KR20060077521A

KR20060077521A - 이동통신 시스템에서 상향링크 패킷 데이터 서비스의제어정보 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060077521A
Application number: KR1020040116411A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 반리에샤우트게르트잔; 이국희; 정경인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-07-05
Also published as: EP1677457A1; EP1677457B1; EP3030032A1; US20060146761A1; EP3030032B1

Abstract

본 발명은 상향 링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 사용자 단말(UE)이 기지국에게 제어정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 상향 링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 사용자 단말(UE)이 기지국에게 제어정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상향링크에서 단말이 한 전송 구간 동안 전송하는 패킷에는 여러 상위 계층의 데이터들과 MAC 계층의 제어정보가 다중화된다. 상기 패킷의 헤더에는 다중화 정보가 수납되어서, 기지국이 상기 패킷으로부터 상위 계층 데이터들을 역다중화한다. 본 발명에서 단말은 어떤 패킷에 MAC 계층의 제어 정보만 수납되어 있을 경우, 상기 패킷에 헤더를 삽입하지 않음으로써 패킷의 크기를 줄인다.

WCDMA, UPLINK PACKET DATA SERVICE, E-DCH, EUDCH, MAC-e, MUX ID, DDI

Description

이동통신 시스템에서 상향링크 패킷 데이터 서비스의 제어정보 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SIGNALING CONTROL INFORMATION OF UP-LINK PACKET DATA SERVICE IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

도 1a는 기지국 제어 스케쥴링을 사용하지 않는 경우 기지국의 상향링크 무선자원의 변화를 나타낸 도면.

도 1b는 기지국 제어 스케쥴링을 사용하는 경우 기지국의 상향링크 무선자원의 변화를 나타낸 도면.

도 2는 상향링크 패킷 전송을 수행하는 사용자 단말과 기지국을 도시한 도면.

도 3은 상향링크 패킷 전송을 수행하기 위해 사용자 단말과 기지국간에 송수신되는 정보들을 도시한 도면.

도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말과 기지국과 기지국 제어기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상향링크 패킷 데이터 서비스에서 사용되는 패킷 데이터의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 7a와 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예를 따르지 않았을 경우와 따랐을 경우의 패킷 데이터 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말의 동작을 나타낸 흐름도

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말의 또 다른 동작을 나타낸 흐름도

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말의 또 다른 동작을 나타낸 흐름도

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 동작을 나타낸 흐름도

본 발명은 상향링크를 통해 패킷 데이터를 전송하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 상향링크 패킷 데이터 서비스를 제어하기 위한 제어정보를 보다 효율적으로 시그널링하기 위한 방법에 관한 것이다.

비동기 광대역 부호분할다중접속(Wideband Code Division Multiple Access: 이하 "WCDMA"라 한다.) 통신시스템은 향상된 역방향 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated CHannel; 이하 "E-DCH" 또는 "EUDCH"라 한다.)을 사용한다. 상기 E-DCH는 비동기 부호분할다중접속 통신시스템에서 역방향 통신에 있어서 패킷 전송의 성 능을 개선하기 위해 제안된 채널이다.

E-DCH를 지원하는 이동통신 시스템은 기지국 스케쥴링(Node B-controlled scheduling) 기법과 복합 재전송(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 "HARQ"라 한다) 기법을 사용하여 역방향 전송의 효율성을 극대화한다. 상기 기지국 스케줄링 기법은 기지국(Node B)이 사용자 단말(User Equipment: UE)들의 채널 상황과 버퍼 상태를 보고 받고, 상기 수신된 정보를 바탕으로 상기 UE들의 역방향 전송을 제어하는 것이다. 기지국은, 채널 상황이 양호한 UE들에게는 대량의 데이터 전송을 허용하고, 채널 상황이 열악한 UE들에 대한 데이터 전송양을 최소화함으로써 제한된 역방향 전송 자원의 효율적인 사용을 도모한다. HARQ 기법은 UE와 기지국 사이에 HARQ를 실행함으로써 전송 출력 대비 전송 성공율을 높인다. HARQ 기법을 통해 기지국은, 전송 도중 오류가 발생한 데이터 블록을 폐기하지 않고 재전송된 데이터 블록과 소프트 컴바이닝(soft combining)을 수행함으로써, 데이터 블록의 수신 성공 확률을 높인다.

상향링크에서는 복수 개의 사용자 단말(UE)들이 송신하는 신호들 상호간에 직교성이 유지되지 않아 상호간의 간섭신호로 작용한다. 이로 인해 상기 기지국이 수신하는 상기 상향링크 신호들의 개수가 증가할수록 특정 UE가 전송하는 상향링크 신호에 대한 간섭신호의 양도 증가한다. 따라서, 특정 UE가 전송하는 상향링크 신호에 대한 간섭신호의 양이 증가할수록 상기 기지국의 수신성능은 저하된다. 이로 인해 상기 기지국은 전체 수신 성능을 보장하면서 수신할 수 있는 상향링크 신호의 양을 제한한다. 기지국의 무선자원은 하기의 <수학식 1>과 같이 표현된다.

RoT = Io/No

상기 Io는 상기 기지국의 전체 수신 광대역 전력 스펙트럼 밀도(Power spectral density)이며, 상기 No는 기지국의 열잡음 전력 스펙트럼 밀도를 나타낸다. 따라서 상기 ROT는 상기 기지국이 상향 링크에서 상기 E-DCH 패킷 데이터 서비스를 위해 할당할 수 있는 무선자원이 된다.

도 1a와 도 1b는 기지국에서 할당할 수 있는 상향링크 무선 자원의 변화를 보이고 있다.

상기 도 1a와 도 1b에서 보이고 있는 바와 같이 상기 기지국이 할당할 수 있는 상향링크 무선자원은 ICI(Inter-cell interference), 음성 트래픽(Voice traffic), E-DCH 패킷 트래픽들의 합으로 나타낼 수 있다. 상기 도 1a는 기지국 스케쥴링을 사용하지 않는 경우 상기 총 ROT(Total ROT)의 변화를 나타낸다. 상기 E-DCH 패킷 트래픽에 대해 스케쥴링이 이루어지지 않기 때문에 복수 개의 UE들이 동시에 높은 데이터 레이트를 사용하여 상기 패킷 데이터를 전송하는 경우 총 ROT는 목표 ROT(Targer ROT)보다 높은 레벨이 될 수 있다. 이와 같은 경우 상기 상향링크 신호의 수신성능은 저하된다.

도 1b는 기지국 스케쥴링을 사용하는 경우 상기 총 ROT의 변화를 나타낸다. 상기 기지국 스케쥴링을 사용하는 경우 기지국은 상기 복수 개의 UE들이 동시에 높은 데이터 레이트를 사용하여 상기 패킷 데이터를 전송하는 것을 방지한다. 즉, 상기 기지국 스케쥴링은 특정 UE에게 높은 데이터 레이트를 허용하는 경우 다른 UE들 에게는 낮은 데이터 레이트를 허용함으로서 상기 총 ROT가 상기 목표 ROT이상으로 증가하는 것을 방지한다.

특정 UE의 데이터 레이트가 높아지면 상기 기지국이 상기 UE로부터 수신하는 수신 전력이 커지게 된다. 따라서, 상기 UE의 ROT는 상기 총 ROT에서 많은 부분을 차지하게 된다. 반면, UE의 데이터 레이트가 낮아지면 상기 기지국이 상기 UE로부터 수신하는 수신 전력이 작아지게 된다. 따라서, 상기 UE의 ROT는 상기 총 ROT에서 적은 부분을 차지하게 된다. 상기 기지국은 상기 데이터 레이트와 무선자원간의 관계, 상기 UE가 요청하는 데이터 레이트를 고려하여 상기 E-DCH 패킷 데이터에 대한 기지국 스케줄링을 수행한다.

상기 기지국은 상기 E-DCH를 사용하는 UE들의 요청 데이터 레이트 또는 채널 상황 정보를 활용하여 상기 각 UE별로 E-DCH 데이터 전송 가능 여부를 통보하거나, 상기 E-DCH 데이터 레이트를 조정하기 위해 상기 기지국 스케쥴링을 수행한다. 상기 기지국 스케쥴링은 기지국이 E-DCH 통신을 수행하는 단말들의 채널 상황과 버퍼 상태를 바탕으로, 각 단말에게 RoT를 분배하는 동작이라 볼 수 있다.

도 2는 상향링크 패킷 전송을 수행하는 사용자 단말과 기지국을 도시한 것이다.

상기 도 2에 따르면, UE들(210, 212, 214, 216)은 기지국(200)과의 거리에 따라 서로 다른 역방향 채널의 송신 전력으로 상향링크 패킷 데이터를 송신하고 있다. 상기 기지국(200)으로부터 가장 멀리 있는 상기 UE(210)는 가장 높은 역방향 채널의 송신 전력(220)으로 패킷 데이터를 송신하며, 상기 기지국(200)으로부터 가 장 가까이 있는 상기 UE(214)는 가장 낮은 역방향 채널의 송신 전력(224)으로 상기 패킷 데이터를 송신한다. 상기 기지국(200)은 총 ROT를 유지하면서 다른 셀에 대한 ICI를 줄이면서 상기 이동통신 시스템의 성능을 향상시키기 위해 상기 역방향 채널의 송신 전력의 세기와 상기 데이터 레이트를 반비례하도록 스케줄링 할 수 있다. 따라서 기지국(200)은, 역방향 채널의 송신 전력이 가장 높은 UE에 대해서는 작은 전송 자원을 할당하고, 상기 역방향 채널의 송신 전력이 가장 낮은 UE에 대해서는 많은 전송 자원을 할당해서 총 ROT를 효율적으로 유지한다.

도 3은 UE가 기지국으로부터 E-DCH 패킷 데이터 전송을 위한 전송 자원을 할당 받고, 상기 할당된 전송 자원을 이용하여 상기 패킷 데이터를 전송하는 동작을 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 310단계에서 상기 기지국(300)과 상기 UE(302)사이에 E-DCH를 설정한다. 상기 310단계는 전용 전송채널(Dedicated Transport Channel)을 통한 메시지들의 송수신 과정을 포함한다. 상기 E-DCH를 설정한 상기 UE(302)는 312단계에서 상기 기지국(300)으로, 필요한 전송 자원에 관한 정보와 상향링크 채널 상황에 대한 정보들을 전송한다. 상기 정보에는 상기 UE(302)가 전송하는 상향채널 송신전력과 상기 UE(303)의 송신전력 마진, 단말의 버퍼 상태 정보 등이 있다.

상기 정보를 수신한 상기 기지국(300)은 상기 상향채널의 송신전력과 실제 측정된 수신전력을 비교하여 순방향 채널 상황을 추정한다. 즉, 상기 상향채널 송신전력과 상향채널 수신전력의 차이가 작으면 역방향 채널 상황은 양호하며, 상기 송신전력과 수신전력의 차이가 많으면 역방향 채널 상황은 불량하다. 상향링크 채널상황을 추정하기 위해 상기 UE가 송신전력 마진을 전송하는 경우에는 상기 송신전력 마진을 이미 알고 있는 UE의 가능한 최대 송신전력에서 빼줌으로서 상기 기지국(300)은 상기 상향링크 송신전력을 추정한다. 상기 기지국(300)은 상기 추정한 상기 UE의 채널 상황과 상기 UE(302)의 버퍼 상태 정보를 이용하여 상기 UE의 상향링크 패킷 채널을 위한 가능한 전송 자원을 결정한다.

상기 결정된 전송 자원은 314단계에서 상기 UE(302)로 통보된다. 이때 전송 자원은 전송할 수 있는 데이터의 크기, 즉 전송율이 될 수도 있고, 사용할 수 있는 전송 출력이 될 수도 있다. 상기 UE(302)는 상기 통보된 전송 자원으로 전송할 패킷 데이터의 크기를 결정하고, 316단계에서 상기 기지국(300)으로 상기 결정된 크기의 데이터를 전송한다. 이 때 E-DCH를 통해 전송되는 한 단위의 상기 패킷 데이터를 MAC-e PDU(Media Access Control-enhanced Protocol Data Unit)라고 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, E-DCH를 통한 상향링크 패킷 데이터 서비스에 필요한 버퍼 상태 정보 등은 기지국이 적절한 스케줄링을 수행하기 위해서 꼭 필요한 제어정보이다. 단말과 기지국 사이에서 상기와 같은 제어정보를 송수신하기 위한 프로토콜을 MAC-e(Medium Access Control - E-DCH)라 한다. 이러한 의미에서 상기 정보를 MAC-e 제어정보라고 한다. 따라서 상기 MAC-e 제어정보를 보다 효율적으로 시그널링하기 위한 구체적인 방안을 필요로 하게 되었다.

따라서 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 상향 링크를 지원하는 이동통신 시스템에서 MAC-e 제어정보를 MAC-e PDU에 실어 송수신하는 방법 및 장치를 제시하는 것이다.

이하 본 발명이 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

후술되는 본 발명의 주요한 특징은 상향링크 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 상기 상향링크 패킷 데이터 서비스를 위한 제어정보를 상향링크 패킷 데이터의 일부로서 송수신하는 것이다. 이하 본 명세서에서 상기 상향링크 패킷 데이터 서비스를 설명함에 있어서 제3 세대 이동통신의 하나인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)의 E-DCH((Enhanced Uplink Dedicated CHannel)를 이용할 것이다. 그러나 본 발명이 상기와 같은 시스템과 표준으로 한정되는 것은 아니며, 오히려 후술되는 설명이 적용 가능한 모든 종류의 통신 시스템으로 이해되어야 함은 물론이다.

UMTS 시스템의 무선접속 네트워크(UMTS Terrestrial Radio Access Network: 이하 UTRAN이라 칭함)는, 복수의 셀들로 구성되는 기지국(Node B)들과 상기 기지국 들과 셀들의 무선자원을 관리하는 무선망 제어기(Radio Network Controller: 이하 RNC라 칭함)로 구성된다.

도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상향링크 패킷 데이터 서비스를 지원하는 단말과 기지국과 RNC의 구조를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 단말(402)에는 무선링크제어(Radio Link Control: RLC) 계층(405a 내지 405c, 407a 및 407b)과 상기 RLC 계층(405, 407)에서 전달된 데이터들에 다중화 정보를 삽입하는 C/T 다중화부(Control and Traffic mux)(410a, 410b)와 MAC-e/es(Media Access Control for E-DCH/Serving RNC) 계층(420)이 구비된다.

상기 RLC 계층(405,407)의 RLC 개체들은 로지컬 채널 또는 무선 베어러 별로 구성되며, 상위 계층에서 발생한 데이터를 저장하고, 상기 상위 계층에서 발생한 데이터를 무선 계층에서 전송하기에 적합한 크기로 구성한다. 참고로, 상기 무선 베어러는 특정 어플리케이션의 데이터를 처리하기 위해 구성되는 RLC 계층과 상위 계층을 지칭하는 용어이며, 로지컬 채널은 RLC 계층과 MAC 계층 사이의 논리적 채널로 무선 베어러 하나 당 하나의 로지컬 채널이 구성된다.

C/T 다중화부(410)는 상기 RLC 계층(405)에서 전달된 데이터에 다중화 정보를 삽입한다. 상기 다중화 정보는 로지컬 채널의 식별자가 될 수 있으며, 수신측은 상기 식별자를 참조해서 수신한 데이터를 적절한 RLC 계층으로 전달한다. 상기 C/T 다중화부(410)는 MAC-d 계층이라고도 한다.

하나의 C/T 다중화부(410a 또는 410b)에서 출력되는 데이터들을 MAC-d 플로우(415)라고 하는데, MAC-d 플로우(415)는 로지컬 채널들을 요구 서비스 품질 (Quality of Service: QoS)에 따라 분류한 것이다. 동일한 서비스 품질을 요구하는 로지컬 채널들의 데이터는 동일한 MAC-d 플로우로 분류되며, MAC-e/es 계층(420)은 MAC-d 플로우별로 특화된 서비스 품질을 제공할 수 있다. 상기 서비스 품질은 예를 들어, HARQ 재전송 횟수 또는 전송 출력 등으로 조정할 수 있다.

MAC-e/es 계층(420)은 E-DCH 제어부(E-DCH Control Block)(425)와 다중화 및 일련번호 설정부(Multiplexing and TSN(Transmission Sequence Number) setting block)(430)와 HARQ 블록(HARQ entity)(435)으로 구성된다.

E-DCH 제어부(425)는 E-DCH와 관련된 제어정보를 생성한다. 상기 E-DCH 관련 제어정보로는 버퍼 상태(Buffer Status)이나 역방향 전송 전력(Uplink Transmission Power) 등의 정보들이 있다. 상기 정보들은 기지국이 스케줄링할 때 참조하며, E-DCH 패킷 데이터인 MAC-e PDU에 피기백(piggyback)되어 전송된다.

다중화 및 일련번호 설정부(430)는 상위 계층에서 전달된 데이터에 다중화 정보와 일련번호(Transmission Sequence Number)를 삽입한다. HARQ 블록(435)은 E-DCH 패킷 데이터의 HARQ 전송과 재전송을 제어한다. 상기 HARQ 블록(435)은 기지국(437)이 전송하는 ACK(Acknowledge) 또는 NACK(Non-Acknowledge) 신호에 따라, MAC-e PDU의 전송과 재전송을 제어한다.

도 5를 참조하면, 기지국(437)은 HARQ 블록(HARQ entity)(450)과 역다중화 블록(Demultiplexing Unit)(455)과 E-DCH 제어부(E-DCH Control Block)(445)로 구성된다. 상기 HARQ 블록(450)은 HARQ 전송과 재전송을 제어한다. 즉 상기 HARQ 블록(450)은 MAC-e PDU에 대해 ACK/NACK 신호를 생성해서 단말(402)로 전송하고, 재 전송된 MAC-e PDU를 이전에 수신하여 버퍼링된 MAC-e PDU와 컴바이닝한다.

역다중화 블록(455)은 MAC-e PDU의 헤더 정보를 이용해서 MAC-e PDU를 MAC-es PDU들로 분리한 뒤 RNC(462)로 전달한다. 상기 MAC-e PDU의 헤더 정보에 MAC-e 제어정보가 포함되어 있다면, 상기 MAC-e 제어정보는 상기 역다중화 블록(455)에 의해 E-DCH 제어부(445)로 전달한다.

E-DCH 제어부(445)는 상기 MAC-e 제어정보를 수신해서 처리한다. 어떤 MAC-e PDU에 상기 MAC-e 제어정보가 포함되어 있으면, 상기 MAC-e 제어정보는 E-DCH 제어부(445)로 전달되고, E-DCH 제어부(445)는 상기 제어정보를 스케줄러(도시하지 않음)로 전달하는 등의 역할을 한다.

RNC(462)에는 순서 재정렬 버퍼들(Reordering Queues)(465, 470)과 해체부들(disassembly units)(475, 480)과 C/T 역다중화부들(485, 487)과 무선링크제어(RLC) 계층(490a 내지 490c, 492a 및 492b)이 구비된다.

순서 재정렬 버퍼들(465,470)은 MAC-d 플로우 별로 혹은 로지컬 채널 별로 구성되며, MAC-es PDU들의 순서를 재정렬한다. 다중화 및 일련번호 설정부(430)에서 삽입된 TSN이 순서 재정렬에 이용된다. 해체부들(475, 480)은 각 MAC-d 플로우에서 MAC-es PDU들을 RLC PDU들로 해체한다. C/T 역다중화부들(485, 487)은 각 MAC-d 플로우에서 RLC PDU 들을 RLC 계층(490,492)의 적절한 RLC 개체로 전달하는 동작을 담당한다. RLC 계층(490, 492)은 RLC PDU들을 원래의 상위 계층 데이터로 재구성한 뒤, 상위 계층으로 전달한다.

한 단말에는 다수의 RLC 개체들(405, 407)이 구비되며, 하나의 RLC 개체는 하나의 로지컬 채널에 대응된다. 그리고 다수의 로지컬 채널은 하나의 순서 재정렬 버퍼와 대응된다. 예를 들어 RLC 1, RLC 2, RLC 3(405a 내지 405b)은 순서 재정렬 버퍼(465)와 대응되고, RLC 4와 RLC 5(407a, 407b)는 순서 재정렬 버퍼(470)에 대응될 수 있다.

단말(402)은 특정 시점에서 기지국(437)으로부터 상향링크 전송 자원을 허용 받으면, 각 RLC 개체들(405a 내지 407b)로부터 상기 전송 자원으로 전송할 수 있는 만큼의 데이터를 가져와서 MAC-e PDU를 구성해서 전송한다. RLC 개체들(405a 내지 407b)로부터 전달된 RLC PDU들은 다중화 및 일련번호 설정부(430)에서 MAC-e 헤더 정보가 삽입되어 MAC-e PDU가 된다. 이 때 E-DCH 관련 제어정보가 있으면, 상기 제어정보도 상기 MAC-e PDU에 삽입되어서 함께 전송된다.

단말은 MAC-e PDU를 전송할 때, 별도의 물리 채널을 통해 상기 MAC-e PDU의 크기를 나타내는 MAC-e 제어 정보인 E-TF(Enhanced Transport Format)를 동시에 전송한다. MAC-e PDU가 전송되는 물리 채널을 E-DPDCH(Enhanced Dedicate Physical Data Channel)라 하고, E-TF가 전송되는 물리 채널을 E-DPCCH(Enhanced Dedicate Physical Control Channel)이라고 한다.

MAC-e 제어 정보는 기지국 스케줄러가 스케줄링을 수행하기 위해서 필요한 정보이다. 그러므로 단말이 기지국에게 최초로 전송 자원을 할당해 줄 것을 요청할 때, 상기 MAC-e 제어 정보가 전송될 수 있다. 그런데 최초 전송 자원 할당 요청(initial rate request) 시에는, RLC PDU와 같은 사용자 데이터를 보낼 수 없으므로, MAC-e PDU에는 상기 MAC-e 제어 정보만 포함된다. 이하 설명의 편의를 위해, 단말이 최초로 전송 자원을 할당해 줄 것을 요청하면서 보내는 MAC-e 제어 정보가 수납된 MAC-e PDU를 최초 전송자원 할당 요청(initial rate request) 패킷이라고 명명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC-e PDU의 구조를 도시한 것이다. MAC-e PDU(640)는 무선 채널을 통해 실제로 전송되는 데이터이며, MAC-e 헤더(645)와 MAC-e 페이로드(650)로 구성된다. MAC-e PDU(940)에는 여러 RLC 개체들에서 발생한 RLC PDU들이 수납될 수 있으며, 동일한 RLC 개체에서 발생한 RLC PDU들은 한 MAC-e PDU내에서 인접하게 수납되고, 상기 동일한 RLC 개체에서 발생한 RLC PDU들과 TSN은 MAC-es PDU(655)를 구성한다. 상기 TSN은 해당하는 MAC-es PDU(655)의 순서 재정렬에 이용된다.

MAC-e 페이로드(650)는 다수의 MAC-es PDU들(655, 657)을 수납할 수 있으며, MAC-e 헤더(645)는 상기 MAC-es PDU들(655, 657)에 대한 다중화 정보를 포함한다.

MAC-e 헤더(645)는 MAC-e 페이로드(650)에 포함된 구성요소들과 일대일로 대응하는 k개의 헤더 파트들(605, 610, 615)로 구성된다.(여기서 k는 1보다 큰 정수) 헤더 파트들(605, 610)은 MAC-e 헤더(610) 내에 위치한 순서대로 MAC-es PDU들(655, 657)에 각각 대응한다. MAC-es PDU(655)에 대응하는 헤더 파트 1(605)은 데이터 식별자(Data Description Identifier: 이하 DDI라 칭함)(620)와 PDU 개수를 나타내는 N 필드(625)를 포함한다. MAC-e 헤더파트 2(610)는 2번째 MAC-es PDU(657)에 대한 DDI 필드와 N 필드로 구성된다.

상기 데이터 식별자(620)는 로지컬 채널과 MAC-d 플로우와 PDU 크기의 조합 을 나타내는 논리적 식별자이다. MAC-es PDU(655)는 하나의 RLC 개체에서 발생한 RLC PDU들을 수납하는데, 데이터 식별자(620)는 상기 MAC-es PDU(655)에 수납된 RLC PDU들이 어떤 로지컬 채널과 MAC-d 플로우에 속하면서 어떤 크기를 가지는지를 나타낸다. 예를 들어, MAC-es PDU(655)에 RLC 1(406a)에서 발생한 RLC PDU들이 수납되어 있다면, 해당하는 헤더 파트 1(605)의 데이터 식별자(620)에는 RLC 1(405a)에 해당하는 로지컬 채널의 식별자와 MAC-d 플로우의 식별자와 상기 MAC-es PDU(655)에 포함된 RLC PDU의 크기를 알려주는 데이터 식별자 값이 삽입된다.

상기 데이터 식별자와 로지컬 채널/MAC-d 플로우/RLC PDU 크기 사이의 관계는 호 설정 시 RNC(462)가 결정하여 단말(402)과 기지국(437)에게 통보한다. 하기 <표 1>은 데이터 식별자의 값들과 로지컬 채널/MAC-d 플로우/RLC PDU 크기 사이의 관계를 예시한 것이다.

데이터 식별자	로지컬 채널 식별자	MAC-d 플로우 식별자	RLC PDU 크기
DDI 0	LCH 0	MAC-d flow 0	336 bit
DDI 1	LCH 1	MAC-d flow 0	336 bit
DDI 2	LCH 2	MAC-d flow 1	336 bit
DDI 3	LCH 2	MAC-d flow 1	168 bit

단말(402)의 다중화 및 일련번호 설정부(430)는 상기 <표 1>과 같은 관계 정보를 저장하고 있으며, 어떤 로지컬 채널을 통해 RLC PDU들이 접수되면, 상기 로지컬 채널의 식별자를 참조해서 상기 RLC PDU들에 대한 데이터 식별자를 결정한다. 만약 상기 로지컬 채널에 다수의 데이터 식별자가 대응되면, 접수된 RLC PDU들의 크기를 참조해서 해당하는 데이터 식별자를 결정한다. 예를 들어 LCH 2로부터 336 비트 크기의 RLC PDU들이 전달되면, 다중화 및 일련번호 설정부(430)는 상기 RLC PDU들로 MAC-es PDU를 구성하고, 데이터 식별자를 2로 설정한다. 본 명세서에서 상기 데이터식별자의 크기는 6 비트인 것으로 설명한다. 그러나 이러한 값이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

N 필드(625)는 MAC-es PDU(655)에 수납된 RLC PDU들의 개수를 나타내는 정보이다. 본 명세서에서 N 필드(625)의 크기는 6 비트인 것으로 설명한다.

마지막 k번째 헤더 파트(615)의 데이터 식별자 필드(630)는 대응하는 MAC-e 제어 SDU(660)를 나타내기 위해 특별 데이터 식별자 값, 예를 들어 '111111'로 설정된다. 마지막 헤더 파트(615)에서 N 필드는 사용되지 않는다.

상기 특별 데이터 식별자 값에 해당하는 MAC-e 제어 SDU(660)는 패딩 비트 또는 MAC-e 제어 정보를 수납한다. 상기 제어 정보는 기지국 스케줄러가 스케줄링을 수행하기 위해 참조하는 정보로서, 예를 들어 단말의 전송 출력 마진에 대한 정보나 단말의 버퍼 상태 정보 등이 될 수 있다. MAC-e 제어 SDU(660)의 포맷은 시스템의 요구에 따라 적절하게 정의될 수 있으며, MAC-e 제어 SDU의 포맷이 본 발명의 청구하고자 하는 범위를 한정하지 않음은 물론이다.

임의의 MAC-e PDU에서 MAC-e 헤더의 마지막 데이터 식별자가 특별 데이터 식별자 값을 가진다면, 상기 MAC-e PDU의 마지막 부분에 MAC-e 제어 SDU가 존재한다.

MAC-e PDU의 크기는 E-TF를 통해 단말로부터 기지국으로 전달된다. E-TF는 7 비트 또는 8 비트 크기를 가질 수 있는 논리적 식별자이다. E-TF와 MAC-e PDU 크기 사이의 관계에 대한 일 예를 하기 <표 2>에 제시하였다.

E-TF	MAC-e PDU size
0	36 bits
1	148 bits
2	153 bits
3	159 bits
…	…
125	18161 bits
126	18879 bits
127	19626 bits

상기 <표 2>에 따르면, E-TF 0은 36 비트 크기의 MAC-e PDU를, E-TF 126은 18879 비트 크기의 MAC-e PDU를 의미한다.

하나의 E-TF는 하나의 MAC-e PDU 크기와 대응되므로, 가장 낮은 E-TF가 나타내는 크기는 MAC-e PDU의 최소 크기와 대응되고, 가장 높은 E-TF가 나타내는 크기는 MAC-e PDU의 최대 크기와 대응된다. MAC-e 페이로드는 RLC PDU만을 수납하거나, MAC-e 제어 SDU만을 수납하거나, RLC PDU와 MAC-e 제어 SDU 모두를 수납할 수 있다. 이 중 MAC-e 페이로드에 MAC-e 제어 SDU만 수납된다면, MAC-e PDU는 최소 크기를 가진다. 이는 MAC-e 제어 SDU의 크기가 RLC PDU의 크기에 비해서 현격하게 작기 때문이다.

통상 MAC-e 제어 SDU의 크기는 최대 30 비트를 상회하지 않을 것으로 예상된다. MAC-e 제어 SDU는 버퍼 상태 정보 및/또는 전송 출력 마진 정보 등을 수납할 수 있는데, 일 예로서 버퍼 상태 정보의 크기는 8 ~ 18 비트 사이의 한 값으로 결정되며, 전송 출력 마진 정보는 5 비트 또는 6 비트의 크기를 가진다. 이러한 경우 MAC-e 제어 SDU가 상기 두 가지 정보를 모두 수납하고, 부가적인 제어 정보가 수납된다 하더라도 MAC-e 제어 SDU의 크기는 30 비트 미만이 된다. 따라서 하기에는 최대 30비트 크기의 MAC-e 제어 SDU에 대해 설명할 것이다.

반면 RLC PDU의 크기는 서비스 별로 결정되는데, E-DCH의 주요 서비스라 할 패킷 서비스에서는 336 비트 또는 656 비트의 RLC PDU 크기가 주로 사용된다.

이와 같이 MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU의 크기는, 다른 MAC-e PDU(예를 들어 RLC PDU를 수납하고 있는 MAC-e PDU)의 크기에 비해서 현격하게 작게 되므로, 특정 E-TF를 상기 MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU용으로만 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 RLC PDU를 하나만 수납하는 MAC-e PDU라 하더라도, 그 크기는 상기 MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU의 크기보다 클 것이므로, MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU용으로 정의된 E-TF를 RLC PDU를 수납하는 MAC-e PDU에 사용할 수는 없다. 따라서 하기에서는 MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU용으로만 사용되는 E-TF를 특별 E-TF라고 명명한다. 앞서 언급한 <표 2>의 경우, 36 비트를 의미하는 E-TF 0이 특별 E-TF가 될 수 있다.

도 7a는 전형적인 MAC-e PDU 포맷을 사용했을 때, MAC-e 제어 정보만을 수납하는 MAC-e PDU의 구조를 도시한 것이다. MAC-e 페이로드(710)는 MAC-e 제어 SDU만을 포함하며, MAC-e 헤더(705)는 '111111'이라는 특별 데이터 식별자 값만을 포함한다. 상기 MAC-e 제어 정보만 수납된 MAC-e PDU의 크기는 데이터 식별자 6 비트와 MAC-e 제어 SDU 30 비트를 합쳐 36 비트가 되며, 특별 E-TF는 36 비트로 정의된다.

특별 E-TF를 사용하는 MAC-e PDU는 MAC-e 제어 정보만을 수납하므로 MAC-e 헤더는 항상 동일한 데이터 식별자 값을 수납한다는 점을 고려하면, 특별 E-TF를 사용한 MAC-e PDU에는 MAC-e 헤더를 삽입할 필요가 없다. MAC-e 헤더의 데이터 식별자가 하는 역할은 페이로드를 어떤 개체로 전달할지를 결정하는 것이다. 즉, 기 지국은 수신된 MAC-e PDU의 MAC-e 헤더에 포함된 데이터 식별자를 해석해서, 상기 데이터 식별자에 해당하는 MAC-e 페이로드가 MAC-es PDU인지 MAC-e 제어 SDU인지를 판단하고, MAC-es PDU라면 데이터 식별자를 이용해서 적절한 순서 재정렬 버퍼로 전달하고, MAC-e 제어 SDU라면 E-DCH 제어부(445)로 전달한다. 한편, MAC-e PDU에 오직 MAC-e 제어 SDU만 포함된다는 사실을 기지국이 다른 경로를 통해 인지할 수 있다면, MAC-e PDU는 상기 데이터 식별자를 포함할 필요가 없다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, MAC-e 제어 정보만 포함되는 MAC-e PDU에서는 MAC-e 헤더를 사용하지 않는 방안을 제시한다.

도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 MAC-e 제어 정보만을 포함하는 MAC-e PDU의 구조를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 MAC-e 제어 PDU(720)는 오직 MAC-e 제어 SDU만을 수납하며 데이터 식별자로 구성된 MAC-e 헤더는 사용되지 않는다. 기지국은 MAC-e PDU의 E-TF를 이용하여, 상기 MAC-e PDU가 MAC-e 제어 SDU만 수납하고 있으며 MAC-e 헤더를 포함하지 않는지, 또는 상기 MAC-e PDU가 다른 종류의 페이로드를 수납하고 있으며 MAC-e 헤더를 포함하고 있는지를 판단한다. 이처럼 MAC-e 제어 SDU만 포함된 MAC-e PDU에서 헤더 정보를 삽입하지 않을 경우, 특별 E-TF는 30 비트로 감소된다. 이는 <표 2>에 나타낸 최소 E-TF 36 비트에 비해서 20% 작은 크기이며, 그만큼 무선 전송 자원을 아낄 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말의 동작을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 805 단계에서 단말은 아래 2 가지 경우 중 하나를 감지하 고 810 단계로 진행한다.

1. 최초 전송자원 할당 요청(initial rate request) 패킷이 발생한 경우. 앞서 설명한 바와 같이 이 경우는 허용된 전송 자원(granted rate)이 없는 단말이 최초로 전송 자원을 요청하는 경우이다. 상기 최초 전송자원 할당 요청 패킷은 MAC-e 제어 SDU만을 수납하며, 상기 MAC-e 제어 SDU는 단말의 버퍼 상태 정보와 전송 출력 정보 등을 포함한다.

2. MAC-e 제어 정보를 여타 MAC-es PDU와 함께 전송할 수 없는 경우. 이는 상기 MAC-e 제어 정보가 발생한 시점에 MAC-es PDU가 존재하지 않거나, MAC-es PDU를 전송할 상향링크 전송 자원이 가용하지 않은 경우이다. 이 경우 MAC-e 제어 SDU만으로 MAC-e PDU가 구성된다.

810 단계에서 단말은 상기 MAC-e 제어 SDU만으로 MAC-e PDU를 구성한다. 상기 MAC-e PDU는 데이터 식별자로 구성된 헤더와 MAC-e SDU로 이뤄진다.

815 단계에서 단말은 상기 MAC-e PDU의 헤더를 제거한다. 그리고 MAC-e PDU에는 MAC-e 제어 SDU만 남는다.

820 단계에서 단말은 상기 헤더가 제거된 MAC-e PDU를 전송한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 사용자 단말의 동작을 도시한 흐름도이다. 도 9에 도시된 단말의 동작은 도 8과 마찬가지로, 도 7b와 같이 구성된 MAC-e PDU를 전송하기 위한 동작이다.

도 9를 참조하면, 905 단계에서 단말은 E-TF를 선택하고, 상기 E-TF를 이용해서 전송할 MAC-e PDU를 구성한다. 즉, 단말은 기지국으로부터 허용 받은 전송자 원을 고려해서, 다음 전송 주기에 전송할 MAC-e PDU의 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기를 나타내는 E-TF를 선택한다. 그러면 상기 선택된 E-TF에 따라 MAC-e PDU가 구성된다. 구체적으로, 단말은 상기 선택된 E-TF가 의미하는 MAC-e PDU의 크기에 맞춰, E-DCH 제어부나 RLC 버퍼로부터 데이터를 전달 받아 MAC-es PDU나 MAC-e 제어 SDU를 구성 및 연접한 뒤, MAC-es PDU 및/또는 MAC-e 제어 SDU에 대한 MAC-e 헤더를 구성해서 첨부한다.

910 단계에서 단말은 상기 선택된 E-TF가 미리 정해지는 특별 E-TF 값인지 여부를 판단한다. 특별 E-TF 값이면 915 단계로, 특별 E-TF 값이 아니라면 925 단계로 진행한다. 상기 선택한 E-TF가 특별 E-TF 값이라면, 상기 MAC-e PDU는 MAC-e 제어 SDU만 포함한다. 반면 상기 선택한 E-TF가 특별 E-TF 값이 아닌 통상적인 E-TF 값을 가진면, MAC-e PDU는 MAC-es PDU들과 MAC-e 제어 SDU를 함께 포함하고 있거나, MAC-es PDU들만을 포함한다.

915 단계에서 단말은 상기 구성한 MAC-e PDU의 헤더를 제거한다. 그러면 MAC-e PDU에는 도 7b와 같이 MAC-e 제어 SDU만이 남게 된다. 920 단계에서 단말은 상기 헤더가 제거된 MAC-e PDU를 전송한다.

상기 선택한 E-TF가 특별 E-TF 값을 가지지 않는다면, 상기 MAC-e PDU는 MAC-es PDU들과 MAC-e 제어 SDU를 함께 포함하고 있거나 MAC-es PDU들만을 포함되어 있다고 판단되므로, 925 단계에서 단말은 상기 MAC-e PDU의 헤더를 제거하지 않고 전송한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 단말의 동작을 도시한 것 이다. 도 10에 도시된 단말의 동작은 도 8 및 도 9과 마찬가지로, 도 7b와 같이 구성된 MAC-e PDU를 전송하기 위한 동작이다.

도 10을 참조하면, 1005 단계에서 단말은 다음 전송 주기에 전송할 MAC-e PDU를 구성한다. 1010 단계에서 단말은 상기 구성한 MAC-e PDU에 MAC-e 제어 SDU만이 포함되어 있는지 검사한다. 만약 MAC-e 제어 SDU만이 포함되어 있다면 1015 단계로, MAC-e 제어 SDU 뿐만 아니라 MAC-es PDU들도 포함되어 있다면 1025 단계로 진행한다.

1015 단계에서 단말은 상기 구성한 MAC-e PDU의 헤더를 제거한다. 1020 단계에서 단말은 상기 헤더가 제거된 MAC-e PDU를 전송한다.

1025 단계에서 단말은 상기 구성한 MAC-e PDU를 헤더를 포함하고 있는 채로 전송한다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 동작을 도시한 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 1105 단계에서 E-DPDCH를 통해 MAC-e PDU가 기지국으로 수신된다. 동시에 상기 MAC-e PDU에 대응하는 E-TF가 상기 E-DPCH에 대응하는 E-DPCCH를 통해 수신된다. 1110 단계에서 기지국은 상기 MAC-e PDU에 대응하는 상기 E-TF가 특별 E-TF 값을 가지는지 검사한다. 만일 특별 E-TF 값을 가지면 1130 단계로, 그렇지 않으면 1115 단계로 진행한다.

1115 단계에서 기지국은 상기 MAC-e PDU의 MAC-e 헤더를 검사한다. 그리고 상기 MAC-e 헤더의 데이터 식별자와 N 필드를 이용해서, 상기 MAC-e PDU의 MAC-e 페이로드에 포함되어 있는 MAC-es PDU들을 파악한다. 예를 들어 기지국은 특정 MAC-e 헤더 파트에 해당하는 MAC-es PDU의 크기를 아래와 같이 파악한다. 상기 MAC-e 헤더 파트의 데이터 식별자가 의미하는 RLC PDU의 크기가 x이며 N 필드의 값이 y로 설정되어 있으며 TSN 필드의 크기가 4 비트라면, 상기 MAC-e 헤더 파트에 해당하는 MAC-es PDU의 크기는 4 + x * y 비트이다.

1120 단계에서 기지국은 상기 MAC-e 헤더에 수납된 k개(여기서 k는 양의 정수)의 MAC-e 헤더 파트들을 바탕으로, MAC-e PDU의 MAC-e 페이로드를 MAC-es PDU들과 MAC-e 제어 SDU로 분리한다.

1125 단계에서 기지국은 상기 MAC-es PDU들을 적절한 순서 재정렬 버퍼들로 전달하고, 상기 MAC-e 제어 SDU를 E-DCH 제어부로 전달한다.

상기 1110 단계에서 상기 E-TF가 특별 E-TF 값을 가지면, 상기 MAC-e PDU가 MAC-e 헤더를 포함하지 않으며 MAC-e 제어 SDU로만 구성되었다고 판단하고, 1130 단계에서 기지국은 MAC-e 헤더를 검사하는 과정을 생략하고, 상기 MAC-e PDU를 E-DCH 제어부로 전달한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본발명의 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 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 사용자 데이터와 MAC-e 제어정보에 대해서 동일한 헤더 구조를 사용함으로써, MAC-e PDU의 헤더 구조가 일관성을 가지도록 한다. 또한 MAC-e 제어정보용으로 부가적인 헤더 필드를 정의하지 않음으로써, MAC-e 헤더의 크기를 증가시키지 않으면서 MAC-e 제어정보를 간결하게 전송할 수 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 상향링크 패킷 데이터 서비스의 제어정보 송신 방법에 있어서,

상향링크 패킷 데이터 서비스를 위한 제어정보를 포함하는 제어 서비스 데이터 유닛(SDU)을 생성하는 과정과,

헤더와 페이로드로 구성되며 상기 페이로드 내에 상기 제어 서비스 데이터 유닛만을 포함하는 상향링크 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 과정과,

상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛으로부터 상기 헤더를 제거하는 과정과,

상기 헤더가 제거된 상향링크 프로토콜 데이터 유닛을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구성하는 과정은,

상기 프로토콜 데이터 유닛이 최초 전송자원 할당 요청 패킷인 경우 상기 제어 서비스 데이터 유닛만을 포함하는 상향링크 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구성하는 과정은,

상기 제어 서비스 데이터 유닛이 생성되었을 시 전송할 상향링크 패킷 데이터가 존재하지 않는 경우 상기 제어 서비스 데이터 유닛만을 포함하는 상향링크 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제거하는 과정과,

상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 전송포맷이 상기 제어 서비스 데이터 유닛만이 전송됨을 나타내는 미리 정해지는 특정 값이면, 상기 헤더를 제거하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제어정보는,

상기 상향링크 패킷 데이터 서비스를 송신하는 단말의 상향링크 전송 전력에 대한 정보와 버퍼 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
이동통신 시스템에서 상향링크 패킷 데이터 서비스의 제어정보 수신 방법에 있어서,

상향링크 프로토콜 데이터 유닛과 상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛에 대 응하는 전송포맷을 수신하는 과정과,

상기 전송포맷이 미리 정해지는 특정 값을 가지는지 확인하는 과정과,

상기 전송포맷이 상기 특정 값을 가지지 않으면, 상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛을 헤더와 페이로드로 구분하는 과정과,

상기 헤더에 포함된 헤더 파트들에 따라 상기 페이로드를 복수의 데이터 유닛들과 상향링크 패킷 데이터 서비스를 위한 제어정보를 포함하는 제어 서비스 데이터 유닛으로 분리함으로써 상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛으로부터 상기 제어정보를 획득하는 과정과,

상기 전송포맷이 상기 특정 값을 가지면, 상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛이 헤더를 포함하고 있지 않은 것으로 판단하여, 상기 상향링크 프로토콜 데이터 유닛으로부터 상기 제어정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.