KR101211758B1 - 무선 통신 시스템의 블록 데이터 생성 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템의 블록 데이터 생성 방법 Download PDF

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Abstract

블록 데이터의 헤더를 최적화하여 전송 효율을 높이는 무선 통신 시스템의 블록 데이터 생성 방법을 제공한다. 다수의 상위 블록 데이터를 전달받고, 상기 다수의 상위 블록 데이터와 헤더를 포함하는 하위 블록 데이터를 생성한다. 상기 헤더는 상기 다수의 상위 블록 데이터들의 경계면들 사이의 길이를 가리키는 적어도 하나의 필드를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템의 블록 데이터 생성 방법{Method for generating block data in wireless communication system}
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 무선 프로토콜의 구조를 나타낸다.
도 3은 AM RLC 개체에서 사용되는 RLC PDU의 구조를 나타낸다.
도 4는 SDU로부터 PDU를 구성하는 예를 나타낸다.
도 5는 도 4의 RLC PDU 중 21~23 번의 RLC PDU를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 구성을 나타낸다.
도 7은 블록 데이터 구성의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 데이터 구성을 나타낸다.
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 블록 데이터의 헤더를 최적화하여 전송 효율을 높이는 블록 데이터 생성 방법에 관한 것이다.
GSM(Global System for Mobile Communications)은 흔히 제2 세대 통신 시스 템으로 일컬어지는 유럽식 디지털 이동통신 시스템이다. 초기 GSM은 회선 교화(circuit-switched) 기술을 사용하여 음성 서비스를 지원하는 데 초점을 맞추어, 패킷 데이터에 대한 배려가 부족하였다. 패킷 데이터의 전송 효율을 향상시키기 위해 GPRS(General Packet Radio Service)가 도입되었으나, 음성 서비스의 수요는 포화 상태에 다다르고, 제공 서비스에 대한 고객의 기대 수준이 높아짐에 따라 무선 망을 통한 멀티미디어 서비스에 대한 수요가 증가하여 제2세대 통신 시스템의 한계가 문제되고 있다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)은 유럽을 중심으로 한 제3세대 이동통신 시스템이다. UMTS는 무선 접속 기술로 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)을 지원한다. WCDMA는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식의 DS-CDMA(Direct Sequence CDMA) 기술로, 2GHz 주파수 대역에서 5MHz의 대역폭을 사용하여 데이터를 전송한다.
일반적으로 단말과 망 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.
각 계층 간에는 데이터를 일정한 블록 데이터 단위로 처리하여, 전송 및/또는 수신한다. 블록 데이터가 각 계층 간을 이동하면서, 다수의 상위 블록 데이터들이 하나의 하위 블록 데이터로 구성될 수 있다. 다수의 상위 블록 데이터를 복원하기 위한 정보를 실기 위해 하위 블록 데이터에는 일정한 헤더들이 추가될 수 있다. 이 헤더는 실제로 사용자가 쓸 수 있는 정보가 아니므로 전송 오버 헤드로 작용한다.
따라서, 데이터 전송 효율을 높이기 위해 블록 데이터의 헤더를 효율적으로 구성하는 기법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 RLC(Radio Link Control) PDU(Protocol Data Unit)와 같은 블록 데이터를 구성하는 데 있어서, 블록 데이터의 헤더를 최적화하여 전송효율을 높이는 블록 데이터 생성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 무선 통신 시스템의 블록 데이터 생성 방법을 제공한다. 다수의 상위 블록 데이터를 전달받고, 상기 다수의 상위 블록 데이터와 헤더를 포함하는 하위 블록 데이터를 생성한다. 상기 헤더는 상기 다수의 상위 블록 데이터들의 경계면들 사이의 길이를 가리키는 적어도 하나의 필드를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 송신측이 수신측으로 RLC PDU를 전송하고, 상기 수신측이 상기 RLC PDU에 대한 수신 확인 응답을 상기 송신측으로 보내는 응답모드를 위한 블록 데이터를 생성하는 블록 데이터 생성 방법을 제공한다. 제1, 제2 및 제3 RLC SDU를 전달받고, 상기 제1, 제2 및 제3 RLC SDU와 헤더를 포함하는 RLC PDU를 생성한다. 상기 헤더는 제1 LI와 제2 LI를 포함한다. 상기 제1 LI는 상기 헤더의 끝부분에서 상기 제1 RLC SDU와 상기 제2 RLC SDU 사이의 경계면까지의 길이 를 가리키고, 상기 제2 LI는 상기 제1 RLC SDU와 상기 제2 RLC SDU 사이의 경계면에서 상기 제2 RLC SDU와 상기 제3 RLC SDU 사이의 경계면까지의 길이를 가리킨다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, UMTS는 단말(User Equipment, UE), UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 핵심망(Core Network)을 포함한다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. UTRAN은 하나 이상의 RNS(Radio Network Subsystems)로 구성되고, 각 RNS는 하나의 RNC(Radio Network Controller)와 이 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node-B)으로 구성된다. 하나의 Node-B에는 하나 이상의 셀(cell)이 존재한다. 기지국(Node-B)은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(Base Station), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.
한편, 단말과 망 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.
도 2는 무선 프로토콜의 구조를 나타낸다. 무선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN 간에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.
도 2를 참조하면, 제1 계층인 PHY 계층은 다양한 무선 전송 기술을 이용해 데이터를 무선 구간에 전송하는 역할을 한다. PHY(Physical) 계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결된다. 전송채널은 채널의 공유 여부에 따라 전용(dedicated) 전송채널과 공용(common) 전송채널로 나눌 수 있다.
제2 계층에는 MAC 계층, RLC(Radio Link Control) 계층, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층 및 BMC(Broadcast/Multicast Control) 계층이 존재한다.
MAC 계층은 다양한 논리채널(logical channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(multiplexing)의 역할도 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널(logical channel)로 연결된다. 논리채널은 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(control plane)의 정보를 전송하는 제어채널(control channel)과 사용자평면(user plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(traffic channel)로 나뉜다. MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs 부계층 및 MAC-e 부계층으로 구분된다. MAC-b 부계층은 시스템 정보(System Information)의 방송을 담당하는 전송채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel)나 DSCH(Downlink Shared Channel) 등의 공용전송채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용전송채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, 하향링크 및 상향링크로 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 MAC-hs 부계층은 고속 하향링크 전송을 위한 전송채널인 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e 부계층은 고속 상향링크 전송을 위한 전송채널인 E-DCH(Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.
RLC 계층은 각 무선 베어러(Radio Bearer; RB)의 QoS(Quality of Service)에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. RLC 계층은 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 투명모드(Transparent Mode, TM), 무응답모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 응답모드(Acknowledged Mode, AM)의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 또한, RLC 계층은 하위 계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 분할 및 연결하는 기능도 수행한다.
PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷(packet)을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더 압축(header compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송 효율을 증가시키는 역할을 한다. PDCP 계층은 헤더 압축이 기본 기능이기 때문에 PS(Packet Service) 영역( domain)에만 존재하며, 각 PS 서비스에 대해 효과적인 헤더 압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP 개체(entity)가 존재한다.
제2 계층에는 BMC 계층이 RLC 계층의 상위에 존재하여, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케줄링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.
제3 계층의 가장 하부에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어평면에서만 정의되며, RB들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제1 계층 및 제2 계층의 파라미터들을 제어하고, 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 계층 및 제2 계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.
이하에서는 RLC 계층에 대해 좀더 구체적으로 설명한다.
RLC 계층의 기본 기능은 각 RB의 QoS에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송이다. RB 서비스는 무선 프로토콜의 제2 계층이 상위계층으로 제공하는 서비스이 기 때문에 제2 계층 전체가 QoS에 영향을 주지만, 그 중에서도 특히 RLC의 영향이 크다. RLC가 제공하는 3가지 모드 즉 TM, UM 및 AM은 각각이 지원하는 QoS가 다르기 때문에 동작 방법에 차이가 있으며, 그 세부적인 기능 역시 차이가 있다.
TM RLC는 RLC PDU(Protocol Data Unit)를 구성함에 있어 상위로부터 전달받은 RLC SDU(Service Data Unit)에 아무런 오버헤드를 붙이지 않는 모드이다. PDU는 해당 계층에서 타 계층으로 전달되는 블록 데이터 단위를 말하고, SDU는 타 계층에서 해당 계층에서 전달되는 블록 데이터 단위를 말한다. RLC SDU는 타 계층에서 RLC 계층으로 전달되는 블록 데이터를 말한다. 상위 계층에서 RLC로 내려오는 RLC SDU를 상위 블록 데이터라 할 수 있고, 상기 RLC SDU를 이용하여 구성되는 RLC PDU는 하위 블록 데이터라 할 수 있다. RLC가 SDU를 투명(transparent)하게 통과시키므로 TM RLC라고 하며, 이러한 특성으로 인해 사용자 평면과 제어 평면에서 다음과 같은 역할을 수행한다. 사용자 평면에서는 RLC 내에서의 데이터 처리 시간이 짧기 때문에 주로 CS(Circuit Service) 영역의 음성이나 스트리밍 같은 실시간 회선 데이터의 전송을 담당하며, 제어 평면에서는 RLC 내에서의 오버헤드가 없기 때문에 상향링크의 경우 불특정 단말로부터의 RRC 메시지에 대한 전송을, 하향링크의 경우 셀 내의 모든 단말에게 방송되는 RRC 메시지에 대한 전송을 담당한다.
TM RLC와는 달리 RLC에서 오버헤드가 추가되는 모드를 비투명모드(Non-transparent mode)라고 하며, 여기에는 전송한 데이터에 대한 수신 확인 응답이 없는 모드(UM)와 응답이 있는 모드(AM) 두 종류가 있다. UM RLC는 각 PDU마다 일련번호(Sequence Number; 이하 SN)를 포함한 PDU 헤더를 붙여 보냄으로써, 수신측으로 하여금 어떤 PDU가 전송 중 소실되었는가를 알 수 있게 한다. 이와 같은 기능으로 인해 UM RLC는 주로 사용자 평면에서는 방송/멀티캐스트 데이터의 전송이나 PS 영역의 음성(예: VoIP(Voice Over Internet Protocol))이나 스트리밍 같은 실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어 평면에서는 셀 내의 특정 단말 또는 특정 단말 그룹에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 필요 없는 RRC 메시지의 전송을 담당한다.
비투명모드 중 하나인 AM RLC는 UM RLC와 마찬가지로 PDU 구성 시에 SN를 포함한 PDU 헤더를 붙여 PDU를 구성하지만, UM RLC와는 달리 송신측이 송신한 PDU에 대해 수신측이 응답(Acknowledgement)을 하는 큰 차이가 있다. AM RLC에서 수신측이 응답을 하는 이유는 자신이 수신하지 못한 PDU에 대해 송신측이 재전송(retransmission)을 하도록 요구하기 위함이다. AM RLC는 재전송을 통해 오류가 없는(error-free) 데이터 전송을 보장하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적으로 인해 AM RLC는 주로 사용자 평면에서는 PS 영역의 TCP/IP 같은 비실시간 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 제어 평면에서는 셀 내의 특정 단말에게 전송하는 RRC 메시지 중 수신확인 응답이 반드시 필요한 RRC 메시지의 전송을 담당한다.
방향성 면에서 보면, TM과 UM RLC는 단방향(uni-directional) 통신에 사용되는데 반해, AM RLC는 수신측으로부터의 피드백(feedback)이 있기 때문에 양방향(bi-directional) 통신에 사용된다. 이러한 양방향 통신은 주로 점대점(point-to-point) 통신에서 사용되기 때문에, AM RLC는 전용 논리채널만 사용한다. 구조적인 면에서도 차이가 있는데, TM과 UM RLC는 하나의 RLC 개체가 송신 또는 수신의 한가지 구조로 되어있지만, AM RLC는 하나의 RLC 개체 안에 송신과 수신측이 모두 존재한다.
AM RLC가 복잡한 이유는 재전송 기능에 기인한다. 재전송 관리를 위해 AM RLC는 송신 버퍼나 수신 버퍼 외에 재전송 버퍼를 두고 있으며, 흐름 제어를 위한 송수신 윈도우의 사용, 송신측이 피어(peer) RLC 개체의 수신측에 상태정보를 요구하는 폴링(Polling), 수신측이 피어 RLC 개체의 송신측으로 자신의 버퍼 상태를 보고하는 상태 보고(Status Report), 상태 정보를 실어 나르기 위한 상태 PDU(Status PDU), 데이터 전송의 효율을 높이기 위해 데이터 PDU 내에 상태 PDU를 삽입하는 피기백(Piggyback) 기능 등의 여러 가지 기능을 수행하게 된다. 이외에 AM RLC 개체가 동작과정에서 중대한 오류를 발견한 경우 상대편 AM RLC 개체에게 모든 동작 및 파라미터의 재설정을 요구하는 리셋(Reset) PDU와 이런 리셋 PDU의 응답에 쓰이는 리셋 확인(Reset Ack) PDU도 있다. 또한, 이들 기능을 지원하기 위해 AM RLC에는 여러 가지 프로토콜 파라미터, 상태 변수 및 타이머도 필요하게 된다. 이런 상태정보 보고 또는 상태 PDU, 리셋 PDU 등 AM RLC에서 데이터 전송의 제어를 위해서 사용되는 PDU들을 제어(Control) PDU라고 부르고 사용자 데이터를 전달하기 위해 쓰이는 PDU들을 데이터 PDU라고 부른다.
AM RLC에서 사용하는 PDU는 크게 두 가지로 분류될 수 있으며, 첫번째는 데이터 PDU이고 나머지 하나는 제어 PDU이다. 제어 PDU에는 4가지가 있는데, 상태(Status) PDU, 피기백 상태(Piggybacked Status) PDU, 리셋 PDU 및 리셋 확인 PDU이다.
제어 PDU를 사용하는 경우 중의 하나가 리셋 과정(Reset Procedure)이다. 리셋 과정은 AM RLC의 동작에서 오류 상황, 예를 들어 서로 사용하고 있는 일련번호가 다르다거나, PDU 또는 SDU가 일정 횟수 이상 전송 실패하거나 하는 상황을 해결하기 위해 사용된다. 이 리셋 과정을 사용하면 수신측과 송신측의 AM RLC는 환경 변수를 초기화하여 다시 통신을 할 수 있는 상태로 진입하게 된다. 리셋 과정은 다음과 같다. 우선 리셋 과정을 시작하기로 결정한 쪽, 즉 송신측의 AM RLC는 리셋 PDU에 자신이 현재 사용하고 있는 송신 방향 HFN값(Hyper Frame Number)을 포함해서 수신측에 전송한다. 이후 수신측의 AM RLC는 상기 리셋 PDU를 전달받으면 자신의 수신 방향의 HFN값을 재설정하고, 일련번호 등의 환경변수들을 초기화한다. 그리고 수신측의 AM RLC는 자신의 송신방향 HFN을 포함시켜 리셋 확인 PDU를 송신측 AM RLC에게 전송한다. 송신측의 AM RLC는 리셋 확인 PDU를 수신하면 자신의 수신방향 HFN값을 재설정한 후 환경변수들을 초기화한다.
도 3은 AM RLC 개체에서 사용되는 RLC PDU의 구조를 나타낸다. 데이터를 전송할 때 사용되는 데이터 PDU인 AM RLC PDU의 구조를 나타낸다. AM RLC PDU는 AM RLC 개체가 사용자 데이터 또는 피기백 상태(piggybacked status) 정보 그리고 폴링 비트(Polling bit)를 전송하고자 할 때 사용된다. 사용자 데이터 부분은 8비트의 정수배로 구성된다.
도 3을 참조하면, AM RLC PDU는 크게 헤더와 데이터로 나눌 수 있다. 헤더 부분은 일련 번호(Sequence Number; 이하 SN), D/C(Data/Control), P(Polling) 필드(field), HE(Header Extension) 필드 및 LI(Length Indicator) 부분을 포함할 수 있다. SN은 각 PDU의 순서 번호를 나타내는 필드이고, AM RLC PDU는 12비트를 사용한다. D/C 필드는 해당 PDU가 데이터 정보를 싣고 있는지 제어 정보를 싣고 있는지를 알려주는 역할을 하는 1비트 필드이다. P 필드는 수신측에 상태 보고(status report)를 요구하는 1비트 필드이다. P 필드가 0이면 상태 보고가 필요하지 않음을 의미하며, P 필드가 1로 설정되면 상태 보고를 전하라는 의미이다. HE 필드는 다음의 필드가 데이터인지 아니면 LI와 E 필드인지를 알려주는 역할을 하는 2비트 필드이다. HE가 00으로 설정되면 바로 다음은 데이터임을 의미하고, HE가 01로 설정되면 바로 다음 필드는 LI임을 의미한다.
LI 부분은 LI와 E(Extension) 필드로 구성된다. LI는 그 PDU가 여러 개의 SDU를 포함할 경우 각 SDU의 경계면을 나타내는 필드로서, LI는 데이터 부분의 첫 옥텟(octet)(또는 헤더의 끝 부분)부터 1번째 SDU의 끝 옥텟까지의 옥텟 수를 나타낸다. PDU가 3개의 SDU를 포함할 경우, 2번째 LI는 1번째 SDU의 마지막 옥텟부터 2번째 SDU의 끝 옥텟까지의 옥텟 수를 나타낸다. LI를 구성하는 방법에 대하여는 후술한다. LI의 크기는 7비트 또는 15비트가 사용될 수 있으나, 이는 제한이 아니고 11비트 등 기타 다양한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, AMD(AM Data)의 경우에 PDU가 126 옥텟보다 같거나 작은 경우에는 7비트 LI를 사용하며 그렇지 않은 경우에는 15비트 LI를 사용할 수 있다. E 필드는 1비트 필드로서 그 다음 필드가 데이터인지 아니면 LI와 E 필드인지를 알려준다. E 필드가 0으로 설정되면 바로 다음 필드는 데이터 또는 패딩(padding) 또는 피기백 상태 정보임을 알린다. E 필드가 1로 설정되면 바로 다음의 필드는 LI와 E 필드임을 의미한다.
그리고 특정한 경우, 예를 들어, SDU의 끝이라던지 혹은 처음 부분을 알려주기 위해서 특별한(special) 값으로 설정된 LI가 추가되기도 한다. 다음 표 1은 7비트의 특별한 값으로 설정된 LI가 사용되는 일 예를 나타낸다.
비트 설명
0000000 The previous RLC PDU was exactly filled with the last segment of an RLC SDU and there is no "Length Indicator" that indicates the end of the RLC SDU in the previous RLC PDU.
1111100 UMD PDU: The first data octet in this RLC PDU is the first octet of an RLC SDU. AMD PDU: Reserved (PDUs with this coding will be discarded by this version of the protocol).
1111101 UMD PDU: The first data octet in this RLC PDU is the first octet of an RLC SDU and the last octet in this RLC PDU is the last octet of the same RLC SDU. AMD PDU: Reserved (PDUs with this coding will be discarded by this version of the protocol).
1111110 AMD PDU: The rest of the RLC PDU includes a piggybacked STATUS PDU. UMD PDU: The RLC PDU contains a segment of an SDU but neither the first octet nor the last octet of this SDU.
1111111 The rest of the RLC PDU is padding. The padding length can be zero.
다음 표 2는 15비트의 특별한 값으로 설정된 LI가 사용되는 일 예를 나타낸다.
비트 설명
000000000000000 The previous RLC PDU was exactly filled with the last segment of an RLC SDU and there is no "Length Indicator" that indicates the end of the RLC SDU in the previous RLC PDU.
111111111111010 UMD PDU: The first data octet in this RLC PDU is the first octet of an RLC SDU and the second last octet in this RLC PDU is the last octet of the same RLC SDU. The remaining one octet in the RLC PDU is ignored.
111111111111011 The last segment of an RLC SDU was one octet short of exactly filling the previous RLC PDU and there is no "Length Indicator" that indicates the end of the RLC SDU in the previous RLC PDU. The remaining one octet in the previous RLC PDU is ignored.
111111111111100 UMD PDU: The first data octet in this RLC PDU is the first octet of an RLC SDU. AMD PDU: Reserved (PDUs with this coding will be discarded by this version of the protocol).
111111111111101 UMD PDU: The first data octet in this RLC PDU is the first octet of an RLC SDU and the last octet in this RLC PDU is the last octet of the same RLC SDU. AMD PDU: Reserved (PDUs with this coding will be discarded by this version of the protocol).
111111111111110 AMD PDU: The rest of the RLC PDU includes a piggybacked STATUS PDU. UMD PDU: The RLC PDU contains a segment of an SDU but neither the first octet nor the last octet of this SDU.
111111111111111 The rest of the RLC PDU is padding. The padding length can be zero.
도 4는 SDU로부터 PDU를 구성하는 예를 나타낸다. 송신측 AM RLC는 상위로부터 SDU를 전달받으면, SDU들을 분할 또는 결합하여 정해진 크기의 AMD(AM Data) PDU로 만든다. AMD PDU는 페이로드(payload)에 헤더가 붙은 형태로 구성되어 있으며, 페이로드는 SDU의 일부분 또는 하나 이상의 SDU로 이루어진다. 헤더는 PDU의 SN과 SDU의 경계면이 존재할 때 그 경계면의 위치를 알려주는 LI를 포함한다.
도 4를 참조하면, 이전에 32번까지의 SDU는 이미 20번까지의 PDU에 실려 성공적으로 전송되었다고 가정한다. 이후 33번부터의 SDU가 도시된 바와 같이 AM RLC로 내려오면, AM RLC는 이들을 분할 또는 결합하여 정해진 크기의 AMD PDU로 만든다. 여기서는 39번 SDU까지만 보여주고 있지만, 실제로는 SDU가 계속적으로 RLC로 내려오며, RLC는 내려오는 SDU들에 대해 계속하여 PDU를 구성한다. AMD PDU 헤더에는 PDU의 SN이 포함되고, 만약 구성된 PDU 내에 SDU의 경계면이 존재한다면 그 경계면의 위치를 알려주는 LI도 추가된다.
도 5는 도 4의 RLC PDU 중 21~23번의 RLC PDU를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 21번 PDU는 33번 SDU의 첫 부분만으로 구성되므로 SDU의 경계면이 없다. 따라서, 21번 PDU는 LI가 필요없고, SN과 SDU 33의 일부분으로만 구성된다.
22번 PDU는 SDU 33의 끝부분과 SDU 34의 모든 부분 및 SDU 35의 첫부분으로 구성되므로 2개의 SDU 경계면을 포함한다. 따라서, 21번 PDU는 각 경계면을 알려주는 2개의 LI 필드가 헤더에 포함된다. LI1은 SDU 33과 SDU 34 사이의 경계면을, LI2는 SDU 34와 SDU 35 사이의 경계면을 가리킨다.
23번 PDU는 SDU 35의 일부분과 SDU 36의 일부분으로 구성되므로, SDU 35와 SDU 36 사이의 경계면이 하나 존재한다. 따라서 23번 PDU는 SDU 35와 SDU 36 사이의 경계면을 가리키는 1개의 LI 필드가 헤더에 포함된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 구성을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 3개의 RLC SDU(상위 블록 데이터)의 데이터가 하나의 RLC PDU(하위 블록 데이터)에 포함된다. 1번째로 포함되는 것은 RLC SDU 1의 끝부분이고, 그 다음에 RLC SDU 2의 전부분이 포함되며, 마지막으로 RLC SDU 3의 1번째 부분이 포함되고 있다. RLC SDU 3은 크기가 커서 그 일부분만 상기 RLC PDU에 포함된다.
LI는 RLC SDU 사이의 경계면을 나타내며, 여기서는 2개의 LI가 필요하다. LI1은 RLC SDU 1과 RLC SDU 2 사이의 경계면을 가리키고, LI2는 RLC SDU 2와 RLC SDU 3 사이의 경계면을 가리킨다고 한다. LI1의 값은 헤더의 끝부분부터 RLC SDU들의 1번째 경계면까지의 길이를 가진다. 즉, LI1는 헤더의 끝부분에서 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU 1의 끝부분까지의 길이를 나타낸다. LI2의 값은 RLC PDU내에 존재하는 RLC SDU들 간의 1번째 경계면의 위치로부터 RLC SDU들의 2번째 경계면까지의 길이를 가진다. LI2는 RLC SDU 1과 RLC SDU 2 사이의 경계면에서 RLC SDU 2와 RLC SDU 3 사이의 경계면까지의 길이를 나타낸다. 여기서는, LI1과 LI2는 각각 11비트를 사용한다. 하나의 LI 부분은 11비트의 LI와 1비트의 E 필드를 가지고, 전체 LI 부분은 2개의 LI 부분을 가지므로, 전체 LI 부분은 24비트(3옥텟)을 가진다.
여기서는 3개의 RLC SDU가 하나의 RLC PDU에 포함된다고 하고 있으나, RLC PDU에 포함되는 RLC SDU의 수는 제한이 없다. 따라서, 적어도 2개 이상의 RLC SDU가 RLC PDU에 포함될 수 있고, 이에 따라 헤더에 포함되는 LI의 수는 달라질 수 있다.
본 발명에 의하면 LI는 헤더의 끝부분을 시작점으로 해서 하나의 RLC SDU의 끝부분까지의 거리가 아니라, RLC SDU들 간의 경계면들의 사이의 거리를 나타낸다. 이로써, 헤더의 크기를 줄여 전송 효율을 높이고, 포함되는 RLC SDU의 최대 크기의 제약을 없앨 수 있다.
송신측은 RLC PDU를 구성함에 있어서, RLC PDU 헤더의 끝부분에서 상기 RLC PDU에 포함되는 1번째 RLC SDU까지의 길이를 1번째 LI로 설정하여 RLC PDU 헤더에 포함시킨다. 그리고 RLC PDU에 추가적으로 2번째 RLC SDU의 끝부분이 포함될 경우, 1번째 RLC SDU의 끝부분부터 2번째 RLC SDU의 끝부분까지의 길이를 2번째 LI로 설정하여 RLC PDU 헤더에 포함시킨다. 여기서 2번째 RLC SDU의 끝부분은 결국 2번째 RLC SDU와 3번째 RLC SDU 사이의 경계면을 의미한다.
수신측은 수신된 RLC PDU를 이용하여 RLC SDU로 복원함에 있어서, 상기 RLC PDU에 1번째 LI에 대해서는 상기 1번째 LI가 RLC PDU의 헤더로부터 1번째로 상기 RLC PDU에 포함된 1번째 RLC SDU의 끝부분까지의 길이를 지시하는 것으로 인식하고 상기 1번째 RLC SDU를 복원한다. 그리고 RLC PDU에 포함된 추가적인 LI에 대해서, 상기 각각의 LI는 상기 LI의 직전에 상기 RLC PDU에 포함된 LI가 지시하는 RLC PDU내의 RLC SDU의 경계면으로부터 그 다음에 위치하는 RLC SDU의 경계면까지의 길이를 지시하는 것으로 인식하고, RLC SDU를 복원한다. 여기서 RLC SDU의 경계면은 결국 직전 RLC SDU의 끝부분을 의미한다.
본 발명에서는 AM 모드로 동작하는 RLC 개체에서 RLC PDU의 헤더를 최적화하기 위해, RLC 개체는 RLC PDU 헤더에 포함되는 특정 필드의 값을, 특정 상황의 발생 여부에 따라서, 다른 방식으로 계산한다. RLC 개체는 RLC PDU 헤더에 포함되는 특정 필드의 값을 계산할 때, 특정 상황이 발생할 때와 특정 상황이 발생하지 않았을 때, 각기 다른 방식으로 계산한다. 다르게 말해서, 본 발명은 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성하기 위해서 RLC SDU를 RLC PDU에 포함할 때, 상기 RLC SDU에 관련된 정보를 RLC PDU 헤더에 포함하는 방식에 관한 것이다. RLC 개체는 특정 상황의 발생 여부에 따라서 상기 RLC SDU에 관련된 정보의 값을 정하여 상기 RLC PDU 헤더에 포함시킨다.
일 실시예에서, 상기 특정 상황은 RLC 개체가 RLC PDU를 구성할 때, 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU에 대해서 상기 RLC SDU가 상기 RLC PDU에 포함되는 1번째 RLC SDU인 경우를 의미한다. 다른 실시예에서, 상기 특정 상황은 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때, 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU에 대해서 상기 RLC SDU의 마지막 부분(last segment)이 상기 RLC PDU에 포함되는 1번째 RLC SDU인 경우를 의미한다.
특정 상황이 발생할 경우 RLC 개체는 RLC PDU 헤더의 끝부분부터 상기 RLC SDU의 끝부분까지의 길이로 상기 특정 필드의 값을 계산할 수 있다. 특정 상황이 발생하지 않을 경우 RLC 개체는 상기 RLC PDU에 포함된 상기 RLC SDU의 이전 RLC SDU의 끝부분부터 상기 새로이 포함된 RLC SDU의 끝부분까지의 길이로 상기 특정 필드의 값을 계산할 수 있다. 상기 RLC SDU의 끝부분은 RLC SDU들의 경계면일 수 있다.
상기 특정 필드는 상기 RLC SDU의 끝부분이 포함된 RLC PDU에 포함될 수 있다. 상기 특정 필드는 상기 RLC SDU의 끝부분이 포함된 RLC PDU에 포함되지 못할 경우 바로 다음의 RLC PDU에 포함될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때 상기 RLC PDU에 포함되는 각각의 RLC SDU들의 크기를 알려주는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU의 크기를 알려주는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때 상기 RLC PDU에 포함되는 각각의 RLC SDU들의 부분(segment)의 크기를 알려주는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU의 부분의 크기를 알려주는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 상기 RLC 개체가 특정 RLC PDU를 구성할 때 상기 RLC PDU에 포함되는 RLC SDU들의 경계의 위치를 알려주는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 특정 필드는 특정 RLC PDU를 수신한 RLC 개체가 상기 RLC PDU로부터 RLC SDU들을 복원할 때 필요한 정보를 알려주는데 사용될 수 있다. 상기 RLC SDU에 관련된 정보는 상기 특정 필드를 의미한다.
상기 특정 필드는 LI일 수 있다. 상기 특정 상황이 발생하면 상기 특정 필드의 값은 상기 RLC PDU 헤더의 끝부분으로부터 상기 RLC SDU의 끝부분까지의 길이로 설정된다. 상기 특정 상황이 발생하지 않으면, 상기 특정 필드의 값은 상기 RLC PDU내의 새로이 포함된 RLC SDU의 바로 직전에 포함된 RLC SDU의 끝부분 위치로부터 새로이 상기 RLC PDU에 포함된 RLC SDU의 끝부분까지의 길이로 설정될 수 있다. 또는, 상기 특정 상황이 발생하지 않으면, 상기 특정 필드의 값은 새로이 상기 RLC PDU에 포함된 RLC SDU의 크기로 설정될 수 있다. 특정 상황이 발생하지 않으면, 상기 특정 필드의 값은 RLC PDU에 포함된 RLC SDU들의 경계면의 거리로 설정될 수 있다.
RLC 개체는 RLC PDU를 구성하기 위해서 RLC SDU를 RLC PDU에 포함시킬 때, 상기 RLC SDU의 끝부분이 상기 RLC PDU에 포함되면, 상기 RLC SDU와 관련된 LI를 RLC PDU 헤더에 포함시킨다. 이때, 상기 RLC SDU가 상기 RLC PDU에 포함되는 1번째 RLC SDU이면, 상기 LI는 RLC PDU 헤더의 끝부분으로부터 상기 RLC SDU의 끝부분까지의 길이, 즉 상기 RLC SDU의 뒤쪽 경계면까지의 길이로 설정된다. 상기 RLC SDU가 상기 RLC PDU에 포함되는 1번째 RLC SDU가 아니면, 상기 LI는 상기 RLC PDU 헤더에 포함된 바로 직전의 LI가 지시하는 위치의 경계면으로부터 새로이 추가된 RLC SDU의 끝부분까지의 길이, 즉 상기 RLC SDU로 인한 뒤쪽 경계면까지의 길이로 설정된다. 이에 의하면, LI는 이전의 마지막 RLC SDU들의 경계면으로부터 새로이 발생한 RLC SDU들의 경계면까지의 길이로 설정된다. LI는 새로이 포함된 RLC SDU의 크기를 가리킨다.
RLC PDU 헤더에 포함된 N번째 LI는 RLC PDU내에 포함된 RLC SDU들 중 N-1번째 경계면으로부터 N번째 경계면까지의 길이를 의미한다. 또는, RLC PDU 헤더에 포함된 N번째 LI는 RLC PDU내에 포함된 RLC SDU들 중 N번째 RLC SDU의 크기를 의미한다. 여기서, 1번째 LI는 RLC PDU 헤더의 끝부분으로부터 RLC PDU내에 포함된 RLC SDU들의 1번째 경계면까지의 길이를 의미한다. 또는, 1번째 LI는 RLC PDU 헤더의 끝부분으로부터 RLC PDU내에 포함되는 1번째 RLC SDU의 전체 혹은 부분의 크기를 의미한다.
도 7은 블록 데이터 구성의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 하나의 RLC PDU는 N+1개의 RLC SDU를 포함한다. 따라서, N개의 경계면을 가지므로, N개의 LI가 필요하다. 이는 모든 LI를 헤더의 끝부분을 시작점으로 하여 각각의 SDU들의 경계면까지의 거리로 계산하는 경우이다. RLC SDU 1과 RLC SDU 2 사이의 경계면의 위치를 알려주는 것이 LI1이고, RLC SDU 2와 RLC SDU 3 사이의 경계면의 위치를 알려주는 것이 LI2이고, RLC SDU N과 RLC SDU N+1 사이의 경계면의 위치를 알려주는 것이 LIN이다.
LI를 나타내는 비트수는 일정하게 한정된다. 예를 들어, LI를 나타내기 위한 최대 비트수를 7비트라 하면, 최대로 포함할 수 있는 데이터의 양, 즉 RLC SDU크기의 총합은 128이다. LI를 나타내기 위한 최대 비트수를 15비트라 하면 최대로 포함할 수 있는 데이터의 양, 즉 RLC SDU크기의 총합은 32767이다. 이에 의하면 LI를 나타내는 최대 비트수에 따라 RLC PDU의 크기와 RLC PDU에 실리는 RLC SDU들의 총량에 제한이 있게 된다. 즉, LI는 헤더의 끝부분을 시작점으로 하여 각 SDU들의 경계면까지의 거리를 나타내므로, 그 거리가 32767보다 크면 이를 나타낼 수 없다.
또한, LI 자체의 오버헤드의 문제점이 있을 수 있다. 예를 들어, 실제 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 패킷의 최대 크기는 1500바이트(byte)정도이다. 즉 이는 TCP/IP 패킷의 크기는 11비트만으로 충분히 표현될 수 있음을 의미한다. 따라서, 15비트의 LI를 사용할 경우 하나의 RLC SDU가 RLC PDU에 포함될 때마다 15비트의 오버헤드가 들어가게 되므로, RLC의 전송효율을 떨어뜨릴 수 있다. 15비트 LI와 1비트 E 필드가 사용되는 경우, 2개의 LI가 필요하다면 전체 LI 부분에 필요한 비트 수는 32비트가 된다. 도 6의 실시예에 의하면, 24비트만으로도 충분하므로 이는 1.5배의 오버헤드 감소를 의미한다. 따라서 본 발명에 의하면, LI를 각 RLC SDU들 간의 경계면의 거리로 대체함으로써, RLC PDU의 최대 크기의 제약을 없앨 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 데이터 구성을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 이는 1번째 LI를 특별(special) LI로 사용한 경우이다. 특별 LI는 7비트의 일 예를 표 1에, 15비트의 일 예를 표 2에 나타낸다. 예를 들어, LI1으로 “0000000”가 사용된다고 한다. 상기 “0000000”이라는 값을 가진 특별 LI는 해당 RLC PDU의 가장 처음에 포함된다. 그리고 상기 RLC PDU에 1번째로 포함되는 1번째 RLC SDU의 끝부분이 상기 RLC PDU에 포함되고, 또한 상기 1번째 RLC SDU에 대한 LI2를 상기 RLC PDU의 헤더에 포함해야 하는 경우, 상기 추가되는 LI, 즉 2번째 LI는 상기 RLC PDU의 헤더로부터 상기 1번째 RLC PDU의 끝부분, 즉 상기 1번째 RLC SDU와 다음 2번째 RLC SDU의 경계면까지의 위치로 설정된다. 만약 2번째 RLC PDU에 이어서 또 다른 3번째 RLC SDU가 포함된다면, 상기 포함된 RLC SDU에 관련된 LI는 상기 RLC PDU에 포함된 이전의 RLC SDU들의 경계면으로부터 새로이 포함된 RLC SDU에 의해 만들어지는 새로운 RLC SDU의 경계면까지의 길이로 설정된다.
상술한 예에 한정되지 않고 당업자라면 특별 LI를 고려한 다양한 변경 및 수정을 용이하게 할 수 있을 것이다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면 블록 데이터의 헤더 크기를 최적화하여, 데이터 전송 효율을 높일 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 데이터 블록 전송 방법에 있어서,
    전송기가 헤더와 데이터 필드를 포함하는 RLC(Radio Link Control) PDU(Protocol Data Unit)를 생성하되, 상기 헤더는 M개의 길이 지시자를 포함하고, 상기 데이터 필드는 M+1개의 데이터 필드 요소를 포함하고, M≥2이며,
    상기 전송기가 수신기로 상기 RLC PDU를 전송하는 것을 포함하고,
    m번째 길이 지시자는 m번째 데이터 필드 요소의 바이트 단위 길이를 지시하고, 여기서, m=1, …, M,
    각 데이터 필드 요소는 RLC SDU(Service Data Unit) 또는 RLC SDU 세그먼트를 포함하고,
    각 길이 지시자는 대응하는 데이터 필드 요소의 RLC SDU 또는 RLC SDU 세그먼트의 길이를 지시하고,
    m번째 길이 지시자는 (m-1)번째 데이터 필드 요소의 끝과 (m+1)번째 데이터 필드 요소의 시작 사이의 거리를 지시하는, 여기서, m=2,…,M,
    것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤더는 상기 데이터 필드가 다음에 오거나 E(Extension) 필드와 길이 지시자의 집합이 다음에 오는지 여부를 지시하는 E 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 헤더는 상기 RLC PDU의 SN(Sequence Number)를 지시하는 SN 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 각 길이 지시자의 크기는 11비트인 것을 특징으로 하는 데이터 블록 전송 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 데이터 블록을 전송하는 전송기에 있어서,
    헤더와 데이터 필드를 포함하는 RLC(Radio Link Control) PDU(Protocol Data Unit)를 생성하되, 상기 헤더는 M개의 길이 지시자를 포함하고, 상기 데이터 필드는 M+1개의 데이터 필드 요소를 포함하고, M≥2이며,
    상기 전송기가 수신기로 상기 RLC PDU를 전송하는 RLC 계층을 포함하고,
    m번째 길이 지시자는 m번째 데이터 필드 요소의 바이트 단위 길이를 지시하고, 여기서, m=1, …, M,
    각 데이터 필드 요소는 RLC SDU(Service Data Unit) 또는 RLC SDU 세그먼트를 포함하고,
    각 길이 지시자는 대응하는 데이터 필드 요소의 RLC SDU 또는 RLC SDU 세그먼트의 길이를 지시하고,
    m번째 길이 지시자는 (m-1)번째 데이터 필드 요소의 끝과 (m+1)번째 데이터 필드 요소의 시작 사이의 거리를 지시하는, 여기서, m=2,…,M,
    것을 특징으로 하는 전송기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 헤더는 상기 데이터 필드가 다음에 오거나 E(Extension) 필드와 길이 지시자의 집합이 다음에 오는지 여부를 지시하는 E 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 헤더는 상기 RLC PDU의 SN(Sequence Number)를 지시하는 SN 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기.
  8. 제 5 항에 있어서, 각 길이 지시자의 크기는 11비트인 것을 특징으로 하는 전송기.
  9. 삭제
  10. 삭제
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