KR101717526B1 - 무선 통신 시스템에서 ｍａｃ 프로토콜 데이터 유닛 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 MAC PDU 처리 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템의 송신기의 MAC (Medium Access Control) 계층에서 MAC PDU(protocol data unit) 처리 방법은 MAC PDU를 제1 MAC PDU 세그멘트(segment) 및 제2 MAC PDU 세그멘트로 분할하는 단계,상기 제1 MAC PDU 세그멘트를 수신기로 전송하는 단계 및 상기 제1 MAC PDU 세그멘트의 전송이 실패하면, 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 폐기하는 단계를 포함하고, 상기 제2 MAC PDU 세그멘트는 상기 수신기로 전송되지 않은 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서 ＭＡＣ 프로토콜 데이터 유닛 처리 방법{METHOD AND APPARATUS OF PROCESSING MAC PROTOCOL DATA UNIT IN A WIRELESS SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 MAC PDU 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
먼저, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 UMTS의 망구조를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, UMTS 시스템은 단말(user equipment, UE), UTMS 무선접속망(UMTS terrestrial radio access network, UTRAN) 및 핵심망(core network, CN)을 포함한다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(radio network sub-systems, RNS)으로 구성되며, RNS 각각은 하나의 무선망제어기(radio network controller, RNC) 및 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node B)을 포함한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.
다음으로, UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 나타낸 도면이다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다. 각각의 무선 프로토콜 계층들에 대해 설명하면, 제1 계층인 물리 계층(physical layer, PHY 계층)은 다양한 무선전송기술을 이용해 데이터를 무선 구간으로 전송하는 역할을 한다. PHY 계층은 상위 계층인 MAC 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(dedicated) 전송 채널과 공용(common) 전송 채널로 나뉜다.
제2 계층에는 MAC, RLC, PDCP, 및 BMC 계층이 존재한다. MAC 계층은 다양한 논리 채널(logical channel)을 다양한 전송 채널에 맵핑시키고, 복수의 논리 채널을 하나의 전송 채널에 맵핑시키는 논리 채널 다중화(Multiplexing)도 수행한다.
MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리 채널로 연결되어 있으며, 논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라 제어 평면(control plane)의 정보를 전송하는 제어 채널(control channel)과 사용자 평면(user plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(traffic channel)로 나뉜다. 제어 채널에는 공용 제어 정보를 전송하는 CCCH(Common Control Channel) 논리 채널, 특정 단말에게 제어 정보를 전송하는 DCCH(Dedicated Control Channel) 논리 채널, 셀에 공통으로 적용되는 시스템 정보를 수신하는 BCCH(Broadcast Control Channel) 논리 채널, 페이징 메시지를 수신하는 PCCH(Paging Control Channel) 논리 채널 등이 있다. 트래픽 채널에는 특정 단말에게 사용자 평면의 데이터를 전달하는 DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 존재한다.
또한, MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송 채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs/ehs 부계층 및 MAC-e/es 또는 MAC-i/is 부계층으로 구분된다. MAC-b 부계층은 시스템 정보의 방송을 담당하는 전송 채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel) 공용 전송 채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용 전송 채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, MAC-hs/ehs 부계층은 고속 하향 데이터 전송을 위한 전송 채널인 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e/es 또는 MAC-i/is 부계층은 고속 상향 데이터 전송을 위한 전송 채널인 E-DCH(Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.
RLC 계층은 무선 베어러(radio Bearer, RB)의 QoS에 대한 보장과 데이터의 전송을 담당한다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 투명모드 (Transparent Mode, TM), 무응답모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 응답모드 (Acknowledged Mode, AM)의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 또한, RLC는 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 및 연결하는 기능도 수행한다.
PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송 효율을 증가시키는 역할을 한다. PDCP 계층은 헤더 압축이 기본 기능이기 때문에 주로 패킷망(packet switched, PS) 영역에 존재하며, 각 PS 서비스에 대해 효과적인 헤더 압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP 개체가 존재한다. 그러나, PDCP 계층이 서킷망(circuit switched, CS) 영역에 존재하는 경우에는 헤더 압축 기능을 제공하지 않는다.
그 외에도 제 2계층에는 BMC (Broadcast/Multicast Control) 계층이 RLC 계층의 상위에 존재하여, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케줄링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.
제3 계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(radio resource control, RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의되며, RB들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제1 계층 및 제2 계층의 파라미터들을 제어하고, 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 계층 및 제2 계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.
다음으로, 종래 기술에 따른 MAC PDU(protocol data unit) 전송 방법에 대해 도 3 및 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 종래 기술에 따른 MAC PDU 전송 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따르면, 하나의 MAC PDU 또는 MAC PDU의 일부분이 하나의 전송 블록으로 구성되지 못하면 송신기의 MAC 분할 엔터티는 하나의 MAC PDU 또는 MAC PDU의 일부분을 분할하여 하나의 분할된 부분으로 전송 블록으로 구성하고 나머지 부분을 저장한다. 그리고, 송신기의 HARQ 엔터티는 전송 블록을 수신기로 전송한다. HARQ 엔터티는 전송 블록을 최대 재전송 횟수만큼 전송했음에도 수신기로부터 긍정확인응답(acknowledgement, ACK)를 수신하지 못하면, HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 전송 블록을 폐기한다. 그러나, HARQ 전송 실패가 발생한 전송 블록을 구성하고 있는 MAC PDU의 나머지 부분이 MAC 분할 엔터티에 존재할 수 있고, 송신 단은 MAC 분할 엔터티에 존재하는 MAC PDU의 나머지 부분을 수신기로 전송할 수 있다.
그런데, 수신기가 MAC 분할 엔터티에 존재하는 MAC PDU의 나머지 부분을 성공적으로 수신하였다고 하더라도, 수신기는 HARQ 전송 실패가 발생한 MAC PDU의 일부분은 수신하지 못하였기 때문에, 수신기는 전체 MAC PDU를 성공적으로 구성할 수 없다. 따라서, 수신기는 성공적으로 수신한 MAC PDU의 일부분을 폐기한다. 따라서, 불필요한 데이터 전송으로 인해 무선 자원이 낭비된다.
도 3에 도시된 바와 같이, MAC PDU의 제1 세그멘트(segment)은 HARQ 전송 실패가 발생한 경우, MAC PDU의 제2 세그멘데이션은 HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있다가 전송될 수 있다. 이 때, 수신기가 제2 세그멘트를 성공적으로 수신하였다고 하더라도, 제1 세그멘트를 수신하지 못했기 때문에, 전체 MAC PDU를 구성할 수 없다. 따라서, 수신기는 성공적으로 수신한 제2 세그멘트를 폐기할 것이다.
도 4는 종래 기술에 따른 MAC PDU 전송 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따르면, 단말은 RLC SDU(service data unit)를 상위 계층으로부터 수신했을 때, RLC SDU의 최대 지연 시간 내에 RLC SDU가 성공적으로 전송되기를 기대한다. 따라서, 단말은 RLC SDU를 수신하면, 폐기 타이머(Timer_Discard)를 구동하고 Timer_Discard 가 만료되기 전까지 수신된 RLC SDU를 모두 RLC PDU로 생성하여 하위 계층으로 전송할 것을 기대한다. 따라서, Timer_Discard가 만료되면 RLC SDU를 버퍼에서 지운다.
Timer_Discard 에 해당되는 값은 RLC SDU의 최대 지연 시간이기 때문에 최대 지연 시간 이후에 RLC SDU를 네트워크에서 수신하여도 네트워크는 RLC SDU를 버리기 때문에 단말은 Timer_Discard가 만료되면 RLC SDU를 지운다. 이는 RLC 버퍼의 오버플로우를 방지하고, 이미 충분히 지연되어 수신하여도 처리하지 않을 데이터로 인한 새로 전송될 데이터의 전송의 지연을 막기 위함이다.
그런데, 단말이 Timer_Discard가 만료되어 RLC SDU 버퍼에 존재하는 RLC SDU를 지웠다 하더라도 단말의 MAC 계층의 MAC-i/is 분할 엔터티내에 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트가 저장되어 있을 수 있다. 그러면, 단말은 새로운 RLC SDU를 수신하면 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트를 전송한 후에 수신된 새로운 RLC SDU에 대한 RLC PDU를 전송하게 된다. 즉, 단말은 첫 번째 RLC SDU를 지우고 두 번째 RLC SDU를 전송하기를 원하지만, MAC 계층에서 저장되어 있는 아직 전송하지 않은 MAC PDU 세그멘트의 전송 때문에 두 번째 RLC SDU 전송 시에 추가적인 지연을 발생시킬 수 있다.
즉, 종래 기술에 따르면 단말이 불필요한 MAC PDU 세그멘트를 전송함에따라 무선 자원이 낭비되고, 지연이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따르면 단말이 불필요한 MAC PDU 세그멘트를 전송함에 따라 무선 자원이 낭비되고, 지연이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 무선 자원을 효율적으로 사용하고 지연 발생을 방지할 수 있는 PDU 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템의 송신기의 MAC (Medium Access Control) 계층에서 MAC PDU(protocol data unit) 처리 방법은 MAC PDU를 제1 MAC PDU 세그멘트(segment) 및 제2 MAC PDU 세그멘트로 분할하는 단계,상기 제1 MAC PDU 세그멘트를 수신기로 전송하는 단계 및 상기 제1 MAC PDU 세그멘트의 전송이 실패하면, 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 폐기하는 단계를 포함하고, 상기 제2 MAC PDU 세그멘트는 상기 수신기로 전송되지 않은 것이다.
이때, 상기 분할하는 단계는 가용한 자원의 양을 고려하여 상기 MAC PDU를 분할할 수 있다.
또한, 상기 가용한 자원은 전송 블록의 크기에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 가용한 자원은 TFC (Transport Format Combination) 선택에 따른 상기 전송 블록의 공간에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 제1 MAC PDU 세그멘트를 폐기하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 RLC (Radio Link Control) 계층으로부터 상기 MAC PDU와 연관되는 RLC SDU (Service Data Unit)가 폐기되었다는 것을 알려주는 지시자를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 폐기하는 단계는 상기 지시자에 따라 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 폐기할 수 있다.
또한, 상기 RLC SDU의 폐기는 폐기 타이머(Timer_Discard)를 기초로 수행될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템의 MAC (Medium Access Control) 계층을 포함하는 송신기는 MAC PDU를 제1 MAC PDU 세그멘트(segment) 및 제2 MAC PDU 세그멘트로 분할하는 분할 개체(segmentation entity) 및 상기 제1 PDU 세그멘트를 수신기로 전송하는 전송 개체를 포함하고, 상기 제1 MAC PDU 세그멘트의 전송이 실패하면 상기 수신기로 전송되지 않은 상기 제2 MAC PDU 세그멘트를 폐기한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 무선 자원을 효율적으로 사용하고 지연 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 UMTS의 망구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 MAC PDU 전송 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 기술에 따른 MAC PDU 전송 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 MAC PDU 분할 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 하나의 MAC PDU가 여러 전송 블록으로 나뉘어져 전송되는 경우, 수신기가 MAC PDU를 성공적으로 수신하는 경우를 나타낸 도면이다.
7은 수신기가 MAC PDU를 성공적으로 수신하지 못하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PDU 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 PDU 세그멘트의 전송 실패 시 PDU의 처리 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDU 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 송신기 및 수신기의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 UMTS 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, UMTS 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
먼저, MAC PDU 분할 과정에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 MAC PDU 분할 과정을 나타낸 도면이다.
단말은 네트워크로부터 무선 환경에 따라 그랜트(Grant)를 수신하면, 단말의 MAC 계층은 그랜트 값에 따라 다음 TTI(transmission time interval)에 전송할 전송 블록(Transport Block, TB)의 크기를 결정한다. 그랜트는 최대 전송 가능 전력량을 통하여 네트워크가 다음 TTI에 전송 가능한 데이터의 양을 단말에게 알려주는 값이다. 하나의 MAC PDU가 하나의 전송 블록으로 구성되지 못하는 경우, 단말의 MAC 분할 엔터티는 MAC PDU를 전송 블록 크기만큼 분할하여, MAC PDU의 나머지 부분을 MAC 분할 엔터티에 저장한다.
예를 들어, 도 5(a)에서 MAC PDU 크기가 1000 비트이고, 전송 블록의 크기가 300 비트이므로 단말은 MAC PDU를 300 비트만큼 분할하여 이번 TTI 내에 300 비트의 크기를 지닌 전송 블록을 구성하고, 상기 전송 블록을 HARQ 프로세스 버퍼에 저장한 뒤, HARQ 전송을 시도한다. 그리고, 단말의 MAC 분할 엔터티는 전송 블록으로 구성되지 못한 MAC PDU의 나머지 부분을 MAC 분할 엔터티에 저장한다.
그리고, 도 5(b)와 같이 MAC 분할 엔터티내에 아직 전송하지 못한 MAC PDU의 일부분이 저장되어 있는 경우, 저장되어 있는 MAC PDU의 일부분이 하나의 전송 블록으로 구성되지 못하면, MAC 분할 엔터티는 저장되어 있는 MAC PDU의 일부분을 전송 블록 크기만큼 분할하여 HARQ 프로세스 버퍼에 저장한 뒤, HARQ 전송을 시도한다. 그리고, 전송되지 못한 MAC PDU의 일부분의 나머지 부분은 MAC 분할 엔터티에 저장한다.
다음은 HARQ(Hybrid Automatic Retransmit reQuest) 전송방식에 대해서 도 6 및 7을 참조하여 설명한다.
HARQ 전송 방법은 열악한 무선 채널 환경 등으로 인해 자주 발생되는 단말 측에서 기지국으로의 재전송 요구를 줄여 패킷 데이터의 전송효율을 높이는 방식을 말한다. 기본적으로 수신된 데이터에 대하여 CRC(Cyclic Redundancy Check)와 같은 간단한 오류검출 부호를 사용하여 오류 검사를 수행하고, 오류가 검출되면 재전송을 요청하여 오류정정을 시도한다.
예를 들어, 송신기가 물리 채널을 통해서 제1 전송 블록을 전송하고, 수신기가 제1 전송 블록을 성공적으로 수신하였을 때, 수신기는 송신기에게 ACK을 전송한다. 만약 수신기가 제1 전송 블록을 성공적으로 수신하지 못한 경우, 수신기는 송신기에게 NACK을 전송한다. 송신기는 수신기로부터 ACK을 수신하면, HARQ 프로세스 버퍼 내에 있는 제1 전송 블록을 폐기한 뒤, 수신기에게 제2 전송 블록을 전송한다. 반면, 송신기는 수신기로부터 NACK을 수신하면, HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 제1 전송 블록을 재전송한다.
그런데, 채널 상황이 좋지 않은 곳에 단말이 계속 있거나, 단말이 전송하려는 데이터가 지연(delay)에 민감한 경우, 재전송을 무한정 계속할 수는 없다. 따라서, 시스템은 송신기에게 송신기가 수행할 수 있는 최대 재전송 횟수를 알려주며, 송신 단은 최대 재전송 횟수 최대까지 재전송을 시도한다. 송신기는 최대 재전송 횟수만큼 제1 전송 블록을 재전송하였음에도 불구하고 수신기로부터 제1 전송 블록을 성공적으로 수신하였다는 ACK을 수신하지 못하면, 더 이상 제1 전송 블록의 전송을 시도하지 않고, HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 제1 전송 블록을 폐기한다. 이후, 송신기는 제2 전송 블록을 수신기에게 전송한다. 이를 HARQ 전송 실패라고 부른다.
도 6은 하나의 MAC PDU가 여러 전송 블록으로 나뉘어져 전송되는 경우, 수신기가 MAC PDU를 성공적으로 수신하는 경우를 나타낸 도면이고, 7은 수신기가 MAC PDU를 성공적으로 수신하지 못하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6 및 7에서, 송신기는 MAC 분할 엔터티에서 하나의 MAC PDU를 복수의 전송 블록으로 나누어 HARQ 전송을 통하여 수신기로 전송한다. 하나의 MAC PDU가 1000 비트로 이루어져 있는 경우, 300 비트의 크기로 분할된 첫 번째 MAC PDU 세그멘트(segment)는 첫 번째 HARQ 프로세스 버퍼에 저장된 뒤, 첫 번째 HARQ 프로세스로 전송된다. 그리고, 200 비트로 분할된 두 번째 MAC PDU 세그멘트는 두 번째 HARQ 프로세스 버퍼에 저장된 뒤, 두 번째 HARQ 프로세스로 전송된다.
도 6에서는 하나의 MAC PDU로 구성된 모든 전송 블록들의 HARQ 전송이 모두 성공적으로 수행되었다. 송신기는 MAC PDU를 구성하고 있던 첫 번째 MAC PDU 세그멘트, 두 번째 MAC PDU 세그멘트, 세 번째 MAC PDU 세그멘트 및 네 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록들을 모두 차례로 전송한다. 송신기는 수신기로부터 MAC PDU 세그멘트 전송 블록에 대한 ACK을 수신하면 HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 폐기한다. 이후, 송신 측은 HARQ 프로세스 버퍼 내에 저장된 전송 블록이 없으므로, 다음 MAC PDU 혹은 MAC PDU 일부분을 전송하려고 시도한다. 수신기는 상기 송신기가 전송한 모든 전송 블록을 차례로 수신한 뒤, 수신기의 MAC 분할 엔터티는 모든 전송 블록을 하나의 완벽한 MAC PDU로 구성할 수 있다.
도 7에서, 송신기는 MAC PDU를 구성하고 있던 첫 번째 MAC PDU 세그멘트전송 블록을 첫 번째 HARQ 프로세스 버퍼에 저장한 뒤 전송하였으나, 성공적으로 전송되지 않는다. 이후, 송신기는 두 번째 전송 블록(TB2)을 두 번째 HARQ 프로세스 버퍼에 저장한 뒤 전송하고, 세 번째 전송 블록(TB3), 네 번째 전송 블록(TB4)을 각각 HARQ 프로세스 버퍼에 저장한 뒤 전송한다. 이후, 송신기가 첫 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 최대 재전송 횟수만큼 재전송 했음에도 불구하고 수신기로부터 ACK을 수신하지 못한 경우, 송신기는 HARQ 전송 실패라고 판단하고 HARQ 프로세스 버퍼에 저장하고 있던 첫 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 폐기한다. 이후, 송신기는 수신기로부터 두 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록, 세 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 성공적으로 수신하였다는 ACK을 수신하면 HARQ 프로세스 버퍼에 저장된 두 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록, 세 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 폐기한다. 수신기는 첫 번째 MAC PDU 세그멘트 전송 블록을 수신하지 못하였으므로, 나머지 전송 블록을 모두 수신하여도 하나의 완벽한 MAC PDU를 구성할 수 없다.
다음으로, SDU 폐기(discard) 함수에 대하여 설명한다. SDU 폐기 함수는 특정 시간 동안 혹은 특정 전송 횟수 동안 RLC PDU의 전송이 성공적으로 이루어지지 못하였을 때, RLC PDU들을 RLC PDU 버퍼에서 폐기하는데 사용된다. 이는 RLC PDU 버퍼 오버플로우(Overflow)를 피하기 위함이다. 이러한 SDU 폐기 함수를 구동하기 위하여 여러 가지 동작 모드가 존재하고, 어떤 SDU 폐기 함수가 구동되는지는 상위 계층 (RRC Layer)이 각 RLC 개체에게 알려준다. SDU 폐기 함수에는 명백한 시그널링을 지닌 타이머 기반 폐기 방식, 시그널링 없는 타이머 기반 폐기 방식, 최대 전송 횟수 기반 폐기 방식, 최대 전송 횟수 이후 RLC SDU 폐기 없이 RLC 리셋을 수행하는 방식 등이 있다.
먼저, 타이머 기반 폐기 방식에 대하여 설명한다. 타이머 기반 폐기 방식은 QoS에 의해 정의된 최대 지연시간 내에 데이터를 전송하기 위하여 사용된다. QoS란 단말이 특정 서비스를 제공받으면서 느끼는 서비스 품질 (Quality of Service)을 의미하는데, 이에 영향을 미치는 요소로는 여러 가지를 들 수 있지만 대표적으로 최대 지연시간(Delay), 에러율(Error Ratio) 및 전송율(Bit Rate) 등을 들 수 있다. RLC 계층은 상기 QoS에 의하여 정의된 최대 지연시간 내에 데이터를 전송하기 위하여 상위 계층으로부터 수신한 RLC SDU를 상기 최대 지연시간 내에 전송하기를 기대한다. 만약, 정의된 최대 지연 시간이 지나도록 상기 RLC SDU로 구성된 RLC PDU 들이 전송되지 않으면, RLC 계층은 채널 레이트 내에서 분산을 줄이기 위하여 상기 RLC SDU를 폐기한다. 이는 버퍼 오버플로우를 방지하기 위함이고, 이러한 RLC SDU의 폐기로 인하여 연결 접속의 RLC SDU 손실율(Loss Rate)은 증가할 수 있다.
송신기는 상위 계층으로부터 RLC SDU를 수신하면 폐기 타이머 (Timer_Discard)를 구동하고, Timer_Discard가 만료될 때까지 SDU가 전송되지 못하면 SDU를 폐기한다. 명백한 시그널링을 지닌 타이머 기반 폐기 방식은 Timer_Discard가 만료되어 RLC SDU가 폐기되면, 송신기는 수신기로 상태 PDU(status PDU)로 MRW(Move Receive Window) SUFI를 전송한다. 이를 수신한 수신기는 상기 RLC SDU를 나르는 RLC PDU를 폐기하고, 수신 윈도우를 업데이트한다.
최대 전송 횟수 이후의 RLC SDU 폐기 방식은 RLC SDU로 구성된 RLC PDU를 최대 전송 횟수까지 전송하였으나 전송에 실패한 경우, 송신기는 RLC SDU를 구성하는 RLC PDU를 폐기한다. 이때, 송신기는 명백한 시그널링을 지닌 타이머 기반 폐기 방식처럼 수신윈도우를 옮기라고 수신기에게 알려줄 수도 있고, 또는, RLC 리셋 과정을 수행하여 송신기와 수신기의 RLC 엔터티를 리셋할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 PDU 처리 방법에 대해 도 8 및 9를 참조하여 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 송신기는 하나의 PDU를 HARQ를 이용하여 전송할 때, PDU의 일부분(segment)이라도 HARQ 전송에 실패하면, PDU 전체를 폐기한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PDU 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 송신기는 자원의 크기를 고려하여 PDU를 두 개의 PDU 세그멘트로 분할한다(S810). 즉, 단말은 가용한 자원의 양에 맞추어 PDU를 분할하여 가용한 자원을 통해 전송될 수 있는 크기로 첫 번째 PDU 세그멘트를 생성하고, 첫 번째 PDU 세그멘트를 제외한 나머지 부분은 두 번째 PDU 세그멘트가 된다. 가용한 자원은 전송 블록의 크기에 따라 결정된다. 즉, 가용한 자원은 TFC (Transport Format Combination) 선택에 따른 상기 전송 블록의 공간에 따라 결정된다. 송신기의 MAC이 PDU를 분할하여 두 개의 PDU 세그멘트를 생성하고, 첫 번째 PDU 세그멘트를 송신기의 HARQ 개체에 전달하고, 두 번째 PDU 세그멘트는 MAC 분할 개체(MAC segmentation entity)에 저장한다.
또는, 송신기의 MAC 분할 개체에 PDU 세그멘트가 저장되어 있는 경우에는 송신기의 MAC은 저장되어 있는 PDU 세그멘트를 자원의 크기에 맞추어 두 개의 PDU 세그멘트로 분할하여 자원을 통해 전송될 수 있는 크기의 PDU 세그멘트를 HARQ 개체에 전달한다.
송신기는 첫 번째 PDU 세그멘트를 수신기로 전송한다(S820). 송신기는 수신기로부터 ACK를 받지 못하면 최대 재전송 횟수만큼 첫 번째 PDU 세그멘트를 재전송한다. 송신기는 최대 재전송 횟수만큼 첫 번째 PDU 세그멘트를 재전송한 이후에도 수신기로부터 ACK를 수신하지 못하면 더 이상 첫 번째 PDU 세그멘트를 재전송하지 않는다. 이를 HARQ 전송 실패라고 한다.
송신기는 최대 재전송 횟수만큼 첫 번째 PDU 세그멘트를 재전송한 이후에도 수신기로부터 ACK를 수신하지 못하면, PDU 전체를 폐기한다(S830). 도 9는 PDU 세그멘트의 전송 실패 시 PDU의 처리 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 송신기의 MAC은 첫 번째 PDU 세그멘트의 전송이 실패하면 첫 번째 PDU 세그멘트를 폐기하고 첫 번째 PDU 세그멘트의 전송 실패를 MAC 분할 개체에게 통지한다.
송신기의 MAC 분할 개체는 첫 번째 PDU 세그멘트의 전송이 실패했다는 정보를 수신하면 MAC 분할 엔터티에 저장되어 있는 PDU의 나머지 부분을 폐기한다. 그리고, HARQ 개체로 전달되어 HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 PDU 세그멘트는 HARQ 개체가 폐기한다.
송신기의 HARQ 개체는 HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 PDU 세그멘트가 전송 실패한 PDU 세그멘트를 포함하는 PDU의 일부분이면, 저장되어 있는 PDU 세그멘트를 폐기한다. 즉, 송신기의 HARQ 개체는 HARQ 프로세스 버퍼 각각에 저장되어 있는 PDU 세그멘트가 전송 실패한 PDU 세그멘트를 포함하는 PDU의 일부분일지를 확인해야 한다.
PDU가 하나의 전송 블록으로 전송되지 못하고 복수의 전송 블록으로 나뉘어져서 전송될 때, 송신기는 첫 번째 PDU 세그멘트의 순서 번호와 마지막 PDU 세그멘트의 순서 번호를 기록하여 둔다.
그리고, PDU 세그멘트의 전송 실패가 발생하면, 송신기의 HARQ 개체는 HARQ 프로세스 버퍼 각각에 대해 저장되어 있는 MAC PDU 세그멘트의 순서 번호가 첫 번째 PDU 세그멘트의 순서 번호와 마지막 PDU 세그멘트의 순서 번호 사이에 존재하면 HARQ 프로세스 버퍼에 저장되어 있는 PDU 세그멘트를 폐기한다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDU 처리 방법에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDU 처리 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 송신기는 Timer_Discard 만료시까지 전송이 완료되지 않은 SDU를 삭제하고, 삭제된 SDU로부터 생성된 MAC PDU 세그멘트가 MAC 분할 엔터티에 저장되어 있으면 저장되어 있는 MAC PDU 세그멘트를 삭제한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 단말의 RLC 계층은 상위 계층으로부터 SDU를 받으면 Timer_Discard를 시작한다(S1010).
그리고, Timer_Discard가 만료될때까지 SDU의 전송이 완료되지 않으면, 단말은 상기 SDU를 지우고, 상기 SDU를 구성하였던 RLC PDU들이 저장된 RLC PDU 버퍼를 지운다(S1020).
그리고, 단말은 MAC 분할 엔터티에 삭제된 SDU로부터 생성된 MAC PDU 세그멘트가 저장되어 있으면 저장되어 있는 MAC PDU 세그멘트를 삭제한다(S1030).
단말의 RLC 계층은 RLC 계층이 가장 최근에 MAC 계층에게 전송한 RLC PDU가 삭제된 SDU를 구성하였던 RLC PDU인지 판단한다. 단말의 RLC 계층은 MAC 계층으로 RLC PDU를 전송할 때마다 최신 전송 RLC PDU의 순서번호를 업데이트한다. 단말은 상기 최신 전송 RLC PDU의 순서 번호가 삭제된 SDU를 구성하였던 RLC PDU들의 순서 번호 내에 존재하면, 가장 최근에 MAC 계층으로 전송한 RLC PDU가 삭제된 SDU를 구성하였던 RLC PDU라고 판단한다.
단말의 RLC 계층은 가장 최근에 MAC 계층으로 전송한 RLC PDU가 삭제된 SDU를 구성하였던 RLC PDU라고 판단되면, 최근 전송한 RLC PDU가 삭제된 SDU를 구성하였던 RLC PDU라는 것을 나타내는 SDU 폐기 지시자(SDU discard indication)를 MAC 계층에게 전송한다.
SDU 폐기 지시자를 수신한 단말의 MAC 계층은 MAC 분할 엔터티내에 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트가 존재하는지 확인한다. 만약, MAC 분할 엔터티 내에 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트가 존재하면, 단말은 상기 아직 전송하지 못한 MAC PDU를 지운다.
단말 MAC 계층은 RLC 계층으로부터 SDU 폐기 지시자를 수신한 이후, MAC 분할 엔터티에 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트가 존재하는지 체크한다. 만약 MAC 분할 엔터티에 아직 전송하지 못한 MAC PDU 세그멘트가 저장되어 있으면, 단말은 상기 저장된 MAC PDU 세그멘트가 Timer_Discard의 만료에 의하여 삭제된 SDU로부터 생성된 것인지 확인한다. 저장된 MAC PDU 세그멘트가 삭제된 SDU로부터 생성된 MAC PDU 세그멘트이면, 상기 MAC PDU 세그멘트를 MAC 분할 엔터티에서 지운다
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 송신기 및 수신기의 구성을 나타내는 도면이다.
송신기 및 수신기은 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(1100, 1110), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신 모듈(Tx module, 1140, 1150), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 1160, 1170), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(1180, 1190) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(1120, 1130)를 각각 포함한다.
안테나(1100, 1110)는 전송모듈(1140, 1150)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(1160, 1170)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.
프로세서(1120, 1130)는 통상적으로 송신기 또는 수신기의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서는 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(1120, 1130)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.
송신기의 프로세서(1120)는 자원의 크기를 고려하여 PDU를 자원을 통해 전송될 수 있는 크기의 제1 PDU 세그멘트(segment) 및 제2 PDU 세그멘트로 분할하고, 제 1 PDU 세그멘트의 전송이 실패하면, PDU 전체를 폐기한다.
송신기의 프로세서(1120)는 PDU를 제1 PDU 세그멘트 및 상기 제2 PDU 세그멘트로 분할하는 MAC 분할 개체를 포함한다. MAC 분할 개체는 제1 PDU 세그멘트를 송신기의 HARQ 개체로 전달하고, 제2 PDU는 MAC 분할 개체에 저장한다.
전송모듈(1140, 1150)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(1100, 1110)에 전달할 수 있다.
수신모듈(1160, 1170)은 외부에서 안테나(1100, 1110)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(1120, 1130)로 전달할 수 있다.
메모리(1180, 1190)는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동국의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 스테이션 식별자(STID), 플로우 식별자(FID), 동작 시간(Action Time), 영역할당정보 및 프레임 오프셋 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.
또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템의 송신기의 MAC (Medium Access Control) 계층에서 MAC PDU(protocol data unit) 처리 방법에 있어서,
    MAC PDU를 순서 번호들이 정의된 다수의 PDU 세그멘트(segment)들로 분할하는 단계;
    상기 MAC PDU의 첫번째 PDU 세그멘트의 순서 번호와 마지막 세그멘트의 순서 번호를 저장하는 단계;
    상기 다수의 PDU 세그멘트들을 수신기로 전송하는 단계;
    상기 다수의 PDU 세그멘트들 각각에 대한 전송 실패 여부를 상기 순서 번호에 따라 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 다수의 PDU 세그멘트들 중 하나의 전송이 실패하는 경우, 상기 전송 실패된 PDU 세그멘트에 대한 순서 번호를 확인하는 단계; 및
    전송이 실패되어 순서 번호가 확인된 PDU 세그멘트의 순서 번호가 상기 첫번째PDU 세그멘트의 순서 번호와 상기 마지막 PDU 세그멘트의 순서 번호 사이에 존재하는 경우, HARQ 프로세스 버퍼에 저장된 각각의 PDU 세그멘트를 모두 폐기하는 단계를 포함하는, MAC PDU 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분할하는 단계는 가용한 자원의 양을 고려하여 상기 MAC PDU를 분할하는 MAC PDU 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가용한 자원은 전송 블록의 크기에 따라 결정되는 MAC PDU 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가용한 자원은 TFC (Transport Format Combination) 선택에 따른 상기 전송 블록의 공간에 따라 결정되는 MAC PDU 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 무선 통신 시스템의 MAC (Medium Access Control) 계층을 포함하는 송신기에 있어서,
    MAC PDU를 순서 번호들이 정의된 다수의 PDU 세그멘트(segment)들로 분할하고, 상기 MAC PDU의 첫번째 PDU 세그멘트의 순서 번호와 마지막 세그멘트의 순서 번호를 저장하는 분할 개체(segmentation entity); 및
    상기 다수의 PDU 세그멘트들을 수신기로 전송하는 전송 개체를 포함하고,
    상기 다수의 PDU 세그멘트들 각각에 대한 전송 실패 여부를 상기 순서 번호에 따라 판단하되, 판단 결과 상기 다수의 세그멘트들 중 하나의 전송이 실패하고, 전송 실패된 PDU 세그멘트의 순서 번호가 상기 첫번째PDU 세그멘트의 순서 번호와 상기 마지막 PDU 세그멘트의 순서 번호 사이에 존재하는 경우, HARQ 프로세스 버퍼에 저장된 각각의 PDU 세그멘트를 모두 폐기하는 송신기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분할 개체는 가용한 자원의 양을 고려하여 상기 MAC PDU를 분할하는 송신기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가용한 자원은 전송 블록의 크기에 따라 결정되는 송신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가용한 자원은 TFC (Transport Format Combination) 선택에 따른 상기 전송 블록의 공간에 따라 결정되는 송신기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전송 개체는 HARQ (Hybrid Automatic Retransmit reQuest) 개체인 송신기.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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