KR100736484B1

KR100736484B1 - 이동통신의 ｈｓｄｐａ시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법

Info

Publication number: KR100736484B1
Application number: KR1020010021597A
Authority: KR
Inventors: 여운영; 이영대
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-04-21
Filing date: 2001-04-21
Publication date: 2007-07-06
Also published as: KR20020081954A

Abstract

본 발명은 3GPP 비동기식(UMTS) 이동통신 HSDPA(High Speed Downlink Packet Acsess)시스템에서 다중접속제어(MAC)계층과 무선링크제어계층(RLC)의 버퍼관리에 관한 것으로, 특히 MAC버퍼와 RLC버퍼가 공존하는 상황에서 효율적인 버퍼 관리방법을 통해 HSDPA시스템이 기존의 제3세대 무선통신시스템과 공존할 수 있도록 한 이동통신의 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이동통신의 ＨＳＤＰＡ시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법은, 맥(MAC)계층을 확장하여 데이터버퍼인 맥(MAC)버퍼를 부가하는 단계와; 상위 RLC계층에서 상기 맥버퍼에 데이터를 전송하여 저장하는 단계와; 상기 RLC버퍼와 맥버퍼의 효율적인 관리를 위해 데이터 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계와; 맥계층의 버퍼 상태에 따라 추가 데이터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신의 ＨＳＤＰＡ시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법{Method of managing buffer for supporting HSDPA system dynamic in mobile system}

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 3GPP UMTS(비동기방식)시스템 블럭도

도 2는 3GPP 무선접속망 규격에 따른 무선 인터페이스 프로토콜의 구조

도 3은 3GPP 규격에 따른 무선접속망 구성요소별 프로토콜 계층구조 예

도 4는 UTRAN측 RLC계층과 MAC계층에서의 구조

도 5는 RLC버퍼의 구조 및 RLC버퍼의 상태지시자

도 6은 HSDPA시스템의 MAC계층 구조

도 7은 HSDPA시스템을 지원하는 무선접속망의 구성요소별 프로토콜 계층구조

도 8은 HSDPA시스템의 MAC버퍼 구조 및 MAC버퍼 상태지시자

도 9는 HSDPA시스템의 RLC버퍼구조 및 RLC버퍼 상태지시자

도 10은 본 발명의 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 흐름도

도 11은 추가적인 RLC PDU의 공급을 RLC계층에 요청하기 위한 순서도 (MAC계층에 의해 유발되는 경우)

도 12는 추가적인 RLC PDU를 MAC버퍼에 공급하기 위한 순서도 (RLC계층에 의해 유발되는 경우)

좀 더 구체적으로 설명하면, 맥(MAC)계층을 확장하여 RNC의 노드 B에 데이터버퍼인 맥(MAC)버퍼를 부가하고 상위 RLC계층에서 상기 맥버퍼에 데이터를 전송하여 맥 PDU형태로 맥버퍼에 저장하며, 상기 RLC버퍼와 맥버퍼의 효율적인 관리를 위해 RLC 계층및 MAC계층간에 데이터 재전송 및 버퍼상태를 갱신하여 맥계층의 버퍼 상태에 따라 추가 RLC PDU를 MAC계층의 요구 또는 RLC 계층에서 스스로 제공하게 하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 일본의 ARIB, 유럽의 ETSI, 미국의 T1, 한국의 TTA 및 일본의 TTC 등은 제3세대 공동프로젝트(Third Generation Partnership Project ; 이하, 3GPP라 약칭함)라는 프로젝트를 통해 음성, 영상 및 데이터와 같은 멀티미디어 서비스를 무선환경에서도 제공할 수 있는 제3세대 이동통신 시스템을 개발 중에 있다.

3GPP를 통한 차세대 이동통신 기술은 유럽 무선통신망 표준인 GSM (Global System for Mobile Communications)망의 관리기법과 CDMA (Code Division Multiple Access : 코드분할다중화) 기술을 도입하고 발전시켜 고속의 데이터 서비스 제공을 목표로 하고 있다.

3GPP에서는 신속하고 효율적인 프로젝트 운영과 기술개발을 위해, 5개의 기술규격그룹(Technical Specification Groups; 이하, TSG라 약칭함)을 두어 그 활동을 지원하고 있으며, 각 TSG는 부여된 영역과 관련된 표준규격의 개발, 승인, 그리고 그 관리를 책임진다. 이들 중에서 무선접속망(RAN : Radio Access Network)그룹은 제3세대 이동통신시스템에서 새로운 무선접속망의 규정을 목표로, 이동국과 UMTS무선망(Universal Mobile Telecommunications Network Terrestrial Radio Access Network;이하, UTRAN이라 약칭함)의 기능, 요구사항 및 인터페이스에 대한 규격을 개발한다.

TSG-RAN그룹은 다시 전체회의(Plenary)그룹과 4개의 운영그룹(Working Group)으로 구성되어 있다. 제1운영그룹(WG1:Working Group 1)에서는 물리계층(제1계층)에 대한 규격을 개발하고, 제2운영그룹(WG2 :Working Group 2)은 데이터링크계층(제2계층) 및 네트워크계층(제3계층)의 역할을 규정한다. 또한, 제3운영그룹에서는 UTRAN내의 기지국, 무선망제어기(Radio Network Controller; 이하, RNC라 약칭함) 및 핵심망(Core Network)간 인터페이스에 대한 규격을 정하며, 제4운영그룹에서는 무선링크성능에 대한 요구조건 및 무선자원관리에 대한 요구사항 등을 논의한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 3GPP UMTS(비동기방식)시스템 블럭도이다.

사용자 장치(UE)(10) 예를들면, 이동통신의 이동국(MS,Mobile Station)과, 기지국(20a)(Node B)과 제어국(20b)(RNC; Radio Network Controller)및 상기 제어국을 관리하는 제어국 관리자(20c)(BSM, Base Station Manager)를 포함하는 범용지역 무선 접속망(20)(UTRAN,Universal Terrestrial Radio Access Network)를 나타낸 도면이다.

상기 구성에서 각각의 RNC는 많은수의 기지국(Node B)과 연결되어 있다.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격에 따른 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다.

이동국(User Equipment)과 UTRAN간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층, 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 프로토콜 구조는 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)과 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)으로 구분된다.

좀 더 구체적으로 도 2를 설명하면, 제어평면에는, 제3계층으로 무선자원제어계층(Radio Resource Control Layer;이하, RRC라 약칭함)이 있고, 제2계층에는 무선링크제어계층(Radio Link Control Layer;이하, RLC라 약칭함)과 매체접속제어계층(Medium Access Control Layer; 이하, MAC이라 약칭함)이 있으며, 제1계층으로 물리계층이 있다.

사용자 평면에서는 제2계층에 RLC와 MAC이 있으며, 최하위에 물리계층이 있다.

물리계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 상위 계층에 정보전송서비스(Information Transfer Service) 를 제공한다.

상위에 있는 MAC계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 전송채널은 이동국이 독점적으로 이용할 수 있는지, 또는 여러 개의 이동국이 공유해서 사용하는지에 따라 각각 전용전송채널(DTCH)(Dedicated Transport Channel)과 공용전송채널(CTCH)(Common Transport channel)로 구분된다.

MAC계층은 RLC계층과 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 전송되는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공된다. 일반적으로 제어평면의 정보를 전송할 경우에는 제어채널(Control Channel)을 이용하고, 사용자 평면의 정보를 전송하는 경우는 트래픽채널(Traffic Channel)을 사용한다.

이와 함께, MAC계층은 무선자원과 MAC파라미터의 재할당 서비스를 제공한다. 이 서비스는 RRC가 무선자원의 재할당을 요청하거나, MAC파라미터 변경을 요청할 때 수행된다.

RLC계층은 무선링크의 설정 및 해제 서비스를 제공한다. 또한, 사용자평면의 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스데이터단위(Service Data Unit; 이하, SDU라 약칭함)와 관련된 분할 및 재조립 (Segmentation and Reassembly) 기능을 수행한다.

RLC SDU는 RLC계층에서 처리용량에 맞게 크기가 조절된 후 헤더(Header)정보가 더해져 프로토콜데이터단위(Protocol Data Unit; 이하, PDU라 약칭함)의 형태로 MAC계층에 전달된다. 이때, RLC계층에는 상위계층에서 내려온 RLC PDU들을 저장하 기 위한 RLC버퍼가 존재한다.

RRC는 임의의 영역에 위치한 모든 이동국에 정보를 방송해주는 정보방송서비스(Information broadcast service)를 제공한다.

또한, 제3계층에서의 제어신호교환을 위한 제어평면신호처리를 담당하여, 이동국과 UTRAN간 무선자원의 설정, 유지 및 해제 기능을 갖는다.

특히, RRC는 무선접속베어러(Radio Access Bearer)의 설정, 유지 및 해제 기능과, 무선자원접속에 필요한 무선 자원의 할당, 재배치 또는 해제 기능을 갖는다. (이때, 베어러는 무선 인터페이스에서 신호전달을 위해 정의되는 능력이라 생각할 수 있다).

각 이동국은 모든 무선인터페이스 계층을 포함하고 있지만, UTRAN에서는 이들 프로토콜계층들이 무선접속망 구성요소별로 분리되어있다.

도 3에 각 프로토콜계층 담당노드(Node)를 나타내었으며 도 1을 참고하기로 한다.

Node B는 이동국과 무선자원의 송수신을 담당하고, 물리계층의 역할을 수행한다.

Node B는 RNC에 의해서 관리되며, RNC는 무선자원의 관리를 담당한다. Node B의 직접적인 관리를 맡고 있는 RNC를 제어RNC(Control RNC)라고 하며, CRNC는 공용무선자원의 관리를 담당한다.

각 이동국에 할당된 전용무선자원(Dedicated Radio Resources)을 관리하는 곳은 담당RNC(Serving RNC)라 불리며, 핸드오프시에도 담당RNC는 변하지 않는다.

제어RNC(CRNC)와 담당RNC(SRNC)는 동일할 수 있으나, 이동국이 담당RNC의 영역을 벗어나 다른 RNC의 영역으로 이동하여 소프트핸드오프가 진행되는 경우에는 제어RNC와 담당RNC는 다를 수 있다.

Node B와 RNC사이의 인터페이스를 Iub라고 칭하며, 두 RNC사이의 인터페이스를 Iur이라 부른다.

MAC계층은 다시 MAC-d부계층과 MAC-c/sh부계층으로 구분할 수 있다. MAC-d부계층은 도 3에서와 같이 담당RNC에 있으면서 특정 이동국에 대한 전용논리채널(DTCH)을 관리하고, MAC-c/sh부계층은 제어RNC에 위치해서 공용전송채널(CTCH)을 관리한다.

MAC-c/sh부계층은 셀내의 모든 이동국이 공유하는 공용전송채널을 관리하므로 각 셀에 대하여 하나씩 존재하고, MAC-d부계층은 이동국에 대한 전용서비스를 제공하므로 각 이동국에 대하여 하나씩 존재한다.

도 4는 UTRAN측 RLC계층과 MAC계층에서의 구조를 나타내었다.

하향링크를 이용해 데이터가 전송되는 경우, RLC계층은 상위계층으로부터 데이터가 내려오면 RLC버퍼에 RLC PDU를 저장하고 MAC계층에서 요구하는 개수만큼의 PDU를 내려보낸다.

MAC-d계층으로 내려온 RLC PDU는 채널스위칭을 통해 전용전송채널 또는 공용전송채널로 전송된다. 전용전송채널로 전송되는 경우에는 MAC-d부계층에서 관련 헤더가 첨부되어 DCH(Dedicated Channel)를 통해 물리계층으로 내려보낸다.

하지만, 공용전송채널이 할당되면 MAC-d부계층에서 MAC-c/sh부계층으로 전송되 어 관련 헤더가 첨부되고 다른 논리채널들과 다중화되어 PCH(Paging Channel), FACH(Forward Access Channel), DSCH(Downlink Shared Channel)등의 공용전송채널로 보내진다.

상향링크인 경우에는 RACH(Reverse Access Channel)과 CPCH(Common Packet Channel) 등의 공용전송채널과 DCH로부터 데이터를 받아 상위계층으로 올려보낸다. 이 경우, 하향링크와는 반대의 경로를 거쳐 RLC계층까지 전송된다.

예를 들어, 공용전송채널인 DSCH를 통해 데이터가 전송되는 경우를 도 4를 참고로 하여 살펴본다.

RLC계층에서 내려온 RLC PDU는 DSCH를 이용하므로 채널스위칭과 제어전송다중화를 통해 MAC-c/sh부계층으로 전송된다. 제어전송다중화는 여러 개의 논리채널들을 다중화시키는 역할을 담당한다. MAC-c/sh부계층으로 전송된 데이터는 다른 논리채널들과 다중화된다.

또한, 공용전송채널은 다양한 이동국데이터가 전송될수 있으므로 해당데이터의 목적지를 표시하기 위해 이동국식별표다중화를 통해 목적지 이동국의 식별표를 추가한다. 이때, TCTF다중화는 논리채널과 전송채널간의 메핑을 담당한다. DSCH전송채널로 메핑된 데이터는 이동국의 우선순위를 고려한 스케줄링을 통해 DSCH로 전송된다.

그 후, DSCH에서 전송될 수 있는 전송형태조합(Transport Format)을 결정하고 이용할 코드를 선택해 물리계층에 전송된다.

이하 본 발명과 관련된 버퍼 구조및 관리방법에 대한 종래의 기술을 설명한 다.

도 5는 RLC버퍼의 구조 및 RLC 버퍼의 상태지시자를 나타내고 있다.

각 RLC PDU들은 헤더에 일련번호(SN)(Sequence Number)를 포함하고 있으며, 일련번호에 따라 RLC버퍼에 저장된다.

저장된 RLC PDU는 MAC계층이 요구한 개수만큼 MAC계층(수신측)으로 전송되며, 기본적으로 일련번호순서에 따라 전송이 이루어진다. 하지만, 무선채널의 상태가 좋지 못할 수 있으므로, 송신된 데이터가 성공적으로 수신되지 못할 수 있다.

상기의 경우, RLC계층(송신측)에서는 송신에 실패한 데이터를 재전송한다. RLC계층에서 사용하는 RLC PDU재전송방법은 선택적재송요구(Selective Repeat Automatic Repeat reQuest)방식으로 송신에 실패한 RLC PDU만을 선택적으로 재전송하는 방법이다.

수신측(MAC 계층)에서는 성공적으로 수신되지 못한 RLC PDU를 송신측(RLC계층)에 알려주며, 송신측은 수신측이 보내온 정보를 토대로 재전송할 RLC PDU를 알 수 있다.

수신측이 RLC PDU들의 수신상태를 송신측에 알려주기 위해 사용하는 제어정보는 상태PDU(Status PDU)라는 형태로 전달되며, 이 정보에는 제대로 전달된 RLC PDU의 일련번호, 재전송이 필요한 RLC PDU의 일련번호 및 수신측 RLC버퍼의 상태정보 등이 들어있다.

일반적으로, 재전송되는 RLC PDU는 처음으로 송신되는 RLC PDU에 비해 우선순위가 높다.

수신측은 수신된 RLC PDU의 일련번호를 관찰해 전송 중 소실된 RLC PDU를 발견할 수 있다. 예를 들어, 수신된 RLC PDU의 일련번호가 #23, #24, #25, #32, #34였다면, #26~#31과 #33의 일련번호를 갖는 RLC PDU는 소실되었다고 할 수 있다.

송신측은 재전송에 대비해 RLC PDU의 송신 후에도 일정기간동안 전송된 RLC PDU를 저장해 놓아야 한다. 만약, 전송이 성공했다는 메시지를 받는다면, 해당 RLC PDU를 버퍼에서 제거해도 되지만, 재전송이 요청되면 해당 PDU를 재전송할 수 있어야 한다.

송신측은 버퍼 관리를 위해 버퍼상태관리자(State Variables)를 이용한다.

상기의 도 5에 송신측 RLC버퍼의 상태지시자인 VT(S), VT(A)의 개념도를 보였다.

VT(S)는 처음으로 전송될 PDU중 다음에 전송될 RLC PDU의 일련번호를 의미하고, VT(A)는 긍정응답(Positive Acknowledgment)을 기다리는 PDU중 가장 작은 일련번호를 의미한다. 즉, VT(A)보다 작은 일련번호를 갖는 PDU는 성공적으로 전송이 끝나 더 이상 버퍼에 저장할 필요가 없는 RLC PDU들이다.

한편, 현재 3GPP의 제2운영그룹을 중심으로 하향링크의 전송속도를 획기적으로 높일 수 있는 기술에 대한 논의가 이루어지고 있다. 이 새로운 시스템은 고속데이터패킷접속(High Speed Data Packet Access; 이하, HSDPA라 약칭함)이라 정의되며, 현재의 표준안을 토대로 전송채널인 DSCH의 역할을 확장시키고 새로운 무선기술을 도입하기 위한 논의가 계속되고 있다. 특히, 현재의 시스템에서는 RLC계층이 RNC에 위치하고 있어, Node B로의 지연시간에 따른 문제로 고속의 패킷 서비스가 쉽지 않다.

따라서, HSDPA에서는 Node B까지 MAC계층을 확장시키고 Node B내에 데이터버퍼를 두어 가변적인 무선채널환경에 빠르게 적응토록하여 효율적인 스케줄링 방법을 이용할 수 있도록 한다.

고속의 패킷서비스를 지원하기 위해 HSDPA시스템에서는 ARQ방법과, 오류정정부호를 결합한 혼합형자동재전송요구(Hybrid Automatic Repeat reQuest;이하, HARQ라 약칭함)방법과, 채널상태에 따라 데이터 전송속도를 변화시키는 적응형변조및부호화(Adaptive Modulation and Coding;이하, AMC라 약칭함)방법을 이용한다. 이와 함께, 하향링크의 간섭효과를 줄이기 위해 소프트핸드오프시 단말이 선택적으로 셀을 선택하여 데이터를 전송 받는 FCS(Fast Cell Site Selection)방식을 이용한다.

이들 세가지 기술은 고속의 데이터전송 서비스를 지원하기 위한 핵심기술이지만, 이 기술들을 지원하기 위해서는 망과 단말사이의 지연시간이 짧아야 한다.

하지만, 현재의 시스템에서는 RLC버퍼가 담당RNC에 위치하고 있어, RNC와 Node B사이의 지연시간이 수십ms~수백ms임을 고려하면, HSDPA시스템에서 가정하고 있는 환경에는 맞지 않는다.

따라서 HSDPA시스템에서는 Node B영역까지 MAC계층을 확장 시키고 MAC버퍼를 두어, RNC영역을 거치지 않고도 단말과 망사이의 전송이 가능하도록 한다.

도 6에 HSDPA시스템을 위한 MAC계층의 구조를 보였다. 3GPP에서는 기존의 DSCH채널의 역할을 확장시켜 고속의 데이터 서비스를 지원할 수 있도록 논의 중이며, HSDPA시스템에서 사용하는 DSCH채널을 HS-DSCH (HSDPA Downlink Shared Channel)라고 정의한다.

상기에서 설명한바와 같이, 단말(이동국)과 망간의 지연시간을 줄이기 위해 Node B에 버퍼를 갖는 MAC HS-DSCH부계층을 추가한다.

MAC HS-DSCH부계층은 기존 MAC-c/sh부계층 기능의 일부를 수행하고, HARQ를 위한 기능이 추가되었다. RLC로부터 내려온 RLC PDU는 MAC-d부계층과 MAC-c/sh부계층을 거쳐 MAC HS-DSCH부계층의 버퍼에 저장된 후 적절한 시기에 단말(이동국)로 전송된다. (앞으로, MAC HS-DSCH부계층에 위치한 버퍼를 MAC버퍼라 정의한다.)

HARQ기능은 MAC계층과 물리계층의 기능이 동시에 요구되므로, 이와 관련된 제어는 MAC HS-DSCH에 위치한 "HARQ"블록에서 수행한다. HARQ블록에 MAC버퍼가 존재하며, HARQ블록은 각 단말에 대하여 하나씩 존재한다. MAC버퍼에 저장될 수 있는 MAC PDU의 수는 RRC를 통한 제어신호로부터 설정될 수 있으며, MAC계층이 RLC계층에 추가로 필요한 데이터량을 요구할 수 있다.

도 7에 HSDPA시스템의 각 프로토콜계층에 대한 담당노드를 보였다. RLC계층 및 MAC-d, MAC-c/sh부계층은 기존의 3GPP규격과 동일하게 위치하며, Node B에 MAC HS-DSCH부계층이 물리계층 위에 추가되었다.

그런데 HSDPA 시스템에서 Node B까지 MAC계층을 확장시키고 Node B내에 데이터버퍼를 두어 가변적인 무선채널환경에 빠르게 적응할 수 있게 하고 있으나, MAC계층에 버퍼가 위치하게 되면서, 기존의 시스템과의 상호작용에 대한 배려 때문에 계속 RLC버퍼를 사용하면서, 유사한 기능을 수행하는 MAC버퍼를 사용함에 따른 효율적인 버퍼 관리 방법이 없었다.

따라서, 본 특허에서는 HSDPA시스템에서 MAC버퍼의 지원을 위한 제어정보신호의 교환 및 동작에 대한 규격을 제안한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서는 HSDPA시스템에 추가된 MAC버퍼와 관련된 기능을 추가하고, RLC버퍼와의 연관관계를 규정해 RLC버퍼와 MAC버퍼가 공존하는 시스템에서 효율적인 버퍼관리방법을 제안한다.

즉, MAC 버퍼 및 RLC버퍼의 관리를 위해 MAC 및 RLC를 위한 버퍼 상태 지시자를 두고, 상기 버퍼상태지시자를 이용하여 전송및 재전송에 필요한 VT(S)및 VT(A)를 갱신하며, 또한 상기 상태지시자를 이용하여 MAC 및 RLC 버퍼의 크기와 기준값과 비교하여 추가 데이터를 요구할수 있는 효율적인 버퍼관리방법을 제안한다.

바람직하게 본 발명에서 맥(MAC)버퍼는 Node B에 부가되는것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 맥계층으로 추가 데이터 공급은, 저장된 MAC PDU수가 줄어들어 임계값이하로 줄어들면 맥버퍼가 RLC 버퍼에게 데이터 요구에 의해 제공되거나 RLC버퍼에서 맥 버퍼로 자발적으로 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 전송중 소실된 MAC PDU 재전송을 위해 수신측인 MAC 계층에서는 송신측인 MAC 계층에 긍정응답 또는 부정응답 정보를 제공하며, 상기 정보로써 VT_MAC(M), VT_MAC(S) 또는 VT_MAC(A)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 송신측 MAC버퍼 상태 지시자들은 수신측 MAC 계층에서 보내는 긍정응답 또는 부정응답 정보에 따라 갱신하여 RLC계층에 보고하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 RLC계층에 보고되는 정보는 MAC 버퍼 상태 지시자들의 갱신정보외에 MAC 계층에서 성공적으로 전송된 RLC PDU들의 일련번호도 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 RLC계층에서는 MAC계층에서 보고된 정보를 통해 MAC버퍼의 상태를 파악할수 있으며, 송신측 RLC 버퍼상태 지시자중 VT(A)와 VT(S)는 수신측 RLC계층에서 보내는 긍정응답 또는 부정응답을 포함한 상태 PDU에 의해 갱신되고, VT(MAC_S), VT(MAC_A) 또는 VT(MAC_M)은 하위계층인 MAC계층에서 전송된 정보에 의거 갱신되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 RLC버퍼상태지시자 값의 VT(S) 와 VT(A)는 VT(MAC_S)와 VT(MAC_A)보다 같거나 작은값을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 송신측 RLC 버퍼상태 지시자중 VT(A)와 VT(S)는 하위계층인 MAC계층에서 보내온 정보에 의해 갱신된 RLC버퍼의 상태정보인 VT(MAC_A)와 VT(MAC_S) 정보에 의해 갱신도 가능하며, 이때 RLC버퍼상태지시자 값의 VT(S) 와 VT(A)는 VT(MAC_S)와 VT(MAC_A)과 같은값을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 RLC버퍼에 추가 데이터 요구는 MAC 버퍼 상태 지시자인 VT_MAC(M)값과 VT_MAC(A)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH1)보다 작거나, VT_MAC(M)값과 VT_MAC(S)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH2)보다 작은 경우일때인것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 RLC계층에서 RLC PDU를 MAC 버퍼로 공급은 RLC버퍼 상태 지시자인 VT(MAC_M)값과 VT(MAC_A)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH1)보다 작거나, VT(MAC_M)값과 VT(MAC_S)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH2)보다 작은 경우일때 RRC계층에서 제시한 양만큼의 RLC PDU를 공급하는것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 임계값은 호의 설정이나 재설정 과정을 통해 RRC계층으로부터 전송되며, 상기의 임계값은 RLC버퍼의 크기, 데이터 전송속도 및 RNC와 Node B사이의 전송지연시간등의 영향을 고려하여 도출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동통신의 ＨＳＤＰＡ시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법을 설명한다.

먼저 본 발명을 개괄적으로 설명하면, HSDPA시스템에 추가된 MAC버퍼와 관련된 기능을 추가하고, RLC버퍼와의 연관관계를 규정해 RLC버퍼와 MAC버퍼가 공존하는 시스템에서 효율적인 버퍼관리방법에 관한 것이며, 이하 도 10을 참고하여 각 도면을 설명한다.

도 8은 HSDPA시스템을 위해 RNC의 Node B에 추가된 MAC버퍼의 구조이다.(단계 101).

즉, HSDPA시스템의 MAC버퍼 구조및 MAC 버퍼 상태지시자들을 나타 내었다.

상기 도 8에서 버퍼위의 상태 지시자들은 관련버퍼의 처음을 나타내며, 화살표로 표시 하였다.

RLC로부터 내려온 RLC PDU는 MAC-d부계층과 MAC-c/sh부계층을 통과한 후 MAC PDU의 형태로 MAC버퍼에 저장된다.

MAC PDU의 헤더에는 RLC PDU와 마찬가지로 일련번호가 지정되어 있어, 지정된 일련번호에 따라 MAC버퍼에 저장된다. (단계 102).

MAC버퍼의 크기는 RLC버퍼의 크기와 다를 수 있으므로, MAC헤더의 일련번호는 RLC PDU의 일련번호와는 다르게 부여된다. RLC계층에서와 마찬가지로 전송 중 소실된 MAC PDU에 대해서는 선택적재송요구방법에 의해 재전송을 시도하고, 수신측 MAC계층에서는 재전송을 위한 긍정응답 또는 부정응답 정보를 제공한다.

종래의 RLC버퍼와 비슷한 개념으로, 다음과 같은 송신측 MAC버퍼 상태지시자 를 사용한다.(단계 103).

VT_MAC(M) : 다음에 RLC로부터 공급받을 MAC PDU의 일련번호

VT_MAC(S) : 다음에 처음으로 전송될 MAC PDU의 일련번호

VT_MAC(A) : 재전송이 요구되는 MAC PDU중 가장 작은 일련번호.

VT_MAC(S)와 VT_MAC(A)는 RLC버퍼에 사용되는 VT(S)와 VT(A)와 각각 같은 역할을 수행한다. MAC버퍼 상태지시자들은 단말(이동국)의 수신측 MAC계층에서 보내는 긍정응답, 부정응답 등의 정보에 따라 갱신되고, 갱신된 정보는 RLC계층으로 보고된다.

보고되는 정보에는 MAC버퍼 상태지시자들의 갱신정보 외에 MAC계층에서 성공적으로 전송된 RLC PDU들의 일련번호도 포함된다.(단계 104).

RLC계층에서는 MAC계층에서 보고된 정보를 통해 MAC버퍼의 상태를 파악할 수 있다.

RLC계층에서는 도8에서와 같이 종래의 VT(S) 및 VT(A) 외에 다음과 같은 RLC버퍼 상태지시자들이 정의된다. (단계 105).

VT(MAC_S) : VT_MAC(S)의 일련번호를 갖는 MAC PDU가 포함한 RLC PDU의 일련번호

VT(MAC_A) : VT_MAC(A)의 일련번호를 갖는 MAC PDU가 포함한 RLC PDU의 일련번호

VT(MAC_M) : VT_MAC(M)의 일련번호를 갖는 MAC PDU가 포함한 RLC PDU의 일련번호

도 9는 HSDPA시스템의 RLC버퍼 구조및 RLC 버퍼 상태지시자들을 나타 내었다.

상기 도 9에서 VT(S)와 VT(A)의 값은 종래의 시스템에서와 마찬가지로 수신측 RLC계층의 상태PDU가 포함한 부정응답, 긍정응답 및 수신측 RLC버퍼상태정보를 통해 갱신되는 것을 가정한다. (단계 106).

따라서, 도 9에서는 MAC PDU의 전송에 성공했더라도 VT(S)의 값이 갱신되지 않아, VT(S)가 VT(MAC_S)보다 작은 값을 가질 수 있다. 마찬가지 이유로, VT(A) 역시 VT(MAC_A)보다 작은 값을 가질 수 있다.

상기의 VT(S)와 VT(A)정보는 기본적으로 수신측 RLC계층에서 보내오는 PDU내의 정보에 따라서 갱신되나, VT(MAC_S), VT(MAC_A), VT(MAC_M)의 정보는 하위 계층에 있는 MAC 계층에서 보내온 정보에 의해 갱신된다.

따라서, VT(S)의 정보가 VT(MAC_S)정보보다 느리게 갱신될 수 있어 항상 VT(MAC_S)값이 VT(S)에 비해 같거나 크게 된다.(단계 106).

1) 수신측 RLC에서 보내는 상태PDU를 통해 갱신되는 경우 :

상기에서 설명한바와 같이, VT(A)와 VT(S)값이 수신측 RLC가 보내는 정보에 의해서 갱신되고, VT(MAC_A), VT(MAC_S), VT(MAC_M)의 갱신정보는 MAC계층에서 보내는 MAC-STATUS-Ind정보에 실려온다.

이 경우 VT(S)와 VT(MAC_S)값이 다를 수 있으며, VT(S)

VT(MAC_S)이다. 마찬가지로, VT(A)와 VT(MAC_A)값이 다를 수 있으며 VT(A)

VT(MAC_A)이다.

부연하여 설명하면, 이들 MAC-STATUS-Ind정보에는 MAC버퍼에서 성공적으로 전송된 RLC PDU들의 일련번호를 포함할 수도 있다.

한편, 무선접속베어러가 설정될 당시의 설정정보에 따라 다음과 같이 VT(S)와 VT(A)의 갱신방법을 달리할 수 있다.(단계 107).

2) 하위계층인 MAC계층에서 보내는 MAC버퍼 정보에 의해 갱신되는 경우 :

하위계층인 MAC계층에서 보내온 정보에 의해 갱신된 RLC버퍼의 상태정보인 VT(MAC_A)와 VT(MAC_S)를 이용해 VT(A)와 VT(S)를 갱신하는 경우이다.

이 경우에는 VT(A)=VT(MAC_A)와 VT(S)=VT(MAC_S)로 설정한다.

MAC버퍼에는 RLC에서 보내온 데이터의 일부가 저장되어 있다.

전송이 끝나 더 이상 필요치 않은 MAC PDU는 삭제되고, 저장된 MAC PDU수가 줄어들어 임계값 이하로 줄어들면 RLC버퍼에 추가 MAC PDU를 요구한다(여기에서 RLC PDU를 요구한다라고 해도 상관없다 왜냐하면 RLC PDU에 MAC 헤더가 붙으면 MAC PDU가 되기때문이다).

이때 사용되는 임계값은 호의 설정이나 재설정 과정을 통해 RRC계층으로부터 전송되며, 그 값은 RLC 버퍼의 크기, MAC버퍼의 크기, 데이터의 전송속도, 그리고 RNC와 Node B사이의 전송지연시간등의 영향등을 고려하여 결정한다.

RLC버퍼에 추가로 데이터를 요구할 경우 MAC버퍼 상태지시자인 VT_MAC(M)과 VT_MAC(A), 또는 VT_MAC(S)의 정보를 이용할 수 있다.

VT_MAC(M)값과 VT_MAC(A)값의 차이가 임계값(B_TH1)보다 작거나 VT_MAC(M)값과 VT_MAC(S)값의 차이가 임계값(B_TH2)보다 작은 경우는 전송할 수 있는 데이터의 수가 많이 남아 있지 않다는 것을 의미하므로 RLC버퍼에 추가로 데이터를 요구할 수 있다. (단계 108).

상기 단계 108와 같은 원리로, MAC계층의 요구가 없더라도 RLC계층에서는 MAC버퍼와 관련된 상태지시자들를 이용해 추가로 데이터를 전송할 수 있다.

즉, VT(MAC_M)값과 VT(MAC_A)값의 차이가 임계값(B_TH1)보다 작거나 VT(MAC_M)값과 VT(MAC_S)값의 차이가 임계값(B_TH2)보다 작은 경우에는 RRC계층에서 제시한 양만큼의 RLC PDU를 MAC계층으로 전송한 후 VT(MAC_M)의 값을 갱신한다.(단계 109).

도 11과 도12에 MAC버퍼에 RLC PDU를 추가적으로 전송하는 방법을 순서도로 보였으며, 상기 도 11과 12에 대해서는 본 발명의 상세한 설명에서 충분히 언급되고 (단계 108,109)있어 자세한 설명대신 간단히 기술한다.

도 11에서는, MAC계층이 MAC버퍼 상태지시자를 이용해 RLC계층에 추가 RLC PDU를 요구하는 경우이며, 도12는 RLC버퍼의 상태지시자를 통해 RLC계층이 자발적으로 추가 RLC PDU를 MAC버퍼에 공급하는 경우이다.

이때, RLC버퍼의 크기가 N_RLC이고, MAC버퍼의 크기가 N_MAC이라고 가정할때, 상태지시자간의 연산은 Modulo연산을 수행해야한다.

상기에서 설명한 것처럼, 본 발명은 맥(MAC)계층을 확장하여 RNC의 노드 B에 데이터버퍼인 맥(MAC)버퍼를 부가하고 상위 RLC계층에서 상기 맥버퍼에 데이터를 전송하여 맥 PDU형태로 맥버퍼에 저장하며, 상기 RLC버퍼와 맥버퍼의 효율적인 관리를 위해 RLC 계층및 MAC계층간에 데이터 재전송 및 버퍼상태를 갱신하여 맥계층 의 버퍼 상태에 따라 추가 RLC PDU를 MAC계층의 요구 또는 RLC 계층에서 스스로 제공하게 하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다.

따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하향링크로 고속의 패킷데이터 서비스를 제공하는 HSDPA시스템에서, Node B에 버퍼를 두면서 기존의 시스템과 연동될 수 있는 다양한 버퍼관리 방법을 제시하여 HSDPA시스템이 현재의 3GPP에서 제시한 규격과 함께 사용할 수 있도록 한다.

Claims

이동통신시스템의 버퍼운용에 있어서,

맥(MAC)계층을 확장하여 데이터버퍼인 맥(MAC)버퍼를 부가하는 단계와; 상위 RLC계층에서 상기 맥버퍼에 데이터를 전송하여 저장하는 단계와; 상기 RLC버퍼와 맥버퍼의 효율적인 관리를 위해 데이터 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 1항에 있어서, 맥계층의 버퍼 상태에 따라 추가 데이터를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 2항에 있어서, 맥계층으로 추가 데이터 공급은 저장된 MAC PDU수가 줄어들어 임계값이하로 줄어들면 맥버퍼가 RLC 버퍼에게 데이터 요구에 의해 제공되거나 RLC버퍼에서 맥 버퍼로 자발적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 1항에 있어서, 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 전송중 소실된 MAC PDU 재전송을 위해 수신측인 MAC 계층에서는 송신측인 MAC 계층에 긍정응답 또는 부정응답 정보를 제공하며, 상기 정보로써 VT_MAC(M), VT_MAC(S) 또는 VT_MAC(A)를 사용하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 1항에 있어서, 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 송신측 MAC버퍼 상태 지시자들은 수신측 MAC 계층에서 보내는 긍정응답 또는 부정응답 정보에 따라 갱신하여 RLC계층에 보고하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 5항에 있어서, RLC계층에 보고되는 정보는 MAC 버퍼 상태 지시자들의 갱신정보외에 MAC 계층에서 성공적으로 전송된 RLC PDU들의 일련번호도 포함하는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 1항 또는 5항에 있어서, 재전송 및 버퍼상태를 갱신하는 단계에서 RLC계층에서는 MAC계층에서 보고된 정보를 통해 MAC버퍼의 상태를 파악할수 있으며, 송신측 RLC 버퍼상태 지시자중 VT(A)와 VT(S)는 수신측 RLC계층에서 보내는 긍정응답 또는 부정응답을 포함한 상태 PDU에 의해 갱신되고, VT(MAC_S), VT(MAC_A) 또는 VT(MAC_M)은 하위계층인 MAC계층에서 전송된 정보에 의거 갱신되는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 7항에 있어서, RLC버퍼상태지시자 값의 VT(S) 와 VT(A)는 VT(MAC_S)와 VT(MAC_A)보다 같거나 작은값을 가지는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 7항에 있어서, 송신측 RLC 버퍼상태 지시자중 VT(A)와 VT(S)는 하위계층인 MAC계층에서 보내온 정보에 의해 갱신된 RLC버퍼의 상태정보인 VT(MAC_A)와 VT(MAC_S) 정보에 의해 갱신도 가능하며, 이때 RLC버퍼상태지시자 값의 VT(S) 와 VT(A)는 VT(MAC_S)와 VT(MAC_A)과 같은값을 가지는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 3항에 있어서, RLC버퍼에 추가 데이터 요구는 MAC 버퍼 상태 지시자인 VT_MAC(M)값과 VT_MAC(A)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH1)보다 작거나, VT_MAC(M)값과 VT_MAC(S)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH2)보다 작은 경우일때인것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 3항에 있어서, RLC계층에서 RLC PDU를 MAC 버퍼로 공급은 RLC버퍼 상태 지시자인 VT(MAC_M)값과 VT(MAC_A)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH1)보다 작거나, VT(MAC_M)값과 VT(MAC_S)값의 차이가 RRC로부터 받은 임계값(B_TH2)보다 작은 경우일때 RRC계층에서 제시한 양만큼의 RLC PDU를 공급하는것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 10항 또는 11항에 있어서, 임계값은 호의 설정이나 재설정 과정을 통해 RRC계층으로부터 전송되며, 상기의 임계값은 RLC버퍼의 크기, 데이터 전송속도 및 RNC와 Node B사이의 전송지연시간등의 영향을 고려하여 도출되는 것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.
제 1항에 있어서, 맥(MAC)버퍼는 Node B에 부가되는것을 특징으로 하는 HSDPA시스템 지원을 위한 버퍼 관리 방법.