KR20090118796A

KR20090118796A - 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법

Info

Publication number: KR20090118796A
Application number: KR1020080068692A
Authority: KR
Inventors: 유희철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2009-11-18

Abstract

무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법은 가변 주기를 가지는 주기적인 BSR(Buffer Status Report) 타이머를 초기 설정 주기로 개시하는 단계, 상기 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 주기적인 버퍼 상태 보고(Periodic Buffer Status Report;Periodic BSR)를 전송하는 단계, 상기 주기적인 버퍼 상태 보고를 전송한 후, 상기 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하는(adjust) 단계 및 조정된 주기로 상기 주기적인 BSR 타이머를 개시하는 단계를 포함한다. 단말의 버퍼 상태에 따른 상향링크 무선자원을 할당받아 효율적으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법{A METHOD FOR REPORTING BUFFER STATUS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송을 위하여 무선자원을 할당받기 위한 버퍼 상태 보고 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다.

상향링크로 데이터를 전송하고자 하는 경우, 단말은 상향링크 데이터를 전송 하기 위한 무선자원을 요청하기 위하여 기지국에 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report;BSR)를 전송한다. BSR은 전송하고자 하는 상향링크 데이터의 우선 순위(Priority)에 대한 정보 및 버퍼를 점유하는 데이터의 양에 대한 정보 등을 포함한다. BSR은 PHY(Physical) 시그널링 또는 MAC(Media Access Control) 시그널링으로 전송될 수 있다.

3GPP TS 36.321 v8.1.0에 따르면, 단말이 BSR을 전송하는 조건에 띠라 세 가지 BSR로 나눌 수 있다. 즉, 전송하고자하는 상향링크 데이터가 높은 우선 순위를 가지는 논리 채널에 속하는 경우에 BSR을 전송하는 레귤러 BSR(Regular BSR), 할당된 상향링크 무선자원의 패딩 비트 수가 BSR MAC 제어 요소의 크기보다 큰 경우에 BSR을 전송하는 패딩 BSR(Padding BSR) 및 주기적인 BSR 타이머가 만료하는 경우에 BSR을 전송하는 주기적인 BSR(Periodic BSR)이다.

종래 기술에 따르면, 단말이 기지국으로 레귤러 BSR을 전송하면 주기적인 BSR 타이머가 만료하기 전까지 기지국은 단말에 대하여 한정된 양의 무선자원을 할당한다. 주기적인 BSR 타이머가 만료하면 단말은 단말의 버퍼 점유량(Buffer Occupancy;BO)을 포함하는 주기적인 BSR을 기지국으로 전송하고, 기지국은 단말의 버퍼 상태를 고려하여 무선자원을 할당한다.

여기서, 주기적인 BSR 타이머가 만료하기 전까지 기지국은 한정된 양의 무선자원을 할당하므로, 하나의 논리 채널에 대한 버퍼 점유량이 계속하여 증가하는 경우에도 단말의 버퍼 상태가 기지국에 전달되지 못하여, 상향링크 데이터를 효율적으로 전송할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 버퍼 상태를 효율적으로 전송하여 기지국으로부터 버퍼 상태에 따른 무선자원을 할당받고, 상향링크 데이터를 효율적으로 전송하는 방법이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단말의 버퍼 상태 보고를 전송하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 버퍼 상태 보고에 따라 할당받은 무선자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법은 가변 주기를 가지는 주기적인 BSR(Buffer Status Report) 타이머를 초기 설정 주기로 개시하는 단계, 상기 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 주기적인 버퍼 상태 보고(Periodic Buffer Status Report;Periodic BSR)를 전송하는 단계, 상기 주기적인 버퍼 상태 보고를 전송한 후, 상기 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하는(adjust) 단계 및 조정된 주기로 상기 주기적인 BSR 타이머를 개시하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법은 가변 주기를 가지는 주기적인 BSR(Buffer Status Report) 타이머를 초기 설정 주기로 개시하고, 스케줄링 요청(Scheduling Request;SR)을 전송하는 단계, 상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 전송 블록(Transport Block;TB)의 크기에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 전송 블록의 크기를 한도로 상향링크 데이터를 전송하 는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 단말의 버퍼 상태에 따른 상향링크 무선자원을 할당받아 효율적으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하 며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/SAE 게이트웨이(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 빗금 친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)과 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위칭.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 4 및 5를 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용할 수 있다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선 링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관 리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널(transport channel)로는 시스템 정보(System Information)를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel) 등이 있다. 하향링크 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있다. 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink-Shared Channel)가 있다.

하향링크 전송채널에 맵핑되는 하향링크 물리채널로는 BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), PCH와 DL-SCH의 정보를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향링크 또는 상향링크 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)이 있다. PDCCH는 하향링크 L1/L2 제어채널이라고도 한다. 상향링크 전송채널에 맵핑되는 상향링크 물리채널로는 UL-SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, CQI(Channel Quality Indicator) 등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.

이하, 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report, BSR)에 대하여 살펴본다.

단말이 상향링크로 데이터를 전송하고자 하는 경우, 단말은 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 요청하기 위하여 기지국에 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report;BSR)를 전송한다. BSR은 전송하고자 하는 데이터의 우선 순위(Priority)에 대한 정보 및 버퍼를 점유하는 데이터의 양에 대한 정보 등을 포함한다. BSR은 PHY(Physical) 시그널링 또는 MAC(Media Access Control) 시그널링으로 전송될 수 있다.

BSR은 트리거되는 조건에 따라 레귤러 BSR(Regular BSR), 패딩 BSR(Padding BSR) 및 주기적 BSR(Periodic BSR)의 세 가지로 나눌 수 있다.

레귤러 BSR은 단말의 버퍼에 도달하는 상향링크 데이터가 단말의 버퍼에 이미 존재하는 상향링크 데이터보다 우선 순위가 높은 논리 채널에 속해 있는 경우 또는 서빙 셀(Serving Cell)이 바뀌는 경우에 트리거(trigger)된다. 패딩 BSR은 기지국으로부터 할당된 상향링크 무선자원의 패딩 비트 수가 BSR MAC 제어 요소(Control Element)의 크기보다 큰 경우에 트리거된다. 주기적 BSR은 주기적인 BSR 타이머가 만료된 경우에 트리거된다.

도 6은 MAC PDU의 일 예이고, 도 7은 쇼트 BSR(Short BSR) 포맷을 나타내며, 도 8은 롱 BSR 포맷을 나타낸다.

도 6을 참조하면, MAC PDU(또는 전송블록(Transport Block; TB))는 MAC 헤더(header), MAC SDU, MAC 제어요소 및 패딩(padding)을 포함한다. MAC PDU의 크기는 바이트(byte)단위로 정의될 수 있다. MAC 헤더와 MAC SDU는 가변적인 크기를 가 진다. MAC 헤더는 적어도 하나의 MAC PDU 서브헤더(sub-header)를 포함하며, 각 서브헤더는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(padding)에 상응(corresponding)한다. MAC 제어요소, MAC SDU 및 패딩을 합쳐서 MAC 페이로드(payload)라고도 한다. MAC PDU 서브헤더는 MAC PDU의 마지막 서브헤더 및 고정된 크기의 MAC 제어요소를 제외하고, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드(field)를 포함한다. MAC PDU의 마지막 서브헤더와 고정된 크기의 MAC 제어요소는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함한다. 필드 LCID는 MAC SDU에 상응하는 논리채널을 식별하는 필드이다. 즉, LCID는 논리채널상에서 RLC 개체에 맵핑된다. MAC PDU에 포함되는 하나의 MAC SDU당 하나의 LCID가 존재한다.

도 7을 참조하면, 쇼트 BSR 포맷은 하나의 논리 채널 그룹 ID(Logical Channel Group Identification;LCG ID) 및 하나의 버퍼 사이즈(Buffer Size) 필드를 포함한다. 도 8을 참조하면, 롱 BSR 포맷은 LCG ID #1 내지 #4에 대응하는 4개의 버퍼 사이즈 필드를 포함한다.

여기서, LCG ID는 버퍼 상태가 보고되는 논리 채널 그룹을 지시한다. 버퍼 사이즈 필드는 LCG를 구성하는 논리 채널에서 이용가능한 데이터의 양을 나타내며, 데이터의 양은 바이트(byte)단위이다.

레귤러 BSR과 주기적인 BSR의 경우, BSR이 전송되는 TTI에서 오직 하나의 논리 채널 그룹(Logical Channel Group)이 상향링크로 전송할 데이터를 가지면 쇼트 BSR(Short BSR)을 보고(Report)하고, BSR이 전송되는 TTI에서 하나 이상의 논리 채널 그룹이 상향링크로 전송할 데이터를 가지면 롱 BSR(Long BSR)을 보고한다. 패딩 BSR의 경우, 패딩 비트 수가 쇼트 BSR의 크기보다 크거나 같지만 롱 BSR의 크기보다 작다면, 상향링크로 전송할 데이터를 가지는 가장 높은 우선 순위의 논리 채널을 포함하는 LCG의 쇼트 BSR을 보고한다. 패딩 비트 수가 롱 BSR의 크기보다 크거나 같다면, 롱 BSR을 보고한다.

BSR의 전송 후 새로운 BSR이 트리거되면, 단말이 TTI 동안 상향링크 데이터 전송을 위한 상향링크 무선자원을 할당받은 경우, BSR MAC 제어 요소를 만들기 위한 멀티플렉싱과 어셈블리 과정(Multiplexing and Assembly Procedure)을 지시하고, 주기적인 BSR 타이머를 재시작한다. 만약, BSR의 전송 후 새로운 레귤러 BSR이 트리거되면, 스케줄링 요청(Scheduling Request;SR)이 트리거된다.

도 9는 단말이 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 과정의 일 예를 나타낸다.

단말의 상위 계층으로부터 RLC 계층의 무선 베어러(Radio Bearer;RB)에 상향링크 데이터가 내려오고, 단말은 주기적인 BSR 타이머를 시작한다(S100). 예를 들어, 주기적인 BSR 타이머는 500ms의 만료 시간을 가진다. 여기서, 무선 베어러는 단말과 기지국 사이의 무선프로토콜 중 제 1 및 제 2 계층이 제공하는 논리적 링크이고, 하나의 무선 베어러에는 하나의 논리 채널이 할당된다. 도 9에서, 상향링크 데이터는 하나의 무선 베어러, 즉, 하나의 논리 채널에 계속하여 내려온다.

다음으로, 단말의 MAC 계층은 BSR MAC 제어 요소(MAC Control Element)를 이용하여 스케줄링 요청(Scheduling Request;SR)을 기지국으로 전송한다(S110).

다음으로, 기지국의 MAC 계층은 단말의 MAC 계층으로 전송 블록(Transport Block;TB)의 크기에 관한 정보를 전송한다(S120). 상기 전송 블록의 크기는 전송 채널에 걸쳐 통용될 데이터의 양이다.

다음으로, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 상향링크 데이터를 전송한다(S130). 단말은 기지국으로부터 수신한 전송 블록 크기의 한도 내에서 상향링크 데이터를 전송한다.

주기적인 BSR 타이머가 만료하기 전까지 단계 S120 및 단계 S130은 반복된다.

단말이 단계 S120과 같은 전송 블록의 크기에 관한 정보를 수신한 후 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 단말의 RLC 계층은 UL-SCH를 통하여 상향링크 데이터 및 주기적인 BSR을 전송한다(S140). 상향링크 데이터 및 주기적인 BSR은 전송 블록 크기의 한도 내에서 전송되고, 주기적인 BSR은 버퍼 점유량(Buffer Occupancy;BO)를 포함한다.

다음으로, 기지국의 MAC 계층은 단말의 MAC 계층으로 전송 블록 크기에 관한 정보를 전송한다(S150). 전송 블록 크기는 단말로부터 수신한 버퍼 점유량을 고려하여 결정할 수 있다. 버퍼 점유량이 큰 경우, 기지국은 전송 블록의 크기를 크게 할 수 있다.

다음으로, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 전송 블록 크기의 한도 내에서 상향링크 데이터를 전송한다(S160).

단계 S150 및 단계 S160을 반복한 후, 기지국으로부터 수신한 전송 블록 크기가 단말에 남아있는 버퍼 점유량보다 큰 경우, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 나머지 상향링크 데이터 및 패딩 BSR을 전송한다(S170).

도 9를 참조하면, 동일한 무선 베어러에 대하여 TTI(Transmission Time Interval)마다 버퍼 사이즈가 100인 데이터가 내려오고 있으나, 단계 S120에서는 전송 블록 크기를 51로 정해주고, 단계 S130에서는 상기 전송 블록 크기인 51을 한도로 상향링크 데이터를 전송한다. 따라서, 동일한 논리 채널에 대하여 버퍼 점유량(Buffer Occupancy, BO)이 증가하지만, 주기적인 BSR 타이머가 만료하기 이전까지는 기지국에서 스케줄링해 준 부족한(default) 전송 블록의 크기를 이용하여 상향링크 데이터를 전송하므로, 상향링크 데이터 전송에 시간 지연이 생기는 문제가 있다.

도 10은 단말이 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 과정의 다른 예를 나타낸다.

단말의 상위 계층으로부터 RLC 계층의 무선 베어러(Radio Bearer;RB)에 상향링크 데이터가 내려오고, 단말은 주기적인 BSR 타이머를 시작한다(S200). 예를 들어, 주기적인 BSR 타이머는 500ms의 만료 시간을 가진다. 도 10을 참조하면, 주기적인 BSR 타이머의 시작과 함께 하나의 무선 베어러에 크기가 2000인 상향링크 데이터가 내려오고, 다음 TTI에서 동일한 무선 베어러에 크기가 2000인 상향링크 데이터가 더 내려온다.

다음으로, 단말의 MAC 계층은 BSR MAC 제어 요소(MAC Control Element)를 이용하여 SR을 기지국으로 전송한다(S210). 다음으로, 기지국의 MAC 계층은 단말의 MAC 계층으로 전송 블록(Transport Block;TB)의 크기에 관한 정보를 전송한 다(S220). 다음으로, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 상향링크 데이터를 전송한다(S230). 단말은 기지국으로부터 수신한 전송 블록 크기의 한도 내에서 상향링크 데이터를 전송한다.

단말의 RLC 계층에 쌓여 있는 데이터가 소진될 때까지 단계 S220 및 단계 S230을 반복한다. 도 10에서 80ms 후에 단말의 버퍼 점유량은 0이 된다. 단말이 단계 S220과 같은 전송 블록 크기에 관한 정보를 수신한 후, 상기 전송 블록 크기가 단말의 버퍼 점유량보다 큰 경우, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 패딩 BSR을 전송한다(S240). 상기 패딩 BSR은 버퍼 점유량에 관한 정보를 포함한다.

단말의 상위 계층으로부터 RLC 계층으로 더 이상의 상향링크 데이터가 내려오지 않는 상태에서 주기적인 BSR 타이머가 만료된 후, 단말의 상위 계층으로부터 RLC 계층의 무선 베어러에 상향링크 데이터가 내려오면, 단말의 MAC 계층은 기지국의 MAC 계층으로 SR을 전송한다(S250). 기지국의 MAC 계층은 단말의 MAC 계층으로 전송 블록의 크기에 관한 정보를 전송하고(S260), 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 상기 전송 블록 크기를 한도로 상향링크 데이터를 전송한다(S270).

도 10과 같이, RLC 계층의 상향링크 데이터가 주기적인 BSR 타이머의 만료 시간보다 먼저 소진되는 것이 반복되는 경우, 단말은 계속적으로 부족한(default) 크기의 전송 블록을 스케줄링 받으므로, 상향링크 데이터 전송이 비효율적으로 진행되는 문제가 있다.

상기 도 9 및 도 10과 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법이 시도될 수 있다. 먼저, 기지국이 스마트하게 스케줄링하는 방법이 있다. 기지국은 패딩 BSR 없이 계속하여 상향링크 데이터가 수신된다면 단말에 상향링크 데이터가 쌓여 있다는 것을 예측할 수 있다. 그러나, 이 방법에 따르면 기지국은 단말의 정확한 버퍼 점유량을 모르기 때문에 정확하게 스케줄링할 수 없다는 문제가 있다. 다음으로, 단말의 주기적인 BSR 타이머의 주기를 짧게 하는 방법이 있다. 이 방법에 따르면, 단말의 버퍼 점유량을 정확하게 알 수 있으나, 잦은 주기적인 BSR 전송으로 인하여 상향링크 무선자원이 낭비되는 문제가 있다. 다음으로, 단말의 하나의 무선베어러에만 상향링크 데이터가 쌓이는 경우 단말이 BSR을 전송하는 방법도 있으나, 이 방법의 실효성에도 문제가 있다.

따라서, 단말의 RLC 계층으로 상향링크 데이터가 한꺼번에 많은 양이 전송되거나 간헐적으로 조금씩 나누어 전송되는 경우, 이를 기지국으로 효율적으로 전송하기 위하여 상향링크 무선자원을 할당받기 위한 BSR 전송 방법이 필요하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주기적인 BSR 타이머의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.

도 11을 참조하면, 초기 설정 주기로 주기적인 BSR 타이머가 개시한다(start)(S300). 상기 주기적인 BSR 타이머는 가변 주기를 가진다. 상기 주기적인 BSR 타이머가 작동하면, 단말이 기지국으로 스케줄링 요청을 전송하고, 기지국은 단말로 전송 블록의 크기에 대한 정보를 전송하며, 단말은 상기 전송 블록의 크기를 한도로 상향링크 데이터를 전송한다.

다음으로, 주기적인 BSR 타이머가 만료한다(S310). 주기적인 BSR 타이머가 만료하여 단말이 기지국으로 주기적인 BSR을 전송하거나, 단말에 쌓인 상향링크 데이터 양이 적어 단말이 기지국으로 패딩 BSR을 전송하는 경우가 아니면, 기지국은 스케줄링 요청에 따른 전송 블록 크기에 대한 정보를 TTI마다 단말로 전송한다. 단말에 많은 양의 상향링크 데이터가 쌓여 있거나 간헐적으로 상향링크 데이터가 쌓이는 경우, 기지국이 할당한 전송 블록의 크기는 부족할 수 있고, 이에 따라 상향링크 데이터 전송이 비효율적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 가변 주기를 가지는 상기 주기적인 BSR 타이머의 초기 설정 주기를 짧게 설정하여, 짧은 시간 내에 단말의 버퍼 상태를 기지국에 보고하는 것이 바람직하다.

상기 주기적인 BSR 타이머의 초기 설정 주기는 단말이 설정하거나, 기지국이 설정하여 단말에 알려줄 수 있다.

다음으로, 단말의 버퍼 점유량을 확인한다(S320). 단말의 버퍼에 상향링크 데이터가 존재하지 않는 경우, 초기 설정 주기로 주기적인 BSR 타이머를 재시작한다. 단말의 버퍼에 상향링크 데이터가 존재하지 않는 경우, 즉, 단말의 버퍼 점유량이 0인 경우에는 주기적인 BSR을 전송할 수 없기 때문이다.

다음으로, 단말의 버퍼에 상향링크 데이터가 존재하는 경우에는 레귤러 BSR 또는 패딩 BSR이 존재하는지 여부를 확인한다(S330). 레귤러 BSR 또는 패딩 BSR이 존재하는 경우에는 주기적인 BSR을 전송할 수 없기 때문이다.

다음으로, 레귤러 BSR 또는 패딩 BSR이 존재하지 않는 경우, 주기적인 BSR을 기지국으로 전송한다(S340). 주기적인 BSR은 단말의 버퍼 점유량을 포함한다. 기지 국은 단말의 버퍼 점유량을 고려하여 전송 블록의 크기를 할당할 수 있다. 예를 들어, 단말의 버퍼 점유량이 많은 경우 전송 블록의 크기를 크게 할당하면, 상향링크 데이터를 효율적으로 할당할 수 있다.

다음으로, 주기적인 BSR 타이머의 가변 주기를 조정하고, 조정된 주기로 주기적인 BSR 타이머를 시작한다(S350). 레귤러 BSR 또는 패딩 BSR이 존재하는 경우 및 주기적인 BSR을 전송한 경우, 조정된 주기로 주기적인 BSR 타이머를 시작한다. 상기 조정된 주기는 초기 설정 주기보다 길게 설정될 수 있고, 상기 초기 설정 주기에 가중치를 주는 형태일 수 있다. 조정된 주기의 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 단계 S310이하를 반복한다.

도 11에서, 상기 조정된 주기를 상기 초기 설정 주기에 비하여 길게 하면, 상기 초기 설정 주기의 주기적인 BSR 타이머가 만료하고 단말의 버퍼 상태를 포함하는 주기적인 BSR을 전송한 후, 상기 조정된 주기로 주기적인 BSR 타이머를 시작하면 BSR을 자주 트리거하지 않게 된다. 이에 따라, 주기적인 BSR 타이머의 주기를 적응적(adaptive)으로 적용하여 많은 양의 상향링크 데이터가 단말의 버퍼에 쌓여 있는 경우에 대응하면서, 잦은 BSR 전송으로 인한 상향링크 무선자원의 낭비를 줄일 수 있다. 다만, 이는 예시에 지나지 않고, 버퍼 상태에 따라 초기 설정 주기를 길게 하고, 조정된 주기를 상기 초기 설정 주기에 비하여 짧게 설정할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 과정을 나타낸다.

도 12를 참조하면, 단말의 상위 계층으로부터 RLC 계층의 무선 베어러에 상 향링크 데이터가 내려오고, 단말은 초기 설정 주기로 주기적인 BSR 타이머를 시작한다(S400). 예를 들어, 주기적인 BSR 타이머의 초기 설정 주기는 50ms이다. 도 12에서, 상향링크 데이터는 하나의 무선 베어러에 크기가 100인 상향링크 데이터가 두 차례 내려오고, 크기가 20000인 상향링크 데이터가 한 차례 내려온다.

다음으로, 단말의 MAC 계층은 기지국의 MAC 계층으로 SR을 전송하고(S410), 기지국의 MAC 계층은 단말의 MAC 계층으로 전송 블록의 크기에 관한 정보를 전송하며(S420), 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 전송 블록 크기의 한도 내에서 상향링크 데이터를 전송한다(S430). 주기적인 BSR 타이머가 만료하기 전까지 단계 S420 및 단계 S430을 반복한다.

주기적인 BSR 타이머가 만료하고 단말의 RLC 계층에 상향링크 데이터가 여전히 존재하면, 단말은 UL-SCH를 통하여 상향링크 데이터 및 주기적인 BSR을 전송하고(S440), 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하여, 조정된 주기로 주기적인 BSR 타이머를 시작한다(S450). 상기 주기적인 BSR은 단말의 버퍼 점유량을 포함하므로, 단말에 있는 상향링크 데이터 양을 정확하게 기지국에 알려줄 수 있다.

다음으로, 기지국의 MAC 계층은 단말로부터 수신한 버퍼 점유량을 고려하여 단말의 MAC 계층으로 전송 블록 크기에 관한 정보를 전송하고(S460), 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 상기 전송 블록 크기의 한도 내에서 상향링크 데이터를 전송한다(S470).

단계 S460 및 단계 S470을 반복한 후, 기지국으로부터 수신한 전송 블록 크기가 단말에 남아있는 버퍼 점유량보다 큰 경우, 단말의 RLC 계층은 기지국의 RLC 계층으로 UL-SCH를 통하여 나머지 상향링크 데이터 및 패딩 BSR을 전송한다(S480).

도 12에서는 주기적인 BSR 타이머가 시작한 후 갑자기 많은 양의 상향링크 데이터가 단말의 RLC 계층으로 내려온다. 이때, 주기적인 BSR 타이머의 주기를 짧게 설정하면, 짧은 시간 내에 주기적인 BSR 타이머가 만료하고, 단말의 버퍼 점유량을 포함하는 주기적인 BSR을 기지국에 알려줄 수 있다. 또한, 주기적인 BSR을 기지국에 전송한 후 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하여, 조정된 주기를 초기 설정 주기보다 길게 하여 주기적인 BSR 타이머를 시작하면, 잦은 주기적인 BSR의 전송으로 인한 상향링크 무선자원의 낭비를 막을 수 있다.

부가적으로, 초기 설정 주기의 주기적인 BSR 타이머의 만료시에 단말의 버퍼 점유량이 0이라면, 주기적인 BSR을 전송하지 않고 상기 초기 설정 주기로 주기적인 BSR 타이머를 재시작한다. 주기적인 BSR 타이머의 작동(run) 중에 단말의 RLC 계층으로 크기가 매우 큰 상향링크 데이터가 내려올 경우, 주기가 긴 주기적인 BSR 타이머가 작동 중이라면, 긴 시간 동안 단말의 버퍼 상태를 기지국에 알려줄 수 없기 때문이다.

따라서, 주기적인 BSR 타이머의 주기를 적응적으로 조절하여 단말에 쌓이는 상향링크 데이터 양의 변화에 신속하게 대응할 수 있고, 상향링크 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.

도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 6은 MAC PDU의 일 예이다.

도 7은 쇼트 BSR(Short BSR) 포맷이다.

도 8은 롱 BSR 포맷이다.

Claims

가변 주기를 가지는 주기적인 BSR(Buffer Status Report) 타이머를 초기 설정 주기로 개시하는 단계;

상기 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 주기적인 버퍼 상태 보고(Periodic Buffer Status Report;Periodic BSR)를 전송하는 단계;

상기 주기적인 버퍼 상태 보고를 전송한 후, 상기 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하는(adjust) 단계; 및

조정된 주기로 상기 주기적인 BSR 타이머를 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 주기적인 버퍼 상태 보고는 버퍼 점유량에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 초기 설정 주기는 단말이 설정하거나, 기지국이 설정하여 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 조정된 주기는 상기 초기 설정 주기에 가중치를 준 값인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 주기적인 BSR 타이머를 개시한 후, 스케줄링 요청(Scheduling Request;SR)을 전송하는 단계;

상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 전송 블록(Transport Block;TB)의 크기에 대한 정보를 수신하는 단계; 및

상기 전송 블록의 크기를 한도로 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 5 항에 있어서,

전송할 상향링크 데이터가 더 이상 존재하지 않거나, 상기 주기적인 BSR 타이머가 만료할 때까지 상기 전송 블록의 크기에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 버퍼 상태 보고 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 주기적인 BSR 타이머가 만료할 때, 버퍼 점유량이 0이면 초기 설정 주기로 상기 주기적인 BSR 타이머를 재시작하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템 에서 버퍼 상태 보고 방법.
가변 주기를 가지는 주기적인 BSR(Buffer Status Report) 타이머를 초기 설정 주기로 개시하고, 스케줄링 요청(Scheduling Request;SR)을 전송하는 단계;

상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 전송 블록(Transport Block;TB)의 크기에 대한 정보를 수신하는 단계; 및

상기 전송 블록의 크기를 한도로 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 주기적인 BSR 타이머가 만료하면, 주기적인 버퍼 상태 보고(Periodic Buffer Status Report;Periodic BSR)를 전송하는 단계;

상기 주기적인 버퍼 상태 보고를 전송한 후, 상기 주기적인 BSR 타이머의 주기를 조정하는(adjust) 단계; 및

조정된 주기로 상기 주기적인 BSR 타이머를 개시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 초기 설정 주기는 단말이 설정하거나, 기지국이 설정하여 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 상향링크 데이터는 UL-SCH(Uplink Shared Channel)를 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 스케줄링 요청은 BSR MAC 제어 요소(MAC Control Element)를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 주기적인 버퍼 상태 보고는 UL-SCH를 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상향링크 데이터 전송 방법.