KR20070091069A - 무선 단말에서 수신 프레임 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 무선 망의 수신장치에서 수신 버퍼의 상태에 의해 수신 프레임을 처리하는 장치 및 방법을 제안한다. 이를 위해 수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시하고;, 기 수신 버퍼 레벨에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정한다. 그리고 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임을 저장하기에 부적절할 시 상기 수신 데이터 프레임을 폐기한 후 상기 수신 데이터 프레임이 폐기되었음을 송신측으로 통보한다.

무선 망, 수신 버퍼, 하향링크, 버퍼 제어 기능

Description

무선 단말에서 수신 프레임 처리장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING RECEIVE FRAME IN AN WIRELESS TERMINAL}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 제어 기능을 통해 상향링크 데이터를 처리하는 예를 개념적으로 보이고 있는 상태 천이도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 예를 보이고 있는 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 상향링크 데이터 프레임을 처리하기 위한 무선 단말의 구성을 보이고 있는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 상향링크 프레임을 처리하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

본 발명은 무선 망의 수신장치에서 수신 프레임을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 수신 버퍼의 상태에 의해 수신 프레임을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 단말은 무선 자원을 이용하여 기지국과의 데이터 송/수신하 는 동작을 수행한다. 무선 단말로부터 기지국으로 전송되는 데이터 프레임을 상향링크 프레임 (Uplink Frame)이라 하며, 기지국으로부터 무선 단말로 전송되는 데이터 프레임을 하향링크 프레임 (Downlink Frame)이라 한다.

무선 망에서 기지국은 이동성이 요구되지 않으므로 전원 및 성능에 제한을 받지 않는다. 하지만 무선 단말에서는 이동성이 반드시 고려되어야 하는 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 무선 단말에서는 한정된 전력을 보다 효율적으로 사용함으로써, 사용 시간을 늘리기 위한 방안이 다양하게 모색되고 있다.

또한 무선 단말은 성능 향상을 위해 하드웨어를 무한정 추가할 수는 없는 것이 현실이다. 따라서 한정된 무선 단말의 성능을 보다 효율적으로 이용하기 위한 방안 마련이 요구되고 있다.

그 일 예로서 수신 버퍼의 저장 용량이 한정되어 있어, 수신 버퍼에 저장할 수 있는 하향링크 데이터를 저장하는 데는 한계가 있다. 만약 수신 버퍼에 오버플로우 (overflow)가 발생한 상태에서 하향링크 프레임이 수신된다면, 단말은 해당 하향링크 프레임을 처리할 수 없게 된다. 이러한 상황이 발생하면 기존의 무선 단말은 해당 하향링크 프레임을 처리하지 못한 것에 대응한 응답 메시지를 기지국으로 전송한다. 상기 기지국은 응답 메시지를 통해 해당 하향링크 프레임을 무선 단말이 정상적으로 수신하지 못하였음을 확인하면, 해당 하향링크 프레임을 재 전송한다.

전술한 바에 의해 기지국으로부터 재 전송되는 하향링크 프레임은 무선 단말의 수신 버퍼에 대한 부하를 더 가중하는 원인이 된다. 그리고 최악의 경우 수신 버퍼의 과중한 부하로 인해 앞서 정상적으로 저장이 이루어진 데이터에도 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

따라서 무선 단말에서 수신 버퍼의 오버플로우가 발생할 시, 이로 인해 수신 버퍼에서의 부하가 추가적으로 발생하는 것을 방지하는 방안이 마련되어야 할 것이다.

따라서 전술한 바를 해결하기 위해 본 발명은 무선 단말에서 수신 버퍼의 상태를 예측하고, 상기 예측된 수신 버퍼의 상태에 의해 하향링크 프레임의 처리를 결정하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 무선 단말에서 수신 버퍼가 사용되고 있는 수준을 예측하여 수신된 하향링크 프레임을 강제적으로 폐기하는 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 무선 단말에서 수신 버퍼의 한계로 인해 강제로 폐기한 하향링크 프레임에 대응하여 의도된 응답 메시지를 전송하는 장치 및 방법을 제공한다.

전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시하고, 상기 수신 버퍼 레벨에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정하며, 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임을 저장하기에 부적절할 시 상기 수신 데이터 프레임을 폐기하고, 상기 수신 데이터 프레임이 폐기되었음을 송신측으로 통보하는 무선 망에서의 수신 데이터 프레임 처리방법을 제안한다.

이를 위해 보다 바람직한 것은, 미리 설정된 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 만족하지 않으면 수신 버퍼 제어 기능을 설정하고, 상기 수신 버퍼 제어 기능이 설정되면 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용할 수 있는지를 판단하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하는지를 판단하고, 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용하지 못하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하지 못할 시 상기 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장할 수 없다고 결정하는 수신 데이터 프레임 처리방법을 제안한다.

이를 위해 보다 바람직한 것은, 수신 데이터 프레임의 종류가 음성 서비스인 경우, 상기 수신 데이터 프레임의 길이 관계없이 상기 수신 데이터 프레임을 수신 버퍼에 저장하는 수신 데이터 프레임 처리방법을 제안한다.

전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 제어 신호에 의해 수신 데이터 프레임을 저장하거나 폐기하는 수신 버퍼와, 제어 신호에 의해 상기 수신 데이터 프레임에 대응한 응답 메시지를 출력하는 송신 버퍼, 및 수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시하고, 상기 수신 버퍼 레벨에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정하며, 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임을 저장하기에 부적절할 시 상기 수신 데이터 프레임을 폐기하는 제어 신호와, 상기 수신 데이터 프레임이 폐기되었음을 송신측으로 통보할 것을 명령하는 제어 신호를 출력하는 버퍼 제어부를 포함하는 무선 망에서의 수신 데이터 프레임 처리장치를 제안한다.

이를 위해 보다 바람직한 것은, 버퍼 제어부에서, 미리 설정된 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 만족하지 않으면 수신 버퍼 제어 기능을 설정하고, 상기 수신 버퍼 제어 기능이 설정되면 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용할 수 있는지를 판단하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하는지를 판단하고, 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용하지 못하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하지 못할 시 상기 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장할 수 없다고 결정하는 수신 데이터 프레임 처리장치를 제안한다.

이를 위해 보다 바람직한 것은, 상기 버퍼 제어부에서,, 수신 데이터 프레임의 종류가 음성 서비스인 경우, 상기 수신 데이터 프레임의 길이 관계없이 수신 버퍼에 저장할 것을 명령하는 제어신호를 출력하는 수신 데이터 프레임 처리장치를 제안한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토 대로 내려져야 할 것이다.

한편 후술될 본 발명에 대한 상세한 설명에서는 하향링크만을 고려하고 있다. 즉 무선 단말의 수신 버퍼에 본 발명을 적용한 예만을 개시할 것이다. 하지만 본 발명을 상향링크, 즉 기지국에서 적용하는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버퍼 제어 기능을 통해 상향링크 데이터를 처리하는 예를 개념적으로 보이고 있는 상태 천이도이다.

상기 도 1을 참조하면, 무선 단말은 데이터 프레임을 수신한다 (참조번호 110). 상기 무선 단말은 데이터 프레임을 수신하면, 미리 설정된 하향링크 맵 구간 정보를 확인한다 (참조번호 114). 상기 무선 단말은 수신한 데이터 프레임의 헤더 정보를 통해 프레임의 길이, 전송율 등을 확인한다 (참조번호 112). 그리고 상기 무선 단말은 현재 수신 버퍼의 상태를 확인하여 버퍼 레벨을 검사한다 (참조번호 116). 상기 무선 단말은 앞에서 확인된 정보에 의해 상기 수신 데이터 프레임을 수신 버퍼에 저장할 것인지 아니면 폐기할 것인지를 결정한다.

상기 무선 단말은 앞에서 결정된 결과에 의해 ACK 메시지 또는 NACK 메시지를 상기 기지국으로 전송한다 (참조번호 118, 110).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 2에서 보이고 있는 동작 예는 시분할 방식을 전제로 하고 있다.

도 2를 참조하면, 기지국은 하향링크 전송 구간에서 데이터 프레임을 전송한다. 무선 단말은 하향링크 전송 구간에서 하향링크 데이터 프레임을 처리함에 있어, 수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시한다. 상기 수신 버퍼 레벨에 대한 감시는 MAC 계층에서 수행한다. 만약 수신 버퍼의 레벨이 더 이상 데이터를 저장할 수 없을 경우라면, 상기 MAC 계층에서는 버퍼 제어 기능을 통해 수신 데이터 프레임을 처리한다. 상기 버퍼 제어 기능에 따르면, 버퍼 레벨이 수신 데이터 프레임의 크기를 만족 못할 시 수신 데이터 프레임을 폐기한다. 하지만 수신 버퍼에 저장된 데이터가 처리되는 속도가 수신 데이터 프레임이 가지는 전송율을 만족시킬 경우에는 수신한 데이터 프레임을 수신 버퍼에 저장한다.

상기 도 2에서 첫 번째 하향링크 전송 구간(DL #1)은 전송된 데이터 프레임이 무선 단말에 의해 정상적으로 수신된 경우에 해당한다. 이는 무선 단말에서의 수신 버퍼의 용량이 데이터 프레임을 저장하기에 충분함을 의미한다 (DL_Buffer Almost Empty). 하지만 두 번째 하향링크 전송 구간(DL #2)은 전송된 데이터 프레임이 무선 단말에 의해 정상적으로 수신될 수 없는 경우에 해당한다. 이는 무선 단말에서의 수신 버퍼의 용량이 데이터 프레임을 저장하기에 충분하지 않음을 의미한다 (DL_Buffer Almost Full).

이 경우 상기 무선 단말은 수신 데이터 프레임을 버퍼 제어 기능에 의해 처리할 것이다. 상기 버퍼 제어 기능에 의해 해당 데이터 프레임이 폐기되면, 상기 무선 단말은 상향링크 전송 구간에서 상기 기지국으로 NACK 메시지를 전송한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 상향링크 데이터 프레임을 처리하기 위한 무선 단말의 구성을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 기존의 무선 단말의 구성에 수신 버퍼를 제어하기 위한 버퍼 제어부를 추가로 구비하였다. 상기 버퍼 제어부는 수신 버 퍼의 상태를 지속적으로 감시하고, 상기 감시를 통해 상기 수신 버퍼의 레벨을 결정한다. 그리고 상기 수신 버퍼의 레벨이 수신한 데이터 프레임의 크기를 저장하는데 적당하지 않다고 판단하면, 수신 버퍼를 제어하기 위한 버퍼 제어 기능을 수행한다. 상기 버퍼 제어부는 버퍼 제어 기능이 수행되면, 현재의 수신 버퍼의 레벨이 수신된 데이터 프레임의 크기를 만족시킬 수 있는지를 판단한다. 상기 수신 버퍼의 레벨이 데이터 프레임의 크기를 저장하기에 부족하고, 상기 수신된 데이터 프레임의 종류가 음성인 경우 상기 데이터 프레임을 저장한다. 한편 상기 데이터 프레임이 가지는 전송율이 수신 버퍼의 처리 속도보다 높다면, 상기 데이터 프레임을 폐기한다.

한편 상기 수신 버퍼는 상기 버퍼 제어부의 제어에 의해 수신되는 데이터 프레임을 저장하거나 폐기 처리한다. 그리고 송신 버퍼는 상기 버퍼 제어부의 제어에 의해 응답 메시지를 출력한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 상향링크 프레임을 처리하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 무선 단말은 410단계에서 기지국으로부터의 데이터 프레임을 수신한다. 상기 무선 단말은 412단계에서 버퍼 제어 기능의 수행 여부를 판단한다. 이는 앞서 수신한 하향링크 맵 구간 정보 (DL-MAP Duration Information, 이하 "Bd"라 칭함)와 수신 버퍼의 용량 (Bem)에 의해 판단할 수 있다. 예컨대 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 초과한다면 (Bd > Bem), 버퍼 제어 기능의 수행이 필요하다고 판단한다. 하지만 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 초과하지 않는다면 (Bd < Bem), 버퍼 제어 기능의 수행이 필요하지 않다고 판단한다.

상기 무선 단말은 버퍼 제어 기능이 필요하다고 판단하면, 416단계에서 버퍼 제어 기능을 설정 (enable)한다. 하지만 상기 무선 단말은 버퍼 제어 기능이 필요 없다고 판단하면, 414단계에서 버퍼 제어 기능을 해제 (disable)한다.

상기 무선 단말은 버퍼 제어 기능이 설정되면, 418단계에서 버퍼 레벨이 수신 프레임의 길이를 충분히 만족하는 지를 판단한다 (Buffer_level > Bf+λL)를 초과하였는지를 판단한다. 상기 무선 단말은 버퍼 레벨이 수신 데이터 프레임을 저장할 수 있는 정도라고 판단되면, 424단계에서 수신 데이터 프레임을 버퍼에 저장한다. 하지만 버퍼 레벨이 수신 데이터 프레임을 저장하기에 충분하지 않으면, 420단계에서 상기 수신 데이터 프레임이 음성 데이터 프레임인지를 판단한다. 만약 음성 데이터 프레임이라면, 상기 무선 단말은 424단계로 진행하여 수신한 데이터 프레임을 저장한 후 426단계에서 ACK 메시지를 상기 기지국으로 전송한다.

하지만 음성 데이터 프레임이 아니라면, 상기 무선 단말은 422단계에서 데이터 프레임의 전송율과 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정한다. 만약 상기 데이터 프레임의 전송율이 상기 수신 버퍼가 가지는 처리 속도를 초과한다면, 상기 무선 단말은 428단계에서 수신된 데이터 프레임을 폐기한다. 그리고 상기 무선 단말은 430단계에서 상기 기지국으로 NACK 메시지를 전송한다.

하지만 상기 수신 버퍼가 가지는 처리 속도가 상기 데이터 프레임의 전송율 을 충분히 만족한다면, 상기 무선 단말은 상기 424단계에서 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장한다. 상기 무선 단말은 상기 수신 데이터 프레임의 저장이 완료되면, 426단계에서 상기 기지국으로 ACK 메시지를 전송한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서 무선 단말은 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 초과하면 버퍼 제어 기능을 수행한다. 상기 버퍼 제어 기능이 수행되면, 상기 무선 단말은 버퍼 레벨을 초과하는 크기를 가지는 음성 데이터 프레임을 폐기한다. 그리고 상기 무선 단말은 버퍼 레벨을 초과하는 데이터 프레임의 전송율이 수신 버퍼의 처리 속도를 초과하면, 상기 데이터 프레임을 폐기한다.

한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명은 수신 버퍼의 상태를 감시하고, 상기 감시 결과에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 제어하도록 한다. 이로써 수신 버퍼의 부하로 인해 데이터 손실이 발생하는 것을 사전에 방지한다. 즉 수신측에서 오버플로우가 발생하는 것을 회피할 수 있을 뿐만 아니라 전체 프레임의 손실을 막을 수 있다. 또한 데이터 프레임의 재 전송율을 줄여 평균 전력 사용량을 줄일 수 있는 장점이 있어 단말의 성능을 극대화 시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 무선 망에서 수신 데이터 프레임을 처리하는 방법에 있어서,

   수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시하고;

   상기 수신 버퍼 레벨에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정하며;

   상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임을 저장하기에 부적절할 시 상기 수신 데이터 프레임을 폐기하고;

   상기 수신 데이터 프레임이 폐기되었음을 송신측으로 통보하는 수신 데이터 프레임 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수신 데이터 프레임 저장 여부는,

   미리 설정된 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 만족하지 않으면 수신 버퍼 제어 기능을 설정하고;

   상기 수신 버퍼 제어 기능이 설정되면 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용할 수 있는지를 판단하고;

   상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하는지를 판단하고;

   상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용하지 못하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율 을 만족하지 못할 시 상기 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장할 수 없다고 결정함을 특징으로 하는 수신 데이터 프레임 처리방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 수신 데이터 프레임의 종류가 음성 서비스인 경우, 상기 수신 데이터 프레임의 길이 관계없이 상기 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장함을 특징으로 하는 수신 데이터 프레임 처리방법.
4. 무선 망에서 수신 데이터 프레임을 처리하는 장치에 있어서,

   제어 신호에 의해 수신 데이터 프레임을 저장하거나 폐기하는 수신 버퍼;

   제어 신호에 의해 상기 수신 데이터 프레임에 대응한 응답 메시지를 출력하는 송신 버퍼; 및

   수신 버퍼의 레벨을 지속적으로 감시하고, 상기 수신 버퍼 레벨에 의해 수신 데이터 프레임의 저장 여부를 결정하며, 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임을 저장하기에 부적절할 시 상기 수신 데이터 프레임을 폐기하는 제어 신호와, 상기 수신 데이터 프레임이 폐기되었음을 송신측으로 통보할 것을 명령하는 제어 신호를 출력하는 버퍼 제어부를 포함하는 수신 데이터 프레임 처리장치.
5. 제5항에 있어서, 상기 버퍼 제어부는,

   미리 설정된 하향링크 맵 구간 정보가 수신 버퍼의 용량을 만족하지 않으면 수신 버퍼 제어 기능을 설정하고;

   상기 수신 버퍼 제어 기능이 설정되면 상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용할 수 있는지를 판단하고;

   상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하는지를 판단하고;

   상기 수신 버퍼 레벨이 상기 수신 데이터 프레임의 길이를 수용하지 못하고, 상기 수신 버퍼에 저장된 데이터의 처리 속도가 상기 수신 데이터 프레임의 전송율을 만족하지 못할 시 상기 수신 데이터 프레임을 상기 수신 버퍼에 저장할 수 없다고 결정함을 특징으로 하는 수신 데이터 프레임 처리장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 버퍼 제어부는, 상기 수신 데이터 프레임의 종류가 음성 서비스인 경우, 상기 수신 데이터 프레임의 길이 관계없이 상기 수신 버퍼에 저장할 것을 명령하는 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 수신 데이터 프레임 처리장치.

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