KR20020081840A

KR20020081840A - Ｈｓｄｐａ시스템의 ｍａｃ제어에 의한 동적 전송 채널전환 및 제어신호 전송 방법

Info

Publication number: KR20020081840A
Application number: KR1020010021267A
Authority: KR
Inventors: 이영대; 여운영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-30
Also published as: KR100370420B1

Abstract

본 발명은 3GPP 비동기식(UMTS)에서 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술을 적용한 시스템에서 HS 하향공유채널(HS-DSCH)와 다른 전송채널간에 전송채널전환을 할경우에 MAC(매체접속제어)에 의한 동적전송채널전환 및 상기의 방식을 제어신호 전송방식에서도 적용가능한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 무선자원제어계층(RRC)에 의해 전송채널에 대해 전환 가능한 전송채널조합을 설정하여 고속 데이터 전송을 수행하는 이동통신시스템에 있어서, 상기 전송채널조합 설정범위 내에서 매체접속제어계층(MAC)에 의해 전송채널의 전환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 전송할 데이터의 크기에 따라 HS-DSCH와 다른 전송 채널 사이에서 전송채널전환을 할 경우, RRC의 제어 없이, MAC의 제어만으로 가능하게 하므로 부가적인 제어정보 정보와 전송지연이 최소화될 수 있다.

Description

ＨＳＤＰＡ시스템의 ＭＡＣ제어에 의한 동적 전송 채널 전환 및 제어신호 전송 방법{Method for dynamic transport channel switching and control signal transporting by controlling MAC in HSDPA system}

본 발명은 3GPP 비동기식(UMTS) 이동통신 시스템에서 서비스에 따라 전송채널을 전환하는 방법에 관한 것으로, 특히 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술을 적용한 시스템에서 HS 하향공유채널(HS-DSCH)(High Speed Downlink Shared Channel)와 다른 전송채널간에 전송채널전환을 할경우에 MAC(Medium Access Control)(매체접속제어)에 의한 동적전송채널전환 및 상기의 방식을 제어신호정보 전송방식에서도 적용가능한 방법에 관한 것이다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 전송할 데이터의 크기에 따라 HS-DSCH와 다른 전송 채널 사이에서 전송채널전환을 할 경우, RRC의 제어 없이 MAC의 제어만으로 동적전환을 가능하게 하여 부가적인 제어정보 정보와 전송지연이 최소화될 수 있게한 동적전송채널전환방법과 상기 동적전송채널전환을 위한 각 조합과 전환예들을 HS-DSCH 제어신호 전송방식에 모두 적용가능하도록 하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 일본의 ARIB, 유럽의 ETSI, 미국의 T1, 한국의 TTA 및 일본의 TTC 등은 제3세대 공동프로젝트(Third Generation Partnership Project ; 이하,3GPP라 약칭함)라는 프로젝트를 통해 음성, 영상 및 데이터와 같은 멀티미디어 서비스를 무선환경에서도 제공할 수 있는 제3세대 이동통신 시스템을 개발 중에 있다.

3GPP를 통한 차세대 이동통신 기술은 유럽 무선통신망 표준인 GSM (Global System for Mobile Communications)망의 관리기법과 CDMA (Code Division Multiple Access : 코드분할다중화) 기술을 도입하고 발전시켜 고속의 데이터 서비스 제공을 목표로 하고 있다.

3GPP에서는 신속하고 효율적인 프로젝트 운영과 기술개발을 위해, 5개의 기술규격그룹(Technical Specification Groups; 이하, TSG라 약칭함)을 두어 그 활동을 지원하고 있으며, 각 TSG는 부여된 영역과 관련된 표준규격의 개발, 승인, 그리고 그 관리를 책임진다. 이들 중에서 무선접속망(RAN : Radio Access Network)그룹은 제3세대 이동통신시스템에서 새로운 무선접속망의 규정을 목표로, 이동국과 UMTS무선망(Universal Mobile Telecommunications Network Terrestrial Radio Access Network;이하, UTRAN이라 약칭함)의 기능, 요구사항 및 인터페이스에 대한 규격을 개발한다.

TSG-RAN그룹은 다시 전체회의(Plenary)그룹과 4개의 운영그룹(Working Group)으로 구성되어 있다. 제1운영그룹(WG1:Working Group 1)에서는 물리계층(제1계층)에 대한 규격을 개발하고, 제2운영그룹(WG2 :Working Group 2)은 데이터링크계층(제2계층) 및 네트워크계층(제3계층)의 역할을 규정한다. 또한, 제3운영그룹에서는 UTRAN내의 기지국, 무선망제어기(Radio Network Controller; 이하, RNC라 약칭함)및 핵심망(Core Network)간 인터페이스에 대한 규격을 정하며, 제4운영그룹에서는 무선링크성능에 대한 요구조건 및 무선자원관리에 대한 요구사항 등을 논의한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 3GPP UMTS(비동기방식)시스템 블럭도이다.

사용자 장치(UE)(10) 예를들면, 이동통신의 이동국(MS,Mobile Station)과, 기지국(20a)(Node B)과 제어국(20b)(RNC; Radio Network Controller)및 상기 제어국을 관리하는 제어국 관리자(20c)(BSM, Base Station Manager)를 포함하는 범용지역 무선 접속망(20)(UTRAN,Universal Terrestrial Radio Access Network)를 나타낸 도면이다.

상기 구성에서 각각의 RNC는 많은수의 기지국(Node B)과 연결되어 있다.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격에 따른 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다.

이동국(User Equipment)과 UTRAN간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층, 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 프로토콜 구조는 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)과 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)으로 구분된다.

좀 더 구체적으로 도 2를 설명하면, 제어평면에는, 제3계층으로 무선자원제어계층(Radio Resource Control Layer;이하, RRC라 약칭함)이 있고, 제2계층에는 무선링크제어계층(Radio Link Control Layer;이하, RLC라 약칭함)과 매체접속제어계층(Medium Access Control Layer; 이하, MAC이라 약칭함)이 있으며, 제1계층으로물리계층이 있다.

사용자 평면에서는 제2계층에 RLC와 MAC이 있으며, 최하위에 물리계층이 있다.

물리계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 상위 계층에 정보전송서비스(Information Transfer Service) 를 제공한다.

상위에 있는 MAC계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 전송채널은 이동국이 독점적으로 이용할 수 있는지, 또는 여러 개의 이동국이 공유해서 사용하는지에 따라 각각 전용전송채널(DTCH)(Dedicated Transport Channel)과 공용전송채널(CTCH)(Common Transport channel)로 구분된다.

MAC계층은 RLC계층과 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 전송되는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공된다. 일반적으로 제어평면의 정보를 전송할 경우에는 제어채널(Control Channel)을 이용하고, 사용자 평면의 정보를 전송하는 경우는 트래픽채널(Traffic Channel)을 사용한다.

이와 함께, MAC계층은 무선자원과 MAC파라미터의 재할당 서비스를 제공한다. 이 서비스는 RRC가 무선자원의 재할당을 요청하거나, MAC파라미터 변경을 요청할 때 수행된다.

RLC계층은 무선링크의 설정 및 해제 서비스를 제공한다. 또한, 사용자평면의 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스데이터단위(Service Data Unit; 이하, SDU라 약칭함)와 관련된 분할 및 재조립 (Segmentation and Reassembly) 기능을 수행한다.

RLC SDU는 RLC계층에서 처리용량에 맞게 크기가 조절된 후 헤더(Header)정보가 더해져 프로토콜데이터단위(Protocol Data Unit; 이하, PDU라 약칭함)의 형태로 MAC계층에 전달된다. 이때, RLC계층에는 상위계층에서 내려온 RLC PDU들을 저장하기 위한 RLC버퍼가 존재한다.

RRC는 임의의 영역에 위치한 모든 이동국에 정보를 방송해주는 정보방송서비스(Information broadcast service)를 제공한다.

또한, 제3계층에서의 제어신호교환을 위한 제어평면신호처리를 담당하여, 이동국과 UTRAN간 무선자원의 설정, 유지 및 해제 기능을 갖는다.

특히, RRC는 무선접속베어러(Radio Access Bearer)의 설정, 유지 및 해제 기능과, 무선자원접속에 필요한 무선 자원의 할당, 재배치 또는 해제 기능을 갖는다. (이때, 베어러는 무선 인터페이스에서 신호전달을 위해 정의되는 능력이라 생각할 수 있다).

각 이동국은 모든 무선인터페이스 계층을 포함하고 있지만, UTRAN에서는 이들 프로토콜계층들이 무선접속망 구성요소별로 분리되어있다.

도 3에 각 프로토콜계층 담당노드(Node)를 나타내었으며 도 1을 참고하기로 한다.

Node B는 이동국과 무선자원의 송수신을 담당하고, 물리계층의 역할을 수행한다.

Node B는 RNC에 의해서 관리되며, RNC는 무선자원의 관리를 담당한다. Node B의 직접적인 관리를 맡고 있는 RNC를 제어RNC(Control RNC)라고 하며, CRNC는 공용무선자원의 관리를 담당한다.

각 이동국에 할당된 전용무선자원(Dedicated Radio Resources)을 관리하는 곳은 담당RNC(Serving RNC)라 불리며, 핸드오프시에도 담당RNC는 변하지 않는다.

제어RNC(CRNC)와 담당RNC(SRNC)는 동일할 수 있으나, 이동국이 담당RNC의 영역을 벗어나 다른 RNC의 영역으로 이동하여 소프트핸드오프가 진행되는 경우에는 제어RNC와 담당RNC는 다를 수 있다.

Node B와 RNC사이의 인터페이스를 Iub라고 칭하며, 두 RNC사이의 인터페이스를 Iur이라 부른다.

MAC계층은 다시 MAC-d부계층과 MAC-c/sh부계층으로 구분할 수 있다. MAC-d부계층은 도 3에서와 같이 담당RNC에 있으면서 특정 이동국에 대한 전용논리채널(DTCH)을 관리하고, MAC-c/sh부계층은 제어RNC에 위치해서 공용전송채널(CTCH)을 관리한다.

MAC-c/sh부계층은 셀내의 모든 이동국이 공유하는 공용전송채널을 관리하므로 각 셀에 대하여 하나씩 존재하고, MAC-d부계층은 이동국에 대한 전용서비스를 제공하므로 각 이동국에 대하여 하나씩 존재한다.

도 4는 UTRAN측 RLC계층과 MAC계층에서의 구조를 나타내었다.

하향링크를 이용해 데이터가 전송되는 경우, RLC계층은 상위계층으로부터 데이터가 내려오면 RLC버퍼에 RLC PDU를 저장하고 MAC계층에서 요구하는 개수만큼의 PDU를 내려보낸다.

MAC-d계층으로 내려온 RLC PDU는 채널스위칭을 통해 전용전송채널 또는 공용전송채널로 전송된다. 전용전송채널로 전송되는 경우에는 MAC-d부계층에서 관련 헤더가 첨부되어 DCH(Dedicated Channel)를 통해 물리계층으로 내려보낸다.

하지만, 공용전송채널이 할당되면 MAC-d부계층에서 MAC-c/sh부계층으로 전송되어 관련 헤더가 첨부되고 다른 논리채널들과 다중화되어 PCH(Paging Channel), FACH(Forward Access Channel), DSCH(Downlink Shared Channel)등의 공용전송채널로 보내진다.

상향링크인 경우에는 RACH(Reverse Access Channel)과 CPCH(Common Packet Channel) 등의 공용전송채널과 DCH로부터 데이터를 받아 상위계층으로 올려보낸다. 이 경우, 하향링크와는 반대의 경로를 거쳐 RLC계층까지 전송된다.

예를 들어, 공용전송채널인 DSCH를 통해 데이터가 전송되는 경우를 도 4를 참고로 하여 살펴본다.

RLC계층에서 내려온 RLC PDU는 DSCH를 이용하므로 채널스위칭과 제어전송다중화를 통해 MAC-c/sh부계층으로 전송된다. 제어전송다중화는 여러 개의 논리채널들을 다중화시키는 역할을 담당한다. MAC-c/sh부계층으로 전송된 데이터는 다른 논리채널들과 다중화된다.

또한, 공용전송채널은 다양한 이동국데이터가 전송될수 있으므로 해당데이터의 목적지를 표시하기 위해 이동국식별표다중화를 통해 목적지 이동국의 식별표를 추가한다. 이때, TCTF다중화는 논리채널과 전송채널간의 메핑을 담당한다. DSCH전송채널로 메핑된 데이터는 이동국의 우선순위를 고려한 스케쥴링을 통해 DSCH로 전송된다.

그 후, DSCH에서 전송될 수 있는 전송형태조합(Transport Format)을 결정하고 이용할 코드를 선택해 물리계층에 전송된다.

이하 본 발명과 관련된 데이터 전송 채널 전환에 대한 종래의 기술을 설명한다.

먼저 전송방식에 대한 개괄적인 설명을 한다.

3GPP의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 는, AMC(Adaptive Modulation and Coding) 방식과 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식 이외에 새로운 선행 기술들을 적용하여 시스템의 성능을 향상시켜서 현재의 3GPP UMTS 시스템을 고속 데이터 전송에 적합하도록 하는 기술이다.

일반적으로, 채널이 빠르게 변하는 환경을 고려하여 신호의 송신 전력이나 송신 데이터의 coding rate 또는 변조 방식 등을 바꾸어 데이터를 전송하는 기법을 LA(Link Adaptation)이라고 한다.

전통적으로 CDMA 시스템은 빠른 전력제어 방식을 통해 LA(Link Adaptation) 기법을 활용하였으나, 최근에는 AMC 기법이 또 다른 대안의 방식으로 적용되고 있다.

AMC는 채널의 변화에 예측하여 전송 데이터의 코드 레이트(code rate)와 변조 방식을 변화시키는 기법이다. 예를 들어 채널 환경이 좋을 경우 16 QAM과 3/4 코드 레이트의 터보 코딩(Turbo coding)을 이용하여 고속의 데이터를 전송하고, 채널 환경이 나쁠 경우 QPSK와 1/2 레이트의 터보 코딩(Turbo coding)을 이용하여 상대적으로 낮은 전송율로 데이터를 전송하는 방식이다. HSDPA에서 AMC는 장기 채널변화를 보상하는데 사용된다.

HARQ는 ARQ 기법과 FEC(Forward Error Correction) 기법을 함께 적용하는 방식이다.

HARQ는 최초 전송에서 사용되는 코딩과 재전송에서 사용되는 코딩을 달리하여 수신측에서 이 신호들을 함께 결합한 후 디코딩(decoding)함으로써 수신 이득을 보는 방식이다. HSDPA에서 단기 채널 변화를 보상하는데 사용된다.

HSDPA에서 상기 AMC와 HARQ 기법을 적용하여 고속의 데이터를 전송하는 전송채널(Transport Channel)은, HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel)으로 상기 채널의 제어 기능은 MAC HS-DSCH라는 엔터티(entity)가 수행한다.

도 5는 인터페이스를 중심으로 표현한 HSDPA 기술에 따른 프로토콜 구조이다.

HSDPA 구조에서 MAC은 크게 전용채널(Dedicated Channel)을 담당하는 MAC-D와, 공통채널(Common Channel)과 공유채널(Shared Channel)을 담당하는 MAC-c/sh, HSDPA를 위한 HS-DSCH 을 담당하는 MAC HS-DSCH로 구성된다.

UTRAN에서 MAC-D는 SRNC(Serving RNC)(담당RNC)에, MAC-c/sh는 CRNC(Controlling RNC)(제어 RNC)에, MAC HS-DSCH는 Node B에 존재한다.

UE(User Equipment, 이동국)의 MAC도 상기 세가지 MAC 엔터티(entity)를 포함한다. UTRAN에서 MAC-D는 UE당 하나이고, MAC-c/sh는 셀(cell)당 하나 존재한다. HS-DSCH FP(Frame Protocol)는 Iub와 Iur 인터페이스를 통해 HS-DSCH 전송 데이터가 전달될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

도 6은 종래의 UTRAN의 MAC 모델을 보여준다.

HS-DSCH를 위해 고려되는 논리채널(Logical Channel)은 사용자 데이터를 전송하는 DTCH (Dedicated Traffic Channel)와 사용자 전용 제어 정보를 전송하는 DCCH (Dedicated Control Channel)이다. RLC에서 DTCH와 DCCH를 통해 MAC으로 전달되는 HS-DSCH 전송 데이터들은 MAC-D와 MAC-c/sh를 거쳐 MAC HS-DSCH로 전달된다.

도면에서 보는바와 같이, MAC-D는 전송채널전환(Transport Channel Switching), C/T다중화(C/T MUX), 우선권 설정(Priority Setting), 하향 스케쥴링 및 우선권 처리(DL Scheduling/Priority Handling), 암호화(Ciphering), 역암호화(Deciphering), 흐름제어(Flow control) 기능으로 구성된다.

전송채널전환은 서비스에 따라 전송 채널을 전환하는 기능이다. 이 기능은 현재의 트래픽 양이 새로운 RB (Radio Bearer) 설정(setup)을 요구할 경우, 공통채널에서 전용채널으로, 전용채널에서 공통채널로 채널 전환을 할 수 있도록 한다.

전송채널전환 기능은 RRC에 의해 제어된다. 전송채널 트래픽 양 측정(Transport Channel Traffic Volume Measurement) 기능에 의해 트래픽 양이 기준치(threshold)보다 많거나 적다는 보고를 받은 UTRAN RRC는 논리 채널과 전송채널의 설정된 메핑 관계를 재설정하여, 햐향이나 상향 전송채널의 전환을 할 수 있다.

전송채널전환 기능은 RRC 프로시져(Procedure) 중에서 RB 구성(configuration) 및 재구성(reconfiguration), 전송채널 구성 및 재구성, 물리채널 구성 및 재구성 프로시져에 따라 수행된다.

이와 함께 MAC-D에는 동적전송채널전환(Dynamic Transport Channel Switching) 기능이 있다. 이 기능은 RRC 제어에 의해 하나의 논리 채널이 전송채널 DSCH와 DCH에 동시에 메핑되어 있을 경우에, MAC의 제어에 따라 상위에서 전달된 데이터가 DSCH와 DCH 사이로 즉, 두채널간 스위칭에 의해 유연하게 전환될 수 있도록 하는 기능이다.

일반적인 전송채널전환 기능이 RRC에 의해 제어된다면, 동적전송채널전환 기능은 DSCH와 DCH의 경우에 한해 MAC에 의해 제어되는 차이가 있다.

C/T 다중화 기능은 여러 논리 채널들을 하나의 전송채널로 메핑하는 기능을 수행한다.

우선권 설정 기능은 DCCH/DTCH로부터 전달된 데이터들에 우선권을 설정하는 기능을 수행한다.

하향 스케쥴링 및 우선권 처리 기능은 논리 채널들의 우선권 순위에 따라 하향 전용채널에 실릴 데이터들의 전송 스케쥴링 기능을 수행한다.

이 기능은 TFC 선택 (Transport Format Combination Selection) 기능과 관련되어 있다.

MAC에서의 암호화와 역암호화 기능은 헤더(Header) 없이 상위에서 전달된 PDU를 그대로 전송하는 RLC TM(Transparent Mode)에만 적용된다.

흐름제어 기능은 MAC-C/SH와 MAC-D사이 Iur 인터페이스 상에 데이터 전달을 원활하게 하여 일정한 버퍼 크기로도 동작이 되도록 하기 위해 수행된다.

전송채널 HS-DSCH와 관련된 MAC-C/SH의 기능은 UE(사용자장치)(이동국) ID다중화(MUX)와 흐름제어가 있다. UE ID 다중화는 전용논리채널의 정보가 공통(Common)과 공용(Shared) 전송채널을 통해 전송될 때 UE를 구별하기 위해 MAC 헤더에 UE ID를 넣어주는 기능을 수행한다. 흐름제어 기능은 Iur과 Iub 인터페이스 상에 데이터 전달을 원활하게 하는 기능을 수행한다.

MAC-HS-DSCH는 흐름제어, HARQ, 스케쥴링 및 우선권 처리, TFC 선택 기능을 포함한다.

흐름제어 기능은 Iub 인터페이스상에 전송되는 데이터의 흐름을 원활하게 한다.

HARQ 엔터티은 HS-DSCH의 데이터가 에러없이 전송되도록 하는 HARQ 기능을 수행한다. MAC-D당 하나의 HARQ 엔터티가 존재한다. 스케쥴링 및 우선권 처리 기능은 각 HARQ 엔터티에서 처리된 데이터들을 우선권 순위에 따라 전송 스케쥴링을 조절한다. TFC 선택 기능은 HS-DSCH로 전송될 데이터들의 전송속도와 변조방식, 코딩방식 등을 선택하는 기능을 수행한다.

도 7은 종래의 UE의 MAC 모델을 보여준다. HSDPA에서 수신된 데이터는 MAC-HS-DSCH로 전달되고, MAC-C/SH와 MAC-D를 거처 RLC로 전달된다. UTRAN이 HS-DSCH를 전송하는 기능을 담당하는 반면, UE는 HS-DSCH를 수신하는 기능을 수행한다.

UE의 HARQ는 UTRAN의 HARQ 기능과 함께 HARQ를 수행한다. 수신 데이터가 에러가 날 경우 재전송을 요구한다. UE ID 판독(Read UE ID) 기능은 MAC 헤더에 실린 UE ID를 읽어서 자신의 데이터인지 아닌지를 판별한다. C/T 다중화 기능은 여러 논리 채널이 하나의 전송채널로 메핑하는 기능을 수행한다. 상향 TFC 선택(UL TFCselection) 기능은 전용전송채널의 TFC를 선택하는 기능을 담당한다.

상기의 HS-DSCH는 HS-DSCH데이터 전송과 함께 관련 제어 신호가 전송되어야 한다. 하향으로 전송되는 제어 신호는 HS-DSCH의 HARQ 관련 제어 정보와 변조 및 코딩 정보 등으로 UE가 HS-DSCH의 전송 데이터를 수신하는데 사용된다. 상향으로 전송되는 제어 신호는 UE의 전송성공 알림 또는 재전송 요구 정보를 포함하는 HARQ관련 제어신호와, UE의 채널 상황 보고 정보를 포함하는 AMC 선택 관련 정보로 구성된다.

UTRAN에 수신된 HARQ관련 정보는 UTRAN의 MAC-HS-DSCH 계층에서 HARQ 기능에 이용된다. UTRAN에 수신된 AMC관련 정보는 UTRAN의 MAC-HS-DSCH 계층에서 스케쥴링 및 우선권 처리 기능에 이용된다. 상기 제어 신호 정보들은 MAC HS-DSCH 계층에서 완성된다.

HS-DSCH 제어 신호 정보가 전송되는 방식은 크게 다음 3가지가 있다.

첫째, 사용자 데이터와 함께 같은 채널 즉 HS-DSCH을 통해 전송된다.

둘째, HS-DSCH와 함께 동작하는 전용채널을 통해 전송된다.

셋째, HS-DSCH와 함께 동작하는 공통채널을 통해 전송된다.

3GPP의 모든 전송 채널들은 TTI (Transmission Time Interval)에 맞추어 데이터를 전송한다. HS-DSCH를 제외한 모든 채널들은 TTI가 10, 20, 40, 80 msec이다.

하지만 HS-DSCH는 예외적으로 TTI가 1, 3, 5, 15 슬롯 중에 하나로 선택될 수 있다. 그 외 HS-DSCH의 특징은 변조방식과 코딩방식, HARQ를 위한부가정보(redundancy version)가 TTI마다 변할 수 있다는 것이다.

그런데, 전송할 데이터의 크기에 따라 HS-DSCH와 다른 전송 채널 사이에서 전송채널전환을 하려면 RRC의 제어에 따라 채널 재구성을 해야 하는데, 전송채널전환이 자주 발생할 경우 제어정보 과다나 전송지연 문제가 발생할 수 있다.

따라서 바람직하게는 현재 DSCH(Downlink Shared Channel)와 DCH(Dedicated Channel) 사이에서 구현될 수 있는 동적전송채널전환 기능을 HS-DSCH에도 적용하도록 구현하는 방법을 제안한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, MAC의 제어에 따라 HSDPA를 위해 고안된 HS-DSCH 전송채널이 다른 전송채널들과 동적전송채널전환이 가능하도록 하는 방식을 제안한다.

또한 상기 동적전송채널전환을 위한 각 조합들과 각 전환 예들을 모든 HS-DSCH 제어신호정보 전송 방식에 적용 가능하도록 한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 3GPP UMTS(비동기방식)시스템 블럭도

도 2는 3GPP 무선접속망 규격에 따른 무선 인터페이스 프로토콜의 구조

도 3은 3GPP 규격에 따른 무선접속망 구성요소별 프로토콜 계층구조 예

도 4는 UTRAN측 RLC계층과 MAC계층에서의 구조

도 5는 인터페이스를 중심으로 표현한 HSDPA 기술에 따른 프로토콜 구조

도 6은 종래의 HSDPA를 위한 UTRAN의 MAC 모델

도 7은 종래의 HSDPA를 위한 UE의 MAC 모델

도 8은 본 발명의 HSDPA를 위한 UTRAN의 MAC 모델

도 9는 본 발명의 HSDPA를 위한 UE의 MAC 모델

도 10은 본 발명에 따라 하나의 UE에게 HSDPA를 위해 동시에 설정할 수 있는 하향 전송채널 조합

도 11은 본 발명에 따라 하나의 UE가 HSDPA를 위해 동시에 설정할 수 있는 상향 전송채널 조합

도 12는 본 발명에 따른 하향 채널들의 동적전송채널전환기능

도 13은 본 발명에 따른 상향 채널들의 동적전송채널전환기능

도 14는 본 발명의 HS-DCH와 HS-DSCH의 전송 프로시져

본 발명에 따른 ＨＳＤＰＡ시스템의 ＭＡＣ제어에 의한 동적 전송 채널 전환 방법은, 무선자원제어계층(RRC)에 의해 전송채널에 대해 전환 가능한 전송채널조합을 설정하여 고속 데이터 전송을 수행하는 이동통신시스템에 있어서, 상기 전송채널조합 설정범위 내에서 매체접속제어계층(MAC)에 의해 전송채널의 전환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기의 전송채널 전환 방법은 하나의 논리채널(logical channel)이 미리 정해진 전환 가능한 전송채널조합 내의 복수의 전송채널로 대응 되도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널전환은 MAC-D 부계층에 의해 수행되며, 상기 MAC-D 부계층은 상위계층에서 전달될 데이터의 양 또는 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 데이터의 양을 고려하여 전송채널 전환을 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 고속하향 공유채널 제어 부계층(MAC HS-DSCH)은 상기 측정된 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 테이터 양에 대한 정보를 상기 무선자원제어계층(RRC)에 보고하고, 상기 무선자원제어계층(RRC)은 상기 정보를 상기 MAC-D 부계층에 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 MAC계층의 제어는 고속하향 공유채널 제어부계층 (MAC HS-DSCH)에 의해 수행되며, 상기 공유채널 제어 부계층은 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 테이터 양을 측정하여 전송채널을 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 ＭＡＣ제어에 의한 동적 전송 채널 전환 및 제어신호 전송 방법을 설명한다.

먼저 본 발명의 일반적인 내용을 간단히 설명한다.

본 발명은 MAC의 제어에 따라 HSDPA를 위해 고안된 HS-DSCH 전송채널이 다른 전송채널들과 동적전송채널전환이 가능하도록 하는 방식이다.

본 발명에서 HS-DSCH와 동적전송채널전환이 가능한 전송채널은 기존의 DCH와 DSCH, 그리고 HS-DCH(High Speed shared channel associated Dedicated Channel)가 있다.

상기 기능과는 별도로 RRC의 제어에 따라 HS-DSCH에서 FACH, DCH, DSCH로, 또는 그 반대 방향으로 전송채널전환이 가능하며, 동적전송채널전환 기능과 전송채널전환 기능은 모두 MAC-D의 전송채널전환 블록에서 수행된다.

본 발명에서는, HS-DSCH가 메핑되는 물리채널을 HS-PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared Channel)이라 명명한다. 또한 상기 종래 기술에서 HS-DSCH의 제어신호정보를 전송하는 두번째 방식에서 언급된 전용채널을 편의상 HS-DCH이라 명명한다.

본 발명에서 HS-DCH는 MAC-HS-DSCH에서 발생된 전송채널 HS-DSCH 관련 제어 신호들을 전송하는데 사용되는 양방향 전송 채널이다. HS-DCH로 전송되는 제어 신호들은 MAC HS-DSCH 계층에서 완성된다. HS-DCH와 기존의 DCH의 중요한 차이는 TTI에 있다. HS-DCH의 TTI는 HS-DSCH를 위한 TTI와 동일하게 1, 3, 5, 15 슬롯 중에 하나로 선택될 수 있다.

본 발명의 HS-DCH는 물리채널 HS-DPCH로 메핑되어 무선으로 전송된다. HS-DCH는 상기 언급한 특징이외에는 기존의 DCH와 유사한 용도로 사용된다. 즉 HS-DCH로 음성과 실시간 및 비실시간 데이터, 모두 전송될 수 있다.

또 다른 실시 예로 상기 HS-DCH의 기능을 DCH가 할 수도 있다. 즉 기존 DCH를 통해 HS-DSCH 관련 제어 신호가 전송될 수도 있다.

하지만, 본 발명의 HS-DSCH의 동적전송채널전환 기능은 어떤 제어정보 전송방식이 시스템에 적용되는가에 상관없이 동작한다. 즉 HS-DCH나 DCH를 통한 제어정보 전송방식과 상기 언급된 종래의 3가지 제어정보 전송방식 모두에 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 HSDPA를 위한 UTRAN MAC 모델이다.

본 발명에 따른 전송채널 HS-DCH가 MAC-D에 추가되었으며, 본 발명의 HS-DSCH의 동적전용채널전환 기능은 MAC-D에서 실시된다.

도 9는 본 발명의 HSDPA를 위한 UE MAC 모델이다.

이하 본 발명에 따른 HS-DSCH의 MAC 제어에 의한 동적전송채널 전환방식을 설명한다.

본 발명의 MAC 제어에 의한 동적전송채널 전환 방식은 RRC 제어에 의해 HS-DSCH나 HS-DCH, 그리고 그 외 DCH와 DSCH 등이 설정된 상태를 전제로 한다. 다시 말해서, 최초 동작으로 RRC는 RB 구성 또는 재구성, 전송채널 구성 및 재구성, 물리채널 구성 및 재구성 등의 프로시저에 따라, 하향 채널인 경우 도 10, 상향 채널인 경우 도 11의 조합 중 하나로, 하나의 UE를 위한 전송 채널 조합을 설정한다.

MAC은 상기 최초 동작 이후에 HSDPA를 위한 동적전송채널 기능을 수행한다. 본 발명의 동적전송채널 전환 방식은 하나 또는 그 이상의 논리채널들이 도 10과 도 11의 각 조합 내 모든 전송채널들 또는 일부 전송채널들에 메핑되는 것을 가정한다.

상기에서 설명한바와 같이, 동적전송채널 전환은 MAC-D에서 수행된다. MAC-D는 상위 계층에서 전달될 데이터의 양 또는 MAC-HS-DSCH에서 전송 대기중인 데이터의 양, 혹은 상위 계층과 MAC-HS-DSCH에서의 데이터의 양을 고려하여 동적전송채널 전환을 실행한다.

예를 들어 현재 DSCH로 전송 중인 논리 채널의 데이터의 양이 많아질 경우 MAC은 그 논리 채널을 HS-DSCH로 전환하여 데이터를 전송하게 하는 방식이다. 이런 전환 방식은 DCH, DSCH, HS-DSCH, HS-DCH, 각각의 채널 사이에 모두 가능하다. 전환 가능한 예는 하향 전송 채널들 사이의 전환 예가 도 12에, 상향 전송 채널들 사이의 전환 예가 도 13에 표시되어 있다.

그러나 상기의 도 12와 13의 모든 전환이 항상 가능한 것은 아니고, RRC에 의해 미리 설정된 전송 채널들 사이에서만 가능한다.

예를들어 RRC가 도 10의 7번 조합으로 설정했을 경우에는 도 12의 전환예가 모두 가능하지만, 도 10의 4번 하향 채널 조합이 설정되어 있는 경우, 도 12의 4, 5, 7, 8, 10, 11번 동적전송채널 전환만이 가능하다.

상향 전송 채널들의 동적전송채널 전환도 하향의 경우와 동일하다. 다만 DSCH와 HS-DSCH가 하향만이 가능하기 때문에 DCH와 HS-DCH 사이에 전환만이 가능하다.

이하 본 발명의 두번째 목적인 HS-DSCH의 제어신호정보 전송방식에 대해 설명한다.

상기 도 10, 11, 12 및 13의 각 조합들과 각 전환 예들은, 상기 설명한 모든 HS-DSCH 제어신호정보 전송 방식에 적용 가능하다.

즉, 상기 동적전송채널전환 기능의 모든 실시 예들은 모든 HS-DSCH 제어신호정보 전송 방식에서 가능하다.

본 발명에 따라 MAC HS-DSCH는 하향 전송채널 HS-DSCH를 통해 전송 대기중인 데이터의 양을 측정하여 직접 MAC-D로 그 결과를 보고한다.

또 다른 실시 예로 MAC HS-DSCH는 하향 전송채널 HS-DSCH를 통해 전송 대기중인 데이터의 양을 측정하여 RRC로 보고하고, RRC가 다시 MAC-D에게 알려줄 수도 있다.

더욱 구체적으로 MAC HS-DSCH는 전송 대기중인 Node B MAC 버퍼의 트래픽 점유율을 측정하여 보고한다. 상기 데이터 양 혹은 버퍼의 트래픽 점유율을 MAC-D 혹은 RRC로 보고하는 방식은, 정기적으로 측정 결과를 보고하는 방식과 측정 결과치가 미리 설정된 기준치(들) 이상이거나 기준치(들) 이하일 경우에만 보고하는 방식, 상기 두 방식을 혼합하여 사용하는 방식이 있다. 측정결과 보고 주기나 측정 결과와 비교할 기준치(들), 그리고 보고 방식 등은 RRC에 의해 미리 설정된다.

측정치들은 측정 데이터 그대로 보고되거나 평균 또는 표준편차를 계산하여 보고될 수 있다. MAC-HS-DSCH에서 MAC-D 혹은 RRC로 보고되는 데이터는, Node B와RNC 사이 인터페이스 표준규격인 Iub 인터페이스를 통해 전송되므로 NBAP (Node B Application Part)의 제어를 통해 전송되거나 Control Frame을 통해 전달된다.

도 14는, RLC에서 논리채널을 통해 서로 다른 시간에 전달되는 데이터1과 데이터2가, 본 발명의 동적전송채널전환 방식에 따라, MAC이 데이터1은 HS-DCH로, 데이터2는 HS-DSCH로 전송되는 예를 보여준다.

상기 도 14에서는 RRC의 제어에 따라 하나의 논리 채널이 두개의 전송채널 HS-DCH와 HS-DSCH에 메핑되어 있다.

도 14의 예는 도 10과 11의 1번 전송채널 조합, 도 12의 7번 동적전송채널 전환의 예를 보여준다.

도 14에서 화살표 위는 계층간에 정보를 전송하는 프리미티브의 이름, 화살표 아래는 상기 프리미티브에 포함되는 파라미터(Parameter)들을 의미한다.

또한 도 14는 데이터1의 채널인 HS-DCH가 데이터2의 채널인 HS-DSCH의 제어신호정보를 전송할 경우, 성공적인 HS-DSCH 데이터 전송 방식을 설명한다.

SRNC(담당 RNC)의 RLC에서 DTCH나 DCCH를 통해 전달된 데이터2는 MAC-D와 MAC-C/SH를 통해 물리채널인 Node B의 MAC-HS-DSCH로 전달된다.

이어서, 상기 MAC HS-DSCH는 HS-DSCH 데이터 전송을 위한 스케쥴링을 실시하여 상기 Node B의 L1으로 데이터2와 해당 HS-DSCH의 제어신호정보인 TFI (Transport Format Indicator)값, TFI2를 L1으로 전달한다. 이 때 TFI2는 해당 데이터가 전송되는 시간 동안의 특정 UE를 위한, HS-DSCH채널의 전송블록크기(Transport Block Size), 전송블록세트크기(Transport Block SetSize), 변조와 코딩 방식 등을 L1에게 알려준다.

MAC-HS-DSCH에서 L1으로 전달되는 프리미티브(Primitive)와 함께, SRNC의 MAC-D에서도 해당 UE의 HS-DCH로 전송되는 데이터1과, HS-DCH로 전송되는 데이터1에 대한 제어신호정보인 TFI1을 Node B의 L1으로 전송한다.

이 때 TFI1은 전송블록크기, 전송블록세트크기 정보를 포함한다. 만약 HS-DCH의 변조와 코딩 방식이 TTI또는 프레임마다 변한다면 변조와 코딩 방식에 대한 정보도 TFI1을 통해 전송된다. 상기 TFI1과 TFI2은 L1에서 결합되어 HS-DCH가 메핑되는 물리채널(HS-DPCH)을 통해 해당 UE로 전송된다.

상기에서 설명한 것처럼, HS-DCH가 HS-DSCH의 제어신호정보(TF1 및 TF2)를 전송하므로 HS-DCH로부터 TFI1과 TFI2 정보를 수신한 UE는 TFI1 정보를 이용하여 HS-DCH 데이터1을 디코딩하고, TFI2 정보를 이용하여 HS-DSCH 데이터2를 디코딩한다.

이 때, 수신된 데이터2는 수신에러여부를 체크한 후 그 결과와 함께 UE의 MAC-HS-DSCH로 전달된다. 이 후, UE MAC-HS-DSCH는 프리미티브를 통해 데이터2에 대한 HARQ 제어정보 전송을 L1에 요청한다. 만일 데이터2를 에러 없이 수신한 경우, 데이터2가 정확하게 수신되었음을 의미하는 HARQ 제어정보(ACK)가 전송되게 된다.

또 만일 데이터2가 에러가 발생한 경우, 데이터2에 에러가 발생했음을 의미하는 HARQ 제어정보(NACK)가 전송되게 된다.

이러한 HARQ 제어정보(ACK또는 NACK)는 다른 HS-DSCH 관련 제어신호 정보와 함께 상향 HS-DCH 채널을 통해 해당 Node B로 전송되어 MAC-HS-DSCH까지 전달된다.데이터2에 에러가 발생한 경우 Node B는 MAC-HS-DSCH의 버퍼에 저장되어 있던 데이터2를 HS-DSCH를 통해 다시 재전송하게 된다.

상기 HS-DSCH 데이터 전송은, HS-DCH대신에 DCH가 HS-DSCH 제어신호정보 전송에 이용될 경우에도 동일하게 적용된다.. 다만 이 때, HS-DCH는 DCH가 되고, HS-DPCH는 DPCH가 되는 점만 차이가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.

따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 ＭＡＣ제어에 의한 동적 전송 채널 전환 및 제어신호 전송 방법은 전송할 데이터의 크기에 따라 HS-DSCH와 다른 전송 채널 사이에서 전송채널전환을 할 경우, RRC의 제어 없이, MAC의 제어만으로 가능하게 하므로 부가적인 제어정보 정보와 전송지연이 최소화될 수 있다.

Claims

무선자원제어계층(RRC)에 의해 전송채널에 대해 전환 가능한 전송채널조합을 설정하여 고속 데이터 전송을 수행하는 이동통신시스템에 있어서, 상기 전송채널조합 설정범위 내에서 매체접속제어계층(MAC)에 의해 전송채널의 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널(transport channel) 전환 방법.
제 1항에 있어서, 상기의 전송채널 전환 방법은 하나의 논리채널(logical channel)이 미리 정해진 전환 가능한 전송채널조합 내의 복수의 전송채널로 대응 되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널(transport channel) 전환 방법.
제 1항에 있어서, 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널전환은 MAC-D 부계층에 의해 수행되며, 상기 MAC-D 부계층은 상위계층에서 전달될 데이터의 양 또는 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 데이터의 양을 고려하여 전송채널 전환을 실행하는 것을 특징으로 하는 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널(transport channel) 전환 방법.
제 3항에 있어서, 고속하향 공유채널 제어 부계층(MAC HS-DSCH)은 상기 측정된 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 테이터 양에 대한 정보를 상기 무선자원제어계층(RRC)에 보고하고, 상기 무선자원제어계층(RRC)은 상기 정보를 상기 MAC-D 부계층에 전달하는 것을 특징으로 하는 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널(transport channel) 전환 방법.
제 1항에 있어서, 상기 MAC계층의 제어는 고속하향 공유채널 제어부계층 (MAC HS-DSCH)에 의해 수행되며, 상기 공유채널 제어 부계층은 고속하향 공유채널(HS-DSCH)을 통해 전송해야 할 대기중인 테이터 양을 측정하여 전송채널을 전환하는 것을 특징으로 하는 매체접속제어계층(MAC)의 제어에 의한 전송채널 (transport channel) 전환 방법.