KR20050081238A - 멀티미디어 방송/멀티캐스트 시스템에서 헤더 복원 동작을재개하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티미디어 방송/멀티캐스트(MBMS) 시스템에서 MBMS 서비스를 이용하는 이동 단말이 동일한 헤더 복원기 및 헤더 복원 컨텍스트를 공유하는 셀들 사이를 이동하면서 헤더 복원 실패를 방지하면서 헤더 복원 동작을 재개하는 방법에 대한 것이다. 동일한 헤더 복원기 및 헤더 복원 컨텍스트에 의해서 헤더가 압축되고 있는 셀들 사이에 이동 후 새로운 셀로부터 수신한 초기화 패킷에 의해 헤더 복원 컨텍스트의 다이내믹 파트를 갱신한 뒤 헤더 복원 동작을 재개하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티미디어 방송/멀티캐스트 시스템에서 헤더 복원 동작을 재개하는 방법{METHOD FOR RESUMING HEADER RE-COMPRESSION MULTIMEDIA BROADCAST MULTICAST SERVICE SYSTEM}
본 발명은 멀티미디어 방송/멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 압축된 헤더를 가지는 MBMS 서비스의 패킷 데이터를 수신하여 헤더 복원 동작을 수행하는 방법에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)는 GSM(Global System for Mobile communication)과 GPRS(General Packet Radio Services) 통신표준에 기반을 두었으나 TDMA(Time Division Multiple Access)를 사용하는 GSM과는 달리 광대역(Wideband) CDMA 기술을 사용하며, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다. UMTS는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP)과 같은 패킷 프로토콜을 사용하는 패킷교환 방식의 접속이란 가상접속이라는 개념을 사용하며, 네트워크 내의 다른 어떠한 종단에라도 항상 접속이 가능하다.
통상적으로, 무선 전송 자원은 한정되어 있으므로 고속의 데이터를 여러 단말들에게 개별적으로 전송하는 것은 효율적이지 못하다. 예를 들어 한 단말에게 64 kbps의 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서는, 상기 단말에게 전용 채널을 구성한 뒤 64kbps의 데이터를 전송할 수 있는 무선 자원을 사용하여야 한다. 만약 이런 단말이 n개가 된다면, 무선 전송 자원 요구량도 n 배로 증가할 것이다.
이에 대한 대안으로, 만약 다수의 단말이 동일한 서비스를 수신하고자 한다면 공통 채널을 통해 동일한 서비스를 제공하는 것이 가능하다. 이 경우, 한 셀 내에 위치하고 있으며 동일한 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수와 무관하게 공통 채널에서 동일한 무선 자원을 이용해서 서비스를 제공할 수 있으므로 무선 자원의 효율적인 사용이 가능하다. 이러한 관점에서 개발된 MBMS 서비스(Multimedia Broadcast Multicast Service)는 UMTS 통신 시스템에서, 동일한 데이터를 여러 단말에게 효율적으로 전송하기 위하여 개발된 것이다. MBMS 서비스는 특히 무선 전송 자원 요구량이 큰 다중미디어 전송에 유리하다. MBMS 서비스는 상기 고속의 다중 미디어 서비스뿐만 아니라 다양한 용도로 사용될 수도 있으므로 MBMS 서비스에 관련된 어플리케이션에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
멀티미디어 서비스를 패킷 기반으로 제공할 때, 가장 일반적으로 사용되는 방식은 RTP(Realtime Transport Protocol)/UDP(User Datagram Protocol)/IP(Internet Protocol)을 사용하는 것이다. 상기 프로토콜 조합을 이용할 경우, 한 패킷에 부가되는 헤더의 크기가 60 바이트를 상회하기 때문에 헤더를 압축해야할 필요성이 있다. MBMS 서비스에서는 헤더 압축용으로 ROHC(Robust Header Compression)라는 방식을 사용한다. 단말측 및 시스템에서 헤더의 압축 및 해제는 PDCP(Packet Data Control Protocol)라고 불리는 계층의 프로토콜을 담당하는 PDCP 개체(Entity)에 의해 수행된다. 시스템측에서 상기 PDCP 개체는 다수의 셀들을 관리하는 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller: RNC) 내에 구비된다.
앞서 언급한 바와 같이 MBMS 서비스의 경우, 동일한 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말들이 여러 셀에 걸쳐서 위치하게 될 수 있으므로 이러한 경우 MBMS 데이터는 상기 셀들 모두에 전달되어야 한다. 이 경우 MBMS 서비스를 위하여 각 셀별로 복수의 PDCP 개체들을 구성하는 것은 매우 비효율적일 수 있다. 실제로 상위의 네트워크 요소로부터 RNC로 제공된 MBMS 데이터는 PDCP 계층들에 의해 동일하게 처리된다. 따라서 하나의 MBMS 서비스를 위해 다수의 셀들이 하나의 PDCP 개체를 공유하도록 하는 기법이 개발되었다. 즉 하나의 PDCP 개체는 다수의 셀들에 의해서 공유될 수 있다.
단말이 한 셀에서 다른 셀로 이동하게 되고 상기 두 셀이 동일한 PDCP 개체를 공유하고 있을 경우, 단말은 새로운 셀에서 새로운 PDCP 개체를 구성하지 않고 이전 셀에서 사용했던 PDCP 개체를 재사용한다. 단말이 PDCP 개체를 재사용한다는 것은 새로운 셀에서 헤더 복원 동작을 곧바로 재개함을 의미한다.
새로운 셀로 이동한 뒤 헤더 복원 동작을 곧 바로 재개하게 되면, PDCP 개체가 헤더 복원 실패를 감지하지 못할 수 있다는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 이전 셀과 새로운 셀이 동일한 PDCP 개체를 공유한다 하더라도, 두 셀 사이에 발생할 수 있는 전송차로 인해, 단말의 입장에서 헤더 복원 실패를 경험할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 단말이 셀 1에서 마지막으로 수신한 패킷과 셀 2에서 처음으로 수신한 패킷 사이에서 유실된 패킷들이 존재할 수 있으며, 이러한 패킷 유실은 단말의 동기 손실을 일으킨다.
헤더 복원의 성공/실패 여부는, ROHC 헤더에 삽입되는 3 비트의 CRC(Cyclic Redundancy Code)에 의해서 판별될 수 있다. 송신측 PDCP 개체에 구비되는 헤더 압축기는 헤더 압축 동작을 실행하기에 앞서, 압축할 헤더 필드들에 대해 CRC 연산을 수행하고, 압축된 헤더를 가지는 패킷에 상기 CRC 결과 값을 부가해서 전송한다. 수신측 PDCP 개체에 구비되는 헤더 복원기는 수신한 패킷의 헤더를 복원한 뒤 CRC 연산을 수행하고, 상기 연산 결과를 상기 수신한 CRC와 비교해서 헤더 복원 성공 여부를 판단한다.
그러나 상기 CRC의 길이는 3 비트에 불과하므로, 헤더 복원에 실패하더라도 단말이 그 사실을 인지하지 못할 가능성이 높다. 단말이 헤더 복원 실패를 성공으로 오인하고 헤더가 잘못 복원된 데이터를 상위계층으로 전달할 경우, 사용자는 예를 들어 일그러진 데이터를 보게 된다. 이상과 같이, 종래의 MBMS 시스템에서는 단말이 다른 셀로 이동할 경우 패킷 유실을 경험하게 될 가능성이 아주 높고, 특히 헤더 압축 기법을 사용하는 시스템에서 이러한 패킷 유실은 매우 치명적이다. 따라서 단말이 셀 간을 이동하는 경우에 헤더 복원 실패로 인하여 사용자에게 왜곡된 데이터가 제공되는 것을 방지하기 위한 방안을 필요로 하게 되었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, MBMS 시스템에서 동일한 PDCP 개체를 공유하는 셀들 사이를 이동한 단말의 헤더 복원 실패를 방지하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, MBMS 시스템에서 동일한 PDCP 개체를 공유하는 셀들 사이를 이동한 단말이 헤더 복원에 실패한 경우 사용자에게 왜곡된 데이터가 전달되는 것을 방지하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 멀티미디어 방송/멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 헤더 복원기와 헤더 복원 컨텍스트를 구비하는 단말이 셀간 이동에 따라 헤더 복원 동작을 재개하기 위한 방법에 있어서,
패킷 데이터의 헤더 압축 및 복원을 수행하는 개체를 공유하는 셀들간을 이동함에 따라 이전 셀의 상기 헤더 복원기와 헤더 복원 컨텍스트를 새로운 셀을 위해 재사용할 것으로 결정하는 과정과,
상기 헤더 복원 컨텍스트를 갱신하기 위해, 상기 MBMS 서비스를 위한 패킷 데이터의 다이내믹 헤더 필드들을 포함하는 초기화 패킷이 수신되었는지를 판단하는 과정과,
상기 초기화 패킷이 수신되었으면 상기 초기화 패킷의 다이내믹 헤더 필드들을 이용하여 상기 헤더 복원 컨텍스트의 다이내믹 파트를 갱신하는 과정과,
상기 갱신된 다이내믹 파트를 가지는 상기 헤더 복원 컨텍스트를 이용하여 상기 시스템으로부터 수신되는 상기 MBMS 서비스를 위한 패킷 데이터의 헤더를 복원하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 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.
후술되는 본 발명은 MBMS 서비스를 제공하는 MBMS 시스템에서 동일한 헤더 복원기 및 헤더 복원 컨텍스트를 공유하는 셀들간을 이동한 단말이 새로운 셀에서 헤더 복원 컨텍스트를 갱신하도록 함으로써 셀간 이동시 발생할 수 있는 패킷의 유실에 대응하는 것이다.
먼저, 본 발명에 적용되는 MBMS 서비스에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 MBMS 서비스를 위한 이동통신 시스템의 간략화된 구성도를 나타낸 것이다. 여기에는 제3세대 비동기 이동통신 방식의 표준인 3GPP(3rd Generation Project Partnership) 시스템에 MBMS 서비스를 적용한 구성 예를 도시하였다.
상기 도 1을 참조하면, 단말(Uuser Equipment: UE)들(161, 162, 163, 171, 172)은 MBMS 서비스를 수신할 수 있는 단말장치 혹은 가입자를 의미하며, 셀 1(160)과 셀 2(170)는 단말들에게 MBMS 관련 데이터를 전송하는 기지국 장치를 의미한다. 도시된 바와 같이 셀 1(160)과 단말들(161, 162, 163) 사이에는 MBMS 서비스를 위한 하나의 무선 채널만이 구성된다. RNC(140)는 다수의 셀들을 제어하는 무선 네트워크 제어기를 의미하며, 멀티미디어 데이터를 특정 셀로 선별적으로 전송하고 MBMS 서비스를 제공하기 위해 설정되어 있는 무선 채널을 제어한다.
SGSN(Serving GPRS Supporting Node)(130)은 각각의 가입자들의 MBMS 관련 서비스를 제어한다. 대표적으로 SGSN(130)은 각 가입자의 서비스 과금 관련 데이터를 관리하는 역할과 멀티미디어 데이터를 특정 RNC에게 선별적으로 전송하는 역할 등이 있다. 운송 네트워크(Transit Network)(120)는 BM-SC(Broadcast/Multicast Service Center)(110)와 SGSN(130) 사이의 통신로를 제공하는 역할을 담당하며, GGSN(Gateway GPRS Support Node)과 외부 네트워크 등으로 구성될 수 있다. BM-SC(110)는 MBMS 데이터의 근원지로서, 각 서비스별로 데이터의 스케줄링을 담당한다.
MBMS 데이터 스트림은 운송 네트워크(120), SGSN(130), RNC(140), 셀들(160, 170)을 거쳐서 단말들(161, 162, 163, 171, 172)에게 전달된다. 도면에서는 나타내지 않았지만, 하나의 MBMS 서비스에 대해서 다수의 SGSN과 각 SGSN에 대해서 다수의 RNC가 존재할 수 있다. SGSN은 RNC로, RNC는 셀들로 선별적인 데이터 전송을 수행해야 하며, 이를 위해 데이터 스트림을 전달해야 할 대상들의 명단(SGSN에서는 RNC들의 명단, RNC에서는 셀들의 명단) 등을 저장하여, 추후 상기 저장되어 있는 대상들로 선별적인 MBMS 데이터 전송을 수행한다.
도 2는 단말과 RNC 사이에 데이터와 시그널링 메시지의 통신을 위한 Uu 인터페이스의 계층적 구조를 도시한 것이다. 여기에서는 단말과 RNC 사이에 제어 신호를 교환하기 위하여 사용되는 제어 평면(Control Plane)과 실제 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 사용자 평면(User Plane)으로 구분하여 도시하였다.
상기 도 2를 참조하면, 제어 평면(100)에는 RRC(Radio Resource Control) 개체(102), RLC(Radio Link Control) 개체(210), MAC(Media Access Control) 개체(112)와 물리(Physical: 이하 PHY라 칭함) 개체(114)가 존재하고, 사용자 평면(102)에는 PDCP(Packet Data Control Protocol) 개체(206), BMC(Broadcast/Multicast Control) 개체(108), RLC 개체(110), MAC 개체(112), 물리개체(114)가 존재한다. 통상의 경우 상기 계층들 중 물리개체(114)는 각 셀들에 위치하게 되며 MAC 개체(112)부터 RRC 개체(104)까지는 RNC에 위치한다.
물리개체(114)는 무선 전송(Radio Transfer) 기술을 이용한 정보 전송 서비스를 제공하는 계층이며, OSI(Open Systems Interconnection) 모델의 제1 계층에 해당한다. 물리 개체(114)와 MAC 개체(112) 사이는 트랜스포트 채널(Transport Channels)로 연결되어 있으며, 상기 트랜스포트 채널은 특정 데이터들이 물리계층에서 처리되는 방식에 의해서 정의된다.
MAC 개체(112)와 RLC 개체(110)는 로지컬 채널을 통해 연결되어 있다. MAC 개체(112)는 로지컬 채널을 통해 RLC 개체(110)가 전달한 데이터를 적절한 트랜스포트 채널을 통해 물리계층에 전달하고, 물리개체(114)가 트랜스포트 채널을 통해 전달한 데이터를 적절한 로지컬 채널을 통해 RLC 개체(110)에 전달하는 역할을 한다. 또한 로지컬 채널이나 트랜스포트 채널을 통해 전달받은 데이터들에 부가 정보를 삽입하거나 삽입된 부가정보를 해석해서 적절한 동작을 취하고, 랜덤 액세스 동작을 제어한다.
RLC 개체(110)는 로지컬 채널의 설정 및 해제를 담당한다. RLC 개체(110)는 AM(Acknowledged Mode), UM (Unacknowledged Mode), TM (Transparent Mode)라는 3가지 동작 모드 중 하나로 동작할 수 있으며, 각 동작 모드마다 서로 다른 기능을 제공한다. 일반적으로 RLC 개체(110)는 상위계층으로부터 내려온 서비스 데이터 유닛(Service Data Unit: 이하 SDU라 칭함)을 적절한 크기로 분할하거나 조립하는 기능, ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 통한 오류 정정 기능 등을 담당한다.
PDCP 개체(106)는 사용자 평면(102)에서 RLC 개체(110)의 상위에 위치하며, IP 패킷 형태로 전송된 데이터의 헤더를 압축하고 복원하는 기능과, 이동성으로 특정 단말에게 서비스를 제공하는 RNC가 변경되는 상황하에서 데이터의 무손실 전달 기능 등을 담당한다. PDCP 개체(106)는 통상의 서비스의 경우라면 무손실(lossless) SRNS 재할당(relocation) 지원 기능과 헤더 압축 기능을 담당하지만, MBMS 서비스의 경우에는 방송/멀티캐스팅의 특성상 무손실 SRNS(Serving RNS) 재할당을 지원할 필요가 없다. 여기서 SRNS 재할당이란 SRNC가 아닌 다른 RNC가 제어하는 셀로 이동한 단말이 상기 다른 RNC를 SRNC로 재설정하는 과정을 의미한다. BMC 개체(108)는 RLC 개체(110)의 상위에 위치하며, 특정 셀에서 불특정 다수의 단말들에게 동일한 데이터를 전송하는 방송서비스를 지원한다.
특정 서비스에 대한 호가 설정되는 과정에서, RNC는 상기 서비스를 제공하기 위한 PDCP/RLC/MAC/PHY 계층의 프로토콜 처리를 수행하는 개체들(Entities)을 구성하는데, 특정 서비스를 제공하기 위해 구성된 상기 프로토콜 개체들의 집합을 무선 베어러(Radio Bearer: RB)라고 한다. 상기 개체들은 각각 별도의 소프트웨어 실행 블록들로 구성될 수 있다. 또한 상기 프로토콜 개체들 사이의 액세스 위치를 SAP(Service Access Point)하고 하는데, 예를 들어 PDCP와 RLC사이의 접점을 RLC SAP이라고 한다. 상기 RLC SAP을 통해서는, PDCP에서 RLC로 전달되는 사용자 데이터인 RLC-DATA-REQ 등과 같은 프리미티브(Primitive)들이 전달된다.
RRC 개체(104)는 UTRAN과 단말 사이의 무선 자원의 할당과 해제 등을 담당한다. RRC 개체(104)는 RRC 접속 모드(connected mode)의 단말들에게 할당되어 있는 무선 자원을 관리하고, 상기 단말들의 이동성을 관리하며, 상기 단말들에게 전송되어야 할 코어 네트워크 신호들을 해당 단말들에게 전달하는 등의 역할을 한다.
단말들이 네트워크에 접속해 서비스를 제공받기 위해서는 먼저 단말들과 네트워크 노드들(RNC 및 SGSN 등) 간에 해당 서비스를 제공하기 위해 필요한 정보들의 집합인 컨텍스트(Context)가 생성되어야 한다. 상기 컨텍스트로는 대표적으로 UE 컨텍스트와 MM(Mobility Management) 컨텍스트가 있다. 특히 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 UE들을 위해서는 MBMS 서비스를 위한 네트워크 노드들에 MBMS 서비스를 위한 컨텍스트(Context)가 사용된다. MBMS 서비스는 동일한 정보를 다수의 UE들이 동시에 수신하므로 MBMS 서비스 컨텍스트는 UE들마다 개별적으로 생성되지 않고, MBMS 서비스 별로 또는 서비스 내의 하나의 세션 별로 생성된다. 특히 헤더의 압축 및 복원을 수행하는 PDCP 개체를 위해서는 RNC와 단말 간에 상호 동일한 헤더 압축/복원 컨텍스트들이 구비된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MBMS 통신 시스템에서 MBMS 서비스를 수신하는 단말의 셀 간 이동을 설명하는 도면이다. 여기에서, RNC 1에는 셀 1과 셀 2를 비롯한 다수의 셀들이 구성되어 있으며, 단말은 셀 1에서 특정 MBMS 서비스를 제공받다가, 셀 2로 이동하여 동일한 서비스를 계속 제공받게 된다.
상기 도 3을 참조하면, MBMS 서비스를 제공하는 네트워크는 코어 네트워크(Core Network: CN)(305)와, RNC(310)와 셀들(335, 340)로 구성된다. RNC(310)는 코어 네트워크(305)가 전송한 데이터를 무선채널로 전송하기에 적합한 형태로 변환한 뒤, 각 셀들로 전송하는 역할을 담당한다. 이를 위해, RNC(310)는 PDCP 개체(315)와 RLC 개체(320)와 MAC 개체들(325-1, 325-2)과 물리(Physical: PHY) 개체들(330-1, 330-2)을 구비한다.
RLC 개체(320)는 상위 계층에서 전달받은 데이터를, 무선 채널 전송에 접합한 크기로 분할 또는 연접한 뒤, 데이터들에 일련번호(Sequence Number)를 삽입하는 등의 역할을 담당한다. 하나의 MBMS 서비스를 지원하는 RLC 개체(320)는 여러 셀들에 의해서 공유되거나 또는 각 셀별로 따로 구성될 수도 있다. MAC 개체들(325-1, 325-2)은, 하나의 무선 채널상에 존재하는 다수의 서비스들을 식별할 수 있는 식별자들을 패킷 데이터의 MAC 계층 헤더에 삽입하는 등의 역할을 수행한다. MAC 개체들(325-1, 325-2)은 셀별로 각각 구성된다.
PDCP 개체(315)는 코어 네트워크(305)로부터 수신한 패킷 데이터의 헤더를 소정 압축 방식에 따라 압축한 뒤, RLC 개체(320)로 전달하는 역할을 한다. PDCP 개체(315)는 헤더 압축기(315-1)와, 헤더 압축에 필요한 정보들이 저장되는 컨텍스트(315-2)를 구비한다. 헤더 압축동작, 특히 헤더 압축 방식의 일종으로서 MBMS 서비스에서 사용되는 ROHC(Robust Header Compression)의 동작에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다.
MBMS 데이터는 주로 RTP/UDP/IP 패킷의 형태가 된다. 상기 RTP/UDP/IP 헤더는 프로토콜 버전, 헤더 길이, 서비스 유형, 전체 길이, 패킷 식별자, 유효시간(Time to Live: TTL), 프로토콜 식별자, CRC로서의 헤더 체크섬, 근원지 및 목적지의 IP 어드레스들, UDP 포트 번호 등의 많은 정보 필드들을 포함하여, 대략 60 바이트 정도의 크기를 가지는데, 이는 무선 채널을 통해 전송하기에는 지나치게 큰 크기이다.
RTP/UDP/IP 헤더에는 일정한 경향성이 존재한다. 그러므로 상기 일정한 경향성을 이용해서 헤더의 크기를 감소시키는 것이 가능하며, 이를 위해 사용되는 기술을 헤더 압축이라 한다.
예를 들어 한 MBMS 서비스의 RTP/UDP/IP 헤더 중, IP 어드레스와 UDP 포트 번호 등은 한 MBMS 서비스가 제공되는 중에 항상 일정하다. 이러한 값들은 서비스가 시작되는 시점에 수차례 전송한 뒤 이후에는 전송하지 않는데, 이와 같은 스태틱 헤더 필드들은 상기 MBMS 서비스에 관련된 컨텍스트(315-2)의 스태틱 파트에 저장된다. 또한 RTP의 일련번호(Serial Number: SN) 필드와 같은 일부 필드들은 매 패킷마다 1씩 증가하는 등 매 패킷마다 변경될 수 있다. 이와 같은 다이내믹 헤더 필드들은 변경될 때마다 수신측에 전송되고 그 값들이 상기 컨텍스트(315-2)의 다이내믹 파트에 저장된다.
헤더 압축기(315-1)는 상기 컨텍스트(315-2)를 바탕으로 코어 네트워크로부터 수신한 패킷의 헤더를 압축하고, 패킷 스트림 별로 상기 컨텍스트(315-2)를 갱신한다. 패킷 스트림(packet stream)이란 동일한 스태틱 헤더 필드들을 가지는 패킷들의 집합으로 정의되는데, 예를 들어 하나의 MBMS 서비스의 하나의 미디어 컴포넌트를 하나의 패킷 스트림으로 정의될 수 있다. 하나의 헤더 압축기(315-1)는 여러 개의 패킷 스트림들을 압축할 수도 있으며, 이러한 경우 여러 개의 컨텍스트들이 사용된다. 이 때 각 컨텍스트들은 컨텍스트 식별자(CID: Context Identification)로 식별된다. 요약하자면, 하나의 컨텍스트는 컨텍스트 식별자와 스태틱 파트와 다이내믹 파트로 구성된다.
헤더 압축기(315-1)는 어떤 MBMS 서비스의 한 패킷 스트림에 대해서 첫 번째 패킷 데이터를 수신하면, 상기 패킷 데이터의 헤더 필드 값들을 이용해서, 상기 MBMS 서비스에 대한 컨텍스트(315-2)의 스태틱 파트와 다이내믹 파트를 초기화 한다. 그리고 헤더 압축기(315-1)는 상기 패킷 스트림에 사용할 CID를 결정한 뒤, 상기 CID와 상기 스태틱 파트와 상기 다이내믹 파트의 정보를 모두 담고 있는 초기화 패킷(IR packet: Initialization and Refresh packet)을, 단말들(345)측의 헤더 복원기(345-5)로 수차례 반복하여 전송한다. 헤더 복원기(345-5)는 상기 초기화 패킷을 수신하여 자신의 컨텍스트(345-6)를 초기화한다.
헤더 복원기(345-5)가 컨텍스트(345-6)를 초기화하는데 성공하였다고 판단되면, 헤더 압축기(315-1)는 압축된 헤더를 가지는 데이터를 전송한다. 상기 헤더 압축은, 스태틱 헤더 필드들은 생략하고 다이내믹 헤더 필드들은 그 값이 변할 때만 전송하는 방식으로 이루어진다. 헤더 복원기(345-5)는 수신한 패킷에, 컨텍스트(345-6)의 스태틱 파트에서 읽어낸 스태틱 헤더 필드들을 추가하고, 상기 수신한 패킷의 다이내믹 헤더 필드들의 값들을 컨텍스트(345-5)에 갱신한 뒤, 상기 수신한 패킷의 다이내믹 헤더 필드 값들을 복원한다. 이상과 같이 헤더 압축기(315-2)와 헤더 복원기(345-5)는 모두 컨텍스트들(315-2, 345-6)의 정보를 바탕으로 동작한다. 상기 컨텍스트들(315-2, 345-6)은 다이내믹 파트가 변경될 때 동일하게 갱신되어야 한다.
헤더 압축기(315-1)와 헤더 복원기(345-5) 사이에서 적어도 한 패킷이 유실된 경우, 컨텍스트 불일치가 발생할 수 있다. 컨텍스트 불일치란 대부분의 경우 다이내믹 파트의 불일치가 되며 어떤 경우에는 스태틱 파트의 불일치가 될 수도 있다. ROHC에서는 이러한 컨텍스트 불일치를 방지하기 위해서, 스태틱 파트와 다이내믹 파트의 모든 정보를 포함하는 IR 패킷과, 다이내믹 파트의 정보를 포함하는 IR-DYN(Initialization & Refresh Dynamic)이라는 패킷을 주기적으로 전송한다. 상기 IR/IR-DYN 패킷의 주기에 대해서 RFC(Request For Communication) 3095에 기술된 ROHC 규격에서 특정하고 있지는 않지만, IR 패킷의 주기적 전송 주기보다는 IR-DYN 패킷의 주기적 전송 주기가 훨씬 짧은 것이 일반적이다.
IR/IR-DYN 패킷에 의한 초기화를 통해 헤더 압축기(315-1)와 헤더 복원기(345-5) 간에 컨텍스트 동기화가 이루어지면, 헤더 압축기(315-1)는 압축된 헤더를 가지는 패킷들을 전송하고, 헤더 복원기(345-5)는 헤더 압축에 사용된 것(315-2)과 동일한 내용의 컨텍스트(345-6)를 이용해서 상기 압축된 헤더를 복원한다. 또한 상기 컨텍스트들(315-2, 345-6)의 다이내믹 파트와 스태틱 파트는 IR/IR-DYN 패킷에 의해 주기적으로 동기화된다.
한 헤더 압축기(315-1)가 다수의 패킷 스트림들을 처리한다면, 각 스트림들에 대한 컨텍스트들은 CID로 구분된다. 도 3에서는 컨텍스트(315-2)에 할당된 CID의 값을 n인 것으로 도시하였다. 마찬가지로 헤더 복원기(345-5)를 위한 컨텍스트(345-6)의 CID는 n이다. 그러면 아래에 셀 1(335)에서 특정 MBMS 서비스를 수신하고 있던 단말(345)이 셀 2(340)로 이동하여 서비스 수신을 재개하는 동작을 설명한다.
단말(345)이 셀 1(345)에서 MBMS 서비스를 수신한다는 것은, 셀 1(345)에서 전송되는 MBMS 데이터를 처리할 수 있는 물리 개체(345-1)와 MAC 개체(345-3)와 RLC 개체(345-2)와 PDCP 개체(345-4)를 가지고 있음을 의미한다. 상기 단말(345)이 셀 2(340)로 이동하면, 단말(345)은 셀 2(340)에서 전송되는 MBMS 데이터를 처리할 수 있는 새로운 물리/MAC/RLC/PDCP 개체들(도시하지 않음)을 구성한다. 즉 단말(345)은 셀 2(345)에서 주기적으로 방송되고 있는 시스템 정보를 취득하여 상기 개체들을 구성한다.
도 3에서 PDCP 개체(315)는 셀 1(335)과 셀 2(340)에 의해서 공유되고 있다. 따라서 셀 2(340)로 이동한 단말(345)은 상기 셀 2(340)를 위해 RLC/PDCP 개체를 새롭게 구성하지 않고 셀 1(335)의 RLC/PDCP 개체(320, 345-4)를 재사용한다. PHY/MAC 개체들은 셀별로 구성되어야 하므로 셀 2를 위해 새롭게 구성된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 셀간을 이동하는 단말이 MBMS 서비스를 재개하는 동작을 도시한 흐름도이다. 여기에서는 도 3에 도시한 바와 같이 RNC 내의 동일한 PDCP 개체를 공유하는 셀들간을 이동하는 단말(345)의 동작을 도시하였다.
상기 도 4를 참조하면, 과정 405에서 셀 1(335)에서 특정 MBMS 서비스를 제공받고 있던 단말(345)은 새로운 셀인 셀 2(340)를 선택한다. 여기서 새로운 셀을 선택한다는 것은 여러 가지 절차에 의해 수행될 수 있으며, 하기에 셀 선택의 일 예를 설명하기로 한다.
즉, 단말(345)은 인근 셀들로부터 전송되는 무선 신호들의 신호세기들을 주기적으로 측정하여, 현재 동조되어 있는 서빙 셀(335)보다 양호한(즉 강한 세기의) 무선 신호를 발견하면, 상기 발견된 무선 신호를 송출하는 셀 2(340)로부터 전송되는 방송 채널(BCH: Broadcast Channel)의 신호를 해석해서, 상기 셀 2(340)의 역방향 공통 채널과 순방향 공통 채널을 사용할 수 있는 정보들을 취득한다. 상기 정보 취득을 통해 상기 셀에서 공통 채널들을 사용할 수 있는 상태가 되면 상기 단말(345)이 상기 셀을 선택한 것으로 간주한다. 이때 단말(345)은 상기 방송 채널을 통해 MBMS 제어 채널(MBMS Control Channel: MCCH)을 해석할 수 있는 정보도 수신한다. 상기 MCCH는 상기 셀 2(340)에서 제공 가능한 MBMS 서비스들의 관련 정보를 방송하는 공통 채널이다.
과정 410에서 단말(345)은 상기 셀 2(340)의 MCCH 신호를 해석하여, 상기 셀 2(340)에서 제공되고 있는 MBMS 서비스들의 명단과 상기 MBMS 서비스들이 제공되는 MBMS RB(Radio Bearer)의 구성 정보를 획득한다. 상기 MBMS RB의 구성 정보는, MBMS 서비스를 처리하는 PDCP 개체와 RLC 개체와 MAC 개체와 물리 개체의 구성에 필요한 정보를 의미한다.
과정 415 단계에서 단말(345)은 상기 획득한 MBMS RB 구성 정보를 참조하여 상기 새로운 셀과의 통신을 위한 MBMS RB를 설정한다. MBMS RB의 설정은 구체적으로 아래 동작을 의미한다.
- 물리 계층 구성 정보를 이용해서, 새로운 물리 개체를 구성한다.
- MAC 계층 구성 정보를 이용해서, 새로운 MAC 개체를 구성한다.
- RLC 계층 구성 정보를 이용해서, 새로운 RLC 개체를 구성한다. 만약 새로운 셀이 이전 셀과 동일한 RLC 개체를 공유하고 있다면, 이전 셀에서 사용하던 RLC 개체(345-2)를 재사용한다.
- PDCP 계층 구성 정보를 이용해서, 새로운 PDCP 개체를 구성한다. 만약 새로운 셀이 이전 셀과 동일한 PDCP 개체를 공유하고 있다면, 이전 셀에서 사용하던 PDCP 개체(345-4)를 그대로 재사용한다. 단말은 MCCH를 통해 RNC의 PDCP 개체 식별자를 수신하고, 새로운 셀이 이전 셀과 동일한 PDCP 개체를 공유하는지를 판단할 수 있다.
즉, 과정 415 단계에서 단말(345)은 이전 셀에서 사용하던 PDCP 개체(345-4)를 재사용한다. 따라서 상기 PDCP 헤더(345-4)의 헤더 복원기(345-5)와 컨텍스트(345-6)도 재사용된다.
과정 420에서 단말(345)은 상기 구성된 MBMS RB를 통해 상기 셀 2(340)로부터 상기 MBMS 서비스의 패킷 데이터를 수신한다. 상기 패킷 데이터는 셀 1(335)에서과 동일한 PDCP 개체(315)에 의해서 압축된 헤더를 가지므로, 단말(345)은 상기 셀 1(335)에서 사용하던 컨텍스트(345-6)를 다시 사용하여 상기 패킷 데이터의 압축된 헤더를 복원한다.
단말(345)이 이전 셀 1(335)에서 새로운 셀 2(340)로 이동하면서 ROHC를 이용한 패킷 헤더 압축/복원 중에 발생하는 패킷 유실은 일반적으로 다이내믹 파트의 동기가 깨어지는 상황으로 이어질 수 있다.
예를 들어 다이내믹 파트의 RTP SN 필드는 헤더 압축에 의해 최하위(Least Significant Bit: LSB) 3 비트만이 전송되는 것이 일반적이므로, 8개 이상의 패킷들이 유실된다면 헤더 복원은 실패하게 된다. 헤더 압축기(315-1)가 RTP SN이 '1101 1111 0000 1001'인 패킷을 전송할 때, 헤더 압축기(315-1)는 상기 16 비트를 모두 전송하는 것이 아니라, 마지막 3 비트인 '001'만 전송한다. 헤더 복원기(345-5)는 상기 '001'을 수신한 뒤, 컨텍스트(345-6)에 저장되어 있는 RTP SN의 마지막 3 비트를 상기 수신한 3 비트의 정보로 대체함으로써 RTP SN을 복원한다.
만일 헤더 압축기(315-1)가 전송한 9개의 패킷들이 중간에 유실되었다 하더라도, 헤더 압축기(315-1)는 상기 패킷의 유실을 인지하지 못한 채 다음 패킷의 RTP SN인 '1101 1111 0001 0010' 중 '010'만을 전송한다. 그러나 헤더 복원기(345-5)는 상기 '010'에 의해 RTP SN을 '1101 1111 0000 1010'으로 잘못 복원하게 되어 결국 정상적인 헤더 복원에 실패하게 된다.
다이내믹 파트에는 상기 RTP SN 뿐만 아니라, 패킷 유실에 의해서 영향을 받을 수 있는 다이내믹 헤더 필드들이 다수 존재한다. 예를 들어 IPv6 홉 리미트(Hop Limit) 필드는 세션이 진행되는 와중에 언제라도 변경될 수 있는 값이므로, 변경된 정보를 담고 있는 패킷이 유실될 경우 뒤이은 헤더 복원 동작들은 실패한다. 그러므로 셀 2(340)로 이동한 단말(345)은 컨텍스트(345-6)의 다이내믹 파트를 갱신하기 위해 IR-DYN 패킷을 먼저 수신한 뒤, 헤더 복원 동작을 재개한다. 여기서 IR-DYN 패킷을 이용하는 것은 IR-DYN 패킷이 IR 패킷보다 더 빈번하게 전송되기 때문이다.
IR-DYN 패킷은 주기적으로 전송하도록 규정되어 있으므로, 과정 425에서 단말(345)은 셀 2(340)로부터 IR-DYN 패킷이 수신되기까지 대기한다. IR-DYN 패킷이 수신되면 과정 435로 진행하고 그렇지 않으면 과정 430으로 진행한다.
상기 과정 430에서 단말(345)은 컨텍스트(345-6)가 아직 갱신되지 않았으므로 헤더 복원 동작을 재개할 수 없다고 판단하여 상기 수신한 데이터를 차후에 복원하기 위해 저장한 후 과정 420으로 복귀한다. 상기 수신 및 저장하는 동작은 IR-DYN 패킷이 수신될 때까지 반복된다.
과정 435에서 단말(345)은 상기 IR-DYN 패킷을 이용해서 컨텍스트(345-6)의 다이내믹 파트를 갱신한다. 즉 상기 IR-DYN 패킷은 컨텍스트(345-6)의 다이내믹 파트에 포함되어야 할 다이내믹 헤더 필드들을 모두 가지고 있으므로 단말(345)은 상기 IR-DYN 패킷의 다이내믹 헤더 필드들을 컨텍스트(345-6)의 다이내믹 파트에 덮어쓴다.
과정 440에서 단말(345)은 상기 갱신된 컨텍스트(345-6)를 이용해서, 이후 수신되는 패킷 데이터의 헤더 복원을 수행한다. 이 때 헤더를 복원하지 않은 채 저장해둔(과정 430에 의해) 패킷 데이터들이 있다면, 해당 데이터들의 헤더들도 상기 갱신된 컨텍스트(345-6)에 의해 복원한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 이전 셀과 동일한 PDCP 개체를 공유하는 새로운 셀로 이동한 단말이 초기화 패킷의 수신을 통해 헤더 복원 컨텍스트의 다이내믹 파트를 갱신한 뒤 헤더 복원 동작을 재개함으로써, 헤더 복원 실패의 발생을 최소화하고, 헤더 복원 실패로 인한 부작용을 억제할 수 있다.
도 1은 MBMS 서비스를 위한 이동통신 시스템의 간략화된 구성도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 단말와 RNC 사이에 데이터와 시그널링 메시지의 통신을 위한 인터페이스의 계층적 구조를 도시한 도면.
도 3은 MBMS 통신 시스템에서 MBMS 서비스를 수신하는 단말의 셀 간 이동을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 셀간을 이동하는 단말이 MBMS 서비스를 재개하는 동작을 도시한 흐름도.

Claims (3)

  1. 멀티미디어 방송/멀티캐스트(MBMS) 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 헤더 복원기와 헤더 복원 컨텍스트를 구비하는 단말이 셀간 이동에 따라 헤더 복원 동작을 재개하기 위한 방법에 있어서,
    패킷 데이터의 헤더 압축 및 복원을 수행하는 헤더 복원기와 헤더 복원 컨텍스트를 공유하는 셀들간을 이동함에 따라 이전 셀의 상기 헤더 복원기와 헤더 복원 컨텍스트를 새로운 셀을 위해 재사용할 것으로 결정하는 과정과,
    상기 헤더 복원 컨텍스트를 갱신하기 위해, 상기 MBMS 서비스를 위한 패킷 데이터의 다이내믹 헤더 필드들을 포함하는 초기화 패킷이 수신되었는지를 판단하는 과정과,
    상기 초기화 패킷이 수신되었으면 상기 초기화 패킷의 다이내믹 헤더 필드들을 이용하여 상기 헤더 복원 컨텍스트의 다이내믹 파트를 갱신하는 과정과,
    상기 갱신된 다이내믹 파트를 가지는 상기 헤더 복원 컨텍스트를 이용하여 상기 시스템으로부터 수신되는 상기 MBMS 서비스를 위한 패킷 데이터의 헤더를 복원하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초기화 패킷이 수신되기 이전에 상기 초기화 패킷이 아닌 패킷 데이터가 수신되면 상기 수신된 패킷 데이터를 상기 헤더 복원 컨텍스트의 상기 다이내믹 파트가 갱신된 이후에 처리될 수 있도록 저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 결정하는 과정은,
    상기 이전 셀로부터 상기 새로운 셀로 이동함에 따라 상기 새로운 셀로부터 송출되는 MBMS 제어 채널에서 상기 MBMS 서비스에 대한 무선 베어러의 구성 정보를 획득하고, 상기 구성 정보에 의해 상기 새로운 셀이 상기 이전 셀과 헤더 압축 및 복원을 수행하는 개체를 공유하는지의 여부를 판별함을 특징으로 하는 상기 방법.
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