KR20120070431A - 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법 Download PDF

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Abstract

이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법이 개시된다. 이동 단말의 어플리케이션 계층이 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제2 계층에 제공하면, 이동 단말의 상기 제2 계층이 프로토콜 파라미터 설정 정보에 기초하여 파라미터 변경 요청을 위한 메시지를 설정한 후, 설정된 파라미터 변경 요청 메시지를 기지국의 제2 계층에 전송한다. 따라서, 이동 단말과 기지국의 제2 계층 프로토콜 파라미터 변경시 상위 프로토콜 계층의 상태를 고려함으로써 각 프로토콜 계층의 동작이 서로 최적화 될 수 있고, 이를 통해 통신 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법{METHOD FOR CONFIGURATING PROTOCOL PARAMETER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국 및 이동 단말의 제2 계층(Layer 2) 프로토콜 파라미터 변경에 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법에 관한 것이다.
3GPP LTE 시스템에서 이동 단말(UE)과 기지국(eNodeB)의 제2 계층(Layer 2, 또는 무선데이터링크 계층)은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 서브계층, RLC(Radio Link Control) 서브계층 및 MAC(Medium Access Control) 서브계층을 포함한다.
PDCP 서브계층은 제어 평면의 RRC(Radio Resource Control) 메시지 및 사용자 평면의 IP 패킷을 처리한다. 또한, PDCP 서브계층은 헤더 압축 및 보안 기능을 수행하고, 핸드오버시에는 재정렬 및 재전송을 지원한다.
RLC 서브계층은 상위 계층으로부터 전달된 패킷을 무선 인터페이스를 통해 전달될 수 있도록 분할(segmentation) 및 재구성(reassembly)하는 기능을 수행하며, 패킷 손실을 복구하기 위한 재전송을 지원한다. 또한, RLC 서브계층은 하위 계층의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request) 동작에 따른 수신 순서의 무질서를 보상하기 위해 재정렬을 수행한다.
MAC 서브계층은 서로 다른 라디오 베어러(Radio bearers) 데이터를 다중화하는 기능을 수행하며, 각 라디오 베어러를 통해 전송될 수 있는 데이터의 양을 결정하여 전송가능한 패킷 크기를 RLC 서브계층에 제공한다. 또한, MAC 서브계층은 각 라디오 베어러에 대한 서비스 품질(QoS)를 협상하는 기능을 수행하고, 업링크(uplink)의 경우에는 전송을 위해 버퍼링된 데이터의 양을 기지국에 보고한다.
상기한 바와 같은 제2 계층의 서브 계층은 RRC로부터 C-SAP(Control Service Access Point)을 통해 프로토콜 파라미터 설정 정보를 받고 설정한다.
또한, 이동 단말의 RRC는 기지국 RRC로부터 RRC 메시지를 통해 프로토콜 파라미터 정보를 받고, 이동 단말의 제2 계층에 포함된 서브계층은 이동 단말의 RRC로부터 C-SAP을 통해 프로토콜 파라미터 정보를 받고 설정한다.
그러나, 상술한 바와 같이 설정된 제2 계층의 프로토콜 파라미터는 상위 계층의 프로토콜과 전혀 정보를 주고 받지 않고 상위 프로토콜 상태를 고려하지 않기 때문에, 각 프로토콜 계층들이 불필요하게 중복되는 기능을 각각 수행할 수 있고, 이로 인해 통신 효율이 저하되는 문제가 있다.
상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 기지국과 단말의 프로토콜 제2 계층이 상위 계층의 프로토콜 상태를 고려하여 프로토콜을 설정할 수 있는 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법은, 이동 단말의 어플리케이션 계층이 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제2 계층에 제공하는 단계와, 이동 단말의 상기 제2 계층이 상기 프로토콜 파라미터 설정 정보에 기초하여 파라미터 변경 요청을 위한 메시지를 설정하는 단계 및 상기 제2 계층이 상기 설정된 파라미터 변경 요청 메시지를 기지국의 제2 계층에 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법은, 이동 단말의 Application 계층이 제2 계층 프로토콜 파라미터 설정을 위한 정보를 제공하고, 이동 단말의 제2 계층에 포함된 서브계층은 Application 계층으로부터 받은 정보를 바탕으로 제2 계층 프로토콜 파라미터 변경이 필요한 경우 기지국으로 제2 계층 프로토콜 파라미터 변경을 요청한다.
따라서, 이동 단말과 기지국의 제2 계층 프로토콜 파라미터 변경시 상위 프로토콜 계층의 상태를 고려함으로써 각 프로토콜 계층의 동작이 서로 최적화 될 수 있고, 이를 통해 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로토콜 파라미터 변경 과정에서 전송되는 RLC Control PDU의 구성을 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로토콜 파라미터 변경 과정에서 전송되는 MAC CE의 구성을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에서, '이동통신 시스템'이라 함은 WCDMA, HSPA, WiMAX, LTE 및 LTE-Advanced를 모두 포함하는 개념이다.
또한, ‘이동 단말’은 사용자 장비(UE; User Equipment), 이동국(MS), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다.
또한, '기지국’은 일반적으로 이동 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어로 사용될 수 있다.
이동통신 시스템의 단말과 기지국의 제2 계층(또는 무선데이터링크 계층) 프로토콜에서 RLC 서브계층은 STATUS PDU(Protocol Data Unit)를 바탕으로 수신 측이 받지 못한 RLC PDU를 재전송한다. 또한, MAC 서브계층은 HARQ 피드백 결과에 기초하여 수신 측이 받지 못한 MAC PDU를 재전송한다.
상술한 바와 같이 제2 계층 프로토콜의 각 서브계층의 재전송은 프로토콜의 신뢰도를 위해 프로토콜 동작상 반드시 필요하나 상위 프로토콜의 재전송 메커니즘을 고려하지 않은 하위 계층의 재전송은 동일한 데이터가 여러 계층에서 재전송 되는 등의 문제점을 야기하여 비효율적인 통신을 하게 되는 문제가 발생된다.
본 발명에서는 상위 프로토콜과 제2 계층 프로토콜 간에 정보를 교환하고, 이에 기초하여 재전송을 수행함으로써 불필요한 재전송으로 인한 비효율성을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층구조를 나타내는 것으로, 본 발명의 프로토콜 파라미터 변경 방법이 적용되는 E-UTRAN의 사용자 평면(user plane) 프로토콜 계층(stack)을 예를 들어 도시하였다.
도 1을 참조하면, 이동 단말(UE)의 프로토콜 계층의 최상위 계층인 Application 계층은 TCP나 UDP 계층을 포함하고, Application 계층은 제2 계층의 프로토콜 파라미터 설정을 위한 정보를 제2 계층의 RLC 서브계층 및 MAC 서브 계층에 제공한다.
이동 단말(UE)의 제2 계층의 서브계층인 RLC 서브계층 및 MAC 서브계층은 Application 계층으로부터 받은 설정 정보를 바탕으로 제2 계층의 프로토콜 파라미터 변경이 필요하다고 판단된 경우, 기지국(eNodeB)으로 제2 계층의 프로토콜 파라미터 변경을 요청한다.
이동 단말(UE)의 Application 계층에서는 자체적으로 에러 제어(error control), 체증 제어(congestion control) 및 흐름 제어(flow control) 기능을 수행하고, 각 기능은 제2 계층에 포함된 RLC 서브계층 및/또는 MAC 서브계층과 밀접한 관계를 가지기 때문에 Application 계층과 제2 계층 간에 프로토콜의 최적화가 수행되지 않는 경우 기능의 중복이 발생하여 통신 효율이 저하된다.
예를 들어, TCP 전송지연시간(RTT: Round Trip Time)이 10ms이고, RLC 재전송 전송지연시간이 50ms, HARQ 재전송 전송지연시간이 8ms인 경우를 가정하면, Application 계층의 TCP는 20ms 내에 ACK 메시지를 받지 못하면 해당 TCP 세그먼트를 재전송한다. 즉, 초기 전송된 TCP 세그먼트에 대하여 20ms 후에 TCP 재전송을 수행한다. 또한, 초기 전송된 세그먼트에 대해서 HARQ NACK이 발생되면 8ms 후에는 제2 계층의 MAC 서브계층에 의해 HARQ 재전송이 발생되고 다시 HARQ NACK이 발생되면 16ms 후에 HARQ 재전송이 다시 발생한다. 이와 같이 두 번의 HARQ NACK 이후 초기 전송된 세그먼트의 HARQ 재전송이 진행 중이고, TCP 재전송을 통해 상기 세그먼트가 다시 제2 계층에서 초기 전송되어 동일한 세그먼트가 여러번 전송되는 문제가 발생한다.
마찬가지로, 초기 전송된 세그먼트에 대해서 ARQ NACK이 발생되면 RLC 서브계층에 의해 50ms 후에 ARQ 재전송이 발생한다. 여기서, 이미 Application 계층의 TCP 재전송을 통해 상기 세그먼트(즉, ARQ NACK이 발생한 세그먼트)가 다시 제2 계층에서 초기 전송되었기 때문에 동일한 세그먼트가 여러번 전송된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 나타내는 흐름도로서, 도 2의 (a)는 이동 단말의 RLC 서브계층에서 수행되는 프로토콜 파라미터 변경 과정을 나타내고, 도 2의 (b)는 이동 단말의 MAC 서브 계층에서 수행되는 프로토콜 파라미터 변경 과정을 나타낸다.
먼저 도 2의 (a)를 참조하면, 이동 단말의 RLC 서브계층은 Application 계층으로부터 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제공받고(단계 201), 기지국의 RLC 서브계층에 프로토콜 파라미터 변경을 요청하기 위한 Control PDU를 설정한다(단계 203). 여기서, 이동 단말의 RLC 서브계층은 자체적으로 프로토콜 파라미터 변경이 필요한 경우에도 기지국의 RLC 서브계층에 프로토콜 파라미터 변경을 요청하기 위한 Control PDU를 설정할 수 있다.
이후, 이동 단말의 RLC 서브계층은 설정된 Control PDU를 기지국의 RLC 서브계층에 전송한다(단계 205).
또한, 도 2의 (b)를 참조하면, 이동 단말의 MAC 서브계층은 Application 계층으로부터 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제공받고(단계 202), 기지국의 MAC 서브계층에 프로토콜 파라미터 변경을 요청하기 위한 MAC CE(Control Element)를 설정한다(단계 204). 여기서, 이동 단말의 MAC 서브계층은 자체적으로 프로토콜 파라미터 변경이 필요한 경우에도 기지국의 MAC 서브계층에 프로토콜 파라미터 변경을 요청하기 위한 MAC CE를 설정할 수 있다.
이후, 이동 단말의 MAC 서브계층은 설정된 MAC CE를 기지국의 MAC 서브계층에 전송한다(단계 206).
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법을 나타내는 흐름도로서, 도 3의 (a)는 이동 단말의 RLC 서브계층에서 수행되는 프로토콜 파라미터 변경 과정을 나타내고, 도 3의 (b)는 이동 단말의 MAC 서브 계층에서 수행되는 프로토콜 파라미터 변경 과정을 나타낸다.
먼저 도 3의 (a)를 참조하면, 이동 단말의 RLC 서브계층은 Application 계층으로부터 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제공받고(단계 301), 이동 단말의 RRC 계층에게 프로토콜 파라미터 변경을 요청한다(단계 303). 여기서, 이동 단말의 RLC 서브계층은 자체적으로 프로토콜 파라미터 변경이 필요한 경우에도 상기 RRC 계층에게 프로토콜 파라미터 변경을 요청할 수 있다.
이후, 이동 단말의 RRC 계층은 기지국의 RRC 계층에게 상기 RLC 서브계층으로부터 요청된 프로토콜 파라미터 변경 요청 메시지를 전송한다(단계 305).
도 3의 (b)를 참조하면, 이동 단말의 MAC 서브계층은 Application 계층으로부터 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제공받고(단계 302), 이동 단말의 RRC 계층에게 프로토콜 파라미터 변경을 요청한다(단계 304). 여기서, 이동 단말의 MAC 서브계층은 자체적으로 프로토콜 파라미터 변경이 필요한 경우에도 상기 RRC 계층에게 프로토콜 파라미터 변경을 요청할 수 있다.
이후, 이동 단말의 RRC 계층은 기지국의 RRC 계층에게 상기 MAC 서브계층으로부터 요청된 프로토콜 파라미터 변경 요청 메시지를 전송한다(단계 306).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로토콜 파라미터 변경 과정에서 전송되는 RLC Control PDU의 구성을 나타내는 것이다.
도 4에서는 LTE(또는 LTE-Advanced) 규격과 하향 호환성(Backward-Compatible)유지하면서 RLC 프로토콜 파라미터 변경을 위한 Control PDU를 도시하였다.
도 4를 참조하면, Control PDU는 D/C 필드, CPT 필드, E 필드, TYPE 필드, 및 VALUE 필드를 포함할 수 있다.
D/C 필드는 Control PDU 여부를 나타내기 위한 것으로, 예를 들어, '0'으로 설정하는 경우 Control PDU 임을 나타낸다.
CPT 필드는 Control PDU Type을 나타내며, 예를 들어 '1'로 설정하는 경우 프로토콜 파라미터 제어 메시지임을 나타낸다.
E 필드는 변경이 필요한 프로토콜 파라미터 TYPE 필드와 VALUE 필드가 더 있음을 나타낸다.
TYPE 필드는 변경이 필요한 프로토콜 파라미터 타입을 나타내고, VALUE 필드는 프로토콜 파라미터 값을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로토콜 파라미터 변경 과정에서 전송되는 MAC CE의 구성을 나타낸다.
도 5를 참조하면, E 필드는 변경이 필요한 프로토콜 파라미터 TYPE 필드와 VALUE 필드가 더 있음을 나타낸다. TYPE 필드는 변경이 필요한 프로토콜 파라미터 타입을 나타낸다. VALUE 필드는 프로토콜 파라미터 값을 나타낸다. 여기서, MAC 페이로드(payload)의 해당 부분에 MAC CE가 포함되어 있음을 지시하는 정보는 MAC 서브헤더(subheader)의 LCID(Logical Channel ID) 필드에 포함시킨다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 이동 단말의 어플리케이션 계층이 프로토콜 파라미터 설정 정보를 제2 계층에 제공하는 단계;
    이동 단말의 상기 제2 계층이 상기 프로토콜 파라미터 설정 정보에 기초하여 파라미터 변경 요청을 위한 메시지를 설정하는 단계; 및
    상기 제2 계층이 상기 설정된 파라미터 변경 요청 메시지를 기지국의 제2 계층에 전송하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 프로토콜 파라미터 변경 방법.
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