KR20110074162A - 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템(Mobile communication system)에서 라디오 링크 제어 계층(Radio Link Control Layer: 이하, RLC 계층이라 칭함)의 신뢰성 있는 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 데이터 수신 측의 RLC 계층에서 MAC(Medium Access Control) 계층으로부터 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest)의 피드백(Feedback) 정보를 받아 RLC 계층의 타이머 만료(Timer expiration)까지 기다리지 않고 바로 타이머 만료시의 동작을 수행함으로써 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다.
Figure P1020090131051
PDCP(Packet Data Convergence Protocol), RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control), AM(Acknowleged Mode), UM(Unacknowleged Mode)

Description

이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 데이터 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 유럽식 이동 통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하고 광대역 부호분할 다중접속(Wideband-Code Division Multiple Access : W-CDMA)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동 통신 시스템이다.
현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동 통신 시스템으로 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 100 Mbps 정도의 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 논의 중에 있다.
도 1은 LTE 이동통신 시스템의 구조의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved Radio Access Network: E-RAN)(110)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 'ENB' 또는 'Node B'라 함)(120, 122, 124, 126, 128, 이하 '120 내지 128'이라 함)과, 상위 노드(anchor node)(130, 132)의 2 노드 구조로 구성된다.
사용자 단말(User Equipment: 이하 'UE'라 함)(101)은 E-UTRAN(110)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 함) 네트워크로 접속한다.
상기 ENB(120 내지 128)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응되며, 상기 UE(101)와 무선 채널로 연결된다. 기존 노드 B와 달리 상기 ENB(120 내지128)는 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over Internet Protocol)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되기 때문에 UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(120 내지 128)가 담당한다.
HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)나 E-DCH(Enhanced uplink Dedicated Channel)와 마찬가지로 LTE에서도 ENB(120 내지 128)와 UE(101) 사이에 HARQ(Hybrid ARQ)가 수행되지만, HARQ만으로는 다양한 서비스 품질(Quality of Service : QoS)의 요구(requirement)를 충족할 수 없으므로, 상위 계층에서 별도의(Outer) ARQ가 수행될 수 있으며, 상기 별도의 ARQ도 역시 UE(101)와 ENB(120 내 지 128)사이에서 수행된다.
최대 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 사용할 것으로 예상된다. 그리고 상기 LTE 시스템은 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩율(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, AMC) 방식이 사용된다.
한편, W-CDMA 규격은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 승인하고 있으며 채택된 기술에 따라 Release 단계를 두고 있다. 상위 Release는 하위 규격과의 호환성(backward compatibility)을 보장함을 원칙으로 한다.
W-CDMA와 같은 무선 이동통신 기술에서는 송신단과 수신단의 물리적인 무선 채널상의 신호 열화를 보완하기 위해서 전력 제어(Power Control)가 필요하며, 또한 전송 계층(Transport Layer)에서의 신뢰성 있는 송수신을 위한 프로토콜이 필요하다.
따라서 W-CDMA에서는 RLC(Radio Link Control)라는 프로토콜을 두어 송신단과 수신단 사이의 신뢰성 있는 데이터 전송 방안을 확보한다. 특히 AM(Acknowledge Mode) RLC 경우 시퀀스 넘버(Sequence Number, 이하 SN이라 칭함) 순서대로 전송(in-sequence delivery)하기 위해 여러 가지 절차와 Control PDU(Protocol Data Unit)를 사용한다.
도 2는 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, LTE 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 205, 240), RLC(Radio Link Control 210, 235), MAC(Medium Access Control 215,230)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. MAC(215,230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 전송을 기준으로 프로토콜 엔터티로 입력되는 데이터를 SDU(Service Data Unit), 출력되는 데이터를 PDU(Protocol Data Unit)라고 한다.
LTE 시스템에서의 RLC(210, 235) 계층에서 트래픽 서비스의 처리 방식은 RLC TM(Transparent Mode), RLC AM(Acknowleged Mode), RLC UM(Unacknowleged Mode)으로 구분된다.
TM은 하위 계층(Lower layer, 이하, MAC layer 라 칭함)으로부터 수신한 TMD PDU(TM Data Packet Data Unit)를 그대로 상위 계층(Higher layer, 예컨대, PDCP layer)으로 송신한다.
UM은 하위 계층으로부터 수신한 UMD PDU(UM Data Packet Data PDU)가 중복되어 수신된 것인지 체크하여 순서가 중복된 UMD PDU의 경우에는 폐기(Discard)한다. 반면에, 순서가 어긋난(Out of sequence) UMD PDU를 수신한 경우에는 리오더링(이하 Reordering 라 칭함)을 수행한다. 즉, HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) reordering의 지연(Delay) 시간 보다 큰 값으로 T_reordering 타이머(Timer) 값을 설정하고, missing PDU가 감지되면 T_reordering 타이머를 시작하고, T_reordering 타이머 만료까지 수신되지 않은 UMD PDU는 유실(loss)된 것으로 간주하고, UMD PDU를 리어셈블(Reassemble)하여 상위 계층으로 송신한다.
AM은 하위 계층으로부터 수신한 AMD PDU(AM Data Packet Data PDU)를 상기 UM과 유사하게 처리한다. 상기 AM은 out of order PDU가 감지되어 T_reordering 타이머가 만료된 이후 out of order PDU의 일련 번호(Sequence number) 및 세그먼트에 대한 정보로 STATUS_PDU를 생성하여 전송함으로써 out of order PDU를 재전송하도록 하는 ARQ(Automatic Retransmission reQuest) 기능을 수행한다. 이때, TM과 달리 UM과 AM에서는 하위 계층의 HARQ reordering을 위한 전송 지연을 대기한 이후에 RLC 계층의 ARQ 동작을 수행해야 되기 때문에 HARQ reordering을 위한 전송 지연 이상의 값을 T_reordering 타이머의 값으로 설정하게 된다. 이는 RLC 계층의 모든 트래픽 서비스에 대해 동일하게 적용된다.
상술한 바와 같이, LTE(Long Term Evolution) 이동 통신 시스템(Mobile communication system)의 RLC 계층의 트래픽 서비스의 처리는 TM(Transparent Mode), UM(Unacknowleged Mode) 및 AM(Acknowleged Mode)를 지원하며 상기 두 개의 모드 즉, UM과 AM의 경우에는 하위 계층의 HARQ reordering 지연 시간이 중요한 재전송 파라미터로 적용된다. UM 및 AM의 T_reordering 타이머의 값은 초기의 호 설정(Call setup)시 미리 설정된 값을 기준으로 동작하며 RLC 계층의 모든 트래픽 서비스의 종류에 관계없이 동일한 값이 적용된다. 그러나 파일전송프로토콜(File Transfer Protocol : FTP)와 같은 특정 서비스의 경우 보다 신뢰성 있는 전송을 요구한다. 이러한 트래픽 서비스의 전송 효율을 높여 신뢰성을 향상하고자 재전송으로 인한 지연 시간을 최소화하여 유실된 패킷을 신속하게 복구할 수 있도록 하고, 트래픽 서비스 종류에 따라 빠르게 동적으로 대응할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 전송에 있어서 RLC 계층에서 MAC Layer로부터 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) NACK 정보를 전송받아 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 전송 지연 시간을 감소시키는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 전송에 있어 보다 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 트래픽 서비스의 특성에 따라 해당 서비스에 대한 RLC 계층의 처리 방법을 동적으로 적용 가능하도록 하여 기존의 시스템과 호환성 할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법에 있어서, 순서가 어긋난 패킷을 수신하였는가를 판단하는 과정; 상기 순서가 어긋난 패킷을 수신한 경우, 타이머를 구동하는 과정; 미디엄 억세스 제어 계층으로부터 하위 계층으로 전송한 마지막 NACK에 대해 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신하는 과정; 및 상기 수신된 메시지를 통해 상기 타이머를 종료하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 이동 통신 시스템에서 데이터 수신 장치에 있어서, 마지막으로 전송되는 NACK에 대해서 대해서 재전송 실패를 의미하는 메시지를 전송하는 미디엄 억세스 제어 엔터티 처리부; 및 순서가 어긋난 패킷을 수신한 경우, 타이머를 구동하고, 상기 미디엄 억세스 제어 엔터티 처리부로부터 하위 계층으로 전송한 마지막 NACK에 대해 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신하고, 상기 수신된 메시지를 통해 상기 타이머를 종료하는 무선 계층 제어 엔터티 처리부를 포함한다.
본 발명에서는 이동 통신 시스템에서 데이터 전송에 있어서 라디오 링크 제어 계층(Radio Link Control Layer: RLC Layer)에서 미디엄 액세스 제어 계층(Medium Access Control Layer: MAC Layer)으로부터 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) NACK 정보를 수신하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 전송 지연 시간을 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 가능하게 한다.
또한 본 발명은 이동 통신 시스템에서 트래픽 서비스의 특성에 따라 해당 서비스에 대한 RLC 계층의 처리 방법을 동적으로 적용 가능하도록 하여 기존의 시스템과의 호환성을 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서의 이동 통신 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템 뿐만 아니라 패킷 데이터 서비스를 제공하는 다양한 통신 시스템에 적용 가능하다. 또한 본 발명은 기지국과 단말에 모두 적용 가능하다.
이동 통신 시스템(Mobile communication system)에서 RLC 계층의 신뢰성 있 는 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 데이터 수신 측의 RLC 계층에서 MAC(Medium Access Control) 계층으로부터 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest)의 피드백(Feedback) 정보를 받아 RLC 계층의 타이머 만료(Timer expiration)까지 기다리지 않고 바로 타이머 만료시의 동작을 수행함으로써 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다.
도 3은 일반적인 이동 통신 시스템에서 AM일 경우 RLC 계층의 동작을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 이동 통신 시스템에서의 RLC 엔터티(이하 entity 라 칭함)(20)와 MAC entity(10)는 각각 ARQ(Automatic Retransmission reQuest)와 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest)를 수행하여 재전송을 통하여 손실된 패킷을 복구한다. RLC entity(20)는 MAC entity(10)에서 HARQ reordering을 위한 충분한 시간(311)을 기다린 후에 ARQ를 수행한다. 그러나 상호 두 개의 entity간에 명시적으로 주고 받는 정보는 없다.
상기 MAC entity(10)는 물리 계층(Physical Layer)으로부터 수신한 패킷의 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 체크하여 ACK, NACK 정보를 생성하여 전송하는 HARQ 동작을 수행한다. 상기 MAC entity(10)는 CRC 에러가 감지되어 301 단계에서 NACK1을 전송한 후, 다음 패킷은 CRC가 통과되어 송신측으로는 ACK를 전송하고, 상위 계층인 RLC 엔터티(20)로 해당 패킷을 전달한다.
RLC entity(20)는 이전에 CRC 에러로 NACK1이 전송된 패킷을 수신하지 못한 상태에서 다음 패킷을 수신하게 되어 RLC PDU의 일련 번호(Sequence Number: SN)가 순서대로 수신되지 않는 즉, 305 단계에서와 같이 out of order PDU(Packet Data Unit)가 수신되어 T_reordering 타이머를 동작시키고, 상태 변수 등을 업데이트한다. RLC entity(20)는 MAC entity(10)로부터 out of order의 PDU를 수신한 이후에만 특정 일련번호의 RLC PDU가 유실되었다는 것을 알 수 있기 때문에 이때 T_reordering 타이머를 시작할 수 있다. 따라서 HARQ의 NACK 전송이 몇 번 수행되고 나서 out of order가 수신되었는지 알 수 없다.
상기의 CRC 에러로 NACK1을 전송했던 패킷이 최대 HARQ 재전송 횟수(도면의 예에서는 4회) 만큼의 NACK를 전송하고도 CRC 에러가 난 경우 MAC entity(10)는 309 단계에서 해당 패킷은 전송 실패로 간주한다. NACK4까지 수신하게 되면 송신측 HARQ 버퍼에서도 해당 패킷의 재전송을 멈추고 전송 실패로 간주하고 버퍼에서 폐기하는 과정을 거친다. RLC entity(20)에서는 자신이 유지하는 미리 설정된 값(HARQ 재전송 지연 시간(307) 보다 충분히 큰 값으로 설정된 값)인 T_reordering 타이머의 값(311)에 따라 동작한다. 따라서 MAC entity(10)는 전송 실패가 감지되어도 명시적으로 RLC entity(20)로 알려 주는 루틴이 없기 때문에 RLC entity(20)는 T_reordering 타이머의 만료까지 기다렸다가 타이머 만료시의 동작을 수행하게 된다. 즉, RLC entity(20)는 315 단계에서 T_reordering 타이머의 만료 시간이 되어서야 STATUS_PDU를 생성할 수 있다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 RLC 계층이 트래픽을 처리하는데 있어 신뢰성 있는 데이터 전송을 요구하는 특정 트래픽 서비스에 대해서 MAC Layer로부터 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) NACK 정보를 수신 받아 RLC 계층 의 신속한 대응을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 이를 위해 이하에서 T_reordering 타이머의 만료 시간 전에 STATUS_PDU를 생성할 수 있는 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통시 시스템에서 RLC 계층의 동작을 도시한 도면이다.
MAC entity(10)는 물리 계층(Physical Layer)으로부터 수신한 패킷의 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 체크하여 ACK, NACK 정보를 만들어 전송하는 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 동작을 수행한다. CRC 에러가 감지되어 401 단계에서 NACK1을 물리 계층으로 전송 한 후, 다음 패킷은 CRC가 통과되어 송신측으로는 ACK를 전송하고 상위 계층인 RLC 엔터티(20)로는 해당 패킷을 전달한다.
RLC entity(20)는 이전에 CRC 에러로 NACK1이 전송된 패킷을 수신하지 못한 상태에서 다음 패킷을 수신하게 되어 RLC PDU의 시퀀스 넘버(Sequence Number: SN)가 순서대로 수신되지 않는 즉, 403 단계에서 out of order PDU(Packet Data Unit)가 수신되어, T_reordering 타이머를 동작시키고 상태 변수 등을 업데이트한다. RLC entity(20)는 MAC entity(10)로부터 403 단계에서와 같이, out of order PDU를 수신한 이후에만 특정 일련번호의 RLC PDU가 유실되었다는 것을 알 수 있기 때문에 이때 T_reordering 타이머를 시작할 수 있다. 따라서 HARQ의 NACK 전송이 몇 번 수행되고 나서 out of order가 수신되었는지 알 수 없다.
상기의 CRC 에러로 NACK1을 전송했던 패킷이 최대 HARQ 재전송 횟수(예시에서는 4회) 만큼의 NACK를 전송하고도 CRC 에러가 난 경우 405 단계에서 해당 패킷은 전송 실패로 간주한다. NACK4까지 수신하게 되면 송신측 HARQ 버퍼에서도 해당 패킷의 재전송을 멈추고 전송 실패로 간주하고 버퍼에서 폐기하는 과정을 거친다. 상기의 과정에서 MAC entity(10)에서 특정 패킷에 대해 최대 HARQ 재전송 횟수만큼의 NACK를 전송하게 되면 HARQ_NOTIFICATION(407)으로 정의하는 메시지를 RLC entity(20)로 전송한다.
HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지는 특정 패킷의 HARQ 재전송 실패를 RLC entity(20)에게 알려주는 역할을 한다. HARQ_NOTIFICATION(407)을 수신한 RLC entity(20)는 자신의 모드 즉, AM(Acknowleged Mode) 또는 UM(Unacknowleged Mode)를 확인한다. 상기의 예에서는 AM일 경우이므로 AM의 동작을 설명하면, HARQ_NOTIFICATION(407)을 수신한 RLC entity(20)는 해당 서비스의 트래픽의 설정 값에서 신뢰성 있는 전송을 요구하는 서비스일 경우, T_reordering 타이머가 동작 중인지 확인하고, 동작 중인 T_reordering 타이머의 만료 시간이 남아 있더라도 강제로 만료시의 동작을 수행한다. 즉, 409 단계에서와 같이, STATUS_PDU를 생성하여 송신 측으로 전송하여 보다 신속하게 유실된 패킷의 ARQ(Automatic Retransmission reQuest) 재전송을 수행할 수 있도록 한다. 이러한 과정을 수행함으로써 T_reordering 타이머 만료 시간(311)까지 기다렸다가 STATUS_PDU를 생성하여 전송하는 기존의 방법보다 MAC entity(10)에서 HARQ 전송 실패 후 전송되는 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지를 수신하고 바로 STATUS_PDU를 생성하여 전송하기 때문에 보다 빠르게 유실된 패킷을 복구할 수 있다. 또한, 기존의 RLC entity(20)의 모든 트래픽 서비스에 해당 동작을 수행하지 않고 트래픽 서비스의 특성에 따라 해당 동작의 ON/OFF를 설정할 수 있도록 함으로써 동적으로 서비스에 적용되는 기법이라 할 수 있다. MAC entity(10)에서는 마지막으로 전송되는 NACK에 대해서만 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지를 전송함으로써 부하를 줄 일 수 있다.
도 5는 MAC entity에서 전송하는 HARQ_NOTIFICATION 메시지의 포맷을 도시한 것이다.
도 5를 참조하여 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지의 각 필드에 대한 설명은 다음과 같다.
Message Type(501)은 메시지의 타입을 구별해 주는 값으로 메시지 식별자를 나타낸다.
UE ID(503)은 UE(User Element) 즉, 단말을 구별하는 식별자를 나타낸다.
Logical Channel ID(505)는 논리 채널(Logical channel)을 구별하는 식별자를 나타낸다.
NACK NUMBER(507)은 NACK이 된 패킷의 식별 번호를 나타내며, RLC 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 사용할 수 도 있고, MAC 에서 정의한 번호를 사용할 수도 있다.
상기 HARQ_NOTIFICATION 메시지(407)를 수신하면, RLC 엔티티(20)에서는 특정 UE의 특정 Logical channel ID(505)에 대해서 HARQ 실패를 감지할 수 있게 된 다.
상기 메시지 포맷은 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지 포맷의 하나의 예시이며 메시지 포맷은 구현에 따라서 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 해당 트래픽 서비스가 HARQ_NOTIFICATION이 필요한 서비스인지 아닌지를 나타내기 위한 방법은 호 설정(Call setup)시 HARQ_NOTIFICATION의 ON/OFF 여부를 호 설정 메시지에 포함시켜 보내는 방법과 서비스의 종류를 나타내는 QoS(Quality Of Service) 파라미터 값들의 조합으로 ON/OFF 여부를 결정하는 방법이 있다.
도 6은 호 설정 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면이다.
호 설정(Call setup)시 HARQ_NOTIFICATION의 ON/OFF 여부를 호 설정 메시지에 포함시켜 보내려면 도 6에 도시한 호 설정 메시지의 포맷에 Reserved byte로 설정된 부분 중 1 바이트를 HN(HARQ Notification) 플래그(Flag)(610)로 정의하고 해당 플래그(610)가 1인 경우 HARQ_NOTIFICATION 동작을 수행하도록 ON으로 설정하고 해당 플래그(610)가 0인 경우 HARQ_NOTIFICATION 동작을 수행하지 않도록 즉, 기존의 동작을 유지하도록 하는 OFF로 설정한다.
또는, 서비스에 대한 정보를 포함하는 QoS(Quality Of Service) 파라미터 값에 HN(HARQ Notification) 플래그(Flag)를 추가하여 ON/OFF 할 수도 있다. 이는 본 발명의 기능을 필요에 따라 ON/OFF할 수 있도록 조정할 수 있게 하는 방법으로 메시지 포맷 등은 구현 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
HARQ_NOTIFICATION(407)을 수신한 RLC entity(20)에서 동작 모드가 UM일 경우, HARQ_NOTIFICATION이 ON으로 동작하는 경우라면, T_reordering 타이머가 동작하는지 확인한 후 해당 타이머가 만료되지 않았더라도 강제로 만료 동작을 수행한다. 즉, 상태 변수의 값에 따라 PDU를 버퍼에서 폐기 및 리어셈블(Reassemble) 과정을 거쳐 상위 계층으로 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명에서 RLC entity의 동작을 도시한 흐름도이다.
RLC entity(20)는 701 단계에서 RLC entity 동작을 시작한다. 순서대로 수신되는 RLC PDU에 대해서는 순차적으로 리어셈블하여 상위 계층 즉, PDCP 계층으로 전송한다.
이후, RLC entity(20)는 703 단계에서 Out of order PDU 수신을 인지한다. RLC entity(20)는 RLC PDU의 시퀀스 넘버의 순서에 맞지 않는 PDU가 수신되면 물리 계층에서 특정 패킷이 유실됨을 감지한다. 그리고 RLC entity(20)는 705 단계에서 T_reordering 타이머를 시작한다. 즉, Out of order PDU를 수신하면 RLC entity(20)는 상태 변수의 값을 업데이트하고 T_reordering 타이머를 시작하여 하위 계층 즉, MAC 계층에서 HARQ의 동작에 의한 재전송으로 reordering 기능의 수행을 대기한다.
타이머가 시작되면, RLC entity(20)는 707 단계에서 MAC entity(10)로부터 HARQ_NOTIFICATION을 수신하였는가를 판단한다. 707 단계의 동작은 MAC entity(10) 로부터 HARQ_NOTIFICATION을 수신할 때까지 계속된다. 대기 중인 RLC entity(20)는 MAC entity(10)로부터 HARQ_NOTIFICATION 메시지를 수신하게 되면 이는 HARQ 재전송 실패를 의미한다.
상기 HARQ_NOTIFICATION 메시지를 수신하게 되면, RLC entity(20)는 709 단계에서 HARQ_NOTIFICATION이 ON인가를 판단하고, 이는 트래픽 서비스마다 서비스에 맞는 정책을 동적으로 지정할 수 있도록 하기 위함이다. 만약 HARQ_NOTIFICATION이 OFF인 경우 RLC entity(20)는 711 단계에서 HARQ_NOTIFICATION 메시지를 폐기하고, 해당 동작은 종료된다. 그러나 HARQ_NOTIFICATION이 ON인 경우 RLC entity(20)는 HARQ_NOTIFICATION이 ON인 서비스는 보다 신속한 ARQ 재전송을 필요로 하는 서비스이기 때문에 호 설정시 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있도록 한다.
RLC entity(20)는 713 단계에서 호 설정시 사용자의 요구가 AM인지 UM인지를 판단한다. 만약 AM인 경우 RLC entity(20)는 715 단계에서 T_reordering 타이머가 동작 중인지 확인하고 만료시간이 남아 있더라도 강제로 만료 동작을 수행한다. 그리고, RLC entity(20)는 현재 reordering window의 상태변수에 따라 STATUS_PDU를 생성하여 상위 계층으로 전송한다. HARQ_NOTIFICATION이 ON인 경우에는 STATUS_PROHIBIT이 ON되어 있더라도 STATUS_PDU를 생성하여 전송함으로써 빠른 ARQ 재전송을 유도한다.
한편, 713 단계에서 호 설정시 사용자의 요구가 AM이 아닌경우, RLC entity(20)는 717 단계에서 호 설정시 사용자의 요구가 UM인가를 판단한다. 만약 UM이 아닌 경우 RLC entity(20)는 721 단계에서 에러 처리한다. 그러나 UM인 경우, RLC entity(20)는 719 단계에서 T_reordering 타이머가 동작 중인지 확인하고 만료시간이 남아 있더라도 강제로 만료 동작을 수행한다. 그리고, RLC entity(20)는 HARQ 전송 실패를 의미하므로 현재 reordering window의 상태변수에 따라 해당 PDU를 폐기(Discard)하거나 리어셈블(Reassemble)하여 상위 계층으로 전송한다.
711 단계, 715 단계, 719 단계, 721 단계가 완료되면, 해당 RLC entity에서 동작을 종료한다. 데이터가 수신되면 다시 시작으로 연결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치의 블록 구성도이다.
이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치는 송신 노드(810)와 수신 노드(820)로 구성된다.
RLC 계층의 RLC 엔터티 뿐만 아니라 PDCP 계층의 PDCP 엔터티는 쌍으로 존재하며, 각각의 엔터티는 자신의 엔터티 내에 임의의 패킷을 전송하는 송신측과, 패킷을 수신하는 수신측으로 이루어진다.
상기 송신 노드(810)는 제1 송신부(811), 제1 수신부(813), 제1 제어부(815)로 구성되며, 상기 제1 제어부(815)는 제1 RLC 엔터티 처리부(815a), 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)로 구성된다.
상기 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)는 물리 계층(Physical Layer)으로부터 수신한 패킷의 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 체크하여 ACK, NACK 정보를 생성하여 전송하는 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 동작을 수행한다. 상기 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)는 CRC 에러가 감지되어 NACK1을 전송한 후, 다음 패킷은 CRC가 통과되어 송신측으로는 ACK를 전송하고, 상위 계층인 RLC 엔터티(20)로 해당 패킷을 전달한다. 그러나 상기 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)는 이전에 CRC 에러로 NACK1이 전송된 패킷을 수신하지 못한 상태에서 다음 패킷을 수신하게 되어 RLC PDU의 일련 번호(Sequence Number: SN)가 순서대로 수신되지 않아 발생한 out of order PDU를 제1 RLC 엔터티 처리부(815a)로 전달한다. 또한 상기 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)는 마지막으로 전송되는 NACK에 대해서 대해서만 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지를 상기 제1 RLC 엔터티 처리부(815a)로 전송한다.
제1 RLC 엔터티 처리부(815a)는 out of order PDU가 발생한 경우 T_reordering 타이머를 동작시키고 상태 변수 등을 업데이트한다. 또한 상기 제1 MAC 엔터티 처리부(815b)로부터 HARQ_NOTIFICATION(407) 메시지를 수신하면, 타이머 만료(Timer expiration) 시간까지 기다리지 않고 타이머를 중지시키고, STATUS-PDU를 생성하고, 생성된 STATUS-PDU을 상위 계층으로 전달한다.
상기 제1 수신부(813)는 수신 노드(820)로부터 수신된 데이터를 수신하고, 상기 제1 송신부(811)는 상기 수신 노드(820)로 송신할 데이터를 송신한다.
한편 수신 노드(820)은 제2 송신부(821), 제2 수신부(823), 제2 제어부(825)로 구성되며, 상기 제2 제어부(825)는 제2 RLC 엔터티 처리부(825a), 제2 MAC 엔터티 처리부(825b)로 구성된다.
제2 RLC 엔터티 처리부(825a)는 상기 제1 RLC 엔터티 처리부(815a)와 동일한 동작을 수행한다. 또한 제2 MAC 엔터티 처리부(825b)는 상기 제1 MAC 엔터티 처리 부(815b)와 동일한 동작을 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
도 1은 LTE 이동통신 시스템의 구조의 일 예를 도시한 블록도,
도 2는 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조도,
도 3은 일반적인 이동 통신 시스템에서 AM일 경우 RLC 계층의 동작을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통시 시스템에서 RLC 계층의 동작을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 MAC entity에서 전송하는 HARQ_NOTIFICATION 메시지의 포맷을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 호 설정 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명에서 RLC entity의 동작을 도시한 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치의 블록 구성도.

Claims (8)

  1. 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법에 있어서,
    순서가 어긋난 패킷을 수신하였는가를 판단하는 과정;
    상기 순서가 어긋난 패킷을 수신한 경우, 타이머를 구동하는 과정;
    미디엄 억세스 제어 계층으로부터 하위 계층으로 전송한 마지막 NACK에 대해 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신하는 과정; 및
    상기 수신된 메시지를 통해 상기 타이머를 종료하는 과정을 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미디엄 억세스 제어 계층으로부터 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신한 후, 상기 타이머가 구동 중인가를 확인하는 과정을 더 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신한 후, HARQ_NOTIFICATION이 ON 인가를 판단하는 과정;
    상기 HARQ_NOTIFICATION이 ON인 경우, 호 설정시 사용자의 요구가 AM인지 UM인지를 판단하여 상기 사용자의 요구에 따른 ARQ 재전송을 수행하는 과정을 더 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메시지는 메시지의 타입을 구별하는 Message Type 필드와, 단말을 구별하는 식별자를 나타내는 UE ID 필드와, 논리 채널(Logical channel)을 구별하는 식별자를 나타내는 Logical Channel ID와, NACK이 된 패킷의 식별 번호를 나타내는 NACK NUMBER 필드를 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 방법.
  5. 이동 통신 시스템에서 데이터 수신 장치에 있어서,
    마지막으로 전송되는 NACK에 대해서 대해서 재전송 실패를 의미하는 메시지를 전송하는 미디엄 억세스 제어 엔터티 처리부; 및
    순서가 어긋난 패킷을 수신한 경우, 타이머를 구동하고, 상기 미디엄 억세스 제어 엔터티 처리부로부터 하위 계층으로 전송한 마지막 NACK에 대해 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신하고, 상기 수신된 메시지를 통해 상기 타이머를 종료하 는 무선 계층 제어 엔터티 처리부를 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선 계층 제어 엔터티 처리부는 상기 미디엄 억세스 제어 계층으로부터 재전송 실패를 의미하는 메시지를 수신한 후, 상기 타이머가 구동 중인가를 확인함을 더 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무선 계층 제어 엔터티 처리부는 상기 메시지를 수신한 후, HARQ_NOTIFICATION이 ON인가를 판단하여 상기 HARQ_NOTIFICATION이 ON인 경우, 호 설정시 사용자의 요구가 AM인지 UM인지를 판단하여 상기 사용자의 요구에 따른 ARQ 재전송을 수행하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 메시지는 메시지의 타입을 구별하는 Message Type 필드와, 단말을 구별하는 식별자를 나타내는 UE ID 필드와, 논리 채널(Logical channel)을 구별하는 식별자를 나타내는 Logical Channel ID와, NACK이 된 패킷의 식별 번호를 나타내는 NACK NUMBER 필드를 포함하는 이동 통신 시스템에서 무선 계층 제어 계층에서의 데이터 수신 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016115916A1 (zh) * 2015-01-23 2016-07-28 中兴通讯股份有限公司 数据包的重传方法及装置

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