KR102373118B1

KR102373118B1 - 차세대 이동 통신 시스템에서 rlc um 모드를 지원하는 동작에 관한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102373118B1
Application number: KR1020170079480A
Authority: KR
Inventors: 김동건; 김성훈; 김상범; 진승리
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2022-03-14
Also published as: KR20180134725A

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 RLC UM 모드를 지원하는 동작에 관한 방법 및 장치를 제안한다.

Description

차세대 이동 통신 시스템에서 RLC UM 모드를 지원하는 동작에 관한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF SUPPORTING RLC UM MODE OPERATION IN THE NEXT GENERATION MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 RLC UM 모드를 지원하는 동작에 관한 방법 및 장치를 제안한다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

차세대 이동통신 시스템에서 단말이 상향링크 데이터 전송을 위해 MAC PDU를 전달할 때, 이를 MAC SDU를 항상 MAC CE보다 먼저 전송하게 됨으로써, 기지국은 순서대로 MAC 서브 헤더를 디코딩한 이후에 MAC CE인지 MAC SDU인지를 확인할 수 있다. 하지만 특정 상황, 예를 들어 BSR, PHR과 같은 MAC CE는 데이터 패킷보다 먼저 처리되는 것이 좋을 수가 있다. 즉, 기지국이 MAC CE의 시작 위치를 정확하게 알게 된다면 신속한 MAC CE의 처리를 수행할 수 있다. 따라서 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 상향링크 MAC CE의 위치를 알려주는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서는 오버헤드를 줄이고, 불필요한 단말의 프로세싱을 줄일 수 있는 새로운 RLC UM 모드 동작을 제공한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 차세대 이동통신 시스템에서 단말이 상향링크 데이터 전송을 위해 MAC SDU와 MAC CE를 병합하여 MAC PDU를 구성할 때, MAC CE의 위치를 알려주는 지시자를 포함함으로써, 기지국이 단말로부터 MAC PDU를 수신했을 때 MAC CE의 시작 위치를 바로 알게 되어 MAC CE의 처리를 신속히 할 수 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면 데이터 전송 시 오버헤드를 줄이고, 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하며, 단말의 불필요한 프로세싱을 최소화할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1e은 본 발명에서 단말이 전송 자원을 할당 받기 전에 미리 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 구성하고, 상향 링크 전송 자원이 할당되면 미리 생성된 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들로 MAC PDU를 구성하면서 동시에 MAC CE를 생성하여 MAC PDU를 구성하고, MAC CE를 MAC PDU의 맨 뒤에 위치시키는 과정을 시간 순으로 나타낸 도면이다.
도 1f는 본 발명의 실시 예 1로써, MAC CE의 시작 위치를 특정하는 지시자의 존재를 명시적으로 알리는 방법을 도시한 도면이다.
도 1g는 본 발명의 실시 예 2로써, MAC CE의 시작 위치를 특정하는 지시자의 존재를 암시적으로 알리는 방법을 도시한 도면이다.
도 1h는 본 발명에서 단말이 상향링크 MAC CE의 기준 위치를 특정하는 지시자를 포함한 MAC PDU를 생성하고, 기지국에 전달하는 전체 동작을 도시한 도면이다.
도 1i는 본 발명에서의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 1j은 본 발명에서 단말의 세부 장치들을 나타내고 설명한 도면이다.
도 1k은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1l는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2e는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하여 네트워크와 연결을 설정하는 절차를 설명한 도면이다.
도 2f는 본 발명에서 RLC 계층에서 적용될 수 있는 분할(Segmentation) 동작을 나타낸 도면이다.
도 2g는 본 발명에서 RLC UM 모드에서 적용 가능한 RLC 헤더 구조를 나타낸다.
도 2h는 본 발명에서 RLC UM 모드 단말의 송신 동작을 나타낸 도면이다.
도 2i는 본 발명에서 제 1-3 실시 예와 제 1-4 실시 예에 해당하는 RLC UM 모드 단말의 수신 동작을 나타낸 도면이다.
도 2j에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 2k는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
도 2l은 본 발명에서 제안하는 SI 필드 기반 분할 방법(segmentation)을 설명하는 도면이다.
도 2m는 본 발명에서 RLC UM 모드에서 적용 가능한 또 다른 RLC 헤더 구조를 나타낸다.
도 2n은 본 발명에서 제안한 RLC UM 모드의 송신 동작에서 데이터 선처리(pre-processing)를 수행하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 3a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 LTE 기술에서 Power Saving Mode (PSM)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3d는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드에서 해제되었을 때 단말의 동작 흐름도이다.
도 3e는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드와 관련된 AMF의 동작 흐름도이다.
도 3f는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드와 관련된 기지국의 동작 흐름도이다.
도 3g는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3h은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들, 혹은 이를 기반으로 변형한 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 발명에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다.

<제1 실시예>

도 1a는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 eNB, Node B 또는 기지국)(1a-05, 1a-10, 1a-15, 1a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 1a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 1a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1a-35)은 eNB(1a-05~1a-20) 및 S-GW(1a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1a에서 eNB(1a-05~1a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. eNB는 UE(1a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB(1a-05~1a-20)가 담당한다. 하나의 eNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(1a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(1a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.

도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 1b-05, 1b-40), RLC(Radio Link Control 1b-10, 1b-35), MAC(Medium Access Control 1b-15, 1b-30)으로 이루어진다. PDCP(1b-05, 1b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(1b-10, 1b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

MAC(1b-15, 1b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

물리 계층(1b-20, 1b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

도 1c는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1c를 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR NB, 1c-10)과 NR CN(New Radio Core Network, 1c-05)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말, 1c-15)은 NR NB(1c-10) 및 NR CN(1c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1c에서 NR NB(1c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(1c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(1c-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (1c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(1c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB(1c-30)과 연결된다.

도 1d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .

도 1d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(1d-05, 1d-40), NR RLC(1d-10, 1d-35), NR MAC(1d-15, 1d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (1d-05, 1d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC(1d-10, 1d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.

상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.

NR MAC(1d-15, 1d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

NR PHY 계층(1d-20, 1d-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.

다음 표 1은 MAC 헤더의 포함될 수 있는 정보들을 설명한다.

변수	용도
LCID	LCID는 상위계층으로부터 받은 RLC PDU(혹은 MAC SDU)를 생성한 RLC 엔터티의 식별자를 나타낼 수 있다. 혹은 MAC CE(Control element) 혹은 패딩(padding)을 나타낼 수 있다. 그리고 전송되는 채널에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예를 들면 DL-SCH, UL-SCH, MCH에 따라 다르게 정의될 수 있다.
L	MAC SDU의 길이를 나타내며, 가변적인 길이를 가진 MAC CE의 길이를 나타낼 수 있다. 고정된 길이를 가지는 MAC CE의 경우, L-필드를 생략할 수 있다. 소정의 이유로 L-field를 생략할 수 있다. 상기 소정의 이유는 MAC SDU의 크기가 고정되거나, 송신측에서 수신측으로 MAC PDU의 크기를 알려주거나, 혹은 수신측에서 계산을 통해 길이를 계산해낼 수 있는 경우를 말한다.
F	L-필드의 크기를 지시한다. L-필드가 없는 경우는 생략할 수 있으며, F-필드가 존재한다면 소정의 크기로 L-필드의 크기를 제한할 수 있다.
M	MAC CE의 시작 위치를 알려주기 위한 지시자인 tail indicator가 존재하는지 여부를 지시한다. MAC PDU에서의 첫번째 MAC 서브 헤더의 소정의 비트를 tail indicator existence로 지시할 수 있다.
R	예약된 비트이다.

표 1: MAC 헤더의 변수들

도 1e은 본 발명에서 단말이 전송 자원을 할당 받기 전에 미리 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 구성하고, 상향 링크 전송 자원이 할당되면 미리 생성된 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들로 MAC PDU를 구성하면서 동시에 MAC CE를 생성하여 MAC PDU를 구성하고, MAC CE를 MAC PDU의 맨 뒤에 위치시키는 과정을 시간 순으로 나타낸 도면이다.

도 1e에서 단말은 로지컬 채널 별(1e-05, 1e-10)로 상위 계층 혹은 장치로부터 IP 패킷들이 PDCP 장치로 들어오면 PDCP 장치는 IP 패킷의 헤더를 압축하고 암호화한 후에 PDCP 헤더를 붙이고, RLC 장치로 PDCP PDU를 전달한다. 상기에서 PDCP 장치는 여러 개의 IP 패킷을 동시에 처리하여 병렬적으로 여러 개의 PDCP PDU를 RLC 장치에게 전달할 수 있다. 본 발명에서 RLC 장치들은 단말이 상향 링크 전송 자원(UL grant)을 할당받지 않았더라도 미리 PDCP PDU를 처리하고 MAC 장치로 전달할 수 있다(pre-processing) 즉, 바로 RLC PDU를 만들어 MAC 장치로 전달할 수 있다(Time 0). 상기에서 RLC 장치는 여러 개의 PDCP PDU를 동시에 처리하여 병렬적으로 여러 개의 RLC PDU를 MAC 장치에게 전달할 수 있다. MAC 장치는 상기 서로 다른 로지컬 채널의 RLC 장치들로부터 RLC PDU들을 수신하면(Time 0) 로지컬 채널 별로 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 미리 구성해놓고 버퍼에 저장해 놓을 수 있다(pre-processing, 1e-15, 1e-20). MAC 장치는 데이터를 전송하기 위해 기지국에게 스케쥴링을 요청하고 BSR(Buffer Status Report)를 보내고 상향 링크 전송 자원을 할당 받을 수 있다(Time 1). 상기에서 단말의 MAC 장치가 상향 링크 전송 자원을 수신하면, 그 크기를 확인하고, LCP(Logical channel prioritization) 절차를 수행하고, 각 로지컬 채널 별로 전송 자원을 할당할 수 있다(1e-25, 1e-30, Time 2). 그러면 MAC 장치는 상기에서 각 로지컬 채널 별로 미리 구성해두었던 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 로지컬 채널 별로 할당된 전송 자원의 크기에 맞게 순서대로 다중화할 수 있다(1e-35, 40). 만약 어떤 로지컬 채널에 할당된 전송 자원보다 미리 구성해 놓은 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들의 크기가 더 크다면, MAC 장치는 해당 RLC PDU에 대해 RLC 장치에게 분해를 요청할 수 있다. 그러면 RLC 장치는 해당 RLC PDU를 분해(segmentation)하고 새로 구성한 RLC PDU들을 MAC 장치에게 전달하고, MAC 장치는 다시 MAC 서브 헤더들을 구성하여 상기 각 로지컬 채널의 전송 자원에 맞게 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 구성하여 MAC PDU의 구성을 완료할 수 있다(1e-35, 1e-40, 1e-50). 만약 MAC CE를 생성해야 할 소정의 이유가 생기면(예를 들면 BSR 혹은 PHR 혹은 RRC 계층의 지시로 또 다른 MAC CE를을 보내야 하는 경우) MAC 장치는 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들로 MAC PDU를 구성하면서(1e-35, 1e-40) MAC CE를 동시에 병렬적으로 생성하여 프로세싱 시간을 줄일 수 있다(1e-45). 그리고 Time 3 시점에 준비가 완료되면 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 순서대로 다중화하고 맨 마지막에 MAC CE를 넣어 MAC PDU를 완성할 수 있다(1e-50).

도 1f는 본 발명의 실시 예 1로써, MAC CE의 시작 위치를 특정하는 지시자의 존재를 명시적으로 알리는 방법을 도시한 도면이다.

단말이 상향링크 데이터 전송을 위해 MAC PDU를 전달할 때 앞서 도 1e에서 설명했듯이, MAC SDU를 수신하면 서브 헤더와 MAC SDU를 미리 프로세싱해서 준비하고, MAC CE를 생성해야 할 소정의 이유가 생기면 MAC CE를 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들의 뒤에 붙여서 MAC PDU를 생성한다. 기지국은 순서대로 MAC 서브 헤더를 디코딩한 이후에 MAC CE인지 MAC SDU인지를 확인할 수 있다. 하지만 특정 상황, 예를 들어 BSR, PHR과 같은 MAC CE는 데이터 패킷보다 먼저 처리되는 것이 좋을 수가 있다. 즉, 기지국이 MAC CE의 시작 위치를 정확하게 알게 된다면 신속한 MAC CE의 처리를 수행할 수 있다. 이런 이유로 MAC CE의 시작 위치를 특정할 수 있는 1 byte 지시자가 사용될 수 있다. 본 발명에서는 상기 1 byte의 offset indicator를 MAC PDU 제일 뒤에 위치시키는 방법에 대해 알아본다.

1f-(Format 1)에서는 본 발명에서 고려하는 전체 MAC PDU의 구성을 도시하였다. 앞서 도 1e에서 설명한 기본적인 MAC PDU구성을 따르게 되고, 추가적으로 MAC CE의 시작 위치를 명시하는 1 byte의 offset indicator (tail indicator)를 MAC PDU 제일 뒤에 위치시키고, 이를 명시적으로 알리는 방법이다. 즉, 단말은 MAC PDU 생성 시, MAC CE가 존재하면 첫 번째 MAC 서브 헤더의 소정의 비트를 1로 설정하고 tail byte를 생성할 수 있다. 만약, MAC CE가 존재하지 않으면 첫 번째 MAC 서브 헤더의 소정의 비트를 0으로 설정하고 tail byte를 미생성한다. 결과적으로 상기의 조건은 MAC PDU에 MAC CE가 포함되고 아래의 조건 1이 충족되면 tail indicator 사용하고, 아래의 조건 2가 충족되면 tail indicator 미사용하는 것으로도 정리할 수 있다. 여기서 조건 1과 조건 2는 다음과 같다.

- 조건 1: 적어도 하나 이상의 상향링크 MAC CE가 포함되며, 이 중 적어도 하나는 BSR, PHR, SPS confirmation 이다.

- 조건 2: 하나 혹은 둘의 상향링크 MAC CE가 포함되며, 상기 상향링크 MAC CE는 모두 padding BSR, truncated BSR 혹은 padding 이다.

여기서 상기의 tail indicator는 아래의 의미를 가진다.

- Tail indicator에서 시작해서 역순으로 기준 상향링크 MAC CE의 MAC 서브 헤더 시작점을 지시.

- 기준 상향링크 MAC CE는 tail indicator가 지시할 수 있는 범위 내에서 가장 앞 부분에 위치하는 MAC CE.

또한, 본 실시 예 1 에서의 1f-(Format 2-1), 1f-(Format 2-2), 1f-(Format 2-3)은 생성된 MAC PDU에 tail indicator가 존재하는지를 첫 번째 MAC 서브 헤더의 소정의 비트를 사용해서 지시하는 방법이다. 상기 1f-(Format 2-1), 1f-(Format 2-2), 1f-(Format 2-3)를 참조하면 다른 MAC 서브 헤더와 다르게 'M' 필드가 사용됨을 알 수 있다. 상기의 M 필드는 해당하는 MAC PDU에 tail indicator가 존재할 경우 1로 표시되고, tail indicator가 존재하지 않을 경우, 0으로 표시될 수 있다. 특히 상기의 M 필드는 MAC PDU의 첫 번째 MAC 서브 헤더에만 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기의 첫 번째 MAC 서브 헤더의 M 필드는 이후 다른 MAC 서브 헤더에서 R 필드로 사용된다.

도 1g는 본 발명의 실시 예 2로써, MAC CE의 시작 위치를 특정하는 지시자의 존재를 암시적으로 알리는 방법을 도시한 도면이다.

상기의 실시 예 1 (도 1f)에서는 단말은 MAC PDU 생성 시, MAC CE가 존재하면 첫 번째 MAC 서브 헤더의 소정의 비트를 1로 설정하고 tail byte를 생성하였다. 하지만 이럴 경우 MAC PDU의 서브 헤더들간의 통일성이 깨지게 된다. NR에서는 MAC SDU들과 해당하는 MAC 서브 헤더를 미리 만들어 놓을 수 있기 때문에 하드웨어 가속을 통한 구현 능력의 향상을 위해서는 통일된 MAC 서브 헤더를 가지는 것이 유리하다. 상기의 이유로 실시 예 1 (도 1f)과 달리, 본 실시 예 2에서는 첫 번째 MAC 서브 헤더에 M 필드를 사용하지 않고 암시적인 조건들을 정의해서 tail indicator가 존재함을 알 수 있도록 한다.

1g-(Format 1-1)는 본 발명에서 고려하는 전체 MAC PDU의 구성을 도시하였다. 앞서 도 1e에서 설명한 기본적인 MAC PDU구성을 따르게 되고, 추가적으로 MAC CE의 시작 위치를 명시하는 1 byte의 offset indicator (tail indicator)를 MAC PDU 제일 뒤에 위치시키고, 이를 암시적으로 알리는 방법이다. 즉, 단말은 아래와 같은 소정의 조건 충족 여부에 따라 tail indicator를 포함할 지 결정한다.

1. 첫 번째 MAC element가 MAC CE인 경우에는 tail byte가 존재하지 않음 (1g-(Format 2-1))

2. 메시지 3(msg3)에는 tail byte가 존재하지 않음(1g-(Format 2-2))

3. MAC PDU의 크기가 소정의 기준 값 이하인 경우에는 tail byte 존재하지 않음 (1g-(Format 2-3))

상기의 첫 번째 조건(1g-(Format 2-1))은 MAC CE로만 구성된 MAC PDU의 경우에는 MAC CE의 기준 위치를 특정하는 것이 의미가 없기 때문에 tail indicator를 생략할 수 있다. 상기의 두 번째 조건(1g-(Format 2-2))은 msg3의 경우에는 일반적으로 고정된 크기의 CCCH SDU 혹은 C-RNTI, BSR, PHR 등과 같은 MAC CE들이 사용될 수 있다. 상기의 msg3의 경우에는 기지국이 단말이 전송하는 MAC PDU의 종류를 예상할 수 있기 때문에 MAC CE의 기준 위치를 알릴 필요가 없다. 상기의 세 번째 조건(1g-(Format 2-3))은 미리 설정된 임계값 이하의 사이즈를 가지는 MAC PDU에 대해서는 tail indicator를 생략하는 방법이다. 이는 사이즈가 작은 MAC PDU의 경우에는 tail indicator를 지정해서 MAC CE의 위치를 확인하고 처리하는 것에 비해 순서대로 처리하는 것이 크게 차이가 나지 않게 되고, tail indicator를 포함하는 것이 load를 추가하는 역할을 할 수가 있다.

하지만 (1g-(Format 1-2))에서의 경우처럼 임계값 이상의 사이즈를 가지는 MAC PDU에 대해서 tail indicator를 포함해야 한다면, 해당 MAC PDU에 MAC CE가 존재하지 않는 경우 이를 지시하는 방법에 대해서도 정의해야 한다. 예를 들어 '00000000'이 MAC CE가 존재하지 않음을 나타내도록 설정하여 사용할 수 있다. 상기의 값 이외의 다른 값을 매핑해서 사용할 수도 있다. 상기의 경우는 tail indicator는 항상 MAC CE가 존재하는 경우에만 포함한다는 조건이 붙으면 사용되지 않을 수도 있다(1g-(Format 1-2)). 즉, 이경우에는 MAC PDU의 사이즈가 미리 설정된 임계값 이상이지만 MAC CE가 존재하지 않기 때문에 tail indicator를 포함하지 않는다.

본 실시 예 2의 경우도 앞선 실시 예 1과 같이 MAC PDU에 MAC CE가 포함되고 아래의 조건 1이 충족되면 tail indicator 사용하고, 아래의 조건 2가 충족되면 tail indicator 미사용하는 것으로도 정리할 수 있다. 여기서 조건 1과 조건 2는 다음과 같다.

여기서 상기의 tail indicator는 아래의 의미를 가진다.

본 실시 예 2에서는 앞서 설명했듯이, 모든 MAC 서브 헤더가 같은 포맷을 가질 수 있다. 즉, 첫 번째 MAC 서브 헤더에 M 필드가 존재하지 않는다.

도 1h는 본 발명에서 단말이 상향링크 MAC CE의 기준 위치를 특정하는 지시자를 포함한 MAC PDU를 생성하고, 기지국에 전달하는 전체 동작을 도시한 도면이다.

단말(1h-01)은 기지국(1h-02)과 전송할 데이터 발생과 같은 RRC 연결 설정의 필요성이 발생해서(1h-05), 기지국에 랜덤 액세스를 수행한다. 먼저 단말은 랜덤액세스 절차를 수행하기 위해 프리앰블을 메시지 1에서 전송한다(1h-10). 기지국은 메시지 1에서 받은 프리앰블에 따라 자원 할당이 가능하면 그에 상응하는 상향링크 자원을 메시지 2에서 단말에게 할당하여 준다(1h-15). 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 메시지 3에 RRCConnectionRequest 등과 같은 CCCH SDU를 실어서 기지국으로 전송한다(1h-20). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 만약, 단말이 이미 연결 상태의 경우였다면 RRCConnectionReestablishmentRequest 메시지가 전달될 수 있다. 혹은 C-RNTI, BSR, PHR 등과 같은 MAC CE들이 전송될 수 있다. 단말은 1h-20 단계에서 상기의 메시지 혹은 MAC CE를 포함하는 MAC PDU를 생성해서 메시지 3을 전송할 수 있고, 상기의 MAC PDU는 상향링크 MAC CE의 기준 위치를 특정하는 tail indicator를 포함하지 않는다. 이후 기지국은 단말에게 RRC 연결 설정을 포함한 메시지 4를 전달하고, 단말의 상향링크 데이터 패킷 전송에 해당하는 상향링크 자원을 할당한다. 상기 자원 할당은 PDCCH를 통해 단말 특정의 C-RNTI로 masking하여 전달한다.

단말은 기지국으로부터 상향링크 자원 할당을 받으면, 해당 자원에 전달할 수 있는 MAC PDU를 생성시킨다. 즉, 단말의 MAC 장치가 상향 링크 전송 자원을 수신하면, 그 크기를 확인하고, LCP(Logical channel prioritization) 절차를 수행하고, 각 로지컬 채널 별로 전송 자원을 할당할 수 있다. 그러면 MAC 장치는 상기에서 각 로지컬 채널 별로 미리 구성해두었던 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 로지컬 채널 별로 할당된 전송 자원의 크기에 맞게 순서대로 다중화할 수 있다. 만약 어떤 로지컬 채널에 할당된 전송 자원보다 미리 구성해 놓은 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들의 크기가 더 크다면, MAC 장치는 해당 RLC PDU에 대해 RLC 장치에게 분해를 요청할 수 있다. 그러면 RLC 장치는 해당 RLC PDU를 분해(segmentation)하고 새로 구성한 RLC PDU들을 MAC 장치에게 전달하고, MAC 장치는 다시 MAC 서브 헤더들을 구성하여 상기 각 로지컬 채널의 전송 자원에 맞게 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 구성하여 MAC PDU의 구성을 완료할 수 있다. 만약 MAC CE를 생성해야 할 소정의 이유가 생기면(예를 들면 BSR 혹은 PHR 혹은 RRC 계층의 지시로 또 다른 MAC CE를을 보내야 하는 경우) MAC 장치는 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들로 MAC PDU를 구성하면서 MAC CE를 동시에 병렬적으로 생성하여 프로세싱 시간을 줄일 수 있다. 그리고 준비가 완료되면 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 순서대로 다중화하고 맨 마지막에 MAC CE를 넣어 MAC PDU를 완성할 수 있다. 또한, 소정의 조건에 따라 상기 상향링크 MAC CE의 기준 위치를 특정하는 tail indicator를 MAC PDU의 제일 뒤에 추가한다. 아래와 같이 MAC PDU 생성을 정리할 수 있다(1h-35).

- 상향링크 MAC CE가 포함되지 않거나, 미리 설정된 MAC PDU 사이즈 임계값보다 MAC PDU 사이즈가 작거나, 제 2 UL MAC CE만 포함되거나, MAC SDU 없이 상향링크 MAC CE만 포함될 경우 Tail indicator를 미포함해서 MAC PDU 생성

- 적어도 하나 이상의 제 1 UL MAC CE와 MAC SDU가 포함될 경우 Tail indicator 포함해서 MAC PDU 생성.

여기서 제 1 UL MAC CE는 BSR, PHR, SPS confirmation 등 MAC PDU 생성 전 이미 전송이 결정된 MAC CE를 의미하고, 제 2 UL MAC CE: Padding BSR, truncated BSR, padding MAC CE 등 패딩 공간 발생 시에만 전송되는 MAC CE를 의미한다.

또한, MAC PDU 생성 방법에 따라 앞서 설명한 실시 예 1과 같이 명시적으로 tail indicator를 MAC PDU의 첫 번째 MAC 서브 헤더에 표기하거나, 실시 예 2에서처럼 암시적인 조건에 대해서만 tail indicator가 포함된다고 약속할 수 있다. 이후, 단말은 생성된 MAC PDU를 기지국에게 전달한다(1h-40).

도 1i는 본 발명에서의 단말 동작을 나타낸 도면이다.

단말은 먼저 기지국과 RRC 연결 설정이 필요할 경우(1i-05), 랜덤 액세스 과정을 통해 RRC 연결을 수립한다(1i-10). 만약 단말이 MAC PDU를 생성하고자 하는데 msg3일 경우(1i-15)에는 단말은 Tail indicator 포함하지 않고 MAC PDU를 생성하고(1i-20), msg3가 아닐 경우에는 단말은 다른 Tail indicator 포함조건을 만족할 경우, tail indicator를 포함해서 MAC PDU를 생성한다. 즉 1i-25 단계에서 단말은 msg4를 수신함으로써 RRC 연결을 설정하고, 보내고자 하는 데이터에 대한 BSR 응답으로 기지국으로부터 상향링크 자원할당을 받는다(1i-30). 이후 MAC PDU 생성 조건에 따라 tail indicator를 포함할지 여부를 결정(1i-40, 1i-50)해서 MAC PDU를 전송한다(1i-45, 1i-55). 상기의 MAC PDU 생성 조건은 아래와 같다.

도 1j은 본 발명에서 단말의 세부 장치들을 나타내고 설명한 도면이다.

도 1j에서 단말은 로지컬 채널 별로 PDCP 장치(1j-05)들과 RLC 장치(1j-10)들을 가질 수 있다. 상위 계층 혹은 장치로부터 IP 패킷들이 PDCP 장치로 들어오면 PDCP 장치는 IP 패킷의 헤더를 압축하고 암호화한 후에 PDCP 헤더를 붙이고, RLC 장치로 PDCP PDU를 전달한다. 상기에서 PDCP 장치는 여러 개의 IP 패킷을 동시에 처리하여 병렬적으로 여러 개의 PDCP PDU를 RLC 장치에게 전달할 수 있다. 본 발명에서 RLC 장치들은 단말이 상향 링크 전송 자원(UL grant)을 할당받지 않았더라도 미리 PDCP PDU를 처리하고 MAC 장치로 전달할 수 있다(pre-processing). 상기에서 RLC 장치의 RLC 제어부(1j-12)는 PDCP PDU의 크기를 판단하여 MAC 장치에서 지원하는 L 필드의 길이로 지원이 불가능한 경우, RLC 분해 및 조립부(segmentation/reassembly)에 지시하여 분해(segmentation)를 수행할 수 있다. 예를 들어, MAC 장치에서 L필드가 11비트를 지원하는 경우, 2048바이트까지 크기를 지시할 수 있으므로, RLC 헤더와 RLC SDU(PDCP PDU)의 크기가 4000바이트라면 RLC 제어부(1j-12)가 RLC 분해 및 조립부(1j-14)에 지시하여 분해를 수행하고, 2048바이트를 가지는 RLC PDU와 4000바이트에서 2048바이트를 차감한 나머지 바이트에 대해서 RLC PDU를 만들어 MAC 장치로 전달할 수 있다. 상기에서 RLC 장치는 여러 개의 PDCP PDU를 동시에 처리하여 병렬적으로 여러 개의 RLC PDU를 MAC 장치에게 전달할 수 있다. MAC 장치(1j-20)는 상기 서로 다른 로지컬 채널의 RLC 장치들로부터 RLC PDU들을 수신하면 MAC 장치의 MAC 제어부(1j-25)는 다중화 장치(multiplexing, 1j-30) 혹은 기타 장치들(1j-40)에게 지시하여 로지컬 채널 별로 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 미리 구성해놓고 버퍼(1j-45)에 저장해 놓을 수 있다(pre-processing). 상기에서 각 로지컬 채널 별로 미리 구성해놓을 수 있는 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들의 크기는 최대 전송 가능한 전송 블록(maximum TB(Transport Block))의 크기만큼일 수 있다. 상기에서 MAC 장치는 데이터를 전송하기 위해 기지국에게 스케쥴링을 요청하고 BSR(Buffer Status Report)를 보내고 상향 링크 전송 자원을 할당 받을 수 있다. 상기에서 단말의 MAC 장치가 상향 링크 전송 자원을 수신하면, 그 크기를 확인하고, MAC 제어부(1j-25)가 LCP(Logical channel prioritization) 장치(1j-35)에게 지시하여 LCP 절차를 수행하고, 각 로지컬 채널 별로 전송 자원을 할당할 수 있다. 그러면 MAC 제어부(1j-25)는 다중화 장치(1j-25)에게 지시하여 상기에서 각 로지컬 채널 별로 미리 구성해두었던 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 로지컬 채널 별로 할당된 전송 자원의 크기에 맞게 순서대로 다중화할 수 있다. 만약 어떤 로지컬 채널에 할당된 전송 자원보다 미리 구성해 놓은 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들의 크기가 더 크다면, MAC 제어부(1j-25)는 해당 RLC PDU에 대해 RLC 제어부(1j-12) 분해를 요청할 수 있다. 그러면 RLC 제어부(1j-12)는 RLC 분해 및 조립부(1j-14)에게 해당 RLC PDU의 분해(segmentation)를 요청하고 분해되고(segment) 새로 구성된 RLC PDU들을 MAC 장치에게 전달하고, MAC 장치는 다시 MAC 서브 헤더들을 구성하여 상기 각 로지컬 채널의 전송 자원에 맞게 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들을 구성하여 MAC PDU의 구성을 완료할 수 있다. MAC 장치는 MAC PDU의 앞에서부터 먼저 구성된 MAC 서브 헤더와 MAC SDU의 경우, 먼저 PHY 장치(1j-50)로 보내어 PHY 장치의 프로세싱을 먼저 수행하도록 할 수 있다. 수신단에서는 MAC 장치(1j-20)에서 MAC PDU 앞에서부터 먼저 처리한 MAC 서브헤더와 MAC SDU의 경우, 먼저 RLC 장치(1j-10)로 보내어 RLC 장치의 프로세싱을 먼저 수행하도록 할 수 있다. 상기에서 MAC 장치는 병렬적으로 여러 개의 MAC 서브 헤더들과 MAC SDU들를 동시에 처리하여 병렬적으로 여러 개를 동시에 PHY 장치 혹은 RLC 장치에게 전달할 수 있다. 또한 상기 MAC에서는 소정의 규칙을 적용해서 상향링크 MAC PDU 생성 시 상향링크 MAC CE의 기준 시작 위치를 지시하는 tail indicator를 포함할 수 있다.

도 1k은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1k-10), 기저대역(baseband)처리부(1k-20), 저장부(1k-30), 제어부(1k-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(1k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1k-10)는 상기 기저대역처리부(1k-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1k-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1k-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1k-20)은 상기 RF처리부(1k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(1k-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1k-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1k-30)는 상기 제어부(1k-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1k-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1k-40)는 상기 기저대역처리부(1k-20) 및 상기 RF처리부(1k-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1k-40)는 상기 저장부(1k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1k-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1k-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 1l는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1l-10), 기저대역처리부(1l-20), 백홀통신부(1l-30), 저장부(1l-40), 제어부(1l-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(1l-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1l-10)는 상기 기저대역처리부(1l-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1l-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1l-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1l-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(1l-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1l-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(1l-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1l-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1l-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1l-40)는 상기 제어부(1l-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1l-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1l-50)는 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1l-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1l-50)는 상기 저장부(1l-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1l-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제2 실시예>

도 2a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 2a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(2a-05, 2a-10, 2a-15, 2a-20)과 MME (2a-25, Mobility Management Entity) 및 S-GW(2a-30, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(2a-35)은 ENB(2a-05 ~ 2a-20) 및 S-GW(2a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 2a에서 ENB(2a-05 ~ 2a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(2a-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(2a-05 ~ 2a-20)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(2a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(2a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.

도 2b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP (Packet Data Convergence Protocol 2b-05, 2b-40), RLC (Radio Link Control 2b-10, 2b-35), MAC (Medium Access Control 2b-15, 2b-30)으로 이루어진다. PDCP (Packet Data Convergence Protocol)(2b-05, 2b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(2b-10, 2b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

MAC(2b-15, 2b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

물리 계층(2b-20, 2b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

도 2c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 2c을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 혹은 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(2c-10) 과 NR CN (2c-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(2c-15)은 NR gNB(2c-10) 및 NR CN (2c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 2c에서 NR gNB(2c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR gNB는 NR UE(2c-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(2c-10)가 담당한다. 하나의 NR gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (2c-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (2c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (2c-30)와 연결된다.

도 2d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .

도 2d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(2d-05, 2d-40), NR RLC(2d-10, 2d-35), NR MAC(2d-15, 2d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (2d-05, 2d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능 (Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 순서를 고려하지 않고, 바로 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC(2d-10, 2d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

NR MAC(2d-15, 2d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

NR PHY 계층(2d-20, 2d-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.

도 2e는 본 발명에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하여 네트워크와 연결을 설정하는 절차를 설명한 도면이다.

도 2e에서 기지국은 RRC 연결 모드에서 데이터를 송수신하는 단말이 소정의 이유로 혹은 일정 시간 동안 데이터의 송수신이 없으면 RRCConnectionRelease 메시지를 단말에게 보내어 단말을 RRC 유휴모드로 전환하도록 할 수 있다(2e-01). 추후에 현재 연결이 설정되어 있지 않은 단말 (이하 idle mode UE)은 전송할 데이터가 발생하면 기지국과 RRC connection establishment과정을 수행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정을 통해서 기지국과 역방향 전송 동기를 수립하고 RRCConnectionRequest 메시지를 기지국으로 전송한다 (2e-05). 상기 메시지에는 단말의 식별자와 연결을 설정하고자 하는 이유(establishmentCause) 등이 수납된다. 기지국은 단말이 RRC 연결을 설정하도록 RRCConnectionSetup 메시지를 전송한다(2e-10). 상기 메시지에는 각 서비스/베어러/각 RLC 장치 혹은 로지컬 채널 별로 RLC UM 모드를 사용할 때 사용될 RLC 일련번호의 길이, 분할(segmentation) 동작을 수행할 때 적용되는 SO 필드의 길이, RLC UM 모드에서 수신단에서 타이머(reassembly timer)를 사용할 경우, 타이머 값, complete RLC PDU에 대해서 RLC 일련번호를 사용할지 말지를 지시하는 지시자, RLC UM 모드에서 송신단에서 사용할 VT(S) 변수를 설정하는 정보, 초기값, 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 RRC 연결 구성 정보 등이 수납된다. RRC 연결은 SRB (Signaling Radio Bearer)라고도 하며, 단말과 기지국 사이의 제어 메시지인 RRC 메시지 송수신에 사용된다. RRC 연결을 설정한 단말은 RRCConnetionSetupComplete 메시지를 기지국으로 전송한다 (2e-15). 상기 메시지에는 단말이 소정의 서비스를 위한 베어러 설정을 MME에게 요청하는 SERVICE REQUEST라는 제어 메시지가 포함되어 있다. 기지국은 RRCConnetionSetupComplete 메시지에 수납된 SERVICE REQUEST 메시지를 MME로 전송하고 (2e-20), MME는 단말이 요청한 서비스를 제공할지 여부를 판단한다. 판단 결과 단말이 요청한 서비스를 제공하기로 결정하였다면 MME는 기지국에게 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST라는 메시지를 전송한다(2e-25). 상기 메시지에는 DRB (Data Radio Bearer) 설정 시 적용할 QoS (Quality of Service) 정보, 그리고 DRB에 적용할 보안 관련 정보 (예를 들어 Security Key, Security Algorithm) 등의 정보가 포함된다. 기지국은 단말과 보안을 설정하기 위해서 SecurityModeCommand 메시지(2e-30)와 SecurityModeComplete 메시지(2e-35)를 교환한다. 보안 설정이 완료되면 기지국은 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송한다(2e-40). 상기 메시지에는 각 서비스/베어러/각 RLC 장치 혹은 로지컬 채널 별로 RLC UM 모드를 사용할 때 사용될 RLC 일련번호의 길이, 분할(segmentation) 동작을 수행할 때 적용되는 SO 필드의 길이, RLC UM 모드에서 수신단에서 타이머(reassembly timer)를 사용할 경우, 타이머 값, complete RLC PDU에 대해서 RLC 일련번호를 사용할지 말지를 지시하는 지시자, RLC UM 모드에서 송신단에서 사용할 VT(S) 변수를 설정하는 정보, 초기값, 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 메시지에는 사용자 데이터가 처리될 DRB의 설정 정보가 포함되며, 단말은 상기 정보를 적용해서 DRB를 설정하고 기지국에게 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송한다(2e-45). 단말과 DRB 설정을 완료한 기지국은 MME에게 INITIAL CONTEXT SETUP COMPLETE 메시지를 전송하고 (2e-50), 이를 수신한 MME는 S-GW와 S1 베어러를 설정하기 위해서 S1 BEARER SETUP 메시지와 S1 BEARER SETUP RESPONSE 메시지를 교환한다(2e-055, 2e-60). S1 베어러는 S-GW와 기지국 사이에 설정되는 데이터 전송용 연결이며 DRB와 1대 1로 대응된다. 상기 과정이 모두 완료되면 단말은 기지국과 S-GW를 통해 데이터를 송수신한다(2e-65, 2e-70). 이처럼 일반적인 데이터 전송 과정은 크게 RRC 연결 설정, 보안 설정, DRB설정의 3단계로 구성된다. 또한 기지국은 소정의 이유로 단말에게 설정을 새로 해주거나 추가하거나 변경하기 위해서 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 전송할 수 있다(2e-75). 상기 메시지에는 각 서비스/베어러/각 RLC 장치 혹은 로지컬 채널 별로 RLC UM 모드를 사용할 때 사용될 RLC 일련번호의 길이, 분할(segmentation) 동작을 수행할 때 적용되는 SO 필드의 길이, RLC UM 모드에서 수신단에서 타이머(reassembly timer)를 사용할 경우, 타이머 값, complete RLC PDU에 대해서 RLC 일련번호를 사용할지 말지를 지시하는 지시자, RLC UM 모드에서 송신단에서 사용할 VT(S) 변수를 설정하는 정보, 초기값, 등의 정보를 포함할 수 있다.

도 2f는 본 발명에서 RLC 계층에서 적용될 수 있는 분할(Segmentation) 동작을 나타낸 도면이다.

본 발명에서는 RLC 계층에서 상위 계층으로부터 수신한 패킷에 대해 SO(segment offset)기반으로 분할(segmentation) 동작을 수행하는 절차 및 방법을 적용할 수 있다. 상기 제안 방법은 처음 전송하는 경우와 재전송하는 경우에 분할 동작을 수행할 때 각각을 구분하지 않고 통합된 분할 동작을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 RLC 계층에서 concatenation을 수행하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 RLC 헤더에 SI 필드를 도입하여 RLC 헤더 뒤에 데이터 부분인 RLC SDU가 분할(segmentation)이 되지 않은 완전한 RLC SDU인지 혹은 분할이 된 맨 앞의 RLC SDU segment인지 혹은 분할이 된 중간의 RLC SDU segment인지 혹은 분할이 된 마지막의 RLC SDU segment인지를 구분할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 RLC 헤더에 길이를 지시하는 Length 필드가 없는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 2f에서 RLC 계층은 상위 계층인 PDCP 계층으로부터 PDCP PDU(RLC SDU, 2f-05)를 전달받는다. 상기 RLC SDU은 MAC 계층이 지시한 크기로 가공될 수 있으며, 분할된 경우, 헤더의 분할 정보를 포함하여 구성하고 RLC PDU를 구성할 수 있다. 상기 RLC PDU는 RLC 헤더와 RLC payload (RLC SDU)로 구성된다. 상기 RLC 헤더에는 상기 RLC PDU의 성격(데이터 혹은 제어정보)과 분할 정보를 포함할 수 있으며, D/C 필드, P 필드, SI 필드, SN 필드, SO 필드를 포함할 수 있다. 상기에서 ARQ를 지원하지 않는 RLC UM 모드에서는 P 필드가 없고, 예약 필드로 대치될 수 있다.

D/C (Data/Control) 필드는 1 비트로, 구성되는 RLC PDU가 control PDU인지 혹은 data PDU인지를 지시하는데 이용된다.

Value	Description
0	Control PDU
1	Data PDU

SN (Sequence Number) 필드는 RLC PDU의 일련 번호를 나타내며, 소정의 길이를 가질 수 있다. 예를 들면 12비트 혹은 18비트의 길이를 가질 수 있다.

SO (Segment Offset) 필드는 RLC SDU segment가 원래 RLC SDU의 어느 위치에서 분할되었는지를 지시하며 분할된 세그먼트의 첫 바이트를 지시하는데 이용된다.

P 필드는 송신단에서 polling을 트리거링하는 조건이 발생하는 경우, P필드를 1로 설정하여 수신단에서 RLC 상태 보고(RLC Status report)를 수행하도록 할 수 있다. 즉, 지금까지 받은 RLC PDU들에 대한 ACK/NACK 정보를 송신단에 전달할 수 있도록 한다.

2f-05의 RLC SDU를 RLC 계층이 수신하면 RLC 계층은 상기 RLC SDU에 바로 RLC SN을 삽입하고 RLC 헤더를 생성하고 RLC PDU를 만들 수 있다. 소정의 이유로 분할(segmentation) 동작이 필요하면 2f-10 혹은 2f-15와 같이 SI필드를 업데이트하고 SO필드를 RLC 헤더에 추가하여 RLC PDU를 각각 생성할 수 있다. 즉, 분할 동작 후에 소정의 조건에 따라서 분할된 segment에 SO필드가 추가될 수도 있고, 추가되지 않을 수도 있다. 상기 소정의 조건은 하기에 설명할 SI 필드에 따라서 결정된다. 상기에서 분할 동작이 필요한 소정의 이유는 MAC 계층에서 할당해준 전송자원의 크기보다 현재 생성해놓은 MAC 서브헤더와 MAC SDU의 크기가 커서 RLC 계층으로 특정 MAC SDU(RLC PDU)에 대해 분할 동작이 요청된 경우일 수 있다. 상기에서 SN (Sequence Number) 필드는 RLC PDU의 일련 번호이며, 혹은 필요하거나 설정된 경우, PDCP SN을 재사용할 수도 있다. SO (Segment Offset) 필드는 소정의 길이를 갖는 필드로 처음 전송시 분할된 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 첫 번째 바이트가 원래 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 몇 번째 바이트인지를 나타낼 수 있으며, 재전송시에도 재분할(Re-segmentation)된 RLC PDU 데이터 필드의 첫 번째 바이트가 원래 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 몇 번째 바이트인지를 나타낼 수 있다. 상기에서 SO 필드의 길이(Length)는 RRC 메시지(예를 들면 RRCConnectionSetup 혹은 RRCConnectionReconfiguration 메시지, 2e-10, 2e-40, 2e-75)에 의해 설정될 수 있다. 상기에서 SI(Segmentation Information) 필드는 다음과 같이 정의될 수 있으며 혹은 다른 이름으로 명명될 수 있다.

Value	Description
00	A complete RLC PDU
01	First segment of a RLC PDU
10	Last segment of a RLC PDU
11	Middle segment of a RLC PDU

SI 필드가 00인 경우, segmentation 되지 않은 완전한 RLC PDU를 나타내며, 이 경우 RLC 헤더에 SO필드가 필요 없다. SI 필드가 01인 경우, segmentation 된 맨 앞의 RLC PDU segment를 나타내며, 이 경우 RLC 헤더에 SO필드가 필요없다. 왜냐하면 첫번 째 segment의 경우 SO 필드가 항상 0을 지시하기 때문이다. SI 필드가 10인 경우, segmentation 된 마지막의 RLC PDU segment를 나타내며, 이 경우 RLC 헤더에 SO필드가 필요하다. SI 필드가 11인 경우, segmentation 된 중간의 RLC PDU segment를 나타내며, 이 경우 RLC 헤더에 SO필드가 필요하다. 상기 2비트와 4가지 정보(완전한 RLC PDU, 맨 앞의 segment, 마지막의 segment, 중간의 segment)의 맵핑 관계는 총 4x3x2x1 = 24가지를 가질 수 있고 상기는 그 중 한 가지 예를 나타낸 것이다. 본 발명은 상기 24가지 맵핑의 경우를 모두 포함한다. 만약 상기에서 2f-10와 2f-15의 RLC PDU들이 전송에 실패한 경우, 재전송을 수행할 수 있으며, 이 때 전송 자원이 부족하다면 2f-20, 2f-25, 2f-30과 같이 Re-segmentation 될 수 있다. 상기 Re-segmentation 될 때 새로 생성된 RLC PDU들(2f-20, 2f-25, 2f-30)의 SI 필드와 SO 필드가 업데이트 될 수 있다. 2f-20의 경우, 맨 앞의 segment이므로 SI를 01로 업데이트하고, SO 필드는 필요 없다.

2f-25의 경우, 중간의 segment이므로 SI를 11로 업데이트하고, SO 필드를 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 첫 번째 바이트가 원래 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 몇번째 바이트인지를 나타낼 수 있도록 300으로 업데이트 한다. 2f-30의 경우, 마지막 segment이므로 SI를 10로 업데이트하고, SO 필드를 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 첫 번째 바이트가 원래 RLC PDU 데이터 필드 (RLC SDU)의 몇번째 바이트인지를 나타낼 수 있도록 600으로 업데이트 한다.

RLC 계층은 RLC AM(Acknowledged Mode) 모드와 RLC UM(Unacknowledged Mode) 모드와 RLC TM(Transparent Mode) 모드에서 동작할 수 있다. RLC AM 모드에서 RLC 계층은 ARQ 기능을 지원하며, 송신단은 수신단으로부터 RLC 상태 보고(RLC Status Report)를 수신할 수 있고, 상기 상태 보고를 통해 NACK을 받은 RLC PDU들에 대해서 재전송을 수행할 수 있다. 따라서 에러가 없는 신뢰성 있는 데이터의 전송을 보장한다. 따라서 높은 신뢰성이 요구되는 서비스에 적합하다. 반면에 RLC UM 모드에서는 ARQ 기능을 지원하지 않는다. 따라서 RLC 상태 보고를 받지 않으며, 재전송 기능도 없다. RLC UM 모드에서 송신단의 RLC 계층은 상향 링크 전송 자원을 수신하면 상위 계층에서 수신한 PDCP PDU(RLC SDU)들을 연접하여 계속하여 하위 계층으로 전달하는 역할을 수행한다. 따라서 전송 지연(delay) 없이 지속적인 데이터 전송이 가능하며, 전송 지연에 민감한 서비스에 유용할 수 있다. RLC TM 모드에서 RLC 계층은 상위 계층으로부터 수신한 PDCP PDU들을 아무런 처리를 수행하지 않고 바로 하위 계층으로 보낸다. 즉, RLC 계층의 TM 모드에서 상위 계층으로부터 데이터는 RLC 계층에서 투명하게(Transparent) 하위 계층으로 전달된다. 따라서 CCCH(Common control channel)과 같은 공용 채널을 통해 전송되는 시스템 정보나 페이징 메시지 등을 보낼 때 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에서는 RLC UM 모드에서 RLC 계층 동작을 제안한다. 즉, RLC UM 모드에서 적용될 수 있는 헤더 구조를 제안하고, 효율적인 송신단과 수신단 동작을 제안한다.

도 2g는 본 발명에서 RLC UM 모드에서 적용 가능한 RLC 헤더 구조를 나타낸다.

도 2g는 본 발명에서 RLC UM 모드(ARQ를 지원하지 않는 경우)를 사용할 경우, 상기 도 2f에서 설명한 SO 필드 및 SI 필드 기반 분할 동작에서 6비트 혹은 12비트 길이의 일련번호를 사용할 때의 RLC 헤더 구조를 나타낸다.

상기 RLC 헤더 구조는 도 2f에서 설명한 필드들 중에 일부 혹은 또 다른 새로운 필드를 포함할 수 있으며, 서로 다른 RLC 일련번호 길이, SO 필드 길이 등 각 필드들의 길이에 따라 그리고 각 필드들의 위치에 따라 서로 다른 구조를 가질 수 있다. R은 예약된 비트를 말하며, 상기 RLC 헤더 구조는 RF 필드와 FI 필드 혹은 E 필드가 없는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 처음 전송하는 경우와 재전송하는 경우의 RLC 헤더를 서로 구분하지 않고 통합된 헤더를 쓰는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기에서 SI 필드는 도 2f에서 설명한 바와 같이 분할 동작이 수행되지 않은 완전한 RLC SDU(complete RLC PDU)와 분할 동작이 수행된 첫 번째 segment, 중간 segment, 마지막 segment를 지시해주는 역할을 한다. 도 2f에서 설명한 것처럼 분할동작이 수행되지 않은 complete RLC SDU와 분할동작이 수행된 첫 번째 segment에 대해서는 SO 필드가 필요 없기 때문에 RLC 헤더를 2g-10 (6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2g-20 (12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)의 포맷으로 사용할 수 있다. 하지만 분할동작이 수행되어 만들어진 중간 segment와 마지막 segment들에는 SO필드로 오프셋을 지시하여야 하기 때문에 2g-15(6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2g-25(12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)와 같은 RLC 헤더 포맷을 사용할 수 있다.

상기에서 Complete RLC PDU(분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU)에 대해서는 RLC 일련번호가 필요 없다. RLC 일련번호가 필요한 이유는 여러 가지가 있다. 즉, 순서 재정렬, 중복 체크, 유실 패킷 탐지 및 ARQ 기능 지원, 분할된 segment 재조립을 위해서 RLC 일련번호가 필요하다. 하지만 차세대 이동 통신 시스템에서는 RLC 계층에서 순서 재정렬을 수행할 필요가 없으며, 중복 체크는 PDCP 계층에서 대신하여 수행할 수 있으며, RLC UM 모드에서는 유실 패킷 탐지 및 ARQ 기능이 지원되지 않는다. 따라서 RLC 일련번호는 분할된 RLC PDU segment에만 필요하다. 따라서 Complete RLC PDU에서는 RLC 일련번호가 필요없을 수 있다.

본 발명에서는 Complete RLC PDU에서는 RLC 일련번호를 사용하지 않고, 2g-05와 같은 헤더 포맷을 사용하는 것을 제안한다(만약 MAC 계층의 MAC 서브헤더에서 RLC SN의 존재여부 혹은 RLC 헤더 유무를 1비트 지시자로 지시해준다면 Complete RLC PDU에 대해서는 2g-05와 같은 헤더 포맷을 사용하지 않고, RLC 헤더 자체를 생략할 수 있다. 수신단에서는 MAC 서브헤더의 지시자를 확인하고, RLC 헤더가 없으며, Complete RLC PDU인지를 알 수 있다). 즉, 송신단에서 분할 동작을 수행하지 않은 RLC PDU에 대해서는 2g-05의 헤더의 SI 필드를 00으로 지시하여 complete RLC PDU임을 지시하여 RLC 일련번호가 없음을 지시할 수 있고, 수신단에서는 헤더의 SI필드를 확인하고 00이라면 RLC 일련번호가 없음을 알 수 있다. 따라서, RLC 일련번호의 길이와 상관없다. 2g-05와 같은 1 바이트 헤더를 complete RLC PDU에 대해서 사용할 수 있다. 그리고 분할 동작이 수행된 첫 번째 RLC PDU segment에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같이 SO 필드가 필요 없기 때문에 RLC 헤더를 2g-10 (6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2g-20 (12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)의 포맷으로 사용할 수 있다. 하지만 분할동작이 수행되어 만들어진 중간 segment와 마지막 segment들에는 SO필드로 오프셋을 지시하여야 하기 때문에 2g-15(6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2g-25(12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)와 같은 RLC 헤더 포맷을 사용할 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이 분할 동작이 수행된 segment 들에 대해서는 RLC 일련번호가 필요하다. 왜냐하면 RLC 일련번호가 있어야만 어떤 segment 들이 어떤 RLC 일련번호에 해당하는 segment들인지 구별할 수 있으며, 이를 기반으로 수신단에서 재조립을 수행하여 완전한 RLC PDU를 만들고 데이터 처리하여 RLC SDU를 상위 계층으로 전달할 수 있다.

상기에서 complete RLC PDU에서 RLC 일련번호를 사용할지 말지는 RRC 메시지(2e-10, 2e-40, 2e-75)로 각 베어러 별 혹은 로지컬 채널 별로 도 2e에서와 같이 설정될 수도 있다.

RLC UM 모드에서 일련번호를 사용하지 않는 제 1 실시 예는 다음과 같다.

즉, RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정한 경우에는 송신단에서 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU에 대해서는 RLC 일련번호가 없는 2g-05와 같은 1 바이트 RLC 헤더를 붙이고(RLC 헤더를 구성할 때 SI 필드를 00으로 설정하고, SO 필드를 추가하지 않은 RLC 헤더를 구성하는 동작을 수행) 하위 계층으로 전달하여 전송을 수행할 수 있다. 하지만 오버헤드를 줄이기 위해서 RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정된 경우에도 RLC SDU에 분할 동작이 수행되었다면 RLC 일련번호를 추가하고 도 2f에서 설명한 것과 같은 SI필드와 SO필드를 사용하여야 한다. 상기에서 분할된 RLC SDU에 대해서 RLC 일련번호, SI 필드, SO필드를 적용하여 RLC 헤더를 구성하는 이유는 수신단에서 분할된 RLC SDU segment들을 수신하고 이들을 재조립하여 완전한 RLC SDU를 복구할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 RLC UM 모드에서 RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정한 경우에도 분할 동작이 수행되었다면 2g-10, 2g-15, 2g-20, 2g-25와 같은 RLC 헤더가 적용되어야 한다. 즉, 첫번째 segment는 2g-10 혹은 2g-20과 같은 포맷을 사용하고, 중간 segment들과 마지막 segment는 2g-15 혹은 2g-25 포맷을 사용할 수 있다.

요약하면, 송신단에서는 RLC SDU의 분할(segmentation) 동작 수행 여부에 따라서 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU에 대해서는 RLC 일련번호가 없는 2g-05와 같은 1 바이트 RLC 헤더를 붙이고 하위 계층으로 전송하고, 분할 동작이 수행된 RLC SDU에 대해서는 상기 설명한 바와 같이 분할된 segment의 종류(첫 번째, 중간, 마지막)에 따라서 그에 상응하는 SI 필드를 갱신하고, 중간과 마지막 segment의 경우에는 SO 필드를 추가하여 RLC 헤더를 구성하고 하위 계층으로 전달한다.

수신단에서는 RLC SDU를 수신하고, RLC 헤더에서 SI 필드를 확인하고 수신된 RLC SDU가 분할동작이 수행되지 않는 RLC SDU인지(Complete RLC SDU) 분할동작이 수신된 RLC SDU인지(segment) 구별한다. 만약 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU라면 RLC 헤더를 삭제하고 상위 계층으로 올려 보낼 수 있다. 만약 분할 동작이 수행된 RLC SDU라면 SI 필드를 확인하고, 첫번 째, 중간, 마지막 segment 중에 어느 것인지 확인하고, SO 필드 등을 고려하여 RLC 일련번호에 맞게 정리하고 윈도우 혹은 타이머에 의해서 재조립(re-assembly) 기능이 트리거링되면 재조립하여 완전한 RLC SDU를 만들고 상위 계층으로 전달하고, 재조립이 불가능하면 버린다.

상기에서 RLC UM 모드의 수신단 동작은 윈도우 기반으로 동작될 수 있고, 타이머 기반으로 동작될 수 있다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 수신단 동작의 제 1-1 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 1-1 실시 예는 윈도우를 기반으로 구동되는 수신단 동작이다.

윈도우 기반으로 동작하는 경우, 수신단에서 RLC 수신 윈도우를 운영하며, 윈도우는 RLC 일련번호의 반절의 크기로 운영될 수 있고, 윈도우의 lower edge의 경우, upper edge에서 RLC 윈도우의 크기를 차감한 일련번호로 설정될 수 있고, upper edge는 수신단 RLC 에서 수신한 가장 높은 RLC 일련번호로 설정될 수 있다. 따라서 수신한 RLC 일련번호가 윈도우 내에 RLC 일련번호들보다 높은 값을 가지면 윈도우는 그에 따라서 움직이게 된다. 수신한 RLC PDU의 일련번호가 수신한 윈도우 upper edge 보다 큰 값을 가지는 경우 윈도우는 앞으로 이동한다. 반면 수신한 RLC PDU의 일련번호가 수신한 윈도우 lower edge 보다 작은 값을 가지는 경우, 수신단 RLC 계층은 이를 버릴 수 있으며, 윈도우 내에 있는 RLC 일련번호에 대해서 중복된 RLC PDU가 수신되는지를 체크하여 버릴 수 도 있다. 그리고 윈도우 내에 있는 RLC 일련번호를 가지는 RLC PDU segment가 도착한 경우, 이를 저장하고 있다가 윈도우의 lower edge가 상기 RLC PDU segment에 해당하는 RLC 일련번호를 지나가게 되면 재조립 절차를 수행하여 완전한 RLC PDU를 생성하여 상위 계층으로 보내고, 완전한 RLC PDU를 생성하지 못하면 RLC PDU segment들을 버리는 동작을 수행할 수 있다. 그리고 수신단 RLC 계층은 SI 필드 를 확인하여 분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU 같은 경우, 바로 상위 계층으로 올려 보내며, SI 필드가 분할 동작이 수행된 RLC PDU를 지시하는 경우, 저장하고, 상기에서 설명한 것과 같이 윈도우에 의해서 재조립 절차가 트리거링(lower edge가 segment들이 가지는 RLC 일련번호보다 큰 값으로 이동) 되면 수행하고 상위 계층으로 올려 보내거나 버리는 절차를 수행한다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 수신단 동작의 제 1-2 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 1-2 실시 예는 윈도우와 타이머를 기반으로 구동되는 수신단 동작이다.

윈도우 기반으로 동작하는 경우, 수신단에서 RLC 수신 윈도우를 운영하며, 윈도우는 RLC 일련번호의 반절의 크기로 운영될 수 있고, 윈도우의 lower edge의 경우, upper edge에서 RLC 윈도우의 크기를 차감한 일련번호로 설정될 수 있고, upper edge는 수신단 RLC 에서 수신한 가장 높은 RLC 일련번호로 설정될 수 있다. 따라서 수신한 RLC 일련번호가 윈도우 내에 RLC 일련번호들보다 높은 값을 가지면 윈도우는 그에 따라서 움직이게 된다. 수신한 RLC PDU의 일련번호가 수신한 윈도우 upper edge 보다 큰 값을 가지는 경우 윈도우는 앞으로 이동한다. 반면 수신한 RLC PDU의 일련번호가 수신한 윈도우 lower edge 보다 작은 값을 가지는 경우, 수신단 RLC 계층은 이를 버릴 수 있으며, 윈도우 내에 있는 RLC 일련번호에 대해서 중복된 RLC PDU가 수신되는지를 체크하여 버릴 수 도 있다.

윈도우 내에서 하나의 타이머를 구동할 수 있다. 상기 타이머가 구동되는 시점은 다음 중에 하나 혹은 복수개가 될 수 있다.

1. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 윈도우 동작으로 유실된 패킷이 탐지된 경우, 즉, RLC 일련번호 사이에 Gap이 확인된 경우,

2. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 임의의 Segment가 도착한 경우,

3. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 임의의 segment가 도착한 경우,

4. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 segment가 순서대로 수신되지 않고, segment의 유실이 탐지된 경우, 혹은 하나의 RLC 일련번호 내에서 segment 사이에 Gap이 확인된 경우.

5. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 첫 번째 segment가 도착한 경우를 제외하고, 두 번째 segment 혹은 그 이후의 segment가 도착했는데 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없는 경우, (두 번째 segment 가 송신단에서 전송되지도 않았는데 타이머를 구동시키는 것이 바람직하지 않을 수 있으므로)

6. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 첫 번째 segment가 아닌 segment가 도착했을 경우

상기 타이머 트리거링 조건에 만족했지만 이미 타이머가 구동되고 있는 경우, 해당 segment를 버퍼에 저장하기만 한다(상기에서 순서가 맞는 segment들(혹은 유실된 segment)이 도착했지만 완전한 RLC PDU를 재조립할 수는 없는 경우, 타이머를 갱신하여 다시 시작할 수 도 있다.)

윈도우 내에 있는 RLC 일련번호를 가지는 RLC PDU segment가 도착한 경우, 이를 저장하고 있다가 윈도우의 lower edge가 상기 RLC PDU segment에 해당하는 RLC 일련번호를 지나가게 되거나, 상기 설정된 타이머가 만료한 경우, 재조립 절차를 수행하여 완전한 RLC PDU를 생성하여 상위 계층으로 보내고, 완전한 RLC PDU를 생성하지 못하면 RLC PDU segment들을 버리는 동작을 수행할 수 있다. 그리고 수신단 RLC 계층은 SI 필드 를 확인하여 분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU 같은 경우, 바로 상위 계층으로 올려 보내며, SI 필드가 분할 동작이 수행된 RLC PDU를 지시하는 경우, 저장하고, 상기에서 설명한 것과 같이 윈도우에 의해서 혹은 타이머에 의해서 재조립 절차가 트리거링(lower edge가 segment들이 가지는 RLC 일련번호보다 큰 값으로 이동) 되면 수행하고 상위 계층으로 올려 보내거나 버리는 절차를 수행한다.

타이머 기반으로 동작하는 경우, RLC UM 모드에서 수신단 RLC 계층은 타이머를 구동한다. 타이머는 여러 개를 구동할 수도 있고, 하나의 타이머를 구동할 수 있다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 송신단과 수신단 동작의 제 1-3 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 1-3 실시 예는 하나의 타이머(reassembly timer)를 기반으로 구동되는 송신단과 수신단 동작이다.

타이머를 하나만 구동하는 경우,

송신단과 수신단은 RLC UM 모드를 위한 장치(entity)를 설정한다. 그리고 송신단 RLC UM 모드 장치에서는 VT(S)라는 변수를 관리할 수 있다(다른 변수로 재사용되거나 다른 이름으로 명명될 수 있다). 상기 VT(S)라는 변수는 송신단에서 분할 동작이 수행된 segment 들에 부여하는 RLC 일련번호 값으로, 하나의 RLC PDU에 대해서 분할된 segment들은 같은 RLC 일련번호, 즉, 같은 VT(S)을 갖는다. 수신단은 기지국이 설정해준 타이머와 타이머 값을 설정할 수 있다. 상기 VT(S) 값은 초기에 0으로 설정될 수 있다.

만약 송신단에서 RLC UM 모드에서 데이터가 발생하면 RLC UM PDU를 구성하고 MAC SDU와 MAC 서브헤더도 구성해 놓을 수 있다. 이후, 송신단은 전송 자원을 확인하면 혹은 전송 자원을 수신하면 전송 자원의 크기에 따라서 RLC UM PDU들의 분할 전송 여부를 결정한다. 만약 분할 전송을 수행하지 않는 complete RLC PDU의 경우, RLC 일련번호를 포함하지 않는 1바이트 RLC 헤더를 구성하고(1g-05), VT(S) 값을 유지한다. 즉, RLC 일련번호를 할당하지 않는다. 만약 어떤 RLC PDU에 대해서 분할 전송을 수행하기로 결정하였다면 RLC 일련번호를 포함하는 헤더를 구성한다(첫 번째 segment는 1g-10, 1g-20와 같은 SO필드가 없는 헤더를 구성, 나머지 segment 들은 SO필드가 있는 1g-15, 1g-25와 같은 헤더를 구성). 상기에서 분할 전송을 수행할 때 분할 전송을 수행할 segment가 마지막 segment가 아니라면 VT(S) 값을 유지한다(추후에 전송할 segment들도 같은 RLC 일련번호 값 혹은 VT(S) 값을 할당해야 하므로). 하지만 분할 전송을 수행할 segment가 마지막 segment 라면 VT(S) 값을 할당하고 나서 VT(S) 값을 1만큼 증가시킨다(분할 동작이 수행되는 다음 RLC PDU를 위한 RLC 일련번호를 미리 설정).

수신단에서는 RLC UM PDU를 수신하고, 수신단 RLC 계층은 SI 필드를 확인하여 분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU 같은 경우, RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보내며SI 필드를 확인하여 분할 동작이 수행된 RLC PDU를 지시하는 경우, 저장하고, 타이머를 구동할 수 있다. 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 있다면 RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보낼 수 있다. 만약 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 없다면 버퍼에 저장하고, 다음에 수신된 RLC PDU를 확인하고 재조립이 시도될 때까지 저장해둘 수 있다.상기 타이머가 구동되는 시점은 다음 중에 하나 혹은 복수개가 될 수 있다.

1. (현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 유실된 패킷이 탐지된 경우,

상기에서 타이머가 만료하면 수신단은 타이머와 관련된 모든 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들을 모두 버퍼에서 폐기한다. 혹은 타이머가 만료하면 수신단은 타이머와 관련된 모든 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들에 대해서 재조립을 시도하고, 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없으면 모두 버퍼에서 폐기한다.

상기에서 타이머가 구동되지 않은 경우와 타이머가 구동되고 있는 경우, 모두에서 항상 수신단은 수신한 RLC PDU가 segment인 경우, 버퍼에 저장된 해당하는 RLC 일련번호의 segment들과 재조립을 시도할 수 있으며, 재조립하여 완전한 RLC PDU를 구성할 수 있는 경우, 바로 상위 계층으로 전달할 수 있다.

RLC UM PDU들이 수신될 때마다 상기 과정을 반복하며, 또 다시 RLC PDU segment가 도착하면 수신단 RLC 계층은 상기 트리거링 조건에 따라 타이머가 구동되고 있는 지 확인하고, 구동되지 않았다면 타이머를 다시 시작한다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 송신단과 수신단 동작의 제 1-4 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 1-4 실시 예는 복수 개의 타이머(reassembly timers)들을 기반으로 구동되는 송신단과 수신단 동작이다.

타이머를 복수 개 구동하는 경우, 각 타이머는 RLC 일련번호 별로 구동될 수 있다.

수신단에서는 RLC UM PDU를 수신하고, 수신단 RLC 계층은 SI 필드를 확인하여 분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU 같은 경우, RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보내며, SI 필드를 확인하여 분할 동작이 수행된 RLC PDU를 지시하는 경우, 저장하고, 타이머를 구동할 수 있다. 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 있다면 RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보낼 수 있다. 만약 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 없다면 버퍼에 저장하고, 다음에 수신된 RLC PDU를 확인하고 재조립이 시도될 때까지 저장해둘 수 있다.상기 타이머는 RLC 일련번호 별로 하나씩 개별적으로 구동될 수 있다. 즉 서로 다른 RLC 일련번호에 해당하는 segment가 순차적으로 수신된다면 각 RLC 일련번호에 해당하는 각 타이머가 구동될 수 있다. 상기에서 각 타이머가 구동되는 시점은 다음 중에 하나 혹은 복수개가 될 수 있다.

1. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 유실된 패킷이 탐지된 경우,

2. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 임의의 Segment가 도착한 경우,

3. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 임의의 segment가 도착한 경우,

4. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 segment가 순서대로 수신되지 않고, segment의 유실이 탐지된 경우, 혹은 하나의 RLC 일련번호 내에서 segment 사이에 Gap이 확인된 경우.

5. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 첫 번째 segment가 도착한 경우를 제외하고, 두 번째 segment 혹은 그 이후의 segment가 도착했는데 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없는 경우, (두 번째 segment 가 송신단에서 전송되지도 않았는데 타이머를 구동시키는 것이 바람직하지 않을 수 있으므로)

6. (해당 RLC 일련번호에 대해 현재 타이머가 구동되고 있지 않고) 수신한 RLC UM PDU로 하나의 RLC 일련번호 내에서 첫 번째 segment가 아닌 segment가 도착했을 경우

상기 타이머 트리거링 조건에 만족했지만 이미 해당하는 RLC 일련번호에 대해 타이머가 구동되고 있는 경우, 해당 segment를 버퍼에 저장하기만 한다(상기에서 순서가 맞는 segment들(혹은 유실된 segment)이 도착했지만 완전한 RLC PDU를 재조립할 수는 없는 경우, 타이머를 갱신하여 다시 시작할 수 도 있다.)

상기에서 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들을 모두 버퍼에서 폐기한다. 혹은 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들에 대해서 재조립을 시도하고, 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없으면 모두 버퍼에서 폐기한다.

도 2h는 본 발명에서 RLC UM 모드 단말의 송신 동작을 나타낸 도면이다.

단말(2h-01)은 RLC UM 모드에서 상위 계층에서 전달받은 RLC SDU(PDCP PDU)에 대해서 하위 계층으로부터 분할 동작을 수행해야할 필요성이 요청되면 분할 동작을 수행할 수 있다. 또한 이미 RLC 헤더를 구성해서 하위 계층으로 보낸 RLC PDU의 경우에도 하위 계층으로부터 분할 요청이 오게 되면 분할 동작을 수행하고 RLC 헤더를 새로 구성 혹은 갱신하여 다시 하위 계층으로 다시 전달해 줄 수 있다. 상기에서 단말은 RLC SDU에 대한 RLC 헤더를 구성할 때 먼저 분할 동작의 필요성 여부를 확인한다(2h-05).

만약 제 1 조건을 만족하면 단말은 제 1 동작을 수행하고(2h-10),

만약 제 2 조건을 만족하면 단말은 제 2 동작을 수행하고(2h-15),

만약 제 3 조건을 만족하면 단말은 제 3 동작을 수행하고(2h-20),

만약 제 4 조건을 만족하면 단말은 제 4 동작을 수행한다(2h-25).

상기에서 제 1 조건은 RLC SDU에 대해서 분할 동작이 필요 없는 경우여서 분할 동작을 수행하지 않은 경우를 말한다.

상기에서 제 2 조건은 RLC SDU에 대해서 분할 동작이 필요하여, 분할 동작을 수행하고나서 첫 번째 RLC SDU segment에 대해서 RLC 헤더를 구성해야 할 경우를 말한다.

상기에서 제 3 조건은 RLC SDU에 대해서 분할 동작이 필요하여, 분할 동작을 수행하고나서 첫번째와 마지막이 아닌 중간 RLC SDU segment에 대해서 RLC 헤더를 구성해야 할 경우를 말한다.

상기에서 제 4 조건은 RLC SDU에 대해서 분할 동작이 필요하여, 분할 동작을 수행하고나서 마지막 RLC SDU segment에 대해서 RLC 헤더를 구성해야 할 경우를 말한다.

상기에서 제 1 동작은 단말이 RLC 일련번호를 사용하지 않으며, 1바이트 RLC 헤더를 구성하고, 구성할 때 SI 필드를 00으로 설정하는 동작을 말한다. 그리고 현재 VT(S) 값을 유지한다.

상기에서 제 2 동작은 RLC 헤더를 구성할 때 SI 필드를 01으로 설정하고, SO 필드를 추가하지 않은 RLC 헤더를 구성하며, RLC 일련번호로 현재 VT(S) 값을 할당하는 동작을 말한다. 그리고 현재 VT(S) 값을 유지한다.

상기에서 제 3 동작은 RLC 헤더를 구성할 때 SI 필드를 11으로 설정하고, SO 필드를 추가하여 오프셋을 지시할 수 있도록 RLC 헤더를 구성하며, RLC 일련번호로 현재 VT(S) 값을 할당하는 동작을 말한다. 그리고 현재 VT(S) 값을 유지한다.

상기에서 제 4 동작은 RLC 헤더를 구성할 때 SI 필드를 10으로 설정하고, SO 필드를 추가하여 오프셋을 지시할 수 있도록 RLC 헤더를 구성하며, RLC 일련번호로 현재 VT(S) 값을 할당하는 동작을 말한다. 그리고 현재 VT(S) 값에 1을 증가시켜서 새로운 VT(S) 값으로 저장한다. 다음에 분할될 RLC PDU의 segment를 위해 RLC 일련번호를 미리 할당해놓는 것이다.

도 2i는 본 발명에서 제 1-3 실시 예와 제 1-4 실시 예에 해당하는 RLC UM 모드 단말의 수신 동작을 나타낸 도면이다.

단말(2i-01)는 한 개 혹은 복수 개의 타이머(reassembly timers)들을 기반으로 수신단 동작을 운영할 수 있다. 상기에서 타이머를 복수 개 구동하는 경우, 각 타이머는 RLC 일련번호 별로 구동될 수 있다.

단말은 RLC UM PDU를 수신하고(2i-05), 수신단 RLC 계층은 SI 필드를 확인하여(2i-10) 분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU 같은 경우, RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보내며(2i-15), SI 필드를 확인하여 분할 동작이 수행된 RLC PDU를 지시하는 경우, 저장하고, 타이머를 구동할 수 있다(2i-20). 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 있다면 RLC 계층 데이터 처리를 수행하고(헤더를 제거하고) 바로 상위 계층으로 올려 보낼 수 있다(2i-30). 만약 상기에서 수신한 segment와 버퍼에 저장되었던 segment들을 재조립하여 하나의 완전한 RLC PDU가 구성될 수 없다면 버퍼에 저장하고, 다음에 수신된 RLC PDU를 확인하고 재조립이 시도될 때까지 저장해둘 수 있다(2i-35). 상기 타이머는 복수 개를 사용하는 경우, RLC 일련번호 별로 하나씩 개별적으로 구동될 수 있다. 즉 서로 다른 RLC 일련번호에 해당하는 segment가 순차적으로 수신된다면 각 RLC 일련번호에 해당하는 각 타이머가 구동될 수 있다. 상기에서 각 타이머가 구동되는 시점은 다음 중에 하나 혹은 복수개가 될 수 있다.

상기에서 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들을 모두 버퍼에서 폐기한다. 혹은 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들에 대해서 재조립을 시도하고, 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없으면 모두 버퍼에서 폐기한다(2i-45).

도 2j에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(2j-10), 기저대역(baseband)처리부(2j-20), 저장부(2j-30), 제어부(2j-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(2j-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2j-10)는 상기 기저대역처리부(2j-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2j-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2j-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2j-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2j-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF처리부(2j-10)는 제어부의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2j-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2j-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2j-20)은 상기 RF처리부(2j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2j-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2j-20)은 상기 RF처리부(2j-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(2j-20) 및 상기 RF처리부(2j-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2j-20) 및 상기 RF처리부(2j-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2j-20) 및 상기 RF처리부(2j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(2j-20) 및 상기 RF처리부(2j-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(2j-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(2j-30)는 상기 제어부(2j-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2j-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2j-40)는 상기 기저대역처리부(2j-20) 및 상기 RF처리부(2j-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2j-40)는 상기 저장부(2j-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2j-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2j-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 2k는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(2k-10), 기저대역처리부(2k-20), 백홀통신부(2k-30), 저장부(2k-40), 제어부(2k-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(2k-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2k-10)는 상기 기저대역처리부(2k-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2k-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2k-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2k-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2k-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2k-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2k-20)은 상기 RF처리부(2k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2k-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2k-20)은 상기 RF처리부(2k-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2k-20) 및 상기 RF처리부(2k-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2k-20) 및 상기 RF처리부(2k-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 통신부(2k-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.

상기 저장부(2k-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2k-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2k-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2k-40)는 상기 제어부(2k-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2k-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2k-50)는 상기 기저대역처리부(2k-20) 및 상기 RF처리부(2k-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(2k-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2k-50)는 상기 저장부(2k-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2k-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

도 2l은 본 발명에서 제안하는 SI 필드 기반 분할 방법(segmentation)을 설명하는 도면이다.

도 2l에서 제안하는 SI 필드 기반 분할 방법(segmentation)은 도 2f에서 제안한 SO 필드 및 SI 필드 기반 분할 방법(segmentation)과 달리 SO 필드가 필요없다. 즉, 오버헤드가 훨씬 적다는 장점이 있다. 즉, 상기 2바이트에 해당하는 SO 필드가 필요 없기 때문에 오버헤드가 감소하며, 전송 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

도 2f에서 제안한 분할 방법과 도 2l에서 제안하는 SI 필드 기반 분할 방법의 가장 큰 차이점은 두 가지이다.

1. RLC 일련번호 할당 : 도 2f 에서는 하나의 RLC PDU에 대해서 분할동작으로 여러 개의 segment들이 생성된다고 할지라도 동일한 RLC 일련번호를 가진다. 즉, 하나의 RLC PDU에 대해서 분할 동작을 수행하여 네 개의 segment들을 segment 1, segment 2, segment 3, segment 4 로 가진다고 할지라도 상기 네 개의 segment들은 동일한 RLC 일련번호를 가지며, 이 네 개의 segment들을 구분하는 것은 각 segment의 SO 필드로 오프셋을 지시하여 구분이 가능하도록 한다. 반면 도 2l에서 제안하는 SI 필드 기반 분할 방법에서는 상기처럼 하나의 RLC PDU(2l-05)에 대해서 네 개의 segment 들이 생성되면(2l-10, 2l-15, 2l-20, 2l-25) 각 segment들에게 서로 다른 RLC 일련번호를 할당한다. 즉 RLC 일련번호 0, 1, 2, 3을 각 segment들에 할당하고, SI 필드를 첫 번째 segment 인지, 중간 segment인지, 마지막 segment 인지에 따라 설정한다. 따라서 SI 필드를 이용하여 각 segment들의 순서를 구별할 수 있으며, 세 개 이상의 segment 들이 발생한 경우, 중간에 있는 여러 개의 segment들(같은 SI필드를 갖는 segment들)은 RLC 일련번호 순으로 구별할 수 있다. 따라서 수신단에서 RLC 일련번호와 FI필드의 조합만으로(SO 필드 없이) 재조립이 가능하다.

2. SO 필드 미사용 : 도 2f에서는 각 segment 들에 동일한 RLC 일련번호를 할당하기 때문에 SO필드로 구별해야 했지만 도 2l에서는 각 segment들에 서로 다른 RLC 일련번호를 할당하고, SI 필드도 설정하기 때문에 SO 필드가 필요가 없다.

상기에서 SI(Segmentation Information) 필드는 다음과 같이 정의될 수 있으며 혹은 다른 이름으로 명명될 수 있다.

SI 필드가 00인 경우, segmentation 되지 않은 완전한 RLC PDU를 나타내며, SI 필드가 01인 경우, segmentation 된 맨 앞의 RLC PDU segment를 나타내며, SI 필드가 10인 경우, segmentation 된 마지막의 RLC PDU segment를 나타내며, SI 필드가 11인 경우, segmentation 된 중간의 RLC PDU segment를 나타낸다. 상기 2비트와 4가지 정보(완전한 RLC PDU, 맨 앞의 segment, 마지막의 segment, 중간의 segment)의 맵핑 관계는 총 4x3x2x1 = 24가지를 가질 수 있고 상기는 그 중 한 가지 예를 나타낸 것이다. 본 발명은 상기 24가지 맵핑의 경우를 모두 포함한다.

도 2m는 본 발명에서 RLC UM 모드에서 적용 가능한 또 다른 RLC 헤더 구조를 나타낸다.

도 2m는 본 발명에서 RLC UM 모드(ARQ를 지원하지 않는 경우)를 사용할 경우, 상기 도 2l에서 설명한 SI 필드 기반 분할 동작에서 6비트 혹은 12비트 길이의 일련번호를 사용할 때의 RLC 헤더 구조를 나타낸다.

상기 RLC 헤더 구조는 도 2l에서 설명한 필드들 중에 일부 혹은 또 다른 새로운 필드를 포함할 수 있으며, 서로 다른 RLC 일련번호 길이 등 각 필드들의 길이에 따라 그리고 각 필드들의 위치에 따라 서로 다른 구조를 가질 수 있다. R은 예약된 비트를 말하며, 상기 RLC 헤더 구조는 RF 필드와 E 필드가 없는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기에서 SI 필드는 도 2l에서 설명한 바와 같이 분할 동작이 수행되지 않은 완전한 RLC PDU(complete RLC PDU)와 분할 동작이 수행된 첫 번째 segment, 중간 segment, 마지막 segment를 지시해주는 역할을 한다.

상기에서 RLC UM 모드의 경우, Complete RLC PDU(분할 동작이 수행되지 않은 RLC PDU)에 대해서는 RLC 일련번호가 필요 없다. 사실 RLC 일련번호가 필요한 이유는 여러 가지가 있다. 즉, 순서 재정렬, 중복 체크, 유실 패킷 탐지 및 ARQ 기능 지원, 분할된 segment 재조립을 위해서 RLC 일련번호가 필요하다. 하지만 차세대 이동 통신 시스템에서는 RLC 계층에서 순서 재정렬을 수행할 필요가 없으며, 중복 체크는 PDCP 계층에서 대신하여 수행할 수 있으며, RLC UM 모드에서는 유실 패킷 탐지 및 ARQ 기능이 지원되지 않는다. 따라서 RLC 일련번호는 분할된 RLC PDU segment에만 필요하다. 따라서 Complete RLC PDU에서는 RLC 일련번호가 필요없을 수 있다.

본 발명에서는 RLC UM 모드의 경우, Complete RLC PDU에서는 RLC 일련번호를 사용하지 않고, 2m-05와 같은 헤더 포맷을 사용하는 것을 제안한다(만약 MAC 계층의 MAC 서브헤더에서 RLC SN의 존재여부 혹은 RLC 헤더 유무를 1비트 지시자로 지시해준다면 Complete RLC PDU에 대해서는 2m-05와 같은 헤더 포맷을 사용하지 않고, RLC 헤더 자체를 생략할 수 있다. 수신단에서는 MAC 서브헤더의 지시자를 확인하고, RLC 헤더가 없으며, Complete RLC PDU인지를 알 수 있다). 즉, 송신단에서 분할 동작을 수행하지 않은 RLC PDU에 대해서는 2m-05의 헤더의 SI 필드를 00으로 지시하여 complete RLC PDU임을 지시하여 RLC 일련번호가 없음을 지시할 수 있고, 수신단에서는 헤더의 SI필드를 확인하고 00이라면 RLC 일련번호가 없음을 알 수 있다. 따라서, RLC 일련번호의 길이와 상관없다. 2m-05와 같은 1 바이트 헤더를 complete RLC PDU에 대해서 사용할 수 있다. 그리고 분할 동작이 수행된 첫 번째 RLC PDU segment에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같이 RLC 일련번호를 할당하여 RLC 헤더를 2m-10 (6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2m-15 (12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)의 포맷으로 사용할 수 있다. 하지만 분할동작이 수행되어 만들어진 중간 segment와 마지막 segment들에는 새로운 RLC 일련번호를 각각 할당하며, SI 필드를 각 segment에 맞게 설정하여, 2m-10(6비트 길이의 RLC 일련번호 사용시) 혹은 2m-15(12비트 길이의 RLC 일련번호 사용시)와 같은 RLC 헤더 포맷을 사용할 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이 분할 동작이 수행된 segment 들에 대해서는 RLC 일련번호가 필요하다. 왜냐하면 RLC 일련번호가 있어야만 어떤 segment 들이 어떤 RLC 일련번호의 순서를 갖는 segment들인지 구별할 수 있으며, 이를 기반으로 수신단에서 재조립을 수행하여 완전한 RLC PDU를 만들고 데이터 처리하여 RLC SDU를 상위 계층으로 전달할 수 있다.

RLC UM 모드에서 일련번호를 사용하지 않는 제 2 실시 예는 다음과 같다.

즉, RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정한 경우에는 송신단에서 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU에 대해서는 RLC 일련번호가 없는 2m-05와 같은 1 바이트 RLC 헤더를 붙이고(RLC 헤더를 구성할 때 SI 필드를 00으로 설정하고, RLC 헤더를 구성하는 동작을 수행) 하위 계층으로 전달하여 전송을 수행할 수 있다. 하지만 오버헤드를 줄이기 위해서 RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정된 경우에도 RLC SDU에 분할 동작이 수행되었다면 RLC 일련번호를 추가하고 도 2l에서 설명한 것과 같은 SI필드를 설정하여야 한다. 상기에서 분할된 RLC SDU에 대해서 각 segment 별로 새로운 RLC 일련번호를 할당하고, SI 필드를 설정하여 RLC 헤더를 구성하는 이유는 수신단에서 분할된 RLC SDU segment들을 수신하고 이들을 재조립하여 완전한 RLC SDU를 복구할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 RLC UM 모드에서 RLC 일련번호를 사용하지 않도록 설정한 경우에도 분할 동작이 수행되었다면 2m-10, 2m-15와 같은 RLC 헤더가 적용되어야 한다.

요약하면, 송신단에서는 RLC SDU의 분할(segmentation) 동작 수행 여부에 따라서 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU에 대해서는 RLC 일련번호가 없는 2m-05와 같은 1 바이트 RLC 헤더를 붙이고 하위 계층으로 전송하고, 분할 동작이 수행된 RLC SDU에 대해서는 상기 설명한 바와 같이 분할된 segment의 종류(첫 번째, 중간, 마지막)에 따라서 그에 상응하는 SI 필드를 갱신하고, 각 segment에 각각 서로 다른 RLC 일련번호를 순서대로 추가하여 RLC 헤더를 구성하고 하위 계층으로 전달한다.

수신단에서는 RLC SDU를 수신하고, RLC 헤더에서 SI 필드를 확인하고 수신된 RLC SDU가 분할동작이 수행되지 않는 RLC SDU인지(Complete RLC SDU) 분할동작이 수신된 RLC SDU인지(segment) 구별한다. 만약 분할 동작이 수행되지 않은 RLC SDU라면 RLC 헤더를 삭제하고 상위 계층으로 올려 보낼 수 있다. 만약 분할 동작이 수행된 RLC SDU라면 SI 필드를 확인하고, 첫번 째, 중간, 마지막 segment 중에 어느 것인지 확인하고, RLC 일련번호를 고려하여 RLC 일련번호에 맞게 정리하고 윈도우 혹은 타이머에 의해서 재조립(re-assembly) 기능이 트리거링되면 재조립하여 완전한 RLC SDU를 만들고 상위 계층으로 전달하고, 재조립이 불가능하면 버린다(혹은 타이머가 만료되면 버퍼에 남아있는 패킷들을 바로 버릴 수도 있다..

본 발명에서 RLC UM 모드의 수신단 동작의 제 2-1 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 2-1 실시 예는 윈도우를 기반으로 구동되는 수신단 동작이다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 수신단 동작의 제 2-2 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 2-2 실시 예는 윈도우와 타이머를 기반으로 구동되는 수신단 동작이다.

본 발명에서 RLC UM 모드의 송신단과 수신단 동작의 제 2-3 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 2-3 실시 예는 하나의 타이머(reassembly timer)를 기반으로 구동되는 송신단과 수신단 동작이다.

타이머를 하나만 구동하는 경우,

송신단과 수신단은 RLC UM 모드를 위한 장치(entity)를 설정한다. 그리고 송신단 RLC UM 모드 장치에서는 VT(S)라는 변수를 관리할 수 있다(다른 변수로 재사용되거나 다른 이름으로 명명될 수 있다). 상기 VT(S)라는 변수는 송신단에서 분할 동작이 수행된 segment 들에 부여하는 RLC 일련번호 값으로, 하나의 RLC PDU에 대해서 분할된 segment들은 서로 다른 RLC 일련번호, 즉, 서로 다른 VT(S)을 갖는다. 수신단은 기지국이 설정해준 타이머와 타이머 값을 설정할 수 있다. 상기 VT(S) 값은 초기에 0으로 설정될 수 있다.

만약 송신단에서 RLC UM 모드에서 데이터가 발생하면 RLC UM PDU를 구성하고 MAC SDU와 MAC 서브헤더도 구성해 놓을 수 있다. 이후, 송신단은 전송 자원을 확인하면 혹은 전송 자원을 수신하면 전송 자원의 크기에 따라서 RLC UM PDU들의 분할 전송 여부를 결정한다. 만약 분할 전송을 수행하지 않는 complete RLC PDU의 경우, RLC 일련번호를 포함하지 않는 1바이트 RLC 헤더를 구성하고(1g-05), VT(S) 값을 유지한다. 즉, RLC 일련번호를 할당하지 않는다. 만약 어떤 RLC PDU에 대해서 분할 전송을 수행하기로 결정하였다면 RLC 일련번호를 포함하는 헤더를 구성한다(2m-05와 같은 헤더를 구성). 상기에서 분할 전송을 수행할 때 각 segment별로 새로운 RLC 일련번호(새로운 VT(S) 값)을 할당하고 VT(S) 값을 1씩 증가시킨다. 즉, 각 segment에 새로운 RLC 일련번호(새로운 VT(S) 값)를 할당할 때마다 VT(S)값을 1씩 증가시킨다. 그리고 그 다음 RLC PDU에 대해서도 분할 동작이 일어난 경우, 상기 RLC 일련번호는 계속하여 순차적으로 증가하며 할당된다.

상기에서 타이머가 만료하면 수신단은 타이머와 관련된 모든 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들을 모두 버퍼에서 폐기한다. 혹은 타이머가 만료하면 수신단은 타이머와 관련된 모든 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들에 대해서 재조립을 시도하고, 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없으면 모두 버퍼에서 폐기한다(혹은 타이머가 만료되면 버퍼를 바로 비울 수도 있다, 예를 들면 재조립 시도를 수행하지 않고,).

본 발명에서 RLC UM 모드의 송신단과 수신단 동작의 제 2-4 실시 예는 다음과 같다. 상기 제 2-4 실시 예는 복수 개의 타이머(reassembly timers)들을 기반으로 구동되는 송신단과 수신단 동작이다.

송신단과 수신단은 RLC UM 모드를 위한 장치(entity)를 설정한다. 그리고 송신단 RLC UM 모드 장치에서는 VT(S)라는 변수를 관리할 수 있다(다른 변수로 재사용되거나 다른 이름으로 명명될 수 있다). 상기 VT(S)라는 변수는 송신단에서 분할 동작이 수행된 segment 들에 부여하는 RLC 일련번호 값으로, 하나의 RLC PDU에 대해서 분할된 segment들에 대해서 서로 다른 RLC 일련번호, 즉, 서로 다른 VT(S) 값을 갖는다. 그리고 그 다음 RLC PDU에 대해서도 분할 동작이 일어난 경우, 상기 RLC 일련번호는 계속하여 순차적으로 증가하며 할당된다. 수신단은 기지국이 설정해준 타이머와 타이머 값을 설정할 수 있다. 상기 VT(S) 값은 초기에 0으로 설정될 수 있다.

만약 송신단에서 RLC UM 모드에서 데이터가 발생하면 RLC UM PDU를 구성하고 MAC SDU와 MAC 서브헤더도 구성해 놓을 수 있다. 이후, 송신단은 전송 자원을 확인하면 혹은 전송 자원을 수신하면 전송 자원의 크기에 따라서 RLC UM PDU들의 분할 전송 여부를 결정한다. 만약 분할 전송을 수행하지 않는 complete RLC PDU의 경우, RLC 일련번호를 포함하지 않는 1바이트 RLC 헤더를 구성하고(1g-05), VT(S) 값을 유지한다. 즉, RLC 일련번호를 할당하지 않는다. 만약 어떤 RLC PDU에 대해서 분할 전송을 수행하기로 결정하였다면 RLC 일련번호를 포함하는 헤더를 구성한다(2m-05와 같은 헤더를 구성). 상기에서 분할 전송을 수행할 때 분할 전송을 수행하여 생성된 segment 별로 새로운 RLC 일련번호(VT(S) 값)을 할당하고 할당할 때마다 VT(S) 값을 1씩 증가시켜서 서로 다른 RLC 일련번호를 순차적으로 각 segment 들에게 할당한다.

상기에서 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들을 모두 버퍼에서 폐기한다. 혹은 각 타이머가 만료하면 수신단은 각 타이머와 관련된 RLC 일련번호에 해당하는 segment들 혹은 타이머와 관련된 모든 segment들에 대해서 재조립을 시도하고, 완전한 RLC PDU를 구성할 수 없으면 모두 버퍼에서 폐기한다(혹은 재조립을 시도하지 않고, 타이머가 만료하면 버퍼를 바로 비울 수도 있다).

상기 도 2l과 도 2m에서 제안한 방법을 정리하면, RLC UM 모드에서는 분할동작이 수행되지 않은 complete RLC PDU에 대해서는 RLC 일련번호를 할당하지 않고, 분할동작이 수행될 경우에만, 분할된 segment들에 서로 다른 RLC 일련번호를 순차적으로 할당하고, 각 segment에 맞게 SI 필드들을 설정하여 수신단에 RLC 일련번호와 SI 필드들을 이용하여 재조립을 성공적으로 수행할 수 있도록 하되, 오버헤드를 줄이는 방법이다.

또한 상기에서 제안한 방법은 차세대 이동 통신 시스템의 데이터 선처리 과정에도 전혀 악영향을 주지 않으며, 데이터 처리 시간을 감소시킬 수 있다.

도 2n은 본 발명에서 제안한 RLC UM 모드의 송신 동작에서 데이터 선처리(pre-processing)를 수행하는 절차를 나타낸 도면이다.

도 2n에서 IP 패킷이 PDCP 계층에 도착하면 PDCP 헤더를 붙이고, RLC 계층으로 PDCP PDU(혹은 RLC SDU, 2n-05)를 전달할 수 있다. RLC 계층에서는 먼저 2m-05와 같은 헤더를 붙이고, RLC 일련번호를 할당하지 않고, RLC 헤더를 구성하여 RLC PDU(2n-10)를 완성한 뒤, MAC 계층으로 전달할 수 있다. 상기 MAC 계층에서는 상기 MAC SDU(혹은 RLC PDU)의 크기를 계산하여 L 필드를 구성하고, 그에 상응하는 로지컬 채널 식별자 등을 설정하고 MAC 서브헤더(2n-15)를 구성하여 버퍼(2n-20)에 저장해둘 수 있다. 따라서 이런 방식으로 PDCP 계층에 수신된 데이터 패킷들을 기지국으로부터 전송 자원(UL grant)을 수신하기 전에 데이터 선처리(pre-processing)을 수행하여 버퍼에 저장해둘 수 있다. 만약 기지국으로부터 상향 링크 전송 자원(UL grant 1, 2n-25)을 수신하였는데 상향 링크 전송 자원이 부족하여 분할동작을 수행해야 한다면 2n-30과 같이 각 segment들의 RLC 헤더에 서로 다른 RLC 일련번호를 할당하고, SI 필드를 segment에 맞게 설정한 뒤, 2m-10 혹은 2m-15 와 같은 헤더를 구성하여 segment들의 RLC 헤더를 새롭게 구성할 수 있다(2n-30, 2n35). 그리고 상향 링크 전송 자원을 이용하여 MAC PDU를 전송할 수 있다. 만약 두 번째 상향 링크 전송 자원(UL grant 2, 2n-45)을 수신하였는데 또 다시 전송 자원의 크기가 부족해서 다시 한번 분할동작이 필요하면 2n-40과 2n-50 같이 새로 추가된 segment에 새로운 RLC 일련번호를 할당하고, 분할 동작이 수행되어 생성된 segment들의 SI 필드를 segment에 맞게 설정하여 RLC 헤더를 새롭게 구성할 수 있다.

따라서 상기처럼 본 발명에서 제안한 도 2l과 도 2m에서 제안한 RLC UM 모드에서 송수신 동작은 데이터 선처리 절차에서도 잘 동작하는 것을 알 수 있다.

<제3 실시예>

도 3a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 3a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(3a-10) 과 NR CN (3a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(3a-15)은 NR NB(3a-10) 및 NR CN (3a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 3a에서 NR NB(3a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(3a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(3a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (3a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (3a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (3a-30)과 연결된다.

도 3b는 LTE 기술에서 Power Saving Mode (PSM)을 설명하기 위한 도면이다. PSM을 지원하는 단말 (3b-00)의 NAS (3b-05)는 네트워크의 MME (3b-15)에게 PSM의 설정을 요청한다 (3b-25). 상기 요청은 단말이 MME에게 ATTACH 혹은 TAU (Tracking Area Update)할 때 이루어진다. ATTACH란 단말이 MME에게 자신을 인증받고 등록하는 절차를 의미한다. MME은 ATTACH 과정을 통해, 단말에게 Registered PLMN, equivalent PLMN 정보를 제공한다. TAU 과정은 단말이 자신의 위치를 네트워크에 알리기 위해 수행한다. LTE 표준 기술에서는 페이징 등의 목적을 위해, 네트워크가 단말의 위치를 TA 단위로 파악하고 있다. TA는 단일 혹은 복수 개의 셀의 집합이다. 이동 중인 단말이 다른 TA로 진입하게 되면, 네트워크에 자신이 새로운 TA에 진입하였음을 알리게 된다. 상기 ATTACH와 TAU 과정을 수행하기 위해서는 MME와 통신을 해야 하므로, 자연히 단말은 대기 모드에서 연결 모드 (3b-20)로 전환되어야 한다. 3b-30 단계에서 MME는 단말의 PSM 요청을 승인하게 되며, 두 종류의 타이머 값을 단말에게 제공하게 된다. 하나는 Active timer, 다른 하나는 periodic TAU timer 이다. 상기 두 타이머들 (3b-40, 3b-45)은 단말이 연결 모드에서 대기 모드로 전환 (3b-35)될 때, 시작한다. 이와 함께, MME도 하나의 타이머를 동시에 시작한다 (3b-50). Active timer가 만료될 때까지 단말은 상기 언급하였던 대기 모드 동작을 수행한다. 상기 Active timer가 만료되면 단말은 모든 대기 모드 동작 및 AS 타이머들을 중지 (3b-60)하는 PSM (3b-65)로 전환된다. 단말은 상기 periodic TAU timer가 만료되거나 (3b-70), MO 콜이 트리거되면 (3b-75), PSM을 벗어나 다시 대기 모드로 전환되고, 대기 모드 동작을 수행하게 된다 (3b-80). 만약 단말이 다시 PSM를 트리거하기를 원한다면, MME에게 PSM을 요청해야 한다 (3b-85).

도 3c는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말 (3c-05)은 gNB (3c-10)와 RRC 연결을 수행하여 연결 모드로 전환한다 (3c-20). 상기 연결 모드 상태에서 상기 단말은 AMF (3c-15)에게 registration request 혹은 registration update을 수행한다 (3c-25). 상기 과정을 수행할 때, 상기 단말은 단말 초기화 기반 연결 모드 (Mobile Initiated Connection Only, MICO)도 함께 요청할 수 있다. MICO는 기존 LTE에서의 PSM 기술과 매우 유사하다. MICO는 단말의 소모 전력을 최소화하기 위한 기술이다. 상기 모드는 단말이 AMF에 요청함으로써 설정될 수 있다. 단말이 MO (Mobile Originated) data을 트리거 (trigger)하거나, 특정 타이머가 만료되면, MICO 모드는 해제된다. PSM 대비 큰 차이점은 MICO 해제 후 다시 설정 시, AMF에 다시 요청할 필요가 없다는 점이다. PSM은 해제 후, 다시 설정하기 위해서는 처음 설정 때와 동일하게 MME에게 요청해야 한다. 상기 AMF는 사업자 설정 정보, 단말 선호 사항, 사용자 정보, 망 운용 정책 등을 토대로, 상기 단말에게 MICO 모드를 수행할지 여부를 결정한다 (3c-30). 상기 AMF는 registration response을 상기 단말에게 전송하면서 (3c-35), MICO을 상기 단말에게 설정한다 (3c-40). 상기 registration response 메시지에는 상기 MICO을 수행하는데 필요한 설정 정보를 포함하고 있다. 상기 단말은 상기 설정 정보를 적용한다. 상기 설정 정보에는 제 1 타이머와 제 2 타이머 값을 포함하고 있다. 제 1 타이머 값은 제 2 타이머 값보다 짧다. 상기 두 타이머는 단말이 대기 모드로 전환될 때 (3c-45), 구동하기 시작한다 (3c-50, 3c-55). 제 1 타이머가 만료되면, 상기 단말은 MICO 모드로 전환되고 (3c-60), 모든 대기 모드 동작을 중지한다 (3c-70). 상기 대기 모드 동작이란 셀 측정 동작, 셀 재선택, 페이징 메시지 모니터링 동작 등 대기 모드에서 단말이 수행하는 동작들을 일컫는다. 제 2 타이머가 만료되거나 MO data가 생성되면 (3c-75), 상기 단말은 MICO 모드를 일시 중지하고, 연결 모드로 전환한다. 상기 단말이 MICO 모드에 있을 때, 상기 AMF는 어플리케이션 서버로부터 MT (Mobile Terminated) data의 전달 요청을 거절한다 (3c-65). AMF는 어플리케이션 서버가 요청하면, 상기 단말의 MICO 모드가 일시 중지되어 상기 단말에게 MT data 전송이 가능하게 될 때, 이를 상기 어플리케이션 서버에 알려줄 수 있다. MICO 모드 동안, 상기 단말은 다른 셀 혹은 영역으로 이동했을 수 있다. 따라서, 상기 제 2 타이머가 만료되거나 MO data가 생성되면 상기 단말은 연결 모드로 전환하기 전에 PLMN 선택 및 셀 (재)선택 과정을 수행해야 한다 (3c-80). 상기 단말은 이미 AMF에 등록이 되었기 때문에 기존의 PLMN 선택 및 셀 (재)선택 과정을 개선하여, 상기 과정을 수행하는데 필요한 시간을 줄일 수 있다. 본 발명에서는 기존의 RPLMN 혹은 EPLMN에 속한 셀들 중 신호 품질이 특정 임계값을 만족하는 셀을 선택하는 방안을 제안한다. MICO 모드를 전환하기 전에 이미 단말은 적어도 한번 연결 모드에 있었으므로, RPLMN 및 EPLMN이 존재한다. 따라서, 이를 다시 결정하는 동작은 필요하지 않다. 그러나, RPLMN 혹은 EPLMN에 속한 셀들이 주변에 존재하지 않거나, 신호 품질이 특정 임계값을 만족하지 않는다면, 기존의 PLMN 선택 및 셀 (재)선택 과정을 수행해야 한다. 상기 PLMN 선택 및 셀 (재)선택을 완료한 단말은 연결 모드로 전환하기 위해 기지국에 RRC establishment 과정을 수행한다 (3c-85, 3c-90, 3c-95). 상기 단말은 RRC establishment 과정 중 상향링크 메시지에 MICO와 관련된 정보를 기지국에 전송한다 (3c-95). 이는 기지국이 상기 정보를 이용하여, RRC inactivity timer의 길이를 결정하는데 이용된다 (3c-100). 상기 정보는 상기 단말이 해당 연결 모드 전에 MICO 모드에 있었음을 나타내는 지시자, 상기 MICO 모드에 머무른 시간이다. 상기 지시자의 역할은 상기 머무른 시간 정보로 대체될 수 있다. 연결 모드로 전환한 상기 단말은 적어도 TAU (Tracking Area Update)와 같은 영역 갱신 동작을 수행한다. 이는 AMF에게 상기 단말에 대한 페이징을 전송할 영역을 알리는 목적이 있다. 상기 동작은 AMF에 registration update 메시지를 전송함으로써 이루어지며, 상기 메시지를 통해, 상기 AMF는 상기 단말이 MICO모드에서 연결 모드로 전환되었음을 인지한다. 이 후, AMF는 어플리케이션 서버에 상기 단말에 데이터를 전송할 수 있음을 알린다 (3c-105). 상기 어플리케이션 서버는 상기 데이터에 MT data 전송을 요청할 것이다 (3c-110). 상기 연결 모드에서 상기 단말은 MO data을 전송할 수 있다 (3c-115). 상기 기지국은 상기 단말에 대해, RRC inactivity timer을 구동시킨다. 상기 타이머는 상기 단말에게 데이터를 송수신할 때마다 리셋된다. 상기 타이머가 만료되면 상기 기지국은 RRC connection release메시지를 이용하여, 상기 단말은 대기 모드로 전환시킨다 (3c-120). 상기 단말은 다시 제 1 타이머와 제 2 타이머를 구동시키고, 제 1 타이머가 만료되면 MICO 모드로 전환한다. 만약 상기 단말이 MICO 모드로 전환하지 않기를 원한다면, 상기 연결 모드 동안, AMF에 registration update 과정에서 MICO 모드 중지를 요청할 수 있다.

도 3d는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드에서 해제되었을 때 단말의 동작 흐름도이다.

3d-00 단계에서 단말은 AMF에게 MICO 모드의 설정을 요청한다. 상기 요청은 registration request 혹은 registration update 과정을 통해 이루어진다. 상기 registration request와 registration update는 LTE 기술에서 ATTACH와 TAU 과정과 각각 대응된다. 3d-05 단계에서 상기 단말은 상기 AMF로부터 MICO 모드로 전환하기 위해 필요한 설정 정보를 수신한다. 상기 설정 정보에는 제 1 타이머와 제 2 타이머 값을 포함하고 있다. 3d-10 단계에서 상기 단말은 대기 모드로 전환한 후, 제 1 타이머와 제 2 타이머를 구동시키며, 제 1 타이머가 만료되면 MICO 모드로 전환한다. 3d-15 단계에서 상기 단말은 MO data가 트리거 되거나, 혹은 제 2 타이머가 만료되면, 연결 모드로 전환을 시도한다. 3d-20 단계에서 상기 단말은 MICO 모드를 일시 중지한다. 3d-25 단계에서 상기 단말은 이전의 저장된 RPLMN과 EPLMN에 속한 셀들 중 특정 임계값을 만족시키는 셀이 있는지 여부를 판단하고, 그 중 가장 양호한 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 3d-30 단계에서 만약 이전의 저장된 RPLMN 혹은 EPLMN에 속한 셀이 주변에 존재하지 않거나, 혹은 신호 품질이 상기 특정 임계값을 만족시키지 못한다면 기존의 LTE에서 적용하는 PLMN 선택과 셀 (재)선택 과정을 수행한다. 즉, UE AS는 주변 셀들을 모두 측정하고, 양호한 신호 품질을 제공하는 특정 주변 셀로부터 지원하는 PLMN 정보를 수집하여, UE NAS에게 제공하고, UE NAS는 USIM에 저장된 HPLMN, EHPLMN 정보를 고려하여, 하나의 selected PLMN을 결정한다. 단말은 registration request 혹은 registration update 과정을 통해, 상기 selected PLMN을 MME에 전송한다. 상기 MME는 이에 대한 응답으로 RPLMN와 EPLMN 정보를 상기 단말에게 제공한다. 통상, 상기 selected PLMN이 RPLMN으로 설정된다. 3d-35 단계에서 상기 단말은 상기 선택한 셀에서 연결 모드로 전환하기 위해, RRC establishment 동작을 수행한다. 3d-40 단계에서 상기 단말은 상기 과정에서 하나의 상향링크 RRC 메시지를 이용하여, MICO 모드와 관련된 정보를 기지국에 제공한다. 상기 관련 정보란 상기 단말이 해당 연결 모드 전에 MICO 모드에 있었음을 나타내는 지시자, 상기 MICO 모드에 머무른 시간이다. 3d-45 단계에서 상기 단말은 네트워크와 데이터를 송수신한다.

도 3e는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드와 관련된 AMF의 동작 흐름도이다.

3e-05 단계에서 AMF는 특정 단말로부터 MICO 모드의 설정을 요청 받는다. 3e-10 단계에서 상기 AMF는 사업자 설정 정보, 단말 선호 사항, 사용자 정보, 망 운용 정책 등을 토대로, 상기 단말에게 MICO 모드를 수행할지 여부를 결정한다. 3e-15 단계에서 상기 AMF는 registration response을 상기 단말에게 전송하면서, MICO을 상기 단말에게 설정한다. 이 후, 상기 단말이 MICO 모드로 전환되었음을 인지한다. 3e-20 단계에서 어플리케이션 서버로부터 MT data 전송에 대한 요청이 들어오면 이를 거절한다. 만약 설정이 되어있다면, 상기 AMF는 상기 어플리케이션 서버에 상기 거절한 이유를 제공해줄 수 있다. 3e-25 단계에서 상기 AMF는 상기 단말이 MICO 모드로부터 일시 중지되었음을 인지한다. 상기 인지는 상기 단말이 상기 AMF에 registration update을 수행함으로써 가능하다. 상기 registration update에서 상기 단말이 MICO 모드에 대한 종료를 지시하는 지시자를 포함시킨다면, MICO 모드는 종료된다. 3e-30 단계에서 상기 AMF는 기 설정된 어플리케이션 서버에 상기 단말에 MT data을 전송할 수 있음을 알린다. 3e-35 단계에서 상기 AMF는 상기 어플리케이션 서버로부터 MT data 전송에 대한 요청을 기지국에 전달한다.

도 3f는 본 발명에서 단말 초기화 기반 연결 모드와 관련된 기지국의 동작 흐름도이다.

3f-05 단계에서 기지국은 특정 단말로부터 RRC connection request 메시지를 수신한다. 이 후, 3f-10 단계에서 상기 기지국은 상기 단말로부터 상기 단말이 해당 연결 모드 전에 MICO 모드에 있었음을 나타내는 지시자, 상기 MICO 모드에 머무른 시간 정보를 포함한 RRC 메시지를 수신하는지 여부를 판단한다. 3f-15 단계에서 상기 기지국은 상기 정보를 바탕으로 RRC inactivity timer을 결정한다. 3f-20 단계에서 상기 단말에 대한 데이터의 송수신이 일어날 때마다 상기 타이머를 리셋한다. 3f-25 단계에서 상기 타이머가 만료된다. 3f-30 단계에서 상기 기지국은 상기 단말에 RRC connection release 메시지를 전송한다.

도 3g에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(3g-10), 기저대역(baseband)처리부(3g-20), 저장부(3g-30), 제어부(3g-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(3g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3g-10)는 상기 기저대역처리부(3g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(3g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(3g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3g-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(3g-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)은 상기 RF처리부(3g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3g-20)은 상기 RF처리부(3g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(3g-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3g-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3g-30)는 상기 제어부(3g-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(3g-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3g-40)는 상기 기저대역처리부(3g-20) 및 상기 RF처리부(3g-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3g-40)는 상기 저장부(3g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3g-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3g-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 3h는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(3h-10), 기저대역처리부(3h-20), 백홀통신부(3h-30), 저장부(3h-40), 제어부(3h-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(3h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3h-10)는 상기 기저대역처리부(3h-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(3h-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(3h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3h-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3h-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(3h-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 상기 RF처리부(3h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 상기 RF처리부(3h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(3h-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(3h-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(3h-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3h-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(3h-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3h-40)는 상기 제어부(3h-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(3h-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-50)는 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(3h-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3h-50)는 상기 저장부(3h-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3h-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 전송기에 의해, 무선 링크 제어 (radio link control, RLC) 미확인 모드(unacknowledged mode, UM) 서비스 데이터 유닛(service data unit, SDU)에 기반하여 RLC UM 프로토콜 데이터 유닛 (protocol data unit, PDU)를 처리하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 RLC UM PDU가 RLC UM SDU의 세그먼트를 포함하는지 여부를 확인하는 단계;
상기 RLC UM SDU가 복수의 세그먼트들로 세그먼트된 경우 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 시퀀스 넘버(sequence number, SN)의 변수 값에 기반하여, 복수의 세그먼트들 중의 하나의 세그먼트를 포함하는 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU중에서 하나의 RLC UM PDU의 헤더에 시퀀스 넘버(sequence number, SN)를 설정하는 단계;
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 마지막 바이트(byte)에 매핑되는지 여부를 확인하는 단계;
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 상기 마지막 바이트에 매핑되는 경우, 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 상기 SN의 상기 변수 값을 증가시키는 단계; 및
상기 RLC UM SDU가 상기 복수의 세그먼트들로 세그먼트 되지 않은 경우, 상기 RLC UM SDU를 완전하게 포함하는 RLC UM PDU의 헤더에 상기 SN을 설정하지 않도록 결정하는 단계; 를 포함하고,
상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 상기 SN의 설정은 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 SN 필드에 설정되는 것이고, 상위 계층 시그널링을 통해, 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 상기 SN 필드의 비트의 개수와 관련된 설정 정보가 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 세그먼트들 중에서 다른 세그먼트를 포함하는 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU의 다른 RLC UM PDU의 헤더에 SN을 설정하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 RLC UM PDU의 상기 SN은 상기 다른 RLC UM PDU의 상기 SN과 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 상기 마지막 바이트에 매핑되지 않는 경우, 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 상기 SN의 상기 변수 값을 유지하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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제1항에 있어서,
상기 RLC UM PDU가 상기 복수의 세그먼트들 중에서 첫번째 세그먼트를 포함하는 경우, 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더에 세그멘테이션 오프셋 (segmentation offset, SO) 필드가 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 무선 링크 제어 (radio link control, RLC) 미확인 모드(unacknowledged mode, UM) 서비스 데이터 유닛(service data unit, SDU)에 기반하여 RLC UM 프로토콜 데이터 유닛 (protocol data unit, PDU)를 처리하는 전송기에 있어서,
적어도 하나의 RLC UM PDU가 RLC UM SDU의 세그먼트를 포함하는지 여부를 확인하고,
상기 RLC UM SDU가 복수의 세그먼트들로 세그먼트된 경우 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 시퀀스 넘버(sequence number, SN)의 변수 값에 기반하여, 복수의 세그먼트들 중의 하나의 세그먼트를 포함하는 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU중에서 하나의 RLC UM PDU의 헤더에 시퀀스 넘버(sequence number, SN)를 설정하며,
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 마지막 바이트(byte)에 매핑되는지 여부를 확인하고,
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 상기 마지막 바이트에 매핑되는 경우, 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 상기 SN의 상기 변수 값을 증가시키고,
상기 RLC UM SDU가 상기 복수의 세그먼트들로 세그먼트 되지 않은 경우, 상기 RLC UM SDU를 완전하게 포함하는 RLC UM PDU의 헤더에 상기 SN을 설정하지 않도록 결정하는 제어부; 를 포함하고,
상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 상기 SN의 설정은 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 SN 필드에 설정되는 것이고, 상위 계층 시그널링을 통해, 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더의 상기 SN 필드의 비트의 개수와 관련된 설정 정보가 수신되는 것을 특징으로 하는 전송기.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 세그먼트들 중에서 다른 세그먼트를 포함하는 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU의 다른 RLC UM PDU의 헤더에 SN을 설정하고,
상기 RLC UM PDU의 상기 SN은 상기 다른 RLC UM PDU의 상기 SN과 동일한 것을 특징으로 하는 전송기.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 RLC UM PDU가 포함하는 상기 세그먼트가 상기 RLC UM SDU의 상기 마지막 바이트에 매핑되지 않는 경우, 상기 적어도 하나의 RLC UM PDU와 관련된 상기 SN의 상기 변수 값을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전송기.
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제7항에 있어서,
상기 RLC UM PDU가 상기 복수의 세그먼트들 중에서 첫번째 세그먼트를 포함하는 경우, 상기 RLC UM PDU의 상기 헤더에 세그멘테이션 오프셋 (segmentation offset, SO) 필드가 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 전송기.