KR20080063928A

KR20080063928A - 휴대 인터넷 시스템의 수신 장치와 이를 위한 ａｒｑ 블록 처리 방법

Info

Publication number: KR20080063928A
Application number: KR1020070000538A
Authority: KR
Inventors: 정현목; 안성우; 정성훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2008-07-08
Also published as: US20080212505A1; WO2008082260A1

Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 시스템의 수신 장치에서 ARQ 블록을 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 ARQ 블록을 그룹화하여 처리함으로써 ARQ 블록을 각각 처리하는 경우에 소요되어야 하는 메모리 리소스 및 처리 시간의 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한 수신 장치의 수신 윈도우 내 불필요한 퍼지 타이머 생성을 줄여서 퍼지 타이머 운용에 따른 비용을 줄일 수 있다.

ARQ 블록, 그룹화, 퍼지 타이머, 수신 윈도우

Description

휴대 인터넷 시스템의 수신 장치에서 ＡＲＱ 블록을 처리하는 방법{ARQ BLOCK PROCESSING METHOD FOR RECEIVER OF WIBRO SYSTEM}

도 1은 휴대 인터넷 표준 802.16의 프로토콜 계층도

도 2 및 도 3은 종래의 퍼지 타이머 동작을 설명하기 위한 도면

도 4는 ARQ 블록 수신 장치가 물리계층에서 전달한 PDU로부터 SDU를 추출하는 과정을 나타낸 순서도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 블록 처리 순서도

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 ARQ 블록을 그룹화한 예를 나타낸 도면

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FD 자료구조를 통해 그룹 리스트가 형성된 것을 나타낸 도면

도 8은 도 6에 해당하는 PDU를 처리했을 때 FD의 생성 및 FD 내에 있는 gl로 ARQ 블록을 그룹화 한 결과와 수신 윈도우에서의 슬라이딩 결과를 나타낸 도면

도 9는 도 8에서 이미 수신된 ARQ 블록과 현재 수신된 ARQ 블록에 대한 FD 연결 리스트와 그룹 연결 리스트를 함께 표시한 도면

도 10은 수신 윈도우를 슬라이딩 시키지 못하는 ARQ 블록이 두 개의 그룹을 형성한 예를 도시한 도면

도 11은 FN(1)로 수신된 ARQ 블록들이 하나의 그룹을 형성한 경우와 두 개의 그룹을 형성한 경우를 나타낸 도면

도 12a 내지 도 12c는 첫 번째 프레임에 이어 두 번째 프레임이 도착했을 때 두 번째 프레임에 생성된 퍼지 타이머들을 나타낸 도면

도 13a 내지 도 13c는 ARQ 송신 장치에서의 재전송으로 수신된 ARQ 블록 그룹들이 검색 결과에 따라 BSN이 연속되는 기존의 ARQ 블록 그룹을 만나서 머지되는 예를 도시한 도면

도 14a 내지 도 14b는 새로 전송된 프레임에 의해 ARQ 블록 그룹이 머지 되고 타이머가 삭제되는 경우를 도시한 도면

도 15a 내지 도 15d는 퍼지 타이머가 순차적으로 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과함으로 수신 윈도우를 슬라이딩 시키는 예를 도시한 도면

도 16a 내지 도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 퍼지 타이머 운용 순서도

본 발명은 휴대 인터넷 시스템에 관한 것으로, 특히 휴대 인터넷 시스템의 수신 장치에서 ARQ(Automatic Repeat Request) 블록을 효율적으로 처리하는 방법에 관한 것이다.

휴대 인터넷 시스템의 수신 장치는 처리해야 될 데이터가 도착했음을 통보받을 수 있어야 한다. 데이터 수신 사실을 통보받은 수신 장치는 프레임 내에 존재하 는 PDU(Protocol Data Unit)로부터 ARQ 블록을 추출해 낸다. 휴대 인터넷 표준 802.16에 따르면 하나의 프레임에 다수의 PDU가 포함될 수 있고 하나의 PDU에 다수의 ARQ 블록이 포함될 수 있다.

도 1은 휴대 인터넷 표준 802.16의 프로토콜 계층도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 802.16은 물리계층(PHY)과 매체접근 제어 계층(MAC)을 그 범위로 하고 있다. 무선 휴대 인터넷에서 사용되는 ARQ는 매체 접급 제어 계층(MAC) 중 'MAC common part sublayer'에 포함된다.

ARQ는 매체 접근 제어(MAC) 계층에서 이루어진다. 휴대 인터넷 표준 802.16에서 정의하고 있는 매체 접근제어 관리 메시지(DSA;Dynamic Service Addition/DSC;Dynamic Service Change)를 통해 연결설정 및 협상 과정에서 ARQ 수신 윈도우의 크기, ARQ 블록의 사이즈, 관련 타이머 값 등의 파라메타가 결정된다.

수신 장치의 ARQ 수신 윈도우 운용을 위해 사용되는 변수들은 다음과 같다.

- ARQ_RX_WINDOW_START: 수신 장치에 의해 (ARQ_RX_WINDOW_START - 1)까지의 모든 BSN(Block Sequence Number)이 수신되었음을 나타냄

- ARQ_RX_HIGHEST_BSN: (수신된 가장 큰 BSN+1)을 나타낸다.

- ARQ_RX_HIGHEST_BSN: ARQ_RX_WINDOW_START 에서 (ARQ_RX_WINDOW_START+ ARQ_WINDOW_SIZE) 사이의 값

- ARQ_WINDOW_SIZE: ARQ 수신 윈도우에 존재할 수 있는 연속된 BSN을 가지는 ARQ 블록들의 최대 개수

수신 장치에서 관리하는 ARQ 퍼지 타이머는 일정 시간이 경과한 이후에도 수 신 장치의 ARQ 수신 윈도우가 슬라이딩 하지 못할 경우에 강제로 수신 윈도우를 슬라이딩 시켜줌으로써 수신 장치의 동작을 계속 유지할 수 있도록 한다. ARQ 블록 각각은 송신장치에서 생성시 BSN이 주어진다. 수신 장치에서 수신 윈도우는 ARQ_RX_WINDOW_START값으로 수신 되어야 할 ARQ BSN을 알 수 있다. 수신 윈도우는 ARQ_RX_WINDOW_START값에 해당하는 ARQ 블록 수신되었을 때 슬라이딩한다. 수신 장치의 수신 윈도우는 ARQ_RX_WINDOW_START가 수신되지 않았거나 오류와 함께 수신된 가장 낮은 BSN을 가지는 ARQ 블록을 항상 가리키도록 운용된다. 그리고 ARQ_RX_WINDOW_START가 가리키는 BSN을 가지는 ARQ 블록이 수신되었을 경우, ARQ_RX_WINDOW_START 변수가 그 다음으로 가장 낮은 BSN을 가지는 ARQ 블록을 가리키도록 운용된다.

ARQ_RX_WINDOW_START값에 해당하는 ARQ 블록이 수신되지 못 할 경우 수신 장치의 수신 윈도우가 슬라이딩 하지 못하므로 해당 블록에 대해 퍼지 타이머가 동작하기 시작한다. 만약 어떤 블록을 위한 퍼지 타이머 값이 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과하면 해당 블록에 타임아웃 조건이 표시되고, 이때 ARQ_RX_WINDOW_START는 타임아웃 표시가 된 ARQ 블록 이후로 아직 수신 되지 않았거나 오류와 함께 수신된 가장 낮은 BSN을 가지는 ARQ 블록으로 진행된다.

휴대 인터넷 시스템의 표준인 "IEEE P802.16-2004/Cor1/D5"에 따르면, 수신 장치의 수신 윈도우를 슬라이딩시키지 못하는 ARQ 블록이 수신되었을 때, 아무런 조건 없이 해당되는 모든 ARQ 블록에 퍼지 타이머를 두어 운용한다. 그리고 수신 윈도우 내에 있는 블록들을 위한 퍼지 타이머는 BSN 값이 수신 윈도우 밖에 있을 때까지 활성 상태로 남아서 타임아웃 여부에 대해 계속 모니터링 된다.

이하에서는 수신 장치에서의 타이머 운용에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 종래의 퍼지 타이머 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에서 네모들은 각각 수신 장치에서 수신된 ARQ 블록을 나타내며, 네모 안의 숫자는 ARQ 블록의 BSN를 나타낸다. 도 2는 BSN 0번부터 7번까지의 ARQ 블록들이 정상적으로 수신되어 수신 윈도우가 슬라이딩한 경우를 나타내었다. 수신 윈도우의 슬라이딩 결과, BSN 0번부터 7번까지의 ARQ 블록은 수신 윈도우 밖에 놓이게 되었고, ARQ_RX_WINDOW_START가 BSN 8번 ARQ 블록 위치를 가리키게 된 것이다. 만약 BSN 7번 ARQ 블록이 수신된 이후에 8번 ARQ 블록이 정상적으로 수신되었다면 ARQ_RX_WINDOW_START는 9번을 가리키고 있을 것이다. 그런데 도 2에서는 BSN 7번 ARQ 블록이 수신된 이후에 BSN 11번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록들이 수신되었다. 그런데 BSN 11번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록들은 모두 ARQ_RX_WINDOW_START가 가리키는 블록이 아니기 때문에, BSN 11번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록들 각각에 대하여 퍼지 타이머가 동작하게 된다. 그리고 이후로 BSN 11번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록은 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값이 초과되었는지 여부를 모니터링하는 대상이 된다. 모니터링은 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값이 초과될 때 까지 혹은 수신 윈도우 내에 해당 ARQ 블록이 있을 때까지 계속된다. 도 2에서 BSN 11번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록이 동일한 프레임에 수신 장치로 수신되었을 경우, 각각 동일한 퍼지 타이머 값을 가지게 될 것이다.

퍼지 타이머를 두는 이유는, 상술했듯이 퍼지 타이머가 동작하고 있는 ARQ 블록 이후로 수신되지 않았거나 오류와 함께 수신된 가장 낮은 BSN을 가지는 ARQ 블록으로 ARQ_RX_WINDOW_START를 이동시켜서 수신 윈도우를 슬라이딩하도록 하기 위함이다.

그런데 목표로 하는 퍼지 타이머의 동작 결과와 하나의 프레임에 다수의 ARQ 블록이 수신되는 사실을 감안하면, 수신 장치의 수신 윈도우 내에 동일한 퍼지 타이머를 동작시키는 것은 의미가 없다. 그러나 현재의 휴대 인터넷 시스템에서는 동일한 퍼지 타이머값을 가지는 다수의 ARQ 블록을 발생시켜서 불필요한 퍼지 타이머를 생성하고 있으므로 퍼지 타이머 운용이 효율적이지 못하다.

도 2의 경우를 보면, BSN 12번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록이 퍼지 타이머를 가지게 되며, 이는 BSN 11번에 해당하는 ARQ 블록이 가지는 퍼지 타이머와 중복된다. 위와 같이 중복되는 퍼지 타이머가 동작하고 있는 상황에서 BSN 11번에 해당하는 ARQ 블록이 가지는 퍼지 타이머가 타임아웃 되면 ARQ_RX_WINDOW_START가 도 3에 도시한 바와 같이 BSN 24번에 해당하는 ARQ 블록 위치를 가리키도록 수신 윈도우가 슬라이딩 된다. 따라서 그동안 모니터링 되었던 BSN 12번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록의 퍼지 타이머는 초기화되고 비활성화 된다. 이것은 BSN 12번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록에 퍼지 타이머를 생성해서 BSN 11번에 해당하는 ARQ 블록의 퍼지 타이머가 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과할 때까지, 퍼지 타이머 모니터링 주기마다 BSN 12번에서 23번에 해당하는 ARQ 블록의 퍼지 타이머를 모니터링 했던 수고가 의미 없어져 버렸음을 의미한다.

현재 휴대 인터넷 표준에서는 ARQ_WINDOW_SIZE를 2¹¹/2 보다 적게 설정하였으므로 최악의 경우에는 (2¹¹/2 -2)정도의 퍼지 타이머가 중복 운용될 수 있다. 이는 모니터링 주기마다 (2¹¹/2 -2) 개의 퍼지 타이머 값을 갱신해야 하고 또 갱신한 값을 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값과 비교해야 하며 수신 윈도우를 갱신해야 하는 등의 불필요한 작업을 수반한다.

또한 앞서 기술한 퍼지 타이머 운용 문제와 더불어 ARQ 블록 수신 장치에서ARQ 블록을 처리 단위로 하면서 오버헤드가 늘어날 수도 있다.

휴대 인터넷 표준에서는 ARQ가 사용되는 연결에서 SDU(Service Data Unit) 전송 단위인 SDU 프래그먼트(Fragment)와 별개로 더 작은 단위인 ARQ 블록을 처리단위로 하고 있다. 이는 송신장치에서 재전송이 필요한 블록만을 재전송이 가능하도록 하여 재전송 효율을 높이기 위함이다. 하지만 수신 장치에서 ARQ 블록을 처리단위로 할 경우에 발생하는 오버헤드로 인해 소요되어야 하는 메모리 및 처리 시간이 늘어난다. 그러므로 전술한 문제점을 최소화할 수 있는 효율적인 ARQ 블록 처리 및 퍼지 타이머 운용이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대 인터넷 시스템의 ARQ 블록 수신 장치에서 ARQ 블록을 처리할 때 발생하는 오버헤드를 줄이고 수신 윈도우에서 불필요한 ARQ 블록 퍼지 타이머 생성을 줄이는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 휴대 인터넷 시스템의 수신 장치에서 ARQ 블록을 처리하는 방법에 있어서, ARQ 수신 윈도우 내에 한 프레임을 통해 수신한 ARQ(Automatic Repeat Request) 블록들 중 연속된 BSN(Block Sequence Number)들을 가지는 ARQ 블록들을 그룹화하여 하나 이상의 ARQ 블록 그룹들을 생성하는 과정과, 기 수신된 ARQ 블록 그룹들이 상기 BSN순으로 정렬되어 있는 그룹 리스트에서 상기 생성된 ARQ 블록 그룹들이 상기 기 수신된 하나 이상의 ARQ 블록 그룹들과 머지되는지 여부를 결정하는 과정과, 머지 되지 않을 경우에, 상기 생성된 ARQ 블록 그룹들 중 BSN이 가장 큰 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록에 소정 시간으로 설정된 퍼지 타이머를 생성하는 과정과, 상기 퍼지 타이머가 타임아웃 되면, 상기 생성된 ARQ 블록 그룹의 마지막 ARQ 블록의 다음 ARQ 블록까지 상기 수신 윈도우의 시작점을 슬라이딩 하는 과정과, 상기 수신 윈도우가 슬라이딩 된 이후에 상기 수신 윈도우를 벗어난 상기 ARQ 블록 그룹들로부터 서비스 데이터 유닛(SDU)을 생성하여 상위계층으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 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 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등 에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 연속된 BSN을 가지는 ARQ 블록을 그룹화함으로써 ARQ 블록을 처리할 때 발생하는 오버헤드를 줄이고 수신 윈도우에서 불필요한 ARQ 블록 퍼지 타이머가 생성되는 것을 줄인다.

먼저 ARQ 블록 수신 장치의 동작에 대하여 설명한다.

도 4는 ARQ 블록 수신 장치가 물리계층에서 전달한 PDU로부터 SDU를 추출하는 과정을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 접근 제어 계층의 ARQ 블록 수신 장치는 401 과정에서 물리계층으로부터 PDU를 수신하고 402 과정에서 PDU의 유효성을 체크한다. 그리고 403 과정에서 유효한 PDU를 파싱(parsing)한다. 상기 PDU parsing과정을 통해 여러 가지 헤더 정보들이 확인되며, 상기 확인된 정보를 바탕으로 PDU로부터 완전한 SDU 또는 SDU 조각들을 추출해 낸다. 그리고 추출된 SDU 조각들을 조합하여 완전한 SDU를 만든다(SDU building). 405 과정에서는 상기 SDU building 과정에서 생성된 완전한 SDU들을 상위레이어로 전달한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 블록 처리 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 블록 수신 장치의 전체적인 ARQ 블록 처리 순서를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, ARQ 블록 수신 장치는 501 과정에서 ARQ 블록을 수신하고 502 과정에서 수신한 ARQ 블록의 유효성을 체크한다. ARQ 블록 수신 장치는 수신 윈도우 내에 들어온 ARQ 블록만을 처리 한다. 그러므로 ARQ 블록 수신 장치는 수신되는 ARQ 블록의 BSN이ARQ_RX_WINDOW_START 에서 (ARQ_RX_WINDOW_START+ ARQ_WINDOW_SIZE)값 사이에 있기를 기대한다. 만약 기대하지 않은 BSN값을 가지는 ARQ 블록이 수신 되거나 기 수신된 ARQ 블록과 BSN값이 중복되는 ARQ 블록이 수신되면, ARQ 블록 수신 장치는 해당 ARQ 블록은 유효성이 없다고 판단하여 처리하지 않고 버린다.

이와 같이 수신된 ARQ 블록에 대한 유효성을 체크한 후, ARQ 블록 수신 장치는 503 과정에서 BSN이 연속되는 ARQ 블록들을 하나의 그룹으로 묶는다. 이것은 ARQ 블록 각각을 하나의 처리 단위로 운용하는 대신 ARQ 블록 그룹 단위로 처리하기 위함이다.

종래에는 ARQ 블록 하나하나에 각각 자료 구조를 부여하여 관리하는 방식을 취하고 있어서 ARQ 블록 처리 오버헤드가 많이 발생하였다. 휴대 인터넷 표준에서는 0부터 (2¹¹ -1)까지의 ARQ BSN을 부여하고 있기 때문에 종래에는 2¹¹개의 자료 구조를 관리해야 했다. 하지만 본 발명과 같이 ARQ 블록을 그룹화하여 그룹 단위로 처리하면 ARQ 블록 처리에 필요한 자료구조를 대폭 줄일 수 있다.

다음, 504 과정에서는 상기 그룹화된 ARQ 블록을 삽입할 위치를 결정하기 위하여 그룹 리스트를 검색한다. 505 과정에서는 상기 검색된 결과에 따라 ARQ 블록을 그룹 단위로 하여 퍼지 타이머를 생성, 삭제, 이동 또는 승계하는 동작을 수행 한다. 506 과정에서는 상기 퍼지 타이머를 모니터링 하면서 수신 윈도우를 슬라이딩 한다.

다음, ARQ 블록을 그룹화 하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 ARQ 블록을 그룹화한 예를 나타낸 것이다.

도 6을 보면, 하나의 프레임에 3개의 PDU가 포함되어 있고 PDU1 내에 재전송 블록과 초기 전송 블록이 패킹(packing)되어 있다.

도 6에서 BSN 7번부터 9번까지의 ARQ 블록이 재전송블록이고 13번부터 31번까지의 ARQ 블록이 초기전송 블록이다. ARQ 블록의 BSN이 연속이면 하나의 그룹으로 묶는다. 도 6에서는 7번 블록에서 9번 블록의 BSN이 연속이므로 이들 ARQ 블록으로 하나의 그룹(group1)을 형성하고, 13번 블록에서 31번 블록의 BSN이 연속이므로 이들 ARQ블록으로 또 하나의 그룹(group2)을 형성한다.

ARQ 블록 수신 장치는 처리 단위를 관리할 수 있는 자료 구조를 둔다. 또한 수신 장치에서 여러 ARQ 블록들로부터 완전한 SDU를 조합해 내기 위해서는 ARQ 블록 집합에 대한 질의연산(검색)과 변경연산(삽입, 삭제 등) 등이 필요하다. 연결 리스트는 객체가 선형적 순서를 가지고 배치된 자료구조이다. 연결 리스트를 이용해서 전형적으로 필요로 하는 자료구조에 대하여 질의 및 변경 연산을 시행한다. 이하에서는 이중 연결 리스트를 사용하여 본 발명에 따른 ARQ 블록 수신 장치의 동작을 설명한다. 하지만 본 발명은 특정한 리스트를 사용함에 국한되지 않는다.

종래의 수신 장치에서는 ARQ 블록을 처리 단위로 보고 ARQ 블록마다 자료구조를 두어 운용하였다. 이는 전술한 바와 같이 많은 오버헤드를 발생시키는 문제가 있다. 그러므로 본 발명에서는 SDU 전송 단위인 프래그먼트(Fragment)를 위한 자료 구조를 두고 그 내부에 ARQ 블록을 그룹화 할 수 있는 자료구조를 추가한다. 설명의 편의를 위해 SDU 프래그먼트 처리를 위한 자료구조를 FD(Fragment Descriptor)라고 명명한다. 그리고 연속된 BSN을 가지는 ARQ 블록의 그룹을 형성하는데 필요한 자료구조를 gl(group-link)이라고 명명한다. gl은 FD 자료구조 내부에 둔다.

FD 내에 있는 ARQ 블록들은 항상 BSN이 연속된다. 하나의 SDU 프래그먼트에는 다수의 ARQ 블록이 포함될 수 있다. 실제로 ARQ 블록 그룹은 다수 개의 FD들이 연결된 상태이다. 본 발명에서는 BSN이 연속된 ARQ 블록들을 연결한 ARQ 블록들(이하 ARQ 블록 그룹이라고 한다)을 처리 단위로 한다.

하기 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 FD 자료구조의 구체적인 필드 일부를 나타낸 것이다.

<표 1>

typedef struct FragmentDescriptor_s { FragmentDescriptor_t *next; FragmentDescriptor_t *prev; union { FragmentDescriptor_t *last; FragmentDescriptor_t *first; } gl; unsigned char *pData; unsigned int DataSize; unsigned int startBSN; unsigned int lastBSN; unsigned int FN; timer_type purge_timer; ... }FragmentDescriptor_t;

표 1과 같이 FD 내부에 이중 연결 리스트를 위한 previous, next point가 있고 내부에 gl을 두어 ARQ 블록 그룹화를 가능하게 한다. 하나의 그룹에는 하나 이상의 FD가 gl에 의해 연결되어 있다. gl의 첫 필드(first field)로는 그룹의 첫 번째 FD를 가리키도록 하고 gl의 마지막 필드(last field)로는 그룹의 마지막 FD를 가리키도록 했다. 이와 같은 FD 자료구조를 통해 이중 연결 리스트와 그룹 리스트를 구현 할 수 있으므로 ARQ 블록 그룹을 연산 대상으로 하여 이득을 얻을 수 있다.

도 7은 <표 1>에 나타낸 FD 자료구조를 통해 그룹 리스트가 형성된 예를 나타낸 것이다.

도 7을 보면, n에서 (n+11)까지의 BSN이 연속이므로 해당 BSN을 가지는 ARQ 블록들로 group1을 형성하고 (n+22)에서 (n+34)까지의 BSN이 연속이므로 해당 BSN을 가지는 ARQ 블록들로 goup2를 형성하였다. BSN (n+11)과 BSN (n+22)는 불연속이므로 하나의 그룹을 이루지 못한다.

전송 채널상에서 SDU를 구성하는 ARQ 블록들 중 일부가 손실되었을 때에손실된 ARQ 블록들은 수신 장치가 완전한 SDU를 만드는데 기여 하지 못하고 블록 리스트에 남아 있게 된다. 이후 수신장치는 SDU를 만드는데 필요한 블록들이 재전송 되어 수신되기를 기다리다가 재전송 블록이 수신되면 FD 리스트를 검색하여 수신된 블록을 필요로 하는 위치를 찾는다. 이때 ARQ BSN을 키 값으로 FD 리스트를 검색한다. 종래에는 FD 단위로 이와 같은 검색, 삽입 등의 연산을 수행하였다. 하지만 BSN값이 연속인 FD들이 연결된 구간에서는 재전송 블록을 필요로 하지 않는다. 따 라서 BSN이 연속인 구간에 있는 FD들을 검색하는 것은 불필요한 작업이 된다. 도 7의 경우를 보면, BSN n에서 BSN (n+11)사이에 있는 FD를 검색하는 것과 BSN (n+11)과 BSN (n+22) 사이에 있는 FD를 검색하는 의미가 없다. 그러므로 BSN이 연속인 ARQ 블록들을 하나의 그룹으로 묶고 그룹을 비교 단위로 하면 이러한 불필요한 연산을 생략할 수 있다.

도 8은 도 6에 해당하는 PDU를 처리했을 때 FD의 생성 및 FD 내에 있는 gl로 ARQ 블록을 그룹화 한 결과와 수신 윈도우에서의 슬라이딩 결과를 나타낸 것이다.

도 6에서 BSN 7에서 BSN 9에 해당하는 ARQ 블록은 BSN이 연속이기 때문에 하나의 그룹(group1)을 형성한다. 그리고 BSN 13에서 BSN 31에 해당하는 ARQ 블록의 BSN이 연속되므로 이들 ARQ 블록들이 또 하나의 그룹(group2)을 형성한다. 또한 <표 1>에서 FD 리스트 내에 gl 자료 구조를 통해 ARQ 블록 그룹 리스트가 형성된 것을 확인할 수 있다. 하나의 ARQ 블록 그룹이 많은 수의 ARQ 블록들을 포함할 때, 그리고 ARQ 블록 그룹이 많이 존재할 때 ARQ 블록 단위 연산으로 얻는 이득이 더욱 커지게 된다.

도 9는 도 8에서 이미 수신된 ARQ 블록과 현재 수신된 ARQ 블록에 대한 FD 연결 리스트와 그룹 연결 리스트를 함께 표시한 것이다.

도 9에서 화살표 밑을 보면, 현재 수신된 ARQ 블록 그룹과 기 수신된 ARQ 블록 그룹의 BSN이 연속적이므로 또 다시 하나의 그룹으로 머지(merge)되는 것을 확인할 수 있다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 퍼지 타이머 운용 방법에 대해 설명한다.

앞서 기술한 바와 같이 ARQ 블록 단위로 퍼지 타이머를 운용하는 것은 비효율적이다. 그러므로 본 발명의 실시예에서는 프레임 단위로 퍼지 타이머를 운용한다. 이를 위해 FD 내에 FN(Frame Number)를 두고 이 값을 비교하여 어느 프레임으로 수신된 ARQ 블록 그룹인지를 비교함으로써 퍼지 타이머의 생성, 삭제, 승계-이동을 결정한다.

FN은 프레임이 수신될 때마다 1씩 증가한다. ARQ 블록 그룹을 구성하는 ARQ 블록의 BSN이 인접 ARQ 블록 그룹의 BSN과 연속일 때 해당 ARQ 블록 그룹들은 하나의 ARQ 블록 그룹으로 머지된다. 이와 같이 하나의 ARQ 블록 그룹은 다수의 ARQ 블록 그룹들이 머지되어 생성될 수 있다. 그러므로 하나의 ARQ 블록 그룹 내에는 FN값이 다른 FD들이 공존할 수 있다.

도 10은 수신 윈도우를 슬라이딩 시키지 못하는 ARQ 블록들이 FN(1)인 두 개의 ARQ 블록 그룹을 형성한 예를 도시한 것이다.

하나의 FD 내에는 다수의 ARQ 블록들이 있고, 하나의 ARQ 블록 그룹에는 다수의 FD가 존재한다. 퍼지 타이머는 FD 내에 둔다. 하나의 ARQ 블록 그룹은 퍼지 타이머를 가지고 있는 FD를 포함할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 도 10에서는 두 번째 그룹에 포함된 첫 번째 FD(FD1)에 퍼지 타이머가 동작하고 있다.

도 8에 대한 설명에서 전술한 바와 같이 ARQ 블록 수신 장치는 FD를 위한 큐를 운용한다. FD 큐는 FD 요소(element)들을 이중 연결 리스트로 연결한다. 도 8에서 이미 FD 큐의 형태와 gl 자료구조를 이용하여 ARQ 블록들을 그룹핑한 예에 대하여 설명하였다. 이하에서는 상기 그룹핑 된 FD 큐를 바탕으로 본 발명의 실시예에 따른 퍼지 타이머 운용 방법에 대하여 설명한다.

첫째, 수신 윈도우 내로 동일한 프레임을 통해 수신된 ARQ 블록들 중 BSN이 연속인 ARQ 블록들을 그룹화한다. 그리고 윈도우를 슬라이딩 시키지 못하는 ARQ 블록이 수신되면 해당 ARQ 블록에 퍼지 타이머를 생성한다.

둘째, 수신 윈도우 내에 ARQ 블록 그룹이 존재하지 않고 동일한 프레임으로 수신된 ARQ 블록 그룹이 수신 윈도우를 슬라이딩 시키지 못할 경우에, ARQ 블록 그룹이 하나 생성되었으면 해당 ARQ 블록 그룹을 구성하는 첫 번째 FD에 퍼지 타이머를 시작한다. 또한 ARQ 블록 그룹이 하나 이상 생성된다면 마지막 ARQ 블록 그룹 내 첫 번째 FD에 퍼지 타이머를 생성한다.

도 11은 FN(1)로 수신된 ARQ 블록들이 하나의 그룹을 형성한 경우와 두 개의 그룹을 형성한 경우를 나타낸 것이다. 도 11을 보면, 두 개의 ARQ 블록 그룹이 형성된 경우에 ARQ 블록 그룹 중 두 번째 그룹의 첫 번째 FD에 퍼지 타이머가 생성되었음을 확인할 수 있다.

셋째, 퍼지 타이머가 동작하고 있는 FD들이 수신 윈도우 내에 하나 또는 다수 개 있을 경우에도 FN값이 증가하는 순서(increasing order)를 유지해야 한다. 수신 윈도우를 슬라이딩 시키지 못하는 ARQ 블록들은 퍼지 타이머를 가질 수 있지만 FN값이 증가하는 순서를 어기는 ARQ 블록에는 퍼지 타이머를 생성하지 않는다.

도 12a 내지 도 12c는 첫 번째 프레임에 이어 두 번째 프레임이 도착했을 때 두 번째 프레임에 생성된 퍼지 타이머들을 나타낸 것이다.

도 12a 내지 도 12c는 모두 상술한 두 번째 원칙을 모두 만족한다. 도 12c에 서는 두 번째 프레임에 의해 만들어진 그룹이 FN 증가순서를 어기기 때문에 퍼지 타어머가 생성되지 않는다.

넷째, BSN이 연속되는 인접한 다수의 ARQ 블록 그룹들은 머지되어 새로운 하나의 ARQ 블록 그룹을 형성한다. 이때 머지에 참여하는 그룹들 중 퍼지 타이머를 가지고 있는 그룹이 하나이면, 머지 이후 생성될 새로운 그룹의 첫 번째 FD에 해당 퍼지 타이머를 이동-승계한다.

도 13a 내지 도 13c는 ARQ 송신 장치에서의 재전송으로 수신된 ARQ 블록 그룹들이 검색 결과에 따라 BSN이 연속되는 기존의 ARQ 블록 그룹을 만나서 머지되는 예를 도시한 것이다.

도 13a와 도 13b에서는 두 번째 프레임 FN(2)에 의해 형성된 ARQ 블록 그룹이 첫 번째 프레임 FN(1)로 형성된 ARQ 블록 그룹과 머지되고, 그 결과 FN(1) 수신시 생성되었던 퍼지 타이머가 FN(2)로 이동-승계된다. 특히, 도 13b에서는 FN(1)의 첫 번째 ARQ 블록 그룹과 FN(2)의 첫 번째 ARQ 블록의 BSN이 연속되므로 FN(1)의 마지막 ARQ 블록 그룹에 생성되었던 머지 타이머가 FN(1)의 첫 번째 ARQ 블록 그룹으로 이동-승계된다. 도 13c에서는 FN(3)에 의해 형성된 ARQ 블록 그룹이 FN(2)로 형성된 ARQ 블록 그룹과 머지되고, 그 결과 FN(2) 수신시 생성되었던 퍼지 타이머가 FN(3)으로 이동-승계된다. 도 13a 내지 도 13c 모두 FN 증가순서를 유지하고 있다.

다섯째, 머지되는 ARQ 블록 그룹 중 퍼지 타이머를 가지고 있는 ARQ 블록 그룹이 하나 이상이면, 그 그룹들 중 FN값이 가장 낮은 FD에 생성된 퍼지 타이머를 머지 이후 생성되는 새로운 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 FD에 유지한다. 즉 가장 먼저 생성된 퍼지 타이머와 가장 나중에 생성된 퍼지 타이머만 유지하고 나머지 퍼지 타이머는 삭제한다.

도 14a는 FN(1)에서 생성된 퍼지 타이머를 포함하는 ARQ 블록 그룹과 FN(2)에서 생성된 퍼지 타이머를 포함하는 ARQ 블록 그룹이 FN(3)에서 생성된 ARQ 블록 그룹에 의해 하나의 그룹으로 머지되는 경우를 도시한 것이다. 상술한 바와 같이 FN(1)에서 생성된 퍼지 타이머를, 머지 결과 새로 생성될 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 FD에 유지하고 나머지 퍼지 타이머는 삭제되는 것을 확인할 수 있다. 도 14b는 FN(4)로 생성된 ARQ 블록 그룹에 의한 머지 결과로 FN(3)에서 생성된 타이머가 삭제되는 경우를 도시한 것이다.

여섯째, FN 증가 순서에 따라 퍼지 타이머가 유지되므로 각각의 퍼지 타이머가 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과하는 것도 FN 증가 순서에 따라 이루어진다.

퍼지 타이머가 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과하면 ARQ_RX_WINDOW_START이 해당 퍼지 타이머를 포함하고 있는 ARQ 블록 그룹의 마지막 BSN 이후를 가리키도록 한다. BSN이 ARQ_RX_WINDOW_START값보다 작은 ARQ 블록들은 SDU 구성에 기여하며 SDU를 만드는데 기여 하지 못하는 ARQ 블록들은 삭제된다.

도 15a 내지 도 15d는 FN(1)(2)(3)에서 생성된 퍼지 타이머가 순차적으로 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT 값을 초과함으로 수신 윈도우를 슬라이딩 시키는 모습을 나타낸 것이다. 수신 윈도우가 슬라이딩 됨에 따라 수신 윈도우 영역을 벗어난 ARQ 블록들은 SDU 생성에 기여한다. 생성된 SDU는 상위계층으로 전송되며 수신 윈도우 영역을 벗어났으나 SDU 생성에 기여하지 못하는 ARQ 블록들은 제거 된다.

도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 송신장치의 퍼지 타이머 운용 순서도이다.

도 16a 및 도 16b를 참조하면, ARQ 송신장치는 1601 과정에서 수신된 SDU 조각들(ARQ 블록들)로부터 다수의 FD를 생성하고, 1602 과정에서 상기 생성된 다수의 FD 중 BSN이 연속되는 FD가 있는지를 확인한다. 확인 결과 BSN이 연속되는 FD가 있으면 1603 과정에서 이들을 ARQ 블록 그룹으로 그룹화하고 1604 과정에서 ARQ 블록 그룹을 FD큐에 삽입한다. 또한 1602 과정에서 확인한 결과 BSN이 연속되는 FD가 없으면 1604 과정으로 진행하여 상기 생성된 FD를 그대로 FD 큐에 삽입한다.

1605 과정에서는 FD 큐에 삽입된 FD 또는 ARQ 블록 그룹이 수신 윈도우를 슬라이딩 시킬 수 있는지를 확인한다. 수신 윈도우를 슬라이딩 시킬 수 있으면 1615 과정에서 수신 윈도우를 슬라이딩 시키고 1616 과정에서 SDU를 생성할 조건이 만족되었는지를 확인한다. 조건이 만족되었으면 1617 과정에서 SDU를 생성하여 상위 계층으로 전송한다. 또한 1614 과정에서 퍼지 타이머의 타임아웃이 발생한 경우에도 1615 과정으로 진행한다.

1605 과정에서 확인한 결과 수신 윈도우를 슬라이딩 시킬 수 없으면, 1606 과정에서 최근에 삽입된 ARQ 블록 그룹이 기존에 FD 큐 내부에 존재하던 ARQ 블록 그룹과 BSN이 연속되는지를 확인하고 1607 과정에서 BSN이 연속되는 ARQ 블록 그룹들을 머지하여 새로운 ARQ 블록 그룹을 생성한다. 1608 과정에서는 머지된 ARQ 블록 그룹 내에 퍼지 타이머가 존재하는지를 확인하며, 퍼지 타이머가 존재하면 1609 과정에서 퍼지 타이머의 개수를 확인한다. 퍼지 타이머가 2개 이상이면 1610 과정에서 가정 먼저 생성된 퍼지 타이머를 새로운 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록으로 이동-승계하고 나머지 퍼지 타이머는 삭제한다. 퍼지 타이머가 1개이면 1611 과정에서 해당 퍼지 타이머를 새로운 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록으로 이동-승계한 후 1616 과정으로 진행하여 SDU를 생성한다.

최근에 삽입된 ARQ 블록 그룹이 기존에 FD 큐 내부에 존재하던 ARQ 블록 그룹과 BSN이 연속되지 않거나 퍼지 타이머가 존재하지 않으면 1612 과정에서 최근에 삽입된 ARQ 블록 그룹 또는 새로운 ARQ 블록 그룹이 가장 최근에 전송된 프레임에 대한 ARQ 블록 그룹인지를 확인하며, 가장 최근에 전송된 프레임에 대한 ARQ 블록 그룹이면 1613 과정에서 해당 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록에 퍼지 타이머를 생성한 후 1616 과정으로 진행하여 SDU를 생성한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 휴대 인터넷 수신 장치에서 ARQ 블록을 그룹화 함으로써 ARQ 블록을 각각 따로 처리 했을 때 발생하는 연산과 오버헤드를 대폭 줄일 수 있다.

또한, 휴대 인터넷 수신 장치의 수신 윈도우에서 불필요한 퍼지 타이머생성을 줄여 퍼지 타이머운용을 효율적으로 할 수 있다.

Claims

휴대 인터넷 시스템의 수신 장치에서 ARQ 블록을 처리하는 방법에 있어서,

ARQ 수신 윈도우 내에 한 프레임을 통해 수신한 ARQ(Automatic Repeat Request) 블록들 중 연속된 BSN(Block Sequence Number)들을 가지는 ARQ 블록들을 그룹화하여 하나 이상의 ARQ 블록 그룹들을 생성하는 과정과,

기 수신된 ARQ 블록 그룹들이 상기 BSN순으로 정렬되어 있는 그룹 리스트에서 상기 생성된 ARQ 블록 그룹들이 상기 기 수신된 하나 이상의 ARQ 블록 그룹들과 머지되는지 여부를 결정하는 과정과,

머지 되지 않을 경우에, 상기 생성된 ARQ 블록 그룹들 중 BSN이 가장 큰 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록에 소정 시간으로 설정된 퍼지 타이머를 생성하는 과정과,

상기 퍼지 타이머가 타임아웃 되면, 상기 생성된 ARQ 블록 그룹의 마지막 ARQ 블록의 다음 ARQ 블록까지 상기 수신 윈도우의 시작점을 슬라이딩 하는 과정과,

상기 수신 윈도우가 슬라이딩 된 이후에 상기 수신 윈도우를 벗어난 상기 ARQ 블록 그룹들로부터 서비스 데이터 유닛(SDU)을 생성하여 상위계층으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 블록 처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 퍼지 타이머를 생성하는 과정에서,

상기 수신 윈도우 내에 상기 퍼지 타이머가 생성될 ARQ 블록 그룹보다 BSN이 큰 기 수신된 ARQ 블록 그룹들 중 기 생성된 퍼지 타이머를 가지는 ARQ 블록 그룹이 있는 경우에는 상기 생성된 ARQ 블록 그룹에 퍼지 타이머를 생성하지 않고 상기 기 생성된 퍼지 타이머를 유지하는 것을 특징으로 하는 ARQ 블록 처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 퍼지 타이머를 생성하는 과정은,

머지되어 새로운 ARQ 블록 그룹을 생성하는 경우에, 상기 새로운 ARQ 블록 그룹 내에 존재하는 기 생성된 퍼지 타이머를 상기 새로운 ARQ 블록 그룹의 첫 번째 ARQ 블록으로 이동-승계하는 것을 특징으로 하는 ARQ 블록 처리 방법.
제3항에 있어서,

상기 기 생성된 퍼지 타이머가 둘 이상이면 BSN이 가장 낮은 ARQ 블록에 위치하는 퍼지 타이머만을 유지하고 다른 퍼지 타이머들은 삭제하는 것을 특징으로 하는 ARQ 블록 처리 방법.