KR20080098378A - 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 기술 - Google Patents
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Abstract
핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 기술이 개시된다. 방법 실시예에서, 기술은 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속을 위한 추가 상태 리포트를 프로토콜 데이터 유닛의 수신자로부터 수신하는 단계, 추가 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서버 데이터 유닛을 결정하는 단계, 및 결정된 서비스 데이터 유닛을 수신자로의 새로운 ARQ 접속을 설정하는 링크 계층 엔티티로 전송하는 단계를 포함한다. 추가 리포트에 기초하는 강요된 상태 동조는 수신자에서 이미 성공적으로 수신된 서비스 데이터 유닛의 전송을 방지한다.
핸드 오버, 링크 계층 엔티티, 프로토콜 데이터 유닛, 추가 상태 리포트
Description
본 발명은 일반적으로 이동 통신 네트워크에서 핸드오버 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 재전송 메커니즘을 제어하는 링크 계층 엔티티 사이의 핸드오버에 관한 것이다.
자동 응답 요청(automatic repeat request: ARQ) 기술이라고도 공지된 재전송 메커니즘은 의도된 수신자에게 자신의 경로 상의 데이터 손실을 어드레싱하는 방법을 구성한다. 이러한 데이터 손실은 간섭, 잡음 또는 다중 경로 전파와 같은 희망하지 않는 물리적인 조건의 결과일 수 있다.
ARQ 기술은 데이터의 수신자로부터 전송되는 상태 리포트에 기초하여 개별적인 데이터 유닛이 성공적으로 수신되었다는 것(긍정적인 승인) 또는 손실되었다는 것(부정적인 승인)을 송신기에 나타낸다. 일반적으로, 수신자는 개별적인 ARQ 프로토콜의 사양에 따라 이벤트-기반(event-based), 타이머-기반(timer-based) 또는 폴-기반(poll-based) 상태 리포트를 발생시킨다. 상태 리포트는 예컨대, 소정의 수의 데이터 유닛의 수신 이후 또는 정시에 소정의 지점에서 예정될 수 있다.
송신기는 수신된 상태 리포트를 평가하여 수신자에서 수신되지 않거나 정확 히 수신되지 않은 개별적인 데이터 유닛의 재전송에 대해 결정한다. 일부 ARQ 기술은 어떠한 긍정적인 승인도 데이터 유닛의 제1 전송 이후에 소정의 시간 간격 내에 수신되지 않는 데이터 유닛의 자동 재전송을 제공한다.
OSI(open systems interconnection) 계층 모델에 관하여, ARQ 기술은 항상 데이터 링크 계층(계층 2 또는 L2) 상에서 항상 구현된다. 데이터 링크 계층은 도1의 왼편에 도시된 프로토콜 스택(10)으로 나타내지는 바와 같이 물리 계층(계층1 또는 L1) 및 네트워크 계층(계층 3 또는 L3) 사이에 위치된다.
물리 계층(L1)은 데이터 전송에 포함된 네트워크 컴포넌트에 대한 전자적이고 물리적인 사양을 한정한다. 데이터 링크 계층(L2)은 개별적인 네트워크 컴포넌트들 사이에서 데이터 전송을 위한 그리고 물리 계층(L1)에서 발생할 수 있는 오류를 검출하며 가능하다면 정정하기 위한 메커니즘을 제공한다. 네트워크 계층(L3)은 네트워크 라우팅, 흐름 제어, 세그먼테이션/디세그먼테이션(segmentation/ desegmentation) 및 오류 제어 기능을 수행한다. L3 프로토콜의 최상의 공지된 예는 인터넷 프로토콜(IP)이다.
항상, 네트워크 계층(L3)의 최상부에는 하나 이상의 부가적인 계층이 존재한다. 도1의 가장 왼편에 도시된 예에서, 이러한 부가적인 계층은 TCP(transmissioncontrol protocol) 에 따라 구성된 트랜스포트 계층(L4) 및 FTP(file transfer protocol)에 따라 구성된 애플리케이션 계층(L7)을 포함한다. 공식적인 OSI 모델의 일부는 아니지만, 부가적인 프로토콜이 데이터 링크 계층(L2) 및 물리적인 계층(L1) 사이에서 동작할 수 있다. 이러한 프로토콜은 종종 "계층 2.5" 프로토콜이라 칭해진다.
도1에 도시된 대표적인 구성에서, 데이터 링크 계층(L2)은 두 개의 서브-계층인 무선 링크 제어(RLC) 계층 및 매체 액세스 제어(MAC) 계층으로 각각 분리된다. ARQ 기술은 이제 도1의 오른편을 참조하여 더 상세히 설명될 RLC 서브-계층 내에서 구현되는 최상의 경우이다.
도1에 도시된 구성에서, RLC 서브-계층은 네트워크 계층(L3)과 상호 작용하는 제1 버퍼(12) 및 MAC 서브-계층과 상호 작용하는 제2 버퍼(14)를 포함한다. 제1 버퍼(12)는 네트워크 계층(L3) 내에서 발생된 IP 패킷과 같은 도입 서비스 데이터 유닛(SDU)들을 저장하기 위해 제공된다. 제1 버퍼(12)에 저장된 SDU들은 RLC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)(20)들로 SDU(16)들을 세그먼트하는 세그먼테이션 엔진(18)에 의해 판독된다. 한편, PDU(20)들은 의도된 수신자에게 전송을 위해 MAC 서브-계층으로 보내지며, 그렇지 않으면, ARQ 프로토콜 체제 하에서 가능한 재전송을 위해 제2 버퍼(14)에 저장된다.
정시에 임의의 지점에서, PDU들의 수신자는 (도1에 도시된 바와 같이 RLC 구성을 갖는 링크 계층 엔티티와 함께) 제1 네트워크 컴포넌트로부터 (유사한 링크 계층 엔티티와 함께) 제2 네트워크 컴포넌트로 핸드오버를 필요로 할 수 있다. 아래에서, 일부 가능한 핸드오버 시나리오가 데이터 링크 계층에서 발생하는 프로세스를 참조하여 대표적으로 설명될 것이다.
원칙적으로, 원래 서비스 링크 계층 엔티티로부터 새로운 링크 계층 엔티티로의 핸드오버는 도2에 도시된 바와 같이 이전 버퍼 동조 없이 발생할 수 있다. 이 러한 경우에, 핸드오버가 두 개의 링크 계층 엔티티들 사이에서 수행될 때, SDU들의 스트림이 이전 서비스 링크 계층 엔티티로부터 새로운 링크 계층 엔티티로 스위치되며, 이전 서비스 링크 계층 엔티티의 버퍼(12,14)의 콘텐츠가 간단히 폐기된다. 버퍼링된 콘텐츠의 결과적인 손실이 더 높은 계층의 동작을 늦출 것이고, 서비스 품질의 일시적으로 떨어지는 결과를 가져올 수 있다.
도3에 도시된 대안적인 핸드오버 시나리오에 따르면, 핸드오버는 현재 서비스 링크 계층 엔티티로부터 새로운 링크 계층 엔티티로 SDU 스트림을 스위치하기 전에 현재 서비스 링크 계층 엔티티의 SDU 버퍼(12)의 콘텐츠가 새로운 링크 계층 엔티티의 SDU 버퍼(12')로 전송되도록 수행될 수 있다. 이러한 프로세스는 또한 소위 L3 콘텍스트 전송이라 종종 칭해진다. 이러한 경우에, 이전 서비스 링크 계층 엔티티의 PDU 버퍼(14)의 콘텐츠만이 폐기된다. US 2004/0146033 A1호는 이러한 L3 콘텍스트 전송을 위한 대표적인 기술을 설명한다.
도3에 도시된 핸드오버 방식의 하나의 단점은 PDU 버퍼(13)의 콘텐츠를 폐기하는 것이 원인인 데이터 손실이 서비스 저하에 이를 수 있다는 사실이다. 게다가, 데이터 손실은 트랜스포트 계층(L4)에서 예컨대, TCP와 더 높은 계층 프로토콜 상호 작용을 트리거할 수 있다. 이러한 더 높은 계층 프로토콜 상호 작용은 도4에서 도시된다. 도4에서 도시된 TCP 트레이스로부터 수집될 수 있는 바와 같이, 여러 TCP 세그먼트는 순간적인 핸드오버에서 손실된다(어두운 세로줄을 참조). 손실된 TCP 세그먼트는 핸드오버가 발생된 후에 TCP에 의해 재전송되어야만 하며, 이는 핸드오버 이후에 느린 전송 시작에 이른다.
부가적으로, 순간적인 핸드오버에서 TCP 세그먼트의 손실은 TCP 타임 아웃(timeout)의 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 빈번한 핸드오버는 TCP 전송자가 충분히 높은 전송 레이트를 달성할 수 없는 상황에 이를 수 있으므로 무선 링크 저활용에 이른다. 이러한 저활용 시나리오는 도5에 도시된 TCP 혼잡 윈도우 CNWD의 트레이스에 의해 도시된다.
도4 및 도5에서 도시된 문제점을 피하기 위한 하나의 해결방안은 실제로 손실이 없는 핸드오버를 행할 것이다. 이로 인해, 현재 전송되는(그리고 링크 계층 PDU 버퍼에 저장되는) 모든 데이터가 재구성될 수 있다. 그 후에 PDU 버퍼의 콘텐츠로부터 재구성된 SDU들이 도3에 도시된 바와 같은 SDU 버퍼 콘텐츠의 전송 외에 새로운 링크 계층 엔티티로 전송될 수 있다.
그러나 이러한 재구성 방법은 도6의 TCP 트레이스에 도시된 바와 같은 고의가 아닌 데이터 복제를 야기할 수 있다는 것이 보여진다. 이러한 데이터 복제는 일부 재구성된 SDU들이 이미 수신자에게 성공적으로 전송되지만, 대응하는 PDU들은 아직 PDU 버퍼들로부터 삭제되지 않았다는 사실의 결과이다.
도6에 도시된 복제는 TCP와 같은 더 높은 계층 프로토콜을 방해하는 경향이 있다. TCP는 TCP 전송자에게 다시 TCP 복제 승인을 전송하는 것과 함께 두 개의 복제 데이터 패킷을 거절하는데, 이는 TCP 오류 회복에 이른다. 복제 승인은 도7에 도시된 바와 같은 TCP 혼잡 윈도우 CNWD의 양상에 이른다. 이러한 양상은 무선 링크가 대부분의 시간에 완전히 사용되지 않는다는 것을 나타낸다. 명백하게, 이러한 저활용은 사용 가능한 리소스의 낭비를 구성한다.
그러므로 ARQ 프로토콜과 더 양립할 수 있는 링크 계층 레벨 상에서 개선된 핸드오버 기술에 대한 요구가 있다.
제 1 양상에 따르면 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법이 제공되는데, 상기 링크 계층 엔티티는 더 높은 기능적인 계층으로부터 서비스 데이터 유닛을 수신하고, 상기 서비스 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛으로 변환시키며, 상태 리포트를 갖는 ARQ 프로토콜 P제하에서 수신자에게 전송을 위해 프로토콜 데이터 유닛을 버퍼링하는데, 상기 상태 리포트는 상기 수신자에서 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛의 수신을 나타낸다. 상기 방법은 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속을 위해 추가 상태 리포트를 프로토콜 데이터 유닛의 수신자로부터 수신하는 단계, 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계, 및 상기 수신자로의 새로운 ARQ 접속을 설정하는 링크 계층 엔티티로 결정된 서비스 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함한다.
이러한 방법은 슬라이딩 윈도우 ARQ, 고-백(n) ARQ(go-back(n) ARQ), 범위-기반 ARQ 및 정지-및-대기 ARQ를 포함하는 임의의 ARQ 기술에 관하여 구현될 수 있다. 추가 상태 리포트는 긍정적인 승인, 부정적인 승인 또는 이전에 전송된 프로토콜 데이터 유닛에 관한 수신자의 현재 상태에 대한 정보를 포함하는 임의의 다른 ARQ 메시지에 의해 구성될 수 있다.
추가 상태 리포트는 핸드오버가 수행되기 바로 전에 링크 계층 전송자 및 링크 계층 수신자 사이의 ARQ 동조를 고려한다. 어떤 경우에, 추가 상태 리포트는 예정되지 않은 리포트로서 고려될 수 있는데, 이는 통상적인 전송 시나리오에서 발생되는, 즉 핸드오버 절차를 제외하는 전송 시나리오에서 발생되는 상태 리포트 외에 수신자에 의해 발생될 수 있기 때문이다.
어떤 경우에, 방법은 서비스 데이터 유닛 및/또는 프로토콜 데이터 유닛의 전송을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 중지는 바람직하게 추가 상태 리포트의 수신과의 가까운 일시적인 관계에서 바람직하게 행해진다. 제1 옵션에 따르면, 프로토콜 데이터 유닛의 전송은 추가 상태 리포트의 수신에 응답하여 중지된다. 다른 옵션에 따르면, 프로토콜 데이터 유닛의 전송은 예컨대, 곧 발생할 핸드오버에 관한 정보의 수신에 응답하여 추가 상태 리포트의 수신 바로 전에 중지된다.
방법은 부가적으로 수신자로부터 추가 상태 요청을 요청하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 요청 단계가 추가 상태 리포트를 필요로 하는 링크 계층 엔티티에 의해 수행된다면, 프로토콜 데이터 유닛의 전송은 추가 상태 리포트가 수신자로부터 요청되는 것과 가까운 일시적인 관계에서(예컨대, 바로 직전 또는 이후) 중지될 수 있다. 어떤 시나리오에서, 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 곧 발생할 핸드오버에 관한 통지의 수신시 시작된다.
추가 상태 리포트는 여러 방법으로 수신자로부터 요청될 수 있다. 추가 상태 리포트에 대한 요청은 예컨대, 수신자에게 전송되는 전용 링크 계층 메시지에 포함될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 추가 상태 리포트는 하나 이상의 무선 리소스 관리(RRM) 메시지를 통해 요청될 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 추가 상태 리포트는 하나 이상의 RRM 제어 메시지를 통해 수신될 수 있다.
하나의 변화에 따르면 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 수신자가 추가 상태 리포트를 무조건 발생시키고 전송하도록 지시하는 요청을 전송하는 단계를 포함한다. 이러한 요청이 수신자에 의해 수신된다면, 수신자는 동작중인 상태 방지 타이머와 같은 상태 리포트의 발생을 잠재적으로 방해하거나 지연시키는 임의의 조건을 무시해야만 한다.
서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 (추가 상태 리포트에서 나타내지는 바와 같은) 수신자에서 정확히 수신된 프로토콜 데이터에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 바람직하게 제외시킨다. 그로 인해, 성공적으로 전송된 프로토콜 데이터 유닛은 재구성을 시작하기 전에 PDU 버퍼 내에서 삭제될 수 있다. 그러므로 오늘날까지 재구성은 추가 상태 리포트 및 곧 발생할 핸드오버를 즉시 처리하는 결과적인 강화된 ARQ 동조로 인해 가능하게 된다.
제1 옵션에 따르면, 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛으로부터 재구성 서비스 데이터 유닛을 포함한다. 다른 옵션에 따르면, 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 버퍼링된 서비스 데이터 유닛을 선택하는 단계를 포함한다. 서비스 데이터 유닛은 (도1에 도시된 SDU 버퍼(12)와 같은, 더 높은 기능적인 계층으로부터 수신된 서비스 데이터 유닛으로 채워진) 종래 SDU 버퍼로부터 선택될 수 있거나, 이미 프로토콜데이터 유닛으로 세그먼트되거나 세그먼트될 서비스 데이터 유닛만을 포함하는 별도의 SDU 버퍼로부터 선택될 수 있다.
상술된 바와 같이, 더 높은 기능적인 계층으로부터 수신된 서비스 데이터 유닛은 링크 계층 버퍼에서 버퍼링될 수 있다. 이러한 시나리오에서, 데이터 콘텍스트는 모든 결정된 서비스 데이터 유닛(예컨대, 프로토콜 데이터 유닛으로부터 재구성된 서비스 데이터 유닛)으로부터 생성될 수 있고, 부가적으로, 모든 종래 버퍼링된 서비스 데이터 유닛으로부터 생성될 수 있다. 그러므로 전송된 데이터 콘텍스트는 또한 재구성된 서비스 데이터 유닛을 포함하거나 그렇지 않으면 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하여 결정된다. 그러므로 데이터 콘텍스트는 그 후에 수신자로의 새로운 ARQ 접속을 설정하는(또는 이미 설정된) 링크 계층 엔티티로 전송될 수 있다.
본 발명은 소프트웨어 솔루션의 형태로, 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트에 의해 또는 조합된 소프트웨어/하드웨어 방법으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어 양상에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램 제품이 하나 이상의 계산 장치를 동작시킬 때 진행 단계를 수행하기 위한 프로그램 코드 부분을 포함한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 상에 저장될 수 있다.
하드웨어 양상에 관해서는, 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 장치가 제공되는데, 상기 링크 계층 엔티티는 더 높은 기능적인 계층으로부터 서비스 데이터를 수신하고, 서비스 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛으로 변환시키며, 상태 리포트상태 리포트를 갖는 ARQ 프로토콜 체제 하에서 수신자로의 전송을 위해 프로토콜 데이터 유닛을 버퍼링하며, 상기 상태 리포트는 상기 수신자에서 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛의 수신을 나타낸다. 상기 장치는 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속을 위해 추가 상태 리포트를 프로토콜 데이터 유닛의 수신자로부터 수신하는 제1 인터페이스, 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 메커니즘, 및 수신자로의 새로운 ARQ 접속을 설정하는 링크 계층 엔티티로 상기 결정된 서비스 데이터 유닛을 전송하는 제2 인터페이스를 포함한다.
장치는 기존 ARQ 접속을 위한 추가 상태 리포트를 발생시키도록 하는 리포트 메커니즘을 갖는 수신자를 부가적으로 포함하는 시스템의 일부일 수 있다. 장치는 하나 이상의 링크 계층 엔티티에 통합되거나 그렇지 않으면 이들과 통신할 수 있다. 링크 계층 엔티티는 그 후에 하나 이상의 부가적인 기능적인 계층을 포함할 수 있는 새로운 컴포넌트에 통합될 수 있다.
아래에서, 본 발명은 도면에 도시된 대표적인 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도1은 좌측의, 데이터 링크 계층을 갖는 프로토콜 스택 및 우측의, 데이터 링크 계층에서 수행되는 여러 메커니즘을 도시하는 개략도;
도2는 두 개의 링크 계층 엔티티 사이에서 제1 핸드오버 절차를 도시하는 개략도;
도3은 두 개의 링크 계층 엔티티 사이에서 제2 핸드오버 절차를 도시하는 개략도;
도4는 도3에 도시된 핸드오버 절차의 결과를 가져오는 데이터 손실을 도시하는 도면;
도5는 도5에 도시된 데이터 손실의 결과를 가져오는 타임오버 양상을 도시하는 도면;
도6은 불필요하게 재구성된 SDU의 결과를 가져오는 데이터 복제를 도시하는 도면;
도7은 도6에 도시된 데이터 복제의 결과를 가져오는 복제 승인에 응답하는 TCP 양상을 도시하는 도면;
도8은 본 발명의 실시예에 따른 구성 장치의 실시예를 도시하는 개략도;
도9는 도8의 장치의 제어하에 핸드오버 절차 및 시스템 실시예를 도시하는 개략도;
도10은 본 발명의 방법 실시예를 도시하는 개략적인 흐름도;
도11은 본 발명의 부가적인 실시예를 도시하는 개략도; 및
도12는 본 발명의 구현의 결과를 가져오는 개선된 TCP 양상을 도시하는 도면.
다음 설명에서, 설명을 위한 목적이지 제한하는 것이 아닌, 본 발명의 완전한 이해를 위한 진행 단계의 특정한 시퀀스, 개별적인 ARQ 시나리오 및 특정한 시 스템 구성과 같은 특정한 세부 사항이 설명된다. 본 발명이 이러한 특정한 세부 사항을 벗어나는 다른 실시예에서 실행될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 특히, 실시예가 TCP/IP 콘텍스트에서, 특정한 ARQ 메커니즘에 관하여, 어떤 구성을 갖는 데이터 링크 계층에 관하여 설명되는 동안, 본 발명은 또한 다른 프로토콜 및 구성의 관점에서 구현될 수 있다.
게다가 당업자는 본원에서 설명되는 프로그래밍이 된 마이크로프로세서 또는 범용 컴퓨터에 관한 소프트웨어 기능을 사용하여/하거나 주문형 반도체(ASIC)를 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 본 발명이 일차적으로 방법 및 장치의 형태로 설명되는 반면, 본 발명은 또한 컴퓨터 프로세서 및 상기 프로세서와 결합된 메모리를 포함하는 시스템뿐만 아니라 컴퓨터 프로그램 제품에서 구체화될 수 있으며, 메모리는 본원에서 설명된 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 프로그램이 인코딩된다.
도8은 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 장치(80)의 실시예를 도시한다. 장치(80)는 프로토콜 데이터 유닛의 수신자로부터 추가 상태 리포트를 (곧 발생할 핸드오버의 관점에서) 수신하도록 하는 제1 인터페이스(82)를 포함한다. 그러므로 추가 상태 리포트는 핸드오버 절차로 이어진다. 상태 리포트는 제1 링크 계층 엔티티 및 수신자 사이에서 스트레칭하는 기존 ARQ 접속에 속한다. 추가 상태 리포트는 종래 ARQ 프로토콜에 관한 수신자에 의해 발생된 통상적인 상태 리포트 외에 제1 인터페이스(82)를 통해 수신될 수 있다.
장치(80)는 또한 추가 상태 리포트에 포함된 정보에 기초하여 버퍼링 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정(예컨대, 재구성 또는 선택) 하도록 하는 메커니즘(84)을 포함한다. 이러한 정보는 수신자에서 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛의 성공적이고/이거나 실패된 수신을 나타낼 수 있다. 그러므로 추가 상태 리포트는 기존 ARQ 접속을 통해 수신자와 통신하는 제1 링크 계층 엔티티 및 수신자 사이의 동조를 고려한다. 이러한 동조는 수신자에 의해 성공적으로 이미 수신되었지만 "통상적인" 상태 리포트의 방법으로 아직 승인되지 않은 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛의 전송을 피하는 것을 돕는다.
부가적으로, 장치(80)는 핸드오버의 관점에서 수신자로의 새로운 ARQ 접속을 설정하는 제2 링크 계층 엔티티로 메커니즘(84)에 의해 결정된 서비스 데이터 유닛을 전송하도록 하는 제2 인터페이스(86)를 포함한다.
이러한 핸드오버는 이제 도9를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도9는 두 개의 링크 계층 엔티티(92,94), 링크 계층 엔티티(92,94)를 위한 (공통적인) 제어기(88), 및 수신자(96)를 포함하는 네트워크 시스템(90)을 도시한다. 두 개의 링크 계층 엔티티(92,94) 각각 및 수신자는 도1에 도시된 것과 유사할 수 있는 데이터 링크 계층을 갖는 프로토콜 스택을 갖는다. 게다가, 각각의 링크 계층 엔티티(92,94)는 필요로 되는 핸드오버 구성을 구현하는 도8에 도시된 바와 같은 장치(80)를 포함한다.
하나의 대표적인 실현에서, 링크 계층 엔티티(92,94)는 UMTS(universal mobile telecommunications system) 표준에 따라 기지국 또는 노드(B)에 포함된다. 제어기(88)는 UMTS 무선 네트워크 제어기(RNC)로서 구성될 수 있다. UMTS 콘텍스트 에서, 수신자(96)는 이동 전화기와 같은 사용자 장비(UE)의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 링크 계층 엔티티(92,94)는 단일 RNC 컴포넌트에 제어기(88)와 함께 통합될 수 있다.
장치(80) 및 링크 계층 엔티티(92,94)가 UE(업링크)와 같은 단말기측 또는 네트워크 측(다운링크)에서 구현될 수 있다는 것이 주지되어야만 한다. 단말기 시나리오에서, 두 개의 링크 계층 엔티티(92,94)는 예컨대, 휴대용 컴퓨터로서 동일한 단말기에 결합된 두 개의 상이한 PCMCIA 카드를 구성할 수 있다. 대안적으로, 두 개의 링크 계층 엔티티(92,94)는 UMTS 및 GSM(Global System for Mobile Communications)로서 적어도 두 개의 무선 통신 표준에 따라 동작하는 듀얼 모드 단말기에 통합될 수 있다.
도9에서 보여지는 바와 같이, 제1 링크 계층 엔티티(92) 및 수신자(96) 사이에서 스트레칭하는 ARQ 접속(98)이 존재한다. ARQ 접속(98)은 ARQ 기능을 갖는 데이터 및/또는 제어 채널을 구성한다. 수신자(96) 또는 다른 환경의 가능한 이동성으로 인해, 제1 링크 계층 엔티티(92) 및 제2 링크 계층 엔티티(94) 사이의 핸드오버는 정시에 어떤 지점에서 필요로 될 수 있다. 핸드오버의 과정에서, 새로운 ARQ 접속(100)은 제2 링크 계층 엔티티(94) 및 수신자(96) 사이에서 설정될 것이다. 새로운 ARQ 접속(100)이 설정된 후에(또는 대안적인 실시예에서, 전에), 제1 링크 계층 엔티티(92) 및 수신자(96) 사이의 기존 ARQ 접속(96)은 종료될 수 있다. 핸드오버 절차의 과정에서, 데이터 콘텍스트는 화살표(102)로 나타내지는 바와 같이, 제1 네트워크 엔티티(92) 및 제2 링크 계층 엔티티(94) 사이에서 전송될 것이다. 데이 터 콘텍스트는 링크 계층 엔티티(92,94) 사이에서 즉시 또는 제어기(88)를 통해 전송될 수 있다.
아래에서, 도9에 도시된 네 개의 네트워크 컴포넌트(88,92,94,96) 사이의 통신이 도10의 흐름도(1000)를 참조하여 제1 링크 계층 컴포넌트(92)의 관점으로부터 설명될 것이다.
제1 링크 계층 엔티티(92)는 제어기(88) 또는 임의의 다른 네트워크 컴포넌트에 배열된 네트워크 계층(L3)과 같은 더 높은 기능적인 계층으로부터 서비스 데이터 유닛을 항상 수신한다. 링크 계층 엔티티(92)는 이러한 서비스 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛으로 변환시켜, 수신자(96)로의 ARQ 프로토콜의 체제하에 전송을 위해 프로토콜 데이터 유닛을 버퍼링한다. ARQ 프로토콜은 수신자(96)에서 하나 이상의 프로토콜 데이터의 수신을 나타내는 통상적인 상태 리포트를 규정한다.
이제 도10을 참조하면, 제1 링크 계층 엔티티(92)는 제1 단계(101)에서 제1 링크 계층 엔티티(92)로부터 제2 링크 계층 엔티티(94)로 수신자(96)의 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속(98)을 위해 추가 상태 리포트를 수신자(96)로부터 수신한다.
제2 단계(1020)에서, 제1 링크 계층 엔티티(92)는 수신자(96)로부터 수신된 추가 상태 리포트에 포함된 상태 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정(예컨대, 재구성 또는 선택)한다.
부가적인 단계(1030)에서, 제1 링크 계층 엔티티는 화살표(102)로 나타내진 바와 같이 단계(102)에서 결정된 적어도 서비스 데이터 유닛을 포함하는 데이터 콘 텍스트를 제2 링크 계층 엔티티(94)로 전송한다. 부가적으로, 제어기(88)는 제1 링크 계층 엔티티(92)로부터 제2 링크 계층 엔티티(94)로 서비스 데이터 스트림을 스위치할 것이다. 그 후에 제2 링크 계층 엔티티(94)는 제1 링크 계층 엔티티(92)로부터 수신된 데이터 콘텍스트를 고려하여 수신자(96)로의 새로운 ARQ 접속을 통해 프로토콜 데이터 유닛을 전송하기 시작할 것이다.
다음으로, 본 발명의 부가적인 실시예가 도11에서 도시된 개략도를 참조하여 설명될 것이다. 도11에 도시된 실시예는 도8 내지 도10을 참조하여 설명된 실시예들 중 어느 하나와 조합될 수 있다.
도11에서 개략적으로 도시된 프로세스는 PDU 스트림의 수신자가 현재 서비스 링크 계층 엔티티(도11의 왼편)로부터 새로운 링크 계층 엔티티(도11의 오른편)으로 핸드오버를 필요로 하는 것을 검출할 때 (예컨대, 도9에 도시된 제어기(88)에 의해) 시작된다. 이러한 경우에, 현재 서비스 링크 계층 엔티티는 곧 발생할 핸드오버를 즉시 통지받는다. 이러한 통지는 현재 서비스 링크 계층 엔티티 및 PDU 수신자(도11에서 도시되지 않음) 사이의 상태 동조를 트리거한다. 상태 동조는 여러 방법으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 현재 서비스 링크 계층 엔티티(예컨대, RLC 서브-계층)는 새롭게 한정된 링크 계층 메시지(수퍼-폴 요청(Super-Poll Request)이라 칭해짐)를 PDU 수신자로 전송한다. PDU 수신자는 추가 상태 리포트의 발생 및 현재 서비스 링크 계층 엔티티로 이러한 상태 리포트의 전송과 함께 수퍼-폴 요청에 응답한다. 수퍼-폴 요청이 통상적인 링크 계층과 상이한 점은 수퍼-폴 요청이 (예컨대, 로컬 상 태 방지 타이머가 동작중일지라도) 임의의 경우에 상태 리포트를 발생시켜 전송하도록 수신자에게 지시한다는 사실이다.
전체 메시징을 감소시키기 위해서, 핸드오버-관련 수퍼-폴 요청은 (무선 리소스 제어(RRC) 프로토콜의 RRM 메시지를 통해 전형적으로 수행되는) 핸드오버 절차의 부가적인 설정으로서 포함된 "디폴트 요청(default request)"에 의해 대용될 수 있다. 이러한 경우에, 추가 상태 리포트는 전용 또는 핸드오버-관련 RRM 메시지 내에서 곧 발생할 핸드오버가 통지되는 수신자로부터 자동으로 발생되고 전송될 수 있다. 결과적으로, 변경될 링크 계층 접속을 위한 상태 리포트는 별도의 링크 계층 메시지로서 (예컨대, 상술된 수퍼-폴 요청 시나리오에서와 같이) 이를 전송하는 대신 RRM 메시지에 포함될 수 있다.
핸드오버 통지를 수신하는 관점 및/또는 추가 상태 요청을 발생시키고 전송하는 관점에서, 현재 서비스 링크 계층 엔티티는 수신자로의 PDU 전송을 선택적으로 중지시킬 수 있다. 게다가, 또는 대안적으로 현재 서비스 링크 계층 엔티티로의 SDU의 전송이 중지될 수 있다.
수신자로부터 추가 상태 리포트의 수신에 응답하여, 현재 서비스 링크 계층 엔티티는 그의 전송 상태를 업데이트한다. 이러한 업데이트 단계는 추가 상태 리포트에서 긍정적으로 승인되는, 도11에 도시된 PDU 버퍼(14) 내의 어떤 PDU를 삭제하거나 폐기하는 단계를 포함할 수 있다.
다음 단계에서, 현재 서비스 링크 계층 엔티티는 콘텍스트 전송을 위해 업데이트된 PDU 버퍼(14)로부터 SDU를 재구성한다. 재구성은 추가 상태 리포트의 콘텐 츠가 고려된 후에만 시작된다. 대안적인 실시예에서, SDU는 업데이트된 PDU 버퍼(14)로부터 재구성되는 것이 아니라, (세그먼테이션을 위해 SDU 버퍼(12)로부터 판독된 SDU가 SDU 버퍼(12)로부터 삭제되지 않고 적절히 표시되는 경우에) SDU 버퍼(12)로부터 선택되거나, 세그먼테이션을 위해 판독되어온 SDU가 핸드오버-관련 데이터 콘텍스트의 발생을 위해 일시적으로 저장되는 전용 SDU 버퍼(도시되지 않음)로부터 선택된다. 선택 시나리오에서, 추가 상태 리포트에서 승인된 이러한 SDU는 데이터 콘텍스트 발생을 위해 선택되지 않을 것이다.
재구성 시나리오에서, 현재 서비스 링크 계층 엔티티는 SDU 버퍼(12)에 저장된 모든 SDU로부터 그리고 부가적으로는 업데이트된 PDU 버퍼(14)로부터 재구성된 것으로부터 데이터 콘텍스트를 생성한다. 그 후에 버퍼링되고 재구성된 SDU를 포함하는 데이터 텍스트가 도11에서 두 개의 화살표로 나타내지는 바와 같이 새로운 링크 계층 엔티티로 전달된다. 새로운 링크 계층 엔티티에서, 데이터 콘텍스트에 포함된 SDU는 로컬 SDU 버퍼(12')에 저장된다. 결과적으로, 이러한 SDU 버퍼(12')는 또한 현재/이전 서비스 링크 계층 엔티티의 업데이트된 PDU(14)로부터 재구성된 PDU에 대응하는 SDU를 포함할 것이다.
최종 단계에서, SDU 스트림은 도11에 도시된 바와 같이 새로운 링크 계층 엔티티로 스위치되고, 새로운 링크 계층 엔티티는 새롭게 설정된 ARQ 접속을 통해 원래 수신자로 PDU를 전송하기 시작한다.
상기 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 실시예는 이미 성공적으로 전송된 SDU의 복제없이 손실없는 핸드오버를 고려한다. 결과로서, TCP와 같은 더 높은 계 층 프로토콜과 부정적인 상호 작용은 도12의 도면에서 도시되는 바와 같이 피할 수 있다. 도12로부터 얻어질 수 있는 바와 같이, 혼잡 윈도우 CNWD는 단지 SDU 버퍼 오버 플로우(overflow)에 의해서만 조절되지만, 핸드오버에서 의도적이지 않은 데이터 복제로 인한 TCP와의 간섭이 통지될 수 없다.
본 발명이 광범위한 핸드오버 시나리오에 사용될 수 있다는 것을 주지해야만 한다. 이러한 시나리오는 인트라-시스템 핸드오버, 여러 무선 기술(예컨대, 액세스 스위치)들 사이에서 인터-시스템 핸드오버, 제3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)의 장기간 진화(LTE) 프로젝트에서 여러 액세스 게이트웨이 사이의 핸드오버, 및 3GPP LTE 릴리스 7 및 프리-릴리스 7 3GPP 액세스 사이의 핸드오버를 포함한다. 부가적으로, 3GPP 네트워크 내에서 서비스 무선 네트워크 시스템(SRNS) 재위치지정 메커니즘은 인터-RNC 핸드오버를 위해 개선될 수 있다.
상술된 실시예들은 여러 방법으로 적응되거나 확장될 수 있다는 것이 당업자에게 인식될 것이다. 그러므로 상기 설명이 바람직한 실시예를 참조하는 동안, 본 발명의 범위는 다음의 청구항 및 본원에서 언급된 요소에 의해서만 한정된다.
Claims (17)
- 링크 계층 엔티티(92,94)는 더 높은 기능적인 계층으로부터 서비스 데이터 유닛을 수신하고, 상기 서비스 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛으로 변환시키며, 상태 리포트를 갖는 ARQ 프로토콜 체제 하에서 수신자(96)로의 전송을 위해 프로토콜 데이터 유닛을 버퍼링하며, 상기 상태 리포트는 상기 수신자(96)에서 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛의 수신을 나타내는, 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티(92,94)를 구성하는 방법에 있어서,- 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속(98)을 위해 추가 상태 리포트를 프로토콜 데이터 유닛의 수신자(96)로부터 수신하는 단계;- 상기 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계; 및- 상기 수신자(96)로의 새로운 ARQ 접속(100)을 설정하는 링크 계층 엔티티(94)로 상기 결정된 서비스 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함하는, 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 추가 상태 리포트의 수신과의 가까운 일시적인 관계에서 프로토콜 데이터 유닛의 전송을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 수신자(96)로부터 상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 3항에 있어서,상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 상기 곧 발생할 핸드오버에 관한 통지 수신시 시작되는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 상기 수신자(96)로 전용 링크 계층 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 상기 수신자(96) 측에서 설정하는 핸드오버로서 구현되는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계 및 수신하는 단계 중 적어도 하나는 하나 이상의 무선 리소스 관리 메시지를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 상기 수신자(96)에서 정확히 수신된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 제외시키는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 상기 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛으로부터 서비스 데이터 유닛을 재구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 단계는 버퍼로부터 서비스 데이터 유닛을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 3항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,상기 추가 상태 리포트를 요청하는 단계는 상기 추가 상태 리포트를 무조건 발생시키도록 상기 수신자(96)를 구성하는 요청을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,전환 전에 상기 서비스 데이터 유닛을 버퍼링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 제 12항에 있어서,- 모든 버퍼링된 서비스 데이터 유닛 및 모든 결정된 서비스 데이터 유닛으로부터 데이터 콘텍스트를 생성하는 단계; 및- 상기 수신자(96)로의 새로운 ARQ 접속(100)을 설정하는 상기 링크 계층 엔티티(94)로 상기 데이터 콘텍스트를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 방법.
- 컴퓨터 프로그램 제품이 계산 장치 상에서 동작될 때 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 단계를 수행하는 프로그램 코드 부분을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
- 제 14항에 있어서,컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 상에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
- 링크 계층 엔티티(92,94)는 더 높은 기능적인 계층으로부터 서비스 데이터 유닛을 수신하고, 상기 서비스 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛으로 변환시키며, 상태 리포트를 갖는 ARQ 프로토콜 체제 하에서 수신자(96)로의 전송을 위해 프로토콜 데이터 유닛을 버퍼링하며, 상기 상태 리포트는 상기 수신자(96)에서 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛의 수신을 나타내는, 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티(92,94)를 구성하는 장치(80)에 있어서,- 곧 발생할 핸드오버의 관점에서 기존 ARQ 접속(98)을 위해 추가 상태 리포트를 프로토콜 데이터 유닛의 수신자(96)로부터 수신하는 제1 인터페이스(82);- 상기 추가 상태 리포트에 포함된 정보를 고려하는 버퍼링된 프로토콜 데이터 유닛에 대응하는 서비스 데이터 유닛을 결정하는 메커니즘(84); 및- 상기 수신자(96)로의 새로운 ARQ 접속(100)을 설정하는 링크 계층 엔티티(94)로 상기 결정된 서비스 데이터 유닛을 전송하는 제2 인터페이스(86)를 포함하는, 핸드오버를 위한 링크 계층 엔티티를 구성하는 장치.
- 추가 상태 리포트를 발생시키도록 하는 리포트 메커니즘을 갖는 수신자(96), 및 하나 이상의 링크 계층 엔티티(92,94)와 통신하는 제 16항의 장치(80)를 포함하는 시스템(90).
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