KR20100041181A - 무선통신 시스템에서의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말 - Google Patents

무선통신 시스템에서의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것이다.
본 발명에서, 단말은 하이브리드자동재전송요구 오류정정으로 인해 순서가 변경되어 수신되는 프로토콜데이터유닛의 순서를 정렬하기 위해 순서정렬 버퍼에 저장되는 프로토콜데이터유닛의 바이트 수를 일정 수준 이하로 유지한다. 그리고, 수신된 프로토콜데이터유닛이 순서정렬을 위해 순서정렬 버퍼에 저장되어 대기하는 시간을 일정 시간 이하로 제한한다.
HARQ, PDU, 순서정렬, reordering, overflow

Description

무선통신 시스템에서의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말{Method and terminal for PDU reordering in wireless communication system}
본 발명은 무선통신 시스템에서의 프로토콜데이터유닛(Protocol Data Unit, 이하 'PDU'라 칭함) 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선통신 시스템에서 하이브리드자동재전송요구(Hybrid Auto Repeat Request, 이하 'HARQ'라 칭함) 기능을 지원하는 단말에서의 PDU 순서정렬 방법에 관한 것이다.
종래에는 오류정정을 위해 매체접근제어(Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭함) 계층에서 자동재전송요구(Automatic Repeat reQuest, 이하 'ARQ'라 칭함) 기능을 수행하였다. 그러나, ARQ 기능을 통해 오류 정정을 수행하는 경우에는 비교적 긴 지연시간이 발생하고 오류 정정 수행의 복잡도가 증가한다.
따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 물리(PHYsical, 이하 'PHY'라 칭함)계층에서 오류 정정을 수행하는 HARQ 기능이 제안되었다. HARQ 기능은 물리계층에서 버스트(burst)를 전송하고, 이에 대하여 NACK(Non Acknowledgement)를 수신한 경우 즉, 버스트 전송에 오류가 발생한 경우 해당 버스트를 재전송하여 오류 정정 을 수행한다.
한편, ARQ 기능과 HARQ 기능을 동시에 수행하는 경우 지연시간이 발생하고 기능 중복이 야기된다. 또한, 와이브로(Wireless Broadband, 이하 'WiBro'라 칭함) 등의 무선통신 시스템에서는 HARQ 기능에 대한 버스트 재전송으로 인해 발생하는 PDU 의한 순서정렬에 관하여 정의하고 있지 않다. 따라서, 무선통신 시스템에서 HARQ 기능을 통해 오류 정정을 수행하는 경우, MAC 계층의 ARQ 기능이 지원되지 않으면 PDU 및 서비스데이터유닛(Service Data Unit, 이하 'SDU'라 칭함)가 순서번호(sequence number)에 따라 전송되지 않는 문제점이 발생하게 된다. 그러나, MAC 계층에서 ARQ 기능을 수행하는 것은 운용상의 복잡도와 지연발생 때문에 빠른 데이터 전송을 요구하는 서비스에 적합하지 않다. 또한, PDU의 순서를 보장하는 기능을 추가하는 경우에는 재전송 시간을 보장하지 못하므로, 시스템의 성능을 보장하지 못하는 문제가 발생한다.
한편, ARQ 기능을 이용하는 경우, 송신측은 ARQ 윈도우 크기 내에서 ARQ 블록을 송신하고 ACK 되는 범위 내에서 추가적으로 ARQ 블록을 송신하기 때문에 수신측의 버퍼의 오버플로우(overflow)가 발생하지 않는다. 그러나, ARQ 기능을 이용하지 않는 경우, 송신측에서는 HARQ 수행 중에 NACK가 발생하여 데이터를 재전송하는 경우를 제외하고는 무선자원의 제약 없이 PDU를 송신하게 된다. 따라서, 수신측에서는 HARQ 오류 발생시 PDU 순서정렬을 위하여 정렬되지 못한 PDU를 일정시간 버퍼링 하게 되고, 이로 인해 수신측의 버퍼에 오버플로우가 발생하여 수신된 PDU를 드롭(drop)해야 하는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 데이터 재전송과 드롭되는 PDU를 최소화하여 전송효율 및 성능을 향상시킨 PDU 순서정렬 방법 및 이를 수행하는 단말을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 순서 정렬된 프로토콜데이터유닛을 서비스데이터유닛으로 조합하는 통합부계층 및 재조립 기능부를 포함하는 하이브리드자동재전송요구 기능을 지원하는 단말의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법은,
프로토콜데이터유닛의 순서정렬 차례에 해당하는 제1 순서번호보다 큰 순서번호를 가지는 수신된 프로토콜데이터유닛을 순서정렬을 위해 대기 중인 프로토콜데이터유닛을 저장하는 순서정렬 버퍼에 저장하는 단계; 상기 수신된 프로토콜데이터유닛을 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기를 토대로 상기 제1 순서번호의 프로토콜데이터유닛을 드롭할 것인지 결정하는 단계; 상기 제2 순서번호를 드롭한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호로 갱신하는 단계; 상기 순서정렬 버퍼에서 대기 중인 프로토콜데이터유닛 중 상기 갱신된 제1 순서번호와 동일한 순서번호를 가지는 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및 상기 제1 순서번호를 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호로 갱신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 순서 정렬된 프로토콜데이터유닛을 서비스데이터유닛으로 조합하는 통합부계층 및 재조립 기능부를 포함하는 하이브리드자동재전송요구 기능을 지원하는 단말의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법은,
프로토콜데이터유닛의 순서정렬 차례에 해당하는 제1 순서번호를 수신된 프로토콜데이터유닛의 제2 순서번호와 비교하여, 프로토콜데이터유닛의 순서를 정렬하는 단계; 순서정렬을 위해 대기 중인 프로토콜데이터유닛을 저장하는 순서정렬 버퍼에 저장된 프로토콜데이터유닛 중 상기 순서정렬 버퍼에 저장된 기간이 제1 시간보다 큰 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및 상기 정렬하는 단계에서 순서가 정렬된 프로토콜데이터유닛 및 상기 전달하는 단계에서 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달된 프로토콜데이터유닛 증 하나의 다음 순서번호로 상기 제1 순서번호를 갱신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, HARQ 오류정정으로 인해 순서가 변경되어 수신되는 PDU의 순서정렬을 위해 순서정렬 버퍼에 저장되는 PDU의 바이트 수를 일정 수준 이하로 유지함으로써, 순서정렬 버퍼의 오버플로우 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 수신된 PDU가 순서정렬을 위해 순서정렬 버퍼에서 순서정렬을 대기하는 시간을 제한함으로써 재전송 타임아웃(retransmission timeout)이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서의 HARQ 지원 단말 및 HARQ 지원 단말의 PDU 정렬방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 무선통신 시스템으로 WiBro 시스템을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다른 무선통신 시스템에도 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 도시한 구조도로서, WiBro 시스템을 도시한 것이다.
도 1을 보면, WiBro 시스템은 단말종단장치(Terminal Equipment System, TES)(100), 단말(Access Terminal, AT)(200), 기지국(Radio Access Control, RAS)(300), 접근제어라우터(Access Control Router, ACR)(400) 및 서비스 서버(500)를 포함한다.
단말종단장치(100)는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 계층을 포함하며, 인터넷 응용프로그램(application program)을 수행한다. 이러한, 단말종단장치(100)는 단말(200), 기지국(300) 및 ACR(400)을 통해 IP 망에 연결된 서비스 서버(500)와 접속하여 인터넷 서비스를 이용한다. 여기서, 단말종단장치(100)로는 노트북, 개인휴대용 정보단말(Personal Digital Assistants, PDA) 등이 있다.
단말(200)은 단말종단장치(100)와 범용직렬버스(Universal Serial Bus, USB), 개인컴퓨터메모리카드국제규격(Personal Computer Memory Card International Association, PCMCIA) 인터페이스 등으로 연결되어 단말종단장치(100)의 인터넷 서비스 이용을 지원한다. 이러한 단말(200)은 기지국(300)에 무선통신을 통해 연결되며, 하나의 기지국(300)는 다수의 단말(200)과 연결이 가능하다.
또한, 단말(200)은 단말종단장치(100)로부터 전달되는 SDU를 조합하거나 분할(Fragment)하여 PDU를 생성하고, 하나 이상의 PDU를 포함하는 HARQ 버스트를 기지국(300)으로 전송한다. 그리고, 기지국(300)으로부터 수신되는 HARQ 버스트에 포함된 PDU를 조합하여 생성된 SDU를 단말종단장치(100)로 전달한다. 여기서, 단말(200)은 HARQ 버스트 송수신 시 기지국(300)과 연동하여 HARQ 오류정정 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말(200)을 도시한 구조도이다.
도 2를 보면, 단말(200)은 MAC 계층에 속하는 통합부계층(Convergence Sublayer, 이하 'CS'라 칭함) 및 재조립 기능부(210) 및 PDU 순서정렬부(220)와 PHY 계층에 속하는 HARQ 기능부(230)를 포함한다.
CS 및 재조립 기능부(210)는 단말종단장치(100)로부터 전달되는 TCP 패킷 등의 SDU를 분류(Classify)하고, 해당 SDU가 새로운 서비스품질(Quality Of Service, QOS)이 요구되는 서비스 플로우(Service Flow)에 해당하는지 구분하여 단말(200)과 기지국(300)의 MAC 계층 간에 새로운 연결을 설정하도록 요구한다. 그리고, 단말(200)과 기지국(300)의 MAC 계층 간의 새로운 연결이 설정되면, 단말종단장치(100)로부터 유입되는 SDU를 무선자원 상황에 따라 분할하거나 조합하여 PDU를 생성하고, 생성된 PDU를 PDU 순서정렬부(220)로 전달한다. 또한, PDU 순서정렬부(220)로부터 기지국(300)으로부터 수신된 PDU가 전달되면, 이를 재조립하여 생성된 SDU를 단말종단장치(100)로 전달한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 CS 및 재조립 기능부(210)는 MAC 계층에서의 ARQ 기능을 지원하지 않는다.
PDU 순서정렬부(220)는 HARQ 기능부(230)로부터 기지국(300)에서 수신된 PDU가 전달되면, 이를 PDU 순서번호(sequence number)에 따라 정렬한 다음 순서대로 정렬된 PDU를 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다. 또한, CS 및 재조립 기능부(210)로부터 전달된 PDU의 PDU 순서번호를 생성하고, 해당 PDU의 확장 부헤더(SDU_SN extended subheader)에 생성된 PDU 순서번호를 삽입하여 HARQ 기능부(230)로 전달한다.
한편, PDU 순서정렬부(220)는 순서정렬 버퍼(미도시)를 포함하며, HARQ 오류정정으로 인해 순서대로 전달되지 않는 PDU를 순서정렬 버퍼를 이용하여 순서대로 정렬한다. 여기서, PDU 순서정렬부(220)는 순서정렬 버퍼의 오버플로우(overflow)가 발생하지 않도록, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU가 일정 범위를 넘어서면, 순서정렬과 상관없이 일부 PDU를 드롭(Drop)한다. 또한, PDU 순서정렬부(220)는 재전송 타임아웃(retransmission timeout)이 발생하는 것을 방지하기 위해, 수신된 각 PDU는 해당 PDU가 수신될 당시의 현재 프레임부터 최대지연시간(MAX_REORDERING_WIN)까지만 순서정렬 버퍼에 저장될 수 있도록 한다. 만약, 이 기간 내에 해당 PDU가 순서정렬이 완료되지 않으면, 해당 PDU를 재정렬 타임아웃 상태로 판단하고 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다. 또한, 아직 수신되지 않은 PDU라도 최대지연시간 이상 순서정렬이 지연된 PDU는 더 이상 수신을 기다리지 않고 드롭한다. 여기서, 최대지연시간은 재전송 타임아웃이 발생하지 않도록 재전송 타임아웃보다 작게 설정한다.
HARQ 기능부(230)는 PDU 순서정렬부(220)로부터 전달된 PDU를 HARQ 버스트에 포함시켜 프레임(frame)의 상향링크(uplink) 구간 동안 기지국(300)으로 전송하고, 프레임의 하향링크(downlink) 구간에 기지국(300)으로부터 수신된 HARQ 버스트로부터 추출한 PDU를 PDU 순서정렬부(220)로 전달한다. 여기서, HARQ 기능부(230)는 기지국(300)에서 할당한 무선자원정책에 따라 HARQ 버스트를 송수신한다. 또한, HARQ 버스트 송신 시 오류가 발생하면 해당 HARQ를 재전송하고, 수신된 HARQ 버스트의 오류가 발생하면 해당 HARQ를 재수신하여 오류가 발생한 PDU를 복원하는 HARQ 기능 을 수행한다.
다음, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 HARQ 지원 단말의 PDU 순서정렬 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PDU 순서정렬부(220)의 PDU 순서정렬 방법을 도시한 흐름도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 순서정렬 버퍼 크기에 대한 드롭확률 함수 그래프의 일 예를 도시한 것이다.
도 3을 보면, 단말(200)의 PDU 순서정렬부(220)는 HARQ 기능부(230)로부터 기지국(300)에서 수신한 PDU가 전달되면(S101), 현재 프레임의 번호 (current_frame)를 수신된 PDU의 도착 프레임 번호(arrival_frame)로 설정한다(S102). 여기서, 현재 프레임 번호(current_frame)는 주기적으로 업데이트 되는 값으로서, 시간분할듀플렉스(Time Division Duplex) 시스템의 경우 맵(MAP)을 통해 매 프레임마다 단말(200)에게 전달되고(broadcasting), 주파수분할듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD) 시스템의 경우 주기적으로 갱신되는 타이머(Timer) 값으로 가정한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 프레임이 수신될 때마다 현재 프레임 번호(current_frame)가 하나씩 증가하는 경우를 예로 들어 설명한다.
현재 프레임 번호를 수신된 프레임의 도착 프레임 번호로 저장하면, PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU의 순서번호(PDUrecv_seq)와 순서정렬 차례에 해당하는 PDU의 순서번호 즉, CS 및 재조립 기능부(210)로 전달될 차례에 해당하는 PDU의 순 서번호(start_seq)를 비교한다(S103). 여기서, 수신된 PDU의 순서번호는 해당 PDU의 확장 부헤더에서 추출한다.
비교 결과, start_seq보다 수신된 PDU의 순서번호(PDUrecv_seq)가 작은 경우(PDUrecv_seq < start_seq), PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU를 중복된 PDU 즉, 이미 정렬되어 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달된 PDU로 간주하고 버린다(S104).
반면에, start_seq보다 수신된 PDU의 순서번호(PDUrecv_seq)가 큰 경우(PDUrecv_seq > start_seq), PDU 순서정렬부(220)는 다음의 수학식 1과 같이 이동평균계산식을 이용하여 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균 크기(recv_pduavg)를 산출한다(S105).
recv_pduavg = w*recv_pdui + (1-w)*recv_pdui-1
- recv_pdui: 현재 프레임에 수신된 PDU의 바이트(bytes) 수
- recv_pdui-1: 이전 프레임까지 도착한 PDU의 평균 바이트(bytes) 수
- w: 가중치(weight), 0< w < 1
전술한 수학식 1과 같이 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 산출되면, PDU 순서정렬부(220)는 이를 이용하여 순서정렬 버퍼의 오버플로우가 발생하지 않도록 정렬되지 않은 PDU의 일부를 드롭(Drop) 할 것인 지 결정한다.
이를 위해서 우선, PDU 순서정렬부(220)는 순서정렬 버퍼에 저장 가능한 최대 바이트수(MAX_Q) 및 PDU의 드롭 없이 수신된 PDU를 모두 저장하기 위한 기준이 되는 바이트수(MIN_Q)를 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)와 비교한다(S106).
비교 결과, 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 MAX_Q보다 큰 경우(recv_pduavg > MAX_Q), PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU를 순서번호를 토대로 순서정렬 버퍼에 저장한다(S107). 또한, start_seq에 해당하는 PDU를 드롭하고 start_seq를 하나 증가시킨다(S108).
이후, PDU 순서정렬부(220)는 순서정렬 버퍼에 남아 있는 PDU가 하나 이상 있는지 확인한다(S109). 그리고, 순서정렬 버퍼에 PDU가 남아있는 경우, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU 중 순서번호가 빠른 PDU의 순서번호(PDUbuff_seq)와 갱신된 start_seq가 동일한지 비교한다(S110). 그리고, 동일한 경우, 해당 PDU를 순서정렬 버퍼로부터 읽어와 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달하고(S111), start_seq를 하나 증가시킨다(S112).
이후, PDU 순서정렬부(220)는 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU가 남아있는 동안, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU의 순서번호가 갱신된 start_seq와 동일한 경우 전술한 S111 단계 및 S112 단계를 반복해서 수행한다.
반면에, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU 의 순서번호(PDUbuff_seq)와 갱신된 start_seq가 동일하지 않다면, PDU 순서정렬부(220)는 현재 프레임 번호와 start_seq에 해당하는 PDU의 도착 프레임 번호를 토대로 해당 PDU의 순서정렬 지연시간(reordering_win)을 계산한다(S113). 여기서, 순서정렬 지연시간은 해당 PDU가 순서정렬 버퍼에 저장된 기간으로서, 해당 PDU의 도착 당시 프레임부터 현재 프레임까지의 지연시간을 의미한다.
이후, PDU 순서정렬부(220)는 산출된 순서정렬 지연시간과 PDU 순서정렬부(220)에서 버퍼링 할 수 있는 최대 시간을 의미하는 최대버퍼링시간(MAX_REORDERING_WIN)을 비교한다(S114).
그리고, 비교결과, 순서정렬 지연시간이 최대버퍼링시간 이상이면, 해당 PDU를 재정렬 타임아웃 상태로 판단하고, 순서정렬 버퍼로부터 읽어와 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다(S115). 그리고, start_seq를 해당 PDU의 순서번호(PDUbuff_seq)보다 하나 증가시킨다(S116).
한편, S106 단계에서의 비교결과, 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 MIN_Q보다 크고 MAX_Q 이하인 경우(MIN_Q < recv_pduavg ≤ MAX_Q), PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU를 순서번호를 토대로 순서정렬 버퍼에 저장한다(S117). 또한, 다음의 수학식 2와 같이 산출된 드롭확률(P_drop)을 토대로 start_seq에 해당하는 PDU를 드롭할지 결정하고, start_seq에 해당하는 PDU를 드롭한 경우에는 start_seq를 하나 증가시킨다(S118)).
P_drop = MAX_P * {(recv_pduavg - MIN_Q)/(MAX_Q - MIN_Q})
MAX_P: PDU 순서정렬을 기다리지 않고 start_seq를 증가시키는 최대확률
이러한 드롭확률 함수는 순서정렬 버퍼의 크기에 대해 도 4의 그래프와 같이 나타낼 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 MIN_Q보다 크고 MAX_Q 이하인 경우에는, 드롭확률에 따라 start_seq에 해당하는 PDU를 드롭시킬 수도 드롭시키지 않을 수도 있다. 즉, 수신된 PDU를 순서정렬 버퍼에 저장할 때마다, start_seq에 해당하는 수신되지 않은 PDU를 무조건 드롭시키는 것이 아니라 드롭확률에 따라 일부만을 드롭시킨다. 반면에, 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 MAX_Q 보다 큰 경우에는, 수신된 PDU를 하나 순서정렬 버퍼에 저장할 때마다 start_seq에 해당하는 PDU를 드롭시킨다.
이후, 전술한 바와 같이 드롭확률에 따라 일부 PDU를 드롭한 PDU 순서정렬부(220)는 전술한 S109 단계 내지 S116 단계를 수행한다. 즉, 순서정렬 버퍼에 남아 있는 PDU가 있는지 확인하고, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU가 남아 있는 경우에는 해당 PDU를 정렬하거나, 해당 PDU가 재정렬 타임아웃 상태인지 파악하여 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달할 것인지 여부를 결정하는 과정을 수행한다.
또한, S106 단계에서의 비교결과, 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기(recv_pduavg)가 MIN_Q 이하인 경우(recv_pduavg ≤ MIN_Q)에도, PDU 순서 정렬부(220)는 수신된 PDU를 순서번호를 토대로 순서정렬 버퍼에 저장하고(S119), 전술한 바와 같이 전술한 S109 단계 내지 S116 단계를 수행한다.
한편, S103 단계에서 비교 결과, start_seq와 수신된 PDU의 순서번호(PDUrecv_seq)가 동일한 경우, PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU를 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달하고(S111), start_seq를 하나 증가시킨다(S112).
한편, 전술한 S102 내지 S118 단계는 수신된 PDU 하나에 대한 순서정렬과정으로, 수신된 PDU가 복수 개인 경우, PDU 순서정렬부(220)는 수신된 모든 PDU에 대한 순서정렬과정을 수행하기 전까지 전술한 S102 단계 내지 S118 단계를 수신된 각 PDU 별로 반복해서 수행한다(S120). 즉, S109 단계에서 순서정렬 버퍼에 남아 있는 PDU가 없는 경우나, S114 단계에서 비교 대상이 되는 PDU의 순서정렬 지연시간이 최대지연시간보다 짧은 경우에도 수신된 PDU가 남아 있는 경우에는 전술한 S102 내지 S118 단계를 반복해서 수행한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PDU 순서정렬의 일 예를 도시한 것이다.
도 5를 보면, 현재 프레임 번호가 980(current_frame = 980)이고, 순서정렬 차례에 해당하는 PDU의 순서번호 및 도착 프레임 번호가 각각 31, 972(start_seq = 31, arrival_frame = 972)인 경우를 초기 상태라고 가정한다. 여기서, PDU 순서정렬부(220)는 대응하는 PDU가 도착할 당시의 프레임 번호를 도착 프레임 번호(arrival_frame)로 설정하고, 현재 프레임 번호(current_frame)는 현재 수신된 프레임의 번호를 의미한다. 현재 프레임 번호는 주기적으로 갱신되는 값으로서, TDD 시스템의 경우에는 MAP을 통해 매 프레임마다 방송되고, FDD 시스템의 경우에는 주기적으로 갱신되는 타이머 값이라고 가정한다. 한편, 도 5에서는 현재 프레임 번호는 매 프레임 마다 1씩 증가하고 있다.
초기 상태 이후, 981번 프레임(current_frame = 981)에서는 30번 PDU 수신되고, PDU 순서정렬부(220)는 start_seq가 31이므로, 수신된 PDU를 중복 PDU라 판단하고 버린다. 이때 순서정렬 지연시간(reordering_win)은 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU 중 첫 번째 PDU인 32번 PDU의 도착 프레임 번호(arrival_frame = 972)와 현재 프레임 번호(current_frame = 981)을 토대로 10이 된다.
982번 프레임(current_frame = 982)에서는 31번 PDU가 수신되고, 수신된 PDU가 start_seq에 해당하는 PDU이므로, PDU 순서정렬부(220)는 31번 PDU를 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달하고 start_seq를 하나 증가시킨다(start_seq = 32). 이때, 32번, 33번 PDU는 이미 순서정렬 버퍼에 저장되어 있으므로, PDU 순서정렬부(220)는 해당 PDU들을 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달하고, start_seq를 34로 갱신한다. 또한, 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU 중 첫 번째 PDU인 35번 PDU의 도착 프레임 번호가 974이므로(arrival_frame = 974) 순서정렬 지연시간은 9로 갱신된다(reordering_win = 9).
이후, 983번 프레임(current_frame = 983)에서 39번 PDU가 수신되면, PDU 순서정렬부(220)는 39번 PDU를 순서번호를 토대로 순서정렬 버퍼에 저장한다. 이 경우, 수신된 PDU가 start_seq에 해당하는 PDU가 아니므로 start_seq는 그대로 유지되며(start_seq = 34), 순서정렬 지연시간은 10이 된다(reordering_win = 10).
984번 프레임(current_frame = 984)에서는 35번 PDU가 수신된다. 984번 프레임에서 34번 PDU는 아직 수신되지 않았으나 재정렬 타임아웃 상태이므로, PDU 순서정렬부(220)는 34번 PDU를 드롭하고 start_seq를 35로 증가시킨다. 또한, 35번, 36번, 37번 PDU가 이미 수신되어 순서정렬 버퍼에 저장된 상태이므로, 해당 PDU들을 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다. 따라서, start_seq는 38로 갱신되고(start_seq = 38), 순서정렬 지연시간은 39번 PDU의 도착 프레임 번호를 토대로 7로 갱신된다(reordering_win = 7).
985번 프레임(current_frame = 985)에서는 38번 PDU가 수신되고, 38번 PDU는start_seq에 해당하는 PDU 이므로, PDU 순서정렬부(220)는 38번 PDU를 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다. 또한, 39번, 40번 PDU가 이미 수신되어 순서정렬 버퍼에 저장된 상태이므로, 해당 PDU들을 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달한다. 따라서, start_seq는 41로 갱신되고(start_seq = 41), 순서정렬 지연시간은 순서정렬 버퍼에 저장된 PDU가 없으므로 0이 된다(reordering_win = 0).
986번 프레임(current_frame)에서는 45번을 제외한 42번에서 53번의 PDU가 버스트하게(bursty) 수신되고, PDU 순서정렬부(220)는 수신된 PDU들을 순서정렬 버퍼에 저장한다. 이때, 순서정렬 버퍼에 저장된 첫 번째 PDU의 도착 프레임 번호와 현재 프레임 번호가 일치하므로 순서정렬 지연시간은 0이나(reordering_win = 0), 수신된 PDU를 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균 크기(recv_pduavg)가 MIN_Q보다 크므로, PDU 순서정렬부(220)는 start_seq에 해당하는 PDU를 드롭확률(P_drop)을 토 대로 드롭한다. 따라서, start_seq에 해당하는 41번 PDU는 도착한 것으로 간주하고 start_seq를 하나 증가시킨다. 이때 42번, 43번, 44번 PDU는 이미 수신되어 순서정렬 버퍼에 저장되어 있으므로, PDU 순서정렬부(220)는 해당 PDU들을 CS 및 재조립 기능부(210)로 전달하고, start_seq는 45로 갱신한다(start_seq = 45). 따라서, 986번 프레임까지 순서정렬을 한 최종 상태에서는, 44번 PDU까지 순서정렬이 완료된 상태로 간주되고, start_seq는 45, 순서정렬 시간은 0이 된다(reordering_win = 0).
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 순서정렬을 위해 순서정렬 버퍼에 저장되는 PDU의 바이트 수를 일정 수준 이하로 유지함으로써, 순서정렬 버퍼의 오버플로우 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 수신된 PDU가 순서정렬을 위해 순서정렬 버퍼에서 순서정렬을 대기하는 시간을 제한함으로써 재전송 타임아웃(retransmission timeout)이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말을 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PDU 순서정렬부의 PDU 순서정렬 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 드롭확률 함수를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PDU 순서정렬의 일 예를 도시한 것이다.

Claims (13)

  1. 순서 정렬된 프로토콜데이터유닛을 서비스데이터유닛으로 조합하는 통합부계층 및 재조립 기능부를 포함하는 하이브리드자동재전송요구 기능을 지원하는 단말의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법에 있어서,
    프로토콜데이터유닛의 순서정렬 차례에 해당하는 제1 순서번호보다 큰 순서번호를 가지는 수신된 프로토콜데이터유닛을 순서정렬을 위해 대기 중인 프로토콜데이터유닛을 저장하는 순서정렬 버퍼에 저장하는 단계;
    상기 수신된 프로토콜데이터유닛을 저장하기 위해 필요한 버퍼의 평균크기를 토대로 상기 제1 순서번호의 프로토콜데이터유닛을 드롭할 것인지 결정하는 단계;
    상기 제2 순서번호를 드롭한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호로 갱신하는 단계;
    상기 순서정렬 버퍼에서 대기 중인 프로토콜데이터유닛 중 상기 갱신된 제1 순서번호와 동일한 순서번호를 가지는 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및
    상기 제1 순서번호를 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호로 갱신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 순서번호와 동일한 순서번호를 가지는 수신된 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 순서번호보다 작은 순서번호를 가지는 수신된 프로토콜데이터유닛을 버리는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 버퍼의 평균크기가 제1 값보다 크면, 상기 제1 순서번호의 프로토콜데이터유닛을 드롭하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 버퍼의 평균크기가 제2 값보다 크고 상기 제1 값 이하이면, 상기 제1 순서번호의 프로토콜을 드롭확률에 따라 드롭하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 버퍼의 평균크기는, 상기 수신된 프로토콜데이터유닛의 바이트 수와 이전 프레임까지 수신된 프로토콜데이터유닛의 평균 바이트 수를 이용한 이동평균 계산식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 드롭확률은 상기 버퍼의 평균크기에 따라 선형적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호 갱신한 제1 순서번호와 동일한 순서번호를 가지는 프로토콜데이터유닛이 상기 순서정렬버퍼에 남아있는 동안, 상기 전달하는 단계 및 상기 제1 순서번호를 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달한 프로토콜데이터유닛의 다음 순서번호로 갱신하는 단계를 반복해서 수행하는 단계
    를 더 포함하는 순서정렬 방법.
  9. 순서 정렬된 프로토콜데이터유닛을 서비스데이터유닛으로 조합하는 통합부계층 및 재조립 기능부를 포함하는 하이브리드자동재전송요구 기능을 지원하는 단말의 프로토콜데이터유닛 순서정렬 방법에 있어서,
    프로토콜데이터유닛의 순서정렬 차례에 해당하는 제1 순서번호를 수신된 프로토콜데이터유닛의 제2 순서번호와 비교하여, 프로토콜데이터유닛의 순서를 정렬하는 단계;
    순서정렬을 위해 대기 중인 프로토콜데이터유닛을 저장하는 순서정렬 버퍼에 저장된 프로토콜데이터유닛 중 상기 순서정렬 버퍼에 저장된 기간이 제1 시간보다 큰 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및
    상기 정렬하는 단계에서 순서가 정렬된 프로토콜데이터유닛 및 상기 전달하는 단계에서 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달된 프로토콜데이터유닛 증 하나의 다음 순서번호로 상기 제1 순서번호를 갱신하는 단계
    를 포함하는 순서정렬 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 정렬하는 단계는,
    상기 제2 순서번호가 상기 제1 순서번호보다 작으면, 상기 수신된 프로토콜데이터유닛을 버리는 단계;
    상기 제1 순서번호와 상기 제2 순서번호가 동일하면, 상기 수신된 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및
    상기 제2 순서번호가 상기 제1 순서번호보다 크면, 상기 수신된 프로토콜데이터유닛을 상기 순서정렬 버퍼에 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 정렬하는 단계는,
    상기 제1 순서번호와 상기 제2 순서번호가 동일하면 상기 제1 순서번호를 상기 제1 순서번호의 다음 순서번호로 갱신하는 단계;
    상기 제1 순서번호의 다음 순서번호로 갱신된 제1 순서번호와 상기 순서정렬 버퍼에 저장된 프로토콜데이터유닛 중 첫 번째 프로토콜데이터유닛의 제3 순서번호가 동일하면, 상기 첫 번째 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계; 및
    상기 제1 순서번호의 다음 순서번호로 갱신된 제1 순서번호와 상기 제3 순서번호가 동일한 동안, 상기 제1 순서번호를 상기 제1 순서번호의 다음 순서번호로 갱신하는 단계 및 상기 첫 번째 프로토콜데이터유닛을 상기 통합부계층 및 재조립 기능부로 전달하는 단계를 반복해서 수행하는 단계
    를 더 포함하는 순서정렬 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    프로토콜데이터유닛이 상기 순서정렬 버퍼에 저장된 기간은, 대응하는 프로토콜데이터 유닛이 수신될 당시의 프레임부터 현재 프레임까지의 기간을 의미하는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 시간은 재전송 타임아웃보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 순서정렬 방법.
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