KR20180038068A - 이동 통신 시스템 및 그 이동 통신 시스템에서 패킷 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단말기가 다수의 기지국들로부터 다수의 캐리어를 이용하여 데이터를 전송 받는 이동통신 시스템에서 효율적인 데이터 전송을 위한 프로토콜 구조와 그 구조에 적합한 패킷 분할 방법 및 넥 정보 전달 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 인터-기지국 캐리어 집적을 지원하는 이동통신 시스템에 적합한 프로토콜 구조를 제안하고 그 구조에 적합한 패킷 분할 방법 및 효율적인 넥 정보 전달을 위한 단말기 및 기지국 동작에 관한 것이다.

Description

이동 통신 시스템 및 그 이동 통신 시스템에서 패킷 제어 방법{MOBILE SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING PACKET THEREOF}
본 발명은 단말기가 다수의 기지국들로부터 다수의 캐리어를 이용하여 데이터를 전송 받는 이동통신 시스템에서 효율적인 데이터 전송을 위한 프로토콜 구조와 그 구조에 적합한 패킷 분할 방법 및 NACK 정보 전달 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 inter-eNB carrier aggregation을 지원하는 이동통신 시스템에 적합한 프로토콜 구조를 제안하고 그 구조에 적합한 패킷 분할 방법 및 효율적인 NACK 정보 전달을 위한 단말기 및 기지국 동작에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다. 근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP에서 LTE-A(Long Term Evolution - Advanced)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE-A는 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 이상의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다.
LTE-A 표준이 진화함에 따라, 한 단말기가 여러 개의 순방향 또는 역방향 채널을 통해 패킷을 송,수신하여 패킷 전송 속도를 극대화시키는 방안이 논의 중이다. 이러한 기술은 단말기당 최대 전송률을 극대화 시킬 수 있는 이점이 있으며, 이를 Carrier Aggregation(CA)이라고 부른다. 단말기는 하나의 기지국으로부터 여러 개의 채널을 할당 받아 서비스를 받을 수도 있으며, 다른 위치에 있는 기지국들로부터 서비스를 받을 수도 있다. CA와 관련된 기지국의 수가 둘 이상인 경우를 inter-eNB CA라고 한다.
그러나 inter eNB CA에서 전송되는 노드의 위치가 한 곳이 아닐 경우, 각 노드들이 겪는 채널 상태는 다를 수 있다. 따라서 각 eNB의 채널 상태에 따라 단말기에 전송하는 패킷을 관리하는 방법에 대한 필요성이 대두되었다. 또한 Inter-eNB CA는 NACK 정보 전달 방법에도 영향을 끼칠 수 있다. 다시 말해 두 eNB로부터 패킷이 전송되는 경우, 수신 지연 현상이 더 자주, 더 길게 일어날 수 있다. 따라서 inter eNB CA에서 적용되는 NACK 정보를 전달하는 방법에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 바와 같이 inter-eNB CA 지원을 위한 프로토콜 구조를 제안하고, 그 구조에 적합한 패킷 분할 및 NACK 전달 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법은 이동성 관리 엔티티(MME; Mobility Management Entity)가 제1 기지국으로 패킷을 전송하는 과정과, 상기 제1 기지국은 상기 이동성 관리 엔티티로부터 수신된 패킷 중 일부 패킷은 단말기로, 나머지 패킷은 제2 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 제2 기지국은 상기 수신된 패킷을 설정된 크기인 세그먼트(segment)로 분할하고, 상기 분할된 패킷에 분할 엠에이씨 제어 요소(seg MAC CE;segment Media Access Control Control-Element)를 추가하여 상기 단말기로 전송하는 과정과, 상기 단말기는 상기 제1 기지국 및 제2 기지국으로부터 수신된 패킷에 대한 넥(NACK;Non-Acknowledge) 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 단말기로 전송하는 과정은 상기 분할 엠에이씨 제어 요소를 나타내는 분할 엠에이씨 제어 요소 서브 헤더를 엠에이씨 서브 헤더에 추가하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 분할 엠에이씨 제어 요소는 시퀀스 넘버(sequence number), 첫번째 세그먼트 지시자(first segment indicator), 마지막 세그먼트 지시자(last segment indicator)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 분할 엠에이씨 제어 요소를 추가하는 과정은 상기 분할된 패킷의 세그먼트가 첫번째 세그먼트인지 판단하여, 첫번째 세그먼트이면, 상기 첫번째 세그먼트 지시자를 1로 설정하는 과정과, 상기 분할된 패킷의 세그먼트가 마지막 세그먼트인지 판단하여, 마지막 세그먼트이면, 상기 마지막 세그먼트 지시자를 1로 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 넥 정보를 전송하는 과정은 상기 수신된 패킷을 이용하여 수신 상태 유효값 및 수신 상태 최고 유효값을 갱신하는 과정과, 상기 갱신된 수신 상태 유효값과 상기 수신 상태 최고 유효값에 따라 상기 넥 정보를 전송하기 위한 타이머의 동작을 제어하는 과정과, 상기 타이머 동작의 제어에 따라 상기 넥 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 타이머의 동작을 제어하는 과정은 상기 갱신된 수신 상태 유효값 및 상기 수신 상태 최고 유효값이 동일하지 않으면, 구동 중인 타이머를 중지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 타이머의 동작을 제어하는 과정은 상기 갱신된 수신 상태 유효값과 상기 수신 상태 최고 유효값이 동일하면, 상기 타이머가 구동 중인지 판단하는 과정과, 상기 타이머가 구동되지 않으면, 상기 갱신된 수신 상태 유효값에 따라 상기 타이머를 동작시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법에 있어서 상기 넥 정보를 전송하는 과정은 상기 수신된 패킷을 이용하여 상기 넥 정보를 포함하는 상태 패킷 데이터 유닛(STATUS PDU(Packet data Unit))을 생성하고, 상기 생성된 상태 패킷 데이터 유닛과 이전에 생성된 상태 패킷 데이터 유닛을 비교하는 과정과, 상기 생성된 상태 패킷 데이터 유닛과 이전에 생성된 상태 패킷 데이터 유닛이 동일하면, 상기 생성된 상태 패킷 데이터 유닛을 삭제하는 과정을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이동 통신 시스템의 패킷 제어 방법은 상기 생성된 상태 패킷 데이터 유닛과 이전에 생성된 상태 패킷 데이터 유닛이 동일하지 않으면, 상기 생성된 상태 패킷 데이터 유닛을 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템은 패킷을 전송하는 이동성 관리 엔티티(MME; Mobility Management Entity)와, 상기 이동성 관리 엔티티로부터 수신된 패킷을 제2 기지국 및 단말기로 전송하는 제1 기지국과, 상기 수신된 패킷을 전송 가능한 크기인 세그먼트로 분할하고, 상기 분할된 패킷에 분할 엠에이씨 제어 요소(seg MAC CE;segment Media Access Control Control-Element)를 추가하고, 상기 분할된 패킷을 상기 단말기로 전송하는 제2 기지국과, 상기 제1 기지국 및 제2 기지국으로부터 수신된 패킷에 대한 넥(NACK;Non-Acknowledge) 정보를 전송하는 단말기로 구성된다.
그리고 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템에서 상기 분할 엠에이씨 제어 요소는 시퀀스 넘버(sequence number), 첫번째 세그먼트 지시자(first segment indicator), 마지막 세그먼트 지시자(last segment indicator)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템에서 상기 제2 기지국은 상기 분할된 패킷의 세그먼트가 첫번째 세그먼트인지 판단하여, 첫번째 세그먼트이면, 상기 첫번째 세그먼트 지시자를 1로 설정하고, 상기 분할된 패킷의 세그먼트가 마지막 세그먼트인지 판단하여, 마지막 세그먼트이면, 상기 마지막 세그먼트 지시자를 1로 설정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템에서 상기 단말기는 상기 제2 기지국으로부터 분할된 패킷이 수신되면, 상기 분할된 패킷에 포함된 분할 엠에이씨 제어 요소를 확인하여 수신 상태 유효값 및 수신 상태 최고 유효값을 갱신하고, 상기 갱신된 수신 상태 유효값과 상기 수신 상태 최고 유효값이 동일한지 판단하여, 상기 넥 정보를 전송하기 위한 타이머의 동작을 제어하고, 상기 타이머 동작의 제어에 따라 상기 넥 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
다음으로 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템에서 상기 단말기는 상기 갱신된 수신 상태 유효값 및 상기 수신 상태 최고 유효값이 동일하지 않으면, 구동 중인 타이머를 중지하는 것을 특징으로 한다.
그리고 또한 본 발명의 패킷 관리 이동 통신 시스템에서 상기 단말기는 상기 갱신된 수신 상태 유효값과 상기 수신 상태 최고 유효값이 동일하면, 상기 타이머가 구동 중인지 판단하여, 상기 타이머가 구동되지 않으면, 상기 갱신된 수신 상태 유효값에 따라 상기 타이머를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 한 기지국이 다른 기지국에게 데이터를 보내줄 수 있으며 각 기지국별로 채널 상태에 따라 패킷을 분할할 수 있다. 또한, 다수의 기지국들로부터 데이터를 수신함으로써, 발생할 수 있는 빈번한 NACK 정보 전달을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 inter-eNB CA의 데이터 전송 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 eNB의 프로토콜 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 LTE 프로토콜 구조에서의 패킷 분할 및 결합을 도시한 도면.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 inter-eNB CA 지원을 위한 프로토콜 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RLC 계층의 패킷 분할 동작도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 Target eNB의 하위 MAC 계층에서 MAC PDU의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 Target eNB의 하위 MAC 계층에서 MAC PDU의 구성을 위한 기지국 동작 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RLC PDU의 재결합을 위한 단말기 동작 흐름도.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 MAC PDU의 구성을 위한 기지국 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 RLC PDU의 재결합을 위한 단말기 블록도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말기 동작 흐름도.
도 12은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말기의 동작 흐름도.
도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 inter-eNB CA 지원을 위한 분리된 프로토콜 구조를 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 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 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서는 단말기가 다수의 기지국들로부터 다수의 캐리어를 이용하여 데이터를 전송 받는 이동통신 시스템에서 효율적인 데이터 전송을 위한 프로토콜 구조를 제안한다.
도 1은 본 발명에 따른 inter-eNB CA의 데이터 전송 개념도이다.
도 1을 참조하면, 이동성 관리 엔티티(105)는 Mobility Management Entity(MME)로 기지국을 제어하는 역할을 하며, 제1 기지국인 소스 기지국(Source eNB)(115)와 제2 기지국인 타겟 기지국(Target eNB)(120)을 제어한다.
서빙 게이트웨이(110)은 serving gateway(S-GW)로 패킷을 기지국에게 전달하는 역할을 한다. S-GW(110)는 직접 source eNB(115)와 target eNB(120)로 패킷을 나누어 제공하기 어려우므로, source eNB(115)에게만 패킷을 보낸다. 그러면 Source eNB(115)는 각 target eNB별로 전송할 패킷을 분류한다.
다음으로 Source eNB(115)는 전달받은 패킷 중 일부를 target eNB(120)에게 전달하고, 나머지를 단말기(UE)(125)에게 전송한다. 그리고 Target eNB(120)도 source eNB(115)로부터 받은 패킷을 단말기(125)에게 전송한다.
각 eNB에서 패킷을 전송하기 위한 프로토콜 구조에 대하여 도 2를 참조로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 eNB의 프로토콜 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템에서 eNB는 패킷 데이터 집합 프로토콜(205)(PDCP;Packet Data Convergence Protocol), 무선 링크 제어(210)(RLC;Radio Link Control), 미디어 접근 제어(215)(MAC;Media Access Control), 물리(220)(PHY;Physical) 계층들로 이루어진다.
MAC 계층(215)은 채널 상태를 고려하여 RLC 계층(210)에게 MAC 계층(215)에게 보내지는 패킷의 크기를 알려준다. RLC 계층(210)은 MAC 계층(215)에서 알려준 패킷의 크기에 따라 PDCP 계층(205)으로부터 건네 받은 패킷을 분할하거나, 결합한 후 MAC 계층(215)으로 보낸다. MAC 계층(215)은 RLC 계층(210)으로부터 받은 단일 또는 다수의 패킷들을 결합하고, MAC 서브 헤더를 추가하여 PHY 계층(220)으로 보낸다. PHY 계층(220)은 무선 채널(225)을 통해 패킷을 전송한다.
도 3은 본 발명에 따른 LTE 프로토콜 구조에서의 패킷 분할 및 결합을 도시한 도면이다.
PDCP SDU(305)(Packet Data Convergence Protocol Service Data Unit)은 S-GW(110) 또는 MME(105)로부터 받은 IP packet 또는 RRC(Radio Resource Control) 메시지이다. PDCP 계층은 헤더 압축(310), 암호화(315), PDCP 헤더 추가(320) 과정을 거쳐 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 만든다. 그리고 PDCP PDU는 RLC 계층으로 보내진다.
PDCP PDU는 RLC SDU(325)와 동일하며, MAC 계층으로부터 알려준 패킷 크기에 따라, RLC SDU을 분할 및 결합하여(330), RLC PDU로 만들어진다(335). 그리고 만들어진 RLC PDU는 MAC 계층으로 보내진다. RLC PDU는 MAC SDU와 동일하며, MAC 헤더, MAC 제어 요소(Control Element), RLC SDU와 결합되어(340), MAC PDU(350)로 생성된다. 이때 MAC 헤더는 MAC 제어 요소와 RLC SDU을 표시하기 위한 서브 헤더(345)들로 구성되어 있다.
Inter eNB CA에서와 같이 패킷이 전송되는 eNB의 위치가 한 곳이 아닐 경우, 각 eNB가 겪는 채널 상태가 다를 수 있다. 따라서 각 eNB 별로 RLC 계층(210)과 MAC 계층(215)을 개별적으로 구성할지 또는 MAC 계층(215)만을 구성할지에 따라 패킷의 분할, 결합 방법이 달라져야 한다. 본 발명에서 MAC 계층(215)이 적어도 두 개로 구분되며, RLC 계층(210)에서 수행되는 패킷 분할 기능이 MAC 계층(215)에서 수행된다. 이에 따라 패킷 전송의 시간 지연 및 복잡도 증가와 같은 문제점이 해결될 수 있다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 inter-eNB CA 지원을 위한 프로토콜 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, Source eNB(405)는 S-GW와 연결되어, 단말기(450)로 보내질 패킷을 받는 기지국이다. 그리고 Target eNB(410)는 source eNB(405)로부터 일정 량의 패킷을 할당받아 단말기에게 이를 전송하는 기지국이다.
Source eNB(405)는 PDCP 계층(415), RLC 계층(420), 상위 MAC 계층(425), 하위 MAC계층(430), PHY 계층(435)으로 구성된다. 그리고 inter-eNB CA(Carrier Aggregation)를 지원하기 위해 각 계층별 역할이 부여된다. Target eNB(410)는 inter-eNB CA을 위해 하위 MAC 계층(440)과 PHY 계층(445)만을 제공한다. 따라서, legacy 단말기와 inter-eNB CA 지원 단말기(450)는 각기 상이한 프로토콜 구조가 적용된다.
MAC 계층(425, 430)은 채널 상태 등을 고려하여 MAC PDU를 구성하기에 적합하도록, RLC 계층(420)에게 MAC 계층(425, 430)에게 보내지는 패킷의 크기를 요청한다. RLC 계층(420)은 알려준 패킷의 크기에 따라 PDCP 계층(415)으로부터 건네 받은 패킷을 분할하거나, 결합한 후 MAC 계층(425, 430)으로 보낸다.
inter eNB CA에서와 같이 전송되는 노드의 위치가 한 곳이 아닐 경우, 각 노드들이 겪는 채널 상태는 각각 다를 수 있다. 그래서 RLC 계층(420)이 다수의 MAC계층(425, 430)으로부터 패킷의 크기 정보를 받는 과정에 대한 복잡도가 크게 증가될 수 있다. 또한 Target eNB(410)로부터 요청과 이에 대한 패킷 크기의 적용이 시간 지연으로 적합하지 않게 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제시한 바와 같이 MAC계층을 상위 MAC계층(425)과 하위 MAC 계층(430)으로 구분함에 따라 Target eNB(410)에서의 패킷 분할 기능이 Target eNB(410)의 하위 MAC 계층(440)에서 수행되도록 RLC 계층(420)의 역할이 일부 이전되어 시간 지연 및 복잡도 증가와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RLC 계층의 패킷 분할 동작도이다.
도 5를 참조하면, Source eNB의 RLC 계층은 PDCP 계층으로부터 PDCP PDU(505)들을 전송 받는다. Source eNB의 상위 MAC 계층은 Source eNB의 채널 상태를 고려하여 Source eNB에서 전송할 패킷들의 크기를 RLC 계층에게 알려준다. 그리고 상위 MAC 계층은 Target eNB로 보내질 패킷의 크기를 임의로 또는 미리 설정된 크기로 RLC 계층에 요청한다.
그러면 도 5에서와 같이 Source eNB로 전송될 RLC PDU(510, 530)는 Source eNB의 채널 상태를 고려하여 다양한 크기가 될 수 있다. 이에 반해, Target eNB에서 단말기로 전송될 패킷(515, 520, 525, 535, 540)들은 미리 정해진 크기로 분할, 결합되어 Target eNB의 하위 MAC 계층으로 보내진다. 또한 Source eNB의 하위 MAC 계층은 MAC PDU를 작성하여 PHY 계층으로 전달한다.
Source eNB로부터 전달된 패킷은 MAC PDU 구성에 적합하도록 Target eNB의 하위 MAC 계층로부터 요청받은 크기가 아니다. 따라서 target eNB의 하위 MAC 계층에서는 MAC PDU를 효율적으로 구성하는 방법이 필요하다. 또한, 각기 다른 위치의 기지국들로부터 데이터가 전송되기 때문에, 패킷이 순서에 맞지 않고 어느 정도의 시간 지연을 가지고 도착할 것이다. 그래서 빈번하게 넥(NACK) 정보 전송이 일어날 수 있다. 따라서 종래의 LTE 시스템에서 NACK 정보 전송 방법을 보완할 필요가 있다. 실시 예 1에서는 MAC PDU 구성 방법을, 실시 예 2에서는 NACK 정보 전송 방법을 제안한다.
＜실시 예 1＞
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 Target eNB의 하위 MAC 계층에서 MAC PDU의 구성도이다.
도 6을 참조하면, Source eNB로부터 전달된 RLC PDU(605)들은 Target eNB의 하위 MAC 계층로부터 요청된 크기를 가지고 있지 않다. 그래서 주어진 MAC PDU(610)에 RLC PDU(605)들을 정확히 채울 수 없게 된다. 그리고 과도한 Padding을 막기 위해서 RLC PDU(605)가 분할되어 전송된다. 이 때, 단말기의 MAC 계층은 RLC PDU을 복원하기 위해, 이러한 분할 과정을 알고 있어야 하며, 분할된 RLC PDU를 재결합할 수 있어야 한다.
RLC PDU 재결합을 위해 분할된 RLC PDU(605) 앞에 분할 MAC 제어 요소(seg MAC CE; segment Media Access Control Control-Element)(625)가 추가된다. seg MAC CE(625)는 시퀀스 넘버(SN;Sequence Number)(630), 첫번째 세그먼트 지시자(first segment indicator)(635), 마지막 세그먼트 지시자(last segment indicator)(640)로 구성된다. SN(630)는 한 RLC PDU의 segment 수에 비례하여 증가한다. 그리고 Segment가 한 RLC PDU의 첫번째 세그먼트인 경우, 첫번째 세그먼트 지시자는 1값을 갖고 그렇지 않으면 0값을 갖는다. 그리고 세그먼트가 한 RLC PDU의 마지막 세그먼트인 경우 마지막 세그먼트 지시자 는 1값을 갖고 그렇지 않으면 0값을 갖는다.
또한 분할 MAC 제어 요소(seg MAC CE)(625)의 존재를 표시하기 위해, MAC 서브 헤더(610)에 seg MAC CE 서브 헤더(615)가 추가된다. 단말기는 seg MAC CE 서브 헤더(615)를 통해, 해당 MAC PDU에 몇 개의 RLC PDU segment가 존재하는지 알 수 있다. 그리고 단말기는 SN(630), 첫번째 세그먼트 지시자(635), 마지막 세그먼트 지시자(640)를 이용하여, 수신된 MAC PDU들을 RLC PDU(605)로 복원할 수 있다.
RKC PDU분할/복원을 위해서는 일련 번호 및 기타 정보들이 모든 패킷에 부가된다. 예컨대 모든 RLC PDU(605)에는 수납된 페이로드의 분할/복원 여부와 무관하게 항상 일련 번호가 부가된다. 이는 RLC 계층에서 분할/복원뿐만 아니라 순서 재정렬 등의 동작도 수행되기 때문이다. 하위 MAC 계층의 경우에는 순서 재정렬 동작을 수행하지 않는다. 또한 페이로드의 분할/복원이 항상 일어나는 것이 아니라, eNB가 스케줄링한 데이터의 양과 전송할 RLC PDU의 크기가 일치하지 않는 경우에만 일어난다. 따라서 상기 일련 번호(SN) 등의 정보를 항상 포함시키는 것은 비효율적이다. 이를 개선하기 위해서 본 발명에서는 seg MAC CE에 해당하는 일련 번호(SN)/첫번째 세그먼트 지시자/마지막 세그먼트 지시자를 RLC PDU가 분할되는 경우에만 삽입한다. 다시 말해서 seg MAC CE(625)는 모든 RLC PDU(혹은 MAC SDU)마다 부가되는 것이 아니라, RLC PDU가 분할되는 경우에만 부가되며, seg MAC CE(625)의 존재 여부는 seg MAC CE 서브헤드(615)로 지시된다.
도 7은 Target eNB의 하위 MAC 계층에서 MAC PDU의 구성을 위한 기지국 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, Target eNB는 710단계에서 Source eNB로부터 RLC PDU들을 수신한다. 그리고 Target eNB는 715단계에서 MAC 서브 헤더(MAC sub-headers), RLC PUD들과 함께 MAC PDU을 구성한다. 이때 Target eNB는 720단계에서 MAC PDU을 구성하기 위해 RLC PDU의 분할이 필요한지 판단한다. 여기서 target eNB는 하위 MAC 계층으로부터 전송된 패킷의 크기를 통해 RLC PDT의 분할 여부를 결정할 수 있다.
만약 RLC PDU의 분할이 필요하다고 판단되면, Target eNB는 725단계에서 RLC PUD의 분할을 수행한다. 그리고 Target eNB는 730단계에서 각각의 분할된 RLC PDU에 seg MAC CE를 추가시킨다. 다음으로 Target eNB는 735단계에서 seg MAC CE의 SN를 이용하여 각각의 분할된 RLC PDU 를 넘버링(numbering)한다. 여기서 Target eNB는 RLC PDU가 분할된 순서에 따라 넘버링을 한다.
다음으로 Target eNB는 740단계에서 분할된 RLC PDU의 세그먼트를 확인하여 하나의 RLC PDU를 위한 첫번째 세그먼트인지를 판단한다. 만약 첫번째 세그먼트이면, Target eNB는745단계에서 첫번째 seg MAC CE의 첫번째 세그먼트 지시자를 1로 설정한다.
반면에 첫번째 세그먼트가 아니면, Target eNB는 750단계에서 하나의 RLC PDU를 위한 마지막 세그먼트인지를 판단한다. 만약 마지막 세그먼트이면, Target eNB는 755단계에서 마지막 seg MAC CE의 마지막 세그먼트 지시자를 1로 설정한다.
그리고 마지막 세그먼트가 아니면, Target eNB는 760단계에서 첫번째 세그먼트 지시자와 마지막 세그먼트 지시자 두 설정값을 모두 0으로 설정한다. 다음으로 세그먼트 지시자를 설정한 Target eNB는 765단계에서 seg MAC CE를 나타내는 seg MAC CE 서브 헤더를 MAC 서브 헤더에 추가시킨다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RLC PDU의 재결합을 위한 단말기 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단말기는 810단계에서 ENB으로부터 MAC PDU를 수신한다. 그러면 단말기는 815단계에서 수신된 MAC PDU의 서브 헤더를 해석해서 분할된 RLC PDU 존재하는지 판단한다. 다시 말해 단말기는 MAC PDU의 서브 헤더에 seg MAC CE 서브 헤더가 존재하는지 판단한다.
만약 분할된 RLC PDU이 존재한다면, 단말기는 820단계에서 버퍼에 분할된 RLC PDU를 저장한다. 좀 더 상세히 설명하면, 단말기는 MAC PDU의 서브 헤더에서 seg MAC CE 서브 헤더를 확인한다. 그리고 단말기는 seg MAC CE 서브 헤더에 해당하는 MAC CE를 참조해서 분할된 RLC PDU의 일련 번호/첫번째 세그먼트 지시자/마지막 세그먼트 지시자를 확인한다. 다음으로 seg MAC CE의 뒤에 위치한 MAC SDU를 분할된 RLC PDU로 판단하여 버퍼에 저장한다.
다음으로 단말기는 825단계에서 저장된 RLC PDU들이 재결합될 수 있는지 판단한다. 즉 단말기는 분할된 RLC PDU가 모두 수신되었는지 판단한다. 그러기 위해 단말기는 각 분할된 RLC PDU의 앞부분에 추가되었던 seg MAC CE의 일련 번호, 분할된 RLC PDU의 일련 번호, 첫번째 세그먼트 지시자, 마지막 세그먼트 지시자들을 이용한다.
만약 재결합이 불가능하다면, 다시 말해 아직 RLC PDU에 해당하는 분할된 모든 세그먼트들이 수신되지 않았다면, 단말기는 830단계에서 모든 세그먼트들이 수신될 때까지 대기한다. 반면에 모든 RLC PDU에 해당하는 세그먼트가 모두 수신되었다면, 단말기는 835단계에서 완전한 RLC PDU로 재결합한다. 다음으로 단말기는 840단계에서 RLC PDU를 상위 계층으로 전달한다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 MAC PDU의 구성을 위한 기지국 블록도이다.
도 9를 참조하면, Target eNB는 버퍼(905)(Buffer), 제어기(910)(Controller), 분할기(915)(Segmentation), 송신기(920)(Transmitter)로 구성된다.
버퍼(905)는 제어기(910)의 제어 하에 Source eNB로부터 수신되는 RLC PDU들을 저장한다.
제어기(910)는 MAC PDU 구성 시, MAC 계층에서 채널 상태에 따라 전송 가능한 패킷의 크기와 버퍼(905)에 저장된 RLC PDU의 크기를 비교하여 RLC PDU의 분할이 필요한지를 판단한다.
분할기(915)에서 제어기(910)의 제어 하에 RLC PDU을 분할한다. 이때 분할기(915)는 분할된 RLC PDU에 RLC PDU재결합시 사용되는 seg MAC CE의 일련 번호(SN), 분할된 RLC PDU의 일련 번호, 첫번째 세그먼트 지시자, 마지막 세그먼트 지시자를 추가한다.
그리고 송신기(920)는 제어기(910)의 제어 하에 분할된 RLC PDU를 MAC PDU로 단말기에 전송한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 RLC PDU의 재결합을 위한 단말기 블록도이다.
도 10을 참조하면, 단말기는 수신기(1005)(Receiver), 버퍼(1010)(Buffer), 제어기(1015)(Controller), 재결합기(1020)(Reassembler)로 구성된다.
수신기(1005)는 eNB로부터 MAC PDU를 수신한다.
버퍼(1010)는 제어기(1015)의 제어 하에 수신된 MAC PDU를 저장한다.
제어기(1015)는 수신된 MAC PDU를 RLC PDU로 복원 시, 재결합이 필요한지 판단한다. 이 때, 제어기(1015)는 각 분할된 RLC PDU의 앞부분에 추가되었던 seg MAC CE의 SN, 분할된 RLC PDU의 일련 번호, 첫번째 세그먼트 지시자, 마지막 세그먼트 지시자들을 이용한다.
재결합기(1020)는 제어기(1015)의 제어 하에 분할된 RLC PDU를 seg MAC CE의 일련 번호(SN)를 이용하여 결합한다. 그리고 재결합된 RLC PDU는 상위 계층으로 보내진다.
＜실시 예 2＞
LTE 시스템에서는 단말기는 STATUS PDU에 패킷 수신 여부를 알리는 NACK(Non-Acknowledge) 정보를 포함시켜 기지국(eNB)로 전달한다. 그리고 eNB는 단말기로부터 수신된 NACK 정보를 바탕으로 RLC 계층에서는 ARQ(Automatic Repeat reQuest)을 수행한다.
RLC AM(Radio Link Control Acknowledge Mode)의 경우, VR(R)와 VR(H)가 서로 다른 값을 가지면 t-Reordering 타이머가 동작한다. 그리고 t-Reordering 타이머가 종료될 때 STATUS PDU 생성이 트리거된 후 전송된다. 여기서 VR(R)은 수신 상태 유효값(Receive state variable)으로, 이 값 아래의 Sequence Number(SN)를 가진 RLC PDU들은 성공적으로 수신되었음을 나타낸다. VR(H)는 수신 상태 최고 유효값(Highest received state variable)로 수신된 RLC PDU의 SN 중, 가장 큰 SN 값에 1를 더한 값을 나타낸다. VR(R)와 VR(H)가 서로 다른 값을 가진다는 것은 순서상 미 수신 RLC PDU가 존재함을 의미한다. 이 외에 STATUS PDU는 일정 규칙에 따라 폴링(polling) 방식으로 송신단에서 요청할 수 있다. 참조로 VR(R)와 VR(H)는 표준 TS 36.322에 정의된 변수이다.
Source eNB에서 단말기로 전송될 RLC PDU 중에서 일부 RLC PDU들은 Target eNB를 통해 단말기로 전송된다. 이에 따라 Target eNB를 통해 단말기로 전송된 일부 RLC PDU들은 Source eNB에서 단말기로 직접 전송한 RLC PDU들보다 늦게 단말기에 도착한다. 따라서 RLC PDU의 수신 성공 여부를 나타내는VR(R)와 VR(H)가 다른 값을 갖게 된다. 이러한 경우 t-Reordering 타이머가 작동하며, t-Reordering 타이머 종료시, STATUS PDU가 전달된다. 그래서 빈번하게 상태 패킷 데이터 유닛(STATUS PDU)이 생성할 수 있다.
예를 들어, Source eNB와 target eNB가 다음과 같이 RLC PDU을 전달한다고 가정해보자. 해당 번호들은 RLC PDU의 SN값을 나타낸다.
Source eNB: 0, 1, 3, 6, 7, 9, 10, 11
Target eNB: 2, 4, 5, 8, 12, 13, 14
Target eNB에서 congestion이 발생하여 아래와 같은 순서로 단말기가 RLC PDU을 수신한다.
RLC PDU들의 수신 순서: 0, 1, 3, 6, 7, 9, 10, 2, 4, 5, 8, 12, 13,...
이 때, 상태 패킷 데이터 유닛(STATUS PDU) 보고는 VR(R)와 VR(H)가 같은 값을 갖는 0, 1 및 12, 13에서는 발생되지 않고, VR(R)와 VR(H)가 서로 다른 값을 갖는 3, 6, 7, 9, 10, 2, 4, 5, 8, ... 에서 일어날 것이다. 이러한 빈번한 STATUS PDU 전송은 자원의 낭비를 가져오므로, 이를 억제할 방법이 필요하다. 본 발명에서는 두 가지 방법을 제안한다.
첫번째 방법은 VR(R) 에 따라 t-Reordering 타이머의 동작을 정지시키는 방법이다. 좀 더 상세히, 수신한 RLC PDU의 SN값이 VR(R)일 경우, 단말기는 t-Reordering 타이머를 정지시킨다. 또는 VR(R)이 갱신되면, 단말기는 t-Reordering 타이머를 정지시킨다. 수신한 RLC PDU의 SN이 VR(R)이거나, 혹은 RLC PDU를 수신한 후 VR(R)이 새로운 값으로 갱신되었다는 것은 수신된 RLC PDU에 의해서 미수신 PDU가 채워졌음을 의미한다. 종래에는 새로운 RLC PDU가 미수신 RLC PDU인 경우에도, VR(R)과 VR(H)가 동일하지 않으면 t-Reordering 타이머가 구동되었다. 그리고 t-Reordering 타이머가 만료되면, STATUS PDU가 불필요하게 트리거되었다. 그러나 본 발명에 따르면, 임의의 RLC PDU가 수신되었을 때, 수신된 RLC PDU에 의해서 갱신된 VR(R)과 VR(H)가 동일하지 않더라도, VR(R)이 새로운 값으로 갱신되었다면 t-Reordering을 구동하지 않는다. 이에 따라 불필요하게 STATUS PDU가 트리거되지 않는다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말기 동작 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단말기는 1105단계에서 RLC PDU가 수신되면, 1110단계에서 수신된 RLC PDU의 일련 번호와 VR(R), VR(H) 등의 상태 변수들을 비교해서, VR(R)과 VR(H) 등의 상태 변수를 적절한 값으로 갱신한다. 상태 변수 갱신 방법은 36.322 5.1.3.2.2에 자세하게 기술되어 있으므로 상세한 설명을 생략한다. 단말기는 1115 단계에서 갱신된 VR(R)과 VR(H)를 비교한다. 만약 VR(R)과 VR(H)이 서로 다르면 1120 단계로, 동일하면 1125 단계로 진행한다.
우선 VR(R)과 VR(H)이 같은 경우, 단말기는 1120단계에서 t-Reordering 타이머가 이미 구동 중인지 판단한다. 반면에 VR(R)과 VR(H)이 다른 경우, 단말기는1125 단계에서 구동 중인 t-Reordering 타이머를 중지하고 새로운 RLC PDU가 도착할 때까지 대기한다.
다시 1120 단계로 돌아가, 단말기는 t-Reordering 타이머가 이미 구동 중인지 검사한다. 만약 t-Reordering 타이머가 구동 중이라면, 단말기는 1130 단계에서 새로운 RLC PDU가 도착할 때까지 대기한다.
반면에 t-Reordering 타이머가 구동 중이 아니라면, 단말기는 1135 단계로 진행해서 VR(R)이 이전 VR(R)과 비교하여 새롭게 갱신되었는지 여부를 검사한다. 만약 VR(R)이 새롭게 갱신되었다면, 단말기는 1130단계에서 새로운 RLC PDU가 도착할 때까지 대기한다. 여기서 VR(R)이 새롭게 갱신되었다는 것은 새롭게 수신한 RLC PDU로 인해서 기존의 미수신 RLC PDU가 채워졌다는 것을 의미한다. 따라서 단말기는 t-Reordering을 구동하지 않고 1130 단계로 진행한다. 반면에VR(R)이 새롭게 갱신되지 않았으면, 단말기는 1140 단계에서 t-Reordering 타이머를 구동하고 1130 단계를 수행한다.
지금까지는 단말기가 VR(R)을 기준으로 t-Reordering 타이머의 구동 여부를 판단하는 방법에 대하여 설명했으나 이에 한정되지 않는다. 다시 말해 단말기는 VR(H)를 기준으로 t-Reordering 타이머의 구동 여부를 판단할 수 있다.
예컨대 1135 단계에서 T-reordering 구동 여부를 판단할 때, 단말기는 VR(R) 갱신 여부가 아니라 VR(H) 갱신 여부를 참조할 수도 있다. 이때에도 임의의 RLC PDU가 수신되어 상태 변수가 갱신된 후에 VR(H)가 갱신되지 않았다는 것은, 새롭게 수신한 RLC PDU의 일련 번호가 이전에 수신된 RLC PDU의 VR(H)보다 낮다는 것을 의미한다. 즉 새롭게 수신한 RLC PDU에 의해서 새로운 미수신 RLC PDU가 감지되지 않았음을 의미한다. 이는 상기 새롭게 수신한 RLC PDU로 인해 종래의 미수신 PDU가 채워졌다는 것을 의미한다. 그러므로 이런 경우 T-reordering 타이머가 구동되지 않는 것이 바람직하다.
단말기가 1135 단계에서 VR(H)의 갱신 여부를 검사해서 VR(H)가 갱신 되었으면, 즉 이전에 수신된RLC PDU 의 VR(H)와 새롭게 수신된 RLC PDU의 VR(H)가 동일하지 않다면, 1140 단계에서 t-reordering을 구동한다. 그러나 VR(H)가 갱신되지 않았으면, 즉 RLC PDU를 수신하기 이 전의 VR(H)와 RLC PDU를 수신한 이 후의 VR(H)가 동일하다면, 단말기는 1130 단계로 진행해서 t-reordering타이머를 구동하지 않고 새로운 PDU가 도착할 때까지 대기한다.
두번째 방법은 단말기가 불필요하다고 판단되는 STATUS PDU를 필터링하여 전송하지 않는 것이다. 그러기 위해 단말기는 생성된 STATUS PDU을 이전에 전송했던 STATUS PDU와 비교한다. 만약 업데이트된 NACK 정보가 포함되어있지 않다면, 단말기는 해당 STATUS PDU을 전송하지 않는다. 좀 더 상세하게 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말기의 동작 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 단말기는 VR(R)와 VR(H)가 서로 다른 값을 가지면, 1210단계에서 STATUS PDU을 생성한다. 다음으로 단말기는 1215단계에서 생성된 STATUS PDU가 이전에 보내진 STATUS PDU와 동일한지 판단한다. 만약 생성된 STATUS PDU가 이전에 보내진 STATUS PDU와 동일하면, 단말기는 1220단계에서 생성된 STATUS PDU를 제거한다. 반면에 생성된 STATUS PDU가 이전에 보내진 STATUS PDU와 동일하지 않다면, 단말기는 1225단계에서 생성된 STATUS PDU를 전송한다.
도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 inter-eNB CA 지원을 위한 분리된 프로토콜 구조를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, Source eNB와 target eNB 는 분리된 RLC, MAC, PHY 구조를 가질 수도 있다. 도 13에서 제안한 구조를 지원하지 위해서는 source eNB의 PDCP계층(1305)에 여러 기능이 추가되어야 한다.
확장된 PDCP 계층(1305)에서는 기존 블록(1310)과 함께, 분할(segmentation) 블록(1315), 리오더링(Re-ordering) 블록(1320), 버퍼(buffer)(1325)가 추가된다. 단말기(1365)로 전달될 기본 블록(1310)으로부터 출력된 PDCP PDU들은 분할 블록(1315)에서 source eNB와 target eNB에 각각 전송되도록 나누어진다.
분할 블록(1315)는 하나의 PDCP PDU을 나누는 것이 아니라, 순차적으로 들어오는 PDCP PDU들을 source eNB와 target eNB로 나누어 할당하는 역할만 수행한다. Source eNB와 target eNB의 RLC 계층(1330, 1350)으로 보내진 PDCP PDU들은 기존의 과정에 따라 처리된다.
단말기(1365)에서 전송되는 패킷들은 source eNB와 target eNB로부터 나누어 수신될 수 있다. 이 경우, 각 eNB의 RLC 계층까지 다른 경로를 통해 RLC SDU들이 source eNB의 PDCP(1305)로 보내진다. Source eNB의 PDCP(1305)는 각 RLC 계층으로부터 받은 RLC SDU들을 버퍼(1325)에 저장된다. 그리고 일정 이상의 RLC SDU들이 수집되면, 리오더링 블록(1320)을 통해 재배열되어 기존의 PDCP 블록으로 보내진다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 이동 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
    제1 하향링크 패킷을 제1 기지국으로부터 수신하고, 제2 하향링크 패킷을 제2 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    제1 상향링크 패킷을 상기 제1 기지국에 전송하고, 제2 상향링크 패킷을 상기 제2 기지국을 통해 상기 제1 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 하향링크 패킷과 상기 제2 하향링크 패킷은 상기 제1 기지국에 의해 결정되며, 상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷이 미리 정해진 양을 초과하는 경우, 상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷은 재정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기지국에 대한 제1 매체 접속 제어 (media access control: MAC) 엔티티와 상기 제2 기지국에 대한 제2 MAC 엔티티가 상기 단말에 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    패킷 데이터 수렴 프로토콜 (packet data convergence protocol: PDCP) 엔티티, 무선 링크 제어 (radio link control: RLC) 엔티티 및 MAC 엔티티가 상기 제1 기지국에 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    RLC 엔티티, MAC 엔티티가 상기 제2 기지국에 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷은 버퍼에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 이동 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    제1 하향링크 패킷을 제1 기지국으로부터 수신하고, 제2 하향링크 패킷을 제2 기지국으로부터 수신하고,
    제1 상향링크 패킷을 상기 제1 기지국에 전송하고, 제2 상향링크 패킷을 상기 제2 기지국을 통해 상기 제1 기지국으로 전송하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 하향링크 패킷과 상기 제2 하향링크 패킷은 상기 제1 기지국에 의해 결정되며, 상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷이 미리 정해진 양을 초과하는 경우, 상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷은 재정렬되는 것을 특징으로 하는 단말.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기지국에 대한 제1 매체 접속 제어 (media access control: MAC) 엔티티와 상기 제2 기지국에 대한 제2 MAC 엔티티가 상기 단말에 설정된 것을 특징으로 하는 단말.
  8. 제6항에 있어서,
    패킷 데이터 수렴 프로토콜 (packet data convergence protocol: PDCP) 엔티티, 무선 링크 제어 (radio link control: RLC) 엔티티 및 MAC 엔티티가 상기 제1 기지국에 설정된 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 제6항에 있어서,
    RLC 엔티티, MAC 엔티티가 상기 제2 기지국에 설정된 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 패킷과 상기 제2 상향링크 패킷은 버퍼에 저장되는 것을 특징으로 하는 단말.
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