KR101014763B1 - 재전송 요구 처리 방법 및 이를 구현한 무선통신 장치 - Google Patents

재전송 요구 처리 방법 및 이를 구현한 무선통신 장치 Download PDF

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Abstract

재전송 요구 처리 방법 및 이를 구현한 무선통신 장치가 개시된다. 송신 트랜스포트 연결별 파라미터 및 각 트랜스포트 연결의 송신 블록들을 블록 순번에 따라 저장하는 ARQ 송신 큐와 수신 트랜트포트 연결별 파라미터 및 각 트랜스포트 연결의 수신 블록들을 블록 순번에 따라 저장하는 ARQ 수신 큐를 포함하며, 송신 ARQ 태스크는 ARQ 수신 큐를 참조하여 ARQ 피드백 과정을 수행하고 ARQ 송신 큐를 참조하여 트랜스포트 연결별 ARQ를 처리하며, 수신 ARQ 태스크는 수신한 MAC PDU를 ARQ 수신 큐에 블록화하여 저장하고, 수신된 블록들을 조합하여 SDU로 복원하며, ARQ 피드백 수신시 ARQ 수신 큐의 해당 블록들의 상태를 갱신한다.

Description

재전송 요구 처리 방법 및 이를 구현한 무선통신 장치{Method of performing ARQ and wireless communication apparatus thereof}
본 발명은 자동 재전송 요구(ARQ) 처리 방법 및 이를 구현한 무선 통신 장치에 관한 것이다.
IEEE 802.16 표준 및 WiBro 표준은 무선환경의 오류를 검출하여 이를 송신측에 알리고 재전송을 요구하는 자동 재전송 요구(Automatic Retransmission reQuest, 이하 'ARQ'라 함) 방식에 대해 기술하고 있다.
ARQ는 하나의 트랜스포트 연결(Transport Connection)에서 서비스 플로우(service flow)에서 Enable 또는 Disable 될 수 있다. 트랜스포트 연결은 WiMAX MAC 프로토콜의 다른 속성들과 유사하게 특정 ARQ 범위는 하나의 단방향 연결에만 제한된다. 따라서 Enable된 트랜스포트 연결에 대해서만 ARQ 파라미터가 설정되며, 각 트랜스포트 연결당 다르게 설정할 수 있다.
MAC SDU(Service Data Unit, 이하 'MSDU'라 함)는 논리적으로 ARQ Block Size로 분할되며, 분할된 각 블록을 ARQ 블록으로 지칭한다. AQG 블록은 211까지의 순차적인 번호를 가지며 이러한 번호를 블록 순번(Block Sequence Number, 이하 'BSN')이라 한다. 만약 MSDU의 길이가 해당 ARQ Blokc Size의 정수배가 아니면 마지막의 Full 블록이 결정된 후 남은 SDU의 바이트를 이용하여 블록을 생성한다.
우선, 종래 표준에서 사용되는 값들을 일부 정리하면 다음과 같다.
ARQ_Window_Size는 송신 또는 수신시 최대로 다룰 수 있는 연속적인 BSN 번호들의 수를 가리킨다.
ARQ_Block_Lifetime은 송신측에서 ARQ 피드백으로 ACK를 수신하기 전까지 보존하고 있을 최대 시간이다.
ARQ_Retry_Timeout은 송신측에서 ARQ 피드백으로 NACK를 수신하지 않은 상태에서 자체적으로 재전송하기까지의 대기시간이다.
ARQ_Rx_Purge_Timeout은 수신측에서 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)를 진행시키지 않는 수신 블록을 가지고 있을 최대 시간이다.
ARQ_Tx_Window_Start는 송신측에서 이 값 이전의 모든 블록에 대해서는 ACK 로 확인됨으로 관리한다.
ARQ_Rx_Window_Start는 수신측에서 이 값 이전의 모든 블록에 대해서는 Ack 로 확인됨으로 관리한다.
ARQ_Sync_Loss_Timeout은 송수신측에서 데이터 전송이 있는데도 Window Start가 진행되지 않아 싱크 로스(Sync loss)를 선언하기까지의 최대 시간이다.
ARX_Tx_Next_BSN은 송신측에서 전송할 다음 블록의 시퀀스 번호이다.
ARQ_Rx_Highest_BSN은 수신측에서 수신된 가장 높은 블록의 시퀀스 번호 +1이다.
이 외 본 발명에서 정의 없이 사용되는 변수들은 기존 IEEE 802.16 표준 및 WiBro 표준에 기술된 내용에 따른다.
도 1은 종래의 WiMAX/WiBro 광대역 무선 인터넷 통신망 표준에 나타나 있는 ARQ 블록 수신 처리 절차의 일 예를 도시한 도면이다. 표준에는 단순 ARQ 블록 수신 처리 스킴만 나타나 있고 기지국, 단말 장비에 ARQ의 전체적인 송수신 처리 스킴은 나타나 있지 않다.
도 1을 참조하면, ARQ 블록을 수신하면(S100), BSN 리스트에 그 수신한 블록의 BSN를 추가한다(S105). 수신 블록의 BSN이 ARQ 윈도우 범위를 벗어나면(S110), 그 블록은 폐기된다(S115). 수신 블록의 BSN이 ARQ 윈도우 범위 내이고, 중복 수신된 경우이면(S120), 타이머 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT을 리셋하고(S125), 블록을 폐기한다(S115). 중복 수신이 아니고(S120), 수신 블록의 BSN이 수신 ARQ의 최대 BSN(ARQ_RX_HIGHEST_BSN)보다 같거나 크면(S130), ARQ_RX_HIGHEST_BSN의 값을 증가시킨다(S135). 수신 블록의 BSN이 ARQ_RX_WINDOW_START와 같다면(S140) ARW_RX_WINDOW_START를 갱신하고(S145) 타이머 ARQ_SYNC_LOSS_TIMEOUT를 리셋한 후(S150) 블록을 저장한다(S155). 수신 블록의 BSN이 ARQ_RX_WINDOW_START와 다르면(S140) 수신 블록의 BSN을 위한 타이머 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT을 설정(또는 리셋)하고(S160) 블록을 저장한다(S155).
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, ARQ 기능의 구현을 용이하게 하고 통신 오버헤더를 최소화하며 무선 통신 상태에 따라 수신 데이터 큐잉 및 시스템 송신 데이터 큐잉 상태에 따라 ARQ의 송신 및 수신 프로세싱 타입을 최소화할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선통신장치의 일 실시예는, 송신 트랜스포트 연결별 파라미터 및 각 트랜스포트 연결의 송신 블록들을 블록 순번에 따라 저장하는 ARQ 송신 큐; 수신 트랜트포트 연결별 파라미터 및 각 트랜스포트 연결의 수신 블록들을 블록 순번에 따라 저장하는 ARQ 수신 큐; 상기 ARQ 수신 큐를 참조하여 ARQ 피드백 과정을 수행하고, 상기 ARQ 송신 큐를 참조하여 트랜스포트 연결별 ARQ를 처리하는 송신 ARQ 태스크부; 및 수신한 MAC PDU를 ARQ 수신 큐에 블록화하여 저장하고, 수신된 블록들을 조합하여 SDU로 복원하며, ARQ 피드백 수신시 ARQ 수신 큐의 해당 블록들의 상태를 갱신하는 수신 ARQ 태스크부;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 송신 ARQ 태스크의 프로세싱 방법의 일 실시예는, 수신 트랜트포트 연결별 파라미터를 저장하는 ARQ 수신 큐를 참조하여 상기 ARQ 수신 큐의 각 트랜스포트 연결별 타이머를 확인하여 각 블록의 상태를 변경하고 ARQ 피드백을 생성하여 전송하는 단계; 송신 트랜스포트 연결별 파라미터를 저장하는 ARQ 송신 큐의 각 트랜스포트 연결의 타이머를 확인하여 각 블록의 상태를 변경한 후, 각 블록의 상태 정보를 기초로 재전송 또는 최초 전송되는 ARQ 블록들을 MPDU로 가공하여 전송하는 단계; 및 수렴 부계층으로부터 수신한 SDU를 블록화하여 상기 ARQ 송신 큐에 저장하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 수신 ARQ 태스크의 프로세싱 방법의 일 실시예는, MAC PDU를 수신하여 디코딩하는 단계; 수신 MAC PDU 내에 piggybacked ARQ 피드백 IE를 내포하고 있거나 ARQ 피드백을 수신한 경우 ARQ 송신 큐 내의 해당 블록들의 상태를 변경하는 단계; 상기 MAC PDU가 데이터 정보이고 ARQ Enable의 트랜스포트 연결이면 ARQ 수신 큐에 블록들을 저장하는 단계; 및 SDU로 복원 가능한 블록이 존재하면 MAC SDU로 복원하고, ARQ 수신 큐의 각 블록 상태를 갱신하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복잡한 ARQ 과정을 수행함에 있어 메커니즘을 송신/수신별 2개의 병렬 프로세싱 처리로 쉽게 구현할 수 있으며, 재전송 데이터 블록들을 편리하게 관리할 수 있다. 따라서 ARQ 매커니즘을 오류없이 동작시킬 수 있다.
도 1은 종래의 WiMAX/WiBro 광대역 무선 인터넷 통신망 표준에 나타나 있는 ARQ 블록 수신 처리 절차의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 ARQ Tx 큐에 저장되는 송신 트랜스포트 연결의 데이터 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 ARQ Rx 큐에 저장되는 수신 트랜스포트 연결의 데이터 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 5는 도 2의 Tx ARQ 태스크부의 프로세싱의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 도 2의 Rx ARQ 태스크부의 프로세싱의 일 예를 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 ARQ 피드백 처리의 상세 과정을 도시한 도면,
도 9a 및 도 9b는 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 타이머 처리 및 ARQ 블록 재전송/전송 처리의 상세 과정을 도시한 도면,
도 10은 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 SDU 큐의 데이터 처리의 상세 과정을 도시한 도면,
도 11은 도 6에 도시된 Rx ARQ 태스크부의 디코딩의 상세 과정을 도시한 도면,
도 12는 도 11의 Unpacking의 상세 과정을 도시한 도면,
도 13은 도 11의 Defragmentation의 상세 과정을 도시한 도면, 그리고,
도 14는 도 6에 도시된 Rx ARQ 태스크부의 ARQ 블록 복원 과정을 도시한 도면이다
본 발명은 하나의 무선 통신 장치를 위한 ARQ 메커니즘 구조 설계 및 ARQ 메커니즘 구현 방법에 대해 개시하며, 구체적으로 ARQ 구조 설계를 바탕으로 무선 상태 및 데이터 큐잉(queuing) 상태에 따라 ARQ 피드백 IE(Information Element)를 선택하는 방법, ARQ 블록 전송 및 처리 방법, ARQ 블록 수신 및 처리 방법을 개시한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간의 상호접속(Open System Interconnection) 모델의 L2(2계층)에 해당한다.
이하에서, 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 ARQ 방법 및 이를 구현한 무선 통신 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 통신 시스템은 Tx CS 태스크부(200), SDU 큐(210), Tx ARQ 태스크부(220), ARQ Tx 큐(230), ARQ Rx 큐(240), Rx CS 태스크부(250), Rx ARQ 태스크부(260)를 포함하며, Rx ARQ 태스크부(260)는 그 구성요소로서 Defrag 큐(270)를 포함한다.
Tx CS 태스크부 및 Rx CS 태스크부는 WiMAX/WiBro 프로토콜 기반으로 수렴 부계층(Convergence Sublayer, 이하, 'CS')과의 인터페이스를 담당한다. SDU 큐는 non-ARQ 서비스를 받기 위해 대기하는 MAC SDU를 위한 버퍼이며, Maximum Traffic Rate 및 Maximum Latency, Maximum Jitter 등의 QoS를 제공하기 위해 필요하다. 또한 SDU 큐는 non-ARQ를 사용하는 트랜스포트 연결에서 단편화(framentation)을 위해 필요하다. 즉 SDU 큐는 MAC SDU를 단편화하고 남은 MAC SDU를 보관한다. 송신측의 CS와의 인터페이스는 SDU 큐를 통해 이루어지며 수신측은 직접적으로 이루어진다.
ARQ Tx 큐는 멀티-액세스(Multi-Access)별, ARQ enable된 멀티-액세스 내의 송신 트랜스포트 연결별로 ARQ 파라미터들을 관리하고, 해당 트랜스포트 연결의 MAC SDU를 블록화하여 저장 및 타이머 관리하는 큐이다. 단말과 같이 멀티-액세스하지 않는 경우라면 트랜스포트 연결별로만 큐를 관리하면 된다.
ARQ Rx 큐는 멀티-액세스별, ARQ enable된 멀티-액세스 내의 수신 트랜스포트 연결별로 ARQ 파라미터들을 관리하고, 해당 트랜스포트 연결의 MAC PDU를 블록화하여 저장 및 타이머 관리하는 큐이다. 단말과 같이 멀티-액세스하지 않는 경우라면 트랜스포트 연결별로만 큐를 관리하면 된다. 전송된 ARQ 블록은 ARQ Tx 큐에 저장되며, 수신된 후 아직 복원되지 못했거나 복원되었으나 관리 필요성이 있는 ARQ 파라미터들은 ARQ Rx 큐에 저장된다. ARQ Tx 큐 및 ARQ Rx 큐에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
Tx ARQ 태스크부는 ARQ Tx 큐에 저장되어 있는 트랜스포트 연결별 ARQ 메커니즘 처리와 ARQ Rx 큐에 저장되어 있는 수신된 트랜스포트 연결별 ARQ 블록들을 확인하여 ARQ 피드백 생성 처리를 담당한다.
Rx ARQ 태스크부는 하위 레벨로부터 수신된 MAC PDU들을 해당 트랜스포트 연결 ARQ 특성에 따라 ARQ enable시에는 ARQ Rx 큐에 블록화하여 저장하고, 수신된 블록을 조합하여 MAC SDU로 복원시키며, ARQ 피드백을 수신하여 ARQ Tx 큐의 블록들의 상태를 갱신한다. 특히 Rx ARQ 태스크부는 ARQ를 사용하지 않는 트랜스포트 연결을 위한 단편화제거(Defragmentation)을 위한 Defrag 큐를 관리한다. Tx ARQ 태스크부 및 Rx ARQ 태스크부의 프로세싱 처리의 상세 내용에 대해서는 각각 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 ARQ Tx 큐에 저장되는 송신 트랜스포트 연결의 데이터 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국과 단말은 다이나믹 서비스 추가(Dynamic Service Addition, 이하 DSA) 과정을 통해 최종적으로 송신측에서 필요한 ARQ 파라미터들만 저장하며, ARQ 메커니즘을 수행하면서 변경되는 ARQ 파라미터들을 관리한다. 트랜스포트 연결의 정보들은 linked-list 형태로 저장된다. 각 트랜스포트 연결들은 송신되어 재전송을 대기하는 ARQ 블록들과 처음 전송되는 ARQ 블록들을 관리한다. ARQ 블록들은 linked-list 형태로 BSN 순서대로 저장되며, 각 해당 트랜스포트 연결 저장소(repository)에는 가장 BSN이 작은 블록의 메모리 위치만 관리된다. 각 Tx 블록들은 실질적인 데이터 정보 외에 각 블록에 대한 패킷이 장치에 주입된 절대 시간, 블록이 생성된 절대 시간, 최근에 전송된 절대 시간 등이 기록되며, Block Life Timer, ReTry Tx Timer이 동작하고 있는지에 대한 플래그, 각 블록들에 대한 상태정보, MAC PDU로 전송된 Fragmentation Control(FC), MAC SDU의 시퀀스 번호(SN) 등을 저장한다. 이와 같은 정보를 이용하여 재전송 처리 및 폐기시키는 메커니즘을 수행할 수 있도록 지원한다.
도 4는 도 2에 도시된 ARQ Rx 큐에 저장되는 수신 트랜스포트 연결의 데이터 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 기지국과 단말은 DSA 과정을 통해 최종적으로 수신측에서 필요한 ARQ 파라미터들만 저장하며, ARQ_Rx_Window_Start와 같은 ARQ 메커니즘을 수행하면서 변경되는 ARQ 파라미터들을 관리한다. 트랜스포트 연결의 정보들은 linked-list 형태로 저장될 수 있다. 각 트랜스포트 연결들은 수신되어 SDU로 복원을 대기하는 ARQ 블록들과 복원되었지만 임시로 저장되는 ARQ 블록들을 관리한다. 수신 ARQ 블록들은 Linked-list 형태로 BSN 순서대로 저장되며, 각 해당 트랜스포트 연결 저장소(repository)에 가장 BSN이 작은 ARQ 블록의 메모리 위치만 관리된다. 또한 본 실시예에서는 표준에는 없는 트랜스포트 연결 관리정보로 특히 'Restored Highest BSN'을 포함한다. 이 변수는 수신 측에서 복원한 ARQ 블록 중 Rx Window Start보다 작은 BSN 중 가장 최근에 복원된 BSN을 가리킨다. 이 변수는 ARQ Rx 큐에 저장된 블록들을 오류 없이 관리해주며, 오류로 생성된 블록들을 검출해주고, 'Delivery In Order' 설정에 따라 MSDU 복원 후 블록들을 삭제시 사용된다. 각 Rx 블록들은 실질적인 데이터 정보 외에 블록이 생성된 절대 시간, 수신된 MPDU의 Fragmentation Control(FC)가 저장되며, Restored Flag를 사용하여 해당 블록이 MSDU로 복원되었는지를 관리한다.
도 5는 도 2의 Tx ARQ 태스크부의 프로세싱의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 수신측은 ARQ 피드백 IE 또는 ARQ 피드백을 통해 ARQ가 enable 되어 있는 트랜스포트 연결에 대해 ACK/NACK를 송신측으로 알려주어야 하므로, Tx ARQ 태스크부는 ARQ 피드백을 매 프레임마다 전송하지 않고 ARQ 피드백 시간을 산출하여 주기적 또는 필요에 따라 ARQ Rx 큐를 참조하여 ARQ 피드백을 생성하여 전송한다(S500,S510,S520). Tx ARQ 태스크부는 ARQ가 Enable 되어 있는 트랜스포트 연결에 대한 블록들을 전송하지만, 송신되어야 할 ARQ 피드백이 있는지 확인하여 있다면 재전송 또는 처음 전송되는 블록들보다 우선적으로 전송하는 것이 바람직하다. 각 수신 트랜스포트 연결의 ARQ 피드백을 전송하기 전에 ARQ Rx 큐의 트랜스포트 연결별 Sync Loss Timeout 및 Rx Purge Timeout된 블록이 없는지 확인하여 리셋 및 Rx Window Start 변경 처리 후 ARQ 피드백을 생성하여 전송한다. ARQ 피드백 처리에 대해서는 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
ARQ 피드백 처리 후 Tx ARQ 태스크부는 ARQ Tx 큐를 참조하여 각 송신 트랜스포트 연결(즉, TCID별)의 타이머를 처리한다(S530,S540). 즉 Tx ARQ 태스크부는 각 송신 트랜스포트 연결별 ARQ SYNC LOSS TIMEOUT을 확인하고, 송신 ARQ 블록에 대하여 BLOCK LIFE TIMEOUT시의 상태처리, RETRY TIMEOUT시 상태처리 등을 수행한다. 이후 ARQ 블록들을 MPUD로 가공 후 전송한다(S550). 이때 ARQ 블록들 중 재전송되는 블록이 처음 전송되는 블록보다 먼저 MPDU로 만들어지며 MPDU를 만든 이후는 각 블록별 상태를 변경한다. 이러한 각 송신 트랜스포트 연결별 타이머 등을 처리하고 블록을 전송하는 과정에 대해서는 도 9a 및 도 9b를 참조하여 상세히 설명한다.
그리고 Tx ARQ 태스크부는 CS에서 전송되어야 할 데이터가 저장되어 있는 SDU 큐에서 ARQ Enable되어 있는 SDU를 Pop하여 ARQ 블록화하여 ARQ Tx 큐에 저장한다(S560). 이에 대해서는 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 도 2의 Rx ARQ 태스크부의 프로세싱의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, Rx ARQ 태스크부는 MPDU를 수신하면 그 MPDU의 GMH(Generic MAC Header) 및 서브헤더(sub header)를 분석하여 디코딩한다(S600). 디코딩과정에 대해서는 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
디코딩 결과 MPDU 내에 piggybacked ARQ 피드백 IE가 포함되어 있거나 MPDU가 standalone 형태의 ARQ 피드백일 때는 ARQ Tx 큐의 해당 블록의 상태값을 변경한다(S610). 그 외 MPDU가 데이터 정보일 경우 ARQ Enable인 트랜스포트 연결의 데이터에 한해 ARQ Rx 큐에 블록들을 저장한다. 그리고 SDU로 복원 가능한 블록이 존재하면 MSDU로 복원하며, ARQ Rx 큐의 블록 상태를 갱신하고, Restored Flag 및 Delivery In Order 파라미터에 따라 블록을 삭제한다(S620,S630).
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 ARQ 피드백 처리의 상세 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 기지국 관점에서 적어도 하나 이상의 단말(Mobile Station, MS)과 트랜스포트 연결이 있는 경우의 ARQ 피드백 처리 과정을 도시한 도면이다. 기지국은 단말별로 트랜스포트 연결을 관리하여야 하는 점에서 단말과 상이할 뿐 그 피드백 처리 과정은 동일하다. 따라서 단말의 관점에서는 도 7의 경우 'TCID=First TCID'의 단계부터 시작하면 된다.
먼저 ARQ 피드백 생성 전에, Tx ARQ 태스크부는 ARQ 피드백 PDU 초기화 및 마지막 피드백 바이트 초기화를 수행한다. 그리고 ARQ Rx 큐의 트랜스포트 연결별 ARQ Sync Loss TimeOut을 확인하여 Sync Loss Timeout된 해당 트랜스포트 연결에 대해 ARQ 리셋을 처리한다.
이후 각 트랜스포트 연결의 각 블록들에 대해 Rx Purge TimeOut이 발생하였는지를 확인하여 TimeOut 발생시 timeout 발생된 블록 이후 미 수신된 블록으로 Rx Winodw Start를 변경하고, Rx Sync Loss Timer를 리셋한다. 그리고 수정된 Rx Window Start 전까지 SDU로 복원 가능한 블록들을 SDU로 복원하여 CS로 전송한다. Rx Restored Highest BSN을 최근에 복원시킨 가장 높은 BSN으로 갱신하고, 마지막 Rx Purge Timeout된 BSN까지의 블록들을 ARQ Rx 큐에서 삭제한다.
이상의 과정을 통해 각 트랜스포트 연결들의 블록들에 대한 타이머 처리가 완료되면, 도 8의 ARQ 피드백 생성 과정을 수행한다. 기지국과 단말간 지원 가능한 ARQ 피드백 타입에 대한 협상 결과로 ARQ 피드백 생성이 결정된다. 또한 하나의 트랜스포트 연결에 대해 ARQ 피드백은 ARQ Rx 큐의 상태에 따라 타입이 결정된다. 트랜스포트 연결에 대한 ARQ 피드백은 Window Size 및 블록 큐잉 상태에 따라 하나의 피드백 IE 메시지로 생성되지 못할 수 있다. 이와 같은 경우 ARQ 피드백의 효율성을 높이기 위해 하나의 트랜스포트 연결에 대해 추가적으로 Slective ACK를 사용하여 piggybacked하여 메시지를 전송할 수 있다.
도 8을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 수신 트랜스포트 연결의 첫 번째 블록을 참조하여, 첫 BSN이 수신되었는지를 파악한다. 첫 BSN이 수신되지 않고 다음 BSN이 수신되었다면 Selective ACK를 지원하는 경우에 Selective ACK를 생성한다.
첫 BSN이 수신되었으나 Rx Window Start와 Rx Highest BSN이 같거나, 해당 TCID의 ARQ Rx 큐에 블록이 존재하지 않거나 ARQ Rx 블록 중에서 Rx Window Start 이후 ACK가 1개 이상의 블록이 존재하지 않는다면 Cumulative ACK를 생성한다. 그렇지 않다면 총 ACK 개수(즉, ACK+NACK 개수)를 산출하여 그 개수가 64(16*4)를 초과하고 'Cumulative with Block Sequence ACK'를 지원하면 'Cumulative with Block Sequence ACK'를 생성한다.
총 ACK 개수가 64개를 초과하고 Cumulative with Block Sequenc ACK를 지원하는 경우가 아니면, 'Cumulative with Selective ACK'를 지원하는지 판단하여 지원하는 경우는 'Cumulative with Selective ACK'를 생성하여 지원하지 않으면 다시 'Cumulative with Bolck Sequence ACK'를 지원하는지 판단하여 지원하는 경우 ' Cumulative with Block Sequence ACK'를 생성한다. 이마저도 지원하지 않는다면 'Slecctive ACK'를 지원하는지 여부에 따라 'Selective ACK' 또는 'Cumulative ACK'를 생성한다.
ACK 생성 후 TCID 패킹이 가능한지 판단하여 가능하면 ARQ 피드백 PDU에 피드백 패킹하고 마지막 피드백 바이트 위치를 저장한 후, piggybacked ARQ 피드백 PDU가 PDU의 디폴트 사이트보다 크다면 ARQ 피드백 PDU를 전송하고 마지막 피드백 바이트를 표시한 후 ARQ 피드백 PDU 초기화 및 마지막 피드백 바이트를 초기화한다. TCID 패킹이 가능하지 않으면 ARQ 피드백 PDU를 생성 및 전송하고, ARQ 피드백 PDU 초기화 및 마지막 피드백 바이트 초기화를 수행한다.
ACK 타입이 'Cumulative ACK'이거나 ARQ_RX_HIGHEST_BSN-1까지 ARQ 피드백을 생성하였다면 이 과정을 종료하고 그렇지 않으면 'Selective ACK'를지원하는 경우에 남은 블록부터 'Selective ACK'를 생성하여 위 TCID 패킹이 가능한지 판단하는 과정부터 다시 시작한다.
도 9a 및 도 9b는 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 타이머 처리 및 ARQ 블록 재전송/전송 처리의 상세 과정을 도시한 도면이다. 도 9a 및 도 9b는 단말 기준으로 도시되어 있으며 기지국의 경우 트랜스포트 연결 헤더의 위치가 단말별 정보로 Linked-List로 구성되어 있기 때문에 단말 헤더의 트랜스포트 연결 헤더부터 수행하면 된다.
도 9를 참조하면, 우선적으로 트랜스포트 연결에 대해 Sync Loss Timeout 발생이 되었는지 확인하고 TimeOut 발생시 해당 트랜스포트 연결에 대한 리셋 과정을 수행한다. TimeOut 미 발생시 해당 트랜스포트 연결의 모든 블록들에 대한 타이머를 확인하여 현 상태가 'Outstanding' 또는 'Wating for ReTx'이고 Block Life TimeOut 발생시 그 블록의 상태를 '폐기(Discard)'상태로 변경한다. 또한 상태가 'Oustanding'이고 ARQ Retry Tx TimouOut 발생시에는 그 블록의 상태를 'Wating For ReTx' 상태로 변경한다. 또한 수신 블록들에 대해 Rx ARQ 태스크부에서 ARQ 피드백을 수신처리 받았다면 NACK로 수신된 블록은 'Waiting For ReTx' 상태로 변경되어 있겠지만, Retry Tx TimeOut된 블록들에 대해서는 Tx ARQ 태스크부에서 그 블록의 상태를 'Waiting For ReTx'상태로 변경시킨다.
이러한 타이머 처리를 통해 각 블록의 상태를 변경한 후 각 블록의 상태에 따른 동작을 수행한다. 즉 블록의 상태가 'discard'이면 그 블록을 삭제하고 재전송대기 상태(Wating for ReTx)이거나 최초 전송 상태(Not Sent)이면 도 9b에 도시된 과정을 통해 MPDU를 생성하여 전송한다.
도 9b를 참조하면, 재전송 및 초기 전송 블록들을 조합하여 MPDU를 생성하고, 블록 상태를 'OutStanding'으로 변경하고, Tx Window Start, Tx Next BSN을 갱신하고 하위 레벨로 MPDU를 전송한다.
도 10은 도 5에 도시된 Tx ARQ 태스크부의 SDU 큐의 데이터 처리의 상세 과정을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, Tx ARQ 태스크부는 CS와 인터페이스하는 SDU 큐에서 MSDU를 PoP하여 해당 트랜스포트 연결의 ARQ Enable여부에 따라 MAD SDU를 처리하는 과정을 수행한다. SDU 큐의 관리 파라미터 정보를 확인할 수 있다. 또한 WiMax/WiBro 표준의 QoS 파라미터 중 Maximum Latency를 보장하기 위해 이 기간 이상 저장되어 있었던 SDU들을 삭제한다.
도 10은 ARQ를 사용하는 연결뿐만 아니라 ARQ를 사용하지 않는 연결에 대한 흐름도 함께 도시하고 있다. ARQ Enable되어 있는 연결에 대해서는 ARQ Block Size대로 SDU를 블록으로 나눈다. 블록 개수가 현재 ARQ 블록 큐에 있는 Window Size를 넘게 되면 SDU 큐에 SDU를 남겨둔다. Window Size를 넘지 않으면 블록화시켜 ARQ Rx 큐에 저장한다.
도 11은 도 6에 도시된 Rx ARQ 태스크부의 디코딩의 상세 과정을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, Rx ARQ 태스크부는 PDU를 수신하면 PDU의 GMH 타입을 파악한다. GMH 타입에 포함된 헤더 정보가 ARQ 피드백을 포함하는 경우 ARQ 피드백 페이로드의 처리 과정을 수행 후 Unpacking 과정을 수행한다. ARQ Enable인 경우에는 ARQ Unpack을 ARQ diable인 경우에는 non-ARQ Unpack 과정을 수행한다. GMH 타입에 ARQ 피드백이 포함되지 않은 경우에는 ARQ 피드백 페이로드 처리 과정없이 바로 unpakcing 과정을 수행한다. unpaking 상세 과정은 도 12에 도시되어 있다.
수신한 PDU가 단편화 헤더(Fragemnation Header)를 내포한 경우에는 ARQ 지원 가능여부에 따라 ARQ 또는 non-ARQ 단편화 제거과정(Defragmenation)을 수행한다. Defragmentation의 상세 과정은 도 13에 도시되어 있다.
도 12는 도 11의 Unpacking의 상세 과정을 도시한 도면이다. 특히 도 12는 디코딩 결과 GMH 헤더 중 ARQ Enable된 트랜스포트 연결에 대해 Unpakcing하는 과정이다. Unpacking된 MPDU는 여러 개의 SDU를 가지고 있을 수 있기 때문에 Unpakcing된 SDU 크기를 참조하여 모든 SDU를 순차적으로 블록화하여 복원 처리한다.
도 12를 참조하면 구체적으로 살펴보면, 우선 PDU 크기만큼 SDU를 unpack한다. 그리고 패킹 헤더로 SDUdml 블록 개수를 산출한다. SDU의 첫 번째 BSN 범위가 'Rx_Window_Start' ~ (Rx_Window_START + Window_Size) 범위를 벗어나면 SDU를 폐기한다. 범위 이내이면, 기존 블록인지 판단하여 기존 블록인 경우 기존 블록의 Rx Purge Timer를 설정한다.
신규 블록인 경우 신규 블록 정보를 생성하여 ARQ Rx 큐에 그 블록을 저정하며, 블록의 BSN이 Rx_Highest_BSN 보다 크거나 같으면 Rx_Highest_BSN을 증가한다. 신규 블록의 BSN이 RX_Window_START와 같지 않으면 Rx Purge Timer를 설정하고, 같으면 Rx_Window_Start를 증가시키고 Sync Loss Timer를 재설정한다. 이러한 과정을 거쳐 Rx ARQ 블록을 복원한다.
도 13은 도 11의 Defragmentation의 상세 과정을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 도 12의 Unpacking과 동일한 과정을 포함하므로 중복되는 내용의 설명은 생략한다. 도 13의 Deframenation은 하나의 SDU에 대한 처리이므로 한번의 동작 과정으로 끝난다.
도 14는 도 6에 도시된 Rx ARQ 태스크부의 ARQ 블록 복원 과정을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 수신 ARQ 블록들이 존재하여도 시스템에 영향을 주지 않도록 수신 블록들에 대해 무결성을 검증하는 절차를 포함한다. 만약 송신측에서 오류가 발생하여 잘못된 블록들을 전송하여 수신하였을 경우, 블록들은 MSDU로 복원하지 못하고, ARQ Rx 큐에 저장되어 메모리 누수가 발생할 수 있다. 특히 Delivery In Order가 설정된 경우 블록들을 지속적으로 복원하지 못하고 ARQ Rx 큐에 지속적으로 블록이 쌓이게 된다.
이러한 문제점을 예방하기 위하여 해당 TCID에 대한 Rx Window Start 전까지 블록이 존재한다면 복원할 수 없는 것들은 모두 삭제한다. 예를 들어, Rx Window Start Block 전에 저장된 블록 헤더가 미 복원된 블록이고 수신된 FC가 Continuous Fragment 또는 Last Fragment인 경우 절대 복원될 수 없다. 이와 같은 경우가 발생하면 절대 복원될 수 없는 블록들을 삭제하고 트랜스포트 연결의 Restored Highest BSN을 갱신한다.
이러한 과정 후 Delivery In Order 파라미터에 따라 MSDU 복원 처리한다. 순서대로 상위 계층으로 전송해야 한다면(Delivery In Order인 경우), 해당 TCID의 헤드 블록에서 'Rx Window Start-1'까지 SDU로 복원하여 상위 레벨로 전송하며, 순서대로 상위 계층으로 전송하지 않아도 된다면 수신된 모든 블록 중 SDU로 복원 가능한 것은 모두 복원한다. 복원된 블록은 ARQ Rx 큐의 블록 관리 정보 중 Restored Flag를 설정하고 Restroed Highest BSN을 순차적으로 복원된 가장 높은 BSN으로 갱신한다. 이 후 두 경우 모두 블록 헤더부터 Restored Highest BSN까지 삭제처리한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 수신 트랜트포트 연결별 파라미터를 저장하는 ARQ 수신 큐를 참조하여 상기 ARQ 수신 큐의 각 트랜스포트 연결별 타이머를 확인하여 각 블록의 상태를 변경하고 ARQ 피드백을 생성하여 전송하는 단계;
    송신 트랜스포트 연결별 파라미터를 저장하는 ARQ 송신 큐의 각 트랜스포트 연결의 타이머를 확인하여 각 블록의 상태를 변경한 후, 각 블록의 상태 정보를 기초로 재전송 또는 최초 전송되는 ARQ 블록들을 MPDU로 가공하여 전송하는 단계; 및
    수렴 부계층으로부터 수신한 SDU를 블록화하여 상기 ARQ 송신 큐에 저장하는 단계;를 포함하고,
    상기 피드백을 생성하여 전송하는 단계는,
    상기 ARQ 수신 큐의 각 트랜스포트 연결별로 ARQ Sync Loss Timeout을 확인하여 타임아웃발생시 해당 트랜스포트 연결을 리셋하는 단계;
    ARQ Sync Loss Timeout이 발생하지 않은 트랜스포트 연결의 각 블록에 대해 ARQ Rx Purge Timeout의 발생여부를 확인하여 타임아웃발생시 그 타임아웃이 발생된 블록 이후 미 수신된 블록으로 Rx Winodw Start를 변경하고, 변경된 Rx Window Start까지 SDU로 복원 가능한 블록들을 SDU로 복원하여 수렴 부계층으로 전송하고, Rx Restored Highest BSN을 최근에 복원시킨 가장 높은 BSN으로 갱신하고 마지막 Rx Purge Timouout된 BSN까지의 블록을 삭제하는 단계; 및
    ARQ 피드백을 생성하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 ARQ 태스크의 프로세싱 방법.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서, 상기 전송하는 단계는,
    ARQ 송신 큐의 각 트랜스포트 연결별로 ARQ Sync Loss Timeout이 발생하였는지 확인하여 타임아웃이 발생한 경우 해당 트랜스포트 연결을 리셋하는 단계;
    트랜스포트 연결의 각 블록에 대해 Block Life Timeout이면 그 블록의 상태를 폐기상태로 변경하고 ARQ Retry Tx Timeout이면 재전송 대기상태로 변경하는 단계; 및
    각 블록의 상태 정보에 따라 재전송 및 초기 전송 블록들을 조합하여 MAC PDU를 생성하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 송신 태스크부의 프로세싱 방법.
  6. MAC PDU를 수신하여 디코딩하는 단계;
    수신 MAC PDU 내에 piggybacked ARQ 피드백 IE를 내포하고 있거나 ARQ 피드백을 수신한 경우 ARQ 송신 큐 내의 해당 블록들의 상태를 변경하는 단계;
    상기 MAC PDU가 데이터 정보이고 ARQ Enable의 트랜스포트 연결이면 ARQ 수신 큐에 블록들을 저장하는 단계; 및
    SDU로 복원 가능한 블록이 존재하면 MAC SDU로 복원하고, ARQ 수신 큐의 각 블록 상태를 갱신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 수신 태스크의 프로세싱 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 디코딩하는 단계는,
    MAC PDU를 수신하여 GMH 및 서브 헤더를 분석하여 상기 PDU가 ARQ 피드백을 내포하는 경우 ARQ 피드백 페이로드를 처리하고 언패킹하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 수신 태스크의 프로세싱 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 복원하는 단계는,
    Rx Window Start 전까지 블록들이 복원될 수 없는 것은 삭제하고, 해당 트랜스포트 연결의 Restored Highest BSN을 갱신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 수신 태스크의 프로세싱 방법.
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