KR20100123663A - 광대역 무선 접속 시스템에서 효율적인 시그널링 헤더의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 보다 효율적인 시그널링 헤더의 구조에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 송신단이 수신단에 데이터 전송을 수행하는 방법은, 매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 생성하는 단계; 및 상기 MAC PDU를 상기 수신단으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 매체접속제어 헤더가 시그널링 헤더인 경우 상기 제 1 플로우 식별자 필드는 상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정되고, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드에는 시그널링 컨텐츠(contents) 정보가 포함될 수 있다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 효율적인 시그널링 헤더의 구조{Structure of efficient signaling MAC Header in a Broadband Wireless Access System}

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 보다 효율적인 시그널링 헤더의 구조 및 이를 이용한 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.

매체접속제어(MAC: Medium Access Control, 이하 "MAC"이라 칭함) 헤더를 설명하기 앞서, 일반적인 광대역 무선 접속 시스템에서 정의되는 프로토콜 계층 모델을 먼저 설명한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.

도 1을 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 서비스 접속점(SAP: Service Access Point)를 통하여 수신된 외부 네트워크의 데이터를 MAC 공용 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 연결을 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 계층구조 하에서 송신단과 수신단이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU: Medium Access Control Packet Data Unit)을 통하여 데이터 또는 제어 메시지를 교환할 수 있다. 이러한 MAC PDU를 생성하기 위하여 기지국이나 단말은 MAC PDU에 MAC 헤더를 포함시킬 수 있다.

단말은 MAC 시그널링(signaling) 헤더 형태나 MAC 서브헤더 형태로 대역폭 요청 정보를 전송함으로써 상향링크 대역폭을 요청할 수 있다. 이때, 단말은 기지국 간의 연결 단위로 상향링크 대역폭을 요청하게 된다. 이하, 일반적인 헤더의 구조를 설명한다.

도 2는 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 MAC 헤더 형태의 일례를 나타낸다. 이하, 본 명세서에서 도 2를 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 2를 참조하면, MAC PDU에는 일반 MAC 헤더(GMH: Generic MAC Header)와 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 대역폭 요청(BR: Bandwidth Request) 등의 제어를 위한 시그널링 헤더(signalling header)인지를 나타낸다. EC(Encryption Control) 필드는 암호화 제어를 나타내는 것으로서, 페이로드가 암호화 되었는지 여부를 나타낸다. 타입(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. 연결(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 2에서 각 필드의 이름 뒤의 괄호 안의 숫자는 각 필드가 차지하는 비트 수를 나타낸다.

도 3은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 MAC 시그널링 헤더 타입 1을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 시그널링 헤더 타입 1(Signaling header Type 1)은 시그널링 헤더이므로 헤더타입(HT) 필드의 값은 1로, 암호화 제어(EC) 필드의 값은 0으로 설정된다. 타입 필드에 대한 설명은 아래 표 1과 같다.

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 타입 필드의 값에 따라서 헤더 콘텐트 필드(Header Content field)가 다른 형태를 갖게 된다. 예를 들어, 타입 필드가 "000" 또는 "001"과 같은 값을 갖는 경우, MAC 시그널링 헤더는 대역폭 요청(BR: Bandwidth Request) 헤더로 사용된다. 이러한 경우의 헤더 형태를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 IEEE 802.16 시스템에서 단말이 대역폭을 요청할 때 기지국에게 전송되는 대역폭 요청 헤더의 일례를 나타낸다.

도 4에 나타난 대역폭 요청헤더에 포함되는 필드에 대한 설명은 아래 표 2와 같다.

Name	Length (bit)	Description
BR	19	단말이 해당 CID에 대하여 요청하는 상향링크 대역의 크기를 바이트 단위로 나타냄. 요청은 물리계층의 변조나 부호화에 영향을 받지 않음.
CID	16	연결 식별자.
EC	1	시그널링 헤더에서는 0으로 설정됨.
HCS	8	헤더 첵 시퀀스
HT	1	시그널링 헤더이므로 1로 설정됨.
Type	3	대역폭 요청 헤더의 타입을 지시함.

도 4와 같은 헤더를 이용하여 상향링크 대역폭을 요청할 경우, 단말은 최대 512 KB까지 요청할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 효율적인 시그널링 헤더를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 MAC 헤더의 디코딩 성능을 높이기 위하여 2바이트 크기의 일반헤더의 형태가 유지되는 시그널링 헤더를 제공하기 위함이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 송신단이 수신단에 데이터 전송을 수행하는 방법은, 매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 생성하는 단계; 및 상기 MAC PDU를 상기 수신단으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 매체접속제어 헤더가 시그널링 헤더인 경우 상기 제 1 플로우 식별자 필드는 상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정되고, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드에는 시그널링 컨텐츠(contents) 정보가 포함될 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 수신단이 송신단으로부터 데이터 수신을 수행하는 방법은, 매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 상기 송신단으로부터 수신하는 단계; 및 상기 MAC PDU를 디코딩하는 단계를 포함하되, 상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 디코딩하는 단계는 상기 제 1 플로우 식별자 필드가 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정된 경우 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 값을 시그널링 컨텐츠(contents) 정보로 인식하도록 수행되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 수신 장치는, 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 송신단으로부터 매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되, 상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는 상기 제 1 플로우 식별자 필드가 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정된 경우 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 값을 시그널링 컨텐츠(contents) 정보로 인식하도록 제어할 수 있다.

상술한 실시예들에서 상기 매체접속제어 헤더는, 상기 시그널링 헤더의 타입을 지시하는 타입 필드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시그널링 헤더가 대역 요청 헤더(BR Header)인 경우, 상기 시그널링 헤더는 상기 송신단의 스테이션 식별자를 나타내는 스테이션 식별자 필드 및 요청하는 대역의 플로우 식별자를 나타내는 제 2 플로우 식별자 필드 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 총 크기는 2바이트인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값은 '0b0001'인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들에서 제공되는 MAC 시그널링 헤더를 사용함으로써 보다 효율적인 통신이 수행될 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들에서 제공되는 MAC 시그널링 헤더는 일반 MAC 헤더의 기본 포맷이 유지되므로 디코딩 이득을 얻을 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16 시스템의 계층 구조를 나타낸다.
도 2는 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 MAC 헤더 형태의 일례를 나타낸다.
도 3은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 MAC 시그널링 헤더 타입 1을 나타낸다.
도 4는 IEEE 802.16 시스템에서 단말이 대역폭을 요청할 때 기지국에게 전송되는 대역폭 요청 헤더의 일례를 나타낸다.
도 5는 IEEE 802.16m 시스템에서 사용되는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)의 일반적인 형태를 나타낸다.
도 6은 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에 적용될 수 있는 일반 MAC 헤더(GMH) 구조의 일례를 나타낸다.
도 7은 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에 적용될 수 있는 확장 헤더 구조의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더 구조의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더가 플로우 단위(flow unit)의 대역폭 요청을 위한 용도로 사용되는 경우의 헤더 구조의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더가 서비스 품질 단위(QoS unit)의 대역폭 요청을 위한 용도로 사용되는 경우의 헤더 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 보다 효율적인 핸드오버 수행 절차 및 이를 수행하기 위한 장치를 개시한다.

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.

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 의미를 갖는다. 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 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(AP: Access Point), ABS (Advanced BS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS (Advanced MS) 또는 SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

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, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 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 기술적 사상을 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, P802.16Rev2 및 IEEE P802.16m 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하에서는 IEEE 802.16m 시스템에서 사용되는 일반적인 MAC 헤더 구조를 설명한다.

도 5는 IEEE 802.16m 시스템에서 사용되는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)의 일반적인 형태를 나타낸다.

도 5를 참조하면, MAC PDU는 MAC 헤더(Header), 확장 헤더(Extended Header) 및 페이로드(Payload)를 포함할 수 있다. 이때, MAC 헤더는 항상 MAC PDU에 포함되며, 페이로드는 필요에 따라 선택적으로 포함될 수 있다. 다만, 확장 헤더는 페이로드없이는 해당 MAC PDU에 포함되지 않는다.

도 6은 IEEE 802.16m 시스템에 적용되는 일반 MAC 헤더(GMH: Generic MAC Header 또는 AGMH: Advanced Generic MAC Header)의 구조의 일례를 나타낸다.

도 6에 도시된 MAC 헤더에 포함되는 각 필드에 대한 설명은 이하 상술한다.

먼저, 플로우 식별자(Flow ID) 필드는 일반 MAC 헤더의 플로우 연결 식별자(Flow connection IDentifier)를 나타낼 수 있다. 확장헤더(EH: Extended Header) 필드는 MAC 헤더 뒤에 확장헤더가 수반되는지 여부를 나타낸다. 길이(Length) 필드는 MAC PDU 또는 MAC 헤더 뒤에 수반되는 페이로드(payload)의 크기를 나타낸다.

도 6과 같은 2바이트 크기의 GMH를 사용하여 데이터가 전송되는 경우, EH 필드를 통하여 확장 헤더의 수반 여부가 지시될 수 있으며, 확장헤더를 통하여 추가적인 헤더 정보가 포함될 수 있다.

도 7은 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에 적용될 수 있는 확장 헤더 구조의 일례를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 확장 헤더는 해당 확장헤더 뒤에 다른 타입의 추가적인 확장 헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 라스트(last) 필드, 해당 확장 헤더의 타입을 지시하는 타입(type)필드 및 각 타입에 따라 정의된 내용(Body Contents) 필드를 포함할 수 있다.

IEEE 802.16e 시스템과 같은 종래 기술에서 페이로드 없이 헤더만을 포함하는(header only) MAC PDU로 전송되는 데이터는 시그널링 헤더 타입 1 또는 2(signaling header type 1 or 2)의 구조(format)를 이용하여 전송된다. 이와 같은 시그널링 헤더는 첫 번째 1 비트에서 정의되는 HT (Header Type) 필드의 값에 의해 지시될 수 있다. 그러나, IEEE 802.16m과 같은 시스템은 2 바이트 크기의 GMH가 정의되고, 최초 4 비트의 위치에 플로우 식별자(Flow ID) 필드가 위치하게 된다. 현재 이러한 GMH의 플로수 식별자 필드는 관리 연결(management connection)로 전송되는 메시지를 위해 2개의 값이 유보(reserve)되어 사용하도록 정의하고 있다. 그러나 이는 모두 페이로드(payload)가 전송되는 경우의 헤더에 대한 것으로, 페이로드가 포함되는 MAC PDU의 헤더는 데이터 전송을 위해 EH 와 length 필드를 모두 필요로 하지만, 페이로드 없이 간단한 시그널링만을 위한 시그널링 헤더는 EH 필드 및 Length 중 적어도 하나의 정보는 불필요할 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이 페이로드가 없는 MAC PDU에는 확장 헤더가 수반되지 않으므로 EH 필드가 불필요하며, 시그널링헤더가 (타입에 따라) 고정된 크기를 갖는다면 length 필드 또한 불필요하기 때문이다. 따라서, IEEE 802.16m을 포함하는 IEEE 802.16e 시스템보다 진보된 시스템에서는 현재 정의된 GMH를 기반으로 시그널링 정보를 전송하기 위한 시그널링 헤더에 대한 포맷이 새롭게 정의될 필요가 있다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 2 바이트 크기의 GMH를 기반으로 MAC PDU가 전송되는 시스템에서 시그널링 헤더를 효율적으로 전송하기 위한 새로운 시그널링 헤더를 제안한다. 구체적으로, 본 발명에서는 송신단이 수신단으로 시그널링 헤더를 전송하는 경우, 일반적인 2 바이트 크기의 GMH에 포함되는 플로우 식별자 필드는 시그널링 헤더를 지시하는 특정 값으로 설정하고, EH 및 Length 필드는 시그널링 헤더의 내용(contents)을 포함하도록 그 구조를 변경하도록 할 것을 제안한다.

이러한 시그널링 헤더가 사용되는 경우 수신단의 디코딩 과정은 아래와 같다. 즉, 수신단에서는 2바이트 크기의 GMH가 수신되면, 먼저 플로우 식별자 필드를 확인한다. 이때, 플로우 식별자 필드의 값이 시그널링 헤더를 의미하는 값으로 설정되었다면, 수신단에서는 시그널링에 관계되는 정보(즉, 헤더 콘텐츠: Header Contents)를 포함하는 부가 필드가 수반됨을 알 수 있다. 그에 따라 수신단에서 최초 2바이트 다음 위치에 오는 시그널링 헤더 타입(signaling header type) 필드를 확인 후, 각 시그널링 헤더 타입에 정의된 필드에 대한 값으로 최초 2바이트에서 일반적인 GMH의 EH와 Length 필드에 해당하는 위치의 정보를 시그널링 헤더의 컨텐츠로 새롭게 해석할 수 있다.

이러한 시그널링 헤더 구조를 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더 구조의 일례를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 볼 발명에 따른 시그널링 헤더의 최초 2 바이트의 구성은 일반적인 GMH와 유사하다. 다만, 플로우 식별자 필드는 해당 헤더를 통한 시그널링의 대상이 되는 FID와는 관계없이 시그널링 헤더임을 지시하기 위하여 유보된 특정 값(예를 들어, 0b1111또는 0b0001)으로 설정된다. 이를 통하여, 헤더타입(HT) 필드의 기능이 플로우 식별자 필드에 의해 대체될 수 있다. 또한, 일반적인 2 바이트 GMH의 필드 중 EH 필드 및 length 필드에 해당하는 비트들은 헤더 내용(Header Contents)으로 대체된다.

최초 2바이트 다음에는 시그널링 헤더의 타입을 지시하는 헤더 타입(Signaling header type) 필드가 오며, 나머지 필드는 헤더 내용 필드로 사용될 수 있다. 이때, 헤더 내용 필드는 헤더 타입에 따라 서로 다른 고정된 사이즈를 가질 수도 있고, 헤더 타입에 관계없이 일정한 크기를 가질 수도 있다. 또한, 헤더 내용은 최초 2바이트에 포함된 헤더 내용에 이어지는 것일 수도 있다.

여기서 헤더 타입 필드는 아래 표 3과 같이 정의될 수 있다.

표 3을 참조하면, 헤더 타입 필드는 4비트 크기로 설정될 수 있으며, 0000 내지 0101까지 총 6가지 타입이 현재 정의되며, 나머지 비트는 유보된다.

이하에서는 본 발명에 따른 시그널링 헤더가 사용되는 구체적인 형태를 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더가 플로우 단위(flow unit)의 대역폭 요청을 위한 용도로 사용되는 경우의 헤더 구조의 일례를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 대역 요청(BR: Band Requset)을 위한 시그널링 헤더의 첫 2 바이트는 시그널링 헤더임을 지시하는 특정 값(예를 들어, 0b0001 또는 0b1111)으로 설정된 플로우 식별자(Flow ID) 필드, 대역요청의 타입(Bandwidth Request Type)을 지시하는 사인(sign, 0: Increment, 1: Aggregated) 필드 및 요청하는 대역의 크기를 나타내는 대역요청 크기(BR size) 필드를 포함할 수 있다.

최초 2 바이트 이후에는 경쟁 기반 대역 요청 헤더를 지시하는 값(예를 들어, 0b0001)으로 설정된 시그널링 헤더 타입(Signaling header type) 필드, 스테이션 식별자 필드 및 대역을 요청하는 플로우를 지시하는 플로우 식별자(FID) 필드 등이 본 시그널링 헤더에 포함될 수 있다. 이때의 플로우 식별자 필드는 대역요청 플로우 식별자(BR FID) 필드로 호칭될 수 있다. 바이트 정렬을 위해 남은 4비트는 최초 2바이트에 포함된 BR size필드에 이어지는 필드(즉, 총 16비트)로 사용될 수 있으며, 도 8에 나타난 5바이트 이외에 추가적으로 1바이트가 더 포함될 수 있으며, 이러한 경우 BR size필드는 총 19비트까지 사용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시그널링 헤더가 서비스 품질 단위(QoS unit)의 대역폭 요청을 위한 용도로 사용되는 경우의 헤더 구조의 일례를 나타낸다.

도 10에 나타난 시그널링 헤더는 도 9에 도시된 시그널링 헤더와 유사하나, QoS 단위의 BR 헤더이므로 스케쥴링 타입을 지시하는 스케쥴링 타입(Scheduling type) 필드가 더 포함된다. 이때, 스케쥴링 타입 필드 값으로 000은 UGS 타입을, 001은 rtPS 타입을, 010은 ertPS 타입을, 011은 nrtPS 타입을, 100은 BE 타입을 각각 나타내며 나머지 값(101 ~ 111)은 유보될 수 있다. 또한, 해당 대역 요청의 우선 순위를 우선순위(Priority) 필드가 더 포함될 수 있다. 이러한 스케쥴링 타입 필드 및/또는 우선순위 필드는 도 10과 같이 시그널링 헤더의 최초 2바이트에 포함될 수도 있고, 다른 위치에 올 수도 있다.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 시그널링 헤더 구조는 현재 정의된 2 바이트 GMH의 포맷을 그대로 유지하면서 오버헤드를 최소화함을 그 특징으로 한다. 따라서, 이는 2 바이트 GMH를 기반으로 MAC PDU가 전송되는 시스템에서 헤더의 처음 2 바이트는 GMH의 포맷이 그대로 유지됨에 따라 디코딩 이득(decoding gain)을 얻을 수 있는 효과가 있다.

단말 및 기지국 구조

이하, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.

단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 11을 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(5, 10), 프로세서(20, 30), 전송모듈(Tx module(40, 50)), 수신모듈(Rx module(60, 70)) 및 메모리(80, 90)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소는 서로 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 이하 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.

안테나(5, 10)는 전송모듈(40, 50)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(60, 70)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.

안테나, 전송모듈 및 수신모듈은 함께 무선통신(RF) 모듈을 구성할 수 있다.

프로세서(20, 30)는 통상적으로 이동 단말기 또는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.

특히, 송신단의 프로세서는 시그널링 헤더를 생성함에 있어 최초 2바이트 영역에서 플로우 식별자 필드의 값을 시그널링 헤더를 지시하는 값으로 설정하고, 나머지 필드를 시그널링 헤더의 컨텐츠를 나타내기 위한 값으로 설정할 수 있다. 송신단의 프로세서는 이러한 시그널링 헤더를 이용하여 MAC PDU를 생성하고, 수신모듈을 통하여 수신단으로 전송되도록 제어할 수 있다.

또한, 수신단의 프로세서는 송신단으로부터 수신 모듈을 통하여 수신된 MAC PDU를 디코딩함에 있어서, 헤더의 최초 2바이트에 포함된 플로우 식별자 필드의 값이 시그널링 헤더를 지시하는 특정 값으로 설정된 경우 나머지 필드의 값을 EH 필드나 length 필드로 인식하는 것이 아니라 시그널링 헤더의 내용(contents)로 인식할 수 있다.

이 외에도 송/수신단의 프로세서는 상술한 실시예들에 개시된 동작 과정의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다.

전송 모듈(40, 50)은 프로세서(20, 30)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(10)에 전달할 수 있다.

수신 모듈(60, 70)은 외부에서 안테나(5, 10)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(20, 30)로 전달할 수 있다.

메모리(80, 90)는 프로세서(20, 30)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(CRID 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(80, 90)는 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.

한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims (15)

1. 송신단이 수신단에 데이터 전송을 수행하는 방법에 있어서,
   매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 생성하는 단계; 및
   상기 MAC PDU를 상기 수신단으로 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함하고,
   상기 매체접속제어 헤더가 시그널링 헤더인 경우,
   상기 제 1 플로우 식별자 필드는 상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정되고, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드에는 시그널링 컨텐츠(contents) 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 매체접속제어 헤더는,
   상기 시그널링 헤더의 타입을 지시하는 타입 필드를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 시그널링 헤더가 대역 요청 헤더(BR Header)인 경우,
   상기 시그널링 헤더는,
   상기 송신단의 스테이션 식별자를 나타내는 스테이션 식별자 필드 및 요청하는 대역의 플로우 식별자를 나타내는 제 2 플로우 식별자 필드 중 적어도 하나를 더 포함하는, 데이터 전송 방법.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 총 크기는 2바이트인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값은 '0b0001'인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
6. 수신단이 송신단으로부터 데이터 수신을 수행하는 방법에 있어서,
   매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 상기 송신단으로부터 수신하는 단계; 및
   상기 MAC PDU를 디코딩하는 단계를 포함하되,
   상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함하고,
   상기 디코딩하는 단계는,
   상기 제 1 플로우 식별자 필드가 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정된 경우 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 값을 시그널링 컨텐츠(contents) 정보로 인식하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 매체접속제어 헤더는,
   상기 시그널링 헤더의 타입을 지시하는 타입 필드를 더 포함하는, 데이터 수신 방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 매체접속제어 헤더가 대역 요청 헤더(BR Header)인 경우,
   상기 시그널링 헤더는,
   상기 송신단의 스테이션 식별자를 나타내는 스테이션 식별자 필드 및 요청하는 대역의 플로우 식별자를 나타내는 제 2 플로우 식별자 필드 중 적어도 하나를 더 포함하는, 데이터 수신 방법.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 총 크기는 2바이트인 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 매체접속제어 헤더가 시그널링 헤더임을 나타내는 상기 특정 값은 '0b0001'인 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
11. 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 수신 장치에 있어서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 송신단으로부터 매체접속제어 헤더(MAC Header)를 포함하는 매체접속제어 프로토콜 유닛(MAC PDU)을 수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
    상기 매체접속제어 헤더는 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 MAC PDU에 확장헤더가 수반되는지 여부를 지시하는 확장헤더 필드 및 상기 MAC PDU의 길이를 지시하는 길이 필드를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 플로우 식별자 필드가 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값으로 설정된 경우 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 값을 시그널링 컨텐츠(contents) 정보로 인식하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 매체접속제어 헤더는,
    상기 시그널링 헤더의 타입을 지시하는 타입 필드를 더 포함하는, 수신 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 매체접속제어 헤더가 대역 요청 헤더(BR Header)인 경우,
    상기 시그널링 헤더는,
    상기 송신단의 스테이션 식별자를 나타내는 스테이션 식별자 필드 및 요청하는 대역의 플로우 식별자를 나타내는 제 2 플로우 식별자 필드 중 적어도 하나를 더 포함하는, 수신 장치.
14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 플로우 식별자 필드, 상기 확장헤더 필드 및 상기 길이 필드의 총 크기는 2바이트인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
15. 제 12항에 있어서,
    상기 매체접속제어 헤더가 상기 시그널링 헤더임을 나타내는 특정 값은 '0b0001'인 것을 특징으로 하는 수신 장치.

Images