KR20100117515A - 트래픽 패킷의 단편화, 패킹, 다중화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트래픽 패킷의 단편화, 패킹, 다중화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 이동통신 시스템에서 기지국 또는 이동 단말이 MAC PDU를 생성하는 방법은 적어도 하나의 서비스 호로부터 수신되는 트래픽 패킷을 분석하여 연결 식별자, SDU 및 길이정보를 파악하고, 상기 서비스 호 연결 개수에 대응하는 수의 FPMEHB(Fragmentation Packing Multiplexing Header Block)를 가지는 하나의 FPMEH(Fragmentation Packing Multiplexing Header)를 포함하는 MAC PDU를 생성한다. 여기서, 상기 FPMEHB는 상기 MAC PDU에 하나이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH(Generic MAC Header)에 있을 경우에는 마지막 확장 헤더라고 표시된 확장 헤더 다음에 위치시키고, 상기 MAC PDU에 하나 이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH에 없을 경우에는 상기 GMH 바로 다음에 위치시킨다.

Description

트래픽 패킷의 단편화, 패킹, 다중화 방법{FRAGMENTATION, PACKING AND MULTIPLEXING METHOD OF TRAFFIC PACKETS}

본 발명은 이동통신단말기 및 이동통신 기지국에서 여러 서비스 호로부터 수신한 서비스 데이터 단위(Service Data Unit)를 단편화(fragmentation), 패킹(packing) 그리고 다중화(multiplexing)하여 하나의 MAC 프로토콜 데이터 단위(Protocol Data Unit)로 생성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4 세대(4th Generation, 4G) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access, BWA) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이는 대표적으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템을 들 수 있으며, 와이브로(Wibro, 와이맥스라고도 불리움)에서 사용된다.

상기 IEEE 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 방식을 적용한 통신시스템이다. 여기서, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(Subscriber Station, SS)가 고정된 상태, 즉 상기 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에 상기 SS의 이동성을 고려하는 이동통신 시스템이다.

이러한 이동통신 시스템에서는 이동통신 단말기 및 이동통신 기지국에서 상위 계층의 여러 서비스 호로부터 수신한 서비스 데이터 유닛(Service Data Unit, 이하, SDU라 명명함)를 하나의 매체 액세스 제어 프로토콜 데이터 유닛(Media Access Control Protocol Data Unit, 이하, MAC PDU라 명명함)로 생성하게 된다. 이 때, 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기 및 기지국으로 수신되는 MAC SDU를 전송을 위한 MAC PDU로 생성시, 그 사이즈는 전송에 적합하도록 규정된 MAC PDU의 사이즈보다 작을 수도 있고 클 수도 있다. 그에 따라 MAC PDU를 형성하는 과정에서 단편화(Fragmentation)와 패킹(Packing)처리가 요구된다

한편, 도 1은 종래의 이동통신 시스템에서 실시되는 SDU의 단편화와 패킹 방식을 나타낸다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 기술에서는 FSH(Fragmentation Sub-Header)라는 서브헤더(sub-header)를 이용하여 여러 개의 SDU를 단편화 및 패킹하여 하나의 MAC PDU를 생성하고 있다.

그러나, 종래의 기술에서는 하나의 SDU 또는 SDU 단편(fragment) 마다 하나의 FSH가 사용되어 오버헤드(overhead)가 증가되는 문제가 있다. 또한, 종래의 FSH에는 연결(connection) 정보가 없기 때문에 GMH(Generic MAC Header)에 설정된 연결과 동일한 연결로부터 수신한 SDU들로만 MAC PDU가 구성된다. 즉, 다시 말해 여러 연결로부터 수신한 SDU를 이용한 패킷 다중화(multiplexing)가 이루어질 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 여러 연결로부터 수신한 SDU를 MAC PDU로 구성할 때 좀더 적은 오버헤드를 가지고 효율적으로 단편화, 패킹 그리고 다중화를 할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 기지국 또는 이동 단말이 MAC PDU를 생성하는 방법은,

a) 적어도 하나의 서비스 호로부터 수신되는 트래픽 패킷을 분석하여 연결 식별자, SDU 및 길이정보를 파악하는 단계; 및 b) 상기 서비스 호 연결 개수에 대응하는 수의 FPMEHB(Fragmentation Packing Multiplexing Header Block)를 가지는 하나의 FPMEH(Fragmentation Packing Multiplexing Header)를 포함하는 MAC PDU를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 FPMEHB는 상기 MAC PDU에 하나이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH(Generic MAC Header)에 있을 경우에는 마지막 확장 헤더라고 표시된 확장 헤더 다음에 위치시키고, 상기 MAC PDU에 하나 이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH에 없을 경우에는 상기 GMH 바로 다음에 위치시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의하여 하나의 확장 헤더를 이용하여 하나의 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화 및 패킹을 수행할 뿐만 아니라, 여러 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화, 패킹, 다중화가 하나의 확장 헤더를 통해 가능한 효과가 있다. 또한, 하나의 확장 헤더를 통해 여러 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화, 패킹, 다중화가 가능 하므로 SDU 또는 SDU 단편 마다 서브헤더를 붙여 MAC PDU를 생성하는 종래의 방식에 비해 적은 오버헤드를 사용하여 MAC PDU를 구성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 이동통신 시스템에서 실시되는 SDU의 단편화와 패킹 방식을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SDU의 단편화, 패킹 그리고 다중화를 위해 사용되는 MAC 확장 헤더(extended header)의 형식을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 FPMEHB의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 같은 연결로부터 2개의 SDU를 패킹한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 같은 서비스 호로부터 2개의 SDU가 단편화 되어 두 개의 MAC PDU로 구성하는 경우를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 2개의 서로 다른 연결로부터 수신한 3개의 SDU를 하나의 MAC PDU로 구성하는 경우를 나타낸다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 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 실시 예에 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.

본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 패킷의 단편화, 패킹, 다중화 방법 에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SDU의 단편화, 패킹 그리고 다중화를 위해 사용되는 MAC 확장 헤더(extended header)의 형식을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따르면 이동통신 단말기 및 이동통신 기지국은 MAC PDU 생성 장치를 포함하여 여러 서비스 호로부터 수신되는 서비스 데이터 유니트(SDU)를 단편화, 패킹 및 다중화하여 MAC PDU를 생성 할 수 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 MAC PDU 생성 장치는 기지국 또는 이동 단말이 MAC PDU를 구성할 때, 적어도 하나의 서비스 호로부터 수신되는 트래픽 패킷을 분석하여 연결 식별자, SDU 및 길이정보를 파악한다. 그리고, 서비스 호 연결 개수에 대응하는 수의 FPMEHB(Fragmentation Packing Multiplexing Header Block)를 포함하는 하나의 FPMEH(Fragmentation Packing Multiplexing Header)를 포함하는 MAC PDU를 생성한다.

이 때, MAC PDU에 구성되는 FPMEH의 위치는 다음과 같은 규칙으로 결정된다.

현재의 MAC PDU에 하나 이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH(Generic MAC Header)에 있을 경우에는 마지막 확장 헤더라고 표시된 확장 헤더 다음에 위치한다.

현재의 MAC PDU에 하나 이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH에 없을 경우에는 FPMEH는 GMH 바로 다음에 위치한다.

여기서, GMH는 MAC PDU에서 GMH를 제외한 크기를 알려주는 길이(Length) 필드, 확장 헤더(Extended Header) 유무를 알려주는 확장 헤더 표시(EH Indication) 필드, PDU의 서비스 종류를 식별하는 Flow ID 등을 포함한다.

위와 같은 규칙에 의해 FPMEH의 위치가 결정되므로, FPMEH는 확정 헤더의 종류 그리고 이 확장 헤더가 현재 MAC PDU에 포함된 마지막 확장 헤더라는 표시를 포함할 필요가 없이 생략할 수 있다.

여기서, FPMEH는 도 2와 같이 하나 이상의 FPMEHB(Fragmentation Packing Multiplexing Header Block)로 구성된다. 각 FPMEHB에는 같은 연결(Connection)로부터 수신한 SDU 또는 SDU 단편들이 포함된다. 따라서, FPMEHB의 개수는 현재 구성하는 MAC PDU에 포함된 SDU 또는 SDU 단편(fragment)들이 속한 연결의 개수와 동일하다.

한편, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 FPMEHB의 구성을 나타낸다.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 FPMEHB에 포함되는 파라미터(Parameter)들은 다음과 같은 의미를 가진다.

M(1 bit)은 현재 FPMEHB 다음에 또 다른 FPMEHB가 있는 지를 나타낸다. 즉, M의 값이 1이면 현재 FPMEHB가 FPMEH에 속한 마지막 FPMEHB라는 의미이며, M의 값이 0이면 다음 FPMEHB가 더 있다는 것을 나타낸다.

FlowID(4 bits)는 현재 FPMEHB에 포함된 SDU 또는 SDU 단편들과 연관된 무선 연결의 식별자이다. FPMEH에 속한 FPMEHB들 중 첫 번째 FPMEHB는 FlowID를 포함하지 않고, MAC PDU에 포함되는 GMH에 설정된 FlowID와 동일한 값이라고 간주한다. 따라서 도 3과는 달리 첫 번째 FPMEHB는 M 필드 다음에는 바로 FC 필드가 존재하게 된다.

FC(Fragmentation Control, 2 bits)는 FPMEHB 내에 포함된 SDU 또는 SDU 단편들이 어떤 방식으로 단편화 그리고 패킹 되었는 지를 알려주는 필드이다. 이러한 FC의 값이 나타내는 의미는 아래의 표 1과 같다.

SN(Sequence Number)(10 bits)은 MAC PDU의 순서 번호이다.

L(1 bit)은 L 필드 다음에 길이(Length) 필드가 존재하는 지를 나타낸다. L의 값이 0이면 다음에 Length 필드가 존재하며, L의 값이 1이면 다음에 길이(Length) 필드가 없고 그대신 바이트 정렬을 하기 위한 Rsvd 필드가 존재한다.

Length(11 bits)는 MAC PDU에 포함된 SDU 또는 SDU 단편의 길이를 바이트 단위로 나타낸다. 첫 번째 FPMEHB에 포함된 첫 번째 SDU 또는 SDU 단편의 길이는 FPMEHB에 포함되지 않는다. 첫 번째 SDU 또는 SDU 단편의 길이는 GMH에 포함된 길이(Length)에서 나머지 SDU 또는 SDU 단편들의 길이와 FPMEH의 총 길이를 빼서 그 길이를 산출한다. 이전 L 필드의 값이 1이면, L 다음의 Length 필드의 길이는 전체 FPMEHB의 길이가 정렬될 수 있도록 0이 채워진다. 예를 들어 FPMEHB의 마지막 바이트 중 L 필드가 4번째 비트에 위치한다면, 그 다음 4비트의 값이 모두 0으로 채워진다.

한편, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 같은 연결로부터 2개의 SDU를 패킹한 상태를 나타낸다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 MAC PDU 생성 장치는 하나의 연결로부터 수신한 복수의 SDU들로 하나의 MAC PDU가 구성되기 때문에 FPMEH는 하나의 FPMEHB로 구성된다. 그리고, SDU 또는 SDU 단편들과 연관된 무선 연결의 식별자인 FlowID는 MAC PDU에 포함되는 GMH에 설정된 FlowID와 동일한 값으로 간주하여 FPMEHB에 포함하지 않고 생략한다.

또한, 길이(Length) 필드의 경우, SDU #3 및 SDU #4 두 개의 SDU가 포함되어 있지만, 첫 번째 SDU #3의 길이는 포함되지 않고, 두 번째 SDU #4에 대한 길이만이 포함된다. 여기서, SDU #3의 길이는 GMH에 포함된 Length에서 SDU #4의 길이와 FPMEH의 총길이를 빼서 산출할 수 있기 때문에 생략할 수 있다.

FPMEHB의 마지막 바이트의 경우, 길이(Length) 필드와 L 필드가 2 비트를 차지하므로 나머지 6 비트의 길이를 0으로 채운다.

한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 같은 서비스 호로부터 2개의 SDU가 단편화 되어 두 개의 MAC PDU로 구성하는 경우를 나타낸다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 MAC PDU 생성 장치는 상기 도 4의 경우와 달리, 두 번째인 SDU #4의 단편이 제1 MAC PDU에 포함되어 있기 때문에 FC의 값과 길이(Length) 필드의 값이 변경되었다.

제2 MAC PDU의 경우는 새로운 MAC PDU가 생성되었으므로 제1 MAC PDU의 SN=2 값보다 하나 증가한 SN=3 값을 가지게 된다. 또한 MAC PDU에는 하나의 SDU 단편 만이 포함되어 있기 때문에 제2 MAC PDU의 FC 값은 '10'으로 설정되며, 길이(Length) 필드는 포함하지 않는다.

한편, 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 2개의 서로 다른 연결로부터 수신한 3개의 SDU를 하나의 MAC PDU로 구성하는 경우를 나타낸다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 MAC PDU 생성 장치는 Flow #1과 Flow #2의 서로 다른 연결로부터 수신되는 SDU를 이용하여 MAC PDU를 생성하였기 때문에 FPMEH는 두 개의 FPMEHB로 구성된다.

첫 번째 FPMEHB는 두 개의 SDU를 패킹 한 정보를 포함하고, 두 번째 FPMEHB는 하나의 SDU에 대한 정보를 포함하게 된다. 첫 번째 FPMEHB의 경우 FlowID를 포함하지 않으며, 두 번째 FPMEHB의 경우에만 포함된다. 나머지 필드의 생성은 앞의 실시 예와 같은 방식으로 이루어진다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면 하나의 확장 헤더를 이용하여 하나의 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화 및 패킹을 수행할 뿐만 아니라, 여러 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화, 패킹, 다중화가 하나의 확장 헤더를 통해 가능한 효과가 있다. 또한, 하나의 확장 헤더를 통해 여러 연결로부터 수신된 SDU들의 단편화, 패킹, 다중화가 가능 하므로 SDU 또는 SDU 단편 마다 서브헤더를 붙여 MAC PDU를 생성하는 종래의 방식에 비해 적은 오버헤드를 사용하여 MAC PDU를 구성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 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.

Claims (1)

1. 이동통신 시스템에서 기지국 또는 이동 단말이 MAC PDU를 생성하는 방법에 있어서,
   a) 적어도 하나의 서비스 호로부터 수신되는 트래픽 패킷을 분석하여 연결 식별자, SDU 및 길이정보를 파악하는 단계; 및
   b) 상기 서비스 호 연결 개수에 대응하는 수의 FPMEHB(Fragmentation Packing Multiplexing Header Block)를 가지는 하나의 FPMEH(Fragmentation Packing Multiplexing Header)를 포함하는 MAC PDU를 생성하는 단계를 포함하되,
   상기 FPMEHB는 상기 MAC PDU에 하나이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH(Generic MAC Header)에 있을 경우에는 마지막 확장 헤더라고 표시된 확장 헤더 다음에 위치시키고, 상기 MAC PDU에 하나 이상의 확장 헤더가 포함되어 있다는 표시가 GMH에 없을 경우에는 상기 GMH 바로 다음에 위치시키는 것을 특징으로 하는 MAC PDU 생성 방법.
   

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