KR20080106868A

KR20080106868A - 프로토콜 데이터 구성방법

Info

Publication number: KR20080106868A
Application number: KR1020080052798A
Authority: KR
Inventors: 김용호; 공태곤; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2008-12-09
Also published as: KR101526972B1; KR101430482B1; KR20080106867A

Abstract

본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것으로서, 프로토콜 데이터를 구성하는 방법에 관한 것이다. 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 방법은 상위계층에서 전달된 데이터를 분할하여 생성되는 블록의 크기 및 소정의 블록으로 구성되는 블록집합의 크기를 협상하는 제 1단계와 협상한 결과에 따라 상위계층 데이터를 단편화한 블록 및 블록집합을 구성하는 제 2단계와 난수선형부호화를 기반으로 하는 자동재전송 방식을 제어하기 위한 서브헤더, 및 상기 블록 또는 상기 블록집합을 포함하는 프로토콜 데이터를 구성하는 제 3 단계를 포함할 수 있다.

SDU, PDU, R-ARQ, RLC

Description

프로토콜 데이터 구성방법{Method of forming Protocol Data}

본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것으로서, 프로토콜 데이터를 구성하는 방법에 관한 것이다.

이하, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Othogonal Frequency Division Multiplexing Access) 시스템에서 사용하는 일반적인 매체접속제어(MAC: Medium Acess Control) 헤더에 대해 간략히 설명한다.

도 1은 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 MAC 헤더 형태의 일례를 나타낸다.

도 1을 참조하면, MAC PDU에는 일반 MAC 헤더와 함께 6개의 서브헤더가 사용될 수 있다. PDU 별 서브헤더는 일반 MAC 헤더 뒤에 삽입된다. 도 1에서 각 필드의 이름 뒤의 괄호 안의 숫자는 각 필드가 차지하는 비트 수를 나타낸다.

일반적인 MAC 헤더에 포함되는 각 필드에 대한 설명은 이하 상술한다.

다음 표 1은 MAC 헤더 포멧의 일례를 나타낸다.

표 1을 참조하면, HT 필드는 헤더 타입을 나타낸다. 예를 들어, 당해 MAC PDU가 헤더 뒤에 페이로드를 포함하는 일반 MAC 헤더인지, 또는 대역 요청 등의 제어를 위한 시그널링 헤더인지를 나타낸다. EC 필드는 암호화 제어를 나타내는 것으로서, 페이로드가 암호화 되었는지 여부를 나타낸다. Type 필드는 헤더 다음에 붙는 서브헤더의 유무 및 서브헤더의 타입을 나타낸다. ESF 필드는 헤더 다음에 붙는 확장된 서브헤더의 유무를 나타낸다.

또한, CI 필드는, CRC가 페이로드 뒤에 붙는지를 나타낸다. EKS 필드는 페이로드가 암호화되는 경우, 암호화를 위해 사용되는 암호화 키 시퀀스 번호를 나타낸다. LEN 필드는 MAC PDU의 길이를 나타낸다. CID(Connection Identifier) 필드는 MAC PDU가 전달되는 연결 식별자를 나타낸다. 접속(Connection)은 기지국과 단말 간에 데이터 및 메시지 전달을 위한 MAC 계층의 식별자로 사용되며, CID는 특정 단말을 식별하거나 기지국과 단말 간의 특정 서비스를 식별하는 기능을 수행한다. HCS(Header Check Sequence)는 헤더의 에러를 검출하는데 사용된다.

다음 표 2는 표 1에 포함되는 Type 필드 포맷의 일례를 나타낸다.

Type 필드는 MAC 헤더에서 6비트의 영역을 차지한다. 표 2를 참조하면, Type 필드가 속한 각 비트에 따라 MAC PDU의 종류를 확인할 수 있다.

예를 들어, Type 필드는 6비트로 구성되는데, 첫 번째 비트(# 0, LSB)는 하향링크에서는 고속 피드백 할당 서브헤더(FAST-FEEDBACK Allocation subheader)를 나타내고, 상향링크에서는 허가 관리 서브헤더(Grant Management Subheader)를 나타낸다.

두 번째 비트(# 1)는 패킹 서브헤더(packing subheader)를 나타내고, 세 번째 비트(# 2)는 단편화 서브헤더(fragmentation Subheader)를 나타내고, 네 번째 비트(# 3)는 확장된 타입으로서, 현재 패킹 또는 단편화 서브헤더가 확장되었는지 여부를 나타낸다. 또한, 다섯 번째 비트(# 4)는 AQR 피드백 페이로드를 나타내고, 여섯 번째 비트(# 5, MSB)는 메쉬 서브헤더(mesh subheader)를 나타낸다

현재 일반적으로 사용되는 PDU 구성방법은, 난수선형부호화(RLC: Random Linear Coding)를 이용하여 생성되는 코드블록(coded block)을 전송하기 위한 MAC PDU의 구성방법과는 큰 차이가 있다. 즉, 일반적으로 사용되는 PDU 구성방법으로는 RLC를 이용한 코드블록을 전송하기 어렵다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 효율적인 데이터 전송을 위한 MAC PDU를 구성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 MAC PDU 구성시 난수 선형 부호화(RLC)를 적용함으로써 효율적인 통신방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 프로토콜 데이터를 구성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 무선접속 시스템에서 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 방법은 상위계층에서 전달된 데이터를 분할하여 생성되는 블록의 크기 및 소정의 블록으로 구성되는 블록집합의 크기를 협상하는 제 1단계와 협상한 결과에 따라 상위계층 데이터를 단편화한 상기 블록 및 상기 블록집합을 구성하는 제 2단계와 난수선형부호화를 기반으로 하는 자동재전송 방식을 제어하기 위한 서브헤더, 및 상기 블록 또는 상기 블록집합을 포함하는 프로토콜 데이터를 구성하는 제 3 단 계를 포함할 수 있다.

상기 제 2단계에서 상기 단편화시 단편의 개수는 상기 블록집합의 개수와 동일하고, 상기 블록집합의 개수는 상기 블록의 크기 및 상기 블록집합에 포함되는 블록의 개수를 고려하여 결정되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 블록집합의 개수는 상위계층 데이터를 상기 블록의 크기와 상기 블록집합에 포함되는 블록 의 개수를 곱한 값으로 나누어 그 결과값을 올림한 수로서 결정할 수 있다.

상기 제 2 단계에서, 상기 블록집합을 구성하는 경우에 상위계층 데이터의 크기가 상기 블록집합의 크기보다 작은 경우에는 상위계층 데이터를 단편화하지 않고, 상기 상위계층 데이터를 상기 블록들로 분할하여 상기 PDU를 구성할 수 있다.

상기 본 발명에서, 상기 PDU는 상기 서브헤더가 포함되었는지 여부를 나타내는 필드를 포함하는 헤더를 더 포함할 수 있다. 이때, 서브헤더는, PDU에 포함되는 블록의 크기 및 블록집합의 크기를 알려주기 위한 지시자를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 서브헤더는 상기 블록에 패딩이 필요한지 여부를 나타내는 지시자를 더 포함하고, 상기 지시자가 패딩이 필요함을 나타내면 패딩할 비트의 수를 알려주는 필드를 더 포함할 수 있다.

상기 본 발명에서, 상기 PDU는 오류제어를 위한 오류검출부호를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 오류검출부호는 상기 PDU에 포함되는 각각의 블록에 대해 별개로 삽입될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 MAC PDU 구성방법을 이용함으로써 효율적으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 MAC PDU 구성시, OFDMA 시스템에서 송신측 및 수신측 사이에 RLC 기법을 이용하여 생성되는 코드블록을 효과적으로 전송할 수 있다. 이를 통해, 시스템의 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.

본 발명은 난수선형부호화(RLC)를 이용한 통신방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 RLC를 이용한 MAC PDU 구성방법에 관한 것으로서, OFDMA 시스템에서도 효율적인 통신방법을 제공한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관 계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 2는 서비스 데이터 유닛(SDU)을 이용하여 MAC PDU를 구성하는 방법을 나타낸다.

상위계층으로부터 전달받은 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit)을 이용하여 MAC PDU를 구성할 수 있다. 이때, 단편화(fragmentation) 또는 패킹(packing) 기법이 사용될 수 있다. 단편화 기법은 SDU 또는 프로토콜의 기본 교환 단위인 PDU를 여러 개의 더 작은 단위로 나누는 동작을 말한다. 패킹 기법은 몇 개의 작은 필드를 하나의 큰 필드로 결합하는 것으로서, 기억 장소를 절약하기 위해서 2개 이상의 정보 단위를 하나의 물리적 단위로 결합하는 것을 의미한다.

도 2를 참조하면, 페이로드 헤더 압축 인덱스(PHSI: Payload Header Suppression Index) 및 패킷 PDU를 포함하는 상위계층 데이터를 단편화하거나, 하나 이상의 상위계층 데이터로부터 분할된 SDU들을 패킹하는 과정을 확인할 수 있다.

도 3은 SDU를 단편화하거나 패킹하여 MAC PDU를 구성하고, 이에 ARQ 방법 적용하는 방법을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 동일한 연결을 위해 MAC 계층에 전달된 두 개의 연속한 SDU(SDU #1 및 SDU #2)를 확인할 수 있다. SDU #1 및 SDU #2는 두 개의 단편(Frag 0, Frag 1)으로 구성된다. 또한, SDU #1는 5 내지 11까지의 데이터 블록을 포함하고 있으며, SDU #2는 12 내지 16까지의 데이터 블록을 포함하고 있다.

SDU #1은 단편화되어 PDU #1을 구성한다. PDU #1은 SDU #1의 Frag 0으로 구성될 수 있다. 이때, PDU #1의 앞에는 단편화 서브 헤더(Fragmentation Sub-Header)가 부착될 수 있다.

PDU #2는 패킹 방법을 이용하여 구성된다. 즉, SDU #1의 Frag 1 및 SDU #2의 Frag 0이 결합되어 PDU #2를 구성할 수 있다. PDU #2에는 패킹 서브헤더가 사용될 수 있다. PDU #2에서 패킹 서브헤더는 SDU #1의 Frag 1의 앞 부분 및 SDU #2의 Frag 0의 앞 부분에 부착될 수 있다.

다만, PDU #2에서 전송시 오류가 발생하면, 송신단은 ARQ 방식에 따라 오류 가 발생한 패킷을 재전송한다. 따라서, 송신단은 PDU #2를 단편화하여 PDU #3을 구성하고, 패킹 방법을 이용하여 PDU #4 및 PDU #5를 재구성할 수 있다. 송신단은 재구성한 PDU #3 내지 PDU #5를 재전송할 수 있다.

다음 표 3은 본 발명에서 사용되는 단편화 서브헤더 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntax	Size ( bit )	Notes
Fragmentation Subheader() {
FC	2	Indicates the fragmentation state of the payload: 00 = No fragmentation 01 = Last fragment 10 = First fragment 11 = Continuing (middle) fragment
if (ARQ-enabled Connection)
BSN	11	Sequence number of first block in the current SDU fragment.
else {
if (Type bit Extended Type)
FSN	11	Sequence number of the current SDU fragment. This field increments by one (modulo 2048) for each fragment, including unfragmented SDUs.
else
FSN	3
}
Reserved	3	Shall be set to zero.
}

표 3을 참조하면, FC 필드는 페이로드의 단편화 상태를 지시한다. 예를 들어, '00'이면 단편화가 적용되지 않음을 나타내고, '01'은 마지막 단편을 의미하며, '10'은 첫 번째 단편을 의미한다. 또한, '11'은 중간 단편으로서 계속되는 단편을 의미한다.

표 3에서 BSN 필드는 현재 SDU 단편의 첫 번째 블록의 시퀀스 번호를 나타낸다. FSN 필드는 현재 SDU 단편의 시퀀스 번호를 나타낸다. FSN 필드는 각 단편에 대해 1 씩 증가한다.

다음 표 4는 패킹방법을 적용시 사용되는 패킹 서브헤더(Packing Sub-Header) 포맷의 일례를 나타낸다.

Syntax	Size ( bit )	Notes
Packing Subheader() {
FC	2	Indicates the packing state of the payload: 00 = No packing 01 = Last packing 10 = First packing 11 = Continuing (middle) packing.
if (ARQ-enabled Connection)
BSN	11	Sequence number of first block in the current SDU packing.
else {
if (Type bit Extended Type)
FSN	11	Sequence number of the current SDU packing. This field increments by one (modulo 2048) for each packing, including unpacked, SDUs.
else
FSN	3
}
Length	11	Length of the SDU packing in bytes including the PSH.
}

표 4를 참조하면, FC 필드는 페이로드의 패킹 여부를 나타낸다. 예를 들어, FC 필드가 '00'이면 패킹이 사용되지 않음을 나타내고, '01'이면 마지막 패킹인 것을 나타내고, '10'이면 첫 번째 패킹을 나타내고, '11'이면 중간 패킹을 나타낸다.

BSN은 현재 SDU 패킹의 첫 번째 시퀀스 번호를 나타낸다. 또한, FSN은 현재 SDU 패킹의 시퀀스 번호를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 난수선형부호화 방법을 이용하여 코드블록을 구성하는 방법을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 데이터 처리 방법 중 하나는 난수 선형 부호화 방법(RLC: Randomized Linear Coding)이다. RLC를 사용하여 데이터 블록을 처리하는 방법은 다음과 같다.

RLC는 송신측 통신 시스템의 데이터 처리 과정에서 사용된다. 송신측은 상위계층 데이터를 하나 이상의 데이터 블록들로 분할한다. 송신측에서 분할된 데이터 블록들을 부호화(coding) 하기 위한 계수 행렬(coefficient matrix)을 생성하며, 상기 분할된 데이터 블록들에 일정한 규칙에 따라 생성된 상기 계수행렬을 곱하거나 기타 여러 연산방법을 이용하여 부호화한다. RLC는 이와 같은 데이터 처리 방법이다.

본 발명의 일 실시예로서, 데이터 처리 방법 중 하나는 난수 선형 복호화 방법(RLD: Randomized Linear Decoding)이다. 난수 선형 복호화 방법을 사용하여 데이터 블록을 처리하는 방법은 다음과 같다.

RLD는 수신측 통신 시스템의 데이터 처리 과정에서 사용된다. 수신측은 송신측으로부터 부호화된 데이터 블록들을 수신한다. 또한, 수신측은 송신측으로부터 복호화하는데 필요한 상기 계수행렬을 수신한다. 수신측에서는 상기 부호화된 데이터 블록들과 상기 계수행렬의 역행렬을 이용하거나 다른 다양한 연산 방법을 이용하여 복호화 과정을 수행한다. RLD는 이와 같은 데이터 처리 방법이다.

RLC 및 RLD에서 사용되는 계수행렬은 송신측 또는 송신측과 수신측이 일정 범위에서 결정한 난수(random number)를 이용하여 생성될 수 있다. 상기 난수란, 송신측이 또는 송신측과 수신측의 협의를 통해 일정 범위(예를 들어, 0~255)의 수를 정하여, 상기 일정 범위의 수에서 무작위로 숫자를 추출해내는 것을 말한다. 또한, 상기 계수행렬은 계수를 생성하는데 필요한 시드(seed) 값을 이용하여 생성될 수도 있다.

상기 RLC 및 RLD는 본 발명에서 예시하는 데이터 처리 방법을 정의한 용어에 불과하며, 기타 상기 방법을 나타내는 용어는 다양하게 변형될 수 있다.

도 4를 참조하여 설명하면, 상위계층에서 전달된 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit)은 적어도 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛들(PDUs: Protocol Data Units)로 가공된다.

상기 PDU들을 본 명세서에서는 원본 데이터 블록(original data block, 이하 'blk')이라 부르기로 한다. 상위계층에서 전달된 데이터인 SDU를 크기 s(size)인 작은 데이터 블록으로 나누고 그 중 n개를 선택하여 데이터 블록 집합을 구성한다. 이를 원본 데이터 블록 집합(original data block set)이라 부르기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 의해 개시되는 데이터 처리방법을 통해 만들어지는 데이터 블록을 부호화된 데이터 블록 또는 코드블록(coded block)이라 부르기로 한다. 다만, 도 4를 설명하기 위해 사용한 용어들은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위해 사용되었고 다른 형태의 용어로도 변형이 가능하다.

상기 데이터 블록을 부호화하는 방법은 다음 수학식으로 일반화할 수 있다.

수학식 1를 살펴보면, coded _ blk _j 는 코드블록의 일반식을 나타내고, C _ji 는 계수 행렬의 일반식을 나타내는 표현이다. blk _i 는 원본 데이터 블록(original data block)을 나타내는 것이다. 상기 일반화된 수식으로써, 본 명세서에서 제안하는 난수 선형 부호화 방법을 표현할 수 있다.

이와 같이, 부호화된 행렬은 계수행렬과 원본 데이터 행렬의 곱으로 형성될 수 있으며, 각각의 코드블록은 원본 데이터 블록 집합의 정보를 모두 포함한다. 따라서, 일부 코드블록이 유실되거나 오류가 생겨 원본 데이터의 복원에 사용할 수 없는 경우에도, 오류가 발생한 코드블록과 동일한 코드블록을 전송할 필요가 없이 다른 코드블록을 생성하여 전송함으로써 오류를 정정할 수 있다.

도 5는 IEEE 802.16 시스템에서 사용되고 있는 프로토콜 계층 구성도이다.

도 5를 참조하면, 송신측의 상위계층(예를 들어, IP layer, ATM 및 Ethernet 등, 501)은 CS(Convergence Sublayer) SAP(Service Access Point)를 통해 데이터를 SDU의 형태로 매체 접속 제어(MAC) SAP를 통해 MAC CPS(Common Point Sublayer, 502)로 전달한다.

MAC CPS(502)에서는 SDU 형태로 전달된 데이터를 RLC를 이용하여 MAC PDU로 가공한다. 가공된 MAC PDU는 보안 부계층(Privacy Sublayer, 503)에서 보안 암호(security encryption)가 추가로 부가된 후 PHY(physical) SAP를 통해 물리 계층(PHY, 504)으로 전달된다. 물리 계층(504)은 가공된 PDU를 무선 또는 유선 구간으로 전송하기 위한 동작을 수행한다.

수신측의 물리계층은 무선 또는 유선 구간으로 송신측에서 전송된 MAC PDU를 수신하여 PHY SAP를 통해 MAC CPS에 이를 전달한다. 상기 MAC CPS에서는 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 데이터 처리 방법을 통해 원래 정보 데이터를 복원한다. 상기 복원된 데이터는 MAC SAP를 통해 상위 계층으로 전달된다. 또한, 수신측에서 데이터 수신 상태에 따라 ARQ 동작을 수행하여 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement)을 송신측으로 전송한다.

본 발명의 실시예들에서 제안하는 데이터 처리 방법과 데이터 재전송 방법이 쓰일 수 있는 영역은 MAC CPS(502)이다. MAC CPS(502)에서 데이터 처리, 즉 데이터의 부호화, 복호화 등의 데이터 처리 과정이 수행된다. 또한, MAC CPS(502)에서 데이터 재전송 방법인 ARQ(Automatic Repeat Request) 동작이 수행된다. 본 발명에서 제안하는 실시예들 중 데이터 재전송 방법에 관한 실시예들도 역시 MAC CPS(502)에서 수행될 수 있다.

다만, 프로토콜 스택에서 볼 수 있듯이, 계층별로 프로토콜 처리에 필요한 '헤더' 등이 데이터에 붙게 된다. 상기 헤더에 의해 비록 데이터 처리시 다른 계층을 통해 데이터가 전달되더라도 같은 계층끼리 통신을 주고 받는 것으로 나타낼 수 있다. 따라서, 송신측과 수신측의 MAC CPS에서 데이터 처리 방법과 데이터 재전송 방법이 사용되는 경우에도, 본 발명의 실시예들에서는 송신측과 수신측으로 간략히 설명한다.

도 5에서 쓰인 용어들은 본 발명에서 사용되는 데이터 처리 방법과 데이터 재전송 방법이 사용되는 일례를 나타낸 것일 뿐이며, 다른 용어로도 사용될 수 있다. 예를 들어, WCDMA(Wideband Code Division Multiplex Access)에서는 데이터 재전송 방법이 RLC(Radio Link Layer) 계층에서 사용된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라, SDU를 단편화하는 방법의 일례를 나타낸다.

도 6은 RLC를 이용하기 위해 송수신단 간에 협상한 블록의 크기와 블록 집합에 포함되는 블록들의 개수로 전달된 SDU를 단편화하는 방법을 나타낸다.

다음 수학식 2는 SDU를 단편화하는 방법을 나타낸다.

수학식 2에서 <> 기호는 결과값이 소수점으로 나올 때는 올림하여 정수를 만드는 것이다. 즉, <x>는 x보다 작지 않은 최소정수를 의미한다. 예를 들어, 단편화 (Fragmentation) 개수 = <1.7> 이면, 단편화 개수는 2개이다. 여기서 'SDU size'는 전달받은 SDU의 크기(bit)를 나타내고, 'BLOCK size'는 블록 하나의 크기를 나타낸다. 또한, 'BLOCK SET size'는 하나의 블록집합에 몇 개의 블록이 들어가는지를 나 타내는 양의 정수이다. 이때, 단편 하나의 크기는 'BLOCK size * BLOCK SET size'로 나타낼 수 있다.

도 6은 수학식 2를 이용하여 하나의 SDU를 k개의 단편으로 분할한 것이다. 이때, 단편의 개수는 블록집합의 개수와 같다. 이때, 블록집합에 포함되는 블록의 개수는 총 n 개로서, 이는 초기 연결시에 송수신단 간에서 협상을 통해 획득한 값이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라, SDU를 단편화하는 방법의 다른 일례를 나타낸다.

도 7은 상위계층에서 전달받은 SDU의 크기가 'BLOCK size * BLOCK SET size'보다 작은 경우를 나타낸다. 즉, 이러한 경우에는 단편화를 하지 않고, SDU를 그대로 사용할 수 있다. 즉, 블록집합이 하나인 경우이다. 다만, 초기 협상과정에서 설정한 블록의 크기로 SDU를 분할할 수 있다.

도 7을 참조하면, SDU를 블록의 크기로 나눈 값이 정수인 경우이다. 즉, 수학식 2를 이용하여 계산한 단편의 개수는 1인 경우를 나타낸다. 즉,

이고 블록집합의 크기를 n이라 했을 때, k<n인 경우를 나타낸다. 이때, k 및 n은 양의 정수이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라, SDU를 단편화하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 8은 상위계층으로부터 전달받은 SDU의 크기가 'BLOCK size * BLOCK SET size'보다 작은 경우이다. 즉, SDU를 단편화하지 않는 경우이다. 도 8의 SDU를 하나의 블록 크기로 나누었을 때, 그 값은 정수값으로 나눠지지 않는다. 예를 들어,

이고, 블록집합의 크기를 n이라 했을 때,i<n인 경우이다. 이때, i는 양의 실수이고, n은 양의 정수이다. 마지막 블록의 경우 블록의 크기를 맞추기 위해 블록크기만큼 다른 비트들을 채워(padding)줄 수 있다. 채워지는 비트들은 모드 '0' 또는 '1'로 채울 수 있다. 본 발명의 실시예들에서는 1로 채우는 것을 가정한다. 다만, 0으로 채울 수도 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라, SDU를 단편화하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 상위계층으로부터 전달받은 SDU의 크기가 'BLOCK size * BLOCK SET size'보다 크므로, 단편화를 수행한다. 즉, 블록집합의 개수가 하나 이상, 두 개 이하인 경우이다. 도 9는 SDU를 하나의 블록으로 나눈 값이 정수이고, 수학식 2를 이용하여 계산된 단편의 개수는 1 보다 큰 값이 나오는 경우를 가정한다. 예를 들어,

이고, 블록집합의 크기를 n이라 하는 경우, k>n이고, k<(단편 개수×n)인 경우이다. 이때, k 및 n은 양의 정수를 나타낸다.

SDU를 단편화하는 경우, 마지막 블록집합의 크기가

보다 작은 경우에는, 마지막 블록집합에 포함된 블록들을 첫 번째 블록집합에 포함시켜 RLC를 적용하고, 블록집합의 크기(예를 들어, k = n+1)를 수신단에 알려줘야 한다. 마지막 블록집합의 크기가

보다 큰 경우에는 두 개의 블록집합으로 각각 RLC를 적용하고, 각 블록집합의 크기를 수신단에 알려준다.

도 9는 마지막 단편의 블록 개수, 즉 블록집합의 크기가

보다 작은 경우로서, 마지막 단편에 포함된 블록들은 첫 번째 단편에 포함하여 부호화를 수행할 수 있다. 이 경우, 단편의 크기를 수신단에 알려줘야 한다.

도 9에서 설명한

라는 기준은 본 발명을 가장 적합하게 설명하기 위해 정한 기준 중 하나이고, 다른 기준 값을 정하여 단편화를 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라, SDU를 단편화하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 10은 상위계층으로부터 전달받은 SDU의 크기가 'BLOCK size * BLOCK SET size' 보다 큰 경우를 나타낸다. 즉, 블록집합이 두 개 이상 생성되는 경우이다. 도 10은 SDU를 하나의 블록으로 나눈값이 정수값이 아니고, 블록집합의 개수가 두 개 이상인 경우를 가정한다. 예를 들어,

이고, 블록집합의 크기를 n이라 했을 때, i>n이고, i<(단편의 개수×n)이다. 이때, i는 양의 실수이고, n은 양의 정수이다.

단편을 수행하는 경우, 마지막 블록집합의 크기가

보다 작은 경우에는 마지막 블록집합에 해당하는 블록들을 이전 블록집합에 포함시키고, 이전 블록집합의 크기를 수신단에 알려준다. 마지막 블록집합의 크기가

보다 큰 경우에는, 각 단편을 독립 블록집합으로 구성하고 마지막 블록집합의 크기를 수신단에 알려준다. 마지막 블록의 경우에는 블록의 크기를 동일하게 하기 위해 블록 크기만큼 비트를 채워(padding)준다.

도 10은 마지막 단편에 포함되는 블록의 개수가

보다 큰 경우이며, 마지막 블록의 크기가 다른 블록보다 작은 경우이다. 따라서, 마지막 블록에 다른 비트들을 채워 블록의 크기를 동일하게 할 수 있다. 이때, 송신단은 수신단에 각 블록집합의 크기를 알려줘야 한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예로서, R-ARQ 제어를 위한 MAC 헤더 포맷의 일례를 나타낸다.

도 11은 R-ARQ(Random Linear Coding Automatic Repeat Request) 제어를 위한 R-ARQ 제어 서브헤더(R-ARQ Control Sub-header)의 포함 여부를 알려 주기 위한 일반 MAC 헤더 포맷(Generic MAC header format)의 일 예를 나타낸다. 이때, R-ARQ는 RLC를 적용한 ARQ 기법을 의미한다.

MAC 헤더에서 R-Ind 필드의 비트(bit)가, R-Ind=1 로 설정되면, MAC PDU에 R-ARQ 제어 서브 헤더가 포함되는 것을 나타낸다. 만약, R-Ind=0이면 R-ARQ 제어 서브헤더는 포함되지 않는 것을 나타낸다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서, R-ARQ를 고려한 MAC PDU 구성방법의 일례를 나타낸다.

송신단에서 MAC PDU를 구성시 R-ARQ를 고려하여 R-ARQ 제어 서브헤더를 포함할 수 있다. 도 12를 참조하면, MAC 헤더에 포함되는 R-Ind 필드는 1인 경우, R-ARQ 제어 서브헤더가 MAC PDU에 포함된다. MAC PDU의 페이로드에는 MAC SDU가 포함되는데, 이때, MAC SDU는 도 6 내지 도 9의 단편화를 이용하여 구성된 블록집합 중 일부를 나타낸다. 또한, MAC PDU에는 오류제어를 위해 CRC가 첨부된다.

다음 표 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 R-ARQ 제어 서브헤더의 일례를 나타낸다.

Syntax	Size(bit)	Notes
R-ARQ Control Subheader() {
FC	2	Indicates the fragmentation or packing state of the payload: 00 = Last fragment (no fragment) 01 = Middle fragment 10 = Packing 11 = Reserved
Fragmentation #	8	Fragmentation # = Block set #

Alignment indicator	1
If (Alignment indicator)
# of Blocks	8
Padding indicator	1
if (Padding indicator)
# of Padding bits	8
}

표 5는 RLC를 사용하는 통신에서 단편(즉, 블록집합)을 나타내기 위해 사용하는 R-ARQ (RLC based Automatic Repeat reQuest) 제어 서브헤더의 일례이다. FC 필드는 단편 제어(fragmentation control)을 수행 여부를 나타내는 것으로서, R-ARQ 제어 서브 헤더의 뒤를 따라오는 페이로드가 마지막 단편(또는 no fragment; FC=00)인지, 중간 단편(FC=01)인지 또는 패킹된 단편(FC=10)인지 여부를 나타낼 수 있다. FC가 마지막 단편으로 설정되면 SDU가 두 개 이상의 단편으로 분할되어 전달되는 경우, 해당 PDU가 마지막 단편을 포함하는 것을 나타낸다. 송신단은 'No fragment'인 경우에도 마지막 단편과 동일하게 처리되므로, 마지막 단편인 것으로 수신단에 알려 줄 수 있다.

단편 번호(fragmentation #) 파라미터는 해당 PDU에 포함되는 단편의 번호를 나타낼 수 있다. 또한, 해당 PDU에 포함되는 단편의 개수를 나타낼 수도 있다.

송신단은 해당 단편에서 포함되는 블록의 개수 알려주기 위해 정렬 지시자(alignment indicator)를 사용할 수 있다. 송신단은 정렬 지시자를 '1'로 설정한 경우, '# of block' 필드를 이용하여 블록의 개수를 알려줄 수 있다. 만약, 정렬 지시자가 '0'으로 설정된 경우에는 SDU가 단편되지 않은 것을 나타낸다.

또한, 마지막 단편(Last fragment 또는 no fragment)의 경우는 패딩을 수행하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, R-ARQ 제어 서브헤더에는 이를 알려 주는 패딩 지시자(padding indicator) 필드가 포함된다. 이때, 패딩 지시자 필드가 '1'로 설정이 된 경우, 송신단은 '# of padding bits' 필드를 이용하여 패딩된 비트가 몇 개인지를 알려 줄 수 있다. 패킹인 경우에도 상기 정렬(alignment) 및 패딩(padding) 문제가 발생할 수 있으므로 동일하게 알려 줄 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예로서, R-ARQ를 고려한 MAC PDU 구성방법의 다른 일례를 나타낸다.

도 13은 R-ARQ를 고려하여 R-ARQ 제어 서브헤더가 포함된 MAC PDU를 구성하는 방법 중, MAC 페이로드에 삽입되는 블록집합이 두 개 이상인 경우를 나타낸다. 즉, 단편의 개수가 두 개 이상인 경우 MAC PDU를 구성하는 방법을 나타낸다. 단편의 개수는 블록집합의 개수만큼 수행할 수 있다.

도 13을 참조하면, 송신단은 SDU를 두 개의 단편(Frag 0 및 Frag 1)으로 단편화한다. 이때, Frag 0 및 Frag 1을 MAC PDU 구성 각각 별개의 MAC PDU를 구성할 수 있다. 각 MAC PDU에 포함되는 구성요소는 도 12와 유사하다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예로서, R-ARQ를 고려한 MAC PDU를 구성방법의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 14는 R-ARQ를 고려하여 R-ARQ 제어 서브헤더가 포함되어 구성된 MAC PDU를 구성하는 방법 중, 두 개 이상의 MAC PDU가 패킹(packing) 되어 MAC PDU를 구성하는 방법을 나타낸다.

도 14에서는 패킹되는 MAC SDU들을 블록크기로 나누었을 때 정수로 나누어 지지 않는 경우로 마지막 블록은 블록크기를 맞추기 위해서 패딩을 하였다. 블록집합의 번호는 처음 연결(connection)을 설정한 후 '0'부터 시작하여 연결이 끝날 때까지 분할될 경우 단편된 단위나 패킹된 경우 각 MAC SDU 들에 하나씩 순차적으로 증가할 수 있다. 이는 정한 범위에서 증가하다가 최대치에 이르면 다시 0부터 시작할 수 있다.

도 14를 참조하면, MAC PDU 구성시 하나 이상의 MAC SDU를 패킹할 수 있다. 즉, 이러한 경우의 MAC PDU는 'R-Ind =1'을 포함하는 하나의 MAC 헤더, R-ARQ 제어 서브헤더와 MAC SDU #0을 포함한다. 또한, MAC SDU를 제어하기 위한 R-ARQ 제어 서브헤더 및 MAC SDU #1을 더 포함한다. 물론, MAC PDU의 오류 검출 및 정정을 위한 CRC를 포함할 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 블록집합의 번호를 부여하는 방법을 나타내는 도면이다.

블록집합의 번호는 처음 연결(connection)을 설정한 후 '0'부터 시작하여 연결이 끝날 때까지 분할될 경우 단편된 단위나 패킹된 경우 각 MAC SDU 들에 하나씩 순차적으로 증가할 수 있다. 이는 정한 범위에서 증가하다가 최대치에 이르면 다시 0부터 시작할 수 있다.

예를 들어, 블록집합(block set)의 번호가 1 바이트(1 byte)일 경우 0 ~ 255까지 사용하고 하나씩 증가하다, 255까지 사용하면 그 다음 블록집합 번호는 0이 된다. 도 12, 도 13 및 도 14가 순차적으로 전달되는 MAC PDU들이라 하면, 즉, 도 12의 SDU가 SDU #0, 도 13의 SDU가 SDU #1, 도 14의 SDU들이 SDU #2 및 SDU #3이라고 하면, 도 15에서 보여진 것과 같은 블록집합의 번호들을 가진다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예로서, SDU를 분할하여 하나 이상의 MAC PDU를 생성시 각 블록에 오류검출부호를 추가하는 방법을 나타낸다.

MAC PDU를 구성시 블록단위로 전송되는 정보에 대해, 각 블록들의 오류 유무를 판단하기 위한 방법이다. 이는 위의 방법에서 만들어진 MPDU가 CRC 검사를 통해 오류를 추출했을 때 MPDU 내에 포함된 모든 블록들을 버리는 일을 방지하고자 함이다.

도 16을 참조하면, 오류검출부호(CRC)는, 바로 직전의 블록에 대한 오류 검출을 수행할 수 있다. 예를 들어, n개의 블록이 'frag 0'에 포함되었다면, 이를 위한 n 개의 오류검출부호(CRC)가 필요하다. 오류 검출은 CRC를 이용할 수 있으며 여기서는 CRC-8을 기본으로 사용하고 있다. 하지만 이는 block의 크기에 따라 더 많은 오류 검출 정보(예를 들어, CRC-16 또는 CRC-32)를 이용할 수 있다

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 단편의 크기와 블록의 크기가 동일한 경우의 MAC PDU 구성방법을 나타내는 도면이다.

도 17을 참조하면, 상위계층으로부터 전달된 SDU는 n개의 블록들로 분할된다. 각 블록들은 하나의 단편에 대응되고, 각 단편이 하나의 MAC PDU를 구성하는데 사용됨을 알 수 있다. 따라서, MAC PDU는 R-Ind를 포함하는 MAC 헤더, R-ARQ 제어 서브헤더, Frag 0으로 구성되는 MAC 페이로드 및 CRC를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 단편을 수행할 때, MPDU에는 하나의 블록만이 전송될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

Claims

무선접속 시스템에서 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 구성하는 방법에 있어서,

상위계층에서 전달된 데이터를 분할하여 생성되는 블록의 크기 및 소정의 블록으로 구성되는 블록집합의 크기를 협상하는 제 1단계;

상기 협상한 결과에 따라 상기 상위계층 데이터를 단편화한 상기 블록 및 상기 블록집합을 구성하는 제 2단계; 및

난수선형부호화를 기반으로 하는 자동재전송 방식을 제어하기 위한 서브헤더, 및 상기 블록 또는 상기 블록집합을 포함하는 프로토콜 데이터를 구성하는 제 3 단계를 포함하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

제 2단계에서,

상기 단편화시 단편의 개수는 상기 블록집합의 개수와 동일하고,

상기 블록집합의 개수는 상기 블록의 크기 및 상기 블록집합에 포함되는 블록의 개수를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 2항에 있어서,

상기 블록집합의 개수는,

상기 상위계층 데이터를 상기 블록의 크기와 상기 블록집합에 포함되는 블록 의 개수를 곱한 값으로 나누어 그 결과값을 올림한 수로서 결정하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 단계에서,

상기 블록집합을 구성하는 경우에,

상기 상위계층 데이터의 크기가 상기 블록집합의 크기보다 작은 경우에는 상기 상위계층 데이터를 단편화하지 않고, 상기 상위계층 데이터를 상기 블록들로 분할하여 상기 PDU를 구성하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 4항에 있어서,

상기 상위계층 데이터가 상기 블록의 크기로 나누어떨어지지 않는 경우에는 마지막 블록에 소정의 비트를 채워넣어 하나의 블록으로 구성하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 단계에서,

상기 블록집합을 구성하는 경우에,

상기 상위계층 데이터의 크기가 상기 블록집합의 크기보다 큰 경우에는 상기 상위계층 데이터를 단편화하고, 상기 단편화한 데이터를 이용하여 상기 PDU를 구성 하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 6항에 있어서,

상기 상위계층 데이터가 상기 블록의 크기로 나누어떨어지지 않는 경우에는 마지막 블록에 소정의 비트를 채워넣어 하나의 블록으로 구성하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

상기 PDU는 상기 서브헤더가 포함되었는지 여부를 나타내는 필드를 포함하는 헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

상기 서브헤더는,

상기 PDU에 포함되는 상기 블록의 크기 및 상기 블록집합의 크기를 알려주기 위한 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 9항에 있어서,

상기 서브헤더는,

상기 블록에 패딩이 필요한지 여부를 나타내는 지시자를 더 포함하고, 상기 지시자가 패딩이 필요함을 나타내면 패딩할 비트의 수를 알려주는 필드를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 1항에 있어서,

상기 PDU는 오류제어를 위한 오류검출부호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.
제 11항에 있어서,

상기 오류검출부호는,

상기 PDU에 포함되는 각각의 블록에 대해 별개로 삽입되는 것을 특징으로 하는, PDU 구성방법.