KR20060104257A - 데이터 블록 전송 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 구간에서의 왕복시간(RTT; Round Trip Timer) 측정 요구 메시지를 전송하는 단계와, 상기 측정 요구 메시지에 상응하는 측정 응답 메시지를 수신하는 단계와, 상기 측정 요구 메시지의 전송 시점 및 상기 측정 응답 메시지의 수신 시점을 이용하여 왕복 시간을 산출하는 단계 및 상기 왕복 시간을 이용하여 데이터 블록 제어 타이머를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 데이터 블록 전송 제어 방법에 관한 것으로 RTT 값을 측정하여 제어 타이머를 설정하도록 함으로써, 보다 효율적으로 데이터 블록을 전송할 수 있도록 하는 효과가 있다.
왕복시간(RTT), 제어 타이머, 프로토콜 데이터 유닛

Description

데이터 블록 전송 제어 방법{Method for Controlling Transmission of Data Block}
도 1 은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구성을 나타낸 일실시예 구성도.
도 2 는 UMTS 무선 프로토콜을 나타낸 일실시예 구조도.
도 3 은 AM RLC PDU 를 나타낸 일실시예 구조도.
도 4 는 상태(Status) PDU 를 나타낸 일실시예 구조도.
도 5 는 피기백된 상태(Status) PDU 를 나타낸 일실시예 구조도.
도 6 은 리셋 ACK PDU 를 나타낸 일실시예 구조도.
도 7 은 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 1 실시예 흐름도.
도 8 은 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 2 실시예 흐름도.
도 9 는 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 3 실시예 흐름도.
도 10 은 RTT 설정 측정 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 11 은 RTT 측정 응답(Measurement Response) SUFI 를 나타낸 일실시예 설명도.
본 발명은 데이터 블록 전송 제어 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, RTT 를 측정하고 이를 이용하여 타이머를 설정함으로써 보다 효율적으로 데이터 블록 전송을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1 은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구성을 나타낸 일실시예 구성도이다. UMTS 시스템은 크게 사용자 단말(이동국)(User Equipment; 이하 'UE')과 UTMS 무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network; 이하 'UTRAN') 및 핵심망(Core Network; 이하 'CN')으로 이루어진다. UTRAN 은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; 이하 'RNS')으로 구성되며, 각 RNS 는 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller; 이하 'RNC')와 RNC 에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(이하 'Node B')으로 이루어진다. 하나의 Node B 에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.
도 2 는 UMTS 무선 프로토콜을 나타낸 일실시예 구조도이다. 도 2 에 도시된 바와 같은 무선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.
각각의 무선 프로토콜 계층들을 설명하면 다음과 같다. 먼저 제 1 계층인 PHY 계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 데이터를 무선 구간에 전송하는 역할을 한다. PHY 계층은 무선 구간의 신뢰성있는 데이터 PHY 계층은 상위 계층인 MAC 계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated)전송채널과 공용(Common)전송채널로 나뉜다.
제 2 계층은 MAC, RLC, PDCP, 및 BMC 계층을 포함한다. 먼저, MAC 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 기능을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 기능도 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(Traffic Channel)로 나뉜다.
한편, MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송채널의 종류에 따라, MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs 부계층, 및 MAC-e 부계층으로 구분할 수 있다.
MAC-b 부계층은 시스템 정보(System Information)의 방송을 담당하는 전송채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel)나 DSCH (Downlink Shared Channel) 등의 공용전송채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용전송채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, 하향 및 상향으로 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 MAC-hs 부계층은 고속 하향 데이터 전송을 위한 전송채널인 HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e 부계층은 고속 상향 데이터 전송을 위한 전송채널인 E-DCH (Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.
무선 링크 제어(Radio Link Control; 이하 'RLC') 계층은 각 무선베어러 (Radio Bearer; 이하 'RB')의 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS')에 대한 보장 및 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. RLC 는 RB 고유의 QoS 를 보장하기 위해 RB 마다 적어도 하나의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 투명모드(Transparent Mode, 이하 'TM'), 무응답모드(Unacknowledged Mode, 이하 'UM') 및 응답모드 (Acknowledged Mode, 이하 'AM')의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 또한, RLC는 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 및 연결하는 기능도 수행한다.
PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. PDCP 계층은 헤더압축이 기본 기능이기 때문에 패킷 서비스 영역(Packet Service domain; 이하 'PS 영역')에만 존재한다. 또한, 각 PS 서비스에 대해 효과적인 헤더압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP 개체(entity)가 존재한다.
또한, 제 2 계층에는 BMC (Broadcast/Multicast Control) 계층이 RLC 계층의 상위에 구비되는데, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케쥴링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.
제 3 계층의 가장 하부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control, 이하 'RRC') 계층은 제어평면에서만 정의되며, RB 들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제 1 및 제 2 계층의 파라미터들을 제어하고, 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제 1 및 제 2 계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미하고, 일반적으로 RB 가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.
이하에서는 RLC계층에 대해 보다 상세히 설명한다. RLC 계층의 기본 기능은 각 RB 의 QoS 보장과 이에 따른 데이터의 전송이다. RB 서비스는 무선 프로토콜의 제 2 계층이 상위에 제공하는 서비스이므로, 제 2 계층 전체가 QoS 에 영향을 주지만, 그 중에서도 특히 RLC의 영향이 크다. RLC는 RB 고유의 QoS 를 보장하기 위해 RB 마다 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS 를 지원하기 TM, UM, AM 의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 이러한 RLC의 세가지 모드는 각각이 지원하는 QoS 가 다르기 때문에 동작 방법에 차이가 있으며, 그 세부적인 기능 역시 차이가 있다. 따라서, RLC는 그 동작 모드에 따라 살펴볼 필요가 있다.
TM RLC는 RLC 프로토콜 데이터 유닛(Protocol 데이터 Unit; 이하 'PDU')을 구성함에 있어 상위로부터 전달받은 RLC 서비스 데이터 유닛(Service 데이터 Unit; 이하 'SDU')에 아무런 오버헤드를 붙이지 않는 모드이다. 즉, RLC 가 SDU 를 투명(Transparent)하게 통과시키므로 TM RLC 라고 하며, 이러한 특성으로 인해 사용자평면과 제어평면에서 다음과 같은 역할을 수행한다. 사용자평면에서는 RLC 내에서 의 데이터 처리 시간이 짧기 때문에, 주로 회선 서비스 영역(Circuit Service domain; 이하 'CS 영역')의 음성이나 스트리밍 같은 실시간 회선 데이터의 전송을 수행한다. 한편, 제어평면에서는 RLC 내에서의 오버헤드가 없기 때문에 상향(Uplink)의 경우 불특정 단말로부터의 RRC 메시지에 대한 전송을, 하향(Downlink)의 경우 셀 내의 모든 단말에게 방송되는 RRC 메시지에 대한 전송을 담당한다.
투명모드와는 달리 RLC에서 오버헤드가 추가되는 모드를 비투명모드(Non-transparent mode) 라고 하며, 여기에는 전송한 데이터에 대한 수신 확인 응답이 없는 모드(UM)와 응답이 있는 모드(AM) 두 종류가 있다. UM RLC 는 각 PDU 마다 일련번호(Sequence Number; 이하 'SN')를 포함한 PDU 헤더를 붙여 전송함으로써, 수신측으로 하여금 어떤 PDU 가 전송 중 손실되었는지 여부를 알 수 있게 한다.
이와 같은 기능으로 인해, UM RLC는 주로 사용자평면에서는 방송/멀티캐스트 데이터의 전송이나 PS 영역의 음성(예:VoIP)이나 스트리밍 같은 실시간 패킷 데이터의 전송을 수행하며, 제어평면에서는 셀 내의 특정 단말 또는 특정 단말 그룹에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 필요 없는 RRC 메시지의 전송을 수행한다.
비투명모드 중 하나인 AM RLC 는 UM RLC 와 마찬가지로 PDU 구성 시에 SN 를 포함한 PDU 헤더를 붙여 PDU 를 구성하지만, UM RLC와는 달리 송신측이 송신한 PDU에 대해 수신측이 응답(Acknowledgement)을 하는 큰 차이가 있다. AM RLC 에서 수신측이 응답을 하는 이유는 자신이 수신하지 못한 PDU에 대해 송신측이 재전송(Retransmission)을 하도록 요구하기 위해서이며, 이러한 재전송 기능이 AM RLC의 가장 큰 특징이다. 결국 AM RLC는 재전송을 통해 오류가 없는(error-free) 데이터 전송을 보장하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적으로 인해 AM RLC는 주로 사용자평면에서는 PS 영역의 TCP/IP 같은 비실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어평면에서는 셀 내의 특정 단말에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 반드시 필요한 RRC 메시지의 전송을 담당한다.
방향성 면에서 보면, TM 과 UM RLC 는 단방향(uni-directional) 통신에 사용되는데 반해, AM RLC 는 수신측으로부터의 피드백(feedback)이 있기 때문에 양방향(bi-directional) 통신에 사용된다. 이러한 양방향 통신은 주로 점대점(point-to-point) 통신에서 사용되기 때문에, AM RLC 는 전용 논리채널만 사용한다. 구조적인 면에서도 차이가 있는데, TM 와 UM RLC 는 하나의 RLC 개체가 송신 또는 수신의 한가지 구조로 되어있지만, AM RLC 는 하나의 RLC 개체 안에 송신과 수신측이 모두 존재한다.
AM RLC 가 복잡한 이유는 재전송 기능에 기인한다. 재전송 관리를 위해 AM RLC 는 송수신 버퍼 외에 재전송 버퍼를 두고 있으며, 흐름 제어를 위한 송수신 윈도우의 사용, 송신측이 피어(peer) RLC 개체의 수신측에 상태정보를 요구하는 폴링(Polling), 수신측이 피어 RLC 개체의 송신측으로 자신의 버퍼 상태를 보고하는 상태정보 보고(Status Report), 상태정보를 실어 나르기 위한 상태 PDU(Status PDU), 데이터 전송의 효율을 높이기 위해 데이터 PDU 내에 상태 PDU 를 삽입하는 피기백(Piggyback) 기능 등등의 여러 가지 기능을 수행하게 된다.
한편, AM RLC엔티티가 동작과정에서 중대한 오류를 발견한 경우 상대편 AM RLC 개체(entity)에게 모든 동작 및 파라미터의 재설정을 요구하는 리셋(Reset) PDU와 이런 리셋(Reset) PDU의 응답에 쓰이는 리셋 확인(Reset Ack) PDU도 있다. 또한, 이들 기능을 지원하기 위해 AM RLC 에는 여러 가지 프로토콜 파라미터, 상태 변수 및 타이머도 필요하게 된다. 이런 상태정보 보고 또는 상태 PDU, 리셋(Reset) PDU등, AM RLC에서 데이터 전송의 제어를 위해서 사용되는 PDU 들을 제어(Control) PDU 라고 하고, 사용자 데이터(User data)를 전달하기 위해 쓰이는 PDU 들을 데이터(data) PDU 라고 한다.
즉, AM RLC 에서 사용하는 PDU 는 크게 두 가지로 분류될 수 있으며, 첫 번째는 데이터 PDU 이고, 나머지 하나는 제어(control) PDU이다. 그리고 제어 PDU 는 상태 PDU, 피기백된(Piggybacked) 상태 PDU, 리셋 PDU, 리셋 확인 PDU 를 포함한다.
상기와 같이, 제어 PDU 를 사용하는 경우중의 하나가 바로 리셋 과정(Reset Procedure)이다. 리셋 과정은 AM RLC의 동작에서 오류상황을 해결하기 위해 사용된다. 오류 상황의 예로써, 서로 사용하고 있는 일련번호가 다르거나, PDU 또는 SDU가 일정 횟수 이상 전송에 실패하는 경우가 있다. 상기 리셋 과정을 통해 수신측과 송신측의 AM RLC 는 환경변수를 초기화 하여 다시 통신을 할 수 있는 상태로 진입하게 된다.
리셋 과정을 설명하면 다음과 같다. 우선 리셋 과정을 시작하기로 결정한 쪽, 즉 송신측의 AM RLC는 리셋 PDU 에 자신이 현재 사용하고 있는 송신방향 하이퍼 프레임 번호(Hyper Frame Number; 이하 'HFN')값을 포함해서 수신측에 전송한다. 이 후 수신측의 AM RLC 는 상기 리셋 PDU 를 전달 받으면 자신의 수신방향의 HFN 값을 재설정하고 또한 일련번호등의 환경변수들을 초기화한다. 그리고 수신측의 AM RLC 는 자신의 송신방향 HFN 을 포함시켜 리셋 Ack PDU 를 송신측 AM RLC 에게 전송하고, 송신측의 AM RLC 는 리셋 Ack PDU 를 수신하면, 자신의 수신방향 HFN 값을 재설정한 후 환경변수들을 초기화한다.
이하에서는 AM RLC 개체(entity)에서 사용되는 RLC PDU의 구조에 대해서 설명한다. 도 3 은 AM RLC PDU 를 나타낸 일실시예 구조도이다. 도 3 을 참조하면, AM RLC PDU는 AM RLC 엔티티가 유저 데이터 또는 피기백된(piggybacked) 상태 정보 그리고 폴링 비트(Polling bit)를 전송하고자 할 때 사용된다. 사용자 데이터 부분은 8 비트의 정수배로 구성되며, AM RLC PDU의 헤더는 2 옥텟(Octet) 크기의 일련번호(Sequence Number)로 구성된다. 또한 AM RLC PDU의 헤더부분은 길이 지시자(Length Indicator)를 포함한다.
도 4 는 상태(Status) PDU 를 나타낸 일실시예 구조도이다. 상태 PDU는 서로 다른 종류의 SUFI(SUper Field)로 이루어진다. 상태 PDU의 크기는 가변적이지만 상기 상태 PDU가 전송되는 논리채널의 가장 큰 RLC PDU의 크기로 제한된다. 여기서 SUFI 라는 것은 수신단에 어떤 AM RLC PDU 가 도착하였고 또한 어떤 AM RLC PDU 가 도착하지 않았는지 등의 정보를 알려주는 역할을 한다. SUFI는 종류, 길이, 값의 세 부분으로 이루어진다.
도 5 는 피기백된 상태(Status) PDU 를 나타낸 일실시예 구조도이다. 피기백된(Piggybacked) 상태 PDU의 구조는 상태 PDU의 구조와 비슷하나 D/C 필드가 예비 비트(Reserved Bit(R2))로 대체되었다는 점이 다르다. 피기백된(Piggybacked) 상태 PDU 는 AM RLC PDU 에 충분한 공간이 남아 있을 경우 삽입된다. PDU 타입(type)값은 항상 '000' 으로 고정할 수 있다.
도 6 은 리셋 ACK PDU 를 나타낸 일실시예 구조도이다. 리셋 PDU는 1 비트의 RSN이라는 일련번호를 포함한다. 그리고, 리셋 ACK PDU 는 수신한 리셋 PDU 에 대한 응답으로 전송되며, 수신한 리셋 PDU 에 포함된 RSN 을 포함해서 전송된다.
상기 PDU 포맷에서 사용되는 각 파라미터를 설명하면 다음과 같다. 'D/C field' 값은 해당 PDU 가 제어 PDU 인지 데이터 PDU 인지를 나타낸다. 'PDU Type' 은 제어 PDU의 종류를 알려준다. 즉, 해당 PDU 가 리셋 PDU 인지 상태 PDU 인지 등을 알려준다. 'Sequence Number' 값은 AM RLC PDU 의 일련번호 정보를 의미한다.
한편, 'Polling Bit' 값은 이 값은 상태 Report를 수신측에게 요구할 때 설정된다. 'Extension bit(E)' 값은 다음 옥텟(Octet)이 길이지시자인지 아닌지를 알려준다. 'Reserved bit(R1)' 값은 리셋 PDU 또는 리셋 확인(Reset Ack) PDU 에서 사용되며 '000' 으로 코딩된다. 'Header Extension Bit(HE)' 값은 다음 옥텟이 길이지시자인지 데이터인지를 알려준다. 'Length Indicator' 값은 PDU의 데이터부분 내에 서로 다른 SDU의 경계면이 존재할 때, 경계면의 위치를 알려준다. 'PAD' 부분은 패딩(Padding) 영역으로서, AM RLC PDU에서 사용되지 않는 영역이다.
이하에서는 AM RLC 개체(entity)에서의 수신오류를 줄이기 위한 방법을 상술한다. 상기한 바와 같이, AM RLC 는 UM RLC 와 TM RLC 와 달리 오류가 없는 데이터 전송을 중요시한다. 즉, 송신측이 전송한 AM RLC PDU 중에서 수신측이 성공적으로 수신하지 못한 AM RLC PDU 가 있다면, 송신측은 수신측이 이들 AM RLC PDU 들을 성공적으로 수신할 때 까지 전송한다. 여기서, 수신측은 송신측에게 수신에 실패한 AM RLC PDU들의 정보를 알려주며, 이는 상태 PDU 또는 피기백된(Piggybacked) 상태 PDU 등에 포함된다.
도 7 은 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 1 실시예 흐름도이다. 송신측 RLC는 제 1 AM RLC PDU, 제 2 AM RLC 및 제 3 AM RLC PDU 를 송신한다. 여기서, 제 2 PDU 가 전송 중에 손실되었다고 가정하면, 수신측 RLC 는 AM RLC 제 2 PDU 를 수신할 수 없다. 따라서, 수신측 RLC는 제 2 AM RLC PDU 가 무선구간에서 손실되었다고 판단하고, 상태 PDU를 이용하여 상기 제 2 AM RLC PDU 가 수신 하지 못했음을 송신측에 알린다.
송신측은 수신측으로부터 받은 상태 PDU를 바탕으로, 제 2 AM RLC PDU 를 재송신한다. 수신측에서 재송신한 제 2 AM RLC PDU 를 성공적으로 수신하면, AM RLC PDU 의 전송 과정이 종료된다.
여기서, 수신측이 상태 PDU 를 전송하는 경우는, 수신하지 못한 AM RLC PDU를 발견했을 경우, 또는 송신측이 폴링(Polling)을 하였을 경우, 또는 수신측의 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)가 만료된 경우등이 있다. 여기서, 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)는 수신측이 주기적으로 상태 PDU 를 보내게 하기 위한 것으로, 매번 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)가 만료될 때마다 수신측은 상태 PDU 를 전송한다.
그런데, 데이터를 포함한 AM RLC PDU 와 달리 상태 PDU 는 데이터를 포함하 지 않고 제어 정보만 포함하므로, 실제 데이터 전송속도를 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 상태 PDU 를 너무 자주 보내게 되는 것을 막기 위해서 전송 금지 구간(Timer_Staus_Prohibit) 이라는 타이머가 정의된다. 상기 전송 금지 구간( Timer_Status_Prohibit) 타이머는 수신측이 매번 상태 PDU를 전송할 때 마다 시작되며, 전송 금지 구간(Timer_Status_Prohibit) 타이머가 동작하고 있는 동안에는 수신측은 상태(Stutus) PDU 를 전송할 수 없다.
도 8 은 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 2 실시예 흐름도이다. 여기서, 상태 PDU를 전송하면서 수신측은 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)와 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)를 시작한다. 제 5 AM RLC PDU 를 수신할 때, 수신측은 제 4 AM RLC PDU 가 손실되었음을 알지만, 전송 금지 구간 타이머(timer_status_prohit)가 동작하고 있으므로, 수신측은 손실된 PDU가 있음을 알지만, 상태 PDU를 전송하지 않는다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 제 2 AM RLC PDU 번의 두번째 전송 역시 무선구간에서 손실되고 있다. 그런데, 수신측은 제 2 AM RLC PDU 가 송신측에서 재전송되었는지를 알 수 없다. 이는 재전송된 제 2 AM RLC PDU 가 무선구간에서 손실되었을 수도 있고, 수신측이 이전에 보낸 상태 PDU도 또한 무선구간에서 손실되어 송신측에 전달이 되지 않았을 수도 있기 때문이다. 이에 수신측은 다시 한번 상태 PDU를 송신측으로 보내게 된다.
이렇게 수신측이 다시한번 상태 PDU를 전송하는 간격을 결정하는 것이 바로 전송 금지 구간 타이머(Timer_Status_periodic)이다. 따라서, 상기 예에서, 전송 금지 구간 타이머(Timer_Status_periodic)가 만료되었을 때, 수신측은 즉시 다시 한번 상태 PDU를 송신측으로 전송한다. 이때는 이전과 달리, 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)도 만료되어서 AM RLC는 상태 PDU를 전송하는데 제약이 없다. 그리고 새로이 수신된 상태 PDU를 바탕으로 송신측은 제 2 AM RLC PDU 를 한번 더 재전송한다. 이런 방법으로 AM RLC의 동작에서는 수신측이 오류 없이 데이터를 수신할 수 있다.
도 9 는 AM RLC PDU의 전송 과정을 나타낸 제 3 실시예 흐름도이다. 도 9 를 참조하면, 전송 금지 구간 타이머(Timer_Status_Prohibit)는 없다고 가정하고, 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)는 아주 짧은 값으로 설정되어 있다고 가정한다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 수신측은 송신측이 재전송했을지도 모르는 제 2 AM RLC PDU 를 받아보기도 전에 또다시 상태 PDU를 보내고 있다. 따라서, 송신측은 자신이 재전송한 제 2 AM RLC PDU 가 또 전송 실패했다고 생각하고 제 2 AM RLC PDU 를 재전송한다. 그런데, 두번째로 재전송한 제 2 AM RLC PDU 가 수신측에 제대로 수신된 경우, 제 2 AM RLC PDU 의 세번째 전송시도는 불필요하게 무선자원을 낭비한 것이 된다.
한편, 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)가 너무 긴 값으로 설정된 경우에는, 송신측이 재전송을 시도하는데 걸리는 시간이 그만큼 길어지게 되므로, QoS (Quality of Service)가 저하되는 문제점이 발생한다.
따라서, 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)나 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)값은 실제 단말의 송신측에서 수신측까지 AM RLC PDU를 보 내고 그에 대한 응답을 받는데 까지 걸리는 시간에 가깝게 설정되면 될수록 시스템의 성능향상에 좋다. 이런 송신측에서 수신측을 거쳐 다시 송신측까지 걸리는 시간을 라운드 트립 시간(왕복시간)(Round-Trip Time; 이하 'RTT')이라고 한다.
종래 기술에 따르면, 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)나 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 값은 처음에 단말과 서비스 제공 RNC(Serving RNC; 이하 'SRNC')가 RB를 설정(configuration)할 때 결정되며, SRNC가 일방적으로 선택해서 알려준다. 그런데, RB 셋업(setup)초기에는 RNC는 단말까지 AM RLC의 데이터 전송에 대한 측정값이 없으므로, SRNC는 제대로 된 RTT값을 가질 수가 없고, 따라서 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)나 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 값도 올바른 값으로 설정할 수 없다.
또한, 단말이 셀간을 이동하고, 또한 기지국이나 단말의 프로세서(processor)에 걸리는 부하가 변동함에 따라 RTT 값은 계속적으로 변동하게 되므로 계속적으로 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic) 값이나 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)값을 갱신할 필요가 있다. 그런데 이런 값들은 SRNC의 RRC가 결정해서 단말의 RRC에게 알려주며, 단말의 RRC는 단말의 RLC에게 알려주어 사용한다. 여기서 RRC와 RRC간의 시그널링(signaling)은 시간이 많이 소요됨은 물론, 상기 타이머(Timer)값들은 RB 의 근본적인 속성이므로, 이런 값들을 변경할 때마다 복잡한 RB 재설정(reconfiguration)과정이 필요하다. 따라서, 부정확한전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic) 값과 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)값이 RLC의 성능을 떨어뜨리는 요인이 됨은 물론, RRC를 이용하는 현재의 시그널링(signaling)도 RLC의 성능을 제한하는 문제점이 있었다.
본 발명은, RTT 를 측정하고 이를 이용하여 제어 타이머 값을 설정함으로써 보다 효율적으로 데이터 블록 전송을 제어하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 구간에서의 왕복시간(RTT; Round Trip Timer) 측정 요구 메시지를 전송하는 단계와, 상기 측정 요구 메시지에 상응하는 측정 응답 메시지를 수신하는 단계와, 상기 측정 요구 메시지의 전송 시점 및 상기 측정 응답 메시지의 수신 시점을 이용하여 왕복 시간을 산출하는 단계 및 상기 왕복 시간을 이용하여 데이터 블록 제어 타이머를 설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 AM RLC 개체(entity)가 최적의 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)값과 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 값을 가지고 동작하도록 하여, 데이터 전송 속도를 높여 보다 효율적으로 서비스를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해서, RLC 개체(entity) 스스로 RTT 값을 측정하고, 이를 이용하여 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic) 값과 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 값을 설정하도록 하는 방법을 제공한다.
AM RLC는 RTT 값을 측정하기 위해서, 상태 PDU 또는 피기백된(Piggybacked) 상태 PDU 를 이용한다. 구체적으로, RTT 를 측정하고 싶은 AM RLC 는 상대편 AM RLC 에게 RTT 측정를 요구하는 메시지를 보내며, RTT 측정 요구 메시지를 받은 AM RLC 엔티티는 이에 대한 응답을 전송한다.
상기 과정에서 AM RLC는 RTT 측정 요구 메시지를 보내기 위해서 상태 PDU 또는 피기백된(piggybacked) 상태 PDU를 이용하며, 구체적으로는 RTT 측정 요청(Request) SUFI 를 상태 PDU 또는 피기백된 상태 PDU(piggybacked Status PDU)에 포함하여 전송한다.
상기 과정에서 AM RLC는 RTT 측정 요구 메시지에 대한 RTT 측정 응답 메시지를 전송하기 위해서 상태 PDU 또는 피기백된 상태 PDU를 이용하며, 구체적으로는 RTT 측정 응답 SUFI 를 상태 PDU 또는 피기백된 상태 PDU에 포함하여 전송한다.
그리고, 상기 과정에서 RTT 측정 요구 메시지 또는 RTT 측정 응답 메시지는 무선구간을 통해 전송되므로, 무선구간에서 손실될 수 있다. 따라서, 보다 정확한 RTT 측정을 위해서 AM RLC PDU 에 일련번호를 첨부하여, 측정하는 쪽에서 RTT 측정 응답 메시지를 구분할 수 있도록 한다.
보다 구체적으로는, AM RLC는 매번 RTT 측정 요구 메시지를 보낼 때마다, 일련번호를 첨부하여 전송한다. 그리고, RTT 측정 응답 메시지를 수신하였을 때, 자신이 이전에 보낸 일련번호와 같은 값이 첨부되었을 경우 상기 RTT 측정 응답 메시지를 처리한다. 그리고 자신이 이전에 보낸 일련번호와 다른 값이 포함된 RTT 측정 응답 메시지가 수신되면 상기 메시지를 삭제 하거나 처리하지 않는다.
또한, AM RLC는 매번 RTT 측정 요구 메시지를 보낼 때 마다 이 메시지가 전송된 시간을 기록한다. 또한, AM RLC는 매번 RTT 측정요구 메시지를 수신할 때마다, 포함된 일련번호를 확인하고, RTT 측정 응답 메시지를 보낼 때 마다, 상기 요구메시지에 포함된 일련번호와 같은 값을 포함시킨다.
실제 RTT값을 측정하기 위해서, AM RLC는 RTT 측정 요구 메시지를 보낸 후, RTT 측정 응답 메시지를 대기하고, RTT 측정 응답 메시지가 수신된 경우, 안에 포함된 일련번호를 확인하여, 자신이 이전에 보낸 일련번호와 같을 경우, 자신이 상기 RTT 측정 응답메시지가 수신된 시간에서 상기 RTT 측정 요구 메시지를 보낸 시간과의 차이를 구하고, 이 값을 측정된 RTT 값으로 간주한다.
여기서, AM RLC 는 측정의 신뢰도를 높이고, 단순한 측정상의 변수요인을 제거하기 위해, 여러번 RTT 측정 과정을 수행하고, 그 결과값의 평균을 구하여 실제 RTT의 예측값으로 사용할 수도 있다. 평균을 구할 때 단말은 기지국이 알려준 값을 이용하여, 그 값만큼의 샘플을 구해서 평균을 구할 수 도 있다.
이후 AM RLC은 측정된 RTT 값을 이용하여 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 또는 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)와 같은 값을 셋팅할 수 있다. AM RLC는 측정된 값을 그 자체로 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 또는 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)를 설정할 수도 있고, 또는 기지국에서 알려준 파라미터를 이용하여 측정된 RTT를 재처리한 값을 이용하여 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 또는 전송 간격 타이머(Timer_Status_periodic)를 설정할 수 도 있다.
도 10 은 RTT 설정 측정 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 송신측에서 RTT 측정을 시작하면(S101), RTT 측정 요구 메시지를 구성하고, 상기 메시지에 포함된 일련번호를 송신측 메모리에 기록한다(S102). 그리고, 상기 구성된 RTT 측정 요구 메시지를 수신측에 전송하고, 상기 RTT 측정 요구 메시지를 전송한 시간을 송신측 메모리에 기록한다(S103).
RTT 측정 요구 메시지 수신을 위해 대기하던(S104) 수신측은 상기 송신측에서 전송한 RTT 측정 요구 메시지를 수신하여(S105), RTT 측정 응답 메시지를 송신측에 전송한다(S106). RTT 측정 요구 메시지를 전송한 후, RTT 측정 응답 메시지 수신을 대기하던(S107) 송신측은 RTT 측정 응답 메시지를 수신하고, 수신된 시간을 송신측 메모리에 기록한다(S108).
송신측은 상기 수신된 RTT 측정 응답 메시지에 포함된 일련번호를 검사하여(S109) 일련번호가 상기 RTT 측정 요구 메시지에 메모리에 기록된 일련 번호와 동일한 경우에는, 상기 기록된 송신시간 및 수신 시간을 이용하여 RTT 를 계산한다(S110).
그런데, 여기서 정확한 RTT 측정을 위해서는 AM RLC는 RTT 측정 요구를 받자마자 RTT 측정 응답을 즉시 보낼 필요가 있다. 이를 위해 RTT 측정 응답 메시지는 기존에 설정된 제한들, 예를 들어 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit) 같은 것의 제약을 받지 않고 즉시 전송될 수 있다. 그리고, 보다 효과적인 측정을 위해서 AM RLC는 RTT 측정 요구를 보낼 때에도 기존에 설정된 제한들의 제약을 받지 않을 수 있다.
도 11 은 RTT 측정 응답(Measurement Response) SUFI 를 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 10 및 도 11 에서, 'TYPE' 은 여러 종류의 SUFI를 구분하기 위한 식별자이다. 또한, 'Sequence Number'는 RTT 측정 요구 SUFI 에 상응하는 RTT 측정 응답 SUFI를 나타내기 위한 것이다.
그런데 여기서 피기백된 상태 PDU(Piggy backed Status PDU)는 AM RLC PDU의 패딩(padding)을 대체하는 것이므로, 상태 PDU와 달리 추가적으로 발생하는 오버헤드가 없다. 따라서 여기서 RTT 측정 요구 메시지로 인한 오버헤드를 줄이기 위해 RTT 측정 요구메시지는 피기백된 상태 PDU 에만 포함될 수 있도록 할 수도 있다.
그러나, 너무 자주 RTT 측정을 수행하게 되면, 시스템 성능에 영향을 미칠 수가 있으므로, 이를 줄이기 위해서 네트워크는 AM 개체(entity)의 RTT 측정을 제한 할 수 있다. 이를 위해 RTT 측정 금지 구간 타이머(prohibit timer)를 사용할 수도 있다. 즉 RTT 측정 요구(measurent Request)를 보낸 후, 또는 RTT 측정 과정이 끝난후 AM 개채(entity)는 RTT 측정 금지 구간 타이머(prohibit timer)를 시작하며, 이것이 만료되기 전까지는 단말은 새로운 RTT 측정 측정 과정을 시작할 수 없다.
또한, RTT 측정 과정의 성공률을 높이기 위해서, AM 개체는 RTT 측정 요구 메시지, RTT 측정 응답 메시지를 연속해서 보낼 수 있다. 이 경우에 무선구간에서 각각의 메시지가 손실되는 확률을 줄이기 위한 것으로, 이때 연속으로 보내지는 메시지의 일련번호 값은 같다. 그리고 연속으로 보내지는 메시지의 수는 네트워크가 정해서 단말에게 알려줄 수 있다.
또한 AM 개체가 주기적으로 RTT 측정 수행하도록 하면, 실제의 RTT 값과 단말이 판단하고 있는 RTT 값이 차이가 크게 벌어지는 것을 막을 수 있다. 이를 위해 RTT 측정 주기 타이머(Periodic timer)를 정의한다. 이에 따르면, AM RLC는 RTT 측정 주기 타이머(Periodic timer)를 시작하고, 이것이 만료될 때 마다 RTT 측정 측정과정을 시작하고, 매번 RTT 측정 과정이 끝나면, 다시 RTT 측정 주기 타이머(periodic timer)를 동작시킨다.
여기서, RTT 측정 금지 구간 타이머(prohibit timer)와 RTT 측정 주기 타이머(periodic timer)의 값은 네트워크에서 단말에게 알려주도록 할 있다.
이때, 상기한 바와 같이, RTT 측정요구메시지나 RTT 측정 응답 메시지 자체가 무선구간에서 손실 될 수 있다. 이 경우 RTT 측정 응답메시지는 RTT 측정을 요구한 쪽에 도착하지 않을 것이므로, RTT 측정 요구 메시지를 보낸쪽은 RTT 측정응답 메시지를 무제한으로 기다릴 필요가 없다. 따라서, RTT 측정 대기 타이머(waiting timer)를 정의할 수도 있다. 즉, AM RLC는 RTT 측정 응답 메시지를 전송한 후 RTT 측정 대기 타이머(waiting timer)를 동작시키고, 이것이 만료될 때까지 RTT 측정 응답 메시지를 받지 못하면, 다시 RTT 측정 요구메시지를 보낸다.
이런 재시도 과정도 무한정 반복할 수는 없으며, 이를 제한하기 위해, 재시도 동작의 횟수 제한 값을 설정할 수도 있다. 여기서, 각 과정의 모호함을 제거하기 위해, 매번의 재시도 마다 일련번호 값은 변경될 수 있다. 가장 간단하게는 매번의 과정마다 일련번호를 1 씩 증가 시킬 수 있다. 그리고 효율을 높이기 위해서, 상기의 매번의 과정이 이루어질 때마다, RTT 측정 대기 타이머(waiting timer)의 값을 늘여서, 하위 계층의 변화에 대처할 수도 있다.
본 발명에서, AM RLC 는 수신하지 못한 AM RLC PDU 가 있고, 이에 대해서 STATUS PDU 를 전송한 후, 이에 대한 응답을 일정시간 이상 받지 못하거나, 또는 특정 AM RLC PDU 가 수신되지 않았음을 알리는 STATUS PDU 의 전송횟수가 일정값을 초과할 경우, RTT 측정 과정을 수행한다.
본 발명에서, AM RLC 는 수신하지 못한 AM RLC PDU 가 있고, 이에 대해서 STATUS PDU 를 전송한 후, 이시간부터 측정하여 기존에 측정된 RTT 값 또는 전송 금지 구간 타이머(Timer-status_prohibit) 또는 전송 금지 구간 타이머(Timer_status_Prohibit)보다 짧은 시간 만에 상기 상태 PDU에서 손실된 것으로 보고된 AM RLC PDU가 도착했을 경우, RTT 측정 과정을 수행한다.
각 과정에서 측정된 RTT값이 갱신될 때마다 AM RLC 는 관련된 타이머 값을 갱신한다. 각 과정에서 측정된 RTT값을 이용하여 AM RLC는 폴링(Polling)에 관련된 값들, 예를들어 폴링 타이머(Timer_poll) 또는 폴링 금지 구간 타이머(Timer_Poll_prohibit)도 적절하게 설정할 수 있다.
본발명에서 AM RLC는 RTT 측정 요청 메시지를 보낼 때 추가적으로 상기메시지가 전송된 시간을 상기메시지에 포함할 수도 있다. 이때 RTT 측정요청 메시지에 포함되는 시간은 양측의 AM RLC가 공통으로 판단할 수 있는 시간으로 한 셀에 위치한 모든 단말에게 공통으로 적용되는 시간기준인 시스템 프레임 번호(System Frame Number; 이하 'SFN')가 될 수도 있고, 또는 한 단말과 SRNC가 공통으로 관리하는 연결 프레임 번호(Connection Frame Number; 이하 'CFN')가 될 수도 있다.
따라서, 이때 RTT 측정 요청 메시지를 수신한 측은, 상기 메시지가 수신된 시간에서 메시지에 포함된 시간의 차이를 이용하여 한쪽방향으로의 전송시간을 파악할 수있다. 마찬가지로 RTT 측정 응답메시지에 상기 응답메시지의 전송시간이 포함되면, 상기 RTT 측정응답메시지의 수신측은 자신이 상기 메시지를 수신한 시간과 , 상기 메시지에 포함된 시간 차이를 이용하여, RTT의 일부분을 계산할 수가 있다. 가장 간단하게는 상기 측정된 시간에 2 를 곱하면 RTT를 알아낼수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
RTT 값을 측정하여 제어 타이머를 설정하도록 함으로써, 보다 효율적으로 데이터 블록을 전송할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 무선 구간에서의 왕복시간(RTT; Round Trip Timer) 측정 요구 메시지를 전송하는 단계;
    상기 측정 요구 메시지에 상응하는 측정 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 측정 요구 메시지의 전송 시점 및 상기 측정 응답 메시지의 수신 시점을 이용하여 왕복 시간을 산출하는 단계; 및
    상기 왕복 시간을 이용하여 데이터 블록 제어 타이머를 설정하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 데이터 블록 전송 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 블록은 응답모드(AM; Acknowledged Mode) 무선 링크 제어(RLC; Radio Link Control)RLC 프로토콜 데이터 유닛(PDU; Protocol Data Unit) 인 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 타이머는 전송 간격 타이머 또는 전송 금지 구간 타이머 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 요구 메시지 및 상기 측정 요구 메시지에 상응하는 측정 응답 메시지는 동일한 일련번호(Sequence Number) 정보를 가지는 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 요구 메시지 및 상기 측정 응답 메시지는 상태 프로토콜 데이터 유닛(Status Protocol Data Unit) 또는 피기백된 상태 PDU (Piggybacked Status Protocol Data Unit)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 제어 방법.
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