KR20040044478A - 무선통신 시스템에서의 메시지 세그먼테이션 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서의 메시지 세그먼테이션 방법 및 장치 Download PDF

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KR20040044478A
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Abstract

각각의 메시지를 먼저 세그먼트로 세그먼트화한 다음, 그 세그먼트들을 단편화하는, 세그먼트화된 메시지의 전송 방법이 개시되어 있다. 각각의 세그먼트 마다 세그먼트 파라미터를, 각각의 단편마다 식별자를 제공한다. 단편들은 전송 프레임으로의 작성에 대한 하위 레벨로 제공한다. 일 실시형태는 제어 메시지와 같은 단기간 메시지의 전송에 적용한다.

Description

무선통신 시스템에서의 메시지 세그먼테이션 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MESSAGE SEGMENTATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
기술분야
본 발명은 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선통신 시스템에서 메시지를 세그먼트화하여 전송하는 방법에 관한 것이다.
배경기술
무선 통신 시스템에서는, 메시지를 송신기로부터 모바일 수신기로 전송한다. 이 메시지를 프레임으로 전송하는데, 여기서 프레임은 소정 기간의 시간을 규정하며, 프로토콜은 정보의 교환과 같은 주어진 일련의 동작들을 수행하는데 이용하는데, 여기서 프로토콜은 프레임으로 전송되는 구성정보를 규정한다. 무선통신은 공유하는 무선 인터페이스를 통하여 수행하기 때문에, 수신 품질은 간섭의 제약을 받는다. 수신기에서의 열등한 품질 수신은 전송된 데이터 프레임의 손실을 발생시킬 수 있는데, 즉 간섭신호의 부가로 인해 수신 신호를 인식할 수 없다. 통상적으로 프레임을 손실한 경우, 전체 메시지 (다중 프레임) 를 재전송한다. 전체 메시지의 재전송은 그 외의 추가 메시지에 이용하는 대역폭을 이용한다. 또한, 재전송은 시스템의 지연시간을 증가시켜, 무선통신 시스템의 허용가능한 성능이 벗어날 수 있다.
따라서, 무선통신 시스템에서는, 메시지를 전송하는데 적절한 방법이 필요하다. 또한, 무선통신 시스템에서는, 정보를 재전송하는데 효과적인 방법도 필요하다.
발명의 개요
여기에 개시한 실시형태들은 전송 메시지의 세그먼테이션 방법 및 장치를 제공함으로써 위에서 언급한 요구사항을 해결하며, 이때 세그먼트 파라미터는 각 세그먼트에 첨부되며, 각 세그먼트는 복수의 단편으로 단편화된다. 각 단편들은 세그먼트 식별자를 포함한다. 일 실시형태에서, 세그먼트 내의 단편의 세그먼트 식별자는 세그먼트의 시작부분과 마지막 부분을 식별한다.
일 양태에 따르면, 기지국 제어기 및 복수의 기지국을 가지는 무선통신 시스템에서, 방법은 메시지를 복수의 세그먼트로 세그먼트화하는 단계, 세그먼트들을 복수의 단편들로 분할하는 단계, 및 그 단편들을 전송하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 기지국 제어기 및 복수의 기지국을 가지는 무선통신시스템에서, 기지국은 복수의 전송된 프레임으로부터 메시지 세그먼트들을 조립하기 위한 수단, 그 메시지의 손실한 세그먼트를 식별하기 위한 수단, 및 그 손실한 세그먼트의 재전송을 요청하기 위한 수단을 구비한다.
일 양태에서, 무선 장치는 복수의 전송 프레임을 수신하기 위한 수신기, 단편 추출 유닛에 결합되어, 전송 프레임 내의 세그먼트들을 식별 및 재구성하도록 구성된 세그먼트 추출유닛, 및 세그먼트 추출 유닛에 결합되어, 메시지내의 어떤 손실한 세그먼트를 결정하고, 그 손실한 세그먼트의 재전송을 요청하는 메시지 재구성 유닛을 구비한다.
또 다른 양태에서, 반송파상에 포함시킨 컴퓨터 데이터 신호는 세그먼트 파라미터 및 복수의 단편들을 각각 가지는 복수의 세그먼트들임을 특징으로 한다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 무선통신 시스템에서의 프로토콜을 구현하는 아키텍쳐 층을 나타낸다.
도 3a는 무선통신 시스템에 적용가능한 메시지 전송 프로토콜을 나타낸다.
도 3b는 도 3a에 나타낸 바와 같은 전송 프로토콜에 따른 프레임 구성을 나타낸다.
도 4a는 무선통신 시스템에 적용가능한 세그먼테이션을 구현하는 메시지 전송 프로토콜을 나타낸다.
도 4b는 도 4a에 나타낸 바와 같은 전송 프로토콜에 따른 프레임 구성을 나타낸다.
도 5a는 도 4a에 나타낸 바와 같은 메시지 전송 프로토콜의 예를 나타낸다.
도 5b는 도 5a에 나타낸 바와 같은 메시지 전송 프로토콜에 이용하는 세그먼테이션 표시자 비트값을 규정하는 범례를 나타낸다.
도 5c는 도 5a에 나타낸 바와 같은 메시지 전송 프로토콜에 이용하는 세그먼테이션 표시자 결합을 규정하는 범례를 나타낸다.
도 5d는 도 5a에 나타낸 바와 같은 메시지 전송 프로토콜에 이용하는 세그먼테이션 표시자 비트값을 규정하는 범례를 나타낸다.
도 5e는 도 5a에 나타낸 바와 같은 메시지 전송 프로토콜에 이용하는 세그먼테이션 표시자 결합을 규정하는 범례를 나타낸다.
도 6은 전송동안의 메시지 세그먼테이션 방법을 나타내는 플로우 다이어그램이다.
도 7a 및 도 7b는 세그먼트화된 메시지를 수신하는 방법을 나타내는 플로우다이어그램이다.
도 8은 전송동안의 메시지 세그먼테이션의 예를 나타낸다.
도 9a는 메시지 재전송과 함께 메시지 전송의 타이밍도이다.
도 9b는 하나 이상의 세그먼트의 재전송과 함께 메시지 세그먼테이션 및 전송의 타이밍도이다.
도 10은 메시지 세그먼테이션 및 전송 프로토콜을 지원하는 송신기의 블록도이다.
도 11은 메시지 세그먼테이션 및 전송 프로토콜을 지원하는 수신기의 블록도이다.
도 12는 무선통신 시스템에서 소거검출을 나타낸 플로우 다이어그램이다.
도 13a 및 도 13b는 무선통신 시스템에서 전송 프레임의 타이밍도이다.
용어 "예시적인"은 "일례, 실례, 또는 예시로 기능하는" 의미로만 사용한다. 여기서, "예시적인"으로 기재한 어떠한 실시형태도 또 다른 실시형태들보다 더 바람직하거나 더 유용한 것으로 해석할 필요는 없다. 본 발명의 여러 형태를 도면에 제시하지만, 도면들은 특히 언급하지 않는 한 반드시 축척으로 도시한 것은 아니다.
코드 분할 다중접속 (CDMA) 통신 시스템과 같은 스펙트럼 확산 시스템에서는, 의사 랜덤 잡음 (PN) 확산 시퀀스와 같은 코드를 이용하여 광대역폭에 걸쳐 신호를 확산시킨다. 스펙트럼 확산 CDMA 시스템은 "이중모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰라 시스템의 TIA/EIA/IS-95 이동국-기지국 호환가능 표준" (이하, "IS-95 표준"이라 함) 및 "cdma2000 스펙트럼 확산 시스템의 TIA/EIA/IS2000 표준" (이하, "cdma2000 표준"이라 함) 에 설명되어 있다.
무선통신 시스템은 음성, 데이터 등과 같은 여러 유형의 통신을 제공하는데 폭넓게 이용한다. 이들 시스템은 코드 분할 다중접속 (CDMA), 시분할 다중접속 (TDMA), 또는 몇몇 다른 복조 기술에 기초할 수도 있다. CDMA 시스템은 시스템 용량을 증대시킬 것을 포함하여, 다른 유형의 시스템보다 우수한 몇몇 이점을 제공한다.
(1) "이중모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰라 시스템의 TIA/EIA/IS-95 이동국-기지국 호환가능 표준" (이하, "IS-95 표준"이라 함), (2) "제 3 세대 파트너쉽 프로젝트" (이하, 3GPP라 함) 라 명명된 컨소시움에 의해 제공되며 도큐먼트세트, 번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 및 3G TS 25.214, 3G TS 25.302 (이하, WCDMA 표준이라 함) 에 의해 제공되는 표준, (3) "제 3 세대 파트너 쉽 프로젝트 2" (이하, 3GPP2라 함) 라 명명된 컨소시움 및 이전에 IS-2000 MC라했던 TR-45.5 (이하, cdma2000 표준이라 함) 에 제공되는 표준, 또는 (4) 몇몇 다른 무선 표준과 같은, 하나 이상의 표준을 지원하도록 시스템을 설계할 수 있다. 이하, 상술한 이들 표준 (1), (2) 및 (3) 을 참조한다.
더욱 자세하게, 각각의 표준은 기지국으로부터 이동국으로의 전송에 대한 데이터의 처리, 및 이동국으로부터 기지국으로의 전송에 대한 데이터의 처리를 규정한다. 예를 들면, 스피치 정보를 특정 데이터 레이트로 코딩하고, 규정된 프레임 포맷으로 포맷한 다음, 특정 처리 방식에 따라 처리 (예를 들면, 에러 정정, 및/또는 에러 검출 인코딩, 인터리브 등) 한다. 상술한 바와 같이, W-CDMA 표준은 적응성 다중 레이트, 즉 AMR, 스피치 코딩 방식을 규정하여, 스피치 정보를, 복수의 가능한 데이터 레이트들 중의 하나의 레이트에 기초하여 인코딩할 수 있으며, 이 선택한 데이터 레이트에 의존하는 특정 포맷으로 코딩 스피치 데이터를 제공한다. 특정 표준 (예를 들면, cdma2000 표준) 으로 규정되는 코덱 (codec), 프레임 포맷 및 프로세싱은 또 다른 표준들 (예를 들면, W-CDMA 표준) 의 경우와 상이할 수도 있다.
다중 전송 포맷, 즉, 가변 길이 전송 프레임을 지원할 수 있는 많은 통신 시스템이 있다. 이러한 시스템 중의 하나가 cdma2000 표준으로 규정되어 있다. 다음의 설명 전체에 대해 CDMA 타입 시스템을 대표적인 예로서 이용하지만, 본 발명의 방법과 장치는 메시지를 프레임으로 전송하며 프레임들 및/또는 프레임의 일부분의 재전송을 지원하는 어떠한 시스템에도 적용할 수 있다. 또한, 명세서내에 설명한 방법은 순방향 링크 와 역방향 링크에 더하여 다운링크와 업링크에도 적용할 수 있다. 설명의 편리를 위해, 명세서내의 설명에서는, CDMA 타입 시스템에 부합하는 전문용어를 이용한다. W-CDMA 타입 시스템에 대한 애플리케이션에 대하여, 업링크 통신은 유저 장치 (UE) 로부터 노드 (B), 즉 송신기로의 통신을 의미한다.
종래의 CDMA 타입 스펙트럼 확산 시스템을 설명하기 위해 이용한 몇몇 전문용어는 WCDMA 타입 시스템에 대해 일관되게 이용하지만, 각각의 타입 시스템에서의 고유한 정의들을 갖는 수개의 용어가 있다.
CDMA 시스템에서, 모바일 유저는 이동국이라 한다. 무선 통신 시스템에서는, 이 복수의 MS들이 고정 위치를 갖는 기지국을 통하여 통신한다. CDMA 시스템에서, 역방향 링크 (RL) 는 모바일 유저 또는 이동국 (MS) 으로부터 기지국 (BS) 으로의 전송을 의미한다. 순방향 링크 (FL) 는 BS로부터 MS 로의 전송을 의미한다.
W-CDMA 시스템에 고유한 전문용어로서, 모바일 유저를 유저 장치 (UE) 라 한다. 무선 통신 시스템에서, 이 복수의 UE들은 고정위치를 갖는 "노드 (B)"를 통하여 통신한다. UE로부터 노드 (B) 로의 전송은 업링크 (UL) 라 한다. 다운링크 (DL) 는 노드 (B) 로부터 UE로의 전송을 의미한다.
도 1은 다수의 유저를 지원하는 스펙트럼 확산 통신 시스템 (100) 의 다이어그램이다. 이 시스템 (100) 은 복수의 셀에 통신을 제공하는데, 각각의 셀은 대응 기지국 (104) 에 의해 서비스받는다. 여러 원격 단말기 (106) 는 시스템 전에 걸쳐 분산되어 있다. 시스템 (100) 은 대표적으로 CDMA 무선 통신 시스템일 수도 있으며, 각각의 원격 단말기들 (106) 은 MS라 한다. 이와 유사하게, 시스템(100) 은 W-CDMA 무선 통신 시스템일 수도 있으며, 각각의 원격 단말기들 (106) 은 UE라 한다. 각각의 원격 단말기 (106) 는, 이 원격 단말기가 활성상태인지의 여부, 및 소프트핸드오프에 있는지의 여부에 의존하여 어느 특정 순간에 역방향과 순방향 링크 상에서 하나 이상의 기지국 (104) 과 통신할 수 있다. 간단히 설명하기 위해, 예시적인 실시형태에서는, 시스템 (100) 은 cdma2000 표준에 부합하는 CDMA 타입 시스템을 고려한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기지국 (104a) 은 원격단말기들 (106A, 106B, 106C, 및 106D) 과 통신하며, 기지국 (104B) 은 원격단말기들 (106D, 106E, 및 106F) 과 통신한다.
시스템 컨트롤러 (102) 는 기지국 (104) 과 연결하며, 통상적으로, 공중교환망 (PSTN), 인터넷 또는 다른 통신 네트워크를 포함하지만, 이것으로 한정되지는 않는 다른 시스템과도 더 연결한다. 시스템 컨트롤러 (102) 는 이 시스템 컨트롤러에 연결된 기지국에 대한 코디네이션과 제어를 제공한다. 시스템 컨트롤러 (102) 는 기지국 (104) 을 통하여 원격 단말기들 (106) 간, 및 원격단말기 (106) 와 다른 시스템에 연결된 유저들 간의 전화 호출 라우팅을 더 제어한다. 또한, 시스템 컨트롤러 (102) 는 기지국 제어기 (BSC) 라 한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태의 아키텍쳐 층 (110) 을 나타낸다. 물리층 (112) 은 채널 구성, 주파수, 전력 출력, 변조 타입 및 순방향과 역방향 링크에 대한 인코딩 사양들을 나타낸다. 매체 액세스 제어 (MAC) 층 (114) 은 물리층 (112) 을 통하여 송수신하는데 이용되는 과정을 규정한다.
도 2에 나타낸 층구성은 음성, 패킷 데이터, 및 음성과 패킷 데이터를 동시에 제공하도록 설계된다. 물리층 (112) 은 물리 채널에 대하여 코딩, 인터리빙, 변조 및 확산 기능들을 수행한다. MAC 층 (114) 과 링크 액세스 제어 (LAC) 층 (116) 은 공동으로 링크 층을 형성하여, 데이터 전송 서비스에 프로토콜 지원 및 제어 메커니즘을 제공한다. 또한, 링크 층은 상위 층의 데이터 전송 요구를 특수한 물리층 (112) 의 성능과 특성에 매핑시킨다. 또한, 링크층은 논리 및 시그널링 채널들을 물리층 (112) 의 코딩 및 변조 기능들에 의해 구체적으로 지원되는 코드 채널들에 매핑시킨다. 이하, 사용하는 바와 같이, 시그널링은 제어 정보의 전송을 의미하지만, 통신 시스템에서 메시지로서 전송되는 데이터 정보 또는 다른 정보를 포함하도록 확장할 수도 있다.
제어 애플리케이션 및 상위 층 프로토콜은 LAC 층 (116) 에 의해 제공되는 서비스를 이용한다. LAC 층 (116) 은 메시지의 전달을 포함한, 논리 링크 접속을 세트업하고 유지시키며 해제하는데 필수적인 기능들을 수행한다. MAC 층 (114) 은 물리층 (112) 에 의해 지원되는 자원을 관리하는 제어 기능을 제공한다. 예를들면, MAC 층 (114) 은 무선 인터페이스를 통한 정보의 통신의 물리 코드 채널을 제어한다. 또한, MAC 층 (114) 은 여러 LAC 서비스 엔티티에 의하여 요구되는 이들 자원의 이용을 코디네이트한다. 이러한 코디네이션 기능은 단일 이동국 내에서의 LAC 서비스 엔티티들 간의 경합문제에 더하여, 경합하는 이동국들 간의 경합 문제를 해결한다. MAC 층 (114) 은 LAC 서비스로부터의 서비스 품질(QoS), 레벨 리퀘스트를 전달한다. 예를 들면, MAC는 무선 인터페이스 자원을 보존하거나 경합하는 LAC 서비스 엔티티들 간의 우선순위를 결정할 수도 있다.
HDR 시스템에 있어서, MAC 층 (114) 은 유저 또는 접속들을 균형조정하는 스케쥴링 성능을 포함한다. 통상적으로 이러한 균형조정은 열악한 통신가능구역을 갖는 채널에 대하여 낮은 스루풋을 스케쥴링하기 때문에, 우수한 접속을 갖는 채널에 대하여 높은 스루풋을 허용하여 자원을 해결한다. 다음 층인 링크 액세스 제어 (LAC) 층 (116) 은 상위 층 애플리케이션에 대한 액세스 과정을 제공한다. 또 다른 아키텍쳐에서, 무선링크, 무선 링크 프로토콜 (RLP) 층 (도시 생략) 을, LAC 층 (116) 을 대신하여, 또는 LAC 층 (116) 과 병렬로, 옥텟-정렬 데이터 스트림에 재전송 및 중복 검출을 제공할 수도 있다. 패킷 서비스와 관련하여, LAC층 (116) 은 PPP(Point-to-Point Protocol) 패킷을 반송한다. 하이 레벨 데이터 링크 제어 (HDLC) 층 (120) 은 PPP 및 ML-PPP 통신용 링크 층이다. 제어 정보는 특정 패턴으로 배치하는데, 이 패턴들은 에러를 감소시키기 위해 데이터와 상당히 상이하다. HDLC 층 (120) 은 PPP 프로세싱 이전에 데이터의 프레이밍을 수행한다. 이후, PPP 층 (122) 은 압축, 인증, 암호화 및 다중 프로토콜 지원을 제공한다. 인터넷 프로토콜 (IP) 층 (124) 은 상이한 노드에 대하여 어드레스하는 인터넷 작업을 추적하며, 출력 메시지를 라우팅하고, 입력 메시지를 인식한다.
IP 층 (124) 과 같은, PPP의 상부에서 실행하는 프로토콜은, 유저 트래픽을 반송한다. 이들 각각의 층은 하나 이상의 프로토콜을 포함할 수 있다. 프로토콜은 시그널링 메시지 및/또는 헤더들을 이용하여, 다른 측의 무선 인터페이스상에서 피어 엔티티 (peer entity) 에 정보를 전달한다. 예를 들면, 하이 데이터 레이트 (HDR) 시스템에서, 프로토콜은 디폴트 시그널링 애플리케이션을 갖는 메시지를 전송한다.
아키텍쳐 (110) 는, 인터넷과 같은 IP 네트워크와, 무선 모바일 유닛을 포함한 액세스 단말기 간의 데이터 연결성을 제공하는 액세스 네트워크 (AN) 에 적용할 수 있다. 액세스 단말기들 (AT들) 은 유저에 데이터 연결성을 제공한다. AT는 랩톱 퍼스널 컴퓨터와 같은 연산 장치에 연결할 수도 있고 개인 휴대정보 단말기와 같은 자체 내장형 데이터 장치일 수도 있다. 종종, IP 가전 또는 웹 가전이라고 불리는, 늘어가는 수의 장치와 여러 무선 애플리케이션이 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, LAC 층 (116) 위의 층들은 서비스 네트워크 층들이며, HDLC층 (120) 아래에 있는 층들은 무선 네트워크 층들이다. 즉, 무선 네트워크 층들은 무선 인터페이스 프로토콜에 영향을 준다. 예시적인 실시형태의 무선 네트워크 층은 "HAI사양"이라 하는 "TL80-54421-1 HDR 에어 인터페이스 사양"을 구현한다. 때로는, HAI 사양을 "IxEVDO" 라 하기도 한다. 통상적으로, HDR은 무선 통신 시스템에서 효율적인 데이터 전송방법을 제공한다. 또 다른 실시형태는 "cdma2000 스펙트럼 확산 시스템의 TIA/EIA/IS-2000 표준" (이하, "the cdma2000 표준"이라 함), "이중 모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰라 시스템의 TIA/EIA/IS-95 이동국-기지국 호환가능성 표준" (이하, "the IS-95 표준"이라 함), 또는 " 1.85 내지 1.99 GHz PCS 애플리케이션에 대한 W-CDMA (광대역 코드분할 다중접속) 무선 인터페이스 호환가능성 표준의 ANSI J-STD-01 드래프트 표준 "(이하, "W-CDMA" 이라 함) 와 같은 다른 유저별 접속 시스템으로 구현할 수도 있다.
음성 및 데이터 전송을 위한 다중 액세스 시스템의 이용은, 각각의 특허가 본 발명의 양수인에게 양도되어 있는 다음 미국특허공보,
발명의 명칭이 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" 인 미국특허 번호 4,901, 307호,
발명의 명칭이 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"인 미국특허 번호 5,103, 459호,
발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION"인 미국특허 번호 5,504, 773호에 개시되어 있다. 주파수 스펙트럼이 한정된 자원이기 때문에, 이들 시스템은 스펙트럼을 공유하여 그 자원의 이용을 최대로 하면서, 최소의 간섭으로 많은 수의 유저를 지원하는 방법을 제공한다. 데이터 고속 전송에 대한 이들 방법의 확장에 의해 기존 하드웨어 및 소프트웨어를 재이용할 수 있다. 설계자들은 이미 이러한 표준을 잘 알고 있으며, 그 방법들은 이러한 지식과 경험을 이용하여 이들 시스템을 고속 데이터 전송으로 확장시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 전송 메시지의 작성에서, 통상적으로 송신기가 다중 프레임을 통하여 메시지를 확산시킨다. 주어진 통신 링크와 관련된 프레임 에러 레이트 (FER) 는 주어진 프레임을 손실할 확률로서 정의된다. 이와 유사하게, 주어진 통신 링크와 관련되는 메시지 에러 레이트 (MER) 는 주어진 메시지를 손실할확률로서 정의된다. MER은 다음 수학식 (1) 에서 주어진 바와 같이 FER과 관련된다.
[수학식 1]
여기서, 메시지를 n개의 프레임을 통하여 확산된다. 수학식 (1) 은 이벤트의 통계적 독립성을 가정하며, 더욱 자세하게는, 어떠한 주어진 프레임에서의 에러의 확률은 또 다른 어떤 프레임에서의 에러의 확률과 동일하다. FER 고정값에 대하여, MER이 증가할수록 메시지 길이가 증가한다. 하나의 프레임을 손실할 경우, 전체 메시지를 손실한다. 무선 통신 시스템에서, 프레임은 기본 타이밍 간격이다. 상이한 전송 채널에 대하여 프레임을 규정하는 시간 길이는 상이할 수 있다.
메시지 길이가 증가할수록 메시지를 손실하는 위험 즉, MER이 증가한다. 메시지 길이가 증가함에 따라, 메시지의 전송에 필요한 프레임의 수도 증가한다. 한 프레임의 손실이 전체 메시지의 손실을 발생시키기 때문에, 메시지 손실의 위험은 메시지 당 프레임의 수에 의해 영향 받는다. 또한, 수학식 (1) 에 나타낸 바와 같이, 일정한 길이의 메시지에 대하여, FER의 증가는 MER에 직접 영향을 준다.
도 3a 및 도 3b 는 LAC 층 (114) 에서 실시되는 전송 프로토콜을 나타내는 데, 각각의 메시지 (200) 는 헤더 (202); 다중 필드 (204 내지 206); 정보 (208); 및 테일 (210) 을 포함한 다중 필드를 포함한다. 헤더 (202) 는 메시지 길이,메시지 식별자, 프로토콜 버젼 판별기 등을 포함한 메시지의 송수신에 대한 제어 정보를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 필드 (204 내지 206) 는 주소지정 필드, 암호화 필드, 인증 필드, 및 메시지 재전송 (ARQ) 에 이용하는 필드들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 일 실시형태에서, 정보 필드 (208) 는 제어 메시지와 같은 시그널링 정보를 송신기로부터 수신기로 제공한다. 테일 프레임 (210) 은 메시지의 정확도를 보장하는 순환 잉여 검사, 즉, CRC를 포함한 메시지의 마지막 부분 정보를 포함한다.
메시지 (200) 를 1,2,..., X로서 레이블 (label) 한 복수의 단편으로 전송시킨다. 각각의 단편 (220) 은 메시지의 시작부분 (SOM) 표시자 (222) 및 정보부분 (224) 을 포함한다. 일 실시형태에서, SOM은 메시지의 제 1 단편을 나타내는 1, 및 메시지의 후속 단편을 나타내는 0이다. 메시지 (200) 의 MER은 수학 식 (1) 로 주어진다. 이후, 이 단편들을 MAC 층 (114) 에 제공하는데, 이 층은 전송을 위하여 단편들을 프레임으로 정렬한다. MAC 층 (114) 은 정보를 단편에 추가할 수 있으며 전송을 위하여 단편을 재정렬할 수도 있다. 각각의 단편 (220) 은 전송 프레임에 대응할 수 있다. 수신기에서의 메시지 수신시, 어떠한 단편을 손실한 경우, 전체 메시지를 재전송한다. 통상적으로, 손실된 단편은 소거부분이라 하며, 여기서, 수신기는 신호 에너지를 수신하기는 하지만, 정보를 처리하거나 및/또는 디코딩할 수는 없다. 메시지의 일부분을 손실한 경우, 수신기가 그 손실한 부분없이 메시지를 처리할 수 없다면, 전체 메시지를 손실한 것으로 간주할 수 있다. 이 손실한 (lost) 부분을 소거 부분 또는 손실한(missing) 부분이라 할 수 있다.
일 시스템에서, 수신기가 메시지를 수신하고 그 메시지를 디코딩하여 처리할 수 있는 경우, 수신기는 확인응답 (ACK) 메시지의 전송에 의해 메시지의 수신을 확인응답한다. 메시지를 손실한 경우, 수신기는 송신기에 응답하지 않는다. 송신기는 목표 수신자로부터의 ACK 메시지의 수신을 대기한다. 송신기에서, 소정의 대기 기간 내에 ACK 메시지를 수신하지 못한 경우, 송신기는 메시지를 재전송한다. 송신기는 메시지의 손실 부분(들) 에 대하여 약간의 정보만를 갖거나 완전히 정보를 갖지 않을 수도 있다.
메시지의 단지 일부분 또는 단편의 손실에 대하여 그리고 대기 기간의 만료시 메시지의 재전송은 수신기에 지연시간을 발생시키고 송신기의 전송 대역폭을 소모시킨다. 손실부분(들) 또는 단편(들)의 재전송을 제공하기 위해, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태는 메시지 (200) 를 다중 세그먼트 (302) 로 세그먼트화하는 메시지 세그먼테이션의 방법을 제공한다. 각각의 세그먼트 (302) 는 고유 식별자를 할당받는다. 메시지의 제 1 세그먼트는 시작 세그먼트 (SS) 표시자로 또한 식별된다. 메시지의 최종 세그먼트는 마지막 세그먼트 (ES) 표시자로 또한 식별된다. 세그먼테이션 처리는 주어진 메시지를 다중부분으로 세그먼트화하는 것으로서 정의된다. 다중 세그먼트 (302)는 가변 길이를 가질 수도 있다. 각각의 세그먼트 (302) 의 길이의 판별은 주어진 통신 시스템에 특정한 또 다른 기준 또는 채널 품질 추정값에 기초할 수 있다. 세그먼트 길이의 판별은 효율성과 성능을 균형조정한다. 세그먼트의길이를 짧게 할수록, 동일한 메시지에 대하여 세그먼트의 총 수는 더욱 많아진다. 보다 짧아진 세그먼트 길이는 신뢰도의 증가를 제공하며, 이에 따라 그 성능이 향상된다. 매우 큰 세그먼트의 총수는 효율성을 감소시키는 프로세싱과 저장 오버헤드를 발생시키는데, 예를들면, 다중 세그먼트를 식별하는 보다 많은 세그먼트파라미터 비트의 전송을 발생시킨다. 이상적으로, 시스템은 낮은 오버헤드를 유지하면서 성능을 최적화시킨다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 메시지 (200) 를 K개의 세그먼트들로 세그먼트화 한다. 이후, K개의 세그먼트 각각을, X개의 단편으로 더 분할한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 단편의 수 (X) 는 각각의 세그먼트 (302) 마다 변경될 수 있다. 다른 실시형태는 주어진 메시지 내에서 세그먼트 당 단편을 상수 (X) 로 특정할 수도 있다. 이 단편의 수 (X) 뿐만 아니라, 각각의 단편 (304) 의 길이 결정을 물리층 (112) 과 MAC 층 (114) 의 파라미터에 의해 결정한다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, 세그먼트 (302) 의 SEGMENT 3 은 X개의 단편 (304) 으로 분할된다. 이후, 이 단편 (304) 은 다중 전송 프레임 (미도시) 을 통한 전송을 위하여 MAC 층 (114) 에 제공된다.
상술한 바와 같이, K 개의 세그먼트 (302) 각각은 X 개의 단편들로 분할되며, 단편의 총 개수 (n) 는 다음 수학식 (2) 으로 주어진다.
[수학식 2]
예시적인 실시예에서, 단편의 총 개수는 물리층 (112) 상에서의 전송을 위하여 MAC 층 (114) 에 의해 생성되는 프레임의 총 개수와 동일하지만, 또 다른 실시예는 프레임의 총 개수의 함수로서 단편의 총 개수를 제공할 수도 있다. 이때발생한 메시지 에러는 세그먼트 에러 레이트 (SER) 의 함수로 정의되며, 다음과 같다.
[수학식 3]
여기서, SER은 다음과 같이 정의된다.
[수학식 4]
도 4b 에 나타낸 바와 같이, 각각의 단편 (306) 은 세그먼트 표시자 (SI; 308) 와 정보 (310) 를 포함한다. 이 정보 (310) 는 세그먼트 (304) 들 중 일 세그먼트의 콘텐츠의 일부분이다. 예시적인 실시예에 따르면, SI는 2개 이상의 비트 (SI1및 S12) 를 포함한다. 이들 비트 중 하나는 세그먼테이션이 가능한지의 여부를 나타내며, 나머지 하나의 비트는 메시지의 제 1 세그먼트를 식별한다.
도 5a에 나타내는 메시지 전송의 일 실시예에서, 메시지 (200) 는 X 개의 단편으로 분할된 다음, MSG1내지 MSGx로 명명된 단편 (304) 으로서 식별한다. 설명된 바와 같이, 몇몇 세그먼트 바운더리는 몇몇 필드 바운더리와 일치할 수 있더라도, 단편 (304) 들 간의 바운더리들은 메시지 (200) 의 필드들 간의 바운더리와 반드시 동일할 필요는 없다. 단편들 (304) 은, 각각의 필드 (202, 204, 206, 208, 및 210) 는 물론 메시지 (200) 에 포함되는 임의의 다른 필드들에 포함된 정보를 포함하는, 메시지 (200) 에 포함되는 정보의 부분들이다.
X 개의 단편 (단편들 (304)) 각각은 세그먼트 메시지 당 X 개의 프레임의 총개수에 대하여 프레임들 (360) 중 전송 프레임에 대응한다. 각각의 프레임은 서비스 데이터 유닛 (SDU) 을 포함한다. 각각의 단편 (304) 은 메시지 (200) 의 일부분에 대한 프리픽스로서 첨부된 세그먼트 식별자 (SI) 값을 포함한다. 단편 식별자를 순차적으로 결정된다. 다른 실시형태들은 프레임과 세그먼트에 식별자를 할당하는 다른 방법을 실시할 수도 있다. 이러한 식별은 수신기에서 메시지를 재구성함에 이용된다. 이와 유사하게, 다른 실시형태들은 세그먼트 정보의 마지막 부분에 SI 를 첨부할 수 있거나, 또는 SI 정보를 세그먼트 정보와 통합할 수도 있다. 이들 각각의 실시형태에서는, 프레임의 구성이 수신기에서 공지의 것이라면, 이후, 이에 따라 수신기가 메시지를 재구성할 수 있다.
도 5a 에 나타낸 바와 같이, X개의 단편들 (304) 은 단편 (320, 330, 340, 및 350) 을 포함하며, 각각의 단편 (320, 330, 340, 및 350) 은 메시지 (200) 의 일부분과 SI를 포함한다. 도 5a의 실시형태에서, 시스템은, 이 예의 경우에 전송 메시지 세그먼테이션이 비활성상태에 있지만, 도 4a의 프로토콜에 의해 정의되는 바와 같은 메시지 세그먼테이션을 지원한다. 활성 세그먼트의 경우, 세그먼트 재전송 리퀘스트가 지원된다. 즉, 수신기는 전송된 메시지의 세그먼트 또는일부분의 재전송을 요청할 수 있다. 비활성 세그먼테이션의 경우, 세그먼트 재전송 리퀘스트는 지원되지 않는다. 수신기는, 더 작은 유닛은 아니지만 전체 메시지의 재전송을 요청할 수 있다.
도 5a의 실시형태에서, 각각의 SI는 3개의 비트들을 포함한다. SI 비트들의 가중치를 도 5b와 도 5c에 나타낸다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, SI1로 명명된 SI의 제 1 비트는 세그먼테이션이 활성인지 비활성인지의 여부를 나타내는데, 하이 논리 값은 세그먼테이션이 활성임을 나타내며 그렇지 않은 경우에는 세그먼테이션은 비활성임을 나타낸다. SI2로 명명된 SI의 제 2 비트는 세그먼트 시작부분을 식별하는데, 하이 논리 값은 세그먼트의 시작부분을 나타낸다. SI3로 명명된 SI의 제 3 비트는 세그먼트의 종료 부분을 나타내는데, 하이 논리 값은 세그먼트의 종료 부분을 나타낸다. 여러 비트의 조합의 가중치가 도 5c의 테이블에 도시되어 있다. 다른 실시형태들은 소정의 가중치를 각각 갖는 비트들의 어떠한 다른 수를 이용할 수도 있다. 또한, 다른 실시형태들은 SI 비트들의 교번 극성 방식을 실시할 수도 있다.
도 5a에 연속하여, (단편 (304) 의) 제 1 단편 (320) 은 메시지 부분 MSG1(324) 에 첨부된 세그먼트 표시자 부분 SI (322) 을 포함한다. 프레임 (320) 은 메시지 (200) 의 전송시 제 1 단편이며, 따라서 SI (322) 는 010으로 지정되고, 여기서, SI1=0, SI2=1, 및 SI3=0이다. 이 예의 경우, 세그먼테이션이 비활성이므로, 제 2 비트 (SI2) 는 메시지의 시작부분을 식별하는데 이용될 수 있으며, 제 3비트 (SI3) 는 메시지의 종료를 식별하는데 이용될 수 있다. 다음 단편 (330) 은 SI 부분 (332) 과 정보부분 (334) 을 포함한다. SI (332) 는 중간 전송 단편을 나타낸다. 최종 단편 (350) 이 SI 부분 (352) 과 정보 부분 (354) 을 포함한다. SI (352) 는 세그먼트의 종료 부분 또는 메시지의 종료 부분을 나타낸다.
각각의 단편 (304) 은 MAC 층 (114) 에 의해 생성되는 SDU (360) 에 대응한다. 더욱 자세하게는, 상술한 바와 같이, 단편 (320) 은 SDU (362) 에 대응하며 단편 (330) 은 SDU (364) 에 대응하고 단편 (340) 은 SDU (366) 에 대응하며, 단편 (350) 은 SDU (368) 에 대응한다. SDU (360) 들은 물리층 (112) 을 통해 전송되는 전송 프레임에 대응한다.
도 5a에 연속하여, SI (322) 는 이 전송에 대하여 세그먼테이션이 비활성 상태에 있음을 나타낸다. 세그먼테이션이 비활성 상태에 있는 경우에도, 메시지 (200) 는 분할하여, SDU (360) 들을 생성하는 단편 (304) 을 형성한다. SDU (360) 들은 변조되어 전송된다. 또한, 일 실시형태에서, 에러 검사 메커니즘이 SDU (360) 에 제공된다. 수신기에서 프레임이 수신될 때, 에러 검사가 평가되어 프레임 에러가 검출된다. 프레임의 에러의 검출시, 세그먼테이션이 비활성 상태에 있기 때문에, 수신기가 재전송을 위한 특정 세그먼트를 요청할 수 없다. 그 대신에, 수신기는 전체 메시지 (200) 의 재전송을 요청할 수 있다. 이하,후술할 바와 같이, 더욱 자세하게는, 도 8과 도 9에 대하여, 세그먼테이션이 활성상태인 경우, 수신기는 충분한 정보를 제공받아, 프레임 에러를 검출했을 때의 세그먼트를 요청한다. 이러한 방법으로, 대역폭이 유지되면서, 트랜잭션 시간이 감소된다.
도 5d와 도 5e는 다른 실시형태를 나타낸 것으로, SI는 2개의 비트를 포함한다. 제 1 비트 (SI1) 는 세그먼테이션이 활성상태인지의 여부를 나타낸다. 제 2 비트 (SI2) 는 세그먼트의 시작부분을 식별한다. 2 개의 비트 조합의 가중치를 도 5e의 테이블에 나타낸다.
도 6은 일 실시형태에 따른 무선 통신 시스템에서 송신기에 적용되는 메시지 세그먼테이션의 방법 (400) 을 나타낸 것이다. 단계 402 에서, 송신기는 송신용 메시지를 수신한다. 이 메시지는 목표 수신기로의 전송을 위한 제어 메시지 또는 다른 단기간 (short duration) 메시지일 수도 있다. 결정 다이아몬드 블록 404 에서 세그먼테이션이 활성상태인 경우, 프로세싱이 단계 412로 진행하여, 메시지를 K개의 세그먼트로 세그먼트화한다. 송신기는 적합한 세그먼트 파라미터 (SP) 를 결정하여 각각의 세그먼트에 추가한 다음, 단계 414에서, SP를 생성한다. 단계 416에서는, 단계 414에서 형성된 스트럭쳐를 분할하여 X개의 단편을 형성한다. 송신기는 적합한 SI를 결정하여, 각각의 단편에 제공한다. 이후, 단계 418에서, SI를 각각의 단편에 첨부한다. 단계 420에서의 처리를 위하여 SI를 포함한 각각의 단편을 MAC층에 반송한다. 이후, 프로세싱이 단계 402로 복귀하여, 다음 메시지를 처리한다.
결정 다이어몬드 블록 404로 복귀하여, 메시지 세그먼테이션이 비활성 상태에 있는 경우, 프로세싱이 단계 406으로 진행하여 메시지를 X 개의 부분으로 분할한다. 단계 408에서, 각각의 메시지 부분에 SI를 첨부하여 단편을 형성한다. 이후, 단계 410 에서, 이 단편들을 MAC 층으로 반송한다. 프로세싱이 단계 402로 복귀하여, 다음 메시지를 처리한다.
수신기에서, 수신된 단편으로부터 SI 비트들을 추출하여, 송신된 메시지의 프로세싱을 결정한다. 도 7a 와 도 7b는 수신기에서 송신된 세그먼트화된 메시지를 처리하는 방법 (420) 을 나타낸 것이다. 단계 422에서, 수신기가 송신된 프레임을 수신한다. 수신기는 프레임에 포함된 SI 비트들을 평가하여 세그먼테이션이 활성상태인지를 결정한다. 세그먼테이션이 활성 상태에 있는 경우, 프로세싱은 단계 442로 진행하여 프레임에 포함된 단편들을 처리한다. 단편들의 처리는 도 7b에 더욱 자세히 도시되어 있다. 이후, 프로세스는, 결정 다이어몬드 블록 444에서 프레임이 세그먼트의 시작부분인지를 SI 비트들로부터 판정한다. 프레임이 세그먼트의 시작부분인 경우, 단계 446에서, 수신기는 단편의 정보 부분을 메모리 저장 버퍼에 저장시킨다. 이후, 프로세싱이 단계 422로 복귀하여 다음 프레임을 수신한다.
결정 다이어몬드 블록 444으로 복귀하여, 수신 프레임이 세그먼트의 시작부분이 아닌 경우, 결정 다이어몬드 블록 448에서, SI 비트들에 기초하여 프레임이 세그먼트의 종료 부분인지를 수신기가 결정한다. 수신된 프레임이 세그먼트의종료 부분이 아닌 경우, 수신기는 단편으로부터의 정보를 버퍼로 저장시키며, 프로세싱이 단계 422로 복귀한다. 프레임이 세그먼트의 종료 부분인 경우, 단계 450에서, 수신기는 세그먼트를 재구성하고 그 세그먼트를 순서대로 위치시킨다. 결정 다이어몬드 블록 452에서 이 세그먼트가 메시지를 완성시킨 경우, 결정 다이어몬드 블록 454에서 수신기가 세그먼트의 손실을 검사한다. 어떠한 세그먼트의 손실도 없다면, 프로세싱은 단계 432로 진행하여 메시지를 재구성한다. 결정 다이어몬드 블록 454에서 손실 세그먼트로 결정되면, 수신기는 부정확인응답 (NACK) 메시지를 전송하며 프로세싱은 단계 422로 복귀한다. 결정 다이어몬드 블록 452에서, 세그먼트가 메시지의 종료 부분이 아닌 경우, 프로세싱은 단계 422로 복귀한다.
결정 다이어몬드 블록 424에서, 세그먼테이션이 활성상태가 아닌 경우, 프로세싱이 단계 426으로 진행하여 단편을 처리한다. 단편의 처리는 도 7b에 더욱 자세하게 도시되어 있다. 이후, 단계 428에서, 수신기가 단편에 포함된 정보를 메모리 저장 버퍼로 저장시킨다. 결정 다이어몬드 블록 430에서, 수신기는 프레임이 메시지의 종료 부분을 표시하는지를 결정한다. 수신기가 메시지의 종료부분을 검출하지 못한 경우, 프로세싱이 단계 422로 복귀하여 다음 프레임을 처리한다. 수신기가 메시지의 종료 부분을 검출한 경우, 단계 432에서, 메시지를 재구성한다. 이후, 결정 다이어몬드 블록 434에서, 수신기가 메시지에서의 에러를 검사한다. 에러 검출시, 단계 436에서, 수신기는 메시지를 폐기하며, 프로세싱이 단계 422로 복귀한다. 메시지에서 에러가 검출되지 않은 경우, 단계438에서, 수신기가 그 메시지를 대응 애플리케이션 또는 서비스에 전달한다. 단계 440에서, 수신기가 ACK 메시지를 전송하고 프로세싱이 단계 433으로 복귀한다.
프레임에 포함될 때의 단편 처리의 일부분을 도 7b에 더욱 자세하게 나타낸다. 방법 (460) 은 메시지 세그먼테이션을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단편의 처리를 나타낸 것이다. 단편이 세그먼트의 시작부분인 경우, 단계 470에서, 저장 버퍼가 빈상태인지를 수신기가 판정한다. 버퍼가 빈 상태가 아닌 경우, 단계 472에서, 방법 (460) 은 버퍼를 비운 다음, 수신된 프레임으로부터의 정보를 버퍼에 저장시킨다. 버퍼가 빈 상태인 경우, 단계 474에서, 정보를 버퍼에 저장시킨다. 단편이 세그먼트의 시작부분이 아닌 경우, 결정 다이어몬드 블록 464에서, 수신기는 버퍼의 상태를 검사한다. 버퍼가 빈 상태인 경우, 단계 468에서, 수신기는 수신된 프레임을 폐기한다. 예를 들면, 세그먼트 단편의 시작부분이 손실된 경우, 수신기는 세그먼트의 나머지 부분을 처리할 수 없다. 버퍼가 빈 상태가 아닌 경우, 단계 466에서, 프레임으로부터의 정보를 버퍼에 저장시킨다.
도 8에 나타낸 메시지 전송의 일 실시형태에서, 메시지 (200) 를, 도 6의 방법 (400) 에 일치시켜 세그먼트화시킨다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 메시지 세그먼테이션은 메시지 (200) 의 처리시 활성상태에 있다. 메시지 (200) 를 세그먼트 (302) 들로 세그먼트화한다. 각각의 세그먼트들 (302) 은 메시지 (200) 의 일부분을 포함한다. 각각의 세그먼트 (302) 들은 후속 식별자를 갖는다.각각의 세그먼트 (350, 352, 354,..., 356) 에, 세그먼트 파라미터 (SP) 를 추가한 다. SP를 추가한 세그먼트의 조합을 또한 분할하여 단편들을 형성한다. 이후, 이 단편들을 변형한 다음 SI를 포함시키는데, 본 실시형태에서, SI는 3개의 비트들을 가지며, 도 5b와 도 5c에서 구체화되는 바와 같이 가중치를 갖는다. 이후, 각각의 단편을 이용하여 SDU를 생성한다.
메시지 세그먼테이션에 의해, 전체 메시지의 완전한 재전송에 요구되는 시간지연과 자원할당을 회피할 수 있는 메시지의 일부분의 재전송이 가능해진다. 도 9a와 도 9b에는, 세그먼테이션없이 메시지를 전송한 경우와 세그먼트화하고 메시지를 전송한 경우의 비교가 도시되어 있다.
도 9a는 세그먼테이션없이 메시지 전송을 나타낸 것으로, 메시지 재전송이 요청되어 완료된 것이다. Tx로 나타나는 송신기는 시간 t1으로부터 메시지를 전송한다. 시간 t2에서, Rx로 나타나는 수신기는 메시지의 수신을 시작하는데, 시간 t3에서, 이 메시지는 완료된다. 이후, 송신기는 수신기로부터 ACK 메시지를 대기한다. 수신기는 수신 메시지를 처리할 수 없다면, ACK 메시지가 전송되지 않는다. 시간 t4에서, 송신기는 메시지를 재전송한다. 시간 t5 에서, 수신기는 재전송 메시지를 수신한다. 시간 t6 에서, 전체 메시지를 수신하고 시간 t6 에서, ACK 메시지를 전송한다. 시간 t8 내지 t9에서, 송신기는 ACK 메시지를 수신한다. 시간 t9에서, 메시지 전송과 재전송을 완료한다.
도 9a와 비교하여, 도 9b는 세그먼트화 메시지 전송을 나타낸 것으로, 여기서, 세그먼트 재전송이 요청되어 완료된 것이다. 시간 t1에서, 송신기는 메시지를 전송하고, 시간 t2 내지 t3에서, 수신기는 그 메시지를 수신한다. t3 내지 t4에서 NAK 메시지가 전송되며, NAK는 전송 메시지의 손실한 세그먼트를 식별한다. 시간 t11에서, 송신기는 NAK를 수신하고 시간 t12에서, SGM로 지정된 세그먼트를 재전송한다. 시간 t14에서, 수신기가 재전송 세그먼트를 수신한 다음, 시간 t15 에서, ACK를 전송한다. 시간 t17 내지 시간 t18에서, 송신기가 ACK를 수신한다. 메시지의 세그먼트 또는 일부분의 재전송은 전체 메시지 전송의 대기시간을 감소시키고 또 다른 전송의 송신기 자원 문제를 해결한다. 상술한 바와 같이, 세그먼트화된 메시지 전송은 총 트랜잭션 시간의 감소를 제공한다.
도 10에는, 세그먼트화된 메시지 전송을 지원하는 송신기 (500) 가 도시되어 있다. 제어 프로세서 (502) 는 통신 버스에 연결되어 있다. 제어 프로세서 (502) 는 메시지 생성기 (504) 의 동작을 제어한다. 메시지 생성기 (504) 는 세그먼테이션 유닛 (506) 으로의 전송을 위하여 제어 및/또는 시그널링 메시지 또는 단기간 메시지를 제공한다. 세그먼테이션이 액티브 상태에 있는 경우, 세그먼테이션 유닛이 메시지를 세그먼트화하고 각각의 세그먼트에 세그먼트 파라미터를 추가한다. 세그먼테이션 유닛 (506) 은 SP와 세그먼트의 각각의 조합을 단편들로 더욱 분할한다. 이 세그먼테이션 유닛 (506) 은 각각의 세그먼트에 적용할 수 있는 세그먼트 식별자 (SI) 를 결정한다. 이후, 단편들을 변형하여 적합한 SI를 포함시킨다. 세그먼테이션 유닛 (506) 은 복수의 변형된 단편들을 프레임 유닛 (506) 에 제공하는데, 이 프레임 유닛은 전송 프레임을 작성한다. 에러 검사 생성기 (510) 는 에러 검사 메커니즘을 전송 프레임에 제공한다. 송신기(500) 는 복조 유닛 (512), 및 안테나 (516) 에 연결된 전송유닛 (514) 을 더 포함한다. 송신기 (500) 는 전송에 제공하는 메시지, 또는 메시지의 일부분을 저장하는 버퍼 (518) 를 더 포함한다.
도 11에는, 세그먼트화된 메시지 전송을 지원하는 수신기 (600) 가 도시되어 있다. 수신기 (600) 는 통신 버스에 연결된 제어 프로세서 (602) 를 포함한다. 안테나 (616) 에서 프레임을 수신하여, 그 수신 프레임을 수신 유닛 (614) 이 처리한다. 복조 유닛 (612) 이 이 수신 프레임을 복조한 다음 에러 검사 유닛 (610) 이 전송 에러를 검사한다. 디프레임 유닛 (608) 이 이 수신 프레임들로부터 개개의 단편들을 추출한다. 세그먼트 추출 유닛 (606) 은 SI 및 SP 정보에 기초하여 각각의 단편의 세그먼트를 결정하고 그 세그먼트들의 재정렬을 결정한다. 메시지 재구성 유닛 (604) 에서 세그먼트를 순서대로 위치시켜 메시지를 재구성한다. 수신 메시지가 손실한 세그먼트를 갖고 있지 않은 경우, 수신기 (600) 에서 그 메시지를 상위 층 애플리케이션에 반송한다. 수신 메시지가 손실한 세그먼트(들) 을 갖고 있는 경우, 수신기 (600) 는 손실한 세그먼트(들) 의 재전송을 요청한다.
일 실시형태에서, 도 7a와 도 7b와 같은 수신기 방법은 세그먼트 단편의 마지막 부분이 손실되었는지의 여부를 더 결정한다. 도 12는 세그먼트 단편 또는 프레임의 손실한 마지막 부분을 식별하는 방법 (700) 을 나타낸 것이다. 이 방법 (700) 은 단계 702에서 인덱스를 초기화한다. 제 1 소거부분을 수신기에서 검출한 경우, 수신기가 타이머를 시작시킨다. 타이머는 다음 수학식으로 규정되는 기간으로 스케쥴링된다.
[수학식 5]
여기서, α 는 상수값이며, AIT는 프레임의 평균 도달 (inter-arrival) 시간이다. 타이머 i 는 메시지 또는 소거부분을 수신할 때까지 카운트를 진행한다. 타이머 i 가 프레임 또는 소거부분을 수신하기 전에 만료한 경우, 수신기는 제 1 소거부분을 세그먼트의 마지막 부분으로 취급한다. 타이머 i의 만료 이전에, 제 2 소거부분을 수신한 경우, 수신기는 타이머 i를 리세트시키고 타이머 i+1를 시작시킨다. 타이머 i+1 는 다음 기간에 의해 규정된다.
[수학식 6]
여기서, B 와 γ는 상수값이다. 어떠한 수의 추가 타이머도 이용할 수 있으며, 각각의 타이머는 동일한 시간 할당을 갖는다. 다른 실시형태들은 여러기간과, 타이머를 실시하는 여러 방법을 채택할 수도 있다. 효과적으로, 각각의 소거부분은 타이머를 초기화한다. 이후, 복수의 소거부분을 이용하여 세그먼트의 길이를 결정한다. 어떤 타이머가 프레임 또는 소거부분의 수신없이 만료한 경우, 수신기는 최종 수신 소거부분으로서 세그먼트의 마지막 부분을 식별한다.
도 12의 방법 (700) 에 연속하여, 결정 다이어몬드 블록 (704) 에서 프레임을 수신한 경우, 단계 718에서, 프레임으로부터의 정보를 메모리 저장 버퍼에 저장한다. 단계 720에서, 수신기는 AIT라 하는 세그먼트의 평균 도달 시간을 갱신한다. 단계 722에서, 수신기는 타이머 i를 리세트시킨다. 결정 다이어몬드 블록 724에서, 프레임이 세그먼트의 마지막 부분이였다면, 프로세싱은 단계 726로 진행하여, 에러를 검사한다. 세그먼트 에러를 검출하지 못한 경우, 단계 730에서, 세그먼트를 메시지의 일부분으로서 처리한다. 에러를 검출한 경우, 단계 728에서, 수신기는 재전송을 요청한다. 결정 다이어몬드 블록 (724) 에서, 프레임이 세그먼트의 마지막 부분이 아니였다면, 단계 716에서, 인덱스 값 i을 증분시키고 프로세싱이 결정 다이어몬드 블록 740로 진행하여 다음 프레임을 대기한다. 결정 다이어몬드 블록 704에서, 프레임을 수신하지 못하면, 단계 706에서, 수신기가 소거부분을 검사한다. 그 소거부분은 전송 에러에 의한 것과 같이 수신기가 처리할 수 없는 수신 메시지이다. 소거부분을 수신하면, 타이머 i를 리세트시키고 제 2 타이머 i+1를 시작시킨다. 프로세싱이 단계 716로 진행하여 인덱스를 증분시킨다. 결정 다이어몬드 블록 706에서, 소거부분을 찾지 못한 경우, 결정 다이어몬드 블록 712에서, 수신기가 에러를 검사한다. 결정 다이어몬드 블록 712에서, 타이머 i가 만료되지 않은 경우, 프로세싱은 결정 다이어몬드 블록 704로 복귀하여 다음 프레임을 대기한다. 타이머가 만료한 경우, 세그먼트의 순서화는 누적 소거부분을 반영한다.
도 13a 및 도 13b는 수신기에서의 예들을 제공한다. 도 13a에서, 시간 t1에서, 제 1 프레임을 수신하고, 시간 t2에서, 제 2 프레임을 수신한다. 제 1프레임과 제 2 프레임을 수신기에 의해 처리하며 이 프레임들은 어떠한 에러도 포함하지 않는다. 제 3 프레임을 예측할 경우, 시간 t3에서 소거부분을 수신한다. 소거부분의 발생은 제 1 타이머의 시작을 트리거링한다. 이 타이머의 만료 기간은 프레임들 간의 평균 기간으로 규정한다. 타이머의 만료 이전에, 시간 t4에서, 제 4 프레임을 수신한다. 시간 t4에서, 타이머를 리세트시킨다.
도 13b의 예에서, 2개의 제 1 프레임을 수신한 다음, 2개의 다음 프레임은 수신하지 않는다. 시간 t3에서, 소거부분을 수신한 다음, 제 1 타이머가 응답하여 시작한다. 제 1 타이머가 만료하기 전에, 시간 t4에서, 제 2 소거부분을 수신한다. 제 1 타이머를 리세트시키고 시간 t4에서, 제 2 타이머를 시작시키는데, 제 2 타이머의 만료에 대한 타이머의 기간은 제 1 타이머 값의 펑션이다. 다시, 어떤 타이머가 만료한 경우, 수신기는 최종 수신 소거부분을 세그먼트의 마지막 부분으로 식별할 수 있다. 소거부분 수의 계산에 의해, 수신기가 세그먼트 당 프레임의 수를 계산할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, (도 12에 나타낸 바와 같은) 메시지의 마지막 부분 또는 세그먼트의 마지막 부분을 식별하도록 복수의 타이머를 이용하는 방법은 비동기 전송방식 (ATM) 에 적용할 수 있는데, 이 ATM 프로토콜은 메시지의 시작부분과 메시지의 마지막 부분을 규정한다. 수학식 (5)와 (6)으로 자세히 설명되는 타이머는 메시지의 마지막 부분과 어떤 개재된 손실 세그먼트 및/또는 단편을 식별하기 때문에, 전송시 메시지의 마지막 부분의 손실을 방지할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따르면, (도 12에 나타낸 바와 같은) 메시지의 마지막부분 또는 세그먼트의 마지막 부분을 식별하도록 복수의 타이머를 이용하는 방법은 전송 통신 프로토콜 (TCP) 에 적용할 수 있는데, 이 TCP 프로토콜은 메시지의 마지막 부분을 FIN필드로서 규정한다. 수학식 (5)와 (6)으로 자세히 설명되는 타이머는 메시지의 마지막 부분과 어떤 손실한 부분이 개재된 세그먼트 및/또는 단편을 식별하기 때문에, 전송시 메시지의 마지막 부분의 손실을 방지할 수 있다. 또 다른 실시형태도 타이밍 메커니즘의 실시에 적용하여 전송의 손실부분을 결정할 수 있는데, 여기서 복수의 타이밍 메커니즘을 실시할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 세그먼트화된 메시지 전송의 방법이 제공된다. 각각의 메시지를 먼저 세그먼트화한 다음, 그 세그먼트를 단편으로 분할한다. 각각의 세그먼트에 세그먼트 파라미터를, 각각의 단편에 세그먼트 식별자를 제공한다. 이 단편을 전송프레임으로의 작성의 대해 하위 레벨로 제공한다. 이 예시적인 실시형태를 제어 메시지 등과 같은 단기간 메시지의전송에 적용할 수도 있다.
따라서, 무선 시스템에서, 세그먼트화된 메시지를 전송하는 여러 방법을 설명하였다. 각각의 방법은 주어진 시스템의 설계 및 자원 필요성에 따른 애플리케이션을 조사한다. 여러 실시형태들을 CDMA 타입 스펙트럼 확산 통신 시스템을 통하여 설명하였지만, 이러한 개념들을 다른 스펙트럼 확산 타입 시스템에 더하여 또 다른 타입의 통신 시스템에도 적용할 수 있다. 상술한 방법들과 알고리즘들을 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현할 수도 있다. 예를 들면, 비시간 게이트된 파일롯에 대한 MMSE 접근 방식을 이용하여, 합성기 가중치들을 푸는 방정식을 소프트웨어내에서 수행할 수도 있으며, 또는 디지털 신호프로세서 (DSP) 를 이용하여 이들 계산을 수행할 수도 있다. 이와 유사하게, 적응 알고리즘을 컴퓨터 판독가능 매체상에 저장된 컴퓨터 판독가능 명령들의 형식으로 소프트웨어에서 실시할 수도 있다. DSP 코어와 같은 중앙처리장치가 동작하여 명령을 수행하고 이에 응답하여 신호 추정값을 제공한다. 또 다른 실시형태는 실행가능한 주문형 직접회로 (ASIC) 와 같은 하드웨어에서 구현할 수도 있다.
정보와 신호들을 어떤 여러 다른 기술 체계 및 기술을 이용하여 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 상술한 명세서 전반에 걸쳐 언급한 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호들, 비트, 심볼, 및 칩을 전압, 전류, 전자기파, 자기장, 자기입자, 광학 필드 또는 광학입자 또는 이들의 조합으로 나타낼 수도 있다.
실시형태와 관련한, 상술한 여러 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 스텝을, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현할 수도 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 호환가능성을 명확히 설명하기 위해, 설명한 여러 컴퍼넌트, 블록, 모듈, 회로, 및 스텝들을 그들의 기능성면에서 일반적으로 설명하였다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지의 여부는 특정 애플리케이션, 및 전체적인 시스템을 지원하는 설계조건에 의존한다. 당업자는, 각각의 특정 애플리케이션에 대하여 여러 방법으로 상술한 기능성을 실시할 수 있지만, 그 실시 결정은 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.
상술한 실시형태들과 관련하여 설명한 여러 논리 블록, 모듈, 및 회로를 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 직접 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 논리 장치, 별도의 게이트, 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴퍼넌트, 또는 명세서내에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 조합로 실시하거나 수행할 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 또 다른 방법으로, 이 프로세서는 어떤 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 연산 장치의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 어떤 다른 구성으로서 실시할 수도 있다.
상술한 실시형태들과 관련한 방법 또는 알고리즘의 단계들을 하드웨어내에, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈내에, 또는 이들의 조합 내에 내장시킬 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 당해기술분야에 알려진 저장매체의 어떤 다른 형태로 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는, 그 프로세서가 정보 형태를 판독할 수 있고 그 정보를 저장 매체에 기록할 수 있도록 프로세서에 연결될 수 있다. 또 다른 방법으로, 저장매체는, 프로세서의 일체부일 수 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC은 유저 단말기에 상주할 수 있다. 또 다른 방법으로, 프로세서와 저장매체는 유저 단말기에서 별도의 컴퍼넌트로서 상주할 수도 있다.
상술한 실시형태들은 당업자가 본 발명을 이용 또는 제조가 가능하도록 제공된다. 이들 실시형태의 여러 변형도 가능하며, 명세서내에 규정된 일반 원리는 본 발명의 범위에 벗어나지 않고 또 다른 실시형태에 적용할 수 있다. 따라서,본 발명은 상술한 실시형태로 제한되는 것이 아니며, 명세서내의 원리와 신규 특징에 부합하는 폭넓은 의미로 해석할 수 있다.

Claims (20)

  1. 기지국 제어기와 복수의 기지국을 갖는 무선통신 시스템에서,
    메시지를 복수의 세그먼트로 세그먼트화하는 단계;
    상기 세그먼트들을 복수의 단편으로 분할하는 단계; 및
    상기 단편들을 전송하는 단계를 구비하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 단편 중 하나를 재전송하는 단계를 더 구비하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 세그먼트에 세그먼트 파라미터를 제공하는 단계를 더 구비하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 단편에 세그먼트 표시자를 제공하는 단계를 더 구비하는 방법.
  5. 기지국 제어기와 복수의 기지국을 갖는 무선통신 시스템에서,
    복수의 전송된 프레임으로부터 메시지의 세그먼트를 조립하는 수단;
    상기 메시지의 손실 세그먼트를 식별하는 수단; 및
    상기 손실 세그먼트의 재전송을 요청하는 수단을 구비하는, 기지국.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수의 세그먼트를 형성하기 위해 메시지를 세그먼트화하는 수단;
    복수의 단편을 형성하기 위해 상기 세그먼트들을 단편화하는 수단;
    상기 복수의 단편을 전송하는 수단; 및
    상기 복수의 단편 중 하나를 재전송하는 수단을 더 구비하는, 기지국.
  7. 무선통신 시스템에서 전송을 수신하는 방법으로서,
    복수의 세그먼트를 갖는 전송 프레임을 수신하는 단계로서, 각각의 세그먼트가 복수의 단편을 갖는, 상기 수신 단계;
    복수의 세그먼트 중 임의의 세그먼트의 손실 여부를 결정하는 단계;
    손실 세그먼트가 없으면, 메시지를 재구성하는 단계; 및
    손실 세그먼트가 있으면, 상기 손실 세그먼트의 재전송을 요청하는 단계를 구비하는, 수신방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    전송 프레임의 단편들을 처리하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    세그먼트의 마지막 부분을 결정하는 단계; 및
    상기 세그먼트를 재구성하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    손실 세스먼트가 있으면, 전송 프레임의 전송기에게 부정응답 메시지를 전송하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    손실 세그먼트가 없으면, 전송 프레임의 전송기에게 확인응답 메시지를 전송하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    세그먼트의 시작 부분을 결정하는 단계; 및
    세그먼트의 시작 부분으로부터 버퍼내에 정보를 저장하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    버퍼가 세그먼트의 시작 부분에서 비어있지 않으면, 버퍼를 비워 두는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    단편이 세그먼트의 시작 부분이 아니고 버퍼가 비어 있으면, 단면을 손실로 마킹하는 단계를 더 구비하는, 수신방법.
  15. 복수의 전송 프레임을 수신하는 수신기;
    단편 추출 유닛에 결합되고, 전송 프레임내의 세그먼트들을 식별하고 재구성하는 세그먼트 추출 유닛; 및
    상기 세그먼트 추출 유닛에 결합되고, 메시지내의 임의의 손실 세그먼트를 결정하고 손실 세그먼트의 재전송을 요청하는 메시지 재구성 유닛을 구비하는, 무선장치.
  16. 각각의 세그먼트가 세그먼트 파라미터 및 복수의 단편을 구비하는, 복수의 세그먼트를 특징으로 하는 반송파상에 구체화된 컴퓨터 데이터 신호.
  17. 제 16 항에 있어서,
    각각의 단편이 세그먼트 식별자 및 정보부를 구비하는, 컴퓨터 데이터 신호.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 세그먼트 식별자가 상기 컴퓨터 데이터 신호의 전송을 위한 세그먼테이션의 활성화 여부를 나타내는, 컴퓨터 데이터 신호.
  19. 제 16 항에 있어서,
    세그먼트 에러 레이트는로 주어지고,
    여기서, FER 은 컴퓨터 데이터 신호의 프레임 에러 레이트이고, x 는 복수의 단편에서 단편의 개수인, 컴퓨터 데이터 신호.
  20. 제 19 항에 있어서,
    메시지 에러 레이트는로 주어지고,
    여기서, k 는 복수의 세그먼트에서 세그먼트의 개수인, 컴퓨터 데이터 신호.
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