KR20090062758A

KR20090062758A - 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090062758A
Application number: KR1020070130191A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 리에샤우트 게르트 잔 반
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-17
Also published as: JP2011508482A; US9025564B2; CN101897132B; EP2220793A4; JP5174922B2; EP2220793A1; KR101460359B1; US20110019643A1; EP2220793B1; CN101897132A; WO2009075549A1

Abstract

본 발명은 핸드오버 시 기지국 간의 데이터 전달을 최소화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 핸드오버가 일어나기 직전 단말이 소스 셀의 기지국에게, 이전에 전송한 상태 보고와 현재 상태가 다른 RLC PDU에 대한 상태 보고를 전송하도록 한다. 이를 통해 성공적으로 전송되었지만 아직 긍정적 인지 신호가 수신되지 않은 RLC PDU들의 포워딩을 방지한다.

LTE(Long Term Evolution), RLC (Radio Link Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol)

Description

이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HANDOVER IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서 핸드 오버 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이동 통신 시스템에서 핸드 오버 시 기지국간 포워딩되는 데이터를 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템 중 하나인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하고, 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA라 한다)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동통신 시스템이다.

현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신 시스템으로서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술로서 2010년 정도에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 논의 중에 있다.

도 1은 차세대 이동통신 시스템 중 UMTS 시스템을 기반으로 하는 시스템 구조의 일 예를 도시한 도면이다.도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved Radio Access Network, 이하 E-RAN라 한다)(110, 112)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(120, 122, 124, 126, 128)과, 상위 노드(Access Gateway라 한다)(130, 132)로 2개의 노드 구조로 단순화 하고자 한다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 한다)(101)은 E-RAN(110, 112)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 IP라 한다) 네트워크로 접속한다.

ENB(120 내지 128)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응되며, UE(101)와 무선 채널로 연결된다. 기존 노드 B와 달리 상기 ENB(120 내지 128)는 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(120 내지 128)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상적으로 다수의 셀들을 제어한다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이 라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.

도 2는 LTE 시스템의 무선 프로토콜의 계층 구조를 도시한 도면이다. 그러면 도 2를 참조하여 LTE 시스템의 무선 프로토콜 계층 구조를 살펴보기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 프로토콜은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205, 240), RLC(Radio Link Control)(210, 235), MAC(Medium Access Control)(215,230)으로 이루어진다. PDCP (205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. 이하의 설명에서 특정 프로토콜 계층 장치에서 출력되는 패킷을 프로토콜의 PDU라고 칭한다. MAC(215, 230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고 OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

단말이 다른 셀로 이동하지 않고 한 셀에 머룰러 있는 동안에는 RLC 장치가 신뢰성있는 데이터 송수신을 보장한다. 반면 단말이 다른 셀로 이동하면, 이전 셀에서 사용하던 RLC 장치를 제거하고 새로운 RLC 장치를 구성하기 때문에 ARQ 동작 의 연속성이 보장되지 않으며, 데이터의 유실이 일어날 수도 있다. 데이터 유실을 방지하기 위해 핸드 오버 과정에서 소스 ENB는 아직 RLC 레벨에서 성공적 전송을 확인 받지 못한 PDCP SDU들을 타겟 ENB로 포워딩한다. 통상 ENB 사이의 링크는 저속이기 때문에, 핸드 오버 과정의 데이터 포워딩을 가능한 줄이는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 핸드 오버 수행 시에 최적화된 데이터 송수신 방법을 제공하고 한다.

또한 본 발명에서는 서빙 ENB과 타겟 ENB 사이에 최적화된 데이터 포워딩 방법을 제공한다.

또한 본 발명에서는 핸드 오버가 곧 실행될 것을 감지한 단말이, 꼭 필요한 최소한의 상태만을 보고를 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법은, 핸드오버가 임박했음을 경우, 송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재하는지를 판단하는 과정과, 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재할 경우 상기 패킷에 대한 상태를 포함하는 새로운 상태 보고 생성하는 과정과, 상기 상태보고로 구성되는 데이터를 송신측으로 전송하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 장치는 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 장치는 송신측으로부터 전송된 데이터를 복조하고 채널 디코딩하며, RLC 계층으로부터 전송되는 상태보고를 송신측으로 전송하는 물리계층과, 상기 물리계층으로부터 전달된 데이터들을 역 다중화하여 RLC PDU를 생성하는 MAC계층과, 상기 RLC PDU 들에 대한 재전송 및 상태보고를 담당하는 상기 RLC계층과, 상기 RLC PDU로부터 PDCP PDU를 구성하고 IP 패킷의 헤더 압축 및 복원 동작을 담당하는 PDCP 계층을 포함한다. 여기서 상기 RLC 계층은 핸드오버가 임박했음을 경우, 송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재하는지를 판단하고, 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재할 경우 상기 패킷에 대한 상태를 포함하는 새로운 상태 보고 생성하여 물리계층으로 전달함을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 핸드오버가 일어나기 직전에 단말이 일정 조건을 충족하는 로지컬 채널에 대한 상태 보고 메시지를 소스 기지국으로 전송하도록 하여, 소스 셀이 성공적으로 전송되었지만 단말로부터 아직 긍정적 인지 신호를 받지 못한 RLC PDU들을 타겟 셀로 전달하지 않도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라 는 것을 유의하여야 한다.

본 발명에서는, 핸드오버가 임박하였다는 사실을 인지한 단말은 모든 RLC 계층 장치에 대한 RLC 상태 보고 메시지를 생성/보고하는 것이 아니라, RLC 상태 보고 메시지를 생성/전송함으로써 데이터 포워딩이 감소할 가능성이 높은 RLC 장치들에 한해서 RLC 상태 보고를 생성하며, 상기 RLC 상태 보고 메시지에는 데이터 포워딩 감소에 필요한 정보만을 수납하는 방법 및 장치를 제시한다.

도 3은 신뢰성 있는 데이터 송수신을 보장하는 RLC 동작의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이하 도 3을 참조하여 RLC 동작을 살펴보기로 한다.

PDCP 계층 장치 혹은 RLC 계층 장치에 구비되는 송신장치의 전송 버퍼(305)는 상대편 수신 장치로 아직 전송되지 않았거나, 전송되었지만 성공적 전송이 아직 확인되지 않은 PDCP SDU들(310)을 저장한다. 프레이밍 블록(315)은 PDCP SDU를 적절한 크기로 재구성한 후 하나 씩 단조 증가하는 일련 번호를 부착해서 RLC PDU로 구성한다. RLC PDU는 수신측 RLC 계층으로부터 ACK 신호가 수신될 때가지 재전송 버퍼(320)에 저장된다. 송신 장치는 임의의 RLC PDU에 대한 ACK 신호를 수신하면 해당 RLC PDU를 재전송 버퍼(320)에서 폐기한다. 또한 상기 RLC PDU의 성공적 전송을 확인함으로써, 임의의 PDCP SDU의 전송이 성공적으로 확인되고, 상기 PDCP SDU 보다 먼저 전송된 PDCP SDU들 또한 모두 성공적으로 전송되었다면, 상기 PDCP SDU보다 먼저 전송된 PDCP SDU들 및 상기 PDCP SDU를 전송 버퍼(305)에서 폐기한다. 수신측 RLC 계층 장치는 수신한 RLC PDU들을 수신 버퍼(330)에 저장한 뒤 일련번호를 검사함으로써 전송 중에 유실된 RLC PDU의 일련번호를 인지한다. 소정의 조건이 충족되면 수신측 RLC 계층 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 생성해서 송신측 RLC 계층 장치로 전송한다. RLC 상태 보고 메시지에는 수신측 RLC 계층 장치의 RLC PDU 수신 상태에 관한 정보가 수납되며, 송신측 RLC 계층 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 통해 성공적으로 전송한 RLC PDU와 전송에 실패한 RLC PDU를 파악한다. RLC 상태 보고 메시지는 하기 <표 1>에 도시된 포맷으로 생성된다.

타입 = RLC 상태 보고 메시지

ACK_SN = 성공적으로 수신한 RLC PDU들의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호

NACK_SN = 수신하지 못한 RLC PDU의 일련 번호

...

NACK_SN = 수신하지 못한 RLC PDU의 일련 번호

RLC 상태 보고 메시지는 하나의 ACK_SN으로 구성되거나, 혹은 하나의 ACK_SN과 하나 또는 하나 이상의 NACK_SN으로 구성된다. NACK_SN의 존재 여부는 별도의 플래그를 통해 지시되며 편의상 상기 <표 1>에는 포함시키지 않았다. ACK_SN 필드에는 현재까지 성공적으로 수신한 RLC PDU들의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호가 수납되고, NACK_SN에는 수신하지 못한 RLC PDU들의 일련 번호들이 수납된다. 예컨대, 임의의 시점에 송신측 RLC 계층 장치는 RLC PDU [7] ~ RLC PDU [10]을 전송하고, 수신측 RLC 계층 장치는 RLC PDU[7]과 RLC PDU[9]만 수신해서 수신 버퍼(330)에 저장한다. 임의의 시점에 RLC 상태 보고 메시지 생성 조건이 만족되면, 수신측 RLC 계층 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 생성한다. 상기 RLC 상태 보고 메시지의 ACK_SN 필드에는 일련 번호 9가, NACK_SN 필드에는 일련 번호 8이 수납된다. 상기 RLC 상태 보고 메시지를 수신한 송신측 RLC 계층 장치는 가장 낮은 NACK_SN 보다 낮은 일련 번호를 가지는 RLC PDU, 즉 일련 번호가 7보다 낮은 RLC PDU들은 모두 성공적으로 전송된 것으로 판단해서 재전송 버퍼에서 폐기한다. 또한 전송 버퍼에 저장되어 있는 PDCP SDU들 중 일련 번호가 7보다 낮은 RLC PDU들과 매핑되는 PDCP SDU들 역시 폐기한다. 송신측 RLC 계층 장치는 수신측 RLC 계층 장치가 수신하지 못한 것으로 보고한 RLC PDU[8]은 재전송한다.

RLC 계층 장치는 일련 번호를 부착한 RLC PDU를 전송하고, RLC 상태 보고 메시지를 통해 상기 전송한 RLC PDU의 전송 성공 여부를 파악하고 재전송함으로써 신뢰성 있는 송수신을 보장한다.

일반적인 RLC 상태 보고 메시지를 수신함으로써 송신측 RLC 계층 장치는 크게 아래 두 가지 정보를 취득한다.

- 전송에 실패한 RLC PDU 식별

- 전송에 성공한 RLC PDU 식별

전송이 실패한 RLC PDU를 식별함으로써 향후에 어떤 RLC PDU를 재전송해야 하는지 인지하고, 전송에 성공한 RLC PDU를 식별함으로써, 재전송 버퍼 및 전송 버퍼에 저장된 RLC PDU 혹은 PDCP SDU 중 어떤 RLC PDU 혹은 PDCP SDU를 폐기할지 결정한다.

기지국의 송신 장치는 단말의 수신 장치와 통상적인 ARQ 동작을 수행하다가 핸드오버가 실행되면 'RLC 계층 장치로부터 성공적인 전송을 확인 받지 못한 PDCP SDU'들을 타겟 기지국으로 포워딩한다. 또한 핸드오버가 임박한 상황에서는 재전송을 수행할 시간적 여유가 없을 가능성이 높다. 그러므로 핸드오버가 임박한 상황에서는 첫 번째 정보는 별로 유용하지 않지만, 두 번째 정보는 유용할 가능성이 높다. 예를 들어, 핸드오버가 시행되기 전의 임의의 시점에 단말은 RLC 상태 보고 메시지를 통해 x라는 일련 번호의 RLC PDU까지 성공적으로 수신되었다고 보고하였다. 이후 n개의 RLC PDU들이 더 전송 되었으며, 상기 n 개의 RLC PDU들 중 일련 번호가 [x+m]인 RLC PDU를 제외한 나머지 RLC PDU들은 성공적으로 전송되었다고 가정하자. 만약 핸드오버가 수행되기 전에 새로운 RLC 상태 보고 메시지가 생성/전송되지 않는다면, 기지국은 상기 n개의 RLC PDU들 중 어떤 RLC PDU들이 성공적으로 전송되었는지 판단할 수 없으므로, 상기 RLC PDU들과 매핑되는 모든 PDCP SDU들을 타겟 기지국으로 포워딩한다. 만약 단말이 핸드 오버가 실행되기 직전에 ACK_SN과 NACK_SN을 모두 수납한 RLC 상태 보고 메시지를 생성/전송하였다면, 기지국은 상기 RLC 상태 보고 메시지를 바탕으로 필요한 동작의 수행을 시도한다. 즉 상기 상태 보고 메시지를 통해 인지한 정보에 따라 성공적으로 전송된 RLC PDU들 중, ARQ 레벨에서 순서가 정렬된 RLC PDU들과 매핑되는 PDCP SDU들을 전송 버퍼에서 폐기하고, 전송에 실패한 RLC PDU에 대한 재전송을 준비한다. 그런데, 핸드오버가 임박한 상황에서는 소스 기지국이 재전송을 수행하기 전에 단말이 타겟 기지국으로 이동할 가능성이 높다. 다시 말해서 상기 NACK_SN은 쓸모 없는 정보가 될 가능성이 높다.

상기 사항에서 착안한 본 발명에서 단말은 핸드오버가 임박했다는 사실을 인지하면, 수신측 RLC 계층 장치들에 대한 RLC 상태 보고 메시지를 생성하며, 상기 RLC 상태 보고 메시지에는 데이터 포워딩 감소에 필요한 정보만을 수납한다. 데이터 포워딩 감소에 필요한 정보는, ARQ 레벨에서 순서가 정렬된 RLC PDU의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호이다. 본 발명에서 단말은 핸드오버가 임박했다는 사실을 인지하면, 모든 RLC 계층 장치의 RLC 수신 상태 보고 메시지를 생성하는 것이 아니라, '성공적으로 수신하였지만 상태를 아직 보고하지 않은 RLC PDU'가 존재하는 RLC 계층 장치에 대해서만 RLC 수신 상태 보고 메시지를 생성/전송한다. 성공적으로 수신하였지만 상태를 아직 보고하지 않은 RLC PDU가 존재한다는 것은, RLC 수신 상태 보고 메시지를 생성/전송하지 않으면 불필요하게 포워딩될 데이터가 존재함을 의미한다. 반면 수신한 모든 RLC PDU에 대해서 이미 상태 보고를 하였다면, 새로운 RLC 수신 상태 보고 메시지를 생성/전송하는 것은 의미가 없다.또한 모든 RLC 상태 보고 메시지를 전송할 만큼의 전송 자원을 할당 받지 못하였다면, 단말은 '성공적으로 수신하였지만 상태를 아직 보고하지 않은 RLC PDU'의 개수가 많은 RLC 계층 장치의 RLC 상태 보고 메시지를 우선적으로 전송한다.도 4는 본 발명에 따라 핸드오버 시 전체 동작의 흐름도이다.다수의 RLC 장치가 구동하고 있는 단말(405), 소스 기지국(410) 및 타겟 기지국(415)으로 구성된 이동 통신 시스템에서 단말은 핸드오버가 임박했음을 인지한다. 단말은 여러 가지 방법을 통해 핸드오버 발생을 감지할 수 있다.핸드오버의 발생을 감지할 수 있는 방법을 예를 들면, 기지국이 단말에게 핸드오버가 임박했음을 지시할 수도 있다. 다른 방법으로 핸드오버를 유발할 가능성이 높은 측정 결과 보고가 생성되면 핸드오버가 곧 수행될 것으로 판단할 수도 있다. 핸드오버를 유발할 가능성이 높은 측정 결과 보고는 예를 들어 임의의 주변 셀 무선 채널 품질이 현재 셀 무선 채널 품질 보다 좋다는 것을 보고하는 측정 결과가 있을 수 있다. 다양한 종류의 측정 결과 보고 중 어떤 측정 결과 보고가 핸드오버를 유발할 가능성이 높은 것인지는 미리 설정될 수 있다. 예를 들어 주기적인 측정 결과 보고를 제외한 모든 측정 결과 보고가 핸드오버를 유발할 가능성이 높은 측정 결과 보고로 정의될 수도 있고, 혹은 주변 셀 무선 채널 품질이 현재 셀 무선 채널 품질보다 좋다는 것을 보고하는 측정 결과 등 몇몇 특정 측정 결과 보고만 핸드오버를 유발할 가능성이 높은 측정 결과 보고로 정의될 수도 있다.단말은 상기와 같이 402단계에서 핸드오버가 임박했음을 감지하면, 현재 구성되어 있는 RLC 장치 들 중 아래 조건을 모두 만족하는 RLC 장치들에 대해서 RLC 상태 보고 메시지를 생성한다. 그러면 RLC 상태 보고 메시지를 생성 조건을 살펴보기로 한다.

< RLC 상태 보고 메시지 생성 조건 >

- RLC AM으로 동작하는 RLC 장치

- SRB가 아닌 RLC 장치

- VR(R)이 VR(R)'과 다른 RLC 장치

RLC 장치는 ARQ 구동 여부에 따라서 RLC AM 혹은 RLC UM(Unacknowledged Mode)으로 동작하며, RLC AM(Acknowledged Mode)은 ARQ가 구동되는 동작 모드를 의미한다. RLC UM으로 동작하는 RLC 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 이용하지 않기 때문에 본 발명이 적용되지 않는다. SRB(Signaling Radio Bearer)는 RRC에서 발생한 패킷을 처리하는 무선 베어러이다. SRB의 RLC 장치는 RLC AM으로 동작하지만 PDCP SDU를 포워딩 하지 않기 때문에, 상태 보고 메시지를 이용해서 포워딩을 줄일 필요가 없으며, 따라서 핸드 오버가 임박했다 하더라도 새로운 RLC 상태 보고 메시지를 생성/전송할 필요가 없다. VR(R)은 현재 시점의 수신 버퍼 하단 일련 번호이다. 수신 버퍼의 하단 일련 번호보다 낮은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들은 이미 상위 계층으로 전달된 상태이며, VR(R)보다 낮은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들은 ARQ 수준에서 순서 정렬이 완료된 PDU들이다. 수신측 RLC 계층 장치는 ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들은 RLC SDU로 조립해서 상위 계층으로 전달하며, 상기 상위 계층으로 전달된 RLC PDU들 중 가장 높은 일련 번호 보다 1 큰 일련 번호를 VR(R)에 저장한다. 좀 더 자세히 설명하면, PDU [x]까지 ARQ 수준에서 순서가 정렬되었다는 것은 x보다 낮은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들이 모두 수신되었거나, x 보다 낮은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들 중 수신되지 않은 RLC PDU가 있더라도, 상기 미수신 RLC PDU들이 더 이상 수신될 가능성이 없는 것으로 판단되어서, x 보다 낮은 일련 번호의 RLC PDU들은 모두 RLC SDU로 조립된 후 상위 계층으로 전달되었으며, RLC의 수신 버퍼에는 x보다 높은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들만 저장되어 있음을 의미한다. VR(R)는 ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호 보다 하나 큰 값이며, 통상 VR(R)보다 낮은 일련 번호의 RLC PDU들은 ARQ 수준에서 순서가 정렬되었다고 한다.

VR(R)`은 가장 최근에 RLC 상태 보고를 전송한 시점의 VR(R)이며, 수신측 RLC 계층 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 생성/전송할 때마다, 해당 시점의 VR(R)을 VR(R)`에 갱신한다. 송신측 RLC 계층 장치는 RLC 상태 보고 메시지를 수신하면, 상기 메시지의 정보를 바탕으로 상기 시점의 VR(R)을 유추해서, ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들 및 상기 RLC PDU들과 매핑된 PDCP SDU들을 재전송 버퍼 및 전송 버퍼에서 폐기한다. 그러므로 송신측 RLC 계층 장치는 상기 VR(R)'보다 높은 일련 번호를 가지는 RLC PDU들 및 상기 RLC PDU들과 매핑된 PDCP SDU들을 재전송 버퍼 및 전송 버퍼에 저장하고 있다. 그러므로 VR(R)이 VR(R)`보다 k만큼 크다면, 송신측 RLC 계층 장치는 k개의 RLC PDU들을 불필요하게 저장하고 있으며, 핸드오버 시 상기 k개의 RLC PDU들과 매핑되는 PDCP SDU들을 불필요하게 포워딩 할 것임을 의미한다. 그러므로 상기 VR(R)과 VR(R)`의 차이값은 단말이 RLC 상태 보고 메시지를 통해 VR(R)을 새롭게 통보하지 않았을 때 불필요하게 포워딩될 데이터의 양과 밀접한 관계를 가진다. VR(R)`과 VR(R)이 동일하다는 것은, RLC 상태 보고 메시지를 전송해서 VR(R)을 새로운 값으로 갱신하더라도 데이터 포워딩이 줄어들지 않는다.

핸드오버가 임박하면 단말은 상기 <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>을 만족하는 RLC 계층 장치에 대해서 하기 <표 2>와 같은 RLC 상태 보고 메시지를 생성한다.

타입 = RLC 상태 보고 메시지

ACK_SN = V(R) -1

ACK_SN에는 해당 시점에서 상위 계층으로 이미 전달된 RLC PDU들 중 가장 높은 일련 번호가 수납된다. 다시 말해서 ACK_SN에는 현재 ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호, 즉 VR(R)에서 1을 감한 값이 수납된다. 그리고 NACK_SN은 수납되지 않는다.단말은 430단계에서 기지국이 할당한 역방향 전송 자원을 이용해서 상기 생성된 하나 혹은 다수의 RLC 상태 보고 메시지들을 기지국으로 전송한다. 이 때 상기 RLC 상태 보고 메시지들은 다른 데이터, 예를 들어 측정 보고 메시지나 버퍼 상태 보고 메시지 등과 함께 전송될 수도 있으며, 할당된 전송 자원이 충분하지 않으면, 소정의 우선 순위에 따라서 상기 각 종 데이터의 전송 여부를 결정한다. 다수의 RLC 상태 보고 메시지들 중, 어떤 RLC 상태 보고 메시지를 먼저 전송할지를 결정하는 우선 순위는 RLC 상태 보고 메시지가 속하는 로지컬 채널의 우선 순위가 될 수 있다. 혹은, VR(R)과 VR(R)`의 차이가 클 수록 RLC 상태 보고 메시지의 우선 순위가 높은 것으로 간주할 수도 있다.

임의의 RLC 계층 장치 x의 VR(R)과 VR(R)`의 차이값 DIFF_x는 하기 <수학식 1>과 같이 계산할 수 있다.

DIFF_x = MOD[(VR(R)-VR(R)`), 1024]

단말은 핸드오버가 임박한 시점에서 <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>을 만족하는 RLC 계층 장치에 대한 RLC 상태 보고 메시지들을 생성하고, 상기 RLC 상태 보고 메시지들을 DIFF가 큰 순서로 우선 순위를 할당한다. 역방향 전송 자원이 부족해서 모든 RLC 상태 보고 메시지들을 한 번에 전송할 수 없다면, 단말은 상기 우선 순위가 높은 RLC 상태 보고 메시지부터 먼저 전송한다. 상기 RLC 상태 보고 메시지는 RLC 제어 메시지로써 전송되거나, RRC 제어 메시지로 전송될 수 있다. RLC 상태 보고 메시지를 RLC 제어 메시지로 전송하면, 로지컬 채널 별로 RLC 상태 보고 메시지를 전송하며, 상기 메시지들이 개별적으로 바이트 정렬되고 상기 메시지들에 개별적으로 MAC 헤더가 부착되기 때문에 상당한 오버 헤드가 발생한다. 반면 상기 RLC 상태 보고 정보를 RRC 제어 메시지에 수납할 경우, MAC 헤더가 하나만 사용되므로 오버 헤드를 줄일 수 있다. RLC 상태 보고 정보를 RRC 제어 메시지에 수납하 는 경우, 상기 RRC 제어 메시지에는 <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>을 만족하는 RLC 계층 장치 별로, 로지컬 채널 식별자와 'ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호'가 수납된다. 기지국은 RLC 상태 보고 메시지를 수신하면, 435단계에서 상기 상태 보고 메시지의 ACK_SN, 즉 ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호를 참조해서 상기 일련 번호에 해당하는 RLC PDU 및 상기 일련 번호 보다 낮은 일련 번호의 RLC PDU들을 재전송 버퍼에서 폐기하고, 상기 폐기된 RLC PDU들과 매핑되는 PDCP SDU들을 전송 버퍼에서 폐기한다. 기지국은 440단계에서 향후 PDCP SDU를 포워딩 함에 있어서 상기 폐기된 PDCP SDU를 제외한 나머지 SDU들만 포워딩한다.

도 5에 본 발명의 단말 동작을 도시하였다.

505 단계에서 단말은 소정의 방식을 통해 핸드 오버가 임박했음을 인지한다. 전술한 바와 같이, 소정의 측정 결과 보고 생성과 핸드 오버 임박을 연계할 수 있다. 510 단계에서 단말은 <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>에 부합하는 RLC 계층 장치를 식별한다. 515 단계에서 단말은 상기 RLC 상태 보고 메시지 생성 조건에 부합하는 RLC 계층 장치 별로 RLC 상태 보고 메시지를 생성한다. 상기 RLC 상태 보고 메시지의 ACK_SN에는 VR(R)에서 1을 감한 값, 즉 ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들 중 가장 높은 일련 번호가 수납된다. 520 단계에서 단말은 다수의 RLC 상태 보고 메시지들의 우선 순위를 결정한다. 상기 우선 순위는 RLC 상태 보고 메시지의 로지컬 채널 본래의 우선 순위와 동일할 수 있다. 즉, 우선 순위가 높은 로지컬 채널에서 발생한 RLC 상태 보고 메시지에 높은 우선 순위가, 우선 순위가 낮은 로지 컬 채널에서 발생한 RLC 상태 보고 메시지에 낮은 우선 순위가 부여될 수 있다. 혹은 RLC 상태 보고 메시지가 발생한 로지컬 채널의 VR(R)과 VR(R)`의 차이값에 따라서 우선 순위를 부여할 수도 있다. 즉, <수학식 1>을 통해 산출되는 값이 큰 로지컬 채널에서 발생한 RLC 상태 보고 메시지에 보다 높은 우선 순위를 부여하고, 수식 1을 통해 산출되는 값이 작은 로지컬 채널에서 발생한 RLC 상태 보고 메시지에 낮은 우선 순위를 부여할 수 있다. 525 단계에서 단말은 상기 결정된 우선 순위에 따라서 RLC 상태 보고 메시지를 전송한다. 즉, 전송할 데이터의 양이 제한되어 있을 때, 우선 순위가 높은 RLC 상태 보고 메시지를 우선적으로 전송한다.

도 6은 본 발명에 따른 단말에서 RLC 상태 보고 정보가 RRC 제어 메시지를 통해 전송되는 경우의 흐름도이다.

605 단계에서 단말은 소정의 방식을 통해 핸드 오버가 임박했음을 인지한다. 610 단계에서 단말은 <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>에 부합하는 RLC 계층 장치를 식별한다. 615 단계에서 단말은 상기 RLC 상태 보고 메시지 생성 조건에 부합하는 RLC 계층 장치 별로 RLC 상태 보고 정보를 생성한다. 상기 RLC 상태 보고 정보는, RLC 계층 장치의 식별자인 로지컬 채널 식별자와 'ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU들의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호'로 구성된다. 620 단계에서 단말은 다수의 RLC 상태 보고 정보들을 소정의 RRC 메시지, 예를 들어 측정 결과 보고 메시지에 수납한다. 625 단계에서 단말은 상기 소정의 RRC 메시지를 전송한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 장치의 주요 블록 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단말은 측정 제어부(705), RRC(710), RLC(720) 및 MAC/PHY(725), RLC 상태 보고 제어부(730)를 포함한다. 측정 제어부(705)는 단말의 수신 신호 세기의 측정 과정을 제어하고, 측정 결과 보고 조건이 충족되면, 측정 결과 보고에 수납할 측정 결과를 RRC(710)로 전달한다. RRC(710)는 측정 제어부(705)로부터 측정 결과가 보고되면, 이를 바탕으로 측정 결과 보고라는 RRC 제어 메시지를 생성한다. 상기 RRC 제어 메시지에는 RLC 상태 보고 정보가 함께 수납될 수도 있다. RLC 상태 보고 제어부(730)는 소정의 방식으로 핸드 오버가 임박했음을 인지하면, <RLC 상태 보고 메시지 생성 조건>을 만족하는 RLC 계층 장치를 식별하고, 해당 RLC 계층 장치에게 'ARQ 수준에서 순서가 정렬된 RLC PDU의 일련 번호 중 가장 높은 일련 번호'를 지시하는 RLC 상태 보고 메시지 혹은 RLC 상태 보고 정보를 생성하도록 제어한다. 상기 RLC 상태 보고 메시지는 차 후 별도의 RLC 제어 정보로 전송되며, RLC 상태 보고 정보는 RRC 장치에 의해서 취합된 후 소정의 RRC 제어 정보에 수납되어 전송된다.

RLC 계층(720)은 상위 계층 데이터나 RRC 메시지의 신뢰성 있는 송수신을 담당하는 RLC 계층 장치들의 집합이며, MAC/PHY(725)는 RLC PDU들의 송수신을 담당하는 장치이다.

도 1은 차세대 이동통신 시스템 구조의 일 예를 도시한 도면

도 2는 차세대 이동통신 시스템의 프로토콜 스택을 도시한 도면

도 3은 RLC 동작의 일 예를 도시한 도면

도 4는 본 발명의 전체 동작을 도시한 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 도면

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 또 다른 동작을 도시한 도면

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치의 구조를 도시한 도면.

Claims

이동 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

단말의 핸드오버가 임박했음을 경우, 송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재하는지를 판단하는 과정과,

이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재할 경우 상기 패킷에 대한 상태를 포함하는 새로운 상태 보고 생성하는 과정과,

상기 상태보고로 구성되는 데이터를 송신측으로 전송하는 과정을 포함하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 핸드오버의 임박에 대한 판단은,

수신측에서 측정결과 보고 시에 상기 측정결과가 미리 결정된 소정의 값일 경우 수신측은 핸드오버가 임박했다고 판단함을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 핸드오버의 임박에 대한 판단은,

수신측이 송신측으로부터 핸드오버 임박에 대한 메시지를 수신했을 경우 핸드오버가 임박했다고 판단함을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,

송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시에 부정적 인지 상태였으나 핸드오버 임박 시점에서 긍정적 인지 상태인 데이터 패킷이 존재할 경우 상기 데이터 패킷에 대한 상태를 포함하는 상태보고를 생성하도록 하는 데이터 수신 방법.
통신시스템에서 데이터를 수신하는 장치에 있어서,

송신측으로부터 전송된 데이터를 복조하고 채널 디코딩하며, RLC 계층으로부터 전송되는 상태보고를 송신측으로 전송하는 물리계층과,

상기 물리계층으로부터 전달된 데이터들을 역 다중화하여 RLC PDU를 생성하는 MAC계층과,

상기 RLC PDU 들에 대한 재전송 및 상태보고를 담당하는 상기 RLC계층과,

상기 RLC PDU로부터 PDCP PDU를 구성하고 IP 패킷의 헤더 압축 및 복원 동작을 담당하는 PDCP 계층을 포함하며,

여기서 상기 RLC 계층은 핸드오버가 임박했음을 경우, 송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷이 존재하는지를 판단하고, 이전 상태보고 시의 상태와 다른 상태를 가진 데이터 패킷 이 존재할 경우 상기 패킷에 대한 상태를 포함하는 새로운 상태 보고 생성하여 물리계층으로 전달함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 수신 장치는 수신측이 측정결과 보고 시에 상기 측정결과가 소정의 값일 경우 수신측은 핸드오버가 임박했다고 판단함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 수신 장치는 수신측이 송신측으로부터 핸드오버 임박에 대한 메시지를 수신했을 경우 핸드오버가 임박했다고 판단함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 RLC 계층은 송신측으로부터 수신되는 데이터 패킷 중 이전 상태보고 시에 부정적 인지 상태였으나 핸드오버 임박 시점에서 긍정적 인지 상태인 데이터 패킷이 존재할 경우 상기 데이터 패킷에 대한 상태를 포함하는 상태보고를 생성하도록 하는 데이터 수신 장치.