KR101432101B1

KR101432101B1 - 실시간 서비스를 위한 수신 패킷 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101432101B1
Application number: KR1020100014090A
Authority: KR
Inventors: 이선호; 여운영
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사; 세종대학교산학협력단
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2014-08-22
Also published as: KR20110094587A

Abstract

본 발명은 HSUPA 시스템이나 HSDPA 시스템을 통해 실시간 서비스를 제공할 때, 수신 장치에서 무선채널을 통해 매체접속제어(MAC) 계층에 데이터가 비순차적으로 수신되면 이전 데이터가 모두 수신될 때까지 대기하지 않고 즉시 무선링크제어(RLC) 계층으로 전달하고, RLC 계층에서도 불완전하게 전달된 패킷을 바로 폐기하지 않고 이후의 재전송 과정을 통해 복구하여 상위 계층으로 전달함으로써, 지연시간에 민감한 실시간 서비스에서 수신 패킷의 손실을 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수신 패킷 처리 장치는, 고속 무선통신 시스템의 HSUPA/HSDPA 기술을 이용하는 수신 패킷 처리 장치에 있어서, 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하는 물리 계층부; 상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받고, 오류가 발생한 패킷에 대해 재전송을 요청하며, MAC PDU가 순차적으로 전달되지 않더라도 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU의 패이로드인 RLC PDU를 즉시 다음 계층으로 전달하는 MAC 계층부; 상기 MAC 계층부로부터 상기 성공적으로 수신된 RLC PDU를 전달받아 RLC SDU를 구성하여 다음 계층으로 전달하는 RLC 계층부; 및 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달하는 상위계층부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 서비스의 종류에 따라 수신한 패킷을 순차적으로 또는 비순차적으로 전송할 수 있기 때문에 서비스의 특성에 맞게 수신 패킷을 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 실시간 서비스의 패킷은 하위계층의 과도한 지연시간에 의해 불필요하게 폐기되지 않기 때문에 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

실시간 서비스를 위한 수신 패킷 처리 방법 및 장치{Apparatus and method for processing of received packets for real-time services in high-speed wireless communication systems}

본 발명은 제3세대 이동통신시스템 중 하나인 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/HSUPA(High Speed Downlink Packet Access) 시스템을 이용하여 실시간 서비스를 지원하는 고속 무선통신 시스템에서 실시간 서비스를 위한 수신 패킷 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 HSUPA 시스템이나 HSDPA 시스템의 수신 장치에서 무선채널을 통해 매체접속제어(Medium Access Control, 이하 MAC) 계층에 데이터가 비순차적으로 수신된 경우 데이터의 순차적인 수신을 기다리지 않고 즉시 무선링크제어(Radio Link Control, 이하 RLC) 계층으로 전달하고, RLC 계층에서도 불완전하게 전달된 패킷을 즉시 폐기하지 않고 이후의 재전송 과정을 통해 복구하여 상위 계층으로 전달함으로써, 지연시간에 민감한 실시간 서비스에서 수신 패킷의 손실을 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)는 기존의 R99 WCDMA(wideband code division multiple access) 시스템에서 하향링크 전송속도를 최대 14.4Mbps까지 향상시킬 수 있는 다양한 기술들이 채택되었다.

고속의 전송속도를 지원하는 HSDPA 기술은 기존의 QPSK와 비교하여 심볼(Symbol) 당 전송 비트수를 높인 16-QAM(4bits/symbol)을 도입하였고, 통화자의 전파 상태에 따라 변조기법과 채널 코딩율을 동적으로 적용하는 AMC(Adaptive Modulation & Coding) 기술을 채택하고 있다.

또한, 물리계층에서 발생한 오류를 신속하게 복구하기 위해 FEC(Forward Error Correction)와 ARQ(Automatic Repeat request)를 결합시킨 HARQ(Hybrid ARQ) 기술을 적용하고, 하나의 단말기에 다수의 채널화 코드를 동시에 할당하는 다중 코드(multi-code) 기술(최대 15개)을 사용하고 있다.

또한, TTI가 2ms로 짧아졌으며, 단말기가 보내는 하향링크 품질정보를 바탕으로 하향링크 무선자원을 매 TTI 단위로 자유롭게 할당할 수 있는 고속 패킷 스케줄링 기능을 수행한다.

이 외에도 HSDPA에서는 데이터 속도와 무관하게 확산계수(SF, spreading factor)가 16으로 고정되어 시스템의 복잡도를 줄였다. 기존의 CDMA 시스템과는 달리, 데이터의 전송속도를 확산계수로 제어하지 않고, 사용하는 코드의 수와 각 코드채널(code channel)에서 사용하는 변조 및 코딩(MCS: Modulation and Coding Scheme)을 변경함으로써 지원한다. HSDPA 시스템에서 지원할 수 있는 최대 전송속도인 14.4 Mbps는 코드 채널 15개를 사용하고, 각 코드 채널에서 16QAM에 의한 변조방식을 사용하는 경우에 해당한다.

한편, HSUPA(High-Speed Uplink Packet Access)는 상향링크의 전송속도 향상과 전송 지연시간을 단축하여 최대 5.76Mbps를 제공한다. HSUPA는 기존의 R99 WCDMA에서 사용하는 셀 선택, 동기화, Random Access, 이동성 제어 절차 등의 기본적 기능들을 그대로 사용하고 있기 때문에 기존의 WCDMA과 공존할 수 있다.

HSUPA에는 상향링크로 고속의 전송속도를 지원하기 위한 다양한 기술들이 채택되었다. 단말기는 HARQ를 이용하여 오류가 발생한 패킷을 신속하게 재전송할 수 있으며, 최대 4개의 코드채널을 동시에 사용할 수 있다. 더불어, 코드채널에서 사용할 수 있는 SF는 2까지 줄어들기 때문에, 하나의 코드채널이 지원할 수 있는 최대 전송속도는 1.96Mbps에 이른다.

HSDPA/HSUPA 시스템의 프로토콜 구조는 가장 하위에 WCDMA를 이용한 무선전송을 지원하는 물리계층(physical layer)이 위치하고, 이어서 매체의 동적인 접속과 공유를 지원하는 MAC(medium access control) 계층, 신뢰성 있는 전송을 담당하는 RLC(radio link control) 계층으로 구성된다.

단말기는 물리계층, MAC 계층, RLC 계층이 하나의 개체에 포함되지만, 네트워크에서는 프로토콜 계층이 분할될 수 있다. 즉, 물리계층과 MAC 계층은 기지국에 위치하고 RLC 계층은 기지국 제어기(RNC, radio network controller)에 위치한다.

각 프로토콜 계층에서는 상위에서 전달된 데이터 포맷인 SDU(service data unit)에 헤더(header)를 추가하여 고유한 데이터 포맷인 PDU(protocol data unit)를 구성한다. 예를 들어, RLC 계층에서 MAC 계층으로 전달된 데이터를 RLC PDU 또는 MAC SDU라고 부른다.

HSDPA/HSUPA에서는 RLC 계층과 MAC 계층에서 오류가 발생한 패킷의 재전송을 지원한다. RLC 계층에서 수행하는 재전송 기능은 RLC PDU의 헤더에 포함된 일련번호(SN, sequence number)를 관찰하여 순차적으로 전달되지 않은 패킷을 오류로 간주하고 해당 패킷을 재전송한다. 반면에, MAC 계층에서 수행하는 재전송 기능은 물리계층과 연계한 기능으로서, 새롭게 전송한 패킷의 디코딩 과정이 실패하면 해당 패킷을 버리지 않고 저장한 후, 재전송된 패킷과 결합하여 디코딩한다. RLC의 재전송은 MAC 계층에서 복구하지 못한 패킷에 대하여 추가적으로 수행되기 때문에, 데이터의 지연시간을 고려하면 MAC의 재전송 기능을 통해 패킷을 복구할 필요가 있다.

HSDPA/HSUPA의 MAC 계층에는 RLC 계층의 재전송을 보완하기 위한 추가적인 기능이 포함된다. 이 기능을 Reordering이라고 부르는데, MAC 계층은 순차적으로 수신된 패킷에 한하여 RLC 계층으로 전달한다. 이 기능을 지원할 수 있도록 수신측 MAC 계층에는 수신한 패킷을 저장하고 순차적인 전송을 지원하는 Reordering Queue를 관리한다. Reordering Queue에 데이터가 순차적으로 저장되지 않았다면, 중간에 빠진 데이터가 수신될 때까지 기다린 후, 순차적으로 수신된 데이터만 상위계층으로 전달한다.

Reordering Queue에서 순차적으로 수신된 데이터만을 상위계층으로 전달해 주는 이유는, 기존의 R99에서 정의한 RLC 계층을 변경하지 않도록 하기 위함이다. 즉, 기존의 RLC 계층에서는 RLC PDU가 순서대로 수신되지 않으면 데이터가 전송 중 유실된 것으로 판단하는 특성이 있다. 하지만, MAC 계층에서는 HARQ 기능에 의해 일부 데이터의 수신이 다소 늦어질 수 있다. 따라서, RLC 계층이 불필요하게 데이터의 재전송을 요구하지 않도록 MAC 계층은 상위계층으로 데이터를 순차적으로 전달한다.

도 1은 종래 HSDPA/HSUPA 시스템의 수신 장치에서 수행하는 reordering 기능의 예를 나타낸 도면이다.

도 1의 경우, MAC PDU(Packet Data Unit)의 구조를 간략하게 표현하고 있는데, 이 패킷들은 TSN(transmission sequence number)이라고 불리는 일련번호에 의해 전송 순서가 지정된다. 도 1에서 ‘H’는 TSN을 제외한 나머지 헤더 정보의 집합을 의미한다.

수신 장치에서는 TSN=1, 2가 수신된 후 TSN=3을 수신하지 못한 상태에서 TSN=4가 수신되었다. TSN=1,2는 차례대로 수신되었기 때문에 즉시 RLC 계층으로 전달되지만, TSN=4의 MAC PDU는 TSN=3의 MAC PDU가 수신될 때까지 기다려야 한다.

이와 같은 MAC 계층의 동작은 지연시간에 민감하지 않은 비실시간 패킷 데이터에 대해서는 적절한 동작이라고 할 수 있다. 하지만, 실시간 서비스에서는 지연시간이 길어지면 정보의 가치가 떨어지는데, 이전 데이터가 수신되지 않았다는 이유 때문에 정상적으로 수신한 패킷이 상위계층으로 전달되지 않는다면 더 많은 정보가 유실될 수 있다.

예를 들어, HSDPA/HSUPA를 이용하여 상향링크로 음성 패킷을 전송하는 경우를 가정하면, RNC는 MSC(Mobile Switching Center)에게 매 20ms의 주기로 음성 패킷을 전달해야 한다. MAC 계층에서 음성 패킷 1, 2, 4번이 차례대로 수신된다고 가정할 때, 1번과 2번 패킷은 RLC 계층으로 전달되어 RNC의 전송주기에 맞추어 MSC로 전달되지만, 3번 패킷이 수신되지 않았다면 4번 패킷도 RLC 계층으로 전달되지 않는다. MSC에게 4번 패킷을 전달할 시점까지 3번 패킷이 RNC로 전달되지 않는다면, 나중에 3번 패킷이 도착하더라도 2개의 패킷을 모두 폐기시켜야 하는 문제점이 있다.

따라서 실시간 서비스와 같이 지연시간에 민감한 서비스에 대해서는 MAC 계층의 기능을 보완하여 패킷의 유실을 줄일 필요가 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, HSUPA 시스템이나 HSDPA 시스템을 통해 실시간 서비스를 제공할 때, 수신 장치에서 무선채널을 통해 매체접속제어(MAC) 계층에 MAC PDU가 비순차적으로 수신되면 이전 RLC PDU들이 모두 수신될 때까지 대기하지 않고 즉시 무선링크제어(RLC) 계층으로 전달하고, RLC 계층에서도 불완전하게 전달된 RLC SDU를 바로 폐기하지 않고 이후의 재전송 과정을 통해 복구되면 해당 RLC SDU를 상위 계층으로 전달함으로써, 지연시간에 민감한 실시간 서비스에서 수신 패킷의 손실을 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 방법 및 장치를 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수신 패킷 처리 장치는, 고속 무선통신 시스템인 HSUPA/HSDPA 기술을 이용하는 수신 패킷 처리 장치에 있어서, 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하는 물리 계층부; 상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받고, 오류가 발생한 MAC PDU의 재전송을 요청하며, MAC PDU가 순차적으로 전달되지 않더라도 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU에 포함되어 있는 RLC PDU를 다음 RLC 계층부로 전달하는 MAC 계층부; 및 상기 MAC 계층부로부터 상기 RLC PDU를 전달받아 RLC SDU를 구성하여 다음 상위 계층부로 전달하는 RLC 계층부를 포함한다.

또한, 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달하는 상위 계층부를 더 포함한다.

또한, 상기 MAC 계층부는, HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부이다.

또한, 상기 MAC 계층부는, 실시간 서비스의 경우 상기 RLC PDU 를 즉시 상기 RLC 계층부로 전달하며, 이때 실시간 서비스는 음성 서비스를 포함한다.

또한, 상기 RLC 계층부는, 상기 MAC 계층부로부터 전달받은 상기 MAC PDU에 대해 재전송 및 패이로드 연결/분할을 통해 상기 RLC SDU로 생성한다.

또한, 상기 상위 계층부는, 상기 RLC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

또한, 상기 상위 계층부는, 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기한다.

그리고, 상기 MAC 계층부는, 비실시간 서비스의 경우, 상기 물리 계층부로부터 상기 패킷 데이터에 대해 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 패킷이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 상기 MAC PDU의 패이로드를 상기 RLC 계층부로 전달한다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수신 패킷 처리 방법은, 물리 계층부, MAC 계층부, RLC 계층부 및 상위 계층부를 포함하는 장치의 수신 패킷 처리 방법으로서, (a) 상기 물리 계층부가 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 MAC 계층부가 상기 물리 계층부로부터 상기 패킷 데이터 중 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받고, 이전의 패킷들이 순차적으로 전달되지 않더라도 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU를 즉시 상기 RLC 계층으로 전달하는 단계; (c) 상기 RLC 계층이 상기 MAC 계층부로부터 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받아 RLC SDU로 구성하여 상기 상위 계층부로 전달하는 단계; 및 (d) 상기 상위 계층부가 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 수신된 패킷 데이터 중 오류가 발생한 패킷에 대해 재전송을 요청한다.

또한, 상기 (b) 단계는, HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부를 통해 수행한다.

또한, 상기 (b) 단계는, 실시간 서비스의 경우 상기 성공적으로 수신한 MAC PDU의 패이로드를 즉시 상기 RLC 계층부로 전달한다. 이때, 상기 실시간 서비스는 음성 서비스를 포함한다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 MAC 계층부로부터 전달받은 상기 MAC PDU에 대해 재전송 및 패이로드 연결/분할을 통해 상기 RLC SDU로 생성하여 상기 상위 계층부로 전달한다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 RLC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기한다.

그리고, 상기 (b) 단계는, 비실시간 서비스의 경우, 상기 물리 계층부로부터 상기 패킷 데이터에 대해 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 패킷이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 상기 MAC PDU의 패이로드를 상기 RLC 계층부로 전달한다.

기존 HSDPA/HSUPA 시스템의 수신측 MAC계층은 순차적으로 도착한 패킷만을 상위계층으로 전달하기 때문에, 미리 도착한 패킷이라도 이전 패킷이 도착하지 않으면 상위계층으로 전달되지 않음에 따라, 실시간 서비스에서는 미리 도착한 패킷의 지연시간이 길어져 적절한 시점에 전송되지 않을 수 있는 문제점을 가지고 있기 때문에, 이를 해결할 수 있도록 본 발명에 따른 MAC 계층은 서비스의 종류에 따라 수시한 패킷을 순차적으로 또는 비순차적으로 전송할 수 있기 때문에 서비스의 특성에 맞게 수신 패킷을 처리할 수 있다.

본 발명에 의하면 실시간 서비스의 패킷은 하위계층의 과도한 지연시간에 의해 불필요하게 폐기되지 않기 때문에 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 HSDPA/HSUPA 시스템의 수신 장치에서 수행하는 reordering 기능의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 WCDMA 시스템의 무선접속 인터페이스 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 HSDPA 기술과 HSUPA 기술의 도입에 따른 MAC 계층의 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 예로 이용되는 UTRAN의 MAC-hs부계층 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 예로 이용되는 단말기의 MAC-hs부계층 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 예로 이용되는 MAC-hs PDU의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 예로 HSUPA를 지원하기 위한 단말의 MAC-e/MAC-es 부계층의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 기지국에 위치한 MAC-e 부계층의 내부구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 RNC에 위치한 MAC-es부계층의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 MAC-es PDU의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 MAC-es PDU들이 MAC-e PDU를 구성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 서비스를 위한 수신 패킷 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 수신 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층부에서 수행하는 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 WCDMA 시스템의 무선접속 인터페이스 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

즉, 도 2는 WCDMA 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말기와 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선접속 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 도 2의 무선접속 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(PHY), 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)과 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)으로 구분된다. 사용자 평면은 음성이나 IP 패킷 등과 같은 사용자의 트래픽 정보가 전달되는 영역이고, 제어평면은 망의 인터페이스나 호의 유지 및 관리 등에 필요한 제어정보가 전달되는 영역을 나타낸다.

물리계층(PHY: Physical Layer)은 무선 전파를 이용한 정보의 전송을 담당하고, 상위에 있는 MAC(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)들을 통해 연결된다. 전송채널(Transport Channel)을 통해 물리계층으로 전달된 데이터는 무선 환경에 맞는 다양한 코딩과 변조방식 등이 적용되어 수신측에 전달된다.

MAC 계층은 논리채널과 전송채널간의 적절한 대응(Mapping) 관계를 이용해 데이터를 전달한다. 논리채널들은 상위계층과 MAC 계층을 연결시켜주는 채널들로 전송되는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공된다.

RLC(Radio Link Control) 계층은 무선 전송에 맞는 적절한 크기의 RLC PDU를 구성하고, 전송 중 소실된 RLC PDU의 재전송을 담당하는 자동재송요구(Automatic Repeat request; ARQ) 기능을 수행할 수 있다. 송신측 RLC 계층은 상위에서 전달된 RLC SDU(Service Data Unit)의 분할 및 연결(Segmentation and Concatenation) 기능에 의해 전송에 맞는 적절한 RLC PDU를 구성하고, 수신측 RLC 계층은 원래의 RLC SDU를 복구하기 위한 연결 및 분할 기능을 수행한다. RLC 계층에는 RLC SDU 또는 RLC PDU들을 저장하기 위한 RLC 버퍼가 존재한다.

PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 RLC계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 네트워크 프로토콜을 통해 전송되는 데이터들이 무선 인터페이스를 통해 효율적으로 전송되도록 지원한다. 특히, PDCP계층은 IP 패킷의 효율적인 전송을 위해 패킷의 헤더정보를 압축하는 헤더압축(Header Compression) 기법을 사용할 수 있다.

RRC 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선자원을 관리하고 제어하는 모든 기능을 포함하고 있다. 더불어, 하위 계층들을 직접적으로 설정할 수 있다.

한편, 고속의 전송속도를 지원하는 HSDPA와 HSUPA의 물리계층은 기존의 Release 99와 큰 차이를 보이지만, 상위계층에서는 HSDPA/HSUPA의 도입에 따른 변화를 최소화하여 이전 시스템과의 후방 호환성(backward compatibility)을 보장하고 있다.

HSDPA와 HSUPA는 높은 전송속도를 지원하기 위하여 AMC(Adatpive Modulation and Coding), Hybrid ARQ, 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 고속 스케줄링 등의 물리계층 기술이 적용되었고, 이와 함께 물리계층의 상위에 위치한 MAC 계층의 일부 기능도 함께 수정되었다. 하지만, MAC 계층의 상위에 위치한 프로토콜 계층들은 거의 변화가 발생하지 않는다. 다만 HSUPA에서는 상향링크로 소프트 핸드오버를 지원할 수 있어 이와 관련된 네트워크 상의 지원이 필요하다.

도 3은 본 발명에 HSDPA 기술과 HSUPA 기술의 도입에 따른 MAC 계층의 변화를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 기존의 WCDMA R99에서는 전용 전송채널을 제어하는 MAC-d 부계층이 사용되지만 HSDPA를 추가로 지원하면 여기에 MAC-hs 부계층이 추가되고, HSUPA를 지원하게 되면 MAC-e 및 MAC-es 부계층이 각각 추가된다.

새롭게 추가된 MAC 계층은 역할에 따라 동작하는 위치가 달라지는데, MAC-hs와 MAC-e 부계층은 Node B(기지국) 상에 위치하고 MAC-es는 RNC(기지국 제어기) 상에 위치하고 있는 점에 주목할 필요가 있다. 참고로, HSUPA를 지원하는 MAC-es 부계층이 RNC에 위치하는 이유는 HSUPA에서 상향링크의 소프트 핸드오버를 지원하기 때문이다.

도 4는 본 발명의 한 예로 이용되는 UTRAN의 MAC-hs 부계층 구조를 나타낸 도면이다.

UTRAN의 MAC-hs부계층은 HSDPA와 관련된 대부분의 기능을 포함하고 있다. 특히, 데이터의 전송순서를 결정하는 스케줄링 기능과, 전송효율을 높일 수 있는 HARQ 기능이 포함되어 있다. MAC-hs 부계층은 모든 단말이 공유할 수 있으므로 기지국당 하나의 개체만 정의된다.

도 4를 참조하면, 가장 상위에 위치한 flow control(흐름제어) 기능은 인터페이스의 전송능력을 고려하여 네트워크의 혼잡(Congestion)에 의해 데이터가 소실되는 것을 방지한다.

RNC로부터 전달된 데이터는 MAC-hs의 버퍼에 저장되며, MAC-hs에는 여러 개의 버퍼가 마련되어 있다. 각 버퍼는 Priority Queue로 불리고 논리채널의 우선순위에 따라 구분되며 최대 8개까지의 Priority Queue가 만들어질 수 있다. 만약 동일한 우선순위를 갖는 여러 개의 논리채널들이 존재한다면 이들로부터 전달된 데이터는 동일한 Queue에 저장된다. 이처럼 데이터의 우선순위에 따라 적절한 Priority Queue로 데이터를 분배하는 기능을 Priority Queue Distribution이라고 부른다.

각 Queue에 저장된 데이터는 스케줄러의 결정에 의해 전송순서가 결정된다. Queue에 쌓여 있는 다수의 패킷들은 여러 개가 묶여서 전송될 수 있고, 동일한 Queue 내에 있다면 서로 다른 논리채널로부터 전달된 데이터도 하나로 묶일 수 있다. 이렇게 묶인 데이터의 기본전송 단위를 MAC-hs PDU라고 한다. 스케줄러가 적절한 Queue와 데이터 크기를 결정하면 MAC-hs PDU를 구성하고 HARQ 기능을 통해 단말로 전송한다.

도 4에서 HARQ Entity 내부에는 다수의 HARQ 프로세스가 존재해 각 MAC-hs PDU를 Stop-and-Wait 방식에 의해 전송한다. 즉, HARQ Entity로 전달된 MAC-hs PDU는 적절한 HARQ 프로세스에 할당되고, 이 HARQ 프로세스는 해당 MAC-hs PDU가 성공적으로 전달할 때까지 전송을 반복하고 성공적으로 전달되면 또 다른 MAC-hs PDU를 전달 받아 단말기로 전송한다.

도 5는 본 발명의 한 예로 이용되는 단말기의 수신측 MAC-hs 부계층 구조를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 단말기에 위치한 MAC-hs부계층은 HS-DSCH를 통해 수신한 데이터를 복구하여 상위의 MAC-d 부계층으로 전달한다.

기지국의 HARQ 기능을 통해 HS-PDSCH로 수신된 데이터(MAC-hs PDU)는 단말기의 HARQ 엔터티에서 디코딩 과정을 거친다. 먼저, 단말기에서 MAC-hs PDU가 수신되면 HS-SCCH에 포함된 HARQ 프로세스 번호에 따라 적절한 HARQ 프로세스에 할당된다. MAC-hs PDU가 성공적으로 복구되면, 이 데이터는 적절한 버퍼로 저장되는데 이 Queue를 Reordering Queue라고 한다. 이 Reordering Queue는 기지국의 Priority Queue에 대응되는 저장공간으로 동일한 Priority를 갖는 데이터들을 저장해 놓은 곳이다. 단말기에서는 MAC-hs PDU의 헤더 정보에 포함된 Queue ID를 참고해서 적절한 Reordering Queue에 데이터를 저장할 수 있다. 수신된 MAC-hs PDU를 우선순위에 따라 적절한 Reordering Queue로 분배해 주는 기능을 Reordering Queue Distribution이라고 한다.

버퍼에 저장된 데이터를 상위계층으로 전달할 때 MAC-hs PDU에서 MAC-d PDU(=MAC-hs SDU)를 추출하는 기능을 Disassembly라고 한다.

도 6은 본 발명의 한 예로 이용되는 MAC-hs PDU의 구조를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, MAC-hs부계층 상에서 기지국과 단말기가 주고받는 기본 데이터 단위는 MAC-hs PDU이다. MAC-d 부계층으로부터 전달된 MAC-hs SDU(=MAC-d PDU)는 여러 개가 묶여서 MAC-hs PDU를 구성할 수 있고, 경우에 따라서는 서로 다른 논리채널에서 전달된 데이터가 동일한 MAC-hs PDU에 포함될 수 있다.

MAC-hs PDU는 헤더 정보와 데이터 부분인 패이로드(Payload)로 구분된다. 패이로드에는 사용자 데이터인 MAC-hs SDU들이 포함되고, 헤더에는 패이로드에 포함된 MAC-hs SDU들을 구분할 수 있는 정보가 포함된다.

헤더의 가장 앞에는 VF(Version Flag)가 포함된다. 이 정보는 1비트 정보지만, 그다지 많은 정보를 담고 있지는 않다. 사용하는 MAC-hs PDU 구조가 단순히 HSDPA용이라는 것만을 단말에게 알려준다. 따라서 항상 ‘0’으로 설정한다.

다음 헤더정보는 Queue ID이다. 기지국의 MAC-hs 구조에서 알 수 있듯이 MAC-hs 부계층 내부에는 데이터의 전송을 위한 여러 개의 Priority Queue가 마련되어 있고, 각 Priority Queue를 식별하기 위한 정보로 Queue ID가 사용된다. 3비트로 구성되므로 기지국에서는 최대 8개까지의 Priority Queue를 구성할 수 있고, 단말기에서는 이 정보를 바탕으로 적절한 Reordering Queue를 찾아서 데이터를 저장한다.

그 다음에 이어지는 헤더정보는 TSN(Transmission Sequence Number)으로 동일 Queue 내에서 각 MAC-hs PDU의 전송 순서를 지시하는 일련번호로 사용된다. 송신측에서는 만들어진 순서에 따라 값을 1씩 증가시켜 MAC-hs PDU의 헤더정보로 추가한다.

다음에 오는 {SID, N, F}는 세개가 하나의 조합을 구성한다. SID(Size Index Identifier)는 MAC-hs PDU에 포함된 해당 MAC-d PDU의 크기를 지시한다. 하지만, 명시적으로 MAC-d PDU의 크기를 나타내지는 않고, RRC에 의해 사전에 결정된 MAC-d PDU 크기와 SID의 매핑관계를 통해 크기를 유추한다. 그리고, N (Number of MAC-d PDU) 필드는 SID의 크기를 갖는 MAC-d PDU의 연속적인 개수를 지시한다.

만약, 다른 논리채널로부터 전달된 데이터가 함께 MAC-hs PDU에 다중화된다면 F (Flag) 필드를 사용해 추가적인 {SID, N, F}의 존재를 알려줄 수 있다.

도 6에서 보인 패이로드는 여러 논리채널로부터 전달된 MAC-d PDU들로 구성되어 있다. 다시 말해, MAC-hs PDU는 동일한 Priority Queue에 저장되어 있던 MAC-d PDU들로 구성될 수 있고 서로 다른 논리채널로부터 전달된 MAC-d PDU도 포함할 수 있다. 하지만, 동일한 논리채널로부터 전달된 데이터들은 MAC-hs PDU내에서 연속적으로 이어져야 한다. 이와 함께, MAC-hs PDU의 패이로드를 MAC-d PDU로 채울 수 없다면 나머지 부분에는 아무런 의미가 없는 패딩 (Padding) 정보를 추가할 수 있다. {SID, N} 조합에 의하여 유효한 패이로드의 크기를 유추할 수 있으므로 패딩정보의 추가에 의해 MAC-d PDU의 추출이 영향을 받지는 않는다.

도 7은 본 발명의 한 예로 HSUPA를 지원하기 위한 단말의 MAC-es/MAC-e 부계층의 구조를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, MAC-es는 UTRAN에서 소프트 핸드오버를 지원하는 기능이기 때문에 단말에서는 MAC-es를 MAC-e부계층과 분리해서 다루지는 않는다. 하지만, 논리적으로는 상위로부터 전달된 다수의 MAC-d PDU가 MAC-es PDU를 구성하고, 이 MAC-es PDU들 여러 개가 모여서 MAC-e PDU를 구성한다.

단말기의 상위계층(MAC-d 부계층)에서 전달된 MAC-d PDU들은 우선 MAC-es/e 부계층의 적절한 버퍼에 저장된다. 각 버퍼는 논리채널마다 하나씩 마련되는데, Multiplexing and TSN Setting 블록에 논리채널별로 하나씩의 버퍼가 마련되어 있다. 각 MAC-e PDU의 전송은 HARQ 엔터티 내부에 존재하는 다수의 HARQ 프로세스에 의해 수행되는데, 각 HARQ 프로세스는 Stop-and-Wait 방식으로 동작하면서 기지국으로 데이터를 전송한다.

HARQ 프로세스에서 전송되는 데이터의 기본적인 단위는 MAC-e PDU 이며 서로 다른 논리채널부터 전달된 데이터들이 포함될 수 있다. 즉, 각 논리채널에서 전달된 MAC-d PDU들을 묶어서 MAC-es PDU를 구성하고, 다수의 MAC-es PDU들을 모아서 MAC-e PDU를 구성한다. 이때, 각 버퍼에 저장된 다수의 MAC-d PDU로부터 MAC-es PDU를 구성하는 경우, 수신측 버퍼에 순차적으로 데이터를 저장하기 위하여 MAC-es PDU의 헤더에는 TSN(Transmission Sequence Number)을 추가한다.

E-TFC Selection 기능은 상향링크 전송에 적절한 MAC-e PDU를 구성하는 기능이다. 단말기는 기지국으로부터 수신한 스케줄링 정보를 바탕으로 자신이 보낼 수 있는 최대 전송속도를 결정하고, 그 수준을 벗어나지 않는 범위 내에서 전송을 시도하게 된다.

UTRAN에서의 MAC-es/MAC-e 부계층의 내부 구조는 단말기와는 달리 기지국과 RNC에 분산되어 있으므로 각 부계층을 분리할 수가 있다.

도 8은 기지국에 위치한 MAC-e 부계층의 내부구조를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 단말기의 HARQ 프로세스를 통해 전달된 MAC-e PDU는 기지국의 HARQ 엔터티 내부에 있는 적절한 HARQ 프로세스에 할당되어 디코딩된다.

MAC-e PDU가 성공적으로 수신되면 각 논리채널 별로 MAC-es PDU를 분리시킨 후 RNC에 위치한 MAC-es 부계층으로 전달한다. MAC-e 부계층에는 별도의 버퍼가 존재하지 않기 때문에, HARQ 프로세스에서 성공적으로 복구된 MAC-e PDU들은 복구 즉시 MAC-es 부계층으로 전달된다.

도 8에서 점선으로 표시한 기능은 HSUPA의 상향링크 전송속도를 제어하기 위하여 하향링크로 전달되는 스케줄링 정보를 생성하는 기능이다. 이 정보는 상향링크 트래픽 제어에 매우 중요한 역할을 하지만 표준 규격에서는 이에 대한 상세한 생성 알고리즘을 규정해 놓지 않으므로, 각 시스템 제조사에서 고유한 최적의 스케줄링 정보를 생성할 수 있다.

도 9는 RNC에 위치한 MAC-es부계층의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 상향링크에 대한 소프트 핸드오버를 가정하고 있기 때문에, 여러 개의 기지국으로부터 데이터가 전달되는 과정을 볼 수 있다. RNC의 MAC-es까지 전달된 MAC-es PDU들은 논리채널 별로 구분되어 Reordering Queue에 저장된다. 여러 기지국에서 동일 데이터가 전달되는 경우도 발생할 수 있으므로 동일한 MAC-es PDU가 전달된다면 하나만 선택해서 Reordering Queue에 저장한다. 이 기능을 매크로 다이버시티라고 하며 도 9에서는 Combining으로 표현되어 있다.

데이터를 상위계층으로 전달할 때 Disassembly 기능을 통과하면 MAC-es PDU의 헤더가 제거되고 각 MAC-d PDU가 분리된다.

도 10은 본 발명에 이용되는 MAC-es PDU의 구조를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 각 논리채널 별로 저장되어 있는 MAC-d PDU (=MAC-es SDU)들은 E-TFC Selection 기능에 의하여 MAC-es PDU의 패이로드를 구성한다. 이때 가장 앞에 TSN이 붙어 각 패이로드의 순번을 알려준다. MAC-es PDU의 구성정보는 DDI와 N 필드를 통해 알 수 있는데, 이 정보는 직접적으로 MAC-es 패이로드의 앞에 추가되지는 않는다. 먼저, DDI (Data Description Indicator)는 6비트로 구성되어 해당 패이로드가 속한 MAC-d flow 식별정보, 논리채널 식별정보, MAC-d PDU의 크기를 알 수 있는 색인 정보를 포함한다. 따라서 DDI정보를 통해 MAC-d PDU의 다양한 정보를 유추할 수 있다. 그리고 N 필드는 동일한 DDI 값을 갖는 연속적인 MAC-d PDU의 개수를 지시한다.

각 논리채널에 대하여 구성된 MAC-es PDU들은 다시 여러 개가 합쳐져 하나의 MAC-e PDU를 구성하게 된다. 이 과정을 도 11에 보였다. 도 11은 본 발명에 따른 MAC-es PDU들이 MAC-e PDU를 구성하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 11에서 볼 수 있듯이 MAC-es PDU를 구성하는 과정에서 포함되지 않았던 {DDI, N} 필드가 한꺼번에 모아져서 MAC-e PDU의 헤더정보로 사용되고 있음을 알 수 있다.

MAC-e PDU의 패이로드를 MAC-es PDU로 채울 수 없는 경우에는 아무런 의미가 없는 패딩정보가 사용될 수 있다. 그리고 경우에 따라서는 단말의 상태정보를 기지국으로 알릴 수 있는 SI (Scheduling Informtion) 정보가 패딩정보 부분에 포함되기도 한다. SI 정보는 MAC-e PDU를 전송할 때 항상 전송되지는 않고 단말의 상태정보를 기지국에 알릴 필요가 있는 경우에만 포함된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 서비스를 위한 수신 패킷 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 수신 패킷 처리 장치는, 물리 계층부(1210), MAC 계층부(1220), RLC 계층부(1230) 및 상위 계층부(1240)를 포함한다.

물리 계층부(1210)는 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신한다.

MAC 계층부(1210)는 물리 계층부(1210)로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받고, 오류가 발생한 패킷에 대해 재전송을 요청하며, 이전의 패킷을 전달받지 않더라도 대기하지 않고, 성공적으로 수신된 MAC PDU를 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달한다.

또한, MAC 계층부(1210)는, HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부일 수 있다.

또한, MAC 계층부(1210)는, 실시간 서비스의 경우 성공적으로 수신한 MAC PDU의 패이로드를 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달한다. 이때, 실시간 서비스는 음성 서비스를 예로 들 수 있다.

그리고, MAC 계층부(1210)는, 비실시간 서비스의 경우, 물리 계층부(1210)로부터 패킷 데이터에 대해 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 패킷이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 MAC PDU의 패이로드(Payload)를 RLC 계층부(1230)로 전달한다.

RLC 계층부(1230)는 MAC 계층부(1220)로부터 RLC PDU를 전달받아 RLC SDU로 구성하여 상위 계층부(1240)로 전달한다.

또한, RLC 계층부(1230)는, MAC 계층부(1220)로부터 전달받은 RLC PDU에 대해 재전송 및 패이로드 연결/분할을 통해 RLC SDU로 구성한다.

상위 계층부(1240)는 RLC 계층부(1230)로부터 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달한다.

또한, 상위 계층부(1240)는, MAC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

또한, 상위 계층부(1240)는, RLC 계층부(1230)로부터 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 수신 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 물리 계층부(1210)가 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하여 MAC 계층부(1220)로 전달한다(S1310).

이어, MAC 계층부(1220)는 물리 계층부(1210)로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받은 상태에서, 실시간 서비스인 경우(S1320-예), MAC PDU들이 순차적으로 전달되지 않더라도 RLC PDU를 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달한다(S1322).

이때, MAC 계층부(1220)는 HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부로 구현된다.

본 발명에서는 HSDPA/HSUPA를 통해 실시간 서비스를 지원하는 경우, MAC 계층부(1220)에 성공적으로 수신된 MAC-hs PDU 또는 MAC-es PDU는 이전의 패킷이 도착하지 않더라도 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달한다.

이어서, RLC 계층부(1230)는 MAC 계층부(1220)로부터 성공적으로 수신된 RLC PDU를 전달받아 재전송 및 패이로드 연결/분할을 통해 RLC SDU로 복구 구성하여 상위 계층부(1240)로 전달한다(S1324).

이어, 상위 계층부(1240)는 RLC 계층부(1230)로부터 전달받은 RLC SDU를 다른 계층 또는 다른 노드로 전달한다(1326).

즉, 상위 계층부(1240)는 전달받은 RLC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

이때, 상위 계층부(1240)는 RLC 계층부(1230)로부터 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기한다.

이어, 서비스가 종료되면(S1330-예) 동작을 종료하고, 종료되지 않으면(S1330-아니오), 전술한 S1310 단계로 복귀하여 물리 계층부(1210)가 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하여 MAC 계층부(1220)로 전달하는 과정부터 반복하게 된다.

한편, MAC 계층부(1220)는 물리 계층부(1210)로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받은 상태에서, 비실시간 서비스인 경우(S1320-아니오), RLC PDU를 Reordering Buffer에 저장한다(S1340).

이어서, MAC 계층부(1220)는 순차적으로 도착한 RLC PDU를 RLC 계층부(1230)로 전달한다(S1342).

또한, MAC 계층부(1220)는 비실시간 서비스의 경우, 물리 계층부(1210)로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 MAC PDU들이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 MAC PDU의 패이로드를 RLC 계층부(1230)로 전달한다.

이어서, RLC 계층부(1230)는 RLC SDU를 구성하여 상위 계층부(1240)로 전달한다(S1344).

그리고, 서비스가 종료되면(S1330-예) 동작을 종료하고 종료되지 않으면(S1330-아니오) 전술한 S1310 단계로 복귀한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층부에서 수행하는 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이다.

일반적으로 실시간 서비스는 지연시간에 민감하기 때문에 RLC 계층부(1230)에서 수행하는 재전송 과정을 거치면 데이터의 가치가 없어질 수 있다. 따라서 대부분의 실시간 서비스는 재전송을 지원하지 않는 모드인 UM(Unacknowledged Mode) RLC로 동작한다. 기존의 UM RLC 계층에서는 순차적으로 도착하지 않은 RLC PDU의 이전 패킷들을 오류라고 가정하고 관련된 RLC SDU를 즉시 폐기한다. 하지만, 도 14를 참조한 본 발명에서는 순차적인 RLC PDU의 여부와는 관계없이 복구된 RLC SDU를 상위 계층부(1240)로 전달하고 상위 계층부(1240)는 적절한 시기에 다른 계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

기존 MAC 계층부에서는 이전 MAC PDU가 순차적으로 모두 수신될 때까지 기다려야 했지만, 본 발명에서는 성공적으로 수신된 MAC PDU는 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달한다. 도 14에서 TSN=4인 MAC PDU는 TSN=3인 MAC PDU의 수신여부에 관계없이 즉시 상위계층인 RLC 계층부(1230)로 전달된다. TSN=4인 MAC PDU에는 2개의 RLC PDU들이 포함되어 있고, 여기에는 다시 4개의 RLC SDU들이 포함되어 있다. RLC 계층부(1230)로 전달된 RLC SDU들 중에서 분할되지 않고 상위 계층부(1240)로 전달할 수 있는 정보는 RLC SDU2와 RLC SDU3이므로, 이 RLC SDU들은 RLC 계층의 연결/분할 과정을 통해 복구된 후 상위 계층부(1240)로 전달된다. 상위 계층부(1240)에서는 실시간 서비스의 재생 시점(단말측) 또는 패킷 전송 시점(네트워크 측면)에 맞게 패킷을 다른 계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달한다.

TSN=4인 MAC PDU가 RLC 계층부(1230)로 전달된 이후 TSN=3인 MAC PDU가 수신되면, 즉시 RLC 계층부(1230)로 전달되어 RLC SDU1을 구성한 후 상위 계층부(1240)로 전달된다. 상위 계층부(1240)에서는 RLC SDU1의 유효성을 검사하고 해당 정보의 전송이 유효하다면 적절한 시기에 재생 또는 전송을 완료한다. 만약 RLC SDU1이 상위계층에 도착할 때 RLC SDU2 또는 RLC SDU3가 이미 전송되었다면 RLC SDU1은 데이터로서의 가치가 없기 때문에 폐기된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, HSUPA 시스템이나 HSDPA 시스템의 수신 장치에서 무선채널을 통해 매체접속제어(MAC) 계층에 MAC PDU가 비순차적으로 수신된 경우, 이전 MAC PDU들이 모두 수신될 때까지 대기하지 않고 즉시 무선링크제어(RLC) 계층으로 전달하고, RLC 계층에서도 불완전하게 전달된 RLC SDU를 폐기하지 않고 이후의 재전송 과정을 통해 복구되면 해당 RLC SDU를 상위 계층으로 전달함으로써, 지연시간에 민감한 실시간 서비스에서 수신 패킷의 손실을 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 방법 및 장치를 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 HSDPA/HSUPA 기술을 이용하여 실시간 서비스를 지원하는 고속 무선통신 시스템에 적용할 수 있다.

또한, 지연시간에 민감한 실시간 서비스에서 수신 패킷의 손실을 방지할 수 있는 기술이 요구되는 서비스나 통신 시스템에 적용할 수 있다.

그리고, 물리계층, MAC계층, RLC계층 및 상위계층을 포함하는 고속 무선통신 시스템의 패킷 수신 장치에 적용할 수 있다.

1200 : 수신 패킷 처리 장치 1210 : 물리 계층부
1220 : MAC 계층부 1230 : RLC 계층부
1240 : 상위 계층부

Claims

고속 무선통신 시스템인 HSUPA/HSDPA 기술을 이용하는 수신 패킷 처리 장치에 있어서,
무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하는 물리 계층부;
상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC(Medium Access Control) PDU(Packet Data Unit)를 전달받고, 오류가 발생한 MAC PDU의 재전송을 요청하며, 상기 수신되는 패킷 데이터가 실시간 전송이 요구되는 서비스에 관한 패킷 데이터인 경우에 있어, MAC PDU가 순차적으로 전달되지 않더라도 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU에 포함되어 있는 RLC(Radio Link Control) PDU를 다음 RLC 계층부로 전달하는 MAC 계층부; 및
상기 MAC 계층부로부터 상기 RLC PDU를 전달받고, 상기 RLC PDU에 대하여 재전송 및 페이로드 연결/분할을 통해 RLC SDU(Service Data Unit)를 구성하여 다음 상위 계층부로 전달하는 RLC 계층부;
를 포함하는 수신 패킷 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달하는 상위 계층부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 MAC 계층부는, HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부인 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 실시간 서비스는 음성 서비스를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 상위 계층부는, 상기 RLC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상위 계층부는, 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 MAC 계층부는, 비실시간 서비스의 경우, 상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 패킷이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 상기 MAC PDU의 패이로드를 상기 RLC 계층부로 전달하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 장치.
물리 계층부, MAC 계층부, RLC 계층부 및 상위 계층부를 포함하는 장치의 수신 패킷 처리 방법으로서,
(a) 상기 물리 계층부가 무선채널을 통해 패킷 데이터를 수신하는 단계;
(b) 상기 MAC 계층부가 상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받고, 상기 수신되는 패킷 데이터가 실시간 전송이 요구되는 서비스에 관한 패킷 데이터인 경우에 있어, MAC PDU가 순차적으로 전달되지 않더라도 상기 성공적으로 수신된 MAC PDU의 패이로드인 RLC PDU를 즉시 상기 RLC 계층으로 전달하는 단계;
(c) 상기 RLC 계층이 상기 MAC 계층부로부터 상기 성공적으로 수신된 RLC PDU를 전달받고, 상기 RLC PDU에 대하여 재전송 및 페이로드 연결/분할을 통해 RLC SDU로 구성하여 상기 상위 계층부로 전달하는 단계; 및
(d) 상기 상위 계층부가 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받아 다른 계층 또는 다른 노드로 전달하는 단계;
를 포함하는 수신 패킷 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 수신된 패킷 데이터 중 오류가 발생한 패킷에 대해 재전송을 요청하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, HSDPA 기술을 지원하는 MAC-hs 부계층부 또는 HSUPA 기술을 지원하는 MAC-es 부계층부를 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 실시간 서비스는 음성 서비스를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 RLC SDU를 저장하고 실시간 서비스의 전송 시점에 맞게 해당 패킷을 다른 상위계층 또는 다른 네트워크 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 RLC 계층부로부터 상기 RLC SDU를 전달받을 때 전송 시점이 지난 패킷이면 해당 패킷들을 폐기하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 비실시간 서비스의 경우, 상기 물리 계층부로부터 성공적으로 수신된 MAC PDU를 전달받을 때, 이전 패킷이 모두 성공적으로 수신된 경우에만 상기 MAC PDU의 패이로드를 상기 RLC 계층부로 전달하는 것을 특징으로 하는 수신 패킷 처리 방법.