WO2017200326A1 - 이동 통신 시스템에서 효율적인 레이어 2 기능을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 효율적인 레이어 2 기능을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2017200326A1
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김성훈
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for efficiently performing terminal and base station operations in a mobile communication system.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • D2D Device to Device communication
  • D2D Device to Device communication
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • FQAM Hybrid FSK and QAM Modulation
  • SWSC Slide Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IT intelligent Internet technology services can be provided that collect and analyze data generated from connected objects to create new value in human life.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • An object of the present invention is to propose a method for configuring an efficient Layer 2 layer structure and main functions in a next generation mobile communication system.
  • a method of transmitting a signal in a wireless communication system comprising: checking segment offset (SO) information; Generating a first layer protocol data unit (PDU) including the SO information; And transmitting the first layer PDU, wherein the first layer PDU comprises at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header, and the second layer PDU group is at least It is characterized by including one second layer PDU.
  • SO segment offset
  • PDU first layer protocol data unit
  • a method of receiving a signal in a wireless communication system comprising: receiving a first layer protocol data unit (PDU) including segment offset (SO) information; Identifying the SO information; And constructing a second layer PDU from the first layer PDU based on the identified SO information, wherein the first layer PDU includes at least one header and a second layer PDU corresponding to the header.
  • the second layer PDU group includes at least one second layer PDU.
  • a transmitter for transmitting a signal in a wireless communication system comprising: a transmitter for transmitting a signal to a receiver; And identifying segment offset (SO) information, generating a first layer protocol data unit (PDU) including the SO information, and controlling the transmitter to transmit the first layer PDU.
  • the first layer PDU includes a control unit, and includes at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header, and the second layer PDU group includes at least one second layer PDU. It is characterized by.
  • a receiver for receiving a signal in a wireless communication system, the receiver comprising: a receiving unit for receiving a signal from a transmitter; And controlling the receiver to receive a first layer protocol data unit (PDU) including segment offset (SO) information, confirming the SO information, and based on the identified SO information. And a control unit configured to control a second layer PDU from the first layer PDU, wherein the first layer PDU includes at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header.
  • the layer 2 PDU group may include at least one layer 2 PDU.
  • an efficient Layer 2 hierarchy and main functions may be configured in a next generation mobile communication system.
  • 1 is a diagram illustrating the structure of an existing LTE system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a radio protocol structure in an existing LTE system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of processing a packet in a radio protocol structure of an existing LTE system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of performing packet segmentation or concatenation in an RLC layer of an existing LTE system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an L2 protocol structure proposed in the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the L2 protocol operation proposed in the present invention.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams illustrating a PDCP PDU format in an existing LTE system.
  • FIG. 8 is a diagram showing a PDCP PDU format in the present invention.
  • 9A and 9B are diagrams for explaining a PDCP status report format in an existing LTE system.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a PDCP status report format proposed by the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a conceptual MAC PDU in which multiplexing and segmentation are performed in the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a MAC PDU in which multiplexing and segmentation are performed in consideration of a header part in the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for a scheme of using a 5G PDCP layer in common.
  • FIG. 14 is a diagram for a scheme of using an LTE (4G) PDCP layer in common.
  • 15 is a block diagram showing the structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a block diagram showing the configuration of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It creates a means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • each block may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • logical function e.g., a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • the functions noted in the blocks may occur out of order.
  • the two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the corresponding function.
  • ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as an FPGA or an ASIC, and ' ⁇ part' performs certain roles.
  • ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware.
  • ' ⁇ Portion' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
  • 1 is a diagram illustrating the structure of an existing LTE system.
  • a radio access network of an LTE system includes a next-generation base station (Evolved Node B, ENB, Node B, or base station) 100, 110, 120, and 130 and a mobility management entity (MME) 140. And S-GW (Serving-Gateway) 150.
  • the user equipment hereinafter referred to as UE or UE, 160 accesses an external network through the ENBs 100 to 130 and the S-GW 150.
  • the ENBs 100 to 130 correspond to existing Node Bs of the UMTS system.
  • the ENB is connected to the UE 160 through a radio channel and performs a more complicated role than the existing Node B.
  • all user traffic including real-time services such as Voice over IP (VoIP) over the Internet protocol, is serviced through a shared channel, so that UEs can receive status information such as buffer status, available transmit power status, and channel status.
  • VoIP Voice over IP
  • An apparatus for collecting and scheduling is required, and the ENBs 100 to 130 play this role.
  • One ENB typically controls multiple cells.
  • an LTE system uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) as a radio access technology in a 20 MHz bandwidth.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • AMC adaptive modulation & coding
  • the S-GW 150 is a device that provides a data bearer and generates or removes a data bearer under the control of the MME 140.
  • the MME is a device that handles various control functions as well as mobility management function for a terminal and is connected to a plurality of base stations.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a radio protocol structure in an existing LTE system.
  • the wireless protocol of the LTE system is PDCP (Packet Data Convergence Protocol, 200, 250), RLC (Radio Link Control, 210, 260), MAC (Medium Access Control, 230, 270) in the terminal and ENB, respectively. Is done.
  • PDCP (200, 250) is responsible for operations such as IP header compression and decompression. The main functions of PDCP are summarized as follows.
  • Timer-based SDU discard in uplink
  • the RLCs 210 and 260 reconstruct a PDCP PDU (Packet Data Unit) to an appropriate size to perform an ARQ operation.
  • PDCP PDU Packet Data Unit
  • Protocol error detection (only for AM data transfer);
  • RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer);
  • the MACs 230 and 270 are connected to several RLC layer devices configured in one terminal, and multiplex RLC PDUs to MAC PDUs and demultiplex RLC PDUs from MAC PDUs.
  • the main functions of the MAC are summarized as follows.
  • the physical layer (PHY, 240, 280) channel-codes and modulates upper layer data, makes an OFDM symbol, transmits it to a wireless channel, or demodulates, channel decodes, and transmits the OFDM symbol received through the wireless channel to a higher layer. To perform the operation.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of processing a packet in a radio protocol structure of an existing LTE system.
  • a packet sent to the PDCP layer 300 is called a PDCP service data unit (SDU).
  • the PDCP SDU is a packet including control information transmitted from an IP packet (user plane) or RRC.
  • header compression may be performed. The operation is to compress the header size to reduce the packet size. It also performs ciphering and integrity protection for security. Ciphering encrypts packets so that only specific recipients can correctly decode them. Ciphering is applied to the data portion of the PDCP protocol data unit (PDU) and MAC-I, but the ciphering is not applied to the PDCP Control PDU. Integrity protection is used to distinguish whether a transmitted packet is contaminated to contain false information. Integrity protection is applied to the header and data portion of the PDCP PDU and is performed before ciphering.
  • the PDCP header is included in the PDCP PDU.
  • the RLC PDU includes an RLC header.
  • the MAC layer configures one MAC PDU composed of a MAC header and a MAC payload.
  • the MAC header consists of MAC control elements (CEs) or MAC subheaders corresponding to MAC SDUs included in the MAC payload.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of performing packet segmentation or concatenation in an RLC layer of an existing LTE system.
  • the RLC layer receives the RLC SDUs (also referred to as 400, 405, PDCP PDUs) from the PDCP layer.
  • the RLC SDU is processed to the size indicated by the MAC layer.
  • the RLC SDU is segmented or concatenation with another RLC SDU or a segment of another RLC SDU.
  • This example considers AMD PDUs to which ARQ is applied.
  • the segments of two RLC SDU # 1 and RLC SDU # 2 constitute one RLC PDU.
  • the RLC PDU consists of an RLC header 410 and an RLC payload 415.
  • the RLC header includes the characteristics of the RLC PDU and segmentation or concatenation information. That is, the D / C field, the RF field, the FI field, the SN field, and the LI field are included.
  • the D / C (Data / Control) field is used to indicate whether an RLC PDU composed of 1 bit is a control PDU or a data PDU.
  • the Re-segmentation Flag (RF) field is used to indicate whether an RLC PDU composed of 1 bit is an AMD PDU or an AMD PDU segment.
  • the Framing Info (FI) field is 2 bits and is used to indicate whether the beginning and end of the RLC PDU are the beginning and end of the RLC or the segmented part.
  • the Sequence Number (SN) field is the sequence number of the RLC PDU.
  • the Length Indicator (LI) field is used to indicate the size of a segment of an RLC PDU composed of 11 bits in the case of RLC UM and 15 bits in the case of RLC AM. Therefore, the LI field should be included in proportion to the number of segments included in one RLC PDU.
  • the RLC payload is composed of segments of RLC SDU # 1 and RLC SDU # 2, and the boundary between the two parts is indicated by X1 420.
  • the RLC PDU configured as described above is delivered to the MAC layer. However, there may occur a case in which the RLC PDU is not successfully transmitted and needs to be retransmitted according to the ARQ operation of the RLC layer.
  • the RLC PDU may be re-segmented again for ARQ retransmission. This is called an AMD PDU segment to distinguish it from existing AMD PDUs.
  • the AMD PDU retransmitted due to the transmission failure may be segmented and retransmitted to two AMD PDU segments.
  • the first AMD PDU segment transmits the RLC payload portion 430 of the Y1 size of the basic AMD PDU
  • the second AMD PDU segment transmits the remaining RLC payload portion except the Y1 size.
  • the AMD PDU segment also includes RLC headers 425 and 435, which may include a D / C field, an RF field, a FI field, an SN field, an LSF field, an SO field, and an LI field.
  • RLC headers 425 and 435 may include a D / C field, an RF field, a FI field, an SN field, an LSF field, an SO field, and an LI field.
  • SO field may be additionally included in the RLC header of the AMD PDU segment.
  • the Last Segment Flag (LSF) field is 1 bit and is used to indicate whether the last byte of the AMD PDU segment matches the last byte of the AMD PDU.
  • the Segment Offset (SO) field is 15 or 16 bits and used to indicate in which position of the AMD PDU segment the AMD PDU segment exists.
  • the SO value included in the first AMD PDU segment header of FIG. 4 is 0 (byte), and the SO value included in the second AMD PDU segment header is Y1.
  • the PDCP layer functions include security, automatic repeat request (ARQ), re-ordering, and duplicate detection.
  • ARQ automatic repeat request
  • the main functions of the RLC layer are summarized as ARQ, Re-ordering, Duplicate Detection, Segmentation and Concatenation.
  • the PDCP layer performs retransmission in certain cases, such as PDCP re-establishment.
  • the PDCP layer performs ARQ, Re-ordering, and Duplicate detection operations in addition to the existing operations.
  • HARQ reordering operation since it is directly connected to the MAC layer, HARQ reordering operation must be additionally performed.
  • the MAC layer is characterized by performing segmentation and concatenation operations dedicated to the RLC layer of LTE and excluding the re-segmentation operation of the RLC SDU performed by retransmission.
  • the ARQ operation is performed based on PDCP PDUs rather than existing RLC PDUs. Since the new MAC layer will be directly connected to the PDCP layer, it must have the ability to multiplex and de-multiplex (PD and P) multiplex the PDCP PDUs.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an L2 protocol structure proposed in the present invention.
  • a control packet is generated in the RRC 500 or an upper layer 540, and a common control packet belonging to a common control channel 530 is logically a PDCP layer 510. Is directly passed to the MAC layer 520.
  • a dedicated control packet belonging to a dedicated control channel (DCCH) 550 is delivered to the MAC layer via the PDCP layer.
  • a data packet (user plane) 560 belonging to a dedicated traffic channel (DTCH) 570 is delivered to the MAC layer via the PDCP layer.
  • DCCH dedicated control channel
  • DTCH dedicated traffic channel
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the L2 protocol operation proposed in the present invention.
  • the PDCP layer performs header compression 605, ciphering 610, and PDCP header including 615 on the packet.
  • the configured PDCP PDU is stored in the transmission buffer 620.
  • the PDCP sequentially delivers PDCP PDUs stored in a buffer to a MAC layer, which is a lower layer, according to a first in, first out (FIFO) rule.
  • FIFO first in, first out
  • the PDCP PDU once delivered to the MAC layer is not deleted immediately, but ARQ retransmission in mind, and continues to store in the buffer until a predetermined condition is satisfied.
  • the MAC layer receiving the PDCP PDU performs segmentation or concatenation according to the size of the MAC PDU (625). After the MAC header is added (630) to configure the MAC PDU. Since segmentation or concatenation operation is performed in the MAC layer, fields related to this will be additionally added to an existing MAC header. Specific fields will be described later in detail.
  • the MAC layer For the MAC PDU received at the receiver, the MAC layer removes the MAC header and performs de-multiplexing (635). PDCP PDUs received via the plurality of MAC PDUs are reassembly (640) if necessary. The configured PDCP PDU is delivered to the PDCP layer. The PDCP layer stores the PDU in a receive buffer (645). Since the HARQ operation is performed in the MAC layer, the PDCP PDUs are not sequentially delivered to the PDCP layer according to SN. Therefore, reordering operation is necessary. In addition, since duplicate PDCP PDUs may be delivered from the MAC layer, duplicate detection and deletion of duplicate PDCP PDUs are performed. This operation is performed by the PDCP layer.
  • the PDCP layer of the receiver transmits feedback information to the transmitter for ARQ retransmission if the PDCP PDU is not delivered even after a predetermined condition or time elapses.
  • the feedback information includes information on a PDCP PDU that was not successfully received, and the information is mainly configured in a bitmap format.
  • the transmitting end receiving the feedback information retransmits the PDCP PDU that was not successfully delivered. Since the entire PDCP PDU is retransmitted, the re-segmentation operation performed in the existing RLC layer is unnecessary.
  • the successfully received PDCP PDU is generated (665) after the PDCP header is removed (650), deciphering (655), decompression (660), and then PDCP SDU.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams illustrating a PDCP PDU format in an existing LTE system.
  • the PDCP data PDU format depends on the length of the PDCP SN 710.
  • PDCP SN is set at RB establishment.
  • MAC-I may be included in the PDCP data PDU.
  • 7A shows a user plane PDCP data PDU format with a 7-bit PDCP SN.
  • 7B illustrates a user plane PDCP data PDU format with a 12 bit PDCP SN. In the case of FIG. 7B, the first octet has a reserved bit 730 of 3 bits.
  • 7C illustrates a user plane PDCP data PDU format with a 15 bit PDCP SN.
  • the data 710 is inserted after the PDCP SN, and all formats include the D / C field 700.
  • FIG. 8 is a diagram showing a PDCP PDU format in the present invention.
  • a PDCP data PDU format 800 having a PDCP SN of 18 bits in total, including a D / C field, a 5-bit reserved bit, and a part of the PDCP SN in the first octet.
  • 9A and 9B are diagrams for explaining a PDCP status report format in an existing LTE system.
  • the PDCP status report of the PDCP layer and the STATUS PDU of the RLC layer are defined.
  • the formats are defined for the purpose of instructing the transmitting end of information of a packet that has not been successfully received.
  • the existing RLC STATUS PDU is characterized by indicating the SN of the lost packet (RLC PDU) and the lost section in the packet through the SOstart and SOend fields.
  • PDCP PDU loss rarely occurs in next-generation mobile communication systems that assume high-speed transmission.However, when a loss occurs, a plurality of contiguous PDCP PDUs will be inserted into one MAC PDU.
  • the existing RLC STATUS PDU format that indicates all the SNs of the received packet is not suitable, and it is considered more appropriate to define a new format based on the existing PDCP status report format.
  • the 9A shows a PDCP status report format using an 18 bit SN.
  • the PDCP status report is transmitted when an event such as t-StatusReportType1 timer expiration occurs when receiving a PDCP re-establishment, polling bit P field set to 1.
  • the format includes a D / C field 900, a PDU Type field 910, an FMS field 930, and a Bitmap field 940.
  • the PDU type field is 3 bits and used to indicate the type of PDU. Detailed PDU types are shown in Table 5 below.
  • the first missing PDCP SN (FMS) field consists of bits equal to the length of the applied SN and is used to indicate the PDCP SN of the first lost PDCP SDU.
  • the Bitmap field has a variable length and may have a length of zero. This field is used to indicate a successfully received PDCP SDU after the PDCP SDU indicated by the FMS field. For example, the MSB of the first octet of the field is used to indicate whether a PDCP SDU with a PDCP SN of (FMS + 1) modulo (Maximum_PDCP_SN + 1) has been received. The LSB of the first octet of the field is used to indicate whether a PDCP SDU with a PDCP SN of (FMS + 8) modulo (Maximum_PDCP_SN + 1) has been received.
  • the meaning of each bit in the bitmap field is as follows.
  • FIG. 9B is a PDCP status report format using a 15 bit SN in LTE-WiFi link aggregation (LWA) technology.
  • LWA LTE-WiFi link aggregation
  • the NMP (number of missing PDUs) field consists of bits equal to the SN length to be applied and is used to indicate the number of PDCP PDUs lost from the PDCP SDU indicated by the FMS field.
  • the HRW (Highest received SN on WLAN) field is composed of bits equal to the SN length to be applied and indicates a PDCP SN of a PDCP SDU received in a WLAN having the highest PDCP COUNT value.
  • the existing PDCP status report is also not suitable for ARQ operation in a next generation mobile communication system that assumes high speed transmission.
  • the loss of PDCP PDUs is a rare but concomitant feature. For example, if the nth PDCP and the n + 16000th PDCP are lost, the Bitmap field also needs a very large size of 2000 bytes.
  • the status report applied to LWA is for flow control rather than ARQ. Therefore, referring to the existing PDCP status report, it is necessary to define a new format and trigger condition to indicate the loss of PDCP PDU.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a PDCP status report format proposed by the present invention.
  • the PDCP status report format proposed in the present invention is generated by subsequently concatenating with the SN of the first lost PDCP PDU in the concatenated PDCP PDUs generated in concatenation. It is characterized by indicating the number of lost PDCP PDU.
  • multiple concatenated PDCP PDUs must be included in one PDCP status report format.
  • the proposed format includes an ACK SN field 1015 and a MS (SN) SN fields 1025 and 1040 indicating the SN of the first lost PDCP PDU in the bundle of the lost PDCP PDUs. And a Number of Consecutive Missing PDUs (NCMP) fields 1030 and 1045 indicating the number of lost PDCP PDUs contiguously generated.
  • the MS field and the NCMP field are inserted consecutively and form a pair. That is, the number of lost PDUs following the first lost PDCP PDU indicated by the MS field is indicated by a paired NCMP field.
  • the NCMP field may or may not count up to the first lost PDCP PDU.
  • the MS field and the NCMP field may be included in one PDCP status report format.
  • the proposed format includes a D / C field 1000, a PDU Type field 1005, and an ACK SN field 1015.
  • the D / C field is set to a '0' value indicating a control PDU
  • the PDU Type field is set to a '000' value indicating a PDCP status report or one of the existing reserved values (011 to 111). This can be set by defining a new PDCP status report.
  • the ACK SN field has the same definition as the field included in the RLC STATUS PDU, except that the PDCP status report is received at the receiving end until the PDCP PDU indicated by the field except for the lost PDCP PDU indicated by the MS field and the NCMP field. Instruct.
  • reserved bits 1010, 1020, and 1035 may be inserted for uniformity of a format considered by the PDCP status report. This reserved bit may be omitted, and the number of bits allocated to the MS field, the NCMP field, and the ACK SN may be defined differently from the drawing, and thus, the position and configuration of each field in the format may be changed.
  • the proposed PDCP status report may be transmitted when the t-StatusReportType3 timer expires when the polling bit P field is set to 1, and may be transmitted when the last PDCP PDU is transmitted or after the PDCP transmission buffer is transmitted. Can be. Alternatively, the PDU may be transmitted when a lost PDU is detected at the PDCP receiver. You can also apply a polling timer when polling. That is, the PDCP transmitter transmits a PDU including the polling bit P field set to 1 and then operates one timer. When the timer expires, the transmitter may transmit the PDU including the polling bit P field set to 1 again.
  • the transmitter may transmit a PDU including a polling bit P field set to 1.
  • the PDCP receiver transmits a PDCP status report and then operates one timer. When the timer expires, the PDCP receiver may transmit a status report again.
  • reordering in the PDCP layer is already performed because a single PDCP transmits and receives data using two RLCs in case of dual connectivity).
  • the reordering timer (t-reordering) value may be set to a low value. As an optimization, t-ordering may begin on the last lost PDU instead of the first lost PDU.
  • each MAC PDU in the figure is composed of a plurality of PDCP PDUs having different colors.
  • PDCP PDUs of the same color belong to one MAC SDU group with the same priority.
  • a plurality of PDCP PDUs 1100 to 1105 belonging to one MAC SDU group occupy a part of MAC PDU 1, and a plurality of PDCP PDUs 1110 to 1115 belonging to another MAC SDU group occupy the remaining part. This sort may be in accordance with the priority of the MAC SDU.
  • the receiver should include information necessary for de-multiplexing and assembling it again in the header. Disclosed in this figure is a conceptual MAC PDU, and a header including the necessary information is additionally included in the head part or the specific part of the actual MAC PDU.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a MAC PDU in which multiplexing and segmentation are performed in consideration of a header part in the present invention.
  • subheaders corresponding to each MAC CE or MAC logical channel (SDU) are all positioned at the head of the MAC PDU, and each subheader is inserted with a different subheader or a MAC CE or MAC SDU.
  • An E field is added to indicate.
  • subheaders 1200 and 1210 are included at the head of each MAC SDU group (logical channel).
  • Each subhead may include an LCID field 1220, a number 1225 of PDCP PDUs in a MAC SDU, a length 1230 of each PDCP PDU or segmented PDCP PDU, and an S1 field 1235.
  • the S1 field is 1 bit and indicates whether a segmented PDCP PDU is included in the MAC SDU.
  • at least one of the Last or First field 1240, the LSF field 1245, the SN field 1250, and the SO field 1255 may be additionally added.
  • the Last or First field 1240 is used to indicate whether the segmented PDCP PDU is the first part or the last part of the MAC SDU group.
  • the Last Segment Flag (LSF) field 1245 indicates whether the last byte of the segmented PDCP PDU matches the last part of the MAC SDU group as shown in Table 7 below.
  • SN field 1250 is the SN of the segmented PDCP PDU.
  • a Segment Offset (SO) field 1255 is used to indicate the position of the segmented PDCP PDU in the original PDCP PDU.
  • the maximum TB size is 10992 bytes. If the DL system bandwidth of the next generation mobile communication system is assumed to be 100 MHz, the maximum TB size is calculated as 54960 bytes. Considering that the size of a typical IP packet is 1500 bytes, the base station can control the MAC PDU configuration in a downlink without burdensome segmentation operation. Therefore, segmentation is not allowed in downlink but segmentation is allowed in uplink. Alternatively, whether to set segmentation may be determined according to the TB size indicated by the base station. If segmentation is set, the S1 field should be included in the subheader. Otherwise, the S1 field does not need to be included in the subheader. Therefore, the bit allocated to the S1 field may be used to indicate the length of the PDCP PDU.
  • the MAC PDU format when segmentation is set and the MAC PDU format without segmentation may be set differently as follows.
  • Various embodiments are possible for the MAC PDU format, and in the following example, one MAC subheader is included for each PDCP PDU, and the MAC subheader includes an LCID field, a Length field, and an S1 field for the corresponding PDCP PDU.
  • a predetermined field of the MAC subheader may be used for indicating whether a segmentation header exists.
  • the MAC subheader may be composed of n bit LCID, m bit Length field, and 1 bit S1.
  • the predetermined field (S1 field in the above) of the MAC header may be used for other purposes, for example, to extend a field indicating the size of the MAC SDU (or PDCP PDU) associated with the MAC header.
  • the MAC subheader may consist of an n-bit LCID and a (m + 1) bit Length field.
  • Segmentation may be subject to certain conditions, or the base station may be set for each terminal.
  • the downlink may be configured not to use segmentation but to use the uplink in segmentation.
  • the UE may apply the MAC subheader of the first structure when configuring the MAC PDU to be transmitted in the uplink, and may apply the MAC subheader of the second structure in processing the MAC PDU received in the downlink.
  • the uplink may use segmentation, but in the downlink, the base station may use the RRC control message for each terminal to determine whether to use the segmentation.
  • whether to use the segmentation may be transmitted to unspecified terminals through system information of the base station.
  • the segmentation may be used. For example, it may be determined whether segmentation is used based on the size of the MAC PDU (or the size of the transport block).
  • the UE generates a MAC PDU by applying the MAC subheader of the first structure in the case where Segmentation is applied when the size of the MAC PDU to be transmitted is less than a predetermined x byte, and does not consider the segmentation when x byte is exceeded.
  • MAC PDUs are generated by applying the MAC subheaders having two structures.
  • the UE processes the MAC PDU by applying the MAC subheader of the first structure in the case of applying segmentation when the size of the received MAC PDU is less than a predetermined y byte, and does not consider the segmentation if it exceeds y bytes.
  • MAC PDUs are processed by applying a MAC subheader of two structures. The x and y are notified to the terminal by the base station through an RRC control message or through system information.
  • the MAC subheader of the first structure and the MAC subheader of the second structure may have different lengths (eg, a length field) of a specific field and different presence of a specific field.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating an interworking method with an existing LTE system in the present invention.
  • the UE may simultaneously connect to the LTE base station and the 5G base station to transmit and receive data.
  • the LTE system may operate in a manner similar to the present invention, and may be naturally linked with 5G.
  • FIG. 13 is a diagram for a scheme of using a 5G PDCP layer in common.
  • the ARQ operation since the ARQ operation is performed in the 5G PDCP layer 1300, the ARQ operation does not need to be performed in the 4G RLC layer 1310. Therefore, the 4G RLC layer 1310 is set to the RLC Unacknowledged Mode (UM) mode in which ARQ does not operate.
  • UM RLC Unacknowledged Mode
  • HARQ reordering is also performed in the 5G PDCP layer 1300, it is not necessary to perform HARQ reordering in the 4G RLC layer 1310. Since the ARQ operation proposed by the present invention will be performed in the 5G PDCP layer 1300, such a structure can maximize the ARQ performance.
  • FIG. 14 is a diagram for a scheme of using an LTE (4G) PDCP layer in common.
  • the ARQ operation proposed by the present invention cannot be completely performed in the 4G PDCP layer 1400.
  • PDCP status report and polling should be set periodically, and the PDCP status report format proposed by the present invention cannot be used. Therefore, perform ARQ operation in PDCP, but its performance will be somewhat limited.
  • the 4G RLC layer 1410 also sets to the RLC UM mode in which ARQ does not operate and does not need to perform HARQ reordering.
  • a transmitter checks segment offset (SO) information and includes a first layer protocol data unit (PDU) including the SO information. ), And transmit the first layer PDU, wherein the first layer PDU is composed of at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header, and the second layer PDU group It may include at least one second layer PDU.
  • SO segment offset
  • PDU protocol data unit
  • a receiver receives a first layer protocol data unit (PDU) including segment offset (SO) information, and checks the SO information.
  • a second layer PDU may be configured from the first layer PDU based on the identified SO information, and the first layer PDU may include at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header.
  • the second layer PDU group may include at least one second layer PDU.
  • 15 is a block diagram showing the structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal includes a radio frequency (RF) processor 1500, a baseband processor 1510, a storage 1520, and a controller 1530.
  • RF radio frequency
  • the RF processor 1500 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel such as band conversion and amplification of a signal. That is, the RF processor 1500 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 1510 into an RF band signal and transmits the same through an antenna, and converts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal. Down-convert
  • the RF processor 1500 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), and the like.
  • the terminal may include a plurality of antennas.
  • the RF processor 1500 may include a plurality of RF chains.
  • the RF processor 1500 may perform beamforming. For the beamforming, the RF processor 1500 may adjust the phase and the magnitude of each of the signals transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements.
  • the RF processor may perform MIMO communication, and may receive multiple layers when performing the MIMO operation.
  • the baseband processor 1510 performs a conversion function between the baseband signal and the bit string according to the physical layer standard of the system. For example, during data transmission, the baseband processor 1510 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit string. In addition, when receiving data, the baseband processor 1510 demodulates and decodes the baseband signal provided from the RF processor 1500 to restore the received bit string. For example, in accordance with an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme, during data transmission, the baseband processor 1510 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream, and maps the complex symbols to subcarriers. OFDM symbols are configured through inverse fast Fourier transform (IFFT) operation and cyclic prefix (CP) insertion.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • CP cyclic prefix
  • the baseband processor 1510 divides the baseband signal provided from the RF processor 1500 in OFDM symbol units and restores signals mapped to subcarriers through a fast fourier transform (FFT) operation. After that, the received bit stream is recovered by demodulation and decoding.
  • FFT fast fourier transform
  • the baseband processor 1510 and the RF processor 1500 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processor 1510 and the RF processor 1500 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, or a communicator. Furthermore, at least one of the baseband processor 1510 and the RF processor 1500 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different radio access technologies. In addition, at least one of the baseband processor 1510 and the RF processor 1500 may include different communication modules to process signals of different frequency bands. For example, the different wireless access technologies may include a wireless LAN (eg, IEEE 802.11), a cellular network (eg, LTE), and the like. In addition, the different frequency bands may include a super high frequency (SHF, for example 2.5GHz, 5Ghz) band, millimeter wave (for example 60GHz) band.
  • SHF super high frequency
  • the storage unit 1520 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal.
  • the storage unit 1520 may store information related to a second access node that performs wireless communication using a second wireless access technology.
  • the storage unit 1520 provides stored data according to a request of the controller 1530.
  • the controller 1530 controls the overall operations of the terminal. For example, the controller 1530 transmits and receives a signal through the baseband processor 1510 and the RF processor 1500. In addition, the controller 1530 records and reads data in the storage 1520. To this end, the controller 1530 may include at least one processor. For example, the controller 1530 may include a communication processor (CP) for performing control for communication and an application processor (AP) for controlling a higher layer such as an application program.
  • CP communication processor
  • AP application processor
  • 16 is a block diagram showing the configuration of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may include an RF processor 1500, a baseband processor 1510, a backhaul communication unit 1520, a storage unit 1530, and a controller 1540.
  • the RF processor 1600 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel such as band conversion and amplification of a signal. That is, the RF processor 1600 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 1610 to an RF band signal and transmits the same through an antenna, and transmits an RF band signal received through the antenna to a baseband signal. Downconvert to.
  • the RF processor 1600 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like.
  • the base station may include a plurality of antennas.
  • the RF processor 1600 may include a plurality of RF chains.
  • the RF processor 1600 may perform beamforming. For the beamforming, the RF processor 1600 may adjust the phase and magnitude of each of the signals transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements. The RF processor may perform a downlink MIMO operation by transmitting one or more layers.
  • the baseband processor 1610 performs a conversion function between the baseband signal and the bit string according to the physical layer standard of the system. For example, during data transmission, the baseband processor 1610 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit string. In addition, when receiving data, the baseband processor 1610 restores a received bit string by performing demodulation and decoding on the baseband signal provided from the RF processor 1600. For example, according to the OFDM scheme, when transmitting data, the baseband processor 1610 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream, maps the complex symbols to subcarriers, and then performs IFFT operation and CP insertion. Configure OFDM symbols through.
  • the baseband processor 1610 divides the baseband signal provided from the RF processor 1600 into OFDM symbol units, restores signals mapped to subcarriers through an FFT operation, and then demodulates and decodes the signal. Restore the received bit string through.
  • the baseband processor 1610 and the RF processor 1600 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processor 1610 and the RF processor 1600 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, a communication unit, or a wireless communication unit.
  • the backhaul communication unit 1620 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 1620 converts a bit string transmitted from the base station to another node (for example, an auxiliary base station or a core network) into a physical signal, and converts a physical signal received from the other node into a bit string. .
  • another node for example, an auxiliary base station or a core network
  • the storage unit 1630 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the base station.
  • the storage 1630 may store information on a bearer allocated to the connected terminal, a measurement result reported from the connected terminal, and the like.
  • the storage 1630 may store information that is a criterion for determining whether to provide or terminate multiple connections to the terminal.
  • the storage unit 1630 provides the stored data according to a request of the controller 1640.
  • the controller 1640 controls the overall operations of the base station. For example, the controller 1640 transmits and receives a signal through the baseband processor 1610 and the RF processor 1500 or through the backhaul communication unit 1620. In addition, the controller 1540 records and reads data in the storage 1530. To this end, the controller 1640 may include at least one processor.
  • a transmitter for transmitting a signal in a wireless communication system comprising: a transmitter for transmitting a signal to a receiver;
  • a controller that checks segment offset (SO) information, generates a first layer protocol data unit (PDU) including the SO information, and controls the transmitter to transmit the first layer PDU
  • the first layer PDU may include at least one header and a second layer PDU group corresponding to the header, and the second layer PDU group may include at least one second layer PDU.
  • a receiver for receiving a signal in a wireless communication system the receiver for receiving a signal from the transmitter and the receiver includes a first layer protocol data unit (PDU) including segment offset (SO) information.
  • a control unit configured to control to receive, confirm the SO information, and configure a second layer PDU from the first layer PDU based on the identified SO information, wherein the first layer PDU includes at least one header.
  • the second layer PDU group may include at least one second layer PDU.
  • the singular or plural expressions are selected to suit the circumstances presented for convenience of description, and the present invention is not limited to the singular or plural elements, and the constituent elements expressed in the plural or singular form are singular or singular. Even expressed components may be composed of a plurality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시는 차세대 이동통신 시스템에서 효율적인 Layer 2 계층구조 및 주요 기능을 구성하는 방법 및 장치를 개시한다.

Description

이동 통신 시스템에서 효율적인 레이어 2 기능을 수행하는 방법 및 장치
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 단말 및 기지국 동작을 효율적으로 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
최근 차세대 이동통신 시스템의 발전에 따라 Layer 2 계층 구조 및 주요 기능에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 효율적인 Layer 2 계층 구조 및 주요 기능을 구성하는 방법 및 장치의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 차세대 이동통신 시스템에서 효율적인 Layer 2 계층 구조 및 주요 기능을 구성하는 방법을 제안한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법에 있어서, 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하는 단계; 상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하는 단계; 및 상기 제1계층 PDU를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 방법에 있어서, 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하는 단계; 상기 SO 정보를 확인하는 단계; 및 확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성하는 단계를 포함하며, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 송신기에 있어서, 수신기로 신호를 전송하는 송신부; 및 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하고, 상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하고, 상기 송신부가 상기 제1계층 PDU를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 수신기에 있어서, 송신기로부터 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부가 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하도록 제어하고, 상기 SO 정보를 확인하고, 확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차세대 이동통신 시스템에서 효율적인 Layer 2 계층구조 및 주요 기능을 구성할 수 있다.
도 1은 기존 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 기존 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 기존 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조에서 패킷이 가공되는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 기존 LTE 시스템의 RLC 계층에서 패킷 segmentation 혹은 concatenation을 수행하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 L2 프로토콜 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명에서 제안하는 L2 프로토콜 동작을 도시하는 도면이다.
도 7a , 7b 및 7c는 기존 LTE 시스템에서의 PDCP PDU 포맷을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에서의 PDCP PDU 포맷을 도시하는 도면이다.
도 9a 및 9b는 기존 LTE 시스템에서의 PDCP status report(PDCP 상태 보고) 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에서 제안하는 PDCP status report 포맷을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명에서 multiplexing과 segmentation이 이루어진 개념적인 MAC PDU을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명에서 헤더 부분을 고려해 multiplexing과 segmentation이 이루어진 MAC PDU을 도시하는 도면이다.
도 13은 5G PDCP 계층을 공용으로 사용하는 방안을 도시하는 도면이다.
도 14는 LTE (4G) PDCP 계층을 공용으로 사용하는 방안을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
도 1은 기존 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(100, 110, 120 및 130)과 MME (Mobility Management Entity, 140) 및 S-GW(Serving-Gateway, 150)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말, 160)은 ENB(100 내지 130) 및 S-GW(150)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1에서 ENB(100 내지 130)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(160)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되므로 UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이러한 역할을 ENB(100 내지 130)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC) 방식을 적용한다. S-GW(150)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며 MME(140)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다.
도 2는 기존 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol, 200, 250), RLC(Radio Link Control, 210, 260), MAC (Medium Access Control, 230, 270)으로 이루어진다. PDCP(200, 250)는 IP 헤더 압축 및 복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- Header compression and decompression: ROHC only;
- Transfer of user data;
- In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM;
- For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception;
- Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM;
- Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM;
- Ciphering and deciphering;
- Timer-based SDU discard in uplink.
RLC(210, 260)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- Transfer of upper layer PDUs;
- Error Correction through ARQ (only for AM data transfer);
- Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer);
- Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer);
- Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer);
- Duplicate detection (only for UM and AM data transfer);
- Protocol error detection (only for AM data transfer);
- RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer);
- RLC re-establishment.
MAC(230, 270)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며 RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- Mapping between logical channels and transport channels;
- Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels;
- Scheduling information reporting;
- Error correction through HARQ;
- Priority handling between logical channels of one UE;
- Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling;
- MBMS service identification;
- Transport format selection;
- Padding.
물리 계층(physical layer, 이하 PHY, 240, 280)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고 OFDM 심볼로 만들어서 무선 채널로 전송하거나 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심볼을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행한다.
도 3은 기존 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조에서 패킷이 가공되는 과정을 도시한 도면이다.
PDCP 계층(300)으로 보내지는 패킷을 PDCP SDU(service data unit)라 칭한다. 상기 PDCP SDU는 IP 패킷 (user plane) 혹은 RRC로부터 전송된 제어 정보를 포함한 패킷(control plane)이다. User plane 데이터의 경우엔 header compression(헤더 압축) 동작을 수행할 수 있다. 상기 동작은 헤더 크기를 압축하여 패킷 크기를 줄이는 것이다. 또한 보안을 위해 Ciphering(암호화) 과 integrity protection(무결성 보호)을 수행한다. Ciphering은 패킷을 암호화시켜 특정 수신자만 올바르게 패킷을 디코딩할 수 있도록 해준다. Ciphering은 PDCP PDU(protocol data unit)의 데이터 부분과 MAC-I에 적용되나 PDCP Control PDU에는 상기 ciphering이 적용되지 않는다. Integrity protection은 전송하는 패킷이 잘못된 정보가 포함되도록 오염되는지 여부를 구별하기 위해 사용된다. Integrity protection은 PDCP PDU의 헤더와 데이터 부분에 적용되며, ciphering 전에 수행된다. PDCP PDU에서 PDCP 헤더가 포함된다.
RLC 계층(310)은 PDCP 계층으로부터 전달받은 PDCP PDU(=RLC SDU)을 MAC 계층 (320)이 지시한 크기로 가공 (segmentation(분할) 또는 Concatenation(연접)) 하여 RLC PDU을 구성한다. 상기 RLC 계층에서 수행되는 segmentation과 concatenation은 도 4에서 상세히 설명한다. RLC PDU에는 RLC 헤더가 포함된다. MAC 계층은 MAC 헤더와 MAC payload(페이로드)로 구성된 하나의 MAC PDU을 구성한다. MAC 헤더는 MAC payload에 포함되는 MAC Control Element(CE, 제어 요소) 혹은 MAC SDU에 대응되는 MAC 서브헤더들로 구성된다.
도 4는 기존 LTE 시스템의 RLC 계층에서 패킷 segmentation 혹은 concatenation을 수행하는 과정을 도시하는 도면이다.
RLC 계층은 상위 계층은 PDCP 계층으로부터 RLC SDU(400, 405, PDCP PDU라고도 칭함)들을 전달받는다. 상기 RLC SDU은 MAC 계층이 지시한 크기로 가공된다. 이를 위해 상기 RLC SDU는 segmentation 되거나, 타 RLC SDU 혹은 타 RLC SDU의 segment와 concatenation 된다. 본 예에서는 ARQ가 적용되는 AMD PDU을 고려한다. 초기 전송에서는 두 RLC SDU #1과 RLC SDU #2의 segment가 하나의 RLC PDU을 구성한다. 상기 RLC PDU는 RLC 헤더(410)와 RLC payload(415)으로 구성된다. 상기 RLC 헤더에는 상기 RLC PDU의 성격과 segmentation 혹은 concatenation 정보가 포함된다. 즉 D/C 필드, RF 필드, FI 필드, SN 필드, LI 필드 등이 포함된다.
D/C(Data/Control) 필드는 1 비트로 구성되는 RLC PDU가 control PDU인지 혹은 data PDU인지를 지시하는데 이용된다.
[표 1]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000001
RF(Re-segmentation Flag) 필드는 1 비트로 구성되는 RLC PDU가 AMD PDU인지 AMD PDU segment인지를 지시하는데 이용된다.
[표 2]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000002
FI(Framing Info) 필드는 2 비트로, RLC PDU의 시작과 끝 부분이 RLC의 시작과 끝부분인지 혹은 segmentation 된 부분인지를 지시하는데 이용된다.
[표 3]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000003
SN(Sequence Number) 필드는 RLC PDU의 시퀀스 넘버이다.
LI(Length Indicator) 필드는 RLC UM의 경우엔 11 비트, RLC AM의 경우엔 15 비트로 구성된 RLC PDU의 segment의 크기를 지시하는데 이용된다. 따라서 LI 필드는 하나의 RLC PDU에 포함된 segment의 수에 비례하여 포함되어야 한다.
상기 RLC payload는 RLC SDU #1과 RLC SDU #2의 segment로 구성되며, 두 부분의 경계는 X1 (420)로 지시된다.
이와 같이 구성된 RLC PDU는 MAC 계층으로 전달된다. 그러나 상기 RLC PDU가 성공적으로 전송되지 못하고 RLC 계층의 ARQ 동작에 따라 재전송되어야 할 경우가 발생할 수 있다. ARQ 재전송을 위해 상기 RLC PDU는 다시 re-segmentation될 수 있다. 이를 기존의 AMD PDU와 구별하기 위해 AMD PDU segment라고 칭한다. 예를 들어, 상기 전송 실패하여 재전송되는 AMD PDU는 segmentation되어 두 개의 AMD PDU segment로 재전송될 수 있다. 첫 번째 AMD PDU segment는 기본 AMD PDU의 Y1 크기의 RLC payload 부분(430)을 전송하며, 두 번째 AMD PDU segment는 Y1 크기를 제외한 나머지 RLC payload 부분을 전송한다. 두 번째 AMD PDU segment의 경우엔 원 RLC SDU #1(400)의 일부(X1 - Y1) 부분(420, 430)과 RLC SDU #2(405)의 일부분을 가지고 있게 된다.
AMD PDU segment에도 RLC 헤더(425, 435)가 포함되며, D/C 필드, RF 필드, FI 필드, SN 필드, LSF 필드, SO 필드, LI 필드 등이 여기에 포함될 수 있다. 또한 AMD PDU 대비, LSF 필드, SO 필드가 AMD PDU segment의 RLC 헤더에 추가적으로 포함될 수 있다.
LSF (Last Segment Flag) 필드는 1 비트로, AMD PDU segment의 마지막 바이트가 AMD PDU의 마지막 바이트와 일치되는지 여부를 지시하는데 이용된다.
[표 4]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000004
SO(Segment Offset) 필드는 15 혹은 16 비트로, AMD PDU segment가 AMD PDU의 어느 위치에 존재하는지를 지시하는데 이용된다. 도 4의 첫 번째 AMD PDU segment 헤더에 포함된 SO 값은 0(바이트), 두 번째 AMD PDU segment 헤더에 포함된 SO 값은 Y1이 된다. AMD PDU, 첫 번째 ADM PDU segment, 두 번째 ADM PDU segment의 헤더에 포함되는 필드들의 예시 값은 445, 450, 455를 참고한다.
앞서 기술한 기존 LTE의 PDCP와 RLC 계층의 주요 기능을 살펴보면 PDCP 계층의 기능은 security(보안), ARQ(automatic repeat request, 자동 재전송 요구), Re-ordering(재배열), Duplicate detection(중복 감지)로 요약되며, RLC 계층의 주요 기능은 ARQ, Re-ordering, Duplicate detection, segmentation 및 concatenation으로 요약된다. PDCP 계층은 PDCP re-establishment(PDCP 재수립) 등 특정 경우에 재전송을 수행한다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 보다 효율적인 패킷 전송을 위해 기존의 LTE 프로토콜 계층보다 단순한 구조 및 중복 기능의 집중화 등이 필요하다. 실제 기존 LTE 프로토콜 계층에서 RLC 계층에서 수행하는 segmentation 및 concatenation 동작은 많은 오버헤드를 일으키고 있으며 PDCP와 RLC 계층에서 중복하여 수행하고 있는 동작들을 특정 계층에서만 맡아 수행하는 개선책을 고려할 수도 있다.
본 발명에서는 차세대 이동 통신 시스템을 위해, 기존의 RLC 계층을 삭제하고 개선된 기능을 가진 PDCP, MAC 계층으로 구성된 새로운 L2 프로토콜 구조를 제안한다. 상기 L2 프로토콜 구조에서 PDCP 계층은 기존에 수행하였던 동작에 더하여 단독으로 ARQ와 Re-ordering, Duplicate detection 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 또한 MAC 계층과 직접 연결될 것이므로 HARQ reordering 동작을 추가적으로 수행해야 한다. 반면, MAC 계층에서는 LTE의 RLC 계층에서 전담했던 segmentation 및 concatenation 동작을 수행하며 재전송으로 수행되었던 RLC SDU의 re-segmentation 동작을 배제하는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 ARQ 동작을 기존의 RLC PDU가 아닌 PDCP PDU 기반으로 수행하기 때문에 가능해진다. 새로운 MAC 계층은 PDCP 계층과 직접 연결될 것이므로 PDCP PDU을 multiplex 및 de-multiplex(다중화 및 역다중화)하는 가능을 가지고 있어야 한다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 L2 프로토콜 구조를 도시하는 도면이다. 도 5에 따르면, 제어 패킷 (control plane)은 RRC(500) 혹은 상위 계층(540)에서 생성되며, CCCH(Common Control Channel, 530)에 속하는 common control(공용 제어) 패킷은 논리적으로 PDCP 계층(510)을 거치지 않고, 바로 MAC 계층(520)으로 전달된다. DCCH(Dedicated Control Channel, 550)에 속하는 dedicated control(전용 제어) 패킷은 PDCP 계층을 경유하여 MAC 계층으로 전달된다. 이 외, DTCH(Dedicated Traffic Channel, 570)에 속하는 데이터 패킷(user plane, 560)은 PDCP 계층을 경유하여 MAC 계층으로 전달된다.
도 6은 본 발명에서 제안하는 L2 프로토콜 동작을 도시하는 도면이다. 도 6에 따르면, 전송단으로 전송할 패킷(600)이 전달되면 PDCP 계층은 상기 패킷에 대해, header compression(605), ciphering(610), PDCP 헤더 포함(615)을 수행한다. 상기 구성이 완료된 PDCP PDU는 송신 버퍼(620)에 저장된다. PDCP는 FIFO(first in, first out) rule에 따라, 버퍼에 저장된 PDCP PDU을 순차적으로 하위 계층인 MAC 계층으로 전달한다. 또한 상기 MAC 계층으로 한번 전달된 PDCP PDU는 바로 삭제하는 것이 아니라 ARQ 재전송을 염두하고, 소정의 조건이 만족할 때까지 상기 버퍼에 저장을 지속한다.
상기 PDCP PDU을 수신한 MAC 계층은 MAC PDU 크기에 따라, segmentation 혹은 concatenation을 수행한다(625). 이후 MAC 헤더가 추가되어(630) MAC PDU을 구성한다. 상기 MAC 계층에서 segmentation 혹은 concatenation 동작이 수행되므로 기존 MAC 헤더에 이와 관련된 필드들이 추가적으로 필요할 것이다. 구체적인 필드는 뒤에서 상세히 설명한다.
수신단에서 수신된 MAC PDU에 대해 MAC 계층은 MAC 헤더를 제거하고, de-multiplexing을 수행한다(635). 복수 개의 MAC PDU들을 통해 수신된 PDCP PDU는 (필요시) reassembly된다(640). 상기 구성이 완료된 PDCP PDU는 PDCP 계층으로 전달된다. 상기 PDCP 계층은 상기 PDU을 수신 버퍼에 저장한다(645). 상기 MAC 계층에서 HARQ 동작이 수행되기 때문에 상기 PDCP PDU는 SN에 따라 순차적으로 PDCP 계층에 전달되지 않는다. 따라서 reordering 동작이 필요하게 된다. 또한 중복된 PDCP PDU가 MAC 계층으로부터 전달될 수도 있으므로 duplicate detection 및 중복 PDCP PDU 삭제가 수행되며 이러한 동작은 PDCP 계층에 의해 이루어진다. 수신단의 PDCP 계층은 소정의 조건 혹은 시간이 지나도 PDCP PDU가 전달되지 않는다면 ARQ 재전송을 위해 피드백 정보를 송신단으로 전송한다. 상기 피드백 정보에는 성공적으로 수신하지 못한 PDCP PDU의 정보가 포함되며 상기 정보는 주로 비트맵 형식으로 구성된다. 상기 피드백 정보를 수신한 송신단에서는 상기 성공적으로 전달되지 않은 PDCP PDU을 재전송한다. PDCP PDU 전체가 재전송되므로 기존 RLC 계층에서 수행하였던 re-segmentation 동작이 불필요하게 된다. 성공적으로 수신된 PDCP PDU는 PDCP 헤더가 제거되고(650), deciphering(655), decompression (660)를 거친 후, PDCP SDU로 생성된다(665).
도 7a, 7b 및 7c는 기존 LTE 시스템에서의 PDCP PDU 포맷을 도시하는 도면이다.
PDCP data PDU 포맷은 PDCP SN(710)의 길이에 따라 달라진다. PDCP SN은 RB establishment시 설정된다. 옵션으로 MAC-I가 PDCP data PDU에 포함될 수 있다. 도 7a는 7 비트의 PDCP SN을 가진 user plane PDCP data PDU 포맷을 나타낸다. 도 7b는 12 비트의 PDCP SN을 가진 user plane PDCP data PDU 포맷을 나타낸다. 도 7b의 경우 첫 번째 Octet에 3 비트의 reserved bit(730)을 가지고 있다. 도 7c는 15 비트의 PDCP SN을 가진 user plane PDCP data PDU 포맷을 나타낸다. PDCP SN 이후에 data(710)가 이어 삽입되며, 모든 포맷엔 D/C 필드(700)이 포함된다.
도 8은 본 발명에서의 PDCP PDU 포맷을 도시하는 도면이다.
차세대 이동 통신 시스템에서는 기존보다 더 빠른 고속 전송이 가능하다고 가정할 수 있다. 따라서 기존의 최대 15 비트의 PDCP SN은 부족할 수 있다. 따라서 최소 15 비트보다 확장된 길이를 가진 PDCP SN을 가진 PDCP data PDU 포맷이 요구된다. 본 발명에서는 총 18 비트의 PDCP SN을 가지며, 첫 Octet에 D/C 필드와 5 비트의 reserved bit, 그리고, PDCP SN의 일부가 포함되는 PDCP data PDU 포맷(800)을 제안한다.
도 9a 및 9b는 기존 LTE 시스템에서의 PDCP status report(PDCP 상태 보고) 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
기존 LTE 시스템에서는 재전송 기법을 지원하기 위해 PDCP 계층의 PDCP status report, RLC 계층의 STATUS PDU을 정의하고 있다. 상기 포맷들은 성공적으로 수신하지 못한 패킷의 정보를 송신단에 지시하기 위한 목적으로 정의되었다. 기존 RLC STATUS PDU는 유실된 패킷(RLC PDU)의 SN과 패킷 내 유실 구간을 SOstart, 및 SOend필드를 통해 지시하는 것을 특징으로 한다.
그러나 고속 전송을 전제로 하는 차세대 이동 통신 시스템에서 PDCP PDU 유실은 드물게 발생하지만 유실 발생 시 하나의 MAC PDU에 복수 개의 연접한 PDCP PDU가 삽입될 것이므로 유실이 연접해서 다량으로 발생할 것이라는 특징을 고려할 때 유실된 패킷의 SN을 모두 지시하는 기존의 RLC STATUS PDU 포맷은 적합하지 않으며 기존의 PDCP status report 포맷을 기반으로 새로운 포맷을 정의하는 것이 더 적합할 것으로 생각된다.
도 9a는 18 비트 SN을 적용한 PDCP status report 포맷이다. 상기 PDCP status report는 PDCP re-establishment, 1로 설정된 polling bit P 필드를 수신하는 경우, t-StatusReportType1 타이머 만료 등의 사건이 발생할 때 전송된다. 상기 포맷은 D/C 필드(900), PDU Type 필드(910), FMS 필드(930), Bitmap 필드(940)로 구성된다.
PDU type 필드는 3 비트로, PDU의 종류를 지시하는데 이용된다. 상세한 PDU 종류는 하기 표 5와 같다.
[표 5]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000005
FMS(First missing PDCP SN) 필드는 적용하는 SN 길이와 동일한 비트로 구성되며 첫 유실된 PDCP SDU의 PDCP SN을 지시하는데 이용된다.
Bitmap 필드는 가변적인 길이를 가지며, 길이가 0이 될 수도 있다. 상기 필드는 FMS 필드로 지시된 PDCP SDU 이후 성공적으로 수신된 PDCP SDU을 지시하는데 이용된다. 예를 들어 상기 필드의 첫 번째 octet의 MSB는 (FMS + 1) modulo (Maximum_PDCP_SN + 1)의 PDCP SN을 가진 PDCP SDU가 수신되었는지 여부를 지시하는데 이용된다. 상기 필드의 첫 번째 octet의 LSB는 (FMS + 8) modulo (Maximum_PDCP_SN + 1)의 PDCP SN을 가진 PDCP SDU가 수신되었는지 여부를 지시하는데 이용된다. 상기 비트맵 필드 내의 각 비트의 의미는 아래와 같다.
[표 6]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000006
도 9b는 LWA(LTE-WiFi link aggregation) 기술에서 15 비트 SN을 적용한 PDCP status report 포맷이다. 상기 PDCP status report는 1로 설정된 polling bit P 필드를 수신하는 경우, t-StatusReportType2 타이머 만료 등의 사건이 발생할 때 전송된다. 상기 포맷은 도 9a의 PDCP status report 포맷에 HRQ 필드, NMP 필드를 추가적으로 포함한다.
NMP(number of missing PDUs) 필드는 적용하는 SN 길이와 동일한 비트로 구성되며, FMS 필드로 지시된 PDCP SDU 부터 유실된 PDCP PDU의 수를 지시하는데 이용된다.
HRW(Highest received SN on WLAN) 필드는 적용하는 SN 길이와 동일한 비트로 구성되며, 가장 높은 PDCP COUNT 값을 가진 WLAN에서 수신된 PDCP SDU의 PDCP SN을 지시한다.
그러나 고속 전송을 전제로 하는 차세대 이동 통신 시스템에서 상기 기존의 PDCP status report 역시 ARQ 동작에 적합하지 않다. 특히 PDCP PDU 유실은 드물지만 연접해서 발생한다는 특징을 고려할 때 더욱 그러하다. 예를 들어, n번째 PDCP와 n+16000번째 PDCP가 유실된다면 상기 Bitmap 필드도 역시 2000 바이트의 매우 큰 사이즈가 필요하게 된다. 또한 LWA에 적용되는 status report는 ARQ 목적이 아닌 flow control(흐름 제어) 목적이다. 따라서 기존 PDCP status report을 참고하되 PDCP PDU 유실을 지시하기 위한 새로운 포맷과 트리거 조건이 정의될 필요가 있다.
도 10은 본 발명에서 제안하는 PDCP status report 포맷을 도시하는 도면이다.
상기 언급하였듯이 PDCP PDU 유실이 드물지만 연접해서 발생한다는 것을 착안하여 본 발명에서 제안하는 PDCP status report 포맷은 연접해 발생하는 유실된 PDCP PDU의 묶음에서 첫 번째 유실된 PDCP PDU의 SN과 이 후 연접하여 발생한 유실된 PDCP PDU의 수를 지시하는 것을 특징으로 한다. 또한 복수 개의 연접하여 발생하는 유실된 PDCP PDU의 묶음들은 하나의 PDCP status report 포맷에 포함될 수도 있어야 한다.
상기 조건에 따라 제안하는 포맷은 ACK SN 필드(1015)와 함께, 상기 유실된 PDCP PDU의 묶음에서 첫 번째 유실된 PDCP PDU의 SN을 지시하는 MS(Missing SN) 필드(1025, 1040)와 이 후 연접하여 발생한 유실된 PDCP PDU의 수를 지시하는 NCMP(Number of Consecutive Missing PDUs) 필드(1030, 1045)로 구성되는 것을 특징으로 한다. MS 필드와 NCMP 필드는 연속하여 삽입되며, 하나의 짝을 이룬다. 즉 MS 필드가 지시하는 첫 번째 유실된 PDCP PDU에 이어 발생하는 유실된 PDU의 수는 짝을 이루는 NCMP 필드로 지시한다. 상기 NCMP 필드는 상기 첫 번째 유실된 PDCP PDU까지 count할 수도 있으며 그렇지 않을 수도 있다. 복수 개의 MS 필드와 NCMP 필드는 하나의 PDCP status report 포맷에 포함될 수 있다.
또한 상기 제안하는 포맷에는 D/C 필드(1000), PDU Type 필드(1005), ACK SN 필드(1015)가 포함된다. 이 때 D/C 필드는 control PDU을 지시하는 ‘0’ 값으로 설정되며, PDU Type 필드는 PDCP status report을 지시하는 ‘000’ 값으로 설정하거나 혹은 기존의 reserved 값(011 내지111) 중 하나를 신규 PDCP status report를 지시하는 값으로 정의하여 이를 설정할 수 있다. ACK SN 필드는 RLC STATUS PDU에 포함되는 필드와 정의가 동일하며, 상기 MS 필드와 NCMP 필드로 지시되는 유실된 PDCP PDU을 제외하고 상기 필드가 지시하는 PDCP PDU까지 상기 PDCP status report가 수신단에 수신되었음을 지시한다. 또한 PDCP status report가 고려하는 포맷의 통일성을 위해 reserved bit (1010, 1020 및 1035)들을 삽입할 수 있다. 이러한 reserved bit는 생략될 수 있으며, 상기 MS필드, NCMP 필드, ACK SN에 할당되는 비트의 수도 도면과 달리 정의될 수있으며 그러므로 포맷 내의 각 필드의 위치 및 구성은 바뀔 수 있다.
상기 제안하는 PDCP status report는 1로 설정된 polling bit P 필드를 수신하는 경우, t-StatusReportType3 타이머 만료 등이 발생할 때 전송될 수 있으며 추가적으로 PDCP 전송 버퍼에서 마지막 PDCP PDU가 전송될 때 혹은 전송된 후에도 전송될 수 있다. 또는 PDCP 수신단에서 유실된 PDU가 감지될 경우에도 전송될 수 있다. 또한 폴링 시에 polling timer을 적용할 수 있다. 즉 PDCP 송신단에서 1로 설정된 polling bit P필드를 포함한 PDU을 전송한 후 하나의 타이머를 동작시키며, 상기 타이머가 만료되면 송신단은 다시 1로 설정된 polling bit P필드를 포함한 PDU을 전송할 수 있다. 또는 특정 수의 PDU 혹은 바이트를 전송한 후 송신단은 1로 설정된 polling bit P필드를 포함한 PDU을 전송할 수 있다. 또는 PDCP 수신단에서 PDCP status report을 전송한 후 하나의 타이머를 동작시키며 상기 타이머가 만료되면 다시 status report을 전송할 수 있다.
아래에서는 PDCP 기능으로 In sequence delivery, duplicate detection, HARQ reordering에 대해 기술한다.
In-sequence delivery, duplicate detection, Reordering(dual connectivity(이중 접속) 적용시 split bearer의 경우 하나의 PDCP가 두 개의 RLC를 이용해 데이터를 송수신하므로 PDCP 계층에서의 reordering이 수행된다)은 이미 정의되어 있다. Reordering의 경우 split bearer가 아니라면, reordering의 타이머(t-reordering) 값을 낮은 값으로 설정할 수도 있다. 하나의 최적화 방안으로 t-ordering 을 첫 번째 유실 PDU 대신에 마지막 유실 PDU에서 시작할 수도 있다.
이제까지 제안하는 L2 프로토콜 구조에서 PDCP 계층의 개선 방안에 대해 기술하였다. 새롭게 제안하는 MAC 계층에서는 (de-)multiplexing, segmentation 및 reassembly(재조립)이 수행되어야 한다. 상기 multiplexing을 위해서는 LCID(logical channel ID)와 Length field가 필요하며, segmentation 및 reassembly을 위해서는 SN과 segmentation info(분할 관련 정보)가 필요하다.
도 11은 본 발명에서 multiplexing과 segmentation이 이루어진 개념적인 MAC PDU을 도시하는 도면이다. 도 11에 따르면, 상기 도면에서 각 MAC PDU들은 다른 색들로 구성된 복수 개의 PDCP PDU들로 구성되어 있다. 동일한 색깔의 PDCP PDU는 동일한 우선 순위를 가진 하나의 MAC SDU 그룹에 속한다. 하나의 MAC SDU 그룹에 속한 복수 개의 PDCP PDU(1100 내지 1105)가 MAC PDU 1의 일부를 차지하고 나머지 부분을 다른 MAC SDU 그룹에 속한 복수 개의 PDCP PDU(1110 내지 1115)가 차지한다. 이러한 정렬은 MAC SDU의 우선순위에 따를 수 있다.
만약 마지막 PDCP PDU( 전체를 MAC PDU1에 포함시키지 못하여 일부(1115)만 삽입이 가능하다면 상기 마지막 PDCP PDU는 segmentation 된다. MAC PDU 2에서도 비슷하게 상기 마지막 PDCP PDU의 일부(1130)만 삽입되고 마지막 MAC PDU 3에 상기 마지막 PDCP PDU()의 나머지 부분(1150)을 모두 삽입할 수 있다. 상기 예시와 같이 multiplexing 및 segmentation을 고려할 때 수신단에서 이를 다시 de-multiplexing 및 assembly하기 위해 필요한 정보를 헤더에 포함시켜야 한다. 본 도면에 개시된 것은 개념적인 MAC PDU이며 실제 MAC PDU의 선두 부분 또는 특정 부분에 상기 필요한 정보를 포함하는 헤더가 추가적으로 포함되어야 한다.
도 12는 본 발명에서 헤더 부분을 고려해 multiplexing과 segmentation이 이루어진 MAC PDU을 도시하는 도면이다. 기존 기술에서는 각 MAC CE 혹은 MAC SDU(logical channel)에 대응하는 서브헤더들이 모두 MAC PDU의 선두 부분에 위치하며, 각 서브헤더마다 다음에 다른 서브헤더가 삽입되는지 또는 MAC CE 혹은 MAC SDU가 삽입되는지를 나타내기 위한 E 필드가 추가된다.
본 발명에서는 기존의 서브헤더 별로 삽입되는 E 필드로 인한 오버헤드를 제거하기 위해, 각 MAC SDU 그룹(logical channel)의 선두 부분에 서브헤더(1200, 1210)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 각 서브헤드에는 LCID 필드(1220), MAC SDU 내 PDCP PDU의 수(1225), 각 PDCP PDU 혹은 segmented PDCP PDU의 길이(1230), S1 필드(1235)가 포함될 수 있다. S1 필드는 1비트로, 상기 MAC SDU 내에 segmented PDCP PDU가 포함되는지 여부를 지시한다. 상기 Segmented PDCP PDU가 존재하는지 여부에 따라 추가적으로 Last or First 필드(1240), LSF 필드 (1245), SN 필드(1250), SO 필드(1255) 중 적어도 하나가 추가될 수 있다.
Last or First 필드(1240)는 segmented PDCP PDU가 MAC SDU 그룹에서 선두 부분인지 혹은 마지막 부분인지를 지시하는데 이용된다. LSF (Last Segment Flag) 필드(1245)는 아래 표 7과 같이 segmented PDCP PDU의 마지막 바이트가 MAC SDU 그룹의 마지막 부분과 일치되는지 여부를 지시한다.
[표 7]
Figure PCTKR2017005190-appb-I000007
SN 필드(1250)는 상기 segmented PDCP PDU의 SN 이다. SO (Segment Offset) 필드(1255)는 원 PDCP PDU에서 상기 segmented PDCP PDU의 위치를 지시하는데 이용된다.
상기 segmentation은 L2 계층에 큰 오버헤드를 발생시키는 동작이므로 segmentation 설정 여부는 상하향링크에 따라 별개로 결정될 수 있다. 실제 20 MHz DL system bandwidth을 고려할 때 최대 TB 크기는 10992 바이트이며, 차세대 이동 통신 시스템의 DL system bandwidth을 100 MHz로 가정한다면 최대 TB 크기는 무려 54960 바이트로 계산된다. 일반적인 IP 패킷의 크기가 1500 바이트임을 고려할 때, 하향링크에서 기지국은 burden(부담)이 많은 segmentation 동작 없이 MAC PDU 구성을 제어할 수 있다. 따라서 하향링크에서는 segmentation을 허용하지 않지만 상향링크에서는 segmentation을 허용할 수 있다. 또는 segmentation 설정 여부는 기지국이 지시한 TB 크기에 따라 결정될 수 있다. 만약 segmentation이 설정된다면 S1 필드가 상기 서브헤더에 포함되어야 한다. 그러나 그렇지 않은 경우엔 S1 필드는 서브헤더에 포함될 필요가 없다. 따라서 상기 S1 필드에 할당되는 비트를 PDCP PDU의 길이를 나타내는데 활용할 수 있다.
다시 말해서 segmentation이 설정된 경우의 MAC PDU 포맷과 segmentation이 설정되지 않은 MAC PDU 포맷은 아래와 같이 서로 다르게 설정될 수 있다. MAC PDU 포맷에 대해서는 다양한 실시예가 가능하며, 아래 예에서는 하나의 PDCP PDU 별로 하나의 MAC 서브헤더가 포함되고, MAC 서브헤더는 해당 PDCP PDU에 대한 LCID필드, Length 필드 및 S1 필드로 구성되는 실시예를 고려한다.
- Segmentation이 설정된 경우, MAC subheader의 소정의 필드가 segmentation header 존재 여부를 지시하는 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어 MAC subheader는 n 비트 LCID, m 비트 Length 필드, 1 비트 S1으로 구성될 수 있다. (제1 구조)
- Segmentation이 설정되지 않은 경우, 상기 MAC header의 소정의 필드(상기에서는 S1 필드)는 다른 용도, 예컨대 상기 MAC header와 관련된 MAC SDU(또는 PDCP PDU)의 크기를 나타내는 필드를 확장하는 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어 MAC 서브헤더는 n 비트 LCID, (m+1) 비트 Length 필드로 구성될 수 있다. (제2 구조)
Segmentation 여부는 일정한 조건에 따를 수도 있고, 기지국이 단말 별로 설정할 수도 있다. 예를 들어 하향링크에서는 Segmentation을 사용하지 않고 상향링크에서는 Segmentation을 사용하도록 설정될 수 있다. 이 경우 단말은 상향링크로 전송할 MAC PDU를 구성할 때 제1 구조의 MAC 서브 헤더를 적용하고, 하향링크로 수신한 MAC PDU를 처리함에 있어서, 제2 구조의 MAC 서브 헤더를 적용할 수 있다. 또는 상향링크에서는 Segmentation을 사용하되, 하향링크에서는 Segmentation 사용 여부를 기지국이 단말별로 RRC 제어 메시지를 사용해서 설정할 수도 있다. 또는 상기 Segmentation 사용 여부는 기지국의 시스템 정보를 통해 불특정 다수의 단말들에게 전달될 수도 있다.
또는 소정의 조건 충족이 충족될 경우 Segmentation을 사용하도록 설정할 수 있다. 예를 들어 MAC PDU의 크기(또는 Transport Block의 크기)를 기준으로 Segmentation 사용 여부를 판단할 수 있다. 단말은 전송하고자 하는 MAC PDU의 크기가 소정의 x 바이트에 미달하면 Segmentation을 적용하는 경우의 제1 구조의 MAC 서브헤더를 적용해서 MAC PDU를 생성하고, x 바이트를 초과하면 Segmentation을 고려하지 않은 제2 구조의 MAC 서브 헤더를 적용해서 MAC PDU를 생성한다. 또는 단말은 수신한 MAC PDU의 크기가 소정의 y 바이트에 미달하면 Segmentation을 적용하는 경우의 제1 구조의 MAC 서브헤더를 적용해서 MAC PDU를 처리하고, y 바이트를 초과하면 Segmentation을 고려하지 않은 제2 구조의 MAC 서브 헤더를 적용해서 MAC PDU를 처리한다. 상기 x와 y는 RRC 제어 메시지를 통해, 또는 시스템 정보를 통해 기지국이 단말에게 통보한다. 제1 구조의 MAC 서브 헤더와 제 2구조의 MAC 서브 헤더는 특정 필드의 길이(예를 들어 Length 필드)가 서로 다르고 특정 필드의 존재 여부가 서로 다를 수 있다.
도 13과 14는 본 발명에서 기존 LTE 시스템과의 연동 방법을 도시하는 도면들이다.
기존의 Dual Connectivity 기술에서의 RAN split 구조와 같이 단말은 LTE 기지국과 5G 기지국과 동시에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이 때 LTE 시스템에서도 본 발명과 유사한 방식으로 동작하여야 5G와 연동이 자연스러울 수 있다.
도 13은 5G PDCP 계층을 공용으로 사용하는 방안을 도시하는 도면이다.
도 13에 따르면, 5G PDCP계층(1300)에서 ARQ 동작이 수행되므로, 4G RLC계층(1310)에서는 ARQ 동작이 수행될 필요가 없다. 따라서 4G RLC계층(1310)을 ARQ가 동작하지 않는 RLC UM(Unacknowledged Mode) 모드로 설정한다. 또한 5G PDCP 계층(1300)에서 HARQ reordering도 수행하므로, 4G RLC 계층(1310)에서 HARQ reordering을 수행할 필요가 없다. 본 발명에서 제안하는 ARQ 동작이 5G PDCP 계층(1300)에서 수행될 것이기 때문에 이와 같은 구조는 ARQ 성능을 극대화할 시킬 수 있다.
도 14는 LTE (4G) PDCP 계층을 공용으로 사용하는 방안을 도시하는 도면이다.
4G PDCP 계층(1400)을 공용으로 사용하는 경우, 본 발명에서 제안하는 ARQ 동작을 완벽하게 4G PDCP 계층(1400)에서 수행할 수 없다. 예를 들어 PDCP status report 및 polling은 주기적으로 설정되어야 하며, 본 발명에서 제안하는 PDCP status report 포맷이 사용될 수도 없다. 따라서 PDCP에서 ARQ 동작을 수행하되 그 성능은 다소 제한될 것이다. 4G RLC 계층(1410)은 역시 ARQ가 동작하지 않은 RLC UM 모드로 설정하고, HARQ reordering을 수행할 필요가 없다.
또한 본 발명에 따르면 송신기가 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법에 있어서, 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하고, 상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하고, 상기 제1계층 PDU를 전송할 수 있으며, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함할 수 있다.
또한 수신기가 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 방법에 있어서, 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하고, 상기 SO 정보를 확인하고, 확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성할 수 있으며, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 15를 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency) 처리부(1500), 기저대역(baseband) 처리부(1510), 저장부(1520) 및 제어부(1530)를 포함한다.
상기 RF 처리부(1500)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉 상기 RF 처리부(1500)는 상기 기저대역 처리부(1510)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어 상기 RF 처리부(1500)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 15에서 하나의 안테나만이 도시되었으나 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(1500)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(1500)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1500)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO 통신을 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1510)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어 데이터 송신 시 상기 기저대역 처리부(1510)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한 데이터 수신 시 상기 기저대역 처리부(1510)은 상기 RF 처리부(1500)로부터 제공되는 기저대역 신호에 대한 복조 및 복호화를 수행하여 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시 상기 기저대역 처리부(1510)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심볼들을 구성한다. 또한 데이터 수신 시 상기 기저대역 처리부(1510)은 상기 RF 처리부(1500)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심볼 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 기저대역 처리부(1510) 및 상기 RF 처리부(1500)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(1510) 및 상기 RF 처리부(1500)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(1510) 및 상기 RF 처리부(1500) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(1510) 및 상기 RF 처리부(1500) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(일례로 IEEE 802.11), 셀룰러 망(일례로 LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF, 일례로 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(일례로 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부(1520)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히 상기 저장부(1520)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1520)는 상기 제어부(1530)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1530)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1530)는 상기 기저대역 처리부(1510) 및 상기 RF 처리부(1500)을 통해 신호를 송수신한다. 또한 상기 제어부(1530)는 상기 저장부(1520)에 데이터를 기록하고 읽는다. 이를 위해 상기 제어부(1530)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 제어부(1530)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF 처리부(1500), 기저대역 처리부(1510), 백홀 통신부(1520), 저장부(1530) 및 제어부(1540)를 포함할 수 있다.
상기 RF 처리부(1600)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(1600)는 상기 기저대역 처리부(1610)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어 상기 RF 처리부(1600)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도 16에서 하나의 안테나만이 도시되었으나 상기 기지국은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부(1600)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가 상기 RF 처리부(1600)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(1600)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
상기 기저대역 처리부(1610)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어 데이터 송신 시 상기 기저대역 처리부(1610)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한 데이터 수신 시 상기 기저대역 처리부(1610)은 상기 RF 처리부(1600)로부터 제공되는 기저대역 신호에 대한 복조 및 복호화 수행을 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어 OFDM 방식에 따르는 경우 데이터 송신 시 상기 기저대역 처리부(1610)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한 데이터 수신 시 상기 기저대역 처리부(1610)은 상기 RF 처리부(1600)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역 처리부(1610) 및 상기 RF 처리부(1600)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라 상기 기저대역 처리부(1610) 및 상기 RF 처리부(1600)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀 통신부(1620)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉 상기 백홀 통신부(1620)는 상기 기지국에서 다른 노드(예를 들어 보조기지국 또는 코어망 등)로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 저장부(1630)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히 상기 저장부(1630)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한 상기 저장부(1630)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1630)는 상기 제어부(1640)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1640)는 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어 상기 제어부(1640)는 상기 기저대역 처리부(1610) 및 상기 RF 처리부(1500)을 통해 또는 상기 백홀 통신부(1620)을 통해 신호를 송수신한다. 또한 상기 제어부(1540)는 상기 저장부(1530)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해 상기 제어부(1640)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
또한 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 송신기에 있어서, 수신기로 신호를 전송하는 송신부 및
세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하고, 상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하고, 상기 송신부가 상기 제1계층 PDU를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함할 수 있다. 또한 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 수신기에 있어서, 송신기로부터 신호를 수신하는 수신부 및 상기 수신부가 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하도록 제어하고, 상기 SO 정보를 확인하고, 확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함할 수 있다.상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하는 단계;
    상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하는 단계; 및
    상기 제1계층 PDU를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SO 정보는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 분할된 제2계층 PDU 세그먼트(segment)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 SO 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 제2계층 PDU의 수를 지시하는 정보 및 상기 포함된 제2계층 PDU의 길이를 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하는 단계;
    상기 SO 정보를 확인하는 단계; 및
    확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 SO 정보는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 분할된 제2계층 PDU 세그먼트(segment)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 SO 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 제2계층 PDU의 수를 지시하는 정보 및 상기 포함된 제2계층 PDU의 길이를 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 송신기에 있어서,
    수신기로 신호를 전송하는 송신부; 및
    세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 확인하고, 상기 SO 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 생성하고, 상기 송신부가 상기 제1계층 PDU를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 SO 정보는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 분할된 제2계층 PDU 세그먼트(segment)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 SO 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 제2계층 PDU의 수를 지시하는 정보 및 상기 제2계층 PDU의 길이를 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  13. 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 수신기에 있어서,
    송신기로부터 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 수신부가 세그먼트 오프셋(segment offset, SO) 정보를 포함하는 제1계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)를 수신하도록 제어하고, 상기 SO 정보를 확인하고, 확인된 상기 SO 정보를 기반으로 상기 제1계층 PDU로부터 제2계층 PDU를 구성하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1계층 PDU는 적어도 하나의 헤더(header)와 상기 헤더에 상응하는 제2계층 PDU 그룹으로 구성되며, 상기 제2계층 PDU 그룹은 적어도 하나의 제2계층 PDU를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 SO 정보는 상기 제2계층 PDU 그룹에 포함되는 분할된 제2계층 PDU 세그먼트(segment)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 헤더는 상기 SO 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
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