KR101190525B1 - 통합형 기지국들, 및 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 데이터 유닛들을 전송하는 방법 - Google Patents

Abstract

통합형 기지국들(integrated base stations), 및 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 데이터 유닛들을 전송하는 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 통합형 기지국은 매체 액세스 제어 계층 및 물리 계층으로 구성된 프로토콜 스택을 갖는 통신 프로세서를 포함한다.

통신 시스템, 통합형 기지국, 데이터 유닛

Description

통합형 기지국들, 및 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 데이터 유닛들을 전송하는 방법{Integrated base stations and a method of transmitting data units in a communications system for mobile devices}

도 1은 본 발명의 원리에 따라 구성된 통합형 기지국을 포함하는 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템의 일 실시예의 블록도.

도 2는 본 발명의 원리에 따라 구성된 통합형 기지국을 포함하는 또 다른 실시예의 블록도.

도 3은 본 발명의 원리에 따라 수행되는 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛들을 전송하는 방법의 실시예의 흐름도.

본 발명은 일반적으로 통신 네트워크들에 관한 것으로, 특히 통합형 기지국, 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템, 및 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 데이터 유닛들을 전송하는 방법에 관한 것이다.

셀룰러 통신 네트워크는 일반적으로 무선 또는 유선 접속들에 의해 접속되어 서로 상이한 유형들의 통신 채널들을 통해 액세스되는 다양한 통신 노드들을 포함한다. 통신 노드들 각각은 통신 채널들을 통해 전송 및 수신되는 데이터를 처리하는 프로토콜 스택을 포함한다. 통신 시스템의 유형에 따라, 각종 통신 노드들의 동작 및 구성은 서로 다른 명칭들로 불린다. 이러한 통신 시스템들은 부호 분할 다중 액세스 2000(Code Division Multiple Access 2000; CDMA2000) 시스템 및 유니버설 이동 전기통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications system; UMTS)을 포함한다.

UMTS를 예로서 고찰하여 보면, 전형적인 유니버설 이동 전기통신 시스템(UMTS)은 유선 및 무선 접속들을 통해 셀룰러 전화기와 같은 이동 디바이스들에 음성 회로들 및 인터넷 프로토콜(Internet Protocol; IP) 데이터 패킷들을 일괄 연결시키는 공조하는 컴포넌트들(즉, 메모리, 처리 능력 및 네트워킹 기능들을 갖춘 물리적 머신들)의 세트를 포함한다. 일반적으로, UMTS에서 이동 디바이스들을 사용자 장비(User Equipment; UE)라고 한다. UMTS 내 두 개의 이러한 컴포넌트들은 무선 네트워크 제어기(radio network controller; RNC) 및 기지국(노드 B)을 포함한다. UMTS 지상 무선 액세스 네트워크(UMTS Terrestrial Radio Access Network; UTRAN)에서, 코어 네트워크(core network; CN)는 전화 또는 IP 네트워크와 같은 유선 네트워크에 음성 또는 데이터(IP) 패킷들을 연결시킨다. UTRAN은 개개의 무선 네트워크 시스템들(RNS들)로 세분되고, 각각의 RNS는 RNC에 의해 제어된다. RNC는 노드 B 요소들의 세트에 접속되며, 각각의 노드 B 요소는 하나 또는 몇 개의 셀들에 서비스를 행할 수 있다.

UTRAN의 각 컴포넌트는 이동 디바이스와 UTRAN 사이에 피어-투-피어 통신(peer-to-peer communication)하는데 필요한 전체 프로토콜 스택의 일부를 구현한다. 필요로 되는 프로토콜 스택들은 TCP/IP 및 RTP/UDP/IP 패킷들에 대해 헤더 압축을 제공하는 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(Packet Data Convergence; PDCP), 수신확인 모드(Achnowledged Mode; AM), 비수신확인 모드(Unachnowledged Mode; UM) 및 트랜스패런트 모드(Transparent mode; TM) 전송들을 제공하는 무선 링크 제어(Radio Link Control; RLC), 및 채널화와 라우팅을 제공하는 매체 액세스 제어(MAC)를 포함한다. RNC와 노드 B 사이의 Iub 인터페이스 프로토콜 스택은 UMTS의 종래의 프로토콜 스택의 예이다.

종래의 UTRAN에서, PDCP, RLC 및 MAC 계층의 일부는 RNC에서 실행된다. 정규의 UMTS에 있어서, 노드 B는 PDCP/RLC/MAC 패킷 데이터 유닛들(Packet Data Units; PDU들)을 무선회로들을 통해 전송한다. 별도의 무선 자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 각 프로토콜 계층을 제어하며 RNC에서 실행한다.

고속 다운링크 패킷 액세스(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA)는 채널 상태들에 기초하여 이동 디바이스로의 전송 결정들을 노드 B에서 독자적으로 할 수 있게 하는 UMTS 릴리즈 5 확장(Release 5 extension)이다. CDMA2000 시스템에서의 무선 전송들을 위한 유사한 패킷 스케줄 모드는 CDMA2000 프로토콜 스택의 DO 또는 DV이다. HSDPA용의 고속 스케줄러를 구현하는 MAC-계층 확장(MAC-HS)은 대역폭, 주파수 효율 및 레이턴시를 최적화하기 위한 스케줄링을 위해 다차원 벡터(multi-dimensional vector)를 사용한다. HSDPA에서, RNC는 노드 B가 이동 디바이스를 스케줄링하는 순서에 대한 제어를 제한하였다.

RNC 및 노드 B에 기능을 분할하는 것에 연관된 또 다른 문제들은, 시스템에 큰 단-대-단(end-to-end) 레이턴시를 초래하는 복수의(파이프라인 형태의) 스테이징 버퍼들, 및 RLC 및 RRC 계층에 의한 정보를 포함하는 패킷들의 전송을 필요로 하는 것을 포함하며, 이들은 진부하게 되거나(stale) 보다 새로운 상태의 버전으로 대체된다. 예를 들면, RLC-AM PDU들은 피어(peer)를 위한 수신확인 상태를 포함할 수 있고 RRC 메시지들은 이동 디바이스가 이동 디바이스의 상태를 변경하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 피어를 위한 수신확인 상태 및 RRC 메시지들을 포함하는 패킷 또는 데이터 유닛은 '적시-데이터(timely-data)'라 칭할 수 있다.

적시-데이터는 통신 시스템을 통한 데이터 전송들에 사용되는 또는 그에 포함된 데이터로서 정의되며 시간에 따라 감소하는 통신 시스템의 최상의 수행에 연관된 값을 갖는다. 이에 따라, 적시-데이터를 포함하는 메시지가 지연된다면, 메시지 내 포함된 정보는 필요없게 될 수 있고, 메시지의 유용성은 수신되었을 때 덜 유용하게 될 것이다. 적시-데이터의 예는 프로토콜 엔티티에 의해 어떤 패킷들이 수신되었나에 관계된( 및, 함축적으로, 어떤 패킷들이 수신되지 않았나에 관계된) 데이터이다. 새로운 패킷들이 도달하는 중에 이러한 패킷-수신 데이터가 지연될 때, 패킷 수신 데이터의 정확성 및 이에 따른 그의 유용성은 사라질 것이다.

RNC가 정규 회로들에 대해서 노드 B로부터의 유출 레이트(outflow rate)를 과대평가하였을 경우 일어날 수 있는 것으로서 적시-데이터가 베어러(bearer) 상의 노드 B 내에 큐(queue)되어 있을 때, 또는 노드 B가 단순히 HSDPA 모드에서 전송을 위한 이동국을 고려하지 않을 때, 새로운 버전의 적시-데이터가 원래의 전송(original transmission) 뒤에 큐 될 수도 있다. 이러한 현상은 대역폭을 낭비하며, 또는 더욱 나쁘게는, 새로운 적시-데이터 메시지에 의해 이미 철회(retract)되어 있을 수 있는 이동 디바이스에 대한 명령들을 이전의 패킷들이 갖고 있을 수 있다. HSDPA에서의 대책은 패킷들의 수명이 다 된 후에 이들을 전송 큐로부터 제거할 수 있도록 하는 것이다. 불행히도, RLC 프로토콜은 RLC-AM 계층에 의해 보내진 모든 패킷이 피어 RLC-AM 계층에 의해 수신되는 것으로 가정하기 때문에, 이러한 대책은 RLC_AM을 중단(break)시킨다.

RNC 및 노드 B에 프로토콜 스택의 기능을 분할하는 것에 연관된 또 다른 문제는 시스템에서 데이터 패킷이 유실된다는 것이다. 시스템에서 데이터 패킷 유실이 있는 경우에(즉, 이동국이 HSDPA에서 페이드(fade)가 일어났을 때), PDCP 계층에서 압축 엔진들은 리셋될 필요가 있을 수 있다. 노드 B와 RNC 사이에, MAC-HS 계층에서의 패킷 유실을 표시하기 위한 인터페이스 대책이 없기 때문에, PDCP 송신측에 의한 재동기화는 PDCP 수신측으로부터 재동기화를 위한 지시를 수신한 후에 수행된다. 이것은 패킷 드롭과 재동기화 사이에 상당한 시간-래그(time-lag)를 초래할 수 있다. 송신측이 재동기화하고 있지 않을 때, 전송되는 모든 데이터 패킷들이 성공적으로 복호화될 수 없어 무선 대역폭을 낭비하게 된다.

또한, RLC 수신확인 모드(RLC-AM)가 사용될 때, HSDPA 계층에서 데이터 패킷 유실은 RLC-AM 송신기가 유실된 패킷을 재전송할 수 있게 RLC-AM 수신기에서 검출될 필요가 있다. 통상적으로, RLC-AM 수신기는 후속되는 데이터 패킷이 존재한다면 이를 수신하거나 주기적 타이머로 타이밍 아웃(timing out)함으로써 데이터 패킷 유실을 검출한다. 이어서 수신기는 유실된 패킷들을 송신기에 알리는 상태 메시지를 RLC-AM에 보낸다. 이러한 방식은 패킷 유실의 시간과 RLC-AM에서 패킷의 재전송 사이에 지연을 유발시킨다. 지연은 통상적으로 왕복 시간이지만 그러나 많아야 주기적 타이머의 값일 수 있다(유실된 패킷이 시퀀스에서 마지막 것이라면).

따라서, 필요한 것은 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서의 데이터의 통신을 향상시키는 시스템 또는 방법이다. 특히, 이 기술에서 필요한 것은 이동 디바이스들에 데이터 패킷들을 전송하는 향상된 시스템 및 방법이다.

종래 기술의 상기 결함들을 해결하기 위해, 본 발명은 통합형 기지국들(예를 들면, 통합형 UTRAN) 및 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 데이터 유닛들을 전송하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서 통합형 기지국은 매체 액세스 제어 계층 및 물리 계층을 구비하여 구성된 프로토콜 스택을 갖는 통신 프로세서를 포함한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 단일 처리 엔티티에 구현되고 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이의 직접적인 전송에 적합한 데이터 유닛들을 생성하도록 구성된 프로토콜 스택을 갖는 통신 프로세서를 포함하는, 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에서 사용하기 위한 또 다른 통합형 기지국을 제공한다.

본 발명의 목적을 위해, 직접적인 전송은, 코어 네트워크와 무선 채널의 전송 속도의 차이를 맞추기 위해 코어 네트워크로부터 수신된 데이터 유닛들을 버퍼링하고, 무선 채널이 전송에 사용가능하게 되었을 때 무선 채널을 통해 이동 디바이스에 전송하기 위한 데이터 유닛들을 준비하는 것을 의미할 것이다. 그러므로, 직접적인 전송은 단일 처리 엔티티를 통해 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛의 전송을 가능하게 한다. 이에 따라, 현재의 이동 통신 시스템들과는 달리, 제어기 및 기지국은 필요하지 않다. 예를 들면, UMTS에서, 별도의 RNC 및 노드 B가 필요하지 않으며 CDMA2000 시스템에서, 별도의 RNC 및 기지국이 필요하지 않다. 대신에, 신규의 통합형 기지국은 유선 도메인과 무선 도메인 사이에 통신하는데 필요한 적합한 프로토콜들을 제공한다.

또한, 데이터 유닛은 페이로드(payload) 및 연관된 헤더들 또는 풋터(footer)들을 포함하는 데이터라 칭하는 일반적인 용어로서 본 발명의 목적들을 위해 정의된다. 일부 통신 시스템들에서, 데이터 유닛은 예를 들면, 패킷(즉, UMTS로서) 또는 프레임으로서 알려져 있다.

이에 따라, 예로서 UMTS를 고찰하면, 본 발명은 RNC 및 노드 B의 기능을 단일의 처리 엔티티에 콜랩스(collapse)한다. 신규 통합형 기지국은 PDCP, RLC 및 MAC(또한, 아마도 MAC-HS)이 단일 머신에서 실행되게 한다. 프로토콜 계층들은 단일 머신에서 실행되기 때문에, 프로토콜 스택들의 성능을 극적으로 향상시킬 수 있는 계층 사이의 최적화들이 실현될 수 있다. 이러한 조합의 한 분화는 최적화의 구현을 용이하게 하고 프로토콜 계층들 사이의 스테이지 버퍼들의 수를 최소화하기 위해 통합형 기지국 상의 단일 프로세스 내에서 프로토콜 스택들을 실행하는 것이다.

일 실시예에서, 각 무선 베어러는 IP와 PDCP 계층 사이에 있는, 데이터 유닛들을 위한 하나의 버퍼를 포함한다. 이에 따라, 버퍼는 UMTS에서 PDCP 계층 위에 또는 CDMA2000 시스템을 고려할 시엔 PPP 계층 위에 놓인다. 이 버퍼는 유선 통신 링크들과 무선 채널들 사이의 속도 차이들을 일치시키고, 더욱 중요하게는 종래의 UMTS에 통상 배치되는 다중-버퍼, 다중-시스템 솔루션에 비해서 무선 전송 체인들을 최적화할 수 있게 한다. 단일 버퍼는 특정 이동 디바이스에 보낼 IP 패킷들만을 버퍼링해 두어, 필요시에 적시-데이터(timed-data)의 전송을 가능하게 한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 이동 디바이스들을 위한 통신 시스템에 사용하기 위한 것으로, 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛들을 전송하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, (1) 상기 코어 네트워크 또는 상기 이동 디바이스로부터 통합형 기지국에서 데이터 유닛을 수신하는 단계, (2) 상기 코어 네트워크와 상기 이동 디바이스 사이에 직접적인 전송을 위해 상기 통합형 기지국에서 필요 프로토콜들을 상기 데이터 유닛에 제공하는 단계, 및 (3) 상기 필요 프로토콜들을 갖는 상기 데이터 유닛을 상기 코어 네트워크 또는 상기 이동 디바이스에 전송하는 단계를 포함한다.

전술한 바는 다음의 본 발명의 상세한 설명을 당업자들이 보다 잘 이해할 수 있게 본 발명의 바람직하고 택일적 특징들을 개괄한 것이다. 본 발명의 청구항들의 요체를 이루는 본 발명의 추가의 특징들을 이하 기술한다. 당업자들은 본 발명의 같은 목적들을 실행하기 위한 다른 구조들을 설계 또는 수정하기 위한 토대로서 본 명세서에 개시된 개념 및 구체적 실시예를 쉽게 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, UMTS에 관한 논의는 CDMA2000과 같은 다른 셀룰러 통신 시스템들에 또한 적용된다. 당업자들은 이러한 등가의 구조들이 본 발명의 정신 및 범위에 있음을 이해할 것이다.

먼저 도 1은 본 발명의 원리에 따라 구성된 통합형 기지국(130)을 포함하는, 100으로 표시된, 이동 디바이스들을 위한 셀룰러 통신 시스템의 일 실시예의 블록도이다. 통신 시스템(100)은 또한 코어 네트워크(110) 및 이동 디바이스(120)를 포함한다.

통신 시스템(100)은 무선 또는 유선 매체들을 통해 접속된 복수의 통신 노드들을 갖는 UMTS와 같은 종래의 통신 시스템일 수 있다. 물론, 통신 시스템(100)은 GSM(이동 통신을 위한 글로벌 시스템)과 같은 또 다른 유형의 통신 시스템일 수 있다. 따라서, 당업자는 UMTS에 관한 논의는 다른 셀룰러 통신 시스템 및 컴포넌트들에도 적용됨을 이해할 것이다. 논의를 쉽게 하기 위해, 통합형 기지국(130)은 예시된 다른 통합형 기지국들을 대표한다. 당업자는 통신 시스템(100)이, 예시 또는 논의되지는 않았으나 통상적으로 종래의 통신 시스템에 사용되는 부가적인 컴포넌트들 또는 시스템들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.

코어 네트워크(110)는 음성 및 (IP) 백-홀(back-haul) 문제들을 취급하도록 구성된 종래의 코어 네트워크일 수 있다. 코어 네트워크(110)는 접속선들을 통해 접속된 통신 노드들 또는 스위치들로 구성된다. 예시한 바와 같이, 코어 네트워크(110)는 통합형 기지국(130)을 다른 통합형 기지국들 및 종래의 RNC들 및 노드 B들에 연결한다. 또한, 코어 네트워크(110)는 게이트웨이들을 다른 네트워크들(ISDN, 인터넷, 등)에 제공할 수 있다.

이동 디바이스(120)는 통신 시스템(100)에서 동작하도록 구성된 종래의 셀룰러 전화기일 수 있다. 따라서, 이동 디바이스(120)는 UMTS 인에이블된 셀룰러 전화기일 수 있다. 당업자는 또한 이동 디바이스(120)가 퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA), MP3 플레이어 등과 같이, 통신 시스템(100)에서 동작하도록 구성된 또 다른 무선 디바이스일 수도 있음을 이해할 것이다.

통합형 기지국(130)은 유선 접속을 통해 코어 네트워크(110)에, 그리고 무선 접속을 통해 이동 디바이스에 접속된다. 통합형 기지국(130)은 바람직하게 종래의 RNC 및 종래의 노드 B의 기능을 단일 처리 엔티티로 포함하도록 구성된다. 통합형 기지국(130)은 제 1 데이터 인터페이스(132)와, 제 2 데이터 인터페이스(133)와, 프로토콜 스택(136), 버퍼(138) 및 무선 자원 제어(RRC) 계층을 갖는 통신 프로세서(134)를 포함한다. 당업자는, 통합형 기지국(130)은 본 발명에 중요한 것은 아니지만 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛들을 전송하도록 종래의 RNC 또는 노드 B에 통상적으로 사용되는 부가적인 컴포넌트들 또는 특징들을 포함함을 이해할 것이다.

제 1 데이터 인터페이스(132)는 코어 네트워크(110)로부터 데이터 유닛들을 전송 및 수신하도록 구성되고, 제 2 데이터 인터페이스(133)는 이동 디바이스(120)로부터 데이터 유닛들을 전송 및 수신하도록 구성된다. 제 1 데이터 인터페이스(132)는 코어 네트워크(110)로의 유선 접속을 통해 데이터 유닛들을 전송 및 수신하는 종래의 컴포넌트들을 포함하고, 제 2 데이터 인터페이스는 이동 디바이스(120)로의 무선 접속을 통해 데이터 유닛들을 전송 및 수신하는 종래의 컴포넌트들을 포함한다. 당업자는 제 1 데이터 인터페이스(132) 및 제 2 데이터 인터페이스(133)의 동작 및 구성을 이해할 것이다.

통신 프로세서(134)는 제 1 데이터 인터페이스(132) 및 제 2 데이터 인터페이스(133)로부터의 데이터 유닛들을 처리하도록 구성된다. 버퍼(136)는 코어 네트워크(10)로부터의 데이터 유닛들을 프로토콜 스택(138)용으로 큐 하도록 구성된다. 도 1에서, 버퍼(136)는 프로토콜 스택(138)의 상위에 배치된다.

프로토콜 스택(138)은 이동 디바이스(120)에 전송을 보내기에 적합한 데이터 유닛들을 생성하도록 구성된다. 따라서, 프로토콜 스택(138)은 코어 네트워크(110)로부터 데이터 유닛들을 수신하여 적합한 프로토콜들로 데이터 유닛들을 이동 디바이스(120)에 전송하는 단일 위치를 제공한다. 프로토콜 스택(138)은 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP) 계층, 무선 링크 제어(RLC) 계층, 매체 액세스 제어(MAC) 계층, 및 고속 다운링크 패킷 액세스(HPSPA) 계층을 포함한다. 물론, 당업자는 프로토콜 스택(138)은 다른 실시예들에서 다른 또는 추가의 프로토콜 계층들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 일부 실시예들에서, HPSPA 계층은 프로토콜 스택(138)에 포함되지 않을 수도 있다. 또한, CDMA2000 시스템을 고려하면, 프로토콜 스택(138)은 PDCP 계층 및 UMTS에 연관된 RLC 계층 대신에 포인트-투-포인트 프로토콜(point-to-point protocol; PPP) 계층 및 무선 링크 프로토콜(RLP) 계층으로서 이러한 계층-2 프로토콜 기능을 포함하도록 확장될 수 있다.

프로토콜 스택(138)을 한 프로그램에 컨버전스(convergence)시킴으로써, 계층 사이의 최적화가 행해질 수 있다. 예를 들면, RLC 계층과 RRC 계층은 이동 디바이스에 전송을 위해 이 디바이스를 선택하였을 때에 기초하여 데이터 유닛들에 대한 적시-데이터를 생성하도록 구성된다. 단지 하나의 큐와 콜랩스된 프로토콜 스택(138)을 사용해서, 전송 데이터 유닛들은 기지국이 특정 이동 디바이스에 데이터 유닛을 전송하기로 결정할 때마다 이제 데이터 큐로부터 꺼내올 수 있다. 스케줄된 무선 채널들의 경우(즉, HSDPA), 이것은 특정 이동 디바이스가 어드레스될 때만 적시-데이터를 생성될 수 있게 한다. 이것은 전송이 가장 최근의 가용 정보를 항시 포함하고 있어 대역폭이 보다 효율적으로 사용되도록 하고, 보다 응답적인 통신 시스템(100)이 되게 함을 의미한다.

다른 최적화는 이동 디바이스(120)로부터의 입력없이 이동 디바이스(120)로의 전송 동안, 프로토콜 스택(138)에 의해 처리된 데이터 유닛이 유실될 때를 인식하도록 구성된 프로토콜 스택(138)으로 실현된다. 데이터 유닛 전송 오류(ISDPA)가 있다면, 통합형 기지국(130) 내 HSDPA 계층은 이러한 이벤트를 RLC-AM 계층에 알릴 수 있다. 그러면, RLC-AM 계층은 이동 디바이스(120)로부터의 상태 보고나 부정 수신확인을 기다리는 대신 유실된 데이터 유닛의 전송을 즉시 다시 시작할 수 있다. RLC-AM 계층은 또한 데이터 유닛을 재전송하지 않기로 결정할 수 있는데 이때 이렇게 하지 않았다면 데이터 유닛은 재전송되었을 것이다.

또한, 데이터 유닛 전송 오류(예를 들면, HSDPA에서)가 있다면, 프로토콜 스택(138) 및 단일 버퍼(136)의 콜랩스된 구조는 DPCP 압축 상태가 더욱 쉽게 리셋되게 한다. 그러므로, 통합형 기지국(130)은 데이터 유닛의 비성공적 전송을 판정할 수 있고 PDCP 계층으로 하여금 모든 영향받은 무선 베어러들의 프로토콜 상태를 리셋시키게 한다. 예를 들면, 프로토콜 상태는 잘 알려진 상태로 또는 초기 상태로 리셋될 수 있다.

이에 따라, 데이터 유닛이 유실된 것을 인식하였을 때, 프로토콜 스택(138)의 적합한 프로토콜 계층들에 통보되어 적합한 동작들이 수행될 수 있다. 프로토콜 상태들을 리셋하는 것 외에도, 신규의 통합형 기지국(130)은 프로토콜 상태 변수들을 변경할 수 있게 한다. 프로토콜 상태 변수들을 변경하는 것은 데이터 압축을 할 수 있게 함/할 수 없게 함, 헤더 압축을 할 수 있게 함/할 수 없게 함, 특정 데이터 유닛들을 전송/재전송, 특정 데이터 유닛들 전송/재전송을 하지 못하게 함, 피어 프로토콜 엔티티에 통보하는 것, 및 타이머의 거동을 수정하는 것을 포함하여 연관된 동작들을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 전송 실패를 인식하여 적합하게 동작함으로써, 본 발명은 상위 계층 애플리케이션들이 데이터 유닛들의 유실들로부터 곧 복구될 수 있게 하여 복구불가 데이터 유닛들의 전송을 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 원리에 따라 구성된, 200으로 표시한, 통합형 기지국의 일 실시예의 블록도이다. 통합형 기지국(200)은 무선 자원 제어(RRC) 계층과, 프로토콜 스택(240) 및 버퍼(260)를 갖는 통신 프로세서(220)를 포함한다. 물론, 도 1에 도시한 바와 같이, RRC 계층은 일부 실시예들에서 통신 프로세서 내에 포함될 수 있다.

통신 프로세서(220)는 이동 디바이스들에 대해서 통신 네트워크를 통해 수신된 데이터 유닛들을 처리하도록 구성된다. 특히, 통신 프로세서(220)는 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛을 전송하기 위해 필요로 되는 프로토콜들을 제공하도록 구성된다. 당업자는 본 발명에 중요한 것은 아니어서 도시 또는 논하지 않은 추가의 컴포넌트들을 통신 프로세서(220)를 포함함을 이해할 것이다.

프로토콜 스택(240)은 PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층 및 물리 계층을 포함한다. HSDPA 계층의 기능은 MAC 계층 내에 포함된다. 이에 따라, MAC 계층은 채널 상태들에 기초하여 무선 디바이스로의 독자적인 전송 결정들을 수행하도록 구성된다. 물론, 도 1에 도시한 바와 같이, HSDPA 계층은 MAC 계층과 물리 계층 사이에 개재시킬 수 있다. 또한, 다른 셀룰러 통신 시스템들에서, MAC 계층은 이에 다른 패킷 스케줄 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들면, CDMA2000 시스템에서, MAC 계층은 DO 또는 DV 계층의 기능을 포함할 수 있다.

버퍼(260)는 유선과 무선 채널 사이에 데이터 유닛들을 큐 하도록 구성된 통상의 버퍼일 수 있다. 버퍼(260)는 프로토콜 스택(240)의 상위에 배치된다. 버퍼(260)를 PDCP 계층 위에 배치함으로써 버퍼(260)는 압축하지 않은 데이터 유닛들을 큐 할 수 있게 된다. 버퍼(260)가 다른 위치들에 놓여진다면, PDCP 재동기화 절차를 재개하는 것은 더 어렵게 된다. 이에 따라, 버퍼(260)는 데이터 유닛들용의 단일 큐를 제공하기 위해 IP 계층과 PDCP 계층 사이에 놓인다. 버퍼(260)는 유선 도메인과 무선 도메인 사이의 속도 차이들을 서로 맞추도록 구성되나, 보다 중요한 것으로는 무선 전송 체인들의 최적화를 가능하게 하여, 본 발명의 통합형 기지국이 없는 종래의 UMTS에 배치된 다중-버퍼, 다중-시스템 솔루션에 비해 이점들을 제공한다.

또한, 다중 큐들에 의해 데이터가 스테이지를 거치지 않기 때문에 단-대-단 레이턴시들이 감소된다. 정규 UTRAN에서, 데이터 유닛들은 이들이 무선 채널을 통해 전송되기 전에 UTRAN 컴포넌트들에 여러 버퍼들을 통해 스테이지되기 때문에 지연된다. 그러나, 본 발명의 단일-머신, 단일-버퍼 시스템에서, 데이터 유닛은 단일 버퍼(260)에 큐되는 시간만큼만 지연될 수 있다. 하나의 데이터 유닛이 다수의 큐들을 거치는 스테이지되는 시간은 없다.

단일의 큐 및 콜랩스된 스택만을 사용하여, 전송 데이터 유닛들은 이제 통합형 기지국(200)이 특정 이동 디바이스에 데이터 유닛을 전송하기로 결정하였을 때는 언제나 버퍼로부터 꺼낼 수 있다. 스케줄된 무선 채널들에 있어서(즉, HSDPA), 이것은 특정의 이동 디바이스가 어드레스되기 때문에 적시-데이터가 생성될 수 있게 하다. 이것은 전송이 가장 최근의 가용 정보를 항상 포함하고 있어 대역폭이 보다 효율적으로 사용되도록 하고 보다 응답적인 통신 시스템(100)이 되도록 함을 의미한다.

따라서, 이동 디바이스가 데이터 전송을 위해 선택되었을 때, 무선 채널 상태 및 코딩 방식에 따른 확실히 충분한 양의 데이터 유닛들은 단일 데이터 버퍼(26)로부터 꺼내어진다. 이 특별한 경우에, MAC, RLC 및 PDCP 스택이 무선 베어러를 위해 실행되고, 이 특정의 경우에 RRC 및 RLC 상태 정보가 발생된다. 필요시, 데이터 유닛들은 PDCP 계층에서 헤더 압축된다. 적시-데이터가 가장 최근의 가능한 경우에만 발생되기 때문에, 적시-데이터는 진부하게 되거나 새로운 버전의 상태로 대체되지 않는다.

통합형 기지국(200)은 데이터 유닛들을 전송할 때 RLC-UM 또는 RLC-AM을 사용할 수 있다. 통신을 위해 RLC-UM을 사용할 때, MAC-HS 계층은 데이터 유닛이 다운링크에서 유실되었을 때를, 압축 계층(PDCP)에 통보한다. 그러므로, PDCP는 그 내부 압축 계획들을 리셋시키고 원격 피어로 재동기화할 수 있다. 후자는 압축상태 재동기화가 거의 즉시로 수행되어 수신기가 유실된 데이터 유닛을 송신측에 알릴 필요가 없음을 의미한다. 통신을 위해 RLC-AM을 사용하였을 때, PDCP 계층은 데이터 유닛이 드롭되었다고 해도 리셋할 필요는 없다. 대신에, HSPDA 계층은 이러한 이벤트를 RLC-AM 계층에 통보하고 RLC-AM 계층은 이동 디바이스로부터의 상태 메시지를 기다리지 않고 데이터 유닛을 다시 전송할 수 있다.

도 3은 본 발명의 원리에 따라 수행되는, 300으로 표시한, 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛들을 전송하는 방법의 실시예의 흐름도이다. 본 방법은 단계(305)에서 데이터 유닛을 이동 디바이스에 전송하려는 의도로부터 시작한다.

시작 후에, 데이터 유닛은 단계(310)에서 코어 네트워크로부터 통합형 기지국에서 수신된다. 데이터 유닛은 유선 접속을 통해 수신된다.

데이터 유닛이 수신된 후에, 단계(320)에서 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛을 큐하기 위해 버퍼가 제공된다. 버퍼는 바람직하게 데이터 유닛을 처리하기 위해 사용되는 프로토콜 스택의 상위에 제공된다.

버퍼를 제공한 후에, 판정 단계(330)에서 데이터 유닛을 수신하기 위해 이동 디바이스가 선택되었는지의 판정이 행해진다. 이동 디바이스가 선택되었다면, 단계(340)에서 데이터 유닛에 대한 적시-데이터가 발생된다. 이동 디바이스가 선택되지 않았다면, 방법은 단계(320)로 되돌아간다.

적시-데이터를 발생한 후에, 필요 프로토콜들이 단계(350)에서 데이터 유닛에 추가된다. 필요 프로토콜들은 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이의 직접적인 전송에 필요한 것들이다. 통상적으로, 필요 프로토콜들은 통합형 기지국의 프로토콜 스택에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 필요 프로토콜들은 PDCP 계층, RLC 계층, 및 MAC 계층에 의해 제공된다.

필요 프로토콜들을 제공한 후에, 데이터 유닛은 단계(360)에서 이동 디바이스에 필요 프로토콜들로 전송된다.

이어서, 방법(300)은 제 2 판정 단계(370)에서 패킷이 전송 동안 유실되었는지를 판정한다. 패킷이 유실되었다면, 방법은 전송 실패 통지를 제공하는 단계(375)로 진행한다. 적시-데이터가 유실되었을 때를, 다음 상위 계층이 통보받는다. 통보를 받은 계층이 전송 문제를 해결할 수 없다면(해결할 적합한 동작을 수행하는), 다음 상위 계층에 통보된다. 이에 따라, 드롭된 패킷 이벤트를 해결하지 못하는 각 계층은 그 위의 계층에 이벤트를 통보한다. 전송 실패 통보를 제공한 후에, 방법은 단계(330)로 되돌아가서 계속된다. 데이터 유닛이 유실되지 않았다면, 방법은 단계(380)에서 종료한다.

본 발명을 상세히 기술하였으나, 당업자들은 본 발명의 정신 및 범위 내에서 이의 가장 넓은 형태로 각종의 변경, 대치 및 변형을 행할 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명을 통해, 데이터 패킷이 유실, 패킷 드롭과 재동기화 사이의 시간-래그 또는 무선 대역폭의 낭비를 개선하는 더욱 응답적인 통신 시스템이 제공된다.

Claims (10)

1. 이동 디바이스들을 위한 셀룰러 통신 네트워크에서 사용하기 위한 통합형 기지국(integrated base station)에 있어서, 상기 통합형 기지국은 통신 프로세서를 포함하고,

   상기 통신 프로세서는,

   매체 액세스 제어 계층으로 구성된 프로토콜 스택과, 상기 매체 액세스 제어 계층 위의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜 계층 및 무선 링크 제어 계층, 및 물리 계층;

   상기 프로토콜 스택과 연관되고, 상기 프로토콜 스택의 상위에 위치하는 단일 버퍼; 및

   무선 자원 제어(Radio Resource Control: RRC) 계층을 포함하고,

   상기 통신 프로세서에서 상기 프로토콜 스택, 단일 버퍼, 및 RRC 계층은 새로운 전송 데이터 유닛들이 전송될 때 오래된 전송 데이터 유닛들이 상기 단일 버퍼 내의 데이터로부터 꺼내지도록 하는, 통합형 기지국.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단일 버퍼는 유선 및 무선 채널 사이에 데이터 유닛들을 큐(queue)하도록 구성되는, 통합형 기지국.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프로토콜 스택은 이동 디바이스로의 전송을 위해 상기 이동 디바이스가 선택될 때에 기초하여 상기 데이터 유닛들 중 적어도 하나에 대해 적시-데이터(timely-data)를 발생시키도록 구성되는, 통합형 기지국.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 프로토콜 스택은 이동 디바이스로의 전송을 위해 상기 이동 디바이스가 선택될 때에 기초하여 상기 데이터 유닛들 중 적어도 하나에 대해 적시-데이터를 발생만 시키도록 구성되는, 통합형 기지국.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로토콜 계층은, 상기 프로토콜 스택에 의해 처리된 데이터 유닛이 무선 디바이스로의 전송 동안 유실되었을 때를, 상기 매체 액세스 계층 위의 프로토콜 계층에 통보하도록 구성되는, 통합형 기지국.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 매체 액세스 제어 계층과 상기 물리 계층 사이에 개재하는 적어도 하나의 프로토콜 계층을 더 포함하는, 통합형 기지국.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로토콜 계층은 고속 다운링크 패킷 액세스(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA) 계층인, 통합형 기지국.
8. 이동 디바이스를 위한 통신 시스템에서, 코어 네트워크와 이동 디바이스 사이에 데이터 유닛들을 전송하는 방법에 있어서:

   통합형 기지국에서 상기 코어 네트워크 또는 상기 이동 디바이스로부터의 데이터 유닛을 수신하는 단계;

   프로토콜 스택의 상위의 단일 버퍼 내의 상기 코어 네트워크와 상기 이동 디바이스간의 상기 데이터 유닛을 큐(queue)하는 단계;

   상기 코어 네트워크와 상기 이동 디바이스 사이의 직접적인 전송을 위해 상기 통합형 기지국에서 필요 프로토콜들을 상기 데이터 유닛에 제공하는 단계;

   상기 필요 프로토콜들을 갖는 상기 데이터 유닛을 상기 코어 네트워크 또는 상기 이동 디바이스에 전송하는 단계; 및

   새로운 전송 데이터 유닛이 전송될 때 오래된 전송 데이터 유닛들이 상기 단일 버퍼로부터 꺼내지도록 하는, 데이터 유닛 전송 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 이동 디바이스로부터의 입력없이 상기 이동 디바이스로의 전송 동안 상기 데이터 유닛이 유실되었을 때를 인식하는 단계를 더 포함하는, 데이터 유닛 전송 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 필요 프로토콜들을 무선 자원 제어 계층으로 제어하는 단계를 더 포함하는, 데이터 유닛 전송 방법.

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