KR20050075566A - 무선 링크 제어 윈도우의 데드락 방지 방법 - Google Patents

Abstract

제1이동단말기와 제2이동단말기가 통신할 때 상기 제1단말기의 무선 링크 제어 윈도우의 데드락을 방지하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 제1단말기의 무선 링크 제어 계층이 적어도 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛을 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 송신하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제1과정과, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 마지막으로 송신했던 프로토콜 데이터 유닛에 폴 비트를 설정하여 적어도 1회 이상 재전송하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제2과정과, 상기 재전송 후, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 리셋신호를 송신하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

무선 링크 제어 윈도우의 데드락 방지 방법{METHOD FOR PREVENTING DEADLOCK OF RADIO LINK CONTROL WINDOW}

본 발명은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 계층(Layer)2의 RLC(Radio Link Control) 기능을 만족시키기 위한 새로운 부가적인 기능들에 관한 것으로, 특히 데드락(deadlock) 현상을 방지하여 RLC 동작의 안정화를 이루기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 UMTS 이동단말기의 프로토콜 스택과 계층간 인터페이스를 나타낸 도면이다.

PHY(physical layer)(10)는 물리계층인 L1에 해당된다. L1은 패킷 송수신에 관한 책임을 지고 있으며 동기 부분과 비동기 부분으로 나뉘어진다.

MAC(Medium Access Control)(16)은 데이터링크 계층인 L2에 해당되며 시그널링 데이터 전송을 책임진다.

RLC(22), BMC(Broadcast Multicast Control)(24), PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(26), RRC(Radio Resource Control)(28), MM(Mobility Management)(32), CC(Call Control)/SS(Supplementary Services)/SMS(Short Message Service)/SM(Session Management)(34), RABM(Radio Access Bearer Management)(38)은 네트워크계층인 L3에 해당한다. RRC(28)는 UMTS에서 채널 할당, 전력레벨제어, 시간 정렬, 핸드오버 명령 전달, 통화 설정, 그 유지 및 해제를 위해 필요한 일들을 담당한다. MM(32)은 직접적으로 무선 액세스 기능과 관련되지 않은 이동단말기 사용자의 데이터를 운영하고 책임진다. CC/SS/SMS/SM(34)의 CC는 통화, 통화 재설정, 통화 끝내기 등의 일을 관리한다.

API(40)는 OSI 모델에 따른 L4 이상의 계층들로 이루어지는 상위계층 어플리케이션 프로그램으로서 이동단말기가 제공하는 부가적인 모든 기능들을 수행한다.

L2의 RLC(22)는 피어(peer) 단말기들 사이에 안정적인 데이터 송/수신을 보장하기 위한 것이다. 3GPP TS 25.322에는 RLC의 이러한 기능을 만족시키기 위해 다음과 같은 여러 가지 부가적인 기능들을 명시하고 있다.

■ PDU(Protocol Data Unit): PDU는 송/수신하는 데이터의 단위임.

■ SDU(Service Data Unit): SDU는 RLC 상위 계층에서 RLC로 전달하는 데이터의 단위 또는 RLC에서 상위 계층으로 전달하는 데이터의 단위임.

■ PDU 재전송(Retransmission): RLC는 데이터 송/수신시 에러가 발생하여 PDU를 전송하지 못하거나 수신하지 못하면 PDU을 재전송함.

■ 상태(Status) PDU: RLC는 피어(peer) RLC로부터 수신하지 못한 PDU를 재전송 요청을 하기 위해 상태 PDU를 이용한다.

■ 폴 비트(Poll bit): RLC는 전송한 PDU에 대한 수신 여부를 요청하기 위해 PDU에 폴 비트를 설정한다.

■ SDU 버림(Discard): RLC는 타이머(Timer)를 두어 특정 시간 내에 SDU를 전송하지 못하면 버리는 기능을 가지고 있음. 이 기능은 RLC 버퍼(buffer)가 오버플로우(Overflow) 되는 현상을 방지하기 위해 사용함.

그런데 3GPP UMTS RLC 규격은 RLC PDU의 안정적인 송/수신을 보장할 수는 있지만, 데드락(deadlock) 현상이 발생했을 경우에 대처하는 방법은 언급되어 있지 않다.

도 2는 RLC 윈도우(window)를 나타낸 것이다.

RLC는 도시된 바와 같은 윈도우를 관리하고 있다. 변수 vtA는 송신 측에서 수신 측으로부터 응답(ACK PDU)을 받을 것으로 예상되는 시퀀스 번호(Sequence Number: 이하 SN이라 함.)를 나타낸다. vtS는 다음에 전송될 PDU의 SN을 나타낸다. vtMS는 최대로 전송할 수 있는 PDU의 개수를 나타낸다. WS는 윈도우 크기를 나타내며, vtMS에서 vtA를 뺀 값이다.

그림을 설명하기 위해 상기 변수들에 구체적인 값을 할당한다. vtA는 20, vtS는 40, vtMS는 84, 윈도우 크기는 64(vtMS - vtA)라고 가정한다.

제1이동단말기의 RLC(이하 편의상 RLC라 함) SN이 20 ~ 39인 PDU를 제2이동단말기의 RLC(이하 편의상 피어-RLC라 함.)에게 전송하였으나 전송한 PDU에 대한 ACK PDU를 받지 못했으므로 vtA는 증가하지 않는다. RLC가 ACK PDU를 계속 받지 못하면, RLC 버퍼에는 PDU가 계속 쌓이게 되어 결국에는 RLC 버퍼가 오버 플로우되어 vtS와 vtMA가 같아지는 현상이 발생할 수 있다.

이러한 현상을 방지하기 위해 RLC에서는 타이머를 정의하고 있다. 상위 계층으로부터 받은 SDU를 타이머의 종료 때까지 전송하지 못하면 버리는(discard) 기능을 정의한다. 그러나 상기 타이머에 에러가 발생하거나 오동작을 하게 되면 SDU를 삭제하지 못한다. 이러한 현상이 발생하게 되면 vtS와 vtMS가 같게 되어 더 이상 새로운 PDU를 전송할 수 없는 데드락 상태가 발생할 수 있다.

vtS와 vtMS가 같아져서 발생하는 데드락 현상을 해결하기 위해 이미 전송된 PDU를 재전송하면서 폴 비트를 설정하여 피어-RLC에게 전송한다. 그러나 PDU에 폴 비트를 설정하여 재전송 했더라도 피어-RLC로부터 ACK PDU를 수신하지 못하면 ACK PDU를 수신할 때까지 계속 PDU를 재전송 할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 UMTS RLC 계층에서 데드락 현상을 방지하여 안정적으로 동작할 수 있게 하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1이동단말기와 제2이동단말기가 통신할 때 상기 제1단말기의 무선 링크 제어 윈도우의 데드락을 방지하는 방법에 있어서; 상기 제1단말기의 무선 링크 제어 계층이 적어도 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛을 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 송신하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제1과정과; 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 마지막으로 송신했던 프로토콜 데이터 유닛에 폴 비트를 설정하여 적어도 1회 이상 재전송하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제2과정과; 상기 재전송 후, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 리셋신호를 송신하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 변수 값 등과 같은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데드락 방지가 포함된, RLC와 피어-RLC 사이의 통신을 나타낸 레더(ladder) 다이어그램이다.

RLC로부터 피어-RLC에게 SN이 20 ~ 84인 PDU들이 모두 전송되었으나 그 전송기간동안 RLC는 피어-RLC로부터 ACK PDU를 수신하지 못하였다고 가정한다. 피어-RLC에서 ACK PDU를 보내는 것은 하나의 PDU를 수신한 후 혹은 몇 개의 PDU를 수신한 후 등 미리 정해진 바에 따른다.

RLC는 SN이 84인 경우 더 이상 새로운 PDU를 전송할 수 없다. RLC 버퍼의 용량이 부족하기 때문이다. 그러므로 이미 전송된, SN이 84인 PDU에 폴 비트를 설정해서 재전송한다. 도시된 예는 재전송 반복 회수가 3인 경우이다. 3번의 재전송이 이루어지는 동안에도 ACK PDU를 수신하지 못하면 피어-RLC에게 PDU 리셋신호를 송신한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 RLC에서 무선 링크 제어 윈도우의 데드락을 방지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

4a단계 ~ 4h단계의 동작은 PDU 송신측 RLC에서 수행되는 것이다. 재전송한, SN이 84인 PDU에 대한 응답(ACK PDU)을 타이머가 종료될 때까지 받지 못했을 경우를 가정한다. 편의상 다음과 같은 변수들을 설정한다.

vT(D): 재전송되는 PDU의 개수를 카운트하는 변수이다.

vTMAX(D): 재전송 할 수 있는 PDU의 최대 개수인데, 이 변수의 값은 RRC(Radio Resource Control)에서 RLC에게 줘야 한다. 도시된 예는 vTMAX(D)가 3으로 설정되어 있다고 가정한 것이다.

4a 및 4b단계는 RLC가 SN이 20인 PDU부터 SN이 84인 PDU까지 전송하는 과정을 나타낸 것이다. 편의상 SN이 20인 PDU는 PDU(20)으로, SN이 84인 PDU는 PDU(84)로 표기되어 있다.

SN이 84인 PDU까지 전송한 후, 4c단계에서 RLC는 피어-RLC로부터 응답이 수신되는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 응답이 수신되지 않았으면, 4d단계에서 vT(D)를 n(n=0)으로, vTMAX(D)를 3으로 설정한다. 그리고 4e단계에서 상기 SN이 84인 PDU에 폴 비트를 설정해서 재전송한다.

상기 재전송한, SN이 84인 PDU에 대한 응답(ACK PDU)을 타이머가 종료될 때까지 받지 못했을 경우 RLC는 vTMAX(D)의 개수만큼 SN이 84이며 폴 비트가 설정된 PDU를 재전송한다. 구체적으로, 4f단계에서 변수 n을 1증가시키고 4g단계에서 vT(D)를 상기 n으로 갱신한 다음, 4h단계에서 상기 vT(D)와 vTMAX(D)가 같은지 체크하여 같지 않으면 상기 4e단계로 되돌아가는 작업을 반복하면 된다.

부연하면, 첫 번째 재전송이 이루어질 때 vT(D)가 1로 증가하고, 두 번째 재전송이 이루어질 때 vT(D)가 2로 증가하며, 세 번째 재전송이 이루어질 때 vT(D)가 3으로 증가한다. 이렇게 하여 vT(D)가 vTMAX(D)와 같아지면 RLC는 4i단계에서 다음 동작을 수행한다.

첫 째, 리셋을 수행한다. 즉, 피어-RLC에 Reset PDU를 전송하는 것이다. 현재 3GPP TS 25.322에는 리셋 실행 조건들이 명확하게 규격에 규정되어 있다. 그러나 상기 규격에는 vT(D)가 vTMAX(D)와 같아지면 리셋하는 조건은 포함되어 있지 않다. 그러므로 본 발명의 구현을 위해 상기 규격에 vT(D)가 vTMAX(D)와 같아지면 리셋하는 조건을 추가해놓아야 한다. Reset PDU는 RLC 엔티티와 피어-RLC 엔티티 사이의 동기를 맞추기 위해 피어-RLC 엔티티의 모든 프로토콜 상태들, 프로토콜 변수들, 그리고 프로토콜 타이머들을 리셋하는 데 사용되는 것이다.

둘 째, RRC에게 CRLC_STATUS_IND을 통해 현재 상황을 보고한다. 여기서 현재 상황이란 무선 링크 상의 문제로 인한 것인지 아닌지를 의미한다. RRC는 상기 보고를 받은 결과에 따라 만일 무선 링크 상의 문제라고 판단되면 단말기를 아이들 모드로 천이하고, 아니라고 판단되면 RLC로 하여금 RLC 복구(reestablish), 즉 초기화를 수행하도록 명령한다. CRLC_STATUS_IND는 상위 계층들에 상태 정보를 송신하기 위한 RLC 엔티티(entity)이다. CRLC_STATUS_IND에는 RRC가 현재 상황이 무선 링크 상의 문제인지 아닌지 구분하여 알 수 있도록 하기 위한 정보가 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, RLC가 RRC에게 CRLC_STATUS_IND을 통해 현재 상황을 보고하면 RRC가 셀 업데이트를 수행하는데, 이는 RLC관점에서 본다면 RRC가 RLC에게 RLC 복구 명령어를 보내기 위한 과정이다. 또한 상기 아이들모드는 레이어 링크 로스(Layer Link loss)인 경우에 해당한다. 송신측 단말기의 RLC 버퍼는 RLC를 리셋 혹은 복구 때 비워진다. 다시 말해서, RLC 엔티티(entity)를 초기화 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 도 4의 4c단계와 같은 응답 수신 여부 체크는 하나의 PDU를 송신할 때마다 그 송신 직한 후에 실시할 수도 있고 다수의 PDU를 송신한 후에 실시할 수도 있으며, 이는 미리 정해놓기 나름이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 데드락 상황에서 재전송되는 PDU의 개수를 카운트하여 그 개수가 재전송 할 수 있는 PDU의 최대 개수와 같으면 리셋 작업을 수행함으로써 RLC가 안정적으로 동작을 할 수 있게 하는 장점이 있다.

도 1은 UMTS 이동단말기의 프로토콜 스택과 계층간 인터페이스를 나타낸 도면

도 2는 RLC 윈도우를 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데드락 방지가 포함된, RLC와 피어-RLC 사이의 통신을 나타낸 레더 다이어그램

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 RLC에서 무선 링크 제어 윈도우의 데드락을 방지하는 방법을 나타낸 흐름도

Claims (3)

1. 제1이동단말기와 제2이동단말기가 통신할 때 상기 제1단말기의 무선 링크 제어 윈도우의 데드락을 방지하는 방법에 있어서,

   상기 제1이동단말기의 무선 링크 제어 계층이 적어도 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛을 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 송신하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제1과정과,

   상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 마지막으로 송신했던 프로토콜 데이터 유닛에 폴 비트를 설정하여 적어도 1회 이상 재전송하고, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되는지 체크하는 제2과정과,

   상기 재전송 후, 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면 상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 리셋신호를 송신하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로부터 응답이 수신되지 않으면, 상기 제1이동단말기의 무선 링크 제어 계층이 무선 리소스 제어 계층에 현재 상황을 보고하는 제4과정을 더 포함하며,

   상기 무선 리소스 제어 계층은 상기 현재 상황이 무선 링크 상의 문제로 인한 것이라고 판단되면 단말기를 아이들 모드로 천이하고, 무선 링크 상의 문제가 아니라고 판단되면 상기 제1이동단말기의 무선 링크 제어 계층으로 하여금 무선 링크 제어 복구를 수행하도록 제어함을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 재전송 회수는 상기 무선 리소스 제어 계층이 상기 무선 링크 제어 계층에게 전달해주는 것임을 특징으로 하는 방법.