KR20080071002A - 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한전송 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RLP 버퍼링 타이머에 관한 것으로 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법에 있어서 상위 계층으로부터 수신한 데이터로부터 알엘피 패킷을 생성하는 과정과 상기 RLP 패킷 생성과정에서 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고 호 별 버퍼링 시간을 계산하는 과정과 상기 계산 과정 후, 생성한 알엘피 패킷을 단말로 전송하고, 상기 특정 호 에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하는 과정과 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 과정을 포함하는 것으로 호 별로 알엘피 버퍼링 타임을 달리 설정하여 가능한 한 RLP 계층에서 재전송을 최대한 보장하고 이를 통해 상위 계층에서의 재전송을 줄여 전체적인 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
Figure P1020070009022
이동통신 시스템, 에어 스케줄링, RLP, RLP timer, CDMA 2000 1x EV-DO

Description

이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION USING RLP BUFFERING TIMER CHANGE IN MOBILE COMMUNICATION SSYTEM}
도 1은 일반적인 RLP 동작 과정을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RLP 타이머를 이용한 RLP 동작 과정을 도시한 흐름도, 및,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RLP 타이머를 이용한 네트워크 장치의 블록 구성을 도시한 도면.
본 발명은 라디오 링크 프로토콜(RLP:Radio Link Protocol, 이하 RLP라 칭한다.) 버퍼링 타이머에 관한 것으로, 특히, CDMA 2000 EV-DO Rev.0 시스템의 RLP 계층에서 사용되는 RLP 버퍼링 타이머의 시간 값을 흐름 종류에 따라 달리 적용하여 성능을 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 RLP 는 기본적으로 NAK(Negtive ACK) 기반으로 동작하는 2 계층의 프로토콜이다. 즉, RLP 는 상위 계층에서의 재전송을 최소화하여 상위 계층의 성능저하를 방지하는 CDMA 고유의 프로토콜이다.
물론, RLP 가 기술적으로 ACK 기반으로 동작할 수 있지만 이는 무선구간의 부하가 높아질 수 있는 결점이 생길 수 있기 때문에, 일반적인 "Best Effort" 특성을 요구하는 응용 프로그램에서는 ACK 기반으로 동작하지 않는다.
NAK 기반으로 동작한다는 것은 NAK 를 수신하는 시점을 알 수 없기 때문에, 시스템은 패킷을 처음 전송하고 난 후, 일정 시간 동안 해당 패킷을 보관하고 있어야 한다. 물론, 일정 시간이 길면 길수록 NAK 요청에 대한 재전송 처리율이 향상되어, "Throughput" 관점에서 이익이 있을 수 있으나, 이는 시스템에서 그만큼의 시간 동안 패킷을 저장하고 있어야 하는 문제점을 갖는다.
도 1은 일반적인 RLP 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, RLP 패킷 처리부(130)에서 정상적으로 패킷을 만들어서 단말에게 전송하고자 하여도 스케줄링 처리부(120)에 의해서 큐잉(Queuing) 현상이 발생하여 큐잉 지연(Queuing Delay)이 커지는 경우를 고려한다.
특히, QoS 패킷 과 Non QoS 패킷이 혼재할 경우, QoS 패킷의 우선 순위가 높기 때문에 일반적인 패킷은 큐에 저장되어 대기하게 되어 큐잉 지연이 발생할 확률이 더 높다.
이 경우, 상기 Non QoS 패킷은 전송 지연으로 인해 QoS 패킷에 비해 NAK를 수신할 확률이 더 높다. 이로 인해, 재전송을 위해 Non QoS 패킷, QoS 패킷에 상관 없이 동일한 RLP 버퍼링 시간을 설정하는 것은 비효율적인 버퍼관리임과 리소스의 낭비임을 알 수 있다.
하지만, 표준 규격에서는 RLP 버퍼링 시간에 있어서, 패킷의 종류에 상관없이 "충분한 시간" 동안 패킷을 저장한다는 기술만 하고 있다. 따라서, 상기 "충분한 시간"에 대한 세부적인 정의가 필요하다.
상기 충분한 시간에 대해 세부적인 정의가 없어, RLP 계층에서 재전송이 원할히 수행되지 못하는 경우 상위 계층에서 재전송 요구가 많아지게 된다.
특히, TCP(Transmission Control Protocol) 통신을 고려할 경우, 상기 TCP 에서 RTO (Retransmission Timeout)는 RTT(Round Trip Time)를 반영하여 동적으로 동작한다. TCP에서 타임 아웃이 발생하게 되면 자신의 윈도우 크기를 1로 초기화하기 때문에, 전체적인 스루풋이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, RLP 계층에서 재전송이 원할이 수행되지 못할 경우에 상위 계층에서의 재전송으로 인한 성능 저하가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 전송 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 흐름 종류에 따라 적합한 RLP 버퍼링 시간을 설정하여 큐잉 지연을 최소화하여 스루풋을 높이는 전송 장치 및 방 법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 내부 스케줄링에 의한 큐잉 지연을 동적으로 반영함으로써 흐름 별로 다른 RLP 버퍼링 시간을 설정하여 큐잉 지연을 최소화하고 스루풋을 높인 전송 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법에 있어서 상위 계층으로부터 수신한 데이터로부터 알엘피 패킷을 생성하는 과정과 상기 RLP 패킷 생성과정에서, 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고 호 별 버퍼링 시간을 계산하는 과정과 상기 계산 과정 후, 생성한 알엘피 패킷을 단말로 전송하고, 상기 특정 호 에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하는 과정과 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머를 변경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치에 있어서 다른 노드와 통신하기 위한 통신 모듈과 상위 계층으로부터 수신한 데이터에서 알엘피 패킷을 생성하고, 상기 알엘피 패킷 생성과정에서 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고, 호 별 버퍼링 시간을 계산하고, 생성한 알엘피 패킷을 상기 통신 모듈을 통해 단말로 전송한 후, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하고, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 제어부와 상기 알엘피 패킷을 저장하고, 상기 제어부에 작업공간 을 제공하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템에 있어서 상위 노드로부터 수신한 데이터에서 알엘피 패킷을 생성하고 상기 알엘피 패킷 생성과정에서 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고, 호 별 버퍼링 시간을 계산하고 생성한 알엘피 패킷을 상기 통신 모듈을 통해 전송한 후, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하고 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료하지 않은 상태에서, 특정 알엘피 패킷에 대한 네거티브 응답을 수신한 경우, 재전송 수행 여부를 결정하고, 상기 재전송 결정을 한 경우, 상기 알엘피 패킷을 재전송하는 네트워크 장치와 상기 알엘피 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 네거티브 응답을 상기 네트워크 장치로 전송하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 전송 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RLP 타이머를 이용한 네트워크 장치의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 네트워크 장치는 단말로부터 NACK 요청에 대비하여 소정 시간 동안 패킷을 저장하기 위해 흐름의 종류에 따라, 즉, 호의 종류에 따라 RLP 버퍼링 시간을 각각 설정한다.
에어 스케줄러(Air Scheduler)(208)는 주기적 또는 필요 시에 측정된 흐름(호) 별 큐잉 지연 값을 상위 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202)에 보고한다. 상기 에어 스케줄러(208)는 큐를 포함할 수 있다.
상기 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202)는 동적으로 RLP 버퍼링 시간을 변경하면서 동작한다. 따라서, 큐잉 지연을 반영한 RLP 버퍼링 타이머를 동작시킴으로써, 단말이 요청하는 NACK 에 대해서 처리 성능을 높일 수 있다.
RLP패킷 처리 및 전송부(204)는 상기 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202)의 지시에 따라 RLP 패킷을 전송 또는 재전송한다.
MAC & PHY 처리블록(206)은 상기 RLP패킷 처리 및 전송부(204)로부터 RLP 패킷을 제공받아 해당 규격에 따라 캡슐화한다.
상기 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202)는 RLP 버퍼링 시간을 하기 <수학식 1> 또는 <수학식 2>를 이용하여 설정한다.
RLP 버퍼링 시간 = (최근 n 개의 평균 값) + (air latency 를 고려한 마진).
여기서, 적절한 시간을 계산하는 알고리즘은 다양한 방법이 있을 수 있으며, 이는 구현에 해당하는 사항이다. 중요한 점은 "RLP 버퍼링 시간 = Function(DRC,...)" 이라는 점이다. 위의 계산 수식은 하나의 예이며, 각 시스템에 따라 메모리 공간이 다르므로 이를 고려하여 RLP 버퍼링 시간을 결정한다.
RLP 버퍼링 시간 = (α× 추정된 큐잉 지연 + β× 가장 최근의 큐잉 지연) +(air latency 를 고려한 마진)
여기서, α+β=1 이다.
통신 모듈(250)은 다른 노드와 통신하기 위한 모듈로서 무선 처리 모듈(255) 및 기저대역 처리모듈(257) 등을 포함하여 구성된다. 상기 무선 처리모듈(255)은 안테나를 통해 수신되는 신호를 기저대역 신호로 변경하여 상기 기저대역 모듈(257)로 제공하고 상기 기저대역 모듈(257)로부터의 기저대역신호를 실제 에어(air) 상에서 전송할 수 있도록 RF신호로 변경하여 상기 안테나를 통해 송신한다.
상술한 블록 구성에서, 제어부는 상기 에어 스케줄러(208), 상기 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202), 상기 RLP패킷 처리 및 전송부(204), 및 상기 MAC & PHY 처리블록(206)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다.
따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 상기 에어 스케줄러(208), 상기 RLP 버퍼링 타이머 판단부(202), 상기 RLP패킷 처리 및 전송부(204), 및 상기 MAC & PHY 처리블록(206)의 기능 모두를 상기 제어부에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 상기 기능 중 일부만을 상기 제어부에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RLP 타이머를 이용한 RLP 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저, 상위 노드에서 패킷(PPP 패킷)을 수신하고(310 단계) 이를 적절하게 분할하여 RLP 패킷으로 생성한다(320 단계). 즉, RLP 패킷으로 세그멘테이션을 수행한다.
이후, 에어 스케줄러로부터 흐름 (호) 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고(330 단계) 흐름 (호)별 RLP 패킷의 버퍼링 시간을 계산한다(340 단계).
이후, 상기 RLP 패킷을 단말로 전송하고 흐름 (호) 별로 각각의 RLP 버퍼링 타이머를 구동한다(350 단계).
이후, 특정 호에 대한 RLP 버퍼링 타이머가 만료한 경우(360 단계), 해당 RLP 패킷을 삭제한다(380 단계).
만약, 상기 특정 호에 대한 RLP 타이머가 만료하지 않고(360 단계) NAK를 수신하고(370 단계) 재전송이 결정된 경우(390 단계), 다시 RLP 패킷을 전송하고 해당 RLP 버퍼링 타이머를 다시 시작하고(360 단계) 이후의 과정을 반복한다.
이후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
여기서, 중요한 점은 전술한 바와 같이 RLP 는 NAK 를 기반으로 전송하기 때문에 재전송에 대비하여 충분한 시간 동안 보관하고 있어야 한다는 것이다.
이때, 내부 에어 스케줄러 처리부에서 주기적 혹은 필요 시 (요청 시) 마다 전달하는 큐잉 지연 값을 RLP 버퍼링 타이머 판단부는 제공받는다. 이를 기반으로 RLP 버퍼링 타이머를 변경하면서 동작한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 흐름(호) 별로 RLP 버퍼링 타임을 달리 설정하여 가능한 한 RLP 계층에서 재전송을 최대한 보장하고 이를 통해 상위 계층에서의 재전송을 줄여 전체적인 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.

Claims (12)

  1. 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법에 있어서,
    상위 계층으로부터 수신한 데이터로부터 알엘피 패킷을 생성하는 과정과,
    상기 RLP 패킷 생성과정에서, 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고 호 별 버퍼링 시간을 계산하는 과정과,
    상기 계산 과정 후, 생성한 알엘피 패킷을 단말로 전송하고, 상기 특정 호 에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하는 과정과,
    상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료하지 않은 상태에서, 특정 알엘피 패킷에 대한 네거티브 응답을 상기 단말로부터 수신한 경우, 재전송 수행 여부를 결정하는 과정과,
    상기 재전송 결정을 한 경우, 상기 알엘피 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 재전송 결정을 하지않은 경우, 상기 특정 알엘피 패킷을 삭제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 호 별 버퍼링 시간의 계산은 하기 <수학식 3> 또는 <수학식 4>를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 전송 방법.
    RLP 버퍼링 시간 = (최근 n 개의 평균 값) + (air latency 를 고려한 마진).
    RLP 버퍼링 시간 = (α× 추정된 큐잉 지연 + β× 가장 최근의 큐잉 지연) +(air latency 를 고려한 마진)
    여기서, α+β=1 이다.
  5. 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머를 변경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치에 있어서,
    다른 노드와 통신하기 위한 통신 모듈과,
    상위 계층으로부터 수신한 데이터에서 알엘피 패킷을 생성하고, 상기 알엘피 패킷 생성과정에서 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고, 호 별 버퍼링 시간을 계산하고, 생성한 알엘피 패킷을 상기 통신 모듈을 통해 단말로 전송한 후, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하고, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 제어부와,
    상기 알엘피 패킷을 저장하고, 상기 제어부에 작업공간을 제공하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료하지 않은 상태에서, 특정 알엘피 패킷에 대한 네거티브 응답을 상기 단말로부터 수신한 경우, 재전송 수행 여부를 결정하고, 상기 재전송 결정을 한 경우, 상기 알엘피 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변 경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 재전송 결정을 하지않은 경우, 상기 특정 알엘피 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머를 변경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 호 별 버퍼링 시간의 계산은 하기 <수학식 5> 또는 <수학식 6>를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머를 변경하여 알엘피 패킷을 전송하는 네트워크 장치.
    RLP 버퍼링 시간 = (최근 n 개의 평균 값) + (air latency 를 고려한 마진).
    RLP 버퍼링 시간 = (α× 추정된 큐잉 지연 + β× 가장 최근의 큐잉 지연) +(air latency 를 고려한 마진)
    여기서, α+β=1 이다.
  9. 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템에 있어서,
    상위 노드로부터 수신한 데이터에서 알엘피 패킷을 생성하고, 상기 알엘피 패킷 생성과정에서 호 별 현재의 큐잉 지연시간을 보고받고, 호 별 버퍼링 시간을 계산하고, 생성한 알엘피 패킷을 상기 통신 모듈을 통해 전송한 후, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머를 구동하고, 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료하지 않은 상태에서, 특정 알엘피 패킷에 대한 네거티브 응답을 수신한 경우, 재전송 수행 여부를 결정하고, 상기 재전송 결정을 한 경우, 상기 알엘피 패킷을 재전송하는 네트워크 장치와,
    상기 알엘피 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 네거티브 응답을 상기 네트워크 장치로 전송하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 네트워크 장치는 상기 특정 호에 따른 알엘피 버퍼링 타이머가 만료한 경우, 해당 알엘피 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 네트워크 장치는 상기 재전송 결정을 하지않은 경우, 상기 특정 알엘피 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 호 별 버퍼링 시간의 계산은 하기 <수학식 7> 또는 <수학식 8>를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 알엘피 버퍼링 타이머 변경을 이용한 알엘피 패킷 송수신 시스템.
    RLP 버퍼링 시간 = (최근 n 개의 평균 값) + (air latency 를 고려한 마진).
    RLP 버퍼링 시간 = (α× 추정된 큐잉 지연 + β× 가장 최근의 큐잉 지연) +(air latency 를 고려한 마진)
    여기서, α+β=1 이다.
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