KR101187076B1 - 이동 통신 시스템에 있어서 신호 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서, RLC PDU를 전송하고, 상기 RLC PDU에 대한 송수신 확인 신호(ACK/NACk) 및 수신 상태 정보 등을 수신한 경우 상기 수신 정보 등에 따라 상기 RLC PDU를 재전송하기에는 현재의 무선 자원이 부족한 경우 RLC subPDU로 재구성한 후에 상기 재구성된 RLC subPDU를 전송하는 방법을 제공한다.
Figure R1020060107103
RLC PDU, RLC subPDU, 무선 자원

Description

이동 통신 시스템에 있어서 신호 전송 방법{Method for transmitting signals in the moblie communication system}
도 1은 이동 통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 망 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol) 제어 평면의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol) 사용자 평면의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 RLC SDU에서 MAC PDU를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 MAC PDU의 포맷의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동 통신 시스템에서 신호 전송 방법에 관한 것이다.
도 1은 이동 통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 망 구조를 설명하기 위한 도면이다. LTE시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다.
LTE망은 크게 E-UTRAN과 CN(Core Network)으로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 적어도 하나의 기지국(eNode B)을 포함하여 구성된다. 그리고, 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway: 이하 AG로 약칭)를 포함한다. AG는 사용자 트래픽을 처리하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분을 포함하여 이루어진다. 이때는 새로운 사용자 트래픽을 처리하는 AG 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 AG 부분 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신을 할 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)을 포함하여 이루어질 수 있다. 기지국 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용된다. CN은 AG와 기타 UE의 사용자 등록 등을 위한 노드 등을 포함한다. 또한, E-UTRAN과 CN을 구분하기 위해 인터페이스가 사용될 수 있다.
E-UTRAN을 구성하는 두 축은 바로 기지국과 단말이다. 한 셀에서의 무선 자원은 상향 무선자원과 하향 무선자원으로 구성된다. 기지국은 셀의 상향 무선자원과 하향 무선자원의 할당 및 제어를 담당한다. 즉 기지국은 어느 순간에 어떤 단말 이 어떤 무선자원을 사용하는지를 결정한다. 예를 들어 기지국은 3.2초 후에 주파수 100Mhz 부터 101Mhz를 사용자 1번에게 0.2초 동안 하향 측 데이터 전송을 위해 할당한다고 결정할 수 있다. 그리고 기지국은 이런 결정을 내린 후에, 상기 해당하는 단말에 이 사실을 알려서 상기 단말이 하향 데이터를 수신하도록 한다. 마찬가지로 기지국은 언제 어떤 단말이 얼만큼의 어떤 무선자원을 사용하여 상향으로 데이터를 전송하도록 할지를 결정하며, 이 사실 또한 상기 시간 동안 상기 단말이 데이터를 전송하도록 한다. 종래와 달리 이렇게 기지국이 무선 자원을 다이나믹하게 관리하는 것은 효율적이다. 종래의 기술은 하나의 단말이 하나의 무선 자원을 호가 연결된 동안 계속 사용하도록 하였다. 이것은 특히 최근 많은 서비스들이 IP 패킷을 기반으로 하는 것을 고려하면 비합리적이다. 왜냐하면, 대부분의 패킷 서비스들은 호의 연결 시간 동안 꾸준하게 패킷을 생성하는 것이 아니라, 아무것도 전송하지 않는 구간이 많기 때문이다. 이런 경우에도 하나의 단말에 계속 무선 자원을 할당하는 것은 비효율적이다. 이를 해결하기 위해서, E-UTRAN시스템은 단말이 필요한 경우에만, 서비스 데이터가 있는 동안에만 단말로 상기와 같은 방식으로 무선자원을 할당하는 방식을 사용한다.
이하 망과 단말 사이의 데이터 전송하기 위한 상향 및 하향 전송 채널에 대해 설명한다. 망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송 채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)와 SCCH(Shared Control Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향 전송 채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)와 SCCH(Shared Control Channel)가 있다.
도 2 및 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다.
무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전송을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 기지국과 AG 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수 있고, 기지국 또는 AG에만 위치할 수도 있다.
이하 도 2를 참조하여 무선 프로토콜 제어 평면을 설명한다. 무선 프로토콜 제어 평면은 물리계층, 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)계층, 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층 및 무선 자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층을 포함하여 이루어진다.
제1계층인 물리계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리 계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.
제2계층의 MAC 계층은 논리 채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다.
제3계층의 가장 상부에 위치한 RRC 계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
이하 도 3을 참조하여 무선 프로토콜 사용자 평면의 각 계층을 설명한다. 무선 프로토콜 사용자 평면은 물리계층, MAC 계층, RLC 계층 및 PDCP 계층을 포함하여 이루어진다.
제1계층의 물리계층과 제2계층의 MAC 계층, RLC 계층에 대한 설명은 도 2에서의 설명과 동일하므로 생략한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
상기 RLC 계층에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, RLC 계층의 기본 기능은 각 RB의 QoS에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송이다. RB 서비스는 무선 프로토콜의 제2계층이 상위에 제공하는 서비스이기 때문에 제2계층 전체가 QoS에 영향을 주지만, 그 중에서도 특히 RLC의 영향이 크다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 여기서 RLC엔티티는 하위단, 즉 MAC에서 결정한 무선 자원의 크기에 따라 RLC PDU(Protocol Data Unit)를 구성한다.
즉, 기지국에 위치한 RLC 엔티티는 MAC으로 RLC PDU를 전달할 때, MAC 엔티티에서 결정한 크기로 데이터를 구성해서 MAC 엔티티에 전달한다. 그리고, 단말에 위치한 RLC 엔티티도 하위단, 즉 MAC에서 결정한 알려주는 무선 자원의 크기에 따라 RLC PDU를 구성한다. 즉 단말의 RLC 엔티티는 MAC으로 RLC PDU를 전달할 때, MAC 엔티티에서 결정한 크기로 데이터를 구성해서 MAC 엔티티에 상기 RLC PDU를 전 달한다.
본 발명의 목적은 종래 기술을 개선하여, 무선 자원을 효율적으로 사용하면서 수신 측이 제대로 수신하지 못한 데이터를 재전송하여 에러를 최소화하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서, 제1 데이터를 전송하고, 상기 제1 데이터에 대한 송수신 확인 신호 및 수신 상태 정보 등을 수신한 경우 상기 수신 정보 등에 따라 상기 제1 데이터를 제2 데이터로 재구성한 후에 상기 재구성된 제2 데이터를 전송하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양상으로서, 이동 통신 시스템의 송신 측에 있어서 신호 전송 방법은, 제1 데이터를 전송하는 단계와, 상기 제1 데이터에 대한 송수신 확인 정보를 수신하는 단계 및 상기 송수신 정보에 따라 재전송을 수행하되, 할당된 무선 자원의 양이 상기 제1 데이터를 재전송하기에 부족한 경우 상기 제1 데이터를 적어도 하나 이상의 제2 데이터로 재구성하여 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 본 발명의 목적, 구성 및 다른 특징들과 관련한 바람직한 실시 형태의 예들을 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 통해서 상세히 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하 설명하는 실시 형태들은 상기 설명한 계층 구조에 있어서, 상위계층으로부터 수신한 정보를 RLC 계층에서 재구성하여 MAC 계층으로 전송하는 경우에 적용한 것들을 설명한다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상은 상기 RLC 계층에서 전송하는 경우뿐만이 아니라 다양한 경우에 적용될 수 있음은 자명하다. 상기 상위계층으로부터 수신한 정보를 이하 RLC SDU라고 칭하고, RLC 계층에서 재구성하여 MAC 계층으로 전송하는 정보를 이하 RLC PDU라고 칭하고, MAC 계층에서 상기 RLC PDU를 수신하여 재구성한 정보를 MAC PDU라고 칭한다.
RLC는 다양한 QoS를 지원하기 위해 무응답모드(Unacknowledged Mode; 이하 UM이라 약칭함) 및 응답모드(Acknowledged Mode; 이하 AM이라 약칭함)의 두 가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 이러한 RLC의 두 가지 모드는 각각이 지원하는 QoS가 다르기 때문에 동작 방법에 차이가 있으며, 그 세부적인 기능 역시 차이가 있다. 따라서, RLC는 그 동작 모드에 따라 살펴볼 필요가 있다.
이하 전송한 데이터에 대한 수신 확인 응답이 없는 모드(UM)의 RNC를 UM RNC로 약칭하고, 응답이 있는 모드(AM)의 RNC를 AM RNC로 약칭한다. UM RLC는 각 PDU마다 일련번호(Sequence Number; 이하 SN이라 약칭함)를 포함한 PDU 헤더를 붙여 보냄으로써, 수신 측으로 하여금 어떤 PDU가 전송 중 소실되었는가를 알 수 있게 한다. 이와 같은 기능으로 인해 UM RLC는 주로 사용자 평면에서는 방송/멀티캐스트 데이터의 전송이나 패킷 서비스 영역(Packet Service domain; 이하 PS domain으로 약칭함)의 음성(예:VoIP)이나 스트리밍 같은 실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어 평면에서는 셀 내의 특정 단말 또는 특정 단말 그룹에게 전송하는 RRC 메 시지 중 수신확인 응답이 필요 없는 RRC 메시지의 전송을 담당한다.
AM RLC는 UM RLC와 마찬가지로 PDU 구성 시에 SN를 포함한 PDU 헤더를 붙여 PDU를 구성하지만, UM RLC와는 달리 송신 측이 송신한 PDU에 대해 수신 측이 응답(Acknowledgement)을 하는 큰 차이가 있다. AM RLC에서 수신측이 응답을 하는 이유는 자신이 수신하지 못한 PDU에 대해 송신 측이 재전송(Retransmission)을 하도록 요구하기 위해서이며, 이러한 재전송 기능이 AM RLC의 가장 큰 특징이다. 결국 AM RLC는 재전송을 통해 오류가 없는(error-free) 데이터 전송을 보장하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적으로 인해 AM RLC는 주로 사용자 평면에서는 PS domain의 TCP/IP 같은 비 실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어 평면에서는 셀 내의 특정 단말로 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 반드시 필요한 RRC 메시지의 전송을 담당한다.
방향성 면에서 보면, UM RLC는 단방향(uni-directional) 통신에 사용되는데 반해, AM RLC는 수신 측으로부터의 피드백(feedback)이 있기 때문에 양방향(bi-directional) 통신에 사용된다. 이러한 양방향 통신은 주로 점대점(point-to-point) 통신에서 사용되기 때문에, AM RLC는 전용 논리채널만 사용한다. 구조적인 면에서도 차이가 있는데, UM RLC는 하나의 RLC 개체가 송신 또는 수신의 한가지 구조로 되어있지만, AM RLC는 하나의 RLC 개체 안에 송신과 수신측이 모두 존재한다.
AM RLC가 복잡한 이유는 재전송 기능에 기인한다. 재전송 관리를 위해 AM RLC는 송수신 버퍼 외에 재전송 버퍼를 두고 있으며, 흐름 제어를 위한 송수신 윈도우의 사용, 송신 측이 피어(peer) RLC 개체의 수신 측에 상태정보를 요구하는 폴 링(Polling), 수신측이 피어 RLC 개체의 송신측으로 자신의 버퍼 상태를 보고하는 상태정보 보고(Status Report), 상태정보를 실어 나르기 위한 상태 PDU(Status PDU), 데이터 전송의 효율을 높이기 위해 데이터 PDU 내에 상태 PDU를 삽입하는 피기백(Piggyback) 기능 등등의 여러 가지 기능을 수행하게 된다. 이외에 AM RLC엔티티가 동작과정에서 중대한 오류를 발견한 경우 상대편 AM RLC 엔티티에게 모든 동작 및 파라미터의 재설정을 요구하는 Reset PDU와 이런 Reset PDU의 응답에 쓰이는 Reset Ack PDU도 있다. 또한, 이들 기능을 지원하기 위해 AM RLC에는 여러 가지 프로토콜 파라미터, 상태 변수 및 타이머도 필요하게 된다. 이런 상태정보 보고 또는 상태 PDU, Reset PDU등, AM RLC에서 데이터 전송의 제어를 위해서 사용되는 PDU들을 Control PDU라고 부르고 User Data를 전달하기 위해 쓰이는 PDU들을 Data PDU라고 부른다.
즉, AM 모드에서는 ARQ정보를 사용하고 UM 모드에서는 ARQ정보를 사용하지 않는다. 여기서 ARQ정보는 송수신확인정보이며, 이는 수신 측이 송신 측에게 자신이 제대로 수신하였고, 또는 제대로 수신하지 못한 데이터 블록의 정보를 의미한다.
표 1은 UM 모드에서 사용되는 RLC PDU 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure 112006080044028-pat00001
표 1의 각 필드에 대해 설명하면, "SN (Sequence Number)" 필드는 해당되는 RLC PDU의 데이터 플로우, 또는 논리 채널 상에서의 위치를 알려준다. "C/P(Complete/Partial)" 필드는 RLC PDU의 첫 번째 데이터 부분이 관련된 SDU의 첫 번째 부분인지 그리고 RLC PDU의 끝 부분이 어떤 SDU의 끝 부분인지 아닌지를 알려준다. 예를 들어, 상기 C/P(Complete/Partial) 필드의 값(Value)이 "00"인 경우, PDU의 시작부분은 SDU의 시작 부분이고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분임을, Value가 "01"인 경우, PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분이 아님을, Value가 "10"인 경우, PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이 아니고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분임을, Value가 "11"인 경우, PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이 아니고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분이 아님을 의미한다.
또한, "LI(Length Indicator)" 필드는 RLC SDU의 경계를 알려준다. 예를 들어, 하나의 RLC PDU가 두 개의 RLC SDU의 부분을 포함할 경우, 상기 RLC SDU의 경계면에 대한 정보를 이용하여 수신 측은 수신된 RLC PDU로부터 적절하게 RLC SDU를 분리해 낼 수 있다. 그리고, "F(Following)" 필드는 다음의 필드가 LI 인지 혹은 data인지 알려준다.
UM 모드에서 사용되는 RLC PDU 포맷의 경우 AM 모드에 비해서 송수신 확인 정보의 송수신이 필요 없기 때문에, 사용되는 필드도 간결하고 헤더 포맷도 하나로 일관성을 가진다. 만약 해당 RLC PDU의 송신 타이밍이 재전송정보(REDUNDANCY VERSION) 등의 정보를 이용하여 하위 단에 의해서 구분 가능하다면, SN 필드도 제거 될 수 있다.
표 2는 AM 모드에서 일반적으로 데이터를 전송하기 위해서 사용되는 ARQ RLC PDU 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure 112006080044028-pat00002
표 3은 AM 모드에서 제어 정보 예를 들어, 송수신 확인 정보 등을 전송할 때 사용되는 ARQ RLC PDU 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure 112006080044028-pat00003
표 4는 AM 모드에서 표 2의 ARQ RLC PDU 포맷을 그대로 전송할 수 없는 경우 재구성된 ARQ RLC subPDU 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure 112006080044028-pat00004
표 2, 표 3 및 표 4에서 "SN (Sequence Number)" 필드, "C/P(Complete/Partial)" 필드, "LI(Length Indicator)" 필드 및 "F (Following)" 필드에 대한 설명은 표 1과 동일하므로 생략한다.
"C/D/S(Control/Data/SubFrame)"의 필드의 경우, 해당되는 RLC PDU 가 ARQ RLC PDU 또는 ARQ RLC Control PDU 또는 ARQ RLC SubPDU 중에서 어떤 것인지 알려준다. "sSN(subframe Sequence Number)" 필드의 경우, 해당 subPDU가 관련된 subPDU들 중에서 어떤 위치에 있는지를 알려준다. "RM(ReMaining)" 필드는 해당 subPDU 이후에 관련된 subPDU 들이 더 있는지를 알려준다. 표 4에의 ARQ RLC SubPDU의 경우 이하 본 발명의 여러 실시 형태들을 통해서 더욱 자세하게 설명된다.
도 4는 RLC SDU에서 MAC PDU를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 RLC와 MAC 등에서 데이터 유닛을 구성하는 방법을 제안한다. 단말의 MAC은 자신이 사용할 수 있는 무선 자원의 총 양에 관한 정보를 기지국으로부터 수신한다. 즉 다음의 전송 시간에 자신이 얼마만큼의 무선 자원을 사용할 수 있는지에 대한 정보를 기지국으로부터 전달받는다. 반대로 기지국의 경우에는, 기지국의 MAC이 상향, 하향의 모든 무선 자원의 사용에 관한 결정을 내린다. 기지국의 MAC은 다음 전송 구간에서 각각의 단말들에게 얼마만큼의 무선 자원을 할당할지 결정해서, 이를 단말의 MAC에게 알린다. 각 단말은 자신의 버퍼에 쌓여 있는 데이터들과 그것들의 우선순위를 고려하여, 각 논리채널 또는 RLC 엔티티가 얼마만큼의 데이터를 보내야 하는지, 즉 각 RLC엔티티가 MAC에게 전달하여야 하는 RLC PDU의 크기를 결정한다. 마찬가지로 기지국에 위치한 MAC은 각각의 단말의 하향 데이터의 양과 각각의 데이터의 우선 순위를 고려하여, 각각의 RLC엔티티에 얼마만큼의 데이터를 할당할지를 결정하여 각각의 RLC에 알린다. 각각의 RLC는 이 결정에 따라서 RLC PDU를 구성하여 MAC으로 전달한다.
실제로 MAC엔티티는 여러 개의 RLC엔티티와 접속된다. RLC엔티티 각각은 상위 계층에서 수신한 RLC SDU를 MAC이 지시한 바에 따라 RLC PDU를 생성하고, 이를 MAC엔티티로 전달하며, MAC엔티티는 각 RLC엔티티로부터 수신한 RLC PDU를 조합하여 하나의 MAC PDU로 구성하여 물리계층으로 전달한다.
이 과정에서 효율을 높이기 위해서는 MAC PDU와 RLC PDU에 포함되어 있는 padding bit을 즉, 단지 크기를 맞추기 위해서 사용된 임의의 bit들을 줄이는 것이 필요하다. 이를 위해서 MAC 엔티티는 여러 개의 논리채널, 즉 여러 개의 RLC엔티티로부터 데이터를 전달받아서 MAC PDU를 구성하게 된다. 그런데 수신 측이 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 제대로 복원해내기 위해서는, MAC PDU에 각각의 논리채널에 해당하는 데이터가 얼마만큼 들어있는지 알려주는 정보가 필요하다. 따라서 본 발명은 MAC PDU가 각각의 논리채널에 해당하는 데이터의 양과 또한 그 논리채널의 식별자에 대한 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 수신 측은 수신된 MAC PDU의 헤더에 포함된 논리채널 식별자와, 각 논리채널별 데이터 블록의 크기의 정보를 이용하여, RLC PDU등을 추출해내고, 이를 각각의 해당하는 RLC 엔티티로 전달한다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 MAC과 RLC의 동작의 일례를 설명하면, MAC PDU는 MAC 헤더(Header)와 RLC PDU를 포함하여 구성되고, RLC PDU는 상위계층으로부터 전달받은 RLC SDU에 대한 Data와 SEGMENT INFO를 포함하여 구성된다. 상기 SEGEMENT INFO는 RLC 헤더와 유사한 기능을 수행한다. 즉, 이것은 하나의 RLC PDU 내에서 RLC SDU의 경계 정보 등을 포함한다.
MAC 헤더는 MAC PDU에 포함된 각각의 RLC PDU의 크기와 상기 RLC PDU가 어떤 RLC 엔티티 혹은 어떤 논리채널에 해당되는지를 알려준다.
수신 상태를 알려주기 위한 STATUS REPORT같은 제어정보가 포함될 경우, 상기 제어 정보는 하나의 RLC PDU처럼 포함되고, MAC 헤더는 제어 정보가 포함되어 있음을 알려줄 수도 있다. 이때 상기 제어정보는 특별한 값을 가진 논리채널 ID를 사용하는 등의 방법을 통해 구현될 수 있다.
도 5는 MAC PDU의 포맷의 일례를 설명하기 위한 도면이다. MAC PDU는 상위 RLC단으로부터 전달받은 RLC PDU를 바탕으로 구성된다.
상기 그림에서, "RLC ID" 필드는 해당되는 RLC PDU가 어떤 RLC 엔티티 또는 어떤 논리채널로부터 왔는지를 알려준다. 그리고 "LENGTH" 필드는 각각의 RLC PDU의 크기를 알려준다. 그리고, "F" 필드는 다음에 오는 값들이 RLC ID, LENGTH 및 F의 조합인지 아닌지 아니면 실제의 RLC PDU들인지를 알려준다.
어느 통신시스템이든 물리채널에서 데이터가 손실될 가능성이 있다. 비록 E-UTRAN시스템이 이전의 시스템에 비해서 물리계층에서 데이터가 송신 측에서 수신 측으로 제대로 전달될 확률이 많이 높아졌지만 완전히 사라지지는 않는다. 특히 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 단말일수록 데이터의 손실률은 높다.
따라서 특히 중요한 시그널링 데이터라던지 또는 오류가 없는 전송이 필요한 TCP데이터같은 경우보다 특별한 관리가 필요하다. 따라서, 위에서 설명한 AM 모드를 사용하는 것이 바람직하다. TCP 패킷의 경우, 크기가 최대 1500byte까지 가능하다. 따라서, TCP 패킷이 RLC단에 RLC SDU의 형태로 전달되면, RLC 엔티티는 이것을 하위 단(MAC)에서 허용하는 크기로 재조합해서 전송해야 한다.
상기의 재조합 결과로 생긴 RLC PDU들은 물리 계층을 통해서 수신 측으로 송신된다. 그런데 하나의 RLC SDU에 해당하는 RLC PDU들 중에 하나라도 수신 측에 제대로 도착하지 않은 경우, 수신 측은 송신 측에 이를 알리게 된다. 이때 송신 측이 상기 손실된 RLC PDU와 관련된 RLC SDU전체를 재송신한다면 이는 심각하게 무선 자원을 낭비하게 된다. 예를 들어, 1500BYTE RLC SDU가 10개의 100BYTE 짜리 RLC PDU로 나뉘었을 경우, 그리고 이것들 중 단 하나의 RLC PDU가 수신 측에 제대로 도착하지 않은 경우, RLC SDU자체를 재송신한다면 1400BYTE의 낭비가 발생하는 것과 같다. 따라서 이 경우 RLC PDU 레벨에서 재전송이 이루어지도록 해야 한다.
그런데 RLC PDU를 재송신하려고 할 때의 무선 환경은 상기 RLC PDU가 최초로 전송되었을 때의 무선환경과 차이가 있을 가능성이 많이 있다. 예를 들어, 상기 RLC PDU가 최초로 전송될 때에, 해당되는 RLC 엔티티가 단위 시간 동안 200 BYTE의 전송을 할 수 있었는데, 상기 RLC PDU를 재전송하는 시기에는, 해당하는 RLC 엔티티가 단위 시간 동안 50BYTE의 전송만 할 수 있는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 상기 RLC PDU는 원래의 형태로는 재전송될 수 없는 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 원래의 RLC PDU를 RLC subPDU로 나누는 방법을 제안한다. 즉, 본 발명은 송신 측이 RLC PDU를 전송한 후, 수신 측으로부터 수신상태정보를 수신한 후, 자신에게 할당된 무선 자원을 고려하여 재전송을 수행할 것을 제안한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 절차 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 송신 측은 수신 측으로 RLC PDU의 제1 데이터를 전송한다(S60). 수신 측은 상기 제1 데이터를 수신하고, 상기 RLC PDU에 대한 송수신 확인 정보(예를 들어, ACK/NACK 신호) 및 수신 상태 정보를 포함하여 상기 송신 측으로 전송한다(S61). 상기 제1 데이터를 재전송함에 있어서, 상기 수신 측으로 받은 송수신 확인 정보를 이용하여 어떤 RLC PDU가 수신 측에 도착하지 않았는지 판별한다. 그리고 송신 측은 상기 RLC PDU가 재전송되어야 하는 경우, 자신이 사용할 수 있는 무선자원의 양을 확인한다(S62). 송신 측은 상기 무선자원을 이용하여 상기 RLC PDU를 재전송할 수 있으면 상기 RLC PDU를 변경하지 않고 재전송한다(S63). 만약 무선자원이 상기 RLC PDU를 전송하기에 부족하면 상기 RLC PDU를 RLC subPDU로 분할하여 전송한다(S64). 즉, 상기 RLC PDU의 데이터가 재전송되어야 하는 경우, 자신에게 할당된 무선 자원의 양이 상기 최초의 RLC PDU의 크기보다 작을 경우에 상기 RLC PDU를 RLC subPDU로 재구성하여 상기 RLC subPDU를 수신 측으로 전송한다(S65). 각각의 RLC 엔티티는 하위계층에 의해 자신에게 할당된 크기의 무선자원만을 고려한다.
상기 과정에서 무선 자원의 양은 송신 측이 전송할 수 있는 데이터의 최대량을 의미한다. 또한, 상기 송신 측은 송신 측 RLC를 포함한다.
상기 송신 측은 스케쥴링 정보 또는 송수신 확인 정보에 실린 정보에 의해서 RLC PDU의 재구성을 요구하는 경우, RLC PDU를 RLC subPDU로 재구성하여 상기 RLC subPDU를 수신 측으로 전송할 수 있다. 또한, 상기 송신 측은 어떤 RLC PDU가 수신 측에 제대로 도착하지 않았을 경우, 항상 RLC PDU를 RLC subPDU로 재구성할 수 있다.
송신 측이 수신 측으로부터 전송받은 스케쥴링 정보 또는 송수신 확인 정보는 송신 측에서 어떤 크기로 RLC subPDU를 재구성할 것인지의 정보를 알려줄 수 있다. 상기 스케쥴링 정보는, 기지국이 단말로 알려주는 정보로서, 어떤 단말이 어떤 크기의 무선자원을 얼마만큼의 시간 동안 사용할지 알려주는 정보이다. 상기 송수신 확인 정보는, 수신 측이 송신 측에 알려주는 정보로서, 수신 측이 어떤 PDU 또는 어떤 SDU등을 제대로 수신하였고 어떤 것들을 제대로 수신하지 못하였는지 알려주는 정보이다.
수신 측은 하위계층으로부터 전달받은 데이터 블록이 RLC PDU인지 RLC subPDU인지 알 수 있어야 한다. 그렇지 않으면, 수신 측은 연관없는 데이터를 묶어서 RLC SDU를 구성하거나, 혹은 하나의 RLC SDU에 속한 데이터들의 순서를 원래와 다르게 구성하는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
따라서, RLC PDU와 RLC subPDU를 구분하기 위해서, RLC와 MAC이 주고 받는 데이터 블록의 헤더 부분에 RLC PDU와 RLC subPDU를 구분할 수 있는 필드를 추가할 수 있다. 즉, 이 필드의 값에 따라 수신 측 RLC는 하위 MAC으로부터 전달받은 데이터 블록이 RLC PDU인지 RLC subPDU인지 판단할 수 있다. 마찬가지로, 송신 측 RLC 엔티티는 하위 MAC으로 데이터 블록을 전달할 때, 자신이 전달하는 것이 RLC PDU인지 RLC subPDU인지에 따라서 데이터 블록의 헤더 부분의 PDU/subPDU구분자를 적절하게 설정할 수 있다. 이하 상기 RLC subPDU를 구성하는 본 발명의 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 이하 설명되는 RLC subPDU의 포맷들은 본 발명의 기술적 사상을 적용한 실시 형태들에 불과한 것으로 이에 한정되는 것이 아님은 당업자에게 자명하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 첫 번째 블록(70)에서는 세 개의 IP 패킷을 포함하고 있으며 RLC 엔티티의 관점에서 이것은 RLC SDU라고 볼 수 있다. 본 실시 형태에서 각각의 IP 패킷의 크기는 500,600,300 bit이라고 가정한다.
두 번째 블록(71)에는 상기 IP 패킷들로부터 어떻게 RLC PDU들을 구성하는지를 나타낸다. 이 예에서 최초 전송의 무선 환경에서 허용된 RLC PDU의 크기는 300,400,700 bit이라고 가정한다. 여기서 RLC PDU는 여러 개의 헤더 필드를 포함한다. 이하 각각의 헤더 필드에 대한 설명이다.
"Flow ID(Queue ID)" 필드는 상기 RLC PDU가 어떤 RB또는 RLC엔티티와 연관되어 있는지를 나타낸다. 실제로 하나의 단말은 품질과 특성이 다른 여러 개의 RB 또는 RLC엔티티를 가지게 되므로 이 필드는 각각의 RB를 구분해 주는 역할을 한다.
"TSN(Transmission sequence number)" 필드는 수신된 RLC PDU들을 재정렬하거나 재전송 등의 관리를 위해 사용된다. 매번 새로운 RLC PDU가 생성될 때마다 TSN값은 1씩 증가한다. 즉, TSN은 하나의 RLC엔티티에서 각각의 RLC PDU의 순서를 의미한다.
"LI(Length Indicator)" 필드는 RLC SDU의 경계를 의미한다. 예를 들어, 하나의 RLC PDU가 두 개의 RLC SDU의 부분을 포함할 경우, 상기 RLC SDU의 경계면에 대한 정보를 이용하여 수신 측은 수신된 RLC PDU로부터 적절하게 RLC SDU를 분리해 낼 수 있다.
세 번째 블록(72)은 RLC PDU 가 어떻게 RLC subPDU로 재구성되는지를 보여준다. 만약 ARQ의 동작에 의하여, 수신 측이 어떤 RLC PDU를 받지 못했다고 알려올 경우, 송신 측은 상기 RLC PDU를 다시 전송하여야 한다. 그런데 이렇게 재전송해야하는 순간에, 하위 단에서 사용할 수 있는 무선자원의 양이 상기 RLC PDU를 전송하기에 충분하지 않을 수가 있다. 이 경우, 상기 RLC PDU는 RLC subPDU로 재분할, 재구성되어 전송되는 것이 바람직하다.
도 7에서 두 번째 블록(71)의 두 번째 RLC PDU를 RLC subPDU들로 재구성하는 방법을 설명한다. 이 경우 하위 단에서 재전송시 무선 환경에 따른 시간 단위 동안 전송할 수 있는 데이터의 양은 100, 200, 100bit으로 가정한다. 따라서 상기 RLC PDU는 크기가 100, 200, 100bit인 RLC subPDU로 재구성된다.
그런데 상기 과정에서, 송신 측은 RLC PDU나 RLC subPDU를 전송할 때, 자신이 전송하는 것이 RLC PDU인지 RLC subPDU인지 알려주는 것이 바람직하다. 따라서 subPDU를 RLC PDU로부터 구분하기 위해서, 특별한 값을 가진 LI를 사용할 수 있다. 이는 "Special LI"의 필드를 통해 알 수 있다. 즉, 수신 측은 Special LI의 필드 수신할 때마다, 수신된 데이터 블록이 RLC subPDU라고 인식하고 동작한다. 보통의 경우 수신 측은 LI를 RLC SDU들의 경계면을 확인하는데 사용하지만, Special LI의 필드 즉, 특별한 값으로 설정된 LI를 수신한 경우에는 경계면을 확인하는 경우뿐만 아니라 수신한 RLC subPDU에 대해서 원본 RLC PDU를 인지하기 위해서 사용한다. 또한, RLC subPDU의 TSN 필드는 원본 RLC PDU의 TSN과 동일한 값으로 설정한다. 이는 통해서 수신 측은 수신된 RLC subPDU의 위치, 또는 관련된 RLC PDU들 또는 관련된 RLC SDU를 판별할 수 있다.
상기 과정에서 하나의 RLC PDU가 여러 개의 RLC subPDU로 나뉘는 경우, 상기 결정하기 위해서 추가적인 정보가 필요하다. "SubPDU Info" 필드는 이를 위해서 가 추가된다. 상기 SubPDU info 필드는 상기 RLC subPDU가 관련된 RLC PDU의 가장 마지막 부분인지 아닌지 알려주고, 또한 상기 관련된 RLC subPDU들 중에서의 위치를 알려준다. 따라서, 도 7의 세 번째 블록(72)을 참조하면, 세 번째 RLC subPDU의 SubPDU Info 필드는 "Final" 또는 "3rd" 중에서 적어도 하나를 포함하도록 설정된다. 이것은 상기 RLC subPDU가 관련 RLC subPDU들의 마지막 부분이고, 또한 관련된 RLC PDU는 모두 세 개의 RLC subPDU로 나뉘었으며, 해당 RLC subPDU는 세 번째에 위치함을 알려준다.
위와 같은 방법으로 재전송된 RLC subPDU도 제대로 수신 측에 전달되지 않을 수 있다. 이 경우 RLC subPDU들을 한번 더 하위의 데이터 블록으로 나눌 수도 있다. 그러나 실제로 RLC PDU와 RLC subPDU모두 손실되는 경우는 아주 낮을 것이다. 따라서, 하나의 RLC PDU는 최대 한 단계의 RLC subPDU로 나뉘어지는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 경우 첫 번째 블록(80), 두 번째 블록(81) 및 세 번째 블록(82)에 대한 설명은 도 7의 경우와 동일하므로 생략한다. 도 8에서 이전의 그림과 비교해서 추가된 필드들에 대한 설명은 다음과 같다.
"S(SubFraming Indicator)" 필드는 해당되는 데이터 블록이 어떤 RLC PDU의 하위 블록, 즉 RLC subPDU임을 나타낸다. 즉, S필드가 Y로 설정되어 있으면, 이것은 해당되는 데이터 블록이 RLC subPDU임을 의미한다. "LEX(LEngth eXtension Indicator" 필드는 다음의 필드가 LI인지 아니면 RLC SDU인지를 알려준다. 이 필드가 Y로 설정되면, 다음의 필드가 LI임을 의미한다. "SubPDU info" 필드는 수신 측에서 RLC subPDU를 재정렬할 때 사용된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
이 경우도 첫 번째 블록(90), 두 번째 블록(91) 및 세 번째 블록(92)에 대한 설명은 도 7의 경우와 동일하므로 생략한다. 도 9에서 이전의 그림과 비교해서 추가된 필드들에 대한 설명은 다음과 같다. "SN (Sequence Number)" 필드는 해당되는 RLC PDU의 상기 데이터 플로우, 또는 논리 채널 상에서의 위치를 알려준다. "C/D/S (Control/Data/SubFrame)" 필드는 해당되는 RLC PDU가 데이터 전송을 위한 ARQ RLC PDU인지, 제어 정보 전송을 위한 ARQ RLC Control PDU인지 또는 상기 ARQ RLC PDU를 재전송하는 경우 재구성된 ARQ RLC subPDU인지를 알려준다. "C/P (Complete/Partial)" 필드는 PDU의 첫 번째 데이터 부분이 관련된 SDU의 첫 번째 부분인지 그리고 PDU의 끝 부분이 어떤 SDU의 끝 부분인지 아닌지를 알려준다. C/P (Complete/Partial) 필드의 두 개의 비트를 사용한 적용례를 설명한다. "00"인 경우 PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분임을 의미한다. "01"인 경우 PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분이 아님을 의미한다. "10"인 경우 PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이 아니고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분임을 의미한다. "11"인 경우 PDU의 시작 부분은 SDU의 시작 부분이 아니고, PDU의 끝 부분은 SUD의 끝 부분이 아님을 의미한다.
"F(Following)" 필드는 다음의 필드가 LI 인지 혹은 data인지 알려주고, "LI(Length Indicator)" 필드는 PDU내의 SDU들의 경계면을 알려준다. 그리고, "sSN(subframe Sequence Number)" 필드는 해당 subPDU가 관련된 subPDU들 중에서 어떤 위치에 있는지를 알려준다. "RM(ReMaining)" 필드는 해당 subPDU 이후에 관련된 subPDU들이 더 있는지를 알려준다.
이상에서 설명한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 동일한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석될 것이다.
본 발명에 따르면, 어떤 데이터 블록이 재전송되어야 하는 경우, 그리고 상기 데이터 블록의 전송을 위한 충분한 무선 자원이 마련되지 않는 경우, 상기 데이터 블록을 재구성하여, 상기 데이터 블록을 전송하는 방법을 제시함으로써, 필요한 부분만 재전송하도록 하여, 데이터 전송효율을 높이고, 사용자의 서비스 단절 시간을 줄이는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 이동 통신 시스템에서 송신단이 데이터 유닛을 재전송하는 방법에 있어서,
    수신단으로 제 1 데이터 유닛의 전송이 실패한 경우, 상기 제 1 데이터 유닛의 사이즈가 하위 계층에 의하여 지시되는 데이터 유닛 사이즈 내인지 판단하는 단계;
    상기 제 1 데이터 유닛의 사이즈가 상기 하위 계층에 의하여 지시되는 데이터 유닛 사이즈 내가 아닌 경우, 제 2 데이터 유닛을 구성하기 위하여 상기 제 1 데이터 유닛을 분할하는 단계; 및
    상기 제 2 데이터 유닛을 상기 수신단으로 재전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 데이터 유닛의 사이즈는 상기 하위 계층에 의하여 지시되는 데이터 유닛 사이즈 내인 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 유닛의 사이즈가 상기 하위 계층에 의하여 지시되는 데이터 유닛 사이즈 내인 경우, 상기 제 1 데이터 유닛을 상기 수신단으로 재전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 유닛을 분할하는 단계는,
    상기 제 1 데이터 유닛의 데이터 필드만 상기 제 2 데이터 유닛의 데이터 필드에 맵핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 유닛을 분할하는 단계는,
    상기 제 2 데이터 유닛의 헤더를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 유닛의 헤더는,
    상기 제 2 데이터 유닛이 상기 제 1 데이터 유닛으로부터 분할된 데이터 유닛임을 지시하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 유닛의 헤더는,
    상기 제 1 데이터 유닛에서 상기 제 2 데이터 유닛의 위치를 지시하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 유닛의 헤더는,
    상기 제 1 데이터 유닛에서 상기 제 2 데이터 유닛의 시작 위치를 지시하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 유닛의 헤더는,
    상기 제 2 데이터 유닛이 상기 제 1 데이터 유닛에서 분할된 마지막 데이터 유닛인지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 유닛은 AMD PDU (Acknowledge Mode Data Protocol Data Unit)인 것을 특징으로 하는,
    데이터 유닛 재전송 방법.
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