KR20110121740A - 무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송신 방법에 있어서, 하나 이상의 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정; 상기 제어 정보에 상응하는 인코딩 방식으로 인코딩하여 페이로드를 생성하는 과정; 상기 인코딩 방식을 나타내는 인코딩 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 과정; 및 상기 헤더와 상기 페이로드를 포함하는 상기 제어 메시지를 생성하는 과정을 포함하는 제어 메시지 송신 방법을 제공함으로써, 무선 통신 시스템의 MAC 계층 및 PHY 계층의 제어를 위한 다양한 방식의 제어 메시지가 포함하는 제어 정보의 종류에 관계 없이 획일적인 인코딩으로 인한 송수신 장치의 연산 자원 및 무선 자원의 낭비를 막을 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROL MESSAGE TRANSMITTING/RECEIVING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 메시지 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 다양한 방식의 제어 메시지 인코딩(encoding) 방법이 사용될 경우의 제어 메시지 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시장에서 음성 통화뿐 아니라 다양한 멀티미디어 인터넷 서비스와 같은 대용량의 data 서비스에 대한 요구가 증대됨에 따라 이를 만족시킬 수 있는 새로운 무선 전송 표준으로서, IEEE 802.16e WiBro(Wireless Broadband) 혹은 이동(Mobile) WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), 무선 LAN(Local Area Network) 및 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 등이 연구되고 있다.
무선 통신 시스템에서는 MAC(Media Access Control) 계층 및 PHY 계층(물리 계층; physical layer)에서의 제어를 위해서 다양한 방식의 제어 메시지가 사용되고 있다. 이러한 제어 메시지들은 인코딩(encoding)되어 송신단과 수신단간에서 송수신 되는데, 일반적으로 상기 제어 메시지에 대한 인코딩 방식은 어느 하나의 인코딩 방식이 적용되어 왔다.
무선 통신시스템에서의 제어 메시지는 여러 가지 기능을 가지며, 각각 다른 용도로 사용되는데, 이러한 여러 가지 기능과 용도로 사용되는 메시지들을 하나의 메시지 인코딩(Encoding) 방식으로 사용할 수도 있지만, 구현상의 효율적인 전송을 위해서는 여러 가지 인코딩 방식을 적용하는 것도 필요하다.
즉, 통신 프로토콜의 발달로 다양한 방식의 인코딩 방식이 등장하면서, 무선 통신 시스템이 사용하는 다양한 제어 메시지에 대한 인코딩 방식도 서로 다를 수 있다. 따라서, 임의의 제어 블럭이 어떠한 인코딩 방식을 적용하는지에 따라, 송신단에서 제어 메시지를 생성하고 전송하는 방법과, 수신단에서 수신한 제어 메시지를 수신하고 디코딩(decoding) 하는 방법에 대하여 정의할 필요성이 있다.
따라서, 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신단에서 MAC 계층에서 생성되는 하나 이상의 제어 정보들을 상기 제어 정보에 상응하는 인코딩 방식으로 인코딩하여 제어 메시지를 생성하여 전송하는 방법 및 그 장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 수신단에서 수신된 MAC 제어 메시지에 포함된 하나 이상의 인코딩 방식으로 인코딩된 제어 메시지로부터 제어 정보를 확인할 수 있는 방법 및 그 장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신단에서 하나 이상의 MAC 제어 정보의 인코딩 방식을 지시하는 방법 즉, 수신단으로 상기 제어 정보의 인코딩 방식을 전송할 수 있는 방법 및 그 장치를 제안한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송신 방법에 있어서, 하나 이상의 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정; 상기 제어 정보에 상응하는 인코딩 방식으로 인코딩하여 페이로드를 생성하는 과정; 상기 인코딩 방식을 나타내는 인코딩 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 과정; 및 상기 헤더와 상기 페이로드를 포함하는 제어 메시지를 생성하는 과정을 포함하는 제어 메시지 송신 방법을 제공한다.
무선 통신 시스템의 MAC 계층 및 PHY 계층의 제어를 위한 다양한 방식의 제어 메시지에 대하여 하나 이상의 인코딩 방식을 적용함으로써, 제어 정보의 종류에 관계 없이 획일적인 인코딩으로 인한 송수신 장치의 연산 자원 및 무선 자원의 낭비를 막을 수 있다.
또한, 하나 이상의 제어 정보에 대해 서로 다른 인코딩 방식으로 인코딩된 경우에도 상기 인코딩 방식을 수신단이 알 수 있게 함으로써 수신단의 제어 정보 확인을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC 및 PHY 계층에서 필요한 제어 메시지를 생성하는 송신 장치의 구성 블럭도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 메시지 인코딩 방법의 구체적인 예를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신단에서의 제어 메시지 생성 과정의 일부(페이로드 생성)를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신단에서의 제어 메시지 확인 과정의 일부(페이로드 수신)일부를 도시하는도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 생성되는 MAC 제어 메시지의 구조를 예시하는 도면;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC 계층의 제어 메시지 페이로드로부터 제어 메시지를 생성하는 과정을 도시하는 도면;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신단에서 MAC 계층의 제어 메시지로부터 제어 메시지 페이로드를 확인하는 과정을 도시하는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서는 무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송수신 동작을 설명함에 있어서 IEEE 802.16을 기반으로 하는 통신 규격을 참조할 것이다. 그러나 본 발명에 따른 제어 메시지 송수신 동작이 특정 통신 프로토콜 혹은 시스템 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 당해 기술분야에서 숙련된 기술을 가진 당업자에게 있어서 자명한 사항임은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC 및 PHY 계층에서 필요한 제어 메시지를 생성하는 송신 장치의 구성 블럭도이다.
이하에서 사용되는 용어 ‘블럭’는 송신 장치 또는 수신 장치 내부에 포함되는 ‘부(module)’또는 ‘기(function)’의 의미로 사용됨을 유의하여야 한다. 즉, ‘제어블럭’은 ‘제어부’또는 ‘제어기’와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
무선 통신 시스템에서는 MAC 계층에서, 호 처리(call flow) 관련 제어 정보들이 존재하는데, 호 처리 관련 제어블럭(100)은 네트워크 초기 접속, 핸드오버(Handover), 암호화, 페이징(Paging)과 같은 네트워크에 존재하는 국(Station)과의 통신이 필요한 제어 정보들을 처리한다.
ARQ 및 MAC PDU 제어블럭(102)은 MAC 계층에서의 신뢰성을 제공하는 ARQ(자동 재전송 요청; Automatic Retransmission Request)나 MAC PDU(Protocol Data Unit) 생성 및 전송에 관련된 정보들을 처리한다.
물리계층 관련 제어블럭(104)은 PHY 계층과 관련된 HARQ(하이브리드 자동 재전송 요청; Hybrid ARQ), 채널품질, 전력제어, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 등의 지원을 위한 관련 정보들을 처리한다.
메시지 페이로드 인코딩 제어블럭1,2,3(110,112,114)은 상기 제어블럭들(100,102,104)의 제어 정보를 전달받아 인코딩을 수행한다. 상기 개략적으로 구분한 3 가지 기능별 제어 블럭(100, 102, 104)들은 실제 구현시 (하나의 칩이나 하드웨어서 구현할 수도 있지만)별개의 칩이나 하드웨어에서 동작하도록 구현할 수도 있기 때문에, 상기 3 가지 제어 블럭의 제어 메시지 인코딩 방법은 달라질 수 있다. 즉, 메시지 페이로드(payload) 인코딩 제어블럭1,2,3(110,112,114)은 상기 제어블럭들(100,102,104)의 제어 정보를 서로 다른 인코딩 방식에 따라서 인코딩 할 수 있다.
상기 제어블럭들(100,102,104) 별로 생성된 제어 정보들은 제어 메시지 생성기(120)로 전달되며, MAC 계층에 위치하는 상기 제어 메시지 생성기(120)는 상기 인코딩된 제어 정보들을 이용하여 MAC 메시지를 생성한다. 상기 생성된 메시지는 송신기(미도시)에 의해 송신단에서 수신단으로 전송된다. 그리고, 수신단은 상시 전송된 메시지를 송신단에서의 동작의 역순으로 동작을 수행함으로써 메시지를 수신하게 된다. 즉, 상기 수신된 제어 메시지들이 각각의 기능별 제어블럭으로 이동하여, 서로 다른 방식의 디코딩 방법을 통해서 제어 메시지로부터 필요한 정보를 획득하게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 메시지 인코딩 방법의 구체적인 예를 도시한다.
호 처리 관련 제어블럭(100)의 경우에는 상위 계층의 네트워크(Network) 국(Station)과의 통신이 필요한 경우가 대부분이므로, 일반적으로 많이 사용되는 통신 인코딩 방법인 ASN.1(Abstract Syntax Notation number One) 인코딩 방법을 통해서 제어 정보가 생성될 수 있다. ASN.1 인코딩 블럭(200)은 ASN.1 인코딩 방법을 통해 상기 호 처리 관련 제어블럭(100)의 제어 정보에 대한 인코딩을 수행한다.
또한 순수한 MAC 계층에서만 송신단과 수신단간 통신이 발생하는 ARQ 및 MAC PDU 제어 정보나, 물리 계층(PHY 계층)의 제어를 위한 제어 정보는 상위 네트워크 국과의 통신이 필요하지 않은 정보들이므로, 일반적인 IE(Information Element) 방법의 플레인 텍스트(Plain Text) 방식으로 인코딩 없이 제어 메시지가 생성될 수 있다. 플레인 텍스트 생성 블럭(202)는 상기 ARQ 및 MAC PDU 에러 제어블럭(102)과 물리계층 관련 제어블럭(104)의 제어 정보를 인코딩 없이 제어 메시지로 생성되도록 처리한다.
상기 각각의 제어 블럭별로 다르게 인코딩 된 제어 정보들은 상기 제어 메시지 생성기(120)에서 MAC 계층의 제어 메시지 형태로 변환되어, 송신기(미도시)에 의해 송신단에 수신단으로 전송된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신단에서의 제어 메시지 생성 과정의 일부(페이로드 생성)를 도시한 도면이다.
MAC 계층에서는 서로 다른 기능을 가지는 제어블럭들(100,102,104)로부터 MAC 또는 PHY 계층 제어를 위한 제어 정보가 생성된다(300).
상기 생성된 제어 정보는 각자의 제어 정보에 상응하는 인코딩 정보에 따라 인코딩 된다(302). 여기서, 인코딩 정보라 함은 각자의 인코딩 방식을 나타내는 정보를 가리킨다.
상기 인코딩된 제어정보를 이용하여 제어 메시지의 페이로드를 생성한다(304). 즉, 상기 인코딩된 제어 정보는 수신단으로의 전송을 위해 MAC 계층에서 생성되는 제어 메시지의 페이로드(Payload)가 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신단에서의 제어 메시지 확인 과정의 일부(페이로드 수신)일부를 도시한 도면이다.
수신단은 송신단이 송신한 MAC 제어 메시지를 수신하여 상기 제어 메시지로부터 페이로드를 획득한다(400).
상기 수신단은 상기 획득한 페이로드들을 인코딩 정보에 따라 디코딩한다(402). 여기서 상기 인코딩 정보는 상기 제어 메시지가 각각 어느 제어블럭에서 생성되었는지 따라 결정되는 인코딩 방식을 나타내는 정보이다.
상기 수신단은 MAC 계층에서 상기 페이로드를 디코딩하여 호 처리 관련 제어 정보나 MAC 또는 PHY 계층의 제어 정보를 확인한다(404).
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 생성되는 MAC 제어 메시지의 구조를 예시하는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC 제어 메시지는 크게 MAC 헤더(508) 부분과 MAC 제어 메시지 페이로드(510) 부분으로 구분된다. 상기 MAC 제어 메시지 페이로드(510)는 송신단의 각 제어블럭으로부터 생성된 제어 정보가 각자의 인코딩 방식(즉, 인코딩 정보)에 따라서 인코딩된 제어 정보 부분에 해당한다. 또한, 상기 MAC 헤더(508)부분은 상기 인코딩 정보 및 기타 정보를 포함하는 부분이다.
상기 MAC 헤더(508) 부분은 공통 헤더(Generic Header)(506) 부분과 페이로드 특정 헤더(Payload Specific Header)(504) 부분을 포함한다. 상기 페이로드 특정 헤더(504)는 상기 MAC 제어 메시지가 포함하는 페이로드 마다 달라지는 헤더이다.
상기 페이로드 특정 헤더(504)는 페이로드 인코딩 정보(500) 부분과 기타 정보(502) 부분을 포함한다. 상기 페이로드 인코딩 정보(500) 부분은 송신단의 서로 다른 제어블럭들 별로 생성된 제어 정보들이 갖는 서로 다른 인코딩 방식에 관한 정보 즉, 인코딩 정보(encoding information)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MAC 계층의 제어 메시지 페이로드로부터 제어 메시지를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
송신단은(구체적으로, 송신단의 제어 메시지 생성기는) 도 3의 과정을 통해 생성된 페이로드를 확인한다(600). 또한, 상기 송신단은 상기 페이로드에 적용된 인코딩 정보를 확인한다(602). 이어서, 상기 송신단은 상기 인코딩 정보를 이용하여 제어 메시지의 헤더를 생성하여 전체 제어 메시지를 완성한다(604).
즉, 상기 송신단은 MAC 계층의 제어 메시지 페이로드(510)에 MAC 헤더(508)를 추가하여 MAC 제어 메시지를 생성하는데, 상기 MAC 헤더에 공통 헤더 부분(506)과 페이로드 특정 헤더(504)를 포함시키며, 상기 페이로드 특정 헤더(504)에 제어블럭 별로 생성된 제어 정보들에 대한 서로 다른 인코딩 정보를 포함시킨다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신단에서 MAC 계층의 제어 메시지로부터 제어 메시지 페이로드를 확인하는 과정을 도시한 도면이다.
수신단은 MAC 제어 메시지의 헤더 부분, 구체적으로 페이로드 특정 헤더(504)를 확인한다(700). 또한, 상기 수신단은 상기 페이로드 특정 헤더(504)를 확인하여 인코딩 정보를 확인한다(702). 이어서, 상기 수신단은 상기 확인한 인코딩 정보를 이용하여 제어 메시지의 페이로드를 디코딩 함으로써 제어 정보를 확인한다(704).
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페이로드 특정 헤더는 하기의 <표 1>과 같이 구성될 수 있다.
Syntax Size ( bit ) Notes
MCEH() {
Type 4 MCEH type
EC 1 Encryption Control indicator
0 = Payload is not encrypted
1 = Payload is encrypted
Control Connection Channel ID (CCC ID) 1 Channel ID to identify separate fragmentation / reassembly state machines
0: channel 1
1: channel 2
ASN_1 encoding indicator 1 0: MAC payload is plain text
1: MAC payload is encoded by ASN.1
Polling 1 0 = no acknowledgement required
1 = acknowledge required upon receiving the MAC message
FC 2 Fragmentation control
SN 6
}
앞서 도 2에서 일 실시예로 설명한 제어 메시지의 생성의 경우, 다음과 같은 정보가 페이로드 특정 헤더에 포함될 수있다. 즉, MAC 메시지의 제어 정보가 ASN.1 방식으로 인코딩 되는지 또는 플레인 텍스트(Plain text)로 인코딩 되지 않고 생성되는지 대한 1 bit 지시자가 상기 페이로드 특정 헤더에 포함될 수 있다.
무선 통신 시스템의 일 예로, 어드밴스드 모바일 와이맥스(Advanced Mobile-WiMAX) 시스템에서는 상기 페이로드 특정 헤더의 정보에 해당되는 헤더는 MCEH(MAC Control Extended header)로 정의되어 있다. 상기 제어 정보의 인코딩 정보에 대한 지시자는 상기 <표 1>과 같이 ‘ASN_1 encoding indicator(ASN_1 인코딩 지시자)’로 포함될 수 있다.
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 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

  1. 무선 통신 시스템에서의 제어 메시지 송신 방법에 있어서,
    하나 이상의 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정;
    상기 제어 정보에 상응하는 인코딩 방식으로 인코딩하여 페이로드를 생성하는 과정;
    상기 인코딩 방식을 나타내는 인코딩 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 과정; 및
    상기 헤더와 상기 페이로드를 포함하는 상기 제어 메시지를 생성하는 과정을 포함하는 제어 메시지 송신 방법.
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