KR20100083747A

KR20100083747A - 효율적인 ｍａｃ 헤더 설계 및 이를 이용한 통신

Info

Publication number: KR20100083747A
Application number: KR1020100003365A
Authority: KR
Inventors: 이은종; 류기선; 조한규; 정재훈; 박규진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2010-07-22

Abstract

송신기가 수신기에 신호를 전송함에 있어서, 송신기 프로세서가 하나의 특정 수신기에 전송될 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터를 다중화하여, 다중화된 데이터 수신을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 구성하고, 상기 송신기가 상기 다중화된 MAC PDU를 상기 특정 수신기에 전송하되, 상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법을 제공한다.

Description

효율적인 ＭＡＣ 헤더 설계 및 이를 이용한 통신{Efficient MAC Header Design And Communication Using The Same}

이하의 설명은 다중화된 MAC PDU 구성시 효율적으로 MAC 헤더를 설계하는 방법 및 이를 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

인터넷을 기반으로 하는 통신시스템은 일반적으로 5 계층으로 이루어진 프로토콜 스택(Protocol Stack)으로 구성되며, 각 프로토콜 계층의 구성은 도 1과 같다.

도 1은 일반적으로 사용되는 인터넷 프로토콜 스택의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 프로토콜 스택의 최상위 계층은 응용계층으로 FTP/HTTP/SMTP/RTP 등의 네트워크 애플리케이션을 지원하기 위한 계층이다. 다음으로, TCP/UDP 프로토콜을 사용하여 호스트 간의 데이터 전송 기능을 담당하는 전송계층과 IP 프로토콜을 통한 소스(Source)에서 목적지(Destination)로의 데이터 전송 경로 설정을 수행하는 네트워크 계층이 있다. 또한, 프로토콜 스택은 PPP/이더넷 프로토콜 등을 통해 주변 네트워크 개체간의 데이터 전송 및 매체접속제어(MAC: Medium Access Control)를 담당하는 링크계층과 유선 또는 무선 매체를 이용한 데이터의 비트 단위의 전송을 수행하는 최하위 계층인 물리계층으로 구성된다.

도 2는 일반적으로 사용되는 데이터 전송을 위한 각 계층의 동작을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 송신측의 전송계층에서는 상위계층인 응용계층으로부터 수신한 메시지 페이로드(Payload)에 헤더 정보를 추가하여 새로운 데이터 유닛을 생성한다. 전송계층은 이를 다시 하위계층인 네트워크 계층으로 전송한다. 네트워크 계층에서는 전송계층으로부터 수신한 데이터에 네트워크 계층에서 사용되는 헤더 정보를 추가하여 새로운 데이터 유닛을 생성하고, 이를 다시 하위계층인 링크계층으로 전송한다. 링크계층에서는 상위계층으로부터 수신한 데이터에 링크계층에서 사용하는 헤더 정보를 추가하여 새로운 데이터 유닛을 생성하고, 이를 다시 하위계층인 물리계층으로 전송한다. 물리계층은 링크계층으로부터 수신한 데이터 유닛을 수신측으로 전송한다.

수신측의 물리계층은 송신측으로부터 데이터 유닛을 수신하여 자신의 상위 계층인 링크계층으로 데이터 유닛을 송신한다. 수신측에서는 각 계층별로 추가된 헤더를 처리하고, 헤더를 제거한 메시지 페이로드를 상위계층으로 전송한다. 이와 같은 과정을 통해 전송측과 수신측간의 데이터 송수신이 수행된다.

도 2와 같이 송신측과 수신측간에 데이터 송수신을 위해 각 계층에서는 프로토콜 헤더를 추가하여 데이터 어드레싱(data addressing), 라우팅(routing), 포워딩(forwarding) 및 데이터 재전송 등의 제어 기능을 수행한다.

도 3은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 링크 계층에 속하는 MAC 계층은 3개의 부계층으로 구성될 수 있다. 먼저, 서비스 지정 수렴 부계층(Service-Specific CS: Service-Specific Convergence Sublayer)은 CS SAP(Service Access Point)를 통하여 수신된 외부 네트워크의 데이터를 MAC 부계층(CPS: Common Part Sublayer)의 MAC SDU(Service Data Unit)들로 변형시키거나 맵핑시킬 수 있다. 이 계층에서는 외부 네트워크의 SDU들을 구분한 후, 해당되는 MAC 서비스 플로우 식별자(SFID: Service Flow IDentifier)와 CID(Connection IDentifier)를 연관시키는 기능이 포함될 수 있다.

다음으로 MAC CPS는 시스템 액세스, 대역폭 할당, 연결(connection) 설정 및 관리와 같은 MAC의 핵심적인 기능을 제공하는 계층으로, MAC SAP를 통해 다양한 CS들로부터 특정 MAC 연결에 의해서 분류된 데이터를 수신한다. 이때 물리 계층을 통한 데이터 전송과 스케쥴링에 QoS(Quality of Service)가 적용될 수 있다.

또한, 암호화 부계층(Security Sublayer)은 인증(Authentication), 보안키 교환(security key exchange)과 암호화 기능을 제공할 수 있다.

MAC 계층은 연결 지향형(connection-oriented) 서비스로, 전송 연결(transport connection)의 개념으로 구현된다. 시스템에 단말이 등록될 때 서비스 플로우(Service Flow)가 단말과 시스템간의 협상에 의하여 규정될 수 있다. 만약 서비스 요구가 변경되면 새로운 연결이 설정될 수 있다. 여기에서, 전송 연결은 MAC 및 서비스 플로우를 이용하는 동위 수렴(peer convergence) 프로세스들 간의 매핑을 정의하며, 서비스 플로우는 해당 연결에서 교환되는 MAC PDU의 QoS 파라미터들을 정의한다.

전송 연결상의 서비스 플로우는 MAC 프로토콜의 운영에 있어서 핵심적인 역할을 수행하며, 상향링크 및 하향링크의 QoS 관리를 위한 매커니즘을 제공한다. 특히, 서비스 플로우들은 대역폭 할당 과정과 결합될 수 있다.

일반적인 IEEE 802.16 시스템에서 단말은 무선 인터페이스마다 48비트 길이의 범용(universal) MAC 주소(address)를 가질 수 있다. 이 주소는 단말의 무선 인터페이스를 유일하게 정의하며, 초기 레인징 과정 동안 단말의 접속을 설정하기 위하여 사용될 수 있다. 그리고 기지국은 단말들을 단말 각각의 서로 다른 식별자(ID)로 검증하기 때문에 범용 MAC 주소는 인증 프로세스의 일부로도 사용될 수 있다.

각각의 연결(connection)은 16비트 길이의 연결 식별자(CID: Connection IDentifier)에 의하여 식별될 수 있다. 단말의 초기화가 진행되는 동안 관리 연결(management connection) 2개의 쌍(상향링크 및 하향링크)이 단말과 기지국간에 설정되며, 관리 연결까지 포함하여 3개의 쌍이 선택적으로 사용될 수 있다.

상술한 바와 같은 IEEE 802.16 계열 표준은 현재 IEEE 802.16e에 대한 규정을 마무리하고, IEEE 802.16m이란 이름으로 진행되고 있다. 이하에서 혼동이 없는 경우 IEEE 802.16e는 간단히 16e로, IEEE 802.16m은 간단히 16m으로 지칭한다.

도 4는 16e 표준에 규정된 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit) 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시한 MAC PDU 중 일반 MAC 헤더 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로 제 2 계층 이하의 링크 계층(즉 Link layer 또는 MAC layer)과 물리 계층(Physical layer)은 LAN, Wireless LAN, 3GPP/3GPP2 또는 Wireless MAN 등의 각 시스템에 따른 프로토콜과 그에 따른 MAC PDU의 헤더 포맷이 다르게 정의된다. MAC 헤더는 링크 계층에서의 각 노드들 간의 데이터 전달 위해 노드의 MAC 주소 또는 링크 주소를 포함하며, 헤더 오류 검사(header error check) 및 링크 계층 제어 정보를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 각각의 MAC PDU는 일정한 길이의 MAC 헤더로 시작된다. 헤더는 MAC PDU의 페이로드(payload) 앞에 위치한다. MAC PDU의 페이로드는 서브헤더, MAC SDU 및 단편(Fragment)으로 구성된다. 가변적인 바이트 수량을 표현할 수 있도록 페이로드 정보의 길이는 변경될 수도 있다. 이에 따라, MAC 부계층은 메시지의 포맷이나 비트 패턴을 인식하지 않고도 상위계층의 다양한 트래픽 타입을 전송할 수 있다. 유보된(reserved) 모든 필드는 전송시 '0'으로 설정되며, 수신시 무시된다.

MAC PDU에는 오류 검출을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 포함될 수 있다. OFDMA 시스템의 물리 계층에서 CRC 기능이 구현될 수 있다. MAC PDU에서 유보된 모든 필드는 '0'으로 지정되며, 수신시 무시된다.

이하에서 도 5를 포함한 헤더 구조를 나타내는 블럭의 한 눈금은 1비트, 가로열은 1바이트를 각각 나타내며, 아래로 갈수록 최상위 비트(MSB)에서 최하위 비트(LSB)로 순서대로 배치됨을 나타낸다.

도 5를 참조하면, MAC PDU에는 일반 MAC 헤더와 함께 6개의 서브헤더가 사용될 수 있다. MAC PDU 별 서브헤더는 일반 MAC 헤더 뒤에 삽입된다. MAC 헤더에 포함되는 각 필드에 대한 설명은 이하 상술한다.

HT(Header Type) 필드는 헤더 타입을 나타내는 것으로서, 해당 MAC PDU가 헤더 뒤에 페이로드를 포함하는 일반 MAC 헤더인지 또는 대역 요청 등의 제어를 위한 시그널링 헤더(signalling header)인지를 나타낸다. EC(Encryption Control) 필드는 암호화 제어를 나타내는 것으로서, 페이로드가 암호화 되었는지 여부를 나타낸다. Type 필드는 헤더 다음에 붙는 서브헤더의 유무 및 서브헤더의 타입을 나타낸다. ESF(Extended Subheader Field) 필드는 헤더 다음에 붙는 확장 서브헤더의 유무를 나타낸다.

또한, CI(CRC Indication) 필드는 CRC가 페이로드 뒤에 붙는지 여부를 나타낸다. EKS(Encryption Key Sequence) 필드는 페이로드가 암호화되는 경우, 암호화를 위해 사용되는 암호화 키 시퀀스 번호를 나타낸다. LEN(LENgth) 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. 도 5에서 각 필드의 이름 뒤의 괄호 안의 숫자는 각 필드가 차지하는 비트 수를 나타낸다.

한편, IEEE 802.16Rev2/D4 표준에서는 상향링크 또는 하향링크 전송에 대해 복수의 MAC PDU를 한번에 전송하기 위해 MAC PDU 연결(MAC PDU concatenation) 개념을 규정하였다.

도 6은 MAC PDU 연결 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이 MAC PDU 연결를 이용할 경우, 각각의 MAC PDU는 각 CID에 의해 구분되게 된다. 또한, MAC 관리 메시지, 사용자 데이터, 및 BR MAC PDU(Bandwidth Request MAC PDU) 등이 하나의 전송을 위해 연결될 수 있다. 수신 MAC 엔터티는 각 MAC PDU가 각각의 CID에 의해 구분되기 때문에, 이를 이용하여 해당하는 MAC SAP에 하나 또는 복수의 MAC PDU를 재결합하여 MAC SDU를 제공할 수 있다.

도 6과 관련하여 상술한 MAC PDU 연결의 경우, 동일한 단말(Mobile Station: MS)로 전송되는 MAC PDU를 연결하여 전송할 수 있는 장점을 가지지만, 이는 각 연결에 대해 전송되는 데이터가 MAC PDU 헤더에 의해 구분되기 때문에 모든 패이로드에 MAC PDU 헤더가 첨부되어야 한다. 이는 MAC 메시지 최적화에는 효율적일지라도 MAC 헤더 자체에 대한 최적화는 이루지 못하는 방식으로 볼 수 있다.

현재 표준화가 진행 중인 16m 시스템에서는 CID를 사용하는 대신에 각 수신측을 구분하기 위한 스테이션 ID(Station ID)와 동일한 수신측에 대한 각각의 연결(Connection)을 구분하는 플로우 ID(Flow ID)를 이용하여 데이터를 구분하는 것이 논의되고 있다. 이와 같이 하나의 CID로 수신측과 수신측에 대한 연결을 한번에 구분하는 대신, 계층적으로 스테이션 ID를 이용하여 수신측을 구분하고, 동일 수신측에 대한 복수의 플로우 ID에 대응하는 데이터를 하나의 MAC PDU로 다중화하여 전송하는 경우, MAC PDU 헤더의 최적화를 구현할 수 있다.

따라서, 이하의 설명에서는 동일한 수신측에 대한 복수의 플로우 ID에 대응하여 다중화된 MAC PDU에서 최적화된 MAC 헤더를 구성하는 방법에 대해 설명한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에서는 송신기가 수신기에 신호를 전송하는 방법에 있어서, 송신기 프로세서가 하나의 특정 수신기에 전송될 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터를 다중화하여, 다중화된 데이터 수신을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 구성하는 단계; 및 상기 송신기가 상기 다중화된 MAC PDU를 상기 특정 수신기에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는 신호 전송 방법을 제안한다.

이때, 상기 송신기가 전송하는 데이터는 각 수신기를 구분하기 위한 스테이션 ID(station ID) 및 특정 수신기와의 각 연결(Connection)을 구분하기 위한 상기 플로우 ID(Flow ID)에 의해 구분되는 것을 가정한다.

또한, 상기 일반 MAC 헤더는, 상기 플로우 ID를 포함하는 제 1 필드, 및 상기 다중화된 MAC PDU의 길이를 나타내는 제 2 필드를 포함할 수 있고, 상기 제 2 헤더부의 확장 헤더 지시자는, 상기 복수의 연결의 개수가 N개인 경우, N개의 플로우 ID에 대해 각각 1비트를 이용하여 플로우 ID별 확장 헤더의 존재 여부를 나타낼 수 있으며, 상기 제 3 헤더부의 확장 헤더는, 각 확장 헤더의 타입을 나타내는 타입 필드, 및 각 확장 헤더의 내용을 포함하는 내용 필드를 포함할 수 있다. 이때, 확장 헤더는 상기 확장 헤더 뒤에 추가적인 헤더의 존재 여부를 나타내는 END 필드를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 제 2 헤더부는 다중화 확장 헤더(Multiplexing Extended Header)로 지칭될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 수신기에 신호를 전송하는 송신기에 있어서, 특정 수신기에 전송될 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터를 다중화하여, 다중화된 데이터 수신을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 구성하는 프로세서; 및 상기 다중화된 MAC PDU를 상기 특정 수신기에 전송하는 송신 모듈을 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는 송신기를 제안한다.

이때, 상기 송신기가 전송하는 데이터는 각 수신기를 구분하기 위한 스테이션 ID(station ID) 및 특정 수신기와의 각 연결(Connection)을 구분하기 위한 상기 플로우 ID(Flow ID)에 의해 구분되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반 MAC 헤더는, 플로우 ID를 포함하는 제 1 필드, 및 상기 다중화된 MAC PDU의 길이를 나타내는 제 2 필드를 포함할 수 있고, 상기 제 2 헤더부의 확장 헤더 지시자는, 상기 복수의 연결의 개수가 N개인 경우, N개의 플로우 ID에 대해 각각 1비트를 이용하여 플로우 ID별 확장 헤더의 존재 여부를 나타낼 수 있으며, 상기 제 3 헤더부의 확장 헤더는, 각 확장 헤더의 타입을 나타내는 타입 필드, 및 각 확장 헤더의 내용을 포함하는 내용 필드를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 수신기가 송신기로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 수신기에 전송되는 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터가 다중화된 MAC PUD를 상기 송신기로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신기 프로세서가 상기 MAC PDU의 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부, 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 처리하는 단계를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는 신호 수신 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 송신기로부터 신호를 수신하는 수신기에 있어서, 상기 수신기에 전송되는 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터가 다중화된 MAC PUD를 상기 송신기로부터 수신하는 수신 모듈; 및 상기 MAC PDU의 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부, 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 처리하는 프로세서를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며, 상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는 수신기를 제안한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태에 따를 경우, 다중화된 MAC PDU에서 중복 전송될 수 있는 정보를 한번만 전송하도록 최적화된 MAC 헤더를 이용함으로써, 통신 시스템에서 오버헤드를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 인터넷 프로토콜 스택의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적으로 사용되는 데이터 전송을 위한 각 계층의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.
도 4는 16e 표준에 규정된 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit) 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 MAC PDU 중 일반 MAC 헤더 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 MAC PDU 연결 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MAC PDU 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 일반 MAC 헤더 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 확장 헤더의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 나타낸 확장 헤더 구성을 이용한 구체적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 MAC PDU 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11의 변형예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 일반 MAC 헤더 구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 확장 헤더의 구성을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 MAC 헤더 구성을 이용하여 MAC PDU를 전송하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 확장 헤더 구성을 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 MAC PDU 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 MAC 관리 메시지 구성을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 헤더 구성을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 다중화 MAC 헤더를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 관리 MAC 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 관리 MAC 헤더를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시 형태로서, 상술한 실시형태가 구현될 수 있는 이동단말 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 MAC PDU 구성을 도시한 도면이다.

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 흐릴 수 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 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 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 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명서 단말으로 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. 또한, 단말은 개인 휴대 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰, 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 될 수 있다.

여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.

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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 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.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이 이하의 설명에서는 동일한 수신측에 대한 복수의 플로우 ID에 대응하여 다중화된 MAC PDU에서 최적화된 MAC 헤더를 구성하는 방법에 대해 설명한다. 이때 다중화된 MAC PDU는 하나의 수신측으로 전송되는 다양한 플로우 ID에 대응하는 데이터들이 다중화된 형태를 가지는 것을 가정한다. 플로우 ID는 수신측과의 연결이 전송(transport)/관리(management)/시그널링(signaling)을 위한 것인지 여부를 나타낼 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MAC PDU 구성을 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 MAC PDU 역시 MAC PDU 헤더(701)부 및 패이로드(702)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시형태에 따른 MAC PDU 헤더(701)는 도 5의 구조에 비해 단순화된 형태를 가지는 일반 MAC 헤더(401)를 포함하는 것을 가정한다. 즉, 일반 MAC 헤더(401)는 플로우 ID 정보를 포함하는 필드, 다중화된 MAC PDU의 길이를 나타내는 필드 등 최소한의 정보만을 포함하는 형태를 가정한다. 각 플로우 ID에 대해 추가적인 헤더 정보는 필요에 따라 확장 헤더(Extended header; 이하 EH)를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 특정 연결이 데이터 전송(transport)를 위한 것이며, 이에 대한 데이터는 단편화(fragmentation) 또는 묶음(packing) 처리되어 전송될 수 있다. 본 실시형태에서 이와 같은 단편화/묶음에 대한 정보는 FPEH(Fragmentation and Packing Extended Header)를 통해 전송될 수 있다. 또 다른 예로서 특정 플로우 ID는 관리를 위한 것일 수 있으며, 이와 같은 관리 연결을 위한 정보는 MCEH(MAC Control Extended Header)를 통해 전송될 수 있다. 각 EH들은 각 EH의 타입을 나타내는 타입 필드, 각 EH의 내용을 포함하는 필드를 포함할 수 있으며, 경우에 따라 후속하는 EH가 존재하는지 여부를 나타내기 위한 END 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 해당 EH의 END 필드가 추가적인 EH가 존재하는 것을 나타낸다면, 후속하는 EH를 판독하며, 해당 EH의 END 필드가 더 이상 추가적인 EH가 없는 것으로 나타낼때까지 판독을 계속할 수 있다.

상술한 바와 같이 각 플로우 ID별로 EH의 종류 및/또는 필요 여부는 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 MAC 헤더는 각 플로우 ID에 대한 EH의 존재 여부를 각각 1비트 지시자를 이용하여 나타내어 주는 필드(402)를 포함하는 것을 제안한다. 도 7에서는 상술한 필드(402)를 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator: EHI) 필드로 도시하고 있으며, 이는 다중화 MAC PDU에서 특별히 필요한 확장 헤더인 점에서 다중화 확장 헤더(Multiplexing Extended Header)에 포함되는 형태로 규정할 수도 있다. 이와 같은 EHI를 포함하는 필드(402)는 예를 들어, 본 MAC PDU와 관련된 복수의 플로우 ID의 갯수가 N인 경우, N개의 플로우 ID 각각에 대한 1비트 정보를 이용하여 플로우 ID별 EH 존재 여부를 나타낼 수 있다. 즉, 해당 플로우 ID에 대해 EHI가 1로 설정되는 경우, 이후 해당 플로우 ID에 EH가 존재하는 것을 나타낼 수 있다. 반대로, 0으로 설정된 경우, 해당 플로우 ID에 대해 EH가 존재하지 않는 것을 나타낼 수 있다.

이때, 각 플로우 ID별로 연결의 종류를 특정할 수 있는바, 후속하는 EH의 종류를 특정할 수도 있다. 예를 들어, 해당 플로우 ID가 전송 연결에 대한 것이며, 이 플로우 ID에 대한 EHI가 1로 설정된 경우, 해당 플로우 ID에 대해 상술한 FPEH가 존재하는 것을 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 해당 플로우 ID가 관리 연결에 대한 것이며, 이 플로우 ID에 대한 EHI가 1로 설정된 경우, 해당 플로우 ID에 대해 상술한 MCEH가 존재하는 것을 나타낼 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 상술한 바와 같은 MAC PDU 헤더(701)에 후속하여 MAC PDU의 패이로드(702)가 전송될 수 있다. 패이로드(702)는 각 플로우 ID별 데이터/정보를 포함할 수 있으며, 이에 대한 정보는 MAC PDU 헤더(701)를 통해 전송/획득될 수 있다.

이하에서는 상술한 기술에 따를 경우의 구체적인 실시예들을 도면을 참조하여 살펴본다.

제 1 실시예

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 일반 MAC 헤더 구성을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 일반 MAC 헤더는 최소한의 오버헤드를 가지기 위해 기존 16e 시스템에서의 일반 MAC 헤더에 비해 단순화된 형태를 가지는 것을 제안한다. 도 8에 나타낸 일반 MAC 헤더는 플로우 ID를 나타내기 위한 FLOW ID 필드, 길이를 나타내기 위한 Length 필드 및 이 필드 뒤에 추가적인 헤더 유무를 나타내기 위한 END 필드를 포함하는 것을 제안한다. 구체적으로 FLOW ID 필드는 할당된 플로우 ID에 의해 해당 연결이 전송/관리/시그널링을 위한 것인지 여부는 알려주며, Length 필드는 각 플로우 ID에 해당하는 SDU(Service Data Unit) 또는 패이로드 전체의 길이를 나타낼 수 있다. 수신측은 END 필드를 이용하여 후속하는 헤더의 존재 여부를 파악할 수 있다. 도 8은 FLOW ID 필드에 4비트, Length 필드에 11비트, END 필드에 1비트가 할당되는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 확장 헤더의 구성을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 확장 헤더(EH)는 본 EH가 다중화 헤더인지, 다른 확장 헤더인지 여부는 나타내기 위한 다중화 헤더 지시자(Multiplexing Header Indicator) 필드(이하 MH 필드), 본 EH 뒤에 추가적인 헤더의 유무를 나타내기 위한 END 필드, EH의 타입을 나타내기 위한 EH 타입 필드, 및 EH 내용을 나타내기 위한 EH Contents 필드를 포함하는 것을 가정한다. EH 타입 필드는 본 EH가 FPEH, GMSH, ARQ 피드백, Mesh EH, FFSH 등인지 여부를 나타낼 수 있다. 도 9에서 EH 타입 필드 및 EH Contents 필드의 비트 수는 특정되지 않은 형태를 나타내고 있다.

도 10은 도 9에 나타낸 확장 헤더 구성을 이용한 구체적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 10에 나타낸 실시예에서는 특정 수신측에 전송되는 복수의 플로우 ID에 대응하는 SDU들 또는 SDU 단편(fragment)들이 다중화되어 전송되고, 이를 나타내기 위한 다중화 EH가 전송되는 경우를 도시하고 있다. MH 필드는 본 EH가 다중화 확장 헤더(MEH)임을 나타내기 위해 1로 설정된 경우를 나타내고 있다. 플로우 ID 필드는 해당 플로우 ID가 전송/관리/시그널링 연결에 대한 것인지를 나타내며, 본 실시예에서는 전송 연결에 대한 것으로 가정한다. 이에 따라 Length 필드는 해당 전송 연결에 대응하는 SDU들(또는 패이로드) 전체 길이를 나타낼 수 있다. 한편, END 필드는 해당 플로우 ID에 대한 추가적인 EH 여부를 나타낼 수 있다.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 MAC PDU 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 MAC PDU는 먼저 플로우 ID 필드, Length 필드 및 END 필드를 포함하는 일반 MAC 헤더를 포함할 수 있다. 도 11에서 일반 MAC 헤더는 플로우 ID 1을 플로우 ID 필드에 포함하는 것을 나타내고 있으며, 나머지 플로우 ID는 후속하는 EH들에서 나타내는 것을 가정하고 있다. 도 11의 일반 MAC 헤더의 길이 필드는 플로우 ID 1에 대한 SDU/SDU 단편들이 x 바이트인 것을 나타내는 것을 도시하고 있다. 또한, 후속하는 헤더가 존재함을 나타내기 위해 END 필드는 0으로 설정되어 있다.

이후, 플로우 ID 1에 대한 EH로서 FPEH(Fragment and Packing Extended Header)가 전송되는 것을 도시하고 있다. FPEH는 MEH(Multiplexing Extended Header)가 아니기 때문에 MH 필드는 0으로 설정된다. 또한, EH 타입 필드는 해당 EH가 FPEH임을 나타낼 수 있다. 이후 FPEH에는 단편화, 팩킹 등에 대한 정보를 FC(Fragment Control) 필드, SN(Sequence Number) 필드, Length 필드, LAST 필드 등을 통해 나타낼 수 있다.

이후, 도 11의 예에서는 플로우 ID 2에 대한 다중화 확장 헤더(MEH)가 전송되는 것을 도시하고 있다. MEH는 MH 필드가 1로 설정되게 된다. 또한, 본 MEH가 플로우 ID 2에 대한 것임을 플로우 ID 필드를 통해 나타낼 수 있다. 또한, 플로우 ID 2에 대한 SDU 길이가 y 바이트임을 Length 필드를 통해 나타낼 수 있다. 아울러, 본 MEH 이후 헤더 정보가 없음을 나타내기 위해 END 필드는 1로 설정될 수 있다.

만일, 플로우 ID 1 및/또는 플로우 ID 2에 대해 추가적인 EH가 포함될 수 있으며, 이는 추가되는 EH의 타입에 따라 MH 필드 및 바로 직전의 END 필드를 조절하여 수행될 수 있으며, 이는 도 12에 도시되어 있다.

제 2 실시예

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 일반 MAC 헤더 구성을 도시하는 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 일반 MAC 헤더는 각 플로우 ID를 모두 나타내는 플로우 ID 필드들, 각 플로우 ID에 대한 SDU/패이로드 길이를 나타내는 Length 필드들, 및 해당 일반 MAC 헤더 뒤에 추가적인 일반 MAC 헤더가 존재하는지 여부를 나타내기 위한 END 필드들을 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 END 필드가 후속하는 헤더 정보 유무를 나타내는 것이 아니라, 후속하는 일반 MAC 헤더 유무를 나타내는 것으로서, 추가적인 다중화 여부를 나타내는 기능을 수행하는 것을 가정한다. 따라서, 특정 플로우 ID에 대해 추가적인 EH가 존재하는 경우, 이를 알려주기 위한 1비트의 확장 헤더 지시자(EHI)가 각 플로우 ID별로 포함되는 것을 가정한다.

도 13에서는 일반 MAC 헤더 뒤에 N개의 플로우 ID에 대한 각각 1비트의 EHI가 N개 후속하는 것을 나타내고 있다.

도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 확장 헤더의 구성을 도시하는 도면이다.

본 실시예에 따른 EH는 해당 EH 뒤에 해당 플로우 ID에 대한 추가적인 EH의 존재 여부를 나타내기 위한 LAST 필드, 해당 EH가 어떤 EH인지를 나타내기 위한 확장 헤더 타입 정보, 및 본 EH의 내용을 포함하는 확장 헤더 내용 필드를 포함할 수 있다.

도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 MAC 헤더 구성을 이용하여 MAC PDU를 전송하는 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 15에서 각 플로우 ID별로 일반 MAC 헤더 정보가 포함되는 것을 도시하고 있다. 도 15에 도시된 N개의 GMH들을 본 실시예에 따른 MAC PDU의 제 1 헤더 필드로서 일반 MAC 헤더 필드로 지칭할 수 있다.

다음으로, 각 플로우 ID에 대해 추가적인 EH 존재 여부를 나타내기 위한 EHI 필드가 존재할 수 있다. 이 EHI 정보는 다중화 확장 헤더로서 기능할 수 있으며, 본 실시예에 따른 MAC PDU의 제 2 헤더 필드를 구성할 수 있다.

다음으로, 각 플로우 ID별로 EH들을 포함하는 제 3 헤더 필드들이 후속할 수 있다. 도 15에서는 m 개의 EH들이 포함되는 것을 도시하고 있고, m은 N보다 클 수도, 작을 수도 있다. 다만, 각 플로우 ID에 대한 EH 존재 여부는 선택적이므로, 제 3 헤더 필드는 생략될 수도 있다.

상술한 바와 같은 MAC 헤더에 후속하여 각 플로우 ID에 대한 SDU/패이로드들이 존재할 수 있다.

제 3 실시예

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 확장 헤더 구성을 도시하는 도면이다.

도 16의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 확장 헤더(EH)는 본 헤더 뒤에 추가적인 EH가 존재하는지 여부를 나타내기 위한 LAST 필드, EH의 타입을 나타내기 위한 EH 타입 필드, 다중화된 플로우의 수를 나타내기 위한 플로우 갯수 필드를 포함할 수 있다. 도 16의 (b)는 EH가 FPEH인지 여부를 나타내기 위한 단편화 및 팩킹 지시자(FPI) 필드를 추가적으로 포함하는 예를 도시하고 있다.

도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 MAC PDU 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따르면, 먼저 플로우 ID 0에 대한 일반 MAC 헤더 뒤에 다중화 확장 헤더(MEH)가 전송되는 예를 도시하고 있다. MEH 이후에는 플로우 ID 에 대한 추가적인 EH가 존재하기 때문에 LAST 필드에서 이를 나타내어 줄 수 있으며, 본 MEH는 FPEH가 아니기 때문에 FPI는 0으로 설정된다. 또한, 확장 헤더 타입 필드는 본 EH가 MEH임을 나타낼 수 있으며, 후속하는 다중화된 플로우 갯수 필드에서는 본 MAC PDU에 다중화된 플로우 ID의 갯수를 나타낼 수 있다.

도 17에 도시된 MAC PDU에서는 이후 후속하는 플로우 ID에 대한 일반 MAC 헤더 및 선택적으로 포함되는 EH를 도시하고 있다. MAC 헤더 정보에 후속하여 각 플로우 ID에 대한 데이터로서 SDU/패이로드가 전송될 수 있다.

제 4 실시예

본 실시예에서는 MAC PDU 패이로드를 전달하기 위한 MAC 관리 메시지(MAC Management message)를 추가적으로 고려하여 설명하기로 한다.

도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 MAC 관리 메시지 구성을 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 MAC 관리 메시지는 도 18에 도시된 바와 같이 관리 메시지 타입 필드 및 관리 메시지 패이로드 필드를 포함할 수 있다. 기본, 방송 및 초기 레인징 연결에 대한 MAC 관리 메시지는 단편화 또는 패킹이 되지 않는 것을 가정한다. 반면, 프라이머리 관리 연결(Primary management connection)에 대한 MAC 관리 메시지는 단편화 및/또는 패킹이 될 수 있다. 또한, 단편화 가능한 방송 연결에 대한 MAC 관리 메시지는 단편화될 수 있다.

도 18에 도시된 바와 같은 MAC 관리 메시지는 전송 연결에서는 전달되지 않는 것을 가정한다.

도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 헤더 구성을 도시한 도면이다.

도 19에 도시된 MAC 헤더는 헤더 타입(HT) 필드를 포함한다. 본 실시예에서는 관리 MAC 헤더와 다중화 MAC 헤더를 하나의 헤더 타입(HT)으로 정의하는 것을 가정한다. 예를 들어, HT 필드가 2비트인 경우, 00은 플로우 ID가 있고, 긴 데이터 전송에 이용되며, 이는 일반 MAC 헤더로 볼 수 있다. 01은 플로우 ID가 있고, 짧은 데이터 전송에 이용되며, 이는 단순화된 MAC 헤더(Compact MAC Header)로 볼 수 있다. 또한, 10은 플로우 ID가 없고, 패이로드가 없는 경우에 이용되며, 이는 시그널링 MAC 헤더로 볼 수 있다. 아울러, 11은 플로우 ID가 없고, 패이로드가 있는 경우에 이용되며, 이는 본 실시예에 따른 관리/다중화 MAC 헤더로 볼 수 있다.

본 실시예에서 관리 MAC 헤더와 다중화 MAC 헤더는 2 바이트의 동일한 헤더 포맷을 사용하고, 2가지 메시지는 확장 헤더(예를 들어, 다중화 확장 헤더(MEH))의 유무에 의해 구분될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 관리 MAC 헤더와 다중화 MAC 헤더는 일반 데이터와 마찬가지로 긴 데이터를 지원할 수 있는 것을 가정하며, 이를 위해 이 헤더의 Length 필드는 MAC PDU 헤더에서 아용하는 Length 필드의 길이(11비트) 이상이 지원되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 실시예에서의 Length 필드의 비트 수는 일반 MAC 헤더에서 정의되는 Length 필드의 길이에 따르도록 설계되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 일반 MAC 헤더의 Length 필드가 11비트인 경우를 가정하고 있기 때문에, 본 실시예에 따른 헤더의 Length 필드도 11비트인 것으로 가정한다. 도 19에 나타낸 헤더 구성을 이후에서 설명할 확장 헤더와 구분하기 위해 통합 일반 MAC 헤더로 지칭하기로 한다.

도 20은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 다중화 MAC 헤더를 설명하기 위한 도면이다.

도 20에 도시된 바와 같이 MAC 헤더가 다중화 MAC 헤더로 이용되기 위해서는 통합 일반 MAC 헤더의 EH 필드가 1로 설정되어 있는 것을 가정한다. 이 통합 일반 MAC 헤더에 후속하여 다중화 확장 헤더(MEH)가 추가적으로 첨부되는 것을 가정한다. 즉, 본 실시예에서는 통합 일반 MAC 헤더 및 이에 후속하는 다중화 확장 헤더(MEH)를 다음과 같은 형태로 제안한다.

상술한 바와 같이 통합 일반 MAC 헤더의 헤더 타입 필드는 현재 전송되는 헤더 필드가 다중화 MAC 헤더인지, 관리 MAC 헤더인지를 나타낼 수 있으며, 도 20의 예에서는 다중화 헤더임을 나타내는 것을 가정한다. 또한, 상술한 바와 같이 MEH가 후속함을 나타내기 위해 EH 필드가 1로 설정되는 것을 가정한다.

본 실시예에 따른 MEH는 동일한 MS로 전송되지만 다른 플로우 ID에 대한 SDU를 하나의 MAC 헤더로 전송하기 위해, 2 바이트의 통합 일반 MAC 헤더 뒤에 MEH가 전송되는 것을 가정하며, 각 플로우 ID에 대한 정보로 플로우 ID 필드, EH 필드, END 필드, LENGTH 필드들로 나타내어져, 다중화되는 플로우 ID의 갯수만큼 반복될 수 있다. MEH에서의 EH 필드는 각 플로우 ID에 대한 확장 헤더의 존재 여부를 나타낼 수 있다. 만약, END 필드 값이 1로 설정된다면, 마지막 SDU에 대한 LENGTH 필드는 생략될 수 있다. 한편, 바이트 할당은 확장 헤더의 마지막에서 수행될 수 있다.

다중화 헤더는 EKS가 각 플로우 ID별로 하나씩 설정될 수 있다. 만약, EKS가 각 플로우 ID별로 하나씩 설정되는 경우, 다중화 확장 헤더(MEH)의 내용은 다음과 같이 변경될 수 있다.

플로우 ID + EH + EKS + END + LENGTH

상술한 바와 같이 다중화 확장 헤더가 사용되는 경우, MAC 헤더의 EKS는 무의미해질 수 있고, 이 때는 EC 필드의 값을 0으로 설정하여 MAC 헤더의 EKS는 무시되는 값으로 설정할 수 있다.

도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 관리 MAC 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 관리 MAC 헤더는 추가적인 다중화 확장 헤더 없이 사용될 수 있다. 만약, 다중화 확장 헤더(MEH)가 추가적으로 첨부되어 전송되지 않는다면, 패이로드의 정보를 관리 MAC 메시지로 인식할 수 있다.

도 21에서 EH는 다중화 헤더를 제외한 다른 EH일 수 있다. 본 실시예에서 관리 헤더는 별도의 플로우 ID를 필요로 하지 않기 때문에 다중화되어 전송되지 않는 것을 가정한다. 즉, 관리 MAC 헤더는 다중화 EH를 첨부하지 않고 전송되는 것을 가정한다.

도 22 및 도 23은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 다중화 MAC 헤더를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 22에 도시된 바와 같이 MAC 헤더의 EH 필드를 1로 설정함으로써, 다중화 확장 헤더가 뒤에 추가될 수 있다. 다중화 확장 헤더(Mux EH)의 LAST 값에 의해 뒤에 EH 가 더 있음을 알리면, 단말(즉, STID)에 대한 EH가 더 있음을 의미하고, 이 EH는 다중화 EH 바로 뒤에 추가될 수 있다. 뿐만 아니라, 각 플로우 ID에 대한 EH(예를 들어, 단편화/패킹 확장 헤더)도 필요할 수 있다. 이는 다중화 EH안의 EH 필드에 의해 표현될 수 있고, 각 EH는 다중화 EH에서 나타나는 플로우 ID 순서대로 패이로드 앞에 추가될 수 있다.

단말에 대한 EH와 각 플로우 ID에 대한 EH는 도 23과 같은 순서로 추가될 수 도 있다.

제 5 실시예

본 실시 예에서는 MAC PDU가 복수의 연결 에 대한 SDU/패이로드를 전송하는 경우, 일반 MAC 헤더(GMH)에서 첫 번째 플로우 ID에 대한 정보(Flow ID 필드, Length 필드)를 전송하고, MAC 다중화 확장 헤더(MAC Multiplexing Extended Header)를 통해 나머지 연결(들)에 대한 정보가 전송되는 형태를 제안한다. 이때, 각 플로우 ID에 대한 EH의 전송 여부를 어떻게 알려주는지를 이하에서 추가적으로 설명하기로 한다.

도 25 및 도 26은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 MAC PDU 구성을 도시한 도면이다.

도 25에서 보는 바와 같이 GMH의 플로우 ID 필드가 첫 번째 패이로드에 대한 플로우 ID 정보를 나타내는 경우, GMH의 EH 필드는 단말에 대한 EH 존재 여부를 나타낸다. 때문에 만약 해당 MAC PDU가 다중화 MAC PDU이고, 첫 번째 플로우 ID에 대한 EH(예를 들어, FPEH)가 존재 한다면, 해당 플로우 ID에 대한 EH는 MEH 앞에서 전송되도록 설정하는 것을 제안한다. 이는 MEH에서 또는 GMH에서 해당 연결에 대한 EH 유무를 명시적으로 알려주지 않고도 첫 번째 플로우 ID에 대한 EH 여부를 묵시적으로 확인할 수 있도록 한다.

뿐만 아니라 본 발명의 실시 예는 도 26과 같이 MAC PDU가 복수의 플로우 ID에 대한 정보를 전송하는 경우, 첫 번째 플로우 ID에 대한 EH의 존재여부를 나타내는 필드를 MEH의 첫 번째 필드로 정의함으로써 MEH 뒤에 첫 번째 플로우 ID에 대한 EH가 전송되는지 여부를 알 수 있도록 한다. 다중화된 MPDU의 GMH에서 첫 번째 플로우 ID에 대한 정보가 전송된다면, MEH의 첫 번째 필드는 첫 번째 플로우 ID에 대한 EH 여부를 알리는데 사용될 수 있다. 또한, 이 필드 뒤에 다중화되는 연결의 갯수만큼 "플로우 ID 필드 + EH 필드 + END 필드 + length 필드"가 반복되는 형태로 추가될 수 있다. 즉, MEH의 EH 필드는 각 플로우 ID에 대한 EH가 추가될 수 있기 때문에, MEH에서 지시하는 플로우 ID의 수만큼 MEH 뒤에 EH 필드가 위치할 수 있다. 또한, 첫번째 플로우 ID에 대한 EH 존재 여부는 MEH 안에서 다중화되는 플로우 ID에 대한 정보를 나타내기 전에 첫번째 필드로서 포함될 수 있다. 만약 GMH의 길이가 전체 MAC PDU의 길이를 의미한다면 마지막 플로우 ID에 대한 길이는 생략 가능하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 MAC 헤더 구조를 이용한 통신 방법 및 장치에 대해 설명한다.

도 24는 본 발명의 다른 실시 형태로서, 상술한 실시형태가 구현될 수 있는 이동단말 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.

이동단말(AMS) 및 기지국(ABS)은 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(1000, 1010), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신 모듈(Tx module, 1040, 1050), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 1060, 1070), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(1080, 1090) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(1020, 1030)를 각각 포함할 수 있다.

안테나(1000, 1010)는 전송모듈(1040, 1050)로부터 전달받은 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신 모듈(1060, 1070)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.

프로세서(1020, 1030)는 통상적으로 이동단말 또는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서는 상술한 본 발명의 실시형태를 수행하기 위한 제어 기능, 예를 들어, 상술한 다양한 실시예에서 설명한 MAC 헤더 구조를 가지는 MAC PDU를 생성하여, 전송 모듈(1040, 1050)에 전달하고, 수신 모듈(1060, 1070)로부터 전달받은 MAC PDU를 처리할 수 있다. 그 밖에도 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(1020, 1030)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.

전송모듈(1040, 1050)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 MAC PDU를 포함하는 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(1000, 1010)에 전달할 수 있다.

수신모듈(1060, 1070)은 외부에서 안테나(1000, 1010)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(1020, 1030)로 전달할 수 있다.

메모리(1080, 1090)는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동국의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 스테이션 식별자(STID), 플로우 식별자(FID), 동작 시간(Action Time), 영역할당정보 및 프레임 오프셋 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.

또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시형태는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시형태에 따른 신호 전송 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 일 실시예에 따른 ~은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 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.

특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

상술한 설명은 IEEE 802.16 계열 시스템을 중심으로 설명하였으나, 3GPP 또는 3GPP2 계열 시스템에도 유사한 방식으로 적용될 수 있다.

UL: 상향링크
DL: 하향링크
PDU: 패킷 데이터 유닛(Packet Data Unit)
CID: 연결 ID(Connection ID)
EH: 확장 헤더(Extended Header)
FID: 플로우 ID
GMH: 일반 MAC 헤더
SDU: 서비스 데이터 유닛(Service Data Unit)

Claims

송신기가 수신기에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
송신기 프로세서가 하나의 특정 수신기에 전송될 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터를 다중화하여, 다중화된 데이터 수신을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 구성하는 단계; 및
상기 송신기가 상기 다중화된 MAC PDU를 상기 특정 수신기에 전송하는 단계를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 송신기가 전송하는 데이터는 각 수신기를 구분하기 위한 스테이션 ID(station ID) 및 특정 수신기와의 각 연결(Connection)을 구분하기 위한 상기 플로우 ID(Flow ID)에 의해 구분되는, 신호 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 일반 MAC 헤더는,
상기 플로우 ID를 포함하는 제 1 필드, 및 상기 다중화된 MAC PDU의 길이를 나타내는 제 2 필드를 포함하는, 신호 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 헤더부의 확장 헤더 지시자는,
상기 복수의 연결의 개수가 N개인 경우, N개의 플로우 ID에 대해 각각 1비트를 이용하여 플로우 ID별 확장 헤더의 존재 여부를 나타내는, 신호 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 헤더부의 확장 헤더는,
각 확장 헤더의 타입을 나타내는 타입 필드, 및 각 확장 헤더의 내용을 포함하는 내용 필드를 포함하는, 신호 전송 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 확장 헤더는 상기 확장 헤더 뒤에 추가적인 헤더의 존재 여부를 나타내는 END 필드를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 헤더부는 다중화 확장 헤더(Multiplexing Extended Header)인, 신호 전송 방법.
수신기에 신호를 전송하는 송신기에 있어서,
특정 수신기에 전송될 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터를 다중화하여, 다중화된 데이터 수신을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 구성하는 프로세서; 및
상기 다중화된 MAC PDU를 상기 특정 수신기에 전송하는 송신 모듈을 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는, 송신기.
제 8 항에 있어서,
상기 송신기가 전송하는 데이터는 각 수신기를 구분하기 위한 스테이션 ID(station ID) 및 특정 수신기와의 각 연결(Connection)을 구분하기 위한 상기 플로우 ID(Flow ID)에 의해 구분되는, 송신기.
제 8 항에 있어서,
상기 일반 MAC 헤더는,
플로우 ID를 포함하는 제 1 필드, 및 상기 다중화된 MAC PDU의 길이를 나타내는 제 2 필드를 포함하는, 송신기.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 헤더부의 확장 헤더 지시자는,
상기 복수의 연결의 개수가 N개인 경우, N개의 플로우 ID에 대해 각각 1비트를 이용하여 플로우 ID별 확장 헤더의 존재 여부를 나타내는, 송신기.
제 8 항에 있어서,
상기 제 3 헤더부의 확장 헤더는,
각 확장 헤더의 타입을 나타내는 타입 필드, 및 각 확장 헤더의 내용을 포함하는 내용 필드를 포함하는, 송신기.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 헤더부는 다중화 확장 헤더(Multiplexing Extended Header)인, 송신기.
수신기가 송신기로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
상기 수신기에 전송되는 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터가 다중화된 MAC PUD를 상기 송신기로부터 수신하는 단계; 및
상기 수신기 프로세서가 상기 MAC PDU의 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부, 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 처리하는 단계를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는, 신호 수신 방법.
송신기로부터 신호를 수신하는 수신기에 있어서,
상기 수신기에 전송되는 복수의 연결(connection)에 대한 복수의 데이터가 다중화된 MAC PUD를 상기 송신기로부터 수신하는 수신 모듈; 및
상기 MAC PDU의 MAC 헤더(Medium Access Control Header)부, 및 상기 다중화된 데이터를 포함하는 MAC PDU 패이로드(Medium Access Control Packet Data Unit Payload)를 포함하는 다중화된 MAC PDU를 처리하는 프로세서를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 일반 MAC 헤더(Generic MAC Header)를 포함하는 제 1 헤더부, 및 상기 복수의 연결 각각 지시하는 플로우 ID(Flow ID)별 확장 헤더(Extended Header: EH) 존재 여부를 나타내는 1비트 지시자로서 확장 헤더 지시자(Extended Header Indicator)를 포함하는 제 2 헤더부를 포함하며,
상기 MAC 헤더부는 상기 플로우 ID별 확장 헤더 지시자에 따라 선택적으로 상기 플로우 ID별 확장 헤더를 포함하는 제 3 헤더부를 더 포함하는, 수신기.