쪽의 링크(I(0), I(1))에서 에러가 발생하였다고 판단할 수도 있다.

각 패킷	업스트림 노드에 도착	업스트림 노드에 미도착
다운스트림 노드에 도착	정상 전송	-
다운스트림 노드에 미도착	링크(I(1))에서 에러/지연	링크(I(0))에서 에러/지연

도 5에 도시하는 데이터 수신 상황의 경우에는, 다음과 같게 패킷마다 데이터 전송 상황을 판정할 수가 있다.

● 패킷(N)에 관해서는, 통신 장치(10)에 도착하고 통신 장치(20)에도 도착하고 있기 때문에, 정상적으로 전송되었다고 판정된다. 패킷(N+2 및 N+4)에 관해서도 마찬가지이다.

● 패킷(N+1)에 관해서는, 통신 장치(10)에 미도착이면서 통신 장치(20)에도 미도착이기 때문에, 통신 장치(10)의 업스트림측의 링크(I(0))에서 또는 그 이전에서 에러 또는 지연이 발생하고 있다고 판정된다.

● 패킷(N+3)에 관해서는, 통신 장치(10)에는 도착하였지만 통신 장치(20)에는 미도착이기 때문에, 통신 장치(10)와 통신 장치(20) 사이의 링크(I(1))에서 에러 또는 지연이 발생하고 있다고 판정된다.

● 패킷(N+5)에 관해서는, 통신 장치(10)에 미도착이면서 통신 장치(20)에도 미도착이지만, 이것이 최신의 패킷이면, 다음에 도착하여야 할 패킷이라고 판정된다.

1.3) 판정 제어

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 통신 장치에서의 데이터 전송 상황 판정 회로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 이 데이터 전송 상황 판정 제어 회로는 다운스트림에 위치하는 통신 장치(20)에 마련된다.

통신 장치(20)는 링크(I(1))에 접속된 수신부(201)를 가지며, 업스트림의 통신 장치(10)로부터 링크(I(1))를 통하여 정상 수신(도착)한 패킷을 버퍼(202)에 격납함과 함께, 통신 장치(10)로부터 수신한 데이터 수신 상황(0)을 나타내는 NEXP(0)를 비교부(204)에 출력한다.

제어부(203)는 도착 패킷의 패킷 번호(도착 패킷번호)에 의거하여 버퍼(202)의 패킷 관리를 행하고, 에러가 검출된 패킷을 포함하는 미도착 패킷의 패킷번호(미도착 패킷번호)를 특정한다. 계속해서 제어부(203)는 도착 패킷번호 및/또는 미도착 패킷번호로부터 데이터 수신 상황(1)을 생성하고, 메모리(205)에 격납된 NEXP(1)를 갱신한다. 또한, 제어부(203)는 송신부(206)를 제어하고, 송신부(206)는 버퍼(202)에 격납된 도착 패킷을 다운스트림측 링크에 송출한다.

비교부(204)는, 통신 장치(10)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국(통신 장치(20))의 NEXP(1)를 비교하고, 그 비교 결과를 제어부(203)에 출력한다, 제어부(203)는 비교부(204)의 비교 결과와 미도착 패킷번호에 의거하여 패킷마다의 데이터 전송 상황을 판정한다. 제어부(203)에 의한 데이터 전송 상황 판정 제어의 한 예를 다음에 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 통신 장치의 데이터 전송 상황 판정 제어를 도시하는 플로우차트이다. 우선, 수신부(201)가 패킷을 수신하면(ST301), 제어부(203)는 도착 패킷번호에 의거하여 미도착 패킷번호를 특정하고, 그들을 차례로 메모리(205)의 NEXP(1)에 격납한다(ST302).

계속해서, 제어부(203)의 제어하에, 비교부(204)는 통신 장치(10)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국의 NEXP(1)를 비교하고, 제어부(203)는 각 패킷번호로 데이터 수신 상황(즉, 도착/미도착)이 일치하는지의 여부를 판정한다(ST303).

어떤 패킷번호의 도착/미도착에 관해 NEXP(0)와 NEXP(1)이 불일치하면(ST303의 N0), 표 1에 표시하는 바와 같이, 해당 패킷은 링크(I(1))에서 에러/지연이 발생한 것으로 판정된다(ST304). 단, NEXP(0)≠NEXP(1)인 경우에도, 또한 NEXP(0)가 도착이고 NEXP(1)가 미도착이였는지의 여부를 판정하고, 그 경우에 해당 패킷은 링크(I(1))에서 에러/지연이 발생한 것으로 판정하여도 좋다. 만약 NEXP(0)가 미도착이고 NEXP(1)가 도착이면, 프로토콜 에러 처리를 행하여도 좋다.

어떤 패킷번호의 도착/미도착에 관해, NEXP(0)와 NEXP(1)이 일치하고 있으면(ST303의 YES), 표 1에서 표시하는 바와 같이, 정상 전송 또는 링크(I(0))에서의 에러/지연의 어느 것인지를 판별할 필요가 있다. 그래서, 제어부(203)는, 도착 패킷번호가 연속하고 있는지의 여부, 환언하면 도착 패킷번호의 도중에 결락이 있는지의 여부를 판정한다(ST305).

만약 결락된 패킷번호가 있으면(ST305의 YES), 그 결락된 패킷의 도착을 대기하고 있는 상태이기 때문에, 제어부(203)는 해당 패킷에 링크(I(0))에 에러/지연이 발생한 것으로 판정한다(ST306). 결락된 패킷번호가 존재하지 않으면, 즉 도착 패킷번호가 연속하고 있으면(ST305의 N0), 미도착 패킷은 다음에 도착하여야 할 패킷이라고 판단되고, 현시점에서는 정상 전송이라고 판정된다(ST307).

또한, 제어부(203) 및 비교부(204)는, 프로그램 제어 프로세서 또는 컴퓨터상에서 상기 데이터 전송 상황 판정 제어를 행하기 위한 프로그램을 실행함으로써 실현할 수도 있다.

1.4) 실시예 1

본 실시형태의 보다 구체적인 실시예를 다음에 설명한다. 이 실시예에 있어서, 통신 장치(10 및 20)의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(0)및 NEXP(1)에는, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호가 격납되는 것으로 한다. 하나의 패킷번호가 격납되기 때문에, 통신 장치(10)로부터 통신 장치(20)에 통지되는 NEXP(0)의 데이터량이 작아지고, 링크(I(1))의 전송 용량을 크게 점유하는 일이 없고, 또한 통신 장치(10 및 20)의 부하도 경감된다.

도 8의 (A)는 정상 통신시의 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도, 도 8의 (B)는 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도, 도 8의 (C)는 링크(I(0))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도이다.

정상 통신시에는, 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이, 패킷(N)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(0)에 격납하고, 패킷(N)과 함께 NEXP(0)를 다운스트림의 통신 장치(20) 송신한다. 통신 장치(20)는, 패킷(N)이 도착함으로써, 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(1)에 격납한다. 즉, NEXP(0)=NEXP(1)=N+1로 되고 일치한다. 다른 패킷의 경우도 마찬가지이고, 정상 전송되고 있는 경우에는 업스트림의 NEXP(0)와 다운스트림의 NEXP(1)는 일치한다.

또한, 정상 전송되고 있는 경우에는, 통신 장치(20)에 도착하는 패킷은 연속한 패킷번호이고, 에러가 발생한 경우에는 도착 패킷번호에 결락이 생긴다. 따라서 NEXP(0)와 NEXP(1)의 일치와 도착 패킷번호의 연속성을 확인함으로써(도 7의 ST303, ST305), 다운스트림의 통신 장치(20)는 패킷 전송 상황이 정상이라고 판정할 수 있다.

도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 패킷(N+1)에 대해 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우에는, NEXP(0)와 NEXP(1)가 불일치로 됨으로써 판정할 수 있다. 구체적으로는, 우선, 패킷(N)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(0)에 격납하고, 패킷(N)과 함께 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신한다. 통신 장치(20)는, 패킷(N)이 도착함으로써, 다음에 도착하여야 할 패킷번호 N+1를 NEXP(1)에 격납한다. 즉, 패킷(N)에 관해서는, NEXP(0)=NEXP(1)=N+1로 되고 일치한다.

다음에, 패킷(N+1)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+2)를 NEXP(0)에 격납하여, NEXP(0)=N+2로 하고, 패킷(N+1)과 함께 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신한다. 이 패킷(N+1)의 전송에서 에러가 발생하고(ST401), 통신 장치(20)에서 패킷(N+1)이 미도착으로 된 것으로 가정하자. 이 경우, 통신 장치(20)는, 패킷(N+1)이 도착하지 않은 것이기 때문에 데이터 수신 상황은 변화하지 않고, 따라서 NEXP(1)=N+1를 유지한다.

계속해서, 패킷(N+2)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+3)를 NEXP(0)에 격납하여 NEXP(0)=N+3으로 하고, 패킷(N+2)과 함께 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신한다. 통신 장치(20)는, 패킷(N+2)이 도착함으로써, 패킷번호(N+3)가 다음에 도착하여야 할 미도착 패킷번호라고 판단하지만, 미도착 패킷번호의 최소의 것은 여전히 패킷번호(N+1)이기 때문에, NEXP(1)=N+1을 유지한다. 따라서 NEXP(0)=N+3, NEXP(1)=N+1로 되고, 불일치가 성립하고, 패킷(N+1)에 대해 링크(I(1))에서 에러가 발생하였다고 판정할 수가 있다(ST402).

도 8의 (C)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 패킷(N+1)에 대해 링크(I(0))에서 에러가 발생한 경우에는, NEXP(0)와 NEXP(1)의 일치와 도착 패킷번호의 결락으로부터 판정할 수 있다. 구체적으로는, 우선, 패킷(N)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(0)에 격납하고, 패킷(N)과 함께 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신한다. 통신 장치(20)는, 패킷(N)이 도착함으로써, 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(1)에 격납한다. 즉, 패킷(N)에 관해서는, NEXP(0)=NEXP(1)=N+1로 되고 일치한다.

다음에, 패킷(N+1)에 링크(I(0))에서 에러가 발생하면(ST403), 통신 장치(10)는, 패킷(N+1)이 도착하지 않은 것이기 때문에 데이터 수신 상황은 변화하지 않고, 따라서 NEXP(0)=N+1를 유지한다. 마찬갖지로, 통신 장치(20)도 NEXP(1)=N+1을 유지한다.

계속해서, 패킷(N+2)이 도착하면, 통신 장치(10)는 다음에 도착하여야 할 패킷번호는 N+3이지만, 미도착 패킷번호의 최소의 것은 여전히 패킷번호(N+1)이기 때문에, NEXP(0)=N+1을 유지하고, 패킷(N+2)과 함께 다운스트림의 통신 장치(20)에 송신한다. 통신 장치(20)에서도 마찬가지로, 미도착 패킷번호의 최소의 것은 여전히 패킷번호(N+1)이기 때문에, NEXP(1)=N+1을 유지한다.

따라서 NEXP(0)=NEXP(1)=N+1로 되고 일치가 성립하지만, 이 경우는 패킷번호(N+1)가 결락하여 연속 패킷번호로 되어 있지 않다. 따라서 NEXP(0)와 NEXP(1)의 일치와 도착 패킷번호의 불연속성을 확인함으로써(도 7의 ST303, ST305), 다운스트림의 통신 장치(20)는 패킷(N+1)에 대해 링크(I(0))에서 에러가 발생하였다고 판정할 수가 있다(ST404).

도 8의 (D)은 링크(I(1))상을 전송하는 패킷의 한 예를 도시하는 포맷도이다. 이미 기술한 바와 같이, NEXP(0)의 송신은 통신 장치(10)의 데이터 수신 상황을 다운스트림의 통신 장치(20)에 알리기 위함이기 때문에, NEXP(0)는 링크(I(1))상에서 전송되는 패킷의 데이터의 일부로서 송신할 수 있다.

도 8의 (D)에서, 링크(I(1))상의 전송 패킷은, 링크(I(1))상을 전송하기 위한 헤더(101)와 그것에 계속해서 데이터 영역을 가지며, 데이터 영역은, 통신 장치(10)가 업스트림로부터 수신한 패킷을 격납하는 영역(102)과 통신 장치(10)에서의 데이터 수신 상황(NEXP(0))을 격납하는 영역(103)을 갖는다. 예를 들면, 도 8의 (C)에서의 패킷(N)을 예로 들면, 통신 장치(10)는, 도착 패킷(N)을 영역(102)에 싣고, 그 때의 NEXP(0)=N+1를 영역(103)에 싣고, 통신 장치(20)에 송신한다.

NEXP(0)를 격납하는 영역(103)은, 전송 패킷의 데이터 영역의 소정 위치에 마련할 수가 있다. 전송 패킷을 수취한 통신 장치(20)는, 그 데이터 영역의 소정 위치에 있는 NEXP(0)를 판독할 수 있다. 또한, 본 실시예는 이것으로 한정되는 것이 아니고, NEXP(0)는 별개의 패킷으로 통신 장치(20)에 전송할 수도 있다.

1.5) 효과

본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 업스트림 노드의 데이터 수신 상황(각 패킷의 도착/미도착)를 다운스트림 노드에 통지하고, 다운스트림 노드가 자(自) 노드의 데이터 수신 상황(각 패킷의 도착/미도착)과 비교함으로써, 각 패킷의 전송 상황을 판정할 수 있다.

2. 제 2 실시형태

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 데이터 전송 방법에서는, 상술한 제 1 실시형태에 의한 데이터 전송 상황 판정 방법을 이용하는 것에 의해 판정된 각 패킷의 전송 상황에 응하여 다운스트림 노드의 패킷 대기 시간의 길이를 조정한다. 이로써 불필요한 패킷 대기 시간을 단축할 수가 있고, 전체로서 패킷 전송의 지연을 억제할 수 있다. 이하, 상세히 기술한다.

2.1) 시스템 구성

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도이다. 여기서는, 도 5과 마찬가지로, 패킷 전송 방향의 업스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(50))를 「M」, 다운스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(60))를 「M-1」, 통신 장치(50)의 더욱 업스트림측에 위치한 노드(통신 장치(70))를 「M-1」로 각각 표시하고, 통신 장치(50)와 통신 장치(60)가 링크(I(1))에 의해 접속되고, 통신 장치(70)와 통신 장치(50)가 링크(I(0))에 의해 접속되어 있는 것으로 한다.

또한, 링크(I(0))와 링크(I(1))의 최대 지연량은 다르고, 여기서는 링크(I(0))의 최대 지연량이 링크(I(1))의 그것보다 큰 것으로 한다. 예를 들면, 도 23에서 설명한 바와 같이, 링크(I(0))에서는 HARQ/ARQ 등의 재발송 프로세스에 의해 패킷의 통신 장치(50)에의 도착이 크게 지연되는 경우가 있기 때문에, 최대 지연량이 상대적으로 커진다. 다른 한편, 링크(I(1))에서는 재발송 기능이 마련되어 있지 않기 때문에 패킷의 경로의 다름에 의한 지연 변동이 어느 정도로 되고, 최대 지연량이 상대적으로 작아진다.

일련의 패킷에는 각각의 순번을 나타내는 시퀀스 번호(이하, 패킷번호라고 한다)가 부여되어 있고, 통신 장치(70)로부터 통신 장치(60)를 향하는 방향으로 순차로 전송된다. 통신 장치(50)에는 메모리(51)가 마련되고, 해당 통신 장치(50)에서의 데이터 수신 상황(0)을 나타내는 정보(NEXP(0))가 격납되어 있다. 마찬가지로, 통신 장치(60)에는 메모리(61)가 마련되고, 해당 통신 장치(60)에서의 데이터 수신 상황(1)을 나타내는 정보(NEXP(1))가 격납되어 있다. 또한, 통신 장치(60)에는, 링크(I(0))와 링크(I(1))의 최대 지연량에 각각 대응하는 송신 대기 시간이 미리 준비되어 있다.

데이터 수신 상황(0) 및 (1)에 관해서는, 도 5와 마찬가지이지만, 본 실시형태에서는, 통신 장치(50및 60))의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(0) 및 NEXP(1)에는, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호가 격납되는 것으로 한다. 하나의 패킷번호가 격납되기 때문에, 통신 장치(50)로부터 통신 장치(60)에 통지되는 NEXP(0)의 데이터량이 작아지고, 링크(I(1))의 전송 용량을 크게 점유하는 일이 없고, 또한 통신 장치(50)및 60)의 부하도 경감된다.

통신 장치(70)는 패킷을 링크(I(0))를 통하여 통신 장치(50)에 송신한다. 통신 장치(50)가 그 패킷을 수신하면, 정상적으로 수신한 패킷(도착 패킷)을 버퍼에 격납함과 함께, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호를 소정 포맷의 NEXP(0)에 격납하고, 통신 장치(50)로부터 다운스트림의 통신 장치(60)에 송신한다(ST52). 또한, 도착 패킷 및 미도착 패킷은 패킷번호순으로 관리되고, 미도착 패킷에는, 에러가 검출된 패킷, 불완전 수신 패킷, 또는 다음에 도착하여야 할 패킷이 포함된다.

마찬가지로, 통신 장치(60)는 통신 장치(50)로부터 링크(I(1))를 통하여 패킷을 수신하면, 정상적으로 수신한 패킷(도착 패킷)을 버퍼에 격납함과 함께, 미도착 패킷번호 중 최소의 패킷번호를 소정 포맷으로 NEXP(1)에 격납한다(ST62). 후술하는 바와 같이, 통신 장치(60)는, 정상적인 패킷 전송 상황이면 송신 대기 없이 도착 패킷을 그대로 다운스트림에 송신한다.

통신 장치(60)는, 통신 장치(50)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국의 NEXP(1)를 비교하고, 상술한 제 1 실시형태의 판정 방법을 이용하여 지연/에러가 발생한 링크를 특정한다(ST63). 구체적으로는, 어떤 패킷이 통신 장치(50) 및 통신 장치(60)의 쌍방에 도착한 경우에는 정상 전송이지만, 통신 장치(50) 및 통신 장치(60)에서 함께 미도착인 경우에는 링크(I(0))에서 에러 또는 지연이 발생, 통신 장치(50)에 도착하고 통신 장치(60)에서는 미도착인 경우에는 링크(I(1))에서 에러 또는 지연이 발생한 것으로 판정하는 것과 같이, 각각 링크를 특정할 수가 있다.

이와 같이하여 에러 또는 지연이 발생한 것으로 판정된 링크의 최대 지연량에 응하여, 통신 장치(60)는 송신 대기 시간을 설정할 수가 있다(ST64).

2.2) 송신 대기 제어

도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 통신 장치에서의 송신 대기 제어 회로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 이 송신 대기 제어 회로는 다운스트림에 위치하는 통신 장치(60)에 마련된다. 또한, 도 6에 도시하는 블록과 동일 기능의 블록에는 동일 참조 번호를 붙이고 설명은 간략화한다.

통신 장치(60)는 링크(I(1))에 접속된 수신부(201)를 가지며, 업스트림의 통신 장치(50)로부터 링크(I(1))를 통하여 정상 수신(도착)한 패킷을 버퍼(202)에 격납함과 함께, 통신 장치(50)로부터 수신한 NEXP(0)를 비교부(204)에 출력한다.

제어부(203)는 도착 패킷의 패킷번호(도착 패킷번호)에 의거하여 버퍼(202)의 패킷 관리를 행하고, 에러가 검출된 패킷을 포함하는 미도착 패킷의 패킷번호(미도착 패킷 번호)를 특정한다. 계속해서 제어부(203)는 도착 패킷번호 및/또는 미도착 패킷번호로부터 데이터 수신 상황(1)을 생성하고, 메모리(205)에 격납된 NEXP(1)에 미도착 패킷번호 중 최소의 패킷번호를 격납한다.

비교부(204)는, 통신 장치(50)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국의 NEXP(1)를 비교하고, 그 비교 결과를 제어부(203)에 출력한다. 제어부(203)는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 비교부(204)의 비교 결과와 미도착 패킷번호에 의거하여 패킷마다의 데이터 전송 상황을 판정하고, 지연/에러가 발생한 링크를 특정한다.

제어부(203)에는, 링크(I(0)) 및 링크(I(1))의 최대 지연량에 각각 대응하는 송신 대기 시간(T_LONG 및 T_SHORT)이 미리 준비되고, 특정된 링크에 대응하는 송신 대기 시간이 타이머(207)에 설정된다. 타이머(207)가 타임업할 때까지 지연 패킷이 도착하지 않으면, 제어부(203)는 타임업 후에 버퍼(202)에 축적한 도착 패킷을 송신부(206)로부터 송신한다. 다음에, 제어부(203)에 의한 송신 대기 제어의 한 예를 설명한다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 통신 장치에서의 송신 대기 제어를 도시하는 플로우차트이다. 우선, 수신부(201)에서 정상적으로 수신한 패킷은 버퍼(202)에 보관된다(ST701). 제어부(203)는 타이머(207)에 송신 대기 시간이 설정되어 있는지의 여부를 판정하고(ST702), 타이머(207)가 설정되어 있지 않은 또는 타임업한 경우에는(ST702의 N0), 버퍼(202)로부터 축적 패킷을 순번대로 판독하여 송신부(206)로부터 송신한다(ST703). 또한, 제어부(203)는, 도착 패킷번호에 의거하여 미도착 패킷번호를 특정하고, 미도착 패킷번호 중 최소의 패킷번호를 메모리(205)의 NEXP(1)에 격납한다(ST704).

계속해서, 제어부(203)의 제어하에서, 비교부(204)는 통신 장치(10)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국의 NEXP(1)를 비교하고, 제어부(203)는 NEXP(0)=NEXP(1)인지의 여부를 판정한다(ST705). 해당 패킷번호의 도착/미도착에 관해 NEXP(0)와 NEXP(1)이 불일치하면(ST705의 N0), 해당 패킷은 링크(I(1))에서 에러/지연이 발생한 것으로 판정되고, 타이머(207)에 링크(I(1))의 최대 지연량을 커버하는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)이 설정된다(ST706).

해당 패킷번호의 도착/미도착에 관해 NEXP(0)=NEXP(1)이면(ST705의 YES), 정상 전송 또는 링크(I(0))에서의 에러/지연의 어느 것인지를 판별하기 위해, 제어부(203)는 도착 패킷번호가 연속하고 있는지의 여부, 환언하면 도착 패킷번호의 도중에 결락이 있는지의 여부를 판정한다(ST707).

만약 결락된 패킷번호가 있으면(ST707의 YES), 제어부(203)는 해당 패킷에 링크(I(0))에서 에러/지연이 발생한 것으로 판정하고, 타이머(207)에 링크(I(0))의 최대 지연량을 커버하는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)이 설정된다(ST708). 결락된 패킷번호가 존재하지 않으면, 즉 도착 패킷번호가 연속하고 있으면(ST707의 N0), 미도착 패킷은 다음에 도착하여야 할 패킷이라고 판단되고, 현시점에서는 정상 전송이라고 판정되기 때문에, 타이머의 설정은 행하여지지 않는다.

이와 같이 하여 타이머(207)에 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT) 또는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)이 설정되고 타임업하고 있지 않은 때에 수신 패킷이 버퍼(202)에 보관되면(ST702의 YES), 제어부(203)는 해당 수신 패킷이 NEXP(1)에 격납되어 있는 패킷번호의 대상 패킷인지의 여부를 판단한다(ST709).

수신 패킷이 대상 패킷이면(ST709의 YES), 제어부(203)의 제어는 ST703로 되돌아와, 버퍼(202)로부터 축적 패킷을 순번대로 판독하고 송신부(206)로부터 송신한다(ST703). 이로써 버퍼(202)에 축적된 일부 또는 전부가 연속한 패킷번호를 갖는 패킷이 송신되기 때문에, 이 새로운 상태에서, 제어부(203)는, 미도착 패킷번호 중 최소의 패킷번호에 의해 NEXP(1)를 갱신한다(ST704). 이하, 제어부(203)의 제어는 상술한 처리 ST705로 이행한다.

수신 패킷이 대상 패킷이 아니면(ST709의 N0), 제어부(203)는 수신 패킷을 버퍼(202)에 축적한 채로 처리 ST703 내지 ST708은 실행하지 않는다.

또한, 제어부(203) 및 비교부(204)는, 프로그램 제어 프로세서 또는 컴퓨터상에서 상기 송신 대기 제어를 행하기 위한 프로그램을 실행함으로써 실현할 수도 있다.

2.3) 효과.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 데이터 전송 방법에서는, 상술한 제 1 실시형태에 의한 데이터 전송 상황 판정 방법을 이용하는 것에 의해 판정된 각 패킷의 전송 상황에 응하여 다운스트림 노드의 패킷 대기 시간의 길이를 적절하게 설정함으로써, 연속한 패킷의 전송을 높은 신뢰성으로 확보할 수가 있고, 게다가 필요없는 지연을 회피할 수가 있고, 전체로서 패킷 전송의 지연을 억제하는 것이 가능하게 된다.

2.4) 실시예 2

다음에, 링크(I(1)) 및 링크(I(0))에서의 지연 변동/에러 발생시의 구체적인 동작을 설명한다.

도 12의 (A)는 링크(I(1))에서 지연 변동이 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도, 도 12의 (B)는 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도이다.

도 12의 (A)에 도시하는 바와 같이, 통신 장치(50)는, 패킷(N)이 도착하면, 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(0)에 격납하고, 패킷(N)과 함께 NEXP(0)를 다운스트림의 통신 장치(60)에 송신한다. 통신 장치(60)는, 패킷(N)이 도착함으로써, 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+1)를 NEXP(1)에 격납한다. 즉, NEXP(0)=NEXP(1)로 되어, 일치한다.

계속해서, 패킷(N+1)이 도착하면, 통신 장치(50)는, 다음에 도착하여야 할 패킷번호(N+2)를 NEXP(0)에 격납하고, 패킷(N+1)과 함께 NEXP(0)=N+2를 다운스트림의 통신 장치(60)에 송신한다. 그 때, 패킷(N+1)이 링크(I(1))에서 지연되고(ST801), 후속하는 패킷(N+2)이 통신 장치(60)에 먼저 도착하였다고 가정한다. 이 때, 통신 장치(50)로부터는 NEXP(0)=N+3이 통지되기 때문에, 통신 장치(60)의 제어부(203)는 NEXP(1)≠NEXP(0)로 판정하고, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 타이머(207)에 설정하여 스타트시킨다(ST802).

그리고, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)이 경과하기 전에, 계속해서 패킷(N+3)이 NEXP(0)=N+4와 함께 도착하고, 그것에 계속해서 지연된 패킷(N+1)이 도착하였다고 가정한다. 패킷(N+1)이 도착함으로써, 통신 장치(60)의 제어부(203)는, 버퍼(202)로부터 연번의 패킷(N+1 내지 N+3)을 판독하고, 송신부(206)를 통하여 다운스트림에 송신한다. 동시에, 제어부(203)는 메모리(205)의 NEXP(1)를 최신치(N+4)로 갱신한다.

이와 같이, 다운스트림의 통신 장치(60)는, NEXP(1)≠NEXP(0)로 판정함으로써 링크(I(1))에서의 에러 또는 지연이라고 판단할 수 있고, 적어도 링크(I(1))에서 상정되는 최대 지연 시간을 커버할 수 있는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 타이머(207)에 설정할 수 있다. 즉, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)의 지연만으로, 연속한 패킷 전송이 가능하게 된다.

이것에 대해, 도 12의 (B)에 도시하는 바와 같이, 패킷(N+1)에 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우에는(ST803), NEXP(0)와 NEXP(1)가 불일치로 되기 때문에, 상술한 바와 같이, 통신 장치(60)의 제어부(203)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 타이머(207)에 설정하여 스타트시킨다(ST804). 그런데, 이 경우에는, 해당 패킷(N+1)은 통신 장치(60)에 도착하지 않기 때문에, 타이머(207)는 타임업한다. 타임업하면, 제어부(203)는 버퍼(202)로부터 그때까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+4)을 순차로 판독하고, 송신부(206)를 통하여다운스트림에 송신한다. 따라서 일련의 패킷(N 내지 N+4)중 패킷(N+1)이 결락된 것으로 되지만, 패킷 전송의 지연은, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)만으로 되고, 큰 전송 지연을 회피할 수 있다.

도 13의 (A)는 링크(I(0))에서 회복 가능한 에러 또는 지연이 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도, 도 13의 (B)는 링크(I(0))에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도이다. 여기서는, 통신 장치(70)와 통신 장치(50)에 패킷 재발송 제어 기능(예를 들어 HARQ/ARQ 등)이 마련되어 있는 것으로 한다.

도 13의 (A)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 패킷(N+1)에 대해 링크(I(0))에서 에러가 발생하고(ST805), 통신 장치(50)가 그 에러를 소정 횟수의 재발송 프로세스를 이용하여 회복 가능하다고 판정하면, 해당 패킷(N+1)은 링크(I(0))에서 지연되어 통신 장치(50)에 도달한다고 기대할 수 있다. 이 경우, 통신 장치(50)에는 후속하는 패킷(N+2)이 우선 도착하지만, 패킷(N+1)의 에러가 회복 가능한 경우에는, 통신 장치(50)는 NEXP(0)=N+1를 유지하고, 그것을 패킷(N+2)과 함께 통신 장치(60)에 송신한다. 통신 장치(60)도 NEXP(1)=N+1인 채이기 때문에, NEXP(0)=NEXP(1)=N+1이지만, 통신 장치(60)의 제어부(203)는, 도착 패킷에 패킷(N+1)이 결락하여 있기 때문에, 링크(I(0))에서의 에러 또는 지연이라고 판단한다. 따라서, 제어부(203)는, 링크(I(0))에서 상정되는 최대 지연 시간을 커버할 수 있는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 타이머(207)에 설정하고 스타트시킨다(ST806).

지연된 패킷(N+1)이 통신 장치(50)에 도착하면, 통신 장치(50)의 NEXP(0)는 N+4로 갱신되고, 그것과 함께 패킷(N+1)이 통신 장치(60)에 송신된다. 그리고, 긴 송신 대기 시간(T_LONG)이 경과하기 전에, 해당 패킷(N+1)이 통신 장치(60)에 도착하면, 통신 장치(60)의 제어부(203)는, 버퍼(202)로부터 연번의 패킷(N+1 내지 N+3)을 판독하고, 송신부(206)를 통하여 다운스트림에 송신한다. 동시에, 제어부(203)는 메모리(205)의 NEXP(1)를 최신치(N+4)로 갱신한다.

이와 같이, 다운스트림의 통신 장치(60)는, NEXP(1)=NEXP(0)이지만 패킷번호가 결락하여 있는 경우에는, 링크(I(0))에서의 에러 또는 지연이라고 판단할 수 있고, 적어도 링크(I(0))에서 상정되는 최대 지연 시간을 커버할 수 있는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 타이머(207)에 설정할 수가 있다. 즉, 통신 장치(60)는, 통신 장치(70)로부터의 연속한 패킷을 높은 신뢰도로 다운스트림에 전송하는 것이 가능해진다.

이에 대해, 도 13의 (B)에 도시하는 바와 같이, 패킷(N+1)에서의 에러가 재발송 프로세스에 의해서도 링크(I(0))에서 회복할 수 없는 경우가 있다(ST807). 예를 들면, 리얼타임성이 요구되는 VoIP와 같은 데이터 전송인 경우, 고속 재발송 프로세스인 HARQ의 재발송 횟수만을 1회로 설정하고, ARQ 프로세스의 재발송은 하지 않도록 설정하면, 통신 장치(50)의 ARQ에서 에러가 검출된 때에 해당 에러는 회복 불가능이라고 판정된다. HARQ와 ARQ를 함께 금지한 경우에는 에러 발생시에 회복 불능이라고 판정된다. 이와 같이 회복 불가능한 에러가 발생한 경우에는(ST807), 통신장치(50)는 NEXP(0)를 N+2로 갱신한다.

계속해서, 패킷(N+2)이 도착하면, 통신 장치(50)는 NEXP(0)를 N+3으로 갱신하고, 도착 패킷(N+2)과 함께 통신 장치(60)에 송신한다. 이후, 통신 장치(50)는, 통신 장치(70)로부터 도착한 패킷(N+3, N+4)을 순차로 통신 장치(60)에 송신한다.

통신 장치(60)는 NEXP(1)=N+1인 채이기 때문에, NEXP(0)=N+3와 함께 패킷(N+2)을 수신하면, NEXP(0)와 NEXP(1)가 불일치로 된다. 따라서 상술한 바와 같이, 통신 장치(60)의 제어부(203)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 타이머(207)에 설정하여 스타트시킨다(ST808). 그런데, 이 경우에는, 해당 패킷(N+1)은 통신 장치(60)에 도착하지 않기 때문에, 타이머(207)는 타임업한다. 타임업하면, 제어부(203)는 버퍼(202)로부터 지금까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+4)을 순차로 판독하고, 송신부(206)를 통하여 다운스트림에 송신한다.

이와 같이, 회복 불가능한 에러가 링크(I(0))에서 발생한 경우에는, 결락 패킷을 긴 시간(T_LONG) 기다리는 일 없이 다른 패킷(N+2 내지 N+4)을 전송한다. 이로써 패킷 전송의 지연은 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)만으로 되고, 큰 전송 지연을 회피할 수 있다.

2.5) 실시예 3

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 이동 통신 시스템에 적용한 제 3 실시예를 도 14의 (A) 내지 도 16의 (B)를 참조하면서 설명한다. 도 9와의 대응에서는, 통신 장치(50)가 기지국(eNB)(enhanced node B)에, 통신 장치(60)가 유저 데이터 처리 장치(UPE)(User Plane Entity)에, 통신 장치(70)가 이동국(UE)(User Equipment)에 각각 대응하고, 전체의 네트워크는 도 1의 (A)에 도시하는 바와 같이 구성되어 있는 것으로 한다. 또한, 기지국(eNB) 및 유저 데이터 처리 장치(UPE)는, 각각 eNB 및 UPE로 적절히 약기한다.

도 14의 (A)는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템의 기지국(eNB)의 개략 구성을 도시하는 블록도이고, 도 14의 (B)는 UPE(7)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.

도 14의 (A)에 도시하는 바와 같이, 기지국(eNB)은 무선 링크(Uu+)에 의해 UE에 접속하고, 링크(S1)에 의해 UPE에 접속한다. 무선 송수신부(901)에 의해 무선 링크(Uu+)를 통하여 이동국(UE)과 통신하고, HARQ 제어부(902) 및 ARQ 제어부(903)에 의해 이동국(UE)과의 사이에서 이미 기술한 재발송 프로세스가 실행된다. 또한, PDCP 버퍼(904)에는, 이동국(UE)과 UPE 사이에서 전송되는 PDCP 패킷이 격납되고, S1 전송 제어부(905) 및 S1 송수신부(906)에 의해 UPE와의 사이에서 패킷 전송이 행하여진다.

본 실시예에서는, 도시되지 않는 제어부에 의해, 상술한 기지국(eNB)의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(ENB)가 갱신되는 것으로 가정한다. 또한, NEXP(ENB)에는, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호가 격납되는 것으로 가정한다. 이동국(UE)으로부터의 도착 패킷 및 갱신된 NEXP(ENB)는 S1 전송 제어부(905)의 제어에 따라 UPE에 송신된다.

도 14의 (B)에 도시하는 바와 같이, UPE는 링크(S1)에 의해 기지국(eNB)에 접속하고, PDCP 버퍼(911)에 이동국(UE)으로부터 도착한 PDCP 패킷을 축적하고, PDCP 패킷은 PDCP 버퍼 관리부(912)의 관리하에서 PDCP 제어부(913) 및 송수신부(914)를 통하여 코어 네트워크에 송신된다.

본 실시예에서는, PDCP 버퍼 관리부(912)에 의해, 상술한 UPE의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(UPE)가 갱신되고, 기지국(eNB)으로부터 수신한 NEXP(ENB)와의 비교 및 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)의 설정 등이 행하여지는 것으로 한다. 또한, NEXP(UPE)에는, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호가 격납되는 것으로 한다.

도 15은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 UPE에서의 송신 대기 제어를 도시하는 플로우차트이다. 우선, 기지국(eNB)으로부터 정상적으로 수신한 패킷은 PDCP 버퍼(911)에 보관된다(ST701). PDCP 버퍼 관리부(912)는 송신 대기 시간이 타이머에 설정되어 있는지의 여부를 판정한다(ST702). 타이머가 설정되어 있지 않은 또는 타임업한 경우에는(ST702의 N0), PDCP 버퍼 관리부(912)는 PDCP 버퍼(911)로부터 축적 패킷을 순번대로 판독하여 TPDCP 제어부(913)를 통하여 송수신부(914)로부터 송신한다(ST703). 또한, PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착 패킷번호에 의거하여 미도착 패킷번호를 특정하고, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호를 NEXP(UPE)에 격납한다(ST704).

계속해서, PDCP 버퍼 관리부(912)는, 기지국(eNB)으로부터 수신한 NEXP(ENB)와 자국의 NEXP(UPE)를 비교하고, NEXP(ENB)=NEXP(UPE)인지의 여부를 판정한다(ST705).

NEXP(ENB)=NEXP(UPE)이면(ST705의 YES), 정상 전송 또는 무선 링크(Uu+)에서의 에러/지연의 어느 것인지를 판별하기 위해, PDCP 버퍼 관리부(912)는, PDCP 버퍼(911)에 패킷이 보존되어 있는지의 여부를 체크한다(ST710). 도착 패킷번호가 연번이면, 상술한 ST703에서 이미 송신되고, 버퍼에 남아 있지 않는 것이기 때문이다.

따라서, PDCP 버퍼(911)에 패킷이 없으면(ST710의 N0), 정상 전송되고 있기 때문에 타이머 설정은 행하지 않는다. PDCP 버퍼(911)에 패킷이 보존되어 있으면(ST710의 YES), PDCP 버퍼 관리부(912)는 무선 링크(Uu+)에서 에러/지연이 발생한 것으로 판정하고, 타이머에 무선 링크(Uu+)의 최대 지연량을 커버하는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 설정한다(ST711).

NEXP(ENB)≠NEXP(UPE)이면(ST705의 N0), NEXP(ENB)>NEXP(UPE)인지의 여부를 판단 한다(ST712). 링크(S1)에서 에러 또는 지연이 발생하면, NEXP(ENB)의 쪽이 뒤의 패킷번호(따라서 큰 패킷번호)를 나타내기 때문이다.

NEXP(ENB)>NEXPUPE)이면(ST712의 YES), PDCP 버퍼 관리부(912)는 PDCP 버퍼(911)에 패킷이 보존되어 있는지의 여부를 체크하고(ST713), PDCP 버퍼(911)에 패킷이 보존되어 있으면(ST713의 YES), 링크(S1)에서의 에러 또는 지연이라고 판정하고, 타이머에 링크(S1)의 최대 지연량을 커버하는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 설정한다(ST714). NEXP(ENB)>NEXPUPE)임에도 불구하고 PDCP 버퍼(911)에 패킷이 보존되어 있지 않은 경우(ST713의 N0) 또는 NEXP(ENB)<NEXP(UPE)이면(ST712의 N0), 프로토콜 에러의 처리를 실행한다(ST715). 다음에, UPE의 구체적인 동작예를 설명한다.

도 16의 (A)은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(S1)에서 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도, 도 16의 (B)는 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도이다.

도 16의 (A)에 도시하는 동작은, 도 12의 (B)에서 설명한 바와 같고, 패킷(N+1)에 링크(S1)에서 에러가 발생한 경우에는(ST810), NEXP(ENB)와 NEXP(UPE)가 불일치로 되기 때문에, 이미 기술한 바와 같이 UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 설정하여 스타트시킨다(ST811). 이 경우는, 해당 패킷(N+1)은 UPE에 도착하지 않기 때문에 타임업하고, 그때까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+4)이 PCDP 버퍼(911)로부터 순차로 판독되고, PDCP 제어부(913) 및 송수신부(914)를 통하여 코어 네트워크에 송신된다. 따라서 일련의 패킷(N 내지 N+4)중 패킷(N+1)이 결락된 것으로 되지만, 패킷 전송의 지연은, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)만으로 되고, 큰 전송 지연을 회피할 수 있다.

또한, 링크(S1)에서 지연 변동이 발생한 경우의 UPE의 동작예는, 도 12의 (A)에서 설명한 바와 같기 때문에 생략한다.

이에 대해, 도 16의 (B)에 도시하는 동작은 도 13의 (B)에서 설명한 바와 같고, 패킷(N+1)에 무선 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우에는(ST812), 기지국(eNB)은 자국의 NEXP(ENB)를 N+2로 갱신하고, 계속해서 도착한 패킷(N+2)과 함께 UPE에 송신한다. NEXP(ENB)와 NEXP(UPE)가 불일치로 되기 때문에, 이미 기술한 바와 같이 UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 설정하여 스타트시키지만(ST813), 해당 패킷(N+1)은 UPE에 도착하지 않기 때문에 타임업한다. 타임업하면, PDCP 버퍼 관리부(912)는, PDCP 버퍼(911)로부터 그때까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+4)을 순차로 판독하고, PDCP 제어부(913) 및 송수신부(914)를 통하여 코어 네트워크에 송신한다. 따라서 일련의 패킷(N 내지 N+4)중 패킷(N+1)이 결락된 것으로 되지만, UPE는 이동국(UE)으로부터의 패킷을 필요 이상 긴 지연을 주는 일 없이 코어 네트워크에 전송하는 것이 가능하게 된다.

도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(Uu+)에서 회복 가능한 에러/지연이 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도이다. 도 17에 도시하는 동작은, 도 13의 (A)에서 설명한 바와 같고, 패킷(N+1)에 대해 링크(Uu+)에서 에러가 발생하고(ST814), 기지국(eNB)이 그 에러를 소정 횟수의 재발송 프로세스를 이용하여 회복 가능이라고 판정하면, 해당 패킷(N+1)은 링크(Uu+)에서 지연되어 기지국(eNB)에 도달한다고 기대할 수 있다. 이 경우, 기지국(eNB)에는 후속하는 패킷(N+2)이 먼저 도착하지만, 패킷(N+1)의 에러가 회복 가능한 경우에는, 기지국(eNB)은 NEXP(ENB0)=N+1을 유지하고, 그것을 패킷(N+2)과 함께 UPE에 송신한다. UPE도 NEXP(UPE)=N+1인 채이기 때문에, NEXP(ENB)=NEXP(UPE)=N+1이지만, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착 패킷에 패킷(N+1)이 결락되어 있기 때문에, 링크(Uu+)로 회복 가능한 에러 또는 지연이 발생하고 있다고 판단한다. 따라서 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 링크(Uu+)에서 상정되는 최대 지연 시간을 커버할 수 있는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 타이머에 설정하고 스타트시킨다(ST815).

패킷(N+4)이 도착한 후에, 지연된 패킷(N+1)이 기지국(eNB)에 도착하면, 기지국(eNB)의 NEXP(ENB)는 N+5로 갱신되고, 그것과 함께 패킷(N+1)이 UPE에 송신된다(ST816). 그리고, 긴 송신 대기 시간(T_LONG)이 경과하기 전에, 해당 패킷(N+1)이 UPE에 도착하면, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 버퍼(911)로부터 연번의 패킷(N+1 내지 N+4)을 판독하고, PDCP 제어부(913) 및 송수신부(914)를 통하여 코어 네트워크에 송신한다(ST817). 동시에, PDCP 버퍼 관리부(912)는 NEXP(UPE)를 최신치(N+5)로 갱신한다.

이와 같이, UPE는 NEXP(UPE)=NEXP(ENB)라도 패킷번호가 결락하여 있는 경우에는, 링크(Uu+)에서의 회복 가능한 에러 또는 지연이 발생하고 있다고 판단할 수가 있고, 링크(Uu+)에서 상정된 최대 지연 시간을 최저한 커버할 수 있는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 타이머에 설정할 수 있다. 즉, UPE는, 이동국(UE)으로부터의 연속된 패킷을 높은 신뢰도로 다운스트림에 전송하는 것이 가능해진다.

3. 제 3 실시형태

본 발명의 제 3 실시형태에 의하면, 업스트림 노드와 다운스트림 노드와의 사이에서 링크의 헬스 체크를 실행하고, 그 헬스 체크 결과에 의거하여, 상술한 제 2 실시형태의 송신 대기 시간을 제어한다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, 링크가 건전하고 패킷의 결락도 없으면, 패킷을 정상 전송하고, 다운스트림 노드가 NEXP(0)와 NEXP(1)의 불일치 또는 도착 패킷의 결락을 검지하면, 송신 대기 제어를 시작한다. 다른 한편, 헬스 체크에 의해 링크의 열화를 검출하면, 업스트림 노드에서 패킷을 일정 기간 보관하여, 그 동안에 링크가 회복하면, 다운스트림 노드에 패킷를 송신한다. 다운스트림 노드가 송신 대기 제어를 행하고 있을 때에, 링크가 열화되어 업스트림 노드가 패킷을 일시 보관한 경우에는, 그 보관 기간만큼 다운스트림 노드의 송신 대기 시간을 연장한다. 이하 상세히 기술한다.

3.1) 시스템 구성

도 18은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도이다. 기본적인 시스템 구성은, 도 9와 같고, 패킷 전송 방향의 업스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(80))를 「M」, 다운스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(90))를 「M+1」, 통신 장치(80)의 더욱 업스트림측에 위치하는 노드(통신 장치(70))를 「M-1」로 각각 표시하고, 통신 장치(80)와 통신 장치(90)가 링크(I(1))에 의해 접속되고, 통신 장치(70)와 통신 장치(80)가 링크(I(0))에 의해 접속되어 있다. 또한, 통신 장치(80)에는 메모리(81)가 마련되고, 해당 통신 장치(80)에서의 데이터 수신 상황(0)을 나타내는 정보(NEXP(0))가 격납되어 있다. 마찬가지로, 통신 장치(90)에는 메모리(91)가 마련되고, 해당 통신 장치(90)에서의 데이터 수신 상황(1)을 나타내는 정보(NEXP(1))가 격납되어 있다.

본 발명의 제 3 실시형태에 의한 통신 장치(80 및 90)에는, 링크(I(1))의 헬스 체크 기능이 마련되어 있다. 링크(I(1))의 헬스 체크(ST1001)는, 측정용의 패킷 또는 신호를 상호 송신하고, 수신 패킷의 지연 시간이나 에러 레이트 등을 측정함으로써 실행할 수 있다.

또한, 통신 장치(80)에는 링크 I(I)가 열화된 때에 패킷 송신을 보류하는 송신 대기 시간(T)이 미리 준비되어 있고, 통신 장치(90)에는 링크(I(0))와 링크(I(1))의 최대 지연량에 각각 대응한 송신 대기 시간(T_SHORT 및 T_LONG)이 미리 준비되어 있다. 본 실시형태에 의하면, 헬스 체크 기능과 도 9에서 설명한 제 2 실시형태에 의한 송신 대기 제어를 조합시킴으로써, 보다 신뢰성이 있는 데이터 전송을 실현할 수 있다.

우선, 상기 제 2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 통신 장치(90)는, 통신 장치(80)로부터 수신한 NEXP(0)와 자국의 NEXP(1)를 비교함으로써 지연/에러가 발생한 링크를 특정하고, 그것에 의거하여 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)을 설정한다(ST1002).

송신 대기 상태에서 헬스 체크(1001)에 의해 링크(I(1))의 열화가 검출되면(ST1003), 통신 장치(80)는 송신 대기 시간(T)을 스타트시키고, 도착 패킷의 통신 장치(90)로의 송신을 보류한다. 다른 한편, 통신 장치(90)는 링크(I(1))의 열화를 검출하면, 현재 설정되어 있는 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)을 통신 장치(80)의 송신 대기 시간(T)만큼 연장한다(ST1004). 이로써, 통신 장치(90)는, 통신 장치(80)로부터 시간(T) 지연되어 도착하는 패킷을 이용하여 연번의 패킷을 다운스트림에 송신할 수 있다.

3.2) 실시예 4

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 LTE 시스템에 적용한 제 4 실시예를 도 19 내지 도 22를 참조하면서 설명한다. 도 18와의 대응에서는, 통신 장치(80)가 기지국(eNB)에, 통신 장치(90)가 UPE에, 통신 장치(70)가 이동국(UE)에 각각 대응하고, 전체의 네트워크는 도 1에 도시하는 바와 같이 구성되어 있는 것으로 한다.

도 19의 (A)는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템의 기지국(eNB)(enhanced node B)의 개략 구성을 도시하는 블록도이고, 도 19의 (B)는 UPE(LserPlaneEntity)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 단, 도 14의 (A) 및 (B)에 도시하는 블록과 같은 기능을 갖는 블록에는 동일 참조 번호를 붙이고 상세는 적절히 생략한다.

도 19의 (A)에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 의한 기지국(eNB)에는, 도 14의 (A)에 도시하는 구성에 더하여, 헬스 체크 판정부(907)가 마련되어 있다. 헬스 체크 판정부(907)는, S1 송수신부(906)에서 UPE로부터 수신한 패킷의 지연이나 에러 레이트 등의 측정 결과를 소정의 임계치와 비교하면서 링크(S1)의 헬스 체크를 행한다. 헬스 체크 판정부(907)는, 링크(S1)가 양호하면 판정 신호(KEEP_ALIVE)를 YES로 설정하여 S1 전송 제어부(905)에 출력하고, 링크(S1)가 열화되면 판정 신호(KEEP_ALIVE)를 N0로 설정하여 S1 전송 제어부(905)에 출력한다.

S1 전송 제어부(905)는, 판정 신호(KEEP_ALIVE)에 따라 PDCP 버퍼(904)에 격납된 패킷을 링크(S1)에 송신하는지의 여부를 판단한다. 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES로 링크(S1)가 양호하면, S1 전송 제어부(905)는 이미 기술한 바와 같이 PDCP 버퍼(904)에 격납된 패킷을 순차로 링크(S1)를 통하여 UPE에 송신한다.

다른 한편, 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0로 되고 링크(S1)의 열화가 검출되면, S1 전송 제어부(905)는 송신 대기 시간(T)을 설정하여 타이머를 스타트시키고, 이동국(UE)으로부터의 도착 패킷을 PDCP 버퍼(904)에 축적한다. 송신 대기 시간(T)이 경과하기 전에 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES가 되면, S1 전송 제어부(905)는 PDCP 버퍼(904)에 축적된 패킷을 순차로 링크(S1)를 통하여 UPE에 송신한다. 만약 송신 대기 시간(T)이 경과하여도 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0이면, 프로토콜 에러 처리를 행하여도 좋고, 송신 대기 시간(T)을 연장하여도 좋다.

또한, 본 실시예에서도, 도 14의 (A)의 제 3 실시예와 마찬가지로, 도시되지 않은 제어부에 의해, 상술한 기지국(eNB)의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(ENB)가 갱신되는 것으로 한다.

도 19의 (B)에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 의한 UPE에는, 도 14의 (B)에 도시하는 구성에 더하여, 헬스 체크 판정부(915)가 마련되어 있다. 헬스 체크 판정부(915)는, S1 전송부(910)에서 기지국(eNB)으로부터 수신한 패킷의 지연이나 에러 레이트 등의 측정 결과를 소정의 임계치와 비교하면서 링크(S1)의 헬스 체크를 행한다. 헬스 체크 판정부(915)는, 링크(S1)가 양호하면 판정 신호(KEEP_ALIVE)를 "YES"로 설정하여 PDCP 버퍼 관리부(912)에 출력하고, 링크(S1)가 열화되면 판정 신호(KEEP_ALIVE)를 "N0"로 설정하여 PDCP 버퍼 관리부(912)에 출력한다.

본 실시예에서도, 도 14의 (B)의 제 3 실시예와 마찬가지로, PDCP 버퍼 관리부(912)에 의해, 상술한 UPE의 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(UPE)가 갱신되고, 기지국(eNB)으로부터 수신한 NEXP(ENB)와의 비교 및 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)의 설정 등이 행하여진다. 또한, NEXP(UPE)에는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호가 격납되는 것으로 한다.

또한, 본 실시예에서의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)이 설정되어 있을 때에, 헬스 체크 판정부(915)로부터 링크(S1)의 열화를 나타내는 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0를 수취하면, 현재 설정하고 있는 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG)을 상기 기지국(eNB)에서 설정된 송신 대기 시간(T)만큼 연장한다.

판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES로 되고 링크(S1)가 회복하면, 기지국(eNB)에서 축적되어 있던 패킷이 도착하기 때문에, PDCP 버퍼 관리부(912)는, 패킷번호가 연번이 되면, 그들을 코어 네트워크에 송신할 수 있다. 또한, 합계의 송신 대기 시간(T_SHORT/T_LONG+T)이 경과하여도, 링크(S1)가 회복하지 않은 경우 또는 결락 패킷이 도착하지 않은 경우에는, 축적되어 있는 패킷을 코어 네트워크에 송신할 수도 있다.

도 20은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(S1)에서 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도이다. 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES이고 정상적인 패킷 전송이 행하여지고 있을 때에, 패킷(N+1)에 링크(S1)에서 에러가 발생하면(ST1101), 계속해서 패킷(N+2)의 도착에 의해 NEXP(ENB)와 NEXP(UPE)가 불일치가 된다. 따라서 이미 기술한 바와 같이 UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 설정하여 스타트시킨다(ST1102).

그 후, 링크(S1)가 열화되면, 기지국(eNB)(T) 헬스 체크 판정부(907)와 UPE의 헬스 체크 판정부(915)가 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0를 출력한다(ST1103). 이로써, 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, 송신 대기 시간(T)을 설정하여 타이머를 스타트시키고(ST1104), 이동국(UE)으로부터의 도착 패킷(N+3, N+4)을 PDCP 버퍼(904)에 축적한다. 이와 동시에, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 현재 설정하고 있는 송신 대기 시간(T_SHORT)을 상기 기지국(eNB)의 송신 대기 시간(T)만큼 연장한다(ST1105).

송신 대기 시간(T)이 경과하기 전에 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES로 되고 링크(S1)가 회복되면(STI106), 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, PDCP 버퍼(904)에 축적된 패킷(N+3 및 N+4)을 각각 NEXP(ENB)=N+4 및 N+5를 수반하여 순차로 UPE에 송신한다.

UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착을 기다리고 있는 패킷(N+1)이 UPE에 도착하지 않기 때문에, 타임업하고, 그때까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+4)을 PCDP 버퍼(911)로부터 판독하고, 코어 네트워크(여기서는, 파일 서버)에 송신한다(ST1107). 이리하여, 일련의 패킷(N 내지 N+4)중 패킷(N+1)이 결락된 것으로 되지만, 패킷 전송의 지연은, 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT+T)뿐으로 되고, 큰 전송 지연을 회피할 수 있다.

또한, 링크(S1)에서 지연 변동이 발생한 경우는, 패킷(N+1)이 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT) 내에 지연되어 도착하기 때문에, PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착한 연번의 패킷(N+1 내지 N+4)을 코어 네트워크(여기서는, 파일 서버)에 송신할 수가 있다.

도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 무선 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도이다. 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES이고 정상적인 패킷 전송이 행해지고 있을 때에, 패킷(N+1)에 무선 링크(Uu+)에서, HARQ/ARQ 등의 재발송 프로세스에 의해서는 회복 불가능한 에러가 발생하면(ST1110), 기지국(eNB)은 자국의 NEXP(ENB)를 N+2로 갱신하고, 계속해서 도착한 패킷(N+2)과 함께 UPE에 송신한다. NEXP(ENB)와 NEXP(UPE)가 불일치로 되기 때문에, 이미 기술한 바와 같이 UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는 짧은 송신 대기 시간(T_SHORT)을 설정하여 스타트시킨다(ST1111).

그 후, 링크(S1)가 열화되면, 기지국(eNB)의 헬스 체크 판정부(907)와 UPE의 헬스 체크 판정부(915)가 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0를 출력한다. 이로써, 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, 송신 대기 시간(T)을 설정하여 타이머를 스타트시키고(ST1112), 이동국(UE)으로부터의 도착 패킷(N+3, N+4)을 PDCP 버퍼(904)에 축적한다. 이와 동시에, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 현재 설정하고 있는 송신 대기 시간(T_SHORT)을 상기 기지국(eNB)의 송신 대기 시간(T)만큼 연장한다(ST1113).

송신 대기 시간(T)이 경과하기 전에 판정 신호(KEEP_ALIVE)=YES로 되고 링크(S1)가 I로 회복되면(ST1114), 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, PDCP 버퍼(904)에 축적된 패킷을 순차로 UPE에 송신한다.

UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착을 기다리고 있는 패킷(N+1)이 UPE에 도착하지 않기 때문에, 타임업하고, 그때까지 도착한 후속 패킷(N+2 내지 N+3)을 PCDP 버퍼(911)로부터 판독하고, 코어 네트워크(여기서는, 파일 서버)에 송신한다.

도 22는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 무선 링크(Uu+)에서 회복 가능한 에러/지연이 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도이다. 도 17에서도 설명한 바와 같이, 패킷(N+1)에 대해 무선 링크(Uu+)에서 에러가 발생하여(ST1115), 기지국(eNB)이 그 에러를 소정 횟수의 재발송 프로세스를 이용하여 회복 가능하다고 판정하면, 해당 패킷(N+1)은 무선 링크(Uu+)에서 지연되어 기지국(eNB)에 도달한다고 기대할 수 있다. 이 경우, 기지국(eNB)에는 후속하는 패킷(N+2)이 먼저 도착하지만, 패킷(N+1)의 에러가 회복 가능한 경우에는, 기지국(eNB)은 NEXP(ENB0)=N+1를 유지하고, 그것을 패킷(N+2)과 함께 UPE에 송신한다. UPE도 NEXP(UPE)=N+1인 채이기 때문에, NEXPENB)=NEXP(UPE)=N+1이지만, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 도착 패킷에 패킷(N+1)이 결락하여 있기 때문에, 무선 링크(Uu+)에서 회복 가능한 에러 또는 지연이 발생하고 있다고 판단한다. 따라서 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 무선 링크(Uu+)에서 상정되는 최대 지연 시간을 커버할 수 있는 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 타이머에 설정하고 스타트시킨다(ST1116).

그 후, 링크(S1)가 열화되면(ST1117), 기지국(eNB)의 헬스 체크 판정부(907)와 UPEf) 헬스 체크 판정부(915)가 판정 신호(KEEP_ALIVE)=N0를 출력한다. 이로써, 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, 송신 대기 시간(T)을 설정하여 타이머를 스타트시키고(ST1118), 이동국(UE)으로부터의 도착 패킷(N+3, N+4)을 PDCP 버퍼(904)에 서적 한다. 이와 동시에, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 현재 설정하고 있는 송신 대기 시간(T_LONG)을 상기 기지국(eNB)의 송신 대기 시간(T)만큼 연장한다(ST1119).

송신 대기 시간(T)이 경과하기 전에 판정 신호(KEEP_ALIVE_=YES로 되고 링크(S1)가 회복되면(ST1120), 기지국(eNB)의 S1 전송 제어부(905)는, PDCP 버퍼(904)에 축적된 패킷을 순차로 UPE에 송신한다. 그 때, 패킷(N+4)이 도착한 후에, 지연된 패킷(N+1)이 기지국(eNB)에 도착하면(ST1121), 기지국(eNB)의 NEXP(ENB)는 N+5로 갱신되고, 그와 함께 패킷(N+1 내지 N+4)이 UPE에 도착순으로 송신된다.

UPE는, 연장된 긴 송신 대기 시간(T_LONG+T)이 경과하기 전에, 해당 패킷(N+1)을 수신하면, UPE의 PDCP 버퍼 관리부(912)는, 버퍼(911)로부터 연번의 패킷(N+1 내지 N+4)을 판독하고, PDCP 제어부(913) 및 송수신부(914)를 통하여 코어 네트워크에 송신한다(ST1122). 동시에, PUCP 버퍼 관리부(912)는 NEXP(UPE)를 최신치(N+5)로 갱신한다.

3.3) 효과.

본 발명의 제 3 실시형태에 의하면, 업스트림 노드와 다운스트림 노드가 서로 링크의 헬스 체크를 실행하고, 헬스 체크에 의해 링크의 열화가 검출되면, 업스트림 노드는, 다운스트림 노드에의 데이터 전송을 소정 시간만큼 지연시키는 송신 대기 제어를 시작하고, 다운스트림 노드는, 그 소정 시간분만큼, 각 데이터의 전송 상황에 응한 송신 대기 시간을 연장한다. 이 송신 대기 시간 연장 제어에 의해, 불필요한 데이터 전송의 지연을 회피함과 함께, 결락된 데이터의 도착을 더욱 기다림으로써, 데이터 전송 순서의 연속성을 확보할 수 있을 가능성을 높게 할 수 있다.

4. 제 4 실시형태

본 발명은 이동국이 핸드오버하는 경우에도 유효하게 적용할 수 있다. 이하, 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 핸드오버시의 데이터 전송에 관해 설명한다.

도 23은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 핸드오버시의 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 이동 통신 시스템의 모식적 구성도이다. 핸드오버 전의 이동국(UE)은, 기지국(eNB1)에 무선 링크(Uu+)(1)를 통하여 데이터 전송하고, 핸드오버 후는 기지국(eNB2)에 무선 링크(Uu+)(2)를 통하여 데이터 전송한다. 이동국(UE)과 기지국(eNB1 또는 eNB2) 사이에서는, 이미 설명한 HARQ/ARQ 프로세스에 의해 미도착 패킷의 재발송 제어가 행해진다.

핸드오버원(元)인 기지국(eNB1)은, 이동국(UE)으로부터 도착한 패킷을 UPE에 송신함과 함께, 이미 설명한 바와 같이, 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(eNB1)를 UPE에 통지한다. 여기서는, 이동국(UE)으로부터 패킷(N+1)이 도착하면, 기지국(eNB1)은 그것을 NEXP(eNB1)=N+2와 함께 UPE에 송신한다. 계속해서 패킷(N+2)의 에러 수신을 포함하는 미도착이 검지됨으로써 HARQ/ARQ 프로세스가 기동하고(ST1201), 그 동안에 다음의 패킷(N+3)이 도착함으로써, 기지국(eNB1)은 그것을 NEXP(eNB1)=N+2와 함께 UPE에 송신한다. 또한, 여기서는, 제 2 및 제 3 실시형태로 예시한 바와 같이, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호를 NEXP(eNB1)에 격납하여 UPE에 통지하는 것으로 한다.

패킷(N+2)의 HARQ/ARQ 프로세스가 기동하고(ST1201), 다음의 패킷(N+3)을 기지국(eNB1)에 송신한 후, 이동국(UE)이 핸드오버처(HANDOVER DESTINATION)인 기지국(eNB2)으로 이동하고(STI202), 기지국(eNB2)에 재발송 대상의 패킷(N+2)과 계속해서 패킷(N+4, N+5)을 송신하였다고 한다.

핸드오버처인 기지국(eNB2)에서도 마찬가지로, 이동국(UE)으로부터 도착한 패킷을 UPE에 송신함과 함께, 데이터 수신 상황을 나타내는 NEXP(eNB2)를 UPE에 통지한다. 여기서는, 이동국(UE)으로부터 패킷(N+2)이 도착하면, 기지국(eNB2)은 그것을 NEXP(eNB2)=N+3과 함께 UPE에 송신하고, 계속해서 패킷(N+4)이 도착하면, 기지국(eNB2)은 그것을 NEXP(eNB2)=N+3과 함께 UPE에 송신한다. 여기서도, 제 2 및 제 3 실시형태에서 예시한 바와 같이, 미도착 패킷번호중의 최소의 패킷번호를 NEXP(eNB2)에 격납하여 UPE에 통지하는 것으로 한다.

이동국(UE)의 이동 관리, 즉 기지국(eNB1)으로부터 eNB2로의 핸드오버는, MME에 의해 관리되고, UPE는 MME의 이동 관리하에서 기지국(eNB1 및 eNB2)로부터 도착한 패킷의 리오더링을 실행한다. 그 때, UPE는, 기지국(eNB1)으로부터의 NEXP(eNB1)와 기지국(eNB2)으로부터의 NEXP(eNB2)를 이용하여, 상술한 바와 같이, 에러/지연 발생 링크의 판정(제 1 실시형태), 송신 대기 제어(제 2 실시형태) 는 헬스 체크를 수반하는 송신 대기 제어(제 3 실시형태)를 실행할 수 있다.

도 23에 도시하는 예에 따르면, UPE는 우선 기지국(eNB1)으로부터 NEXP(eNB1)=N+2와 함께 패킷(N+1)을 수신하고, 패킷(N+1)의 도착에 의해 자국의 NEXP(eNB2)를 N+2로 갱신한다. 계속해서, 기지국(eNB1)으로부터 같은 NEXP(eNB1)=N+2와 함께 패킷(N+3)을 수신하면, NEXP(eNB1)=NEXP(eNB2)=N+2이지만 도착 패킷의 패킷번호가 연번으로 되어 있지 않기 때문에, UPE는 무선 링크(Uu+)(1)에서 에러 또는 지연이 발생한 것으로 판정하고, 긴 송신 대기 시간(T_LONG)을 설정하여 패킷의 코어 네트워크에의 송신을 보류한다. 이동국(UE)이 기지국(eNB2)으로 핸드오버한 것을 MME로부터 통지되면, UPE는, 대상 패킷(N+2)의 송신원을 핸드오버처인 기지국(eNB2)으로 전환하고, 기지국(eNB2)으로부터의 패킷의 도착을 기다린다.

핸드오버처인 기지국(eNB2)으로부터 패킷(N+2)이 도착하면, UPE는 연번의 패킷(N+1 내지 N+3)이 모였기 때문에, 이들을 코어 네트워크에 송신하고, 계속해서 패킷(N+4 및 N+5)이 순차로 도착하면, 그들을 순차로 코어 네트워크에 송신한다.

링크(S1)(1) 또는 S1(2)에서 에러/지연이 발생한 경우도 마찬가지로, UPE는 제어 상대의 기지국을 핸드오버처인 기지국으로 전환하여 송신 대기 제어를 속행할 수가 있다. 이와 같이, 핸드오버가 발생하여도, UPE는 에러 또는 지연이 발생한 링크를 판정하고, 핸드오버 후의 기지국(eNB)으로 전환하여 같은 송신 대기 제어를 계속할 수가 있다.

5. 다른 양태

상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은, 다운스트림측의 노드에서 데이터 전송 상황을 판정할 수 있는 데이터 전송 상황 판정 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 최대 지연량이 다른 복수의 링크를 통한 데이터 전송에 있어서 전체로서 전송 지연을 단축할 수 있는 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면, 업스트림 노도에서의 데이터 수신 상황을 다운스트림 노드에 통지하고 다운스트림 노드에서의 데이터 수신 상황과 비교함으로써, 데이터의 전송 상황을 판정한다. 데이터 수신 상황은, 각각의 노드에서 데이터가 도착(정상적으로 수신)하였는지, 및/또는, 미도착(에러 수신을 포함한다)인지를 나타내는 정보를 포함할 수가 있다. 따라서, 다운스트림 노드는 복수의 노드를 통해 송신되는 데이터의 전송 상태를 알 수 있게 되고, 또한 에러 또는 지연이 발생한 링크를 식별할 수 있게 된다.

예를 들면, 업스트림 노드에서는 정상적으로 수신되었지만 다운스트림 노드에서 미도착이면, 해당 데이터는, 업스트림 노드와 다운스트림 노드 사이의 링크에서 손실(에러 발생을 포함한다)되였거나 또는 지연되어 있는 것으로 판정할 수 있다. 또한, 업스트림 노드에서도 다운스트림 노드에서도 미도착이면, 해당 데이터는, 업스트림 노드보다 더욱 업스트림측의 링크에서 손실(에러 발생을 포함한다)되였거나 또는 지연되어 있는 것으로 판정할 수 있다. 따라서 다운스트림 노드는 손실/지연이 발생하고 있다고 판정된 링크에 대응하는 적절한 처리를 선택할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 다운스트림 노드는, 업스트림 노드로부터 통지된 업스트림의 데이터 수신 상황과 다운스트림 노드에서의 데이터 수신 상황을 비교함과 함께, 다운스트림 노드에 축적된 데이터 정보에 결락이 있는지의 여부를 판정함으로써 각 데이터의 전송 상황을 파악할 수 있다. 업스트림로부터 다운스트림에 통지되는 데이터 수신 상황은 도착 데이터 정보 또는 미도착 데이터 정보의 적어도 한쪽을 포함한다.

본 발명의 제 2 실시형태에 의하면, 다운스트림 노드가 손실/지연이 발생하고 있다고 판정한 링크에 응하여 다운스트림 노드의 송신 대기 제어를 실행한다. 다운스트림 노드의 송신 대기 제어에서는, 손실/지연이 발생하고 있다고 판정된 링크의 최대 지연 시간 이상의 송신 대기 시간이 설정된다.

본 발명의 제 3 실시형태에 의하면, 업스트림 노드와 다운스트림 노드 사이에서 링크의 상태를 체크한다. 링크 상태가 양호하면, 상술한 제 2 실시형태와 같은 데이터 전송 및 송신 대기 제어를 행한다. 링크 상태의 열화가 검출되면, 업스트림 노드는 다운스트림 노드에의 데이터 전송 및 데이터 수신 상황의 통지를, 소정 시간이 경과할 때까지 또는 링크 상태가 회복할 때까지 정지한다. 다운스트림 노드는, 업스트림 노드의 소정 시간분만큼, 각 데이터의 다운스트림 노드로의 송신 대기 시간을 연장한다.

또한, 노드는 네트워크에 접속된 통신 장치 일반을 의미하고, 예를 들면 이동 통신 시스템의 이동국이나 기지국 등, 코어 네트워크의 게이트웨이, 라우터, 중계기 또는 패킷 교환기 등을 포함한다.

상술한 바와 같이, 업스트림 노드에서의 데이터 수신 상태는 다운스트림 노드에 통지되고 다운스트림 노드에서의 데이터 수신 상태와 비교되어, 데이터 전송 상태가 판정된다. 따라서, 다운스트림 노드는 복수의 노드를 통해 전송되는 데이터 전송 상태를 알 수 있게 되고, 그에 따라 에러 또는 지연이 발생한 링크를 식별할 수 있게 된다.

따라서 다운스트림 노드는, 특정된 링크에 응한 적절한 처리를 선택할 수 있다. 예를 들면, 최대 지연량이 다른 복수의 링크를 통한 데이터 전송에 있어서, 다운스트림 노드는, 특정된 링크의 최대 지연량을 커버할 수 있는 대기 시간을 설정할 수 있고, 불필요하게 긴 대기 시간을 설정하는 사태를 회피할 수 있고, 전체로서 전송 지연을 단축할 수가 있다.

본 발명은 복수 노드를 통하여 데이터 전송을 행하는 데이터 전송 시스템 일반에 적용 가능하고, 이동국과 기지국 사이에 무선 링크를 포함하는 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.

본 발명은 본 발명의 취지와 본질을 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 구현될 수도 있다. 상기 상술된 실시형태는 모든 관점에서 예시적인 것이지 제한적인 것은 아니며, 상기의 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 나타내어지는 본 발명의 범위와 이 특허청구범위와 등가의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변경예를 포괄하는 것으로 이해되어져야 한다.

도 1의 (A)는 LTE에 의한 이동 통신 시스템의 개략 구성을 도시하는 네트워크도.

도 1의 (B)는 그 유저 플레인(U-Plane)의 프로토콜 스택을 도시하는 모식도.

도 2은 도 1의 (B)에 도시하는 LTE 시스템에서의 패킷 손실시의 동작예를 설명하기 위한 업링크 패킷 전송의 시퀀스도.

도 3의 (A)는 링크(S1) 전용의 ARQ 프로세스를 도시하는 시퀀스도.

도 3의 (B)는 그 유저 플레인의 프로토콜 스택을 도시하는 모식도.

도 4은 패킷 재발송 방법의 다른 예를 도시하는 시퀀스도.

도 5은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 데이터 전송 상황 판정 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도.

도 6는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 통신 장치에서의 데이터 전송 상황 판정 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 통신 장치의 데이터 전송 상황 판정 제어를 도시하는 플로우차트.

도 8의 (A)는 정상 통신시의 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도.

도 8의 (B)는 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도.

도 8의 (C)는 링크(I(0))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 데이터 전송 상황 판정예를 도시하는 시퀀스도.

도 8의 (D)는 링크(I(1))상을 전송하는 패킷의 한 예를 도시하는 포맷도.

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도.

도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 통신 장치에서의 송신 대기 제어 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 통신 장치에서의 송신 대기 제어를 도시하는 플로우차트이다.

도 12의 (A)는 링크(I(1))에서 지연 변동이 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도.

도 12의 (B)는 링크(I(1))에서 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도.

도 13의 (A)는 링크(I(0))에서 회복 가능한 에러 또는 지연이 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도.

도 13의 (B)는 링크(I(0))에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우의 본 발명의 제 2 실시예에 의한 패킷 전송예를 도시하는 시퀀스도.

도 14의 (A)는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템의 기지국(eNB)(enhanced node B)의 개략 구성을 도시하는 블록도.

도 14의 (B)는 UPE(User Plane Entity)의 개략 구성을 도시하는 블록도.

도 15은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 UPE에서의 송신 대기 제어를 도시하는 플로우차트.

도 16의 (A)는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(S1)에서 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도.

도 16의 (B)는 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도.

도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(Uu+)에서 회복 가능한 에러/지연이 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도.

도 18는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 통신 시스템의 모식적 구성도.

도 19의 (A)는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템의 기지국(eNB)(enhanced node B)의 개략 구성을 도시하는 블록도.

도 19의 (B)는 본 발명의 제 4의 실시예에 의한 이동 통신 시스템의 UPE(User Plane Entity)의 개략 구성을 도시하는 블록도.

도 20은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 링크(S1)에서 에러가 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도.

도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 무선 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러가 발생한 경우(DUPEf)의 동작예를 도시하는 시퀀스도.

도 22는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 이동 통신 시스템에서의 무선 링크(Uu+)에서 회복 불가능한 에러/지연이 발생한 경우의 UPE의 동작예를 도시하는 시퀀스도

도 23는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 핸드오버시의 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 이동 통신 시스템의 모식적 구성도.

(부호의 설명)

1 : 네트워크

2 : 코어 네트워크

10, 50, 50 : 통신 장치

11, 51, 81 : NEXP(0) 메모리

20, 60, 90 : 통신 장치

21, 61, 91 : NEXP(1) 메모리

70 : 통신 장치

Claims

데이터가 전송되는 복수의 노드를 포함하며, 상기 복수의 노드 중 임의의 두 노드는 데이터 전송 방향에 대해 업스트림 노드와 다운스트림 노드인 시스템에서의 데이터 전송 상황 판정 방법에 있어서,

업스트림 노드에서, 상기 다운스트림 노드에 상기 업스트림 노드의 데이터 수신 상황을 통지하는 단계와;

다운스트림 노드에서, 상기 업스트림 노드의 데이터 수신 상황과 상기 다운스트림 노드의 데이터 수신 상황을 비교함으로써 상기 데이터 전송 상황을 판정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은 각 데이터가 정상적으로 수신되었는지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은, 정상적으로 수신되지 않은 데이터 중 가장 전송 순서가 빠른 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은, 정상 전송시에는, 다음에 수신하여야 할 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 데이터 전송 상황은, 데이터가 정상적으로 전송되지 않은 링크를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 5항에 있어서,

상기 다운스트림 노드는, 상기 정상 전송되지 않은 데이터에 관해, 상기 링크에 대응하는 송신 대기 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
제 6항에 있어서,

상기 업스트림 노드와 상기 다운스트림 노드에서, 서로간의 통신의 건전성(healthiness)을 판정하는 단계와;

상기 업스트림 노드에서, 상기 건전성이 열화한 경우 상기 다운스트림 노드와의 통신을 보류하기 위해 소정 시간 설정된 타이머를 기동하는 단계; 및

상기 다운스트림 노드에서, 상기 송신 대기 시간을 설정한 상태에서 상기 건전성이 열화한 경우, 상기 송신 대기 시간을 상기 소정 시간만큼 연장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 상황 판정 방법.
복수의 노드를 통하여 데이터를 전송하는 통신 시스템으로서, 상기 복수의 노드 중 임의의 두 노드가 데이터 전송 방향에 대해 업스트림 노드와 다운스트림 노드가 되는 통신 시스템에 있어서,

업스트림 노드는: 해당 업스트림 노드에서의 제 1 데이터 수신 상황을 검출하는 제 1 검출기와; 상기 데이터 수신 상황을 다운스트림 노드 송신하는 송신기를 포함하고,

상기 다운스트림 노드는: 해당 다운스트림 노드에서의 제 2 데이터 수신 상황을 검출하는 제 2 검출기와; 상기 제 2 데이터 수신 상황과 상기 제 1 데이터 수신 상황을 비교함으로써 데이터의 전송 상황을 판정하는 다운스트림 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은 각 데이터가 정상적으로 수신되었는지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은, 정상적으로 수신되지 않은 데이터 중 가장 전송 순서가 빠른 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은, 정상 전송시에는, 다음에 수신하여야 할 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 판정부는, 정상 전송되지 않은 데이터에 관한 상기 제 1 데이터 수신 상황과 상기 제 2 데이터 수신 상황을 비교하는 비교기를 포함하며, 해당 비교 결과에 의해 상기 정상 전송되지 않은 링크를 특정하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 12항에 있어서,

상기 다운스트림 노드는, 상기 정상 전송되지 않은 데이터에 관해, 상기 링크에 대응하는 송신 대기 시간으로 설정된 제 1 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 13항에 있어서,

상기 업스트림 노드와 상기 다운스트림 노드는, 해당 노드 사이의 통신의 건전성을 판정하는 건전성 체크부를 각각 포함하며,

상기 업스트림 노드는, 상기 건전성이 열화된 경우, 소정 시간 동안 통신을 보류하기 위한 제 2 타이머를 더 포함하며,

상기 다운스트림 노드는, 상기 제 1 타이머에 상기 송신 대기 시간을 설정한 상태에서 상기 건전성이 열화된 경우, 상기 제 1 타이머의 상기 송신 대기 시간을 상기 소정 시간만큼 연장하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 업스트림 노드는, 업스트림측으로부터 수신한 데이터에 에러가 발생한 경우에, 해당 에러가 회복 가능한지의 여부를 판정하기 위한 판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 15항에 있어서,

상기 업스트림 노드는, 상기 에러가 회복 가능한 경우에 상기 제 1 데이터 수신 상황을 갱신하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 시스템,
제 15항에 있어서,

상기 업스트림 노드는, 상기 에러가 회복 불가능한 경우에 상기 제 1 데이터 수신 상황을 정상적인 데이터 수신에서와 같이 갱신하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
데이터 통신 시스템에서의 통신 장치에 있어서,

업스트림측으로부터 데이터를 수신하는 수신기와;

상기 수신한 데이터로부터 데이터 수신 상황을 검출하는 검출기와;

상기 데이터 수신 상황을 다운스트림측에 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 18항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은 각 데이터가 정상적으로 수신되었는지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 18항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은, 정상적으로 수신되지 않은 데이터 중 가장 전송 순서가 빠른 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 19항 또는 제 20항에 있어서,

상기 데이터 수신 상황은, 정상 전송시에는, 다음에 수신하여야 할 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 18항에 있어서,

다운스트림측의 통신 장치와의 통신의 건전성을 판정하는 건전성 체크부와;

상기 통신의 건전성이 열화된 경우, 소정 시간 동안 상기 통신을 보류하는 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 18항에 있어서,

상기 업스트림측 통신 장치로부터 수신한 데이터에 에러가 발생한 경우에, 해당 에러가 회복 가능한지의 여부를 판정하는 판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 23항에 있어서,

상기 에러가 회복 가능한 경우에, 상기 데이터 수신 상황을 갱신하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 23항 또는 제 24항에 있어서,

상기 에러가 회복 불가능한 경우에, 상기 데이터 수신 상황을 정상적인 데이터 수신에서와 같이 갱신하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
데이터 통신 시스템에서의 통신 장치에 있어서,

업스트림측의 통신 장치로부터 데이터와 상기 업스트림측의 통신 장치의 데이터 수신 상황인 제 1 데이터 수신 상황을 수신하기 위한 수신기와;

상기 데이터 통신 시스템에서의 통신 장치의 제 2 데이터 수신 상황을 검출하기 위한 검출기와;

상기 제 1 데이터 수신 상황과 상기 제 2 데이터 수신 상황을 비교함으로써 데이터 전송 상황을 판정하는 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 26항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은 각 데이터가 정상적으로 수신되었는지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 26항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은, 정상적으로 수신되지 않은 데이터 중 가장 전송 순서가 빠른 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 27항 또는 제 28항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 데이터 수신 상황 각각은, 정상 전송시에는, 다음에 수신하여야 할 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 26항에 있어서,

상기 판정부는:

정상 전송되지 않은 데이터에 관한 상기 제 1 데이터 수신 상황과 상기 제 2 데이터 수신 상황을 비교하는 비교기; 및

상기 비교 결과에 기초하여, 데이터가 정상적으로 전송되지 않은 링크를 특 정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 30항에 있어서,

상기 정상적으로 전송되지 않은 데이터에 관해, 상기 링크에 대응하는 송신 대기 시간으로 설정된 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 31항에 있어서,

상기 업스트림측의 통신 장치와의 통신의 건전성을 판정하는 건전성 체크부; 및

상기 타이머에 상기 송신 대기 시간을 설정한 상태에서 상기 건전성이 열화된 경우, 상기 타이머의 상기 송신 대기 시간을 소정 시간만큼 연장하는 타이머 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 18항에 기재된 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서의 기지국.
제 26항에 기재된 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서의 유저 데이터 처리 장치.
제 33항에 기재된 기지국과 청구항 34에 기재된 유저 데이터 처리 장치를 포 함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
데이터를 전송하는 통신 장치에서의 통신 제어를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 있어서,

상기 프로그램은:

업스트림측으로부터 데이터를 수신하는 단계와;

상기 수신한 데이터로부터 데이터 수신 상황을 검출하는 단계; 및

상기 데이터 수신 상황을 다운스트림측에 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
데이터를 전송하는 통신 장치에서의 통신 제어를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 있어서,

상기 프로그램은:

업스트림측의 통신 장치로부터 데이터와 상기 업스트림측의 통신 장치에서의 데이터 수신 상황인 제 1 데이터 수신 상황을 수신하는 단계와;

상기 데이터 통신 시스템에서의 통신 장치의 제 2 데이터 수신 상황을 검출하는 단계; 및

상기 제 1 데이터 수신 상황과 상기 제 2 데이터 수신 상황을 비교함으로써 데이터의 전송 상황을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
제 37항에 있어서,

상기 판정 단계는:

정상 전송되지 않은 데이터에 관한 상기 제 1 데이터 수신 상황과 상기 제 2 데이터 수신 상황을 비교하는 단계; 및

상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정상 전송되지 않은 링크를 특정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
제 38항에 있어서,

상기 프로그램은:

상기 정상 전송되지 않은 데이터에 관해, 상기 링크에 대응하는 송신 대기 시간을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
제 39항에 있어서,

상기 프로그램은:

상기 업스트림측의 통신 장치와의 통신의 건전성을 판정하는 단계; 및

상기 송신 대기 시간을 설정한 상태에서 상기 건전성이 열화된 경우, 상기 송신 대기 시간을, 소정 시간만큼 연장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.