KR20120128078A - 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법 Download PDF

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Abstract

이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법이 개시된다. PDU를 수신하고 수신한 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 추출한 SDU를 상위계층에 실시간으로 전달한다. 또는, 수신된 PDU(Protocol Data Unit)의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 순차적으로 PDU가 수신되지 않는 PDU 갭(gap)이 발생되었는가를 판단하고, PDU 갭이 발생된 경우 재정렬 타이머(t_Reordering)를 시작시킨 후, 재정렬 타이머가 만료되고 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하고, 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달한다. 따라서, HARQ 실패, HARQ 피드백 오류가 발생하는 경우 또는 핸드오버를 수행하는 경우, RLC의 ARQ 또는 PDCP의 PDU 재전송 시간 동안 데이터의 전달 지연 시간을 감소시킬 수 있고, 이를 통해 응용 계층의 RTT를 줄일 수 있고, 긍극적으로는 TCP 응용의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법{METHODS FOR DELIVERING DATA OF LAYER 2 IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LTE, LTE-Advanced, WiMAX 시스템을 포함하는 이동통신 시스템의 제2 계층 프로토콜에 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법에 관한 것이다.
LTE, LTE-Advanced 또는 WiMAX 시스템에서는 데이터의 재전송 기능을 제2 계층(Layer 2)에서 수행하는데, 에러가 발생한 데이터의 재전송은 MAC(Medium Access Control) 계층의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식에 의해 주로 수행되고, RLC(Radio Link Control) 프로토콜의 재전송 기능에 의해 보완된다.
RLC 프로토콜은 성공적으로 수신하지 못한 PDU(Protocol Data Unit)들에 관한 정보를 상태 보고(status report)라 불리는 형태로 송신단으로 제공하여 송신단으로부터 재전송된 데이터를 수신한 후, 수신한 데이터를 송신단에서 송신된 순서와 동일한 순서로 상위 계층에 전달하는 순차 전달(in-sequence delivery) 기능을 수행한다. 상기와 같은 기능의 수행을 위해 RLC는 각 PDU에 RLC 헤더를 추가하는데, RLC 헤더에는 다른 필드들과 함께 전송 또는 수신중인 PDU들을 추적하기 위한 시퀀스 넘버(SN: Sequence Number)가 포함된다.
구체적으로, LTE 시스템, LTE-Advanced 시스템 및 WiMAX 시스템을 포함하는 이동통신 시스템의 단말 및 기지국의 제2 계층 프로토콜에서, RLC는 AM(Acknowledged Mode) 모드로 동작하는 경우 HARQ 실패(failure) 또는 HARQ 피드백 오류(HARQ feedback NACK to ACK error)로 인한 PDU 갭(gap)이 발생하는 경우 재정렬 타이머(reordering timer)를 동작시키고, 상기 재정렬 타이머가 만료되는 경우 상태(status) PDU를 송신측에 전송하여 해당 PDU의 재전송을 요청하고, 재정렬 타이머를 다시 시작한다. 이후, RLC는 수신한 PDU를 처리할 때 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적이고 해당 재정렬 타이머가 해당 시퀀스 넘버에 해당하는 경우 재정렬 타이머를 중지하고 PDU의 시퀀스 넘버에 기초하여 SDU를 추출한 후 상위 계층에 전달한다. 또는, RLC는 수신한 PDU가 순차적이지 않은 경우에는 재정렬 타이머를 시작시키고 해당 시퀀스 넘버를 가지는 PDU가 수신될 때까지 대기한다.
상기한 바와 같이 PDU 갭이 복구되면, RLC는 각 PDU의 시퀀스 넘버의 순서에 따라 데이터를 상위 계층으로 전달하는 순차 전달 기능을 수행한다.
그러나, 데이터의 순차 전달은 상위 계층에서 재정렬의 부담을 감소시킬수는 있지만, PDU 갭이 채워질 때까지 상위 계층으로 데이터를 전달하지 못하기 때문에 데이터 전달 지연을 유발하게 되고, 이로 인해 응용 계층 데이터의 전달 지연을 유발하여 RTT(Round Trip Time)를 급증(spike)시키게 된다. 특히, TCP 응용의 처리율은 RTT에 반비례하기 때문에 상기한 바와 같이 RTT가 급증하는 경우 이에 반비례하여 처리율이 급격하게 저하되는 문제가 발생하게 된다.
상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 데이터 전달 지연을 감소시킬 수 있고, 이를 통해 TCP 응용의 성능을 향상시킬 수 있는 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 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 제2 계층의 데이터 전달 방법은, PDU(Protocol Data Unit)를 수신하는 단계와, PDU 갭(gap)의 발생 여부와 무관하게 수신한 상기 PDU로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계 및 추출한 상기 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 데이터 전달 방법은, 상기 수신한 상기 PDU로부터 SDU를 추출하는 단계 및 상기 추출한 상기 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 수행하는 동안, 수신한 PDU의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 PDU 갭이 발생하였는가를 판단하는 단계와, PDU 갭이 발생한 이후 수신한 PDU가 상기 발생한 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계 및 상기 PDU 갭이 발생한 이후 수신한 PDU가 상기 발생한 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우, 수신한 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법은, 수신된 PDU(Protocol Data Unit)의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 순차적으로 PDU가 수신되지 않는 PDU 갭(gap)이 발생되었는가를 판단하는 단계와, 상기 PDU 갭이 발생된 경우 재정렬 타이머(t_Reordering)를 시작시키는 단계와, 상기 재정렬 타이머가 만료되고 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계 및 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 데이터 전달 방법은 상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계 이후에 적어도 하나의 PDU가 수신되는 경우, 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계 및 상기 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법은, 적어도 하나의 수신된 PDU(Protocol Data Unit)의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 순차적으로 PDU가 수신되지 않는 PDU 갭(gap)이 발생되었는가를 판단하는 단계와, 상기 PDU 갭이 발생된 경우 미리 설정된 시간을 가지는 특정 타이머(t_X)를 시작시키는 단계와, 상기 특정 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계 및 상기 특정 타이머가 만료되고 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계 및 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 특정 타이머의 시간은 3GPP TS 36.331에 정의된 재정렬 타이머(t-Reordering)시간 보다 짧은 시간으로 설정될 수 있다.
상기 데이터 전달 방법은 상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계 이후에 적어도 하나의 PDU가 수신되는 경우, 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계 및 상기 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법은, 상기 수신 장치가 핸드오버가 발생하기 전에 수신된 적어도 하나의 PDU에 PDU 갭이 존재하는 경우에도 상기 수신된 적어도 하나의 PDU로부터 SDU를 추출하여 PDCP 상위 계층에 전달하는 단계와, 상기 수신 장치가 핸드오버를 수행하는 단계 및 상기 수신 장치가 핸드오버를 수행한 이후 상기 PDU 갭에 해당하는 수신한 적어도 하나의 PDU로부터 SDU를 추출한 후 상기 PDCP의 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법은, 기지국으로부터 수신한 제어 메시지에 기초하여 순차 전달(in-sequnce delivery) 또는 비순차 전달(out-of-sequence delivery) 중 데이터 전달을 수행할 방식을 설정하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법에 따르면, LTE, LTE-Advanced, WiMAX 시스템을 포함하는 이동통신 시스템의 단말과 기지국의 제2 계층에서 상위 계층으로 데이터를 전달하는 과정에서, PDU를 수신하고 수신한 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 추출한 SDU를 상위계층에 실시간으로 전달한다. 또는, PDU 갭이 발생하는 경우 재정렬 타이머 또는 재정렬 타이머보다 더 짧은 시간을 가지는 특정 타이머가 만료되면, 이미 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후, 추출된 SDU들을 상위 계층으로 전달하고, 정상적으로 수신하지 못한 PDU의 재전송을 요청하는 상태 PDU를 송신 장치에 전달하는 비순차 전달(out-of-sequence delivery)을 수행한다.
따라서, HARQ 실패(failure), HARQ 피드백 오류(HARQ feedback NACK to ACK error)가 발생하는 경우 또는 핸드오버를 수행하는 경우, RLC의 ARQ 또는 PDCP의 PDU 재전송 시간 동안 데이터의 전달 지연 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기한 바와 같은 데이터 전달 지연 시간의 감소를 통해 응용 계층의 RTT를 줄일 수 있고, 긍극적으로는 TCP 응용의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.
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.
본 발명의 실시예들에 따른 이동통신 시스템의 제2 계층의 데이터 전달 방법은 LTE, LTE-Advanced, WiMAX 및 WiBro를 포함하는 다양한 이동통신 시스템의 단말 및/또는 기지국의 제2 계층 프로토콜에 적용될 수 있다. 여기서, '단말'이라함은 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 장비(UE: User Equipment), 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 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 용어들로 지칭될 수 있다. 또한, ‘기지국’은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 전송 포인트(transmission point), 원격 무선 장치(RRH: Remote Radio Head) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도로서, 데이터를 수신한 수신 장치(단말 또는 기지국)에서 수행되는 데이터의 비순차 전달(out-of-sequence delivery) 방법을 나타낸다. 또한, 도 1에 도시한 제2 계층의 데이터 전달 방법은 수신 장치의 RLC 계층에서 수행될 수 있고, AM(Acknowledged Mode) 전송 모드에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 설명하면, 먼저 수신 장치는 PDU를 수신하여 수신 버퍼에 저장한다(단계 101). 여기서, 수신 장치는 정상적으로 수신된 PDU들에 대해서는 송신 장치로 수신 확인 메시지(acknowledge)를 전송 한다. 또한, 수신 장치는 미리 설정된 크기를 가지는 수신 윈도우(receiving window)를 이용하여 PDU의 수신을 관리할 수 있다.
수신 장치는 수신 버퍼에 저장된 PDU의 헤더에 포함된 시퀀스 넘버(SN)에 기초하여 PDU 갭(gap)이 발생하였는가를 판단한다(단계 103). 여기서, PDU 갭은 PDU들이 시퀀스 넘버에 따라 순차적으로 수신되다가 적어도 하나의 PDU가 시퀀스 넘버대로 수신되지 않는 경우를 지칭한다. 예를 들어, 시퀀스 넘버가 각각 n, n+1, n+2인 PDU들이 시퀀스 넘버에 따라 순차적으로 수신되다가 n+3 PDU 및 n+4 PDU가 수신되지 않고 n+5 PDU가 먼저 수신될 때, n+2 PDU와 n+5 PDU 사이에 PDU 갭이 발생되었다고 판단할 수 있다.
수신 장치는 PDU 갭이 발생한 것으로 판단되면, 재정렬 타이머(t_Reordering)를 시작한다(단계 105). 여기서, 상기 재정렬 타이머(t_Reordering)의 시간(또는 만기 시간)은 3GPP TS 36.331에 정의된 대로 설정될 수 있고, 예를 들어, 재정렬 타이머(t_Reordering)의 시간은 HARQ의 최대 전송 회수ㅧHARQ RTT(=8ms) 시간으로 설정 될 수 있다.
이후, 수신 장치는 PDU가 수신되었는가를 판단하고(단계 107), PDU가 수신되지 않은 것으로 판단되면, 재정렬 타이머(t_Reordering)가 만기(expire)되었는가를 판단한다(단계 109).
수신 장치는 재정렬 타이머(t_Reordering)가 만기된 경우, 현재까지 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후, 추출된 SDU를 상위 계층(즉, RLC의 상위계층)에 전달한다(단계 111). 여기서, 수신 장치는 두 번째 PDU 갭 이전의 시퀀스 넘버를 가지는 PDU만을 대상으로 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달할 수 있고, 첫 번째 PDU 갭에 포함된 시퀀스 넘버를 가지는 PDU들은 이후 정상적으로 수신된 후 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달한다.
또한, 수신 장치는 수신되지 않은 PDU의 재전송을 요청하는 상태 PDU(STATUS PDU)를 송신 장치에 전송하고, 재정렬 타이머(t_Reordering)를 재시작 한 후(단계 113), 단계 107로 진행한다. 여기서, 상태 PDU는 송신 장치의 피어(peer) RLC 엔티티(entity)에 전송될 수 있고, 상태 보고가 불필요하게 지연되고 재전송 지연에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지하기 위해 데이터 PDU들보다 더 높은 우선권을 가질 수 있다.
수신 장치는 단계 107에서 PDU가 수신된 것으로 판단되는 경우, 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적(in-sequence)인가를 판단하고(단계 115), 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적인 경우에는 현재 동작중인 재정렬 타이머(t_Reordering)가 해당 시퀀스 넘버(즉, PDU 갭에 포함되는 PDU의 시퀀스 넘버)에 해당하는 가를 판단한다(단계 117).
단계 117에서 판단결과, 현재 동작중인 재정렬 타이머(t_Reordering)가 해당 시퀀스 넘버에 해당하는 경우, 수신 장치는 현재 동작중인 재정렬 타이머(t_Reordering)를 중지시키고, 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후(단계 121), 추출된 SDU들을 상위 계층에 전달한다(단계 123).
이후, 수신 장치는 데이터의 수신이 종료되었는가를 판단하고(단계 125), 데이터 수신이 종료되지 않은 경우에는 상기한 과정을 반복한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법에서는 PDU 갭이 발생한 경우, 재정렬 타이머가 만료되면 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달한 후, 상태 PDU를 송신 장치에 전송하는 비순차 전달 방법을 사용함으로써, 재전송 시간 동안 데이터의 전달 지연이 발생하지 않도록 하여 결과적으로 응용계층의 RTT를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 1에 도시한 제2 계층의 데이터 전달 방법에서는 비순차 전달 방법이 수신 장치의 제2 계층에 위치하는 RLC에서 수행되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 제2 계층에서 데이터 재전송을 수행하는 모든 시스템에 적용할 수 있다.
예를 들어, 데이터의 비순차 전달(out-of-sequence delivery) 방법은 핸드오버가 수행될 때 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층에 의해 수행될 수도 있다. 즉, PDCP는 핸드오버 전에 수신한 PDU들에 PDU 갭이 존재하는 경우에도 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후 추출된 SDU들을 상위계층에 전달하고, 핸드오버 이후에 PDU 갭에 해당하는 적어도 하나의 PDU가 수신되면 상기 PDU 갭에 해당하는 적어도 하나의 PDU로부터 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 송신 장치와 수신 장치가 AM 전송모드로 동작하는 환경에서 수신 장치의 제2 계층 RLC에서 도 1에 도시한 바와 같이 수행되는 데이터의 비순차 전달 방법을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 송신 장치와 수신 장치가 각각 AM 전송 모드로 동작할 때, 송신 장치와 수신 장치 각각의 제2 계층에 위치하는 RLC 엔티티는 송신 및 수신기능을 모두 가진다. 그러나, 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 송신 장치의 RLC 엔티티가 송신 윈도우 기반으로 PDU를 전송하고, 수신 장치의 RLC 엔티티가 수신 윈도우 기반으로 수신된 PDU들에 대해 비순차 전달(out-of-sequence delivery)을 수행하는 것으로 예를 들어 도시하였다.
먼저, 시간 t0에서 송신 장치의 송신 버퍼에 시퀀스 넘버가 n+2 내지 n+7인 PDU가 송신되었다. 시퀀스 넘버 n 및 n+1 PDU는 시간 t0이전에 송신되어 수신 장치로부터 수신 확인(acknowledge)을 받았다. 따라서, 송신 장치의 송신 윈도우는 수신 장치로부터 아직 확인을 받지 못한 n+2 PDU 이후에 위치해 있다.
한편, 시간 t0에서 수신 장치는 송신 장치에서 전송한 시퀀스 넘버 n+2 PDU를 수신하고, 수신 윈도우가 그 다음 수신할 것으로 예상되는 n+3 PDU의 위치로 이동한 후 n+3 PDU를 수신하지 못한 상태에서 n+4 내지 n+7 PDU를 수신하였다. 즉, n+3 PDU를 수신하지 못하여 PDU 갭이 발생하였다. 상기한 바와 같이 PDU 갭이 발생하는 경우 수신하지 못하는 PDU를 무한정 기다리는 것은 큐(queue)를 정체시킬 수 있기 때문에 수신 장치는 수신되지 않은 PDU에 대해 재정렬 타이머(t_Reordering)를 시작한다.
이후, 시간 t1인 순간 재정렬 타이머가 만료되고 시퀀스 넘버 n+3 PDU가 수신되지 않았다. 이 때, 수신 장치는 이미 수신된 시퀀스 넘버 n+2 및 n+4 내지 n+7 PDU로부터 SDU를 추출한 후 추출한 SDU들을 상위 계층에 전달하고, 송신 장치에 n+3 PDU의 재전송을 요청하는 상태 PDU(STATUS PDU)를 전송한다.
시간 t2에서 상태 PDU를 수신한 송신 장치는 시퀀스 넘버 n+2 및 n+4 내지 n+7 PDU 들이 정확하게 수신되었다는 것을 확인하게 되고, 시퀀스 넘버 n+3 PDU를 재전송한다.
이후, 송신 장치는 재전송한 시퀀스 넘버 n+3 PDU에 대한 수신 확인 메시지를 수신하면, 송신 버퍼에서 이미 수신이 확인된 n+4 내지 n+7 PDU 이후로 송신 윈도우를 이동 시킨 후, 이동한 송신 윈도우에 포함된 PDU들부터 송신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도로서, PDU 갭이 발생한 경우 도 1에 도시한 재정렬 타이머(t_Reordering)가 만료되기 전에 이미 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달하는 비순차 전달 방법을 예를 들어 도시하였다.
도 3을 참조하면, 먼저 수신 장치는 PDU를 수신하여 수신 버퍼에 저장한다(단계 301). 여기서, 수신 장치는 정상적으로 수신된 PDU들에 대해서는 송신 장치로 수신 확인 메시지를 전송 하며, 미리 설정된 크기를 가지는 수신 윈도우를 이용하여 PDU의 수신을 관리할 수 있다.
수신 장치는 수신 버퍼에 저장된 PDU의 헤더에 포함된 시퀀스 넘버(SN)에 기초하여 PDU 갭이 발생하였는가를 판단하고(단계 303), PDU 갭이 발생한 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 시간을 가지는 특정 타이머(t_X)를 시작시킨다(단계 305). 여기서, 상기 특정 타이머(t_X)의 시간은 도 1 및 도 2에 도시한 본 발명의 일 실시예에 적용되는 재설정 타이머(t_Reordering)의 시간보다 짧은 시간을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 타이머(t_X)의 시간은 재설정 타이머의 시간의 절반으로 설정될 수도 있고, 재설정 타이머(t_Reordering)의 시간 범위 내에서 절반보다 더 짧게 또는 더 길게 설정될 수도 있다.
이후, 수신 장치는 PDU가 수신되었는가를 판단하고(단계 307), PDU가 수신되지 않은 것으로 판단되면, 상기 특정 타이머(t_X)가 만기(expire)되었는가를 판단하고(단계 309), 상기 특정 타이머(t_X)가 만기된 경우에는 현재까지 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후, 추출된 SDU를 상위 계층에 전달한다(단계 311). 여기서, 수신 장치는 두 번째 PDU 갭 이전의 시퀀스 넘버를 가지는 PDU만을 대상으로 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달할 수 있고, 첫 번째 PDU 갭에 포함된 시퀀스 넘버를 가지는 PDU들은 이후 정상적으로 수신된 후 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달한다.
수신 장치는 단계 307에서 PDU가 수신된 것으로 판단되는 경우, 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적(in-sequence)인가를 판단하고(단계 313), 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적인 경우에는 현재 동작중인 특정 타이머(t_X)가 해당 시퀀스 넘버(즉, PDU 갭에 포함되는 PDU의 시퀀스 넘버)에 해당하는 가를 판단한다(단계 315).
단계 315에서 판단결과, 현재 동작중인 특정 타이머(t_X)가 해당 시퀀스 넘버에 해당하는 경우, 수신 장치는 현재 동작중인 특정 타이머(t_X)를 중지시키고, 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후(단계 319), 추출된 SDU들을 상위 계층에 전달한다(단계 321).
이후, 수신 장치는 데이터의 수신이 종료되었는가를 판단하고(단계 323), 데이터 수신이 종료되지 않은 경우에는 상기한 과정을 반복한다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법에서는 PDU 갭이 발생한 경우, 재정렬 타이머(t_Reordering)가 만료되기 이전에 미리 설정된 특정 타이머(t_X)가 만료되면 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달한 후, 상태 PDU를 송신 장치에 전송하는 비순차 전달 방법을 사용함으로써, RTT 급증(spike) 상태를 완전히 방지할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이 미리 설정된 임의의 시간(즉, t_X 만료시간)에 기초하여 비순차 전달을 수행할 경우 상위 계층에서 재정렬의 부담이 커질 수 있으나, 고속 유선 네트워크에서와 같이 TCP-DOOR(TCP-Detection of Out-of-Order and Response), RR-TCP(Reordering Robust-TCP) 등을 적용하여 TCP 데이터의 재정렬시 Three-Duplicate ACK에 의한 고속 재전송(Fast Retransmit) 알고리즘을 보완함으로써 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법은 AM 또는 UM(Unacknowledged Mode) 전송 모드에 적용될 수 있다.
또한, 단말과 기지국의 무선 베어러(Radio Bearer)에서 종래의 순차 전달 방법을 수행할지 또는 본 발명의 실시예들에 따른 비순차 전달 방법을 수행할지의 여부는 RRC(Radio Resource Control)의 설정에 따라 결정될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 미리 설정된 임의의 시간(즉, t_X 만료시간)에 기초하여 비순차 전달을 수행할 경우 상위 계층에서 재정렬의 부담이 커질 수 있으나, 고속 유선 네트워크에서와 같이 TCP-DOOR(TCP-Detection of Out-of-Order and Response), RR-TCP(Reordering Robust-TCP) 등을 적용하여 TCP 데이터의 재정렬시 Three-Duplicate ACK에 의한 고속 재전송(Fast Retransmit) 알고리즘을 보완함으로써 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법을 나타내는 흐름도로서, 시간 또는 PDU 갭의 발생 여부에 상관없이 수신한 PDU로부터 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달하는 비순차 전달 방법을 예를 들어 도시하였다.
도 4를 참조하면, 먼저 수신 장치는 PDU를 수신 한다(단계 401). 이후, 수신 장치는 수신된 PDU들로부터 SDU를 추출한 후(단계 403), 추출된 SDU들을 상위 계층에 전달한다(단계 405). 여기서, 수신 장치는 PDU 갭의 발생 여부와 관계 없이 수신한 PDU들에 대해 SDU를 추출한 후, 추출된 SDU를 상위 계층에 실시간으로 전달한다.
이후, 수신 장치는 단계 401로 되돌아가서 이후의 과정을 수행함으로써, PDU를 수신하고, 수신된 PDU로부터 SDU를 추출하여 상위 계층으로 전달하는 과정을 반복적으로 수행한다.
또한, 수신 장치는 수신한 PDU로부터 SDU를 추출하여 상위계층에 전달하는 과정을 수행하는 것과 동시에, 수신한 PDU의 헤더에 포함된 시퀀스 넘버(SN)에 기초하여 PDU 갭이 발생하였는가를 판단하고(단계 411), PDU 갭이 발생하면 재정렬 타이머를 시작한다(단계 413). 여기서, 재정렬 타이머의 시간은 3GPP TS 36.331에 정의된 바와 같이 설정될 수 있다.
수신 장치는 재정렬 타이머가 시작된 이후에 PDU가 수신되었는가를 판단하고(단계 415), PDU가 수신되지 않은 것으로 판단되면, 재정렬 타이머가 만기(expire)되었는가를 판단한다(단계 417).
수신 장치는 재정렬 타이머가 만기된 경우, PDU 갭에 포함된 수신되지 않은 PDU의 재전송을 요청하는 상태 PDU(STATUS PDU)를 송신 장치에 전송하고(단계 419), 재정렬 타이머를 재시작 한 후(단계 421), 단계 415로 진행한다.
또는, 수신 장치는 단계 415에서 PDU가 수신된 것으로 판단되면, 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적(in-sequence)인가를 판단하고(단계 423), 수신된 PDU의 시퀀스 넘버가 순차적인 경우에는 현재 동작중인 재정렬 타이머가 해당 시퀀스 넘버(즉, PDU 갭에 포함되는 PDU의 시퀀스 넘버)에 해당하는가를 판단한다(단계 425).
단계 425에서 판단결과, 현재 동작중인 재정렬 타이머가 해당 시퀀스 넘버에 해당하는 경우, 수신 장치는 현재 동작중인 재정렬 타이머를 중지시키고(단계 427), 수신된 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 추출된 SDU들을 상위 계층에 전달한다(단계 429).
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 계층의 데이터 전달 방법에서는 특정 시간 및 PDU 갭의 발생 여부와 관계 없이 수신한 PDU들에 대해 SDU를 추출하여 상위 계층에 전달하는 비순차 전달을 수행하고, 상위 계층에서는 제2 계층으로부터 수신한 SDU에 대한 재정렬을 수행한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 비순차 전달(out-of-sequence delivery) 방법은 기지국의 제어 메시지에 따라 수신 장치(예들 들면, 사용자 단말)의 무선 링크 계층에서 선택적으로 수행될 수 있다. 즉, 사용자 단말의 무선 링크 계층은 기지국에서 전송한 제어 메시지에 따라 순차 전달(in-sequence delivery)을 수행할 것인가 또는 비순차 전달(out-of-sequence delivery)을 수행할 것인가를 설정할 수 있다.
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 (9)

  1. 이동 통신 시스템의 수신 장치에서 수행되는 데이터 전달 방법에 있어서,
    PDU(Protocol Data Unit)를 수신하는 단계;
    PDU 갭(gap)의 발생 여부와 무관하게 수신한 상기 PDU로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계; 및
    추출한 상기 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함하는 데이터 전달 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 전달 방법은, 상기 수신한 상기 PDU로부터 SDU를 추출하는 단계 및 상기 추출한 상기 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 수행하는 동안,
    수신한 PDU의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 PDU 갭이 발생하였는가를 판단하는 단계;
    PDU 갭이 발생한 이후 수신한 PDU가 상기 발생한 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계; 및
    상기 PDU 갭이 발생한 이후 수신한 PDU가 상기 발생한 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우, 수신한 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전달 방법.
  3. 이동 통신 시스템의 수신 장치에서 수행되는 데이터 전달 방법에 있어서,
    수신된 PDU(Protocol Data Unit)의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 순차적으로 PDU가 수신되지 않는 PDU 갭(gap)이 발생되었는가를 판단하는 단계;
    상기 PDU 갭이 발생된 경우 재정렬 타이머(t_Reordering)를 시작시키는 단계;
    상기 재정렬 타이머가 만료되고 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계; 및
    추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함하는 데이터 전달 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 데이터 전달 방법은
    상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계 이후에 적어도 하나의 PDU가 수신되는 경우,
    수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계; 및
    상기 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전달 방법.
  5. 이동 통신 시스템의 수신 장치에서 수행되는 데이터 전달 방법에 있어서,
    적어도 하나의 수신된 PDU(Protocol Data Unit)의 시퀀스 넘버(sequence number)에 기초하여 순차적으로 PDU가 수신되지 않는 PDU 갭(gap)이 발생되었는가를 판단하는 단계;
    상기 PDU 갭이 발생된 경우 미리 설정된 시간을 가지는 특정 타이머(t_X)를 시작시키는 단계;
    상기 특정 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계; 및
    상기 특정 타이머가 만료되고 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 경우, 이미 수신된 적어도 하나의 PDU들로부터 SDU(Service Data Unit)를 추출하는 단계; 및
    추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC(Radio Link Control) 상위 계층에 전달하는 단계를 포함하는 데이터 전달 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특정 타이머의 시간은 3GPP TS 36.331에 정의된 재정렬 타이머(t-Reordering)시간 보다 짧은 시간인 것을 특징으로 하는 데이터 전달 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 데이터 전달 방법은
    상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 RLC 상위 계층에 전달하는 단계 이후에 적어도 하나의 PDU가 수신되는 경우,
    수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인가를 판단하는 단계; 및
    상기 수신된 적어도 하나의 PDU가 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU인 경우 상기 PDU 갭에 해당하는 PDU로부터 SDU를 추출한 후, 상기 RLC 상위 계층에 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전달 방법.
  8. 이동 통신 시스템의 수신 장치에서 수행되는 데이터 전달 방법에 있어서,
    상기 수신 장치가 핸드오버가 발생하기 전에 수신된 적어도 하나의 PDU에 PDU 갭이 존재하는 경우에도 상기 수신된 적어도 하나의 PDU로부터 SDU를 추출하여 PDCP 상위 계층에 전달하는 단계;
    상기 수신 장치가 핸드오버를 수행하는 단계; 및
    상기 수신 장치가 핸드오버를 수행한 이후 상기 PDU 갭에 해당하는 수신한 적어도 하나의 PDU로부터 SDU를 추출한 후 상기 PDCP의 상위 계층에 전달하는 단계를 포함하는 데이터 전달 방법.
  9. 수신 장치의 제2 계층에서 수행되는 데이터 전달 방법에 있어서,
    기지국으로부터 제어 메시지를 수신하는 단계; 및
    수신한 제어 메시지에 기초하여 순차 전달(in-sequnce delivery) 및 비순차 전달(out-of-sequence delivery) 중 데이터 전달을 수행할 방식을 설정하는 단계를 포함하는 데이터 전달 방법.
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