KR100919056B1 - 차세대 이동통신 시스템에서의 상태보고 시점 최적화 장치및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차세대 이동통신 시스템의 RLC(Radio Link Control) 프로토콜 운영에 관한 것으로, 특히 RLC의 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 요소 중의 하나인 상태보고의 시점을 최적으로 결정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 전송할 IP 패킷의 처리시간이 설정된 패킷지연시간 임계치를 초과할 경우 해당 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛(PDU)과 그에 후속하여 전송되는 하나 이상의 PDU에 폴(poll)비트를 설정하여 수신측 엔터티로 전송하고, 수신측 엔터티에서는 송신측 엔터티로부터 전달되는 PDU의 일련번호를 체크하여 미수신 PDU가 존재하는가를 체크하여 손실 없이 PDU가 정상 수신된 경우라면 송신측 엔터티 큐(queue)의 길이를 고려하여 상태보고 시점을 최대한 지연시키고, 만약 미수신된 PDU가 존재한다면 수신 PDU에 연속 폴 비트 설정 유무에 따라 송신측 엔터티로 즉시 상태 보고하거나 소정 시간 지연후 상태 보고함을 특징으로 한다.

상태보고, 엔터티, 프로토콜 데이터 유닛(PDU).

Description

차세대 이동통신 시스템에서의 상태보고 시점 최적화 장치 및 그 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR OPTIMIZING A REPORT-TIME IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템의 RLC(Radio Link Control) 프로토콜 운영에 관한 것으로, 특히 RLC의 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 요소 중의 하나인 상태보고의 시점을 최적으로 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호:2005-S-404-23, 과제명: 3G Evolution 액세스 시스템 개발]

RLC(Radio Link Control) 프로토콜은 차세대 이동통신 시스템, 보다 구체적으로는 3G LTE(Long Term Evolution)에서 기지국과 사용자 단말기(이하 단말)간의 데이터 전송에 관여하는 프로토콜이다. 그 RLC 프로토콜중 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기능은 수신된 일련의 데이터 중 오류 등으로 빠진 부분을 찾아내어 송신 측에 재전송을 요청하도록 하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 가능하게 한다. 이러한 ARQ 기능에 상태보고가 사용된다. 상태보고를 위해 송신 측은 데이터를 전송할 때 순서대로 일련번호를 사용하고, 수신 측은 받은 데이터에 대해 일련번호의 연속성을 검사하여 미수신된 데이터가 있음을 알아낸다. 그리고 수신 측은 성공적으로 수신한 데이터와 미수신된 데이터에 대해서 송신 측으로 상태보고를 하여 재전송이 필요한 데이터가 어떤 것인지를 통지한다.

이러한 세부 내용을 보다 쉽게 이해하도록 하기 위해 우선 3G LTE의 기지국과 RLC에 대해 부연 설명하도록 한다.

기지국과 단말간은 IP 패킷 단위의 데이터로 통신한다. 도 1은 기지국에서 단말로의 다운링크 경로를 레이어 단위로 보여준 것이다. 기지국에 도착한 IP 패킷은 가장 먼저 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 레이어(100)에 의해 처리되어 PDCP 헤더가 앞 부분에 추가된다. 이것을 PDCP PDU(Protocol Data Unit)라고 한다.

다음 레이어인 RLC 레이어(110)에서는 다시 RLC 헤더가 추가되어 RLC PDU가 된다. RLC 레이어(110)에서는 여러 개의 PDCP PDU를 하나의 RLC PDU안에 삽입하는 합성(concatenation) 기능이나, 하나의 PDCP PDU를 두 개 이상의 RLC PDU로 나누는 분할(segmentation)기능을 수행한다.

그 다음 하위 레이어인 MAC 레이어(120)에서는 RLC PDU에 MAC 헤더를 추가하여 MAC PDU로 만든 후 전송한다. 이를 수신한 단말에서는 기지국과는 역순으로 MAC, RLC, PDCP 레이어를 거쳐 원래 IP 패킷을 추출해 낸다. 단말에서 기지국으로의 업링크 데이터 경로도 동일한 레이어 구조를 가진다.

한편 RLC 레이어에는 Transparent Mode(TM), Unacknowledgement Mode(UM), Acknowledgement Mode(AM)의 세 가지 모드가 있다. TM 모드의 경우는 RLC 헤더를 추가하지 않고 전송한다. UM의 경우에는 ARQ 기능을 지원하지 않는다. AM의 경우에는 ARQ 기능을 지원하며 TCP 트래픽 같은 데이터의 신뢰성 있는 전송에 사용된다. AM의 경우에 송신 측은 Tx 엔터티, 수신 측은 Rx 엔터티라고 하고, 특히 AM의 PDU를 AMD PDU(Acknowledgement Mode Data PDU)라고 한다. 본 발명과 관련된 상태보고 시점은 AM과 관련된 것이기에 이하 RLC AM에 대해 부연 설명하기로 한다.

우선 RLC AM에서는 ARQ를 사용하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 가능하게 한다. 이를 위해서 Tx 엔터티는 송신하는 AMD PDU(이하 PDU)들의 헤더에 연속된 일련번호를 저장하여 보낸다. Rx 엔터티는 수신한 PDU들의 일련번호들 중 누락된 부분으로 미수신된 PDU가 있음을 알아낸다. 그리고 Rx 엔터티는 수신된 혹은 미수신된 PDU 들에 대해서 Tx 엔터티에게 상태보고를 보내어 통지한다. 상태보고는 두 가지 경우에 보내지는데, 그 하나는 Tx 엔터티가 요청한 경우이고 나머지 하나는 미수신된 PDU가 발견되었을 때이다. 참고적으로 Tx 엔터티가 상태보고를 요청하기 위해서는 PDU 헤더의 필드들 중 폴(poll) 비트를 1로 설정하면 된다.

한편 상태보고에 있어서 주요하게 고려해야 할 사항은 그 보고 시점을 최적화해야 한다는 것이다. 상태보고 시점을 최적화해야 하는 이유는 상태보고를 할 때 전송 자원이 필요하므로 상태보고 자체가 오버헤드로 작용하기 때문이다. 즉, 짧은 시간 안에 너무 많은 상태보고를 할 경우 큰 오버헤드를 야기시키므로 바람직하지 않으며, 반대로 너무 적은 상태보고를 할 경우 역시 패킷 손실을 유발시킬 수 있어 이 또한 바람직한 방법은 아니다. 따라서 상태보고 시점을 결정하기 위해서는 1) Tx 엔터티의 큐 상태, 2) L2PDB(Layer 2 Packet Delay Budget), 3) 불필요한 재전송 유발가능성 등을 종합적으로 고려하여야 한다.

그 이유는 1)의 경우 상태보고 간격이 너무 길 경우 Tx 엔터티 큐의 오버플로를 발생시켜 패킷 손실을 유발시킬 수 있다. 왜냐하면 Tx 엔터티는 상태보고를 통해 수신 확인된 PDU들만을 큐에서 제거하기 때문이다.

2)의 경우, 상태보고 간격이 너무 길 경우, 적절한 시간 내에 재전송되지 못한 PDU들이 L2PDB를 초과하여 QoS를 만족시키지 못하게 된다.

반대로 3)의 경우, 상태보고 간격이 너무 짧을 경우 MAC 레이어에서 올바르게 수신 처리되고 있는 PDU가 미수신 PDU로 잘못 판정되어 불필요한 재전송을 일으킬 수 있다. 이러한 상황은 해당 PDU가 MAC 레이어의 Hybrid Automatic Repeat reQuest(HARQ)에 의해 여러 차례 재전송될 경우, 시간상으로 뒤에 송신된 PDU가 Rx 엔터티에게 먼저 전달되기 때문에 발생할 수 있다.

이러한 이유로 상태보고 시점을 최적화하는 기술이 필요한데 현재 소개된 방법으로는, 첫 번째 Status Prohibit Timer를 이용하는 방법, 두 번째 상태보고 시점을 수신된 PDU 개수로 결정하는 방법, 그리고 세 번째로 미수신된 PDU에 대한 상태보고를 일정 시간 지연시키는 방법이 있다.

첫 번째 방법은 Rx 엔터티가 일정시간으로 설정한 타이머를 이용해서 연속된 상태보고 사이의 최소 간격을 유지하는 것이다. 즉, 상태보고를 한 후 타이머를 동작시켜 설정 시간이 종료되기 전까지 다음 상태보고를 보내는 것을 금지하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 TCP 트래픽이 다량 발생하는 경우에 효과적으로 대응하지 못한다는 단점을 갖고 있으나 현재 3GPP의 표준 방법으로 채택되어 있다.

두 번째 방법은 일정 개수 이상의 PDU를 받을 때마다 상태보고를 보내는 방법이다. 이 방법 역시 TCP 트래픽이 다량 발생하는 경우에 효과적으로 대응하지 못한다는 단점이 있다. 이 방법은 노키아에서 제안한 방법이다.

세 번째 방법은 미수신 PDU에 대한 상태보고를 무조건 일정시간 지연시키는 것이다. 이렇게 할 경우, 앞서 설명한 바와 같이 불필요한 재전송을 막을 수 있다. 하지만 상태보고의 지연으로 인해 재전송이 지연되고, 이것이 L2PDB를 초과한 패킷을 발생시킬 수 있다는 단점을 안고 있다.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술들이 안고 있는 단점들을 해결하기 위하여 제안된 발명으로서, 본 발명의 목적은 RLC 프로토콜의 ARQ와 관련한 상태보고 시점을 결정함에 있어서 오버헤드, 송신측 엔터티의 큐상태, L2PDB, 그리고 불필요한 재전송 방지 등을 종합적으로 고려하여 최적의 상태보고 시점을 결정할 수 있는 상태보고 시점 최적화 장치 및 그 방법을 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 차세대 이동통신 시스템의 RLC 레이어에서 요구하는 QoS를 만족시키면서도 3GPP에서 규정한 RLC 레이어 표준과 호환될 수 있는 상태보고 시점 최적화에 기반한 서비스품질(QoS) 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 차세대 이동통신 시스템의 기지국과 사용자 단말간에 데이터 재전송을 위해 각각 탑재 가능한 장치로서,

설정된 패킷지연시간 임계치와 전송할 IP 패킷의 처리시간을 비교하기 위한 패킷 처리시간 비교부와;

상기 비교결과에 따라 상기 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보를 설정하여 수신측 엔터티로 전달하기 위한 패킷 처리 지연 통보부;를 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 상기 장치는 수신측 엔터티로서 동작하기 위해,

송신측 엔터티로부터 전달되는 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 정상 수신 여부를 체크하기 위한 프로토콜 데이터 유닛(PDU) 수신 판별부와;

프로토콜 데이터 유닛(PDU) 정상 수신 여부 판별결과와, 송신측 엔터티에서 패킷지연시간 임계치를 초과하여 처리된 패킷을 담은 PDU 수신결과에 따라 상태보고 시점을 달리하여 송신측 엔터티 측으로 상태 보고하는 상태보고 송신부;를 더 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성의 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 무선링크제어 프로토콜의 자동 반복 요청(ARQ)방식과 관련한 상태보고 시점을 결정함에 있어서 송신측 엔터티의 패킷처리 지연시간과 상태보고에 따른 시스템 오버헤드, 송신측(TX) 엔터티의 큐 상태, 송신측(혹은 수신측) 무선링크제어계층에서 수신측(혹은 송신측)의 무선제어계층까지 전달되면서 소요될 수 있는 최대시간 값(L2PDB), 그리 고 불필요한 재전송 방지 등을 종합적으로 고려하여 상태보고 시점을 결정하기 때문에, 상태보고 회수를 최적화시켜 그로 인한 오버헤드를 감소시킬 수 있으며, 패킷처리 지연된 프로토콜 데이터 유닛 미수신시에 즉시 상태보고를 수행하여 신속하게 해당 패킷을 재전송 받을 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 표준에 정의되지 않은 새로운 절차나 데이터 포맷상의 수정을 요구하지 않기 때문에 차세대 이동통신망에서 규정하고 있는 무선링크제어계층의 표준과 호환될 수 있는 효과도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에서의 상태보고 시점 최적화 장치의 구성을 예시한 것이다. 이러한 상태보고 시점 최적화 장치는 기지국과 단말간의 양방향 데이터 재전송 요구를 위해 기지국과 사용자 단말에 각각 탑재되는 장치이다.

도 2에 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 하나인 3G LTE 시스템의 기지국과 사용자 단말간에 데이터 재전송을 위해 기지국과 사용자 단말간에 각각 탑재되는 상태보고 시점의 최적화 장치는 크게 송신측(TX) 엔터티(200)와 수신측(RX) 엔터티(250)로 구분 가능하다.

송신측(TX) 엔터티(200)는 설정된 패킷지연시간 임계치와 전송할 IP 패킷의 처리시간을 비교하기 위한 패킷 처리시간 비교부(210)와, 상기 비교결과에 따라 상기 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보(poll비트)를 설정하여 수신측 엔터티(250)로 전달하기 위한 패킷 처리 지연 통보부(220)를 포함한다.

보다 구체적으로 상기 패킷 처리 지연 통보부(220)는 패킷지연시간 임계치를 초과하는 패킷에 대해 해당 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛(PDU)과 그에 후속하여 전송되는 하나 이상의 PDU에 폴(poll)비트를 설정하여 수신측 엔터티(250)로 전송하는 역할을 수행한다.

참고적으로 패킷 처리시간 비교부(210)는 패킷처리 지연된 패킷을 구분하기 위하여 패킷지연시간 임계치를 저장한다. 이러한 패킷지연시간 임계치(Dmax)는 패킷이 링크 레이어(송/수신측 모두 포함)에 머무를 수 있는 최대 시간으로부터 향후 소요 예상시간을 제외한 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 패킷지연시간 임계치(

)는 도 4에 도시한 바와 같이 L2PDB(Layer 2 Packet Delay Budget) 값에서 무선(radio) 전송 지연시간(

), 수신측 처리 지연시간(

), 재전송에 의한 지연시간(

)을 차감한 값으로 설정된다. 특히 재전송에 의한 지연시간(

)은 재전송 고려 회수에 따라 다르다. 많은 재전송 회수를 예상할수록 결과적으로

가 작아져서 더 많은 패킷들이 패킷지연시간 임계치를 초과하게 될 것이다. 따라서

는 상위 레이어나 망 운영자가 최적의 값을 결정하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

한편 수신측(RX) 엔터티(250)는 통신 상대방의 송신측 엔터티로부터 전달되는 PDU의 정상 수신 여부를 체크하기 위한 PDU 수신 판별부(260)와, PDU 정상 수신 여부 판별결과 및 송신측 엔터티에서 패킷지연시간 임계치를 초과하여 처리된 패킷을 담은 PDU 수신결과에 따라 상태보고 시점을 달리하여 송신측 엔터티 측으로 상태 보고하는 상태보고 송신부(260)를 포함한다.

보다 구체적으로, PDU 수신 판별부(260)는 수신되는 PDU의 일련번호를 체크하여 미수신되는 PDU가 있는가를 체크하고 그 결과 및 관련정보를 상태보고 송신부(270)로 전달한다. 그리고 상태보고 송신부(270)는 PDU 수신 판별부(260)로부터 전달되는 정보를 통해 손실 없이 PDU가 정상 수신되었다면 송신측 엔터티 큐(queue)의 길이를 PDU 수신시마다 추정하고, 그 추정값이 미리 설정된 임계치를 초과할 경우에 송신측 엔터티로 상태 보고한다. 참고적으로 상태보고 송신부(270)는 현재 수신한 PDU 일련번호에서 마지막으로 상태 보고 했을때의 PDU 일련번호를 차감한 값을 송신측 엔터티 큐의 길이로 추정하여 이용한다. 더 나아가 상태보고 송신부(270)는 미수신된 PDU가 존재한다면 현재 수신된 PDU에 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보, 즉 폴(poll) 비트가 연속하여 설정되어 있는가의 여부에 따라 즉시 상태 보고하거나 소정 시간 지연후 상태 보고한다.

이하 상술한 송신측(TX) 엔터티(250)와 수신측 엔터티(260)를 각각 가지는 기지국과 단말간에 상태보고를 위한 동작을 도 3, 도 5, 도 6을 참조하여 부연 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 우선 기지국에 속하는 송신측(TX) 엔터티(200)의 패킷 처리시간 비교부(210)는 상위 레이어에서 전달된 패킷의 처리시간이 미리 설정된 패킷지연시간 임계치를 초과하는지 체크(S1단계)한다. 체크 결과 전달된 패킷의 처리시간이 미리 설정된 패킷지연시간 임계치를 초과하지 않으면, 패킷처리 지연 통보부(220)는 폴(poll) 비트 설정없이 해당 패킷을 담은 PDU를 수신측(RX) 엔터티(250)로 전송(S2단계)한다.

그러나 S1단계의 체크결과 전달된 패킷의 처리시간이 미리 설정된 패킷지연시간 임계치를 초과하면, 패킷 처리 지연 통보부(220)는 패킷지연시간 임계치를 초과한 패킷에 대해 해당 패킷을 담은 PDU와 이후 후속되는 하나 이상의 PDU(이하 후속 PDU)들의 폴(poll) 비트를 '1'로 설정(S3단계)하여 수신측(RX) 엔터티(250)로 전송함으로서 지연 패킷임을 통보한다.

도 5는 이러한 송신측(TX) 엔터티(200)에서 전송되는 패킷이 지연패킷임을 지시하는 폴(poll)비트가 설정된 PDU를 도시한 것이다. 즉, 도 5에서는 PDCP 레이어에서 헤더 부가되고, RLC 레이어에서는 지연 예상되는 하나의 패킷과 그에 후속하는 패킷에 대해 각각 폴 비트를 '1'로 설정한다. 도 5의 예에서는 T시간 동안 최대 2개의 PDU에 폴(poll) 비트가 설정된 것을 도시하였다.이와 같이 연속적으로 폴(poll) 비트를 설정하여 패킷의 처리지연 상태를 수신측 엔터티(250)로 통보하는 것은 다음과 같은 장점을 가져 온다.

첫째, RLC PDU 포맷의 수정을 필요로 하지 않는다. 즉, 현재의 포맷에는 지연관련 정보를 전달할 필드가 정의되어 있지 않다. 따라서, 만약 지연관련 정보를 따로 추가한다면 포맷 변경이 필요하지만, 이와 같은 포맷 수정은 표준화 과정을 거쳐야 하므로 용이하지 않다.

둘째, 일부 PDU가 에러에 의해 전달되지 못하더라도 다른 PDU들의 폴(poll) 비트에 의해 지연 정보를 전달할 수 있다. 만약 지연된 특정 PDU의 폴 비트만 설정하여 전송한다면 해당 PDU가 소실될 경우 그 기능을 다 하지 못하게 된다. 따라서 이러한 문제는 본 발명에서는 발생하지 않게 된다.

셋째, 폴 비트 설정은 데이터 전송 등의 추가적인 오버헤드가 필요하지 않아 효율적이라 할 수 있고,

넷째, 정상적인 운영상황에서 연속적으로 폴 비트가 설정되는 경우가 거의 없으므로 이를 지연관련 정보 전달에 이용하는 데 문제가 없다. 또한 비연속적으로 설정된 폴 비트는 상태보고를 요청하는 원래 역할을 유지할 수 있으므로 폴 비트 자체의 기능에는 아무런 영향을 끼치지 않는다.

참고적으로 도 5에서는 지연시간 임계치를 초과한 한 개의 패킷에 대하여 폴 비트가 설정되는 것을 설명하였다. 이에 국한되지 않고 본 발명은 연속된 M개의 패킷이 지연시간 임계치를 초과하는 경우에도 상술한 동작이 유효하게 적용될 수 있다. 실제로는 연속된 패킷들이 지연시간 임계치를 초과하는 경우가 자주 발생한다. 그 이유는 패킷 지연은 독립적 발생보다는 군을 이루어 발생하기 때문이다. 이와 같이 패킷 지연이 군을 이루어 발생하더라도 도 6에 도시한 바와 같이 폴 비트가 설정된 연속 PDU들의 길이가 더 길어질 뿐이다. 도 6의 상단은 1개 패킷이 임계치를 초과한 경우이고 하단은 연속된 2개의 패킷이 임계치를 초과한 경우를 예시한 것이다. 따라서 패킷지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 수신측에 통보하는 단계는 임계치를 초과한 패킷군을 찾아내는 데도 사용될 수 있을 것이다.

이상에서와 같이 송신측(TX) 엔터티에서 패킷지연 시간이 임계치를 초과한 패킷에 대해 해당 패킷을 담은 PDU와 그 후속 PDU에 연속하여 폴 비트를 설정하여 전송하면, 수신측(RX) 엔터티(250)는 다음의 동작에 따라 상태보고 시점을 달리하여 송신측 엔터티(200)측으로 상태 보고한다. 이를 도 3을 참조하여 설명하면,

우선 PDU 수신 판별부(260)는 송신측 엔터티(200)로부터 전달되는 PDU를 수신(S4단계)하여 PDU가 정상적으로 수신되는가를 체크(S5단계)한다. 체크방법으로는 수신되는 PDU의 일련번호가 연속되는가를 통해 체크할 수 있다. 체크결과 미수신된 PDU가 없다면(S5단계), 즉 수신 PDU의 일련번호가 매 PDU마다 연속적이라면 상태보고 송신부(270)는 상태보고로 인한 오버헤드를 최소화하기 위해 상태 보고 시점을 최대한 지연시킨다. 지연시간은 송신측(Tx) 엔터티(200)의 큐(queue) 공간이 소진되지 않는 수준을 고려하여 지연하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상태보고 송신부(270)는 현재 수신한 PDU 일련번호에서 마지막으로 상태 보고 했을 때의 PDU 일련번호를 차감한 값으로 송신측(TX) 엔터티(200) 큐의 길이를 PDU 수신시마다 추정하고, 그 추정값이 미리 설정된 임계치를 초과(S6단계)할 경우 송신측 엔터티(200)로 상태 보고(S7단계)한다. 이로써 정상적으로 PDU가 수신되는 경우의 상태보고 시점을 최대한 지연시킴과 동시에 그 회수까지도 최적화할 수 있게 되는 것이다.

참고적으로 수신된 연속 PDU들의 폴 비트가 설정되어 있는 경우도 있을 수 있다. 그러나 이러한 경우는 상태보고 시점을 결정하는데 있어서 아무런 영향을 미 치지 못한다. 그 이유는 PDU가 성공적으로 수신되었으므로 재전송이 필요 없기 때문이다.

한편 S5단계의 체크결과 미수신된 PDU가 있다면 그 상태를 송신측(Tx) 엔터티(200)로 알려 해당 패킷을 재전송하도록 해야 한다. 이러한 경우의 상태보고 시점은 패킷지연시간과 상태보고로 인한 오버헤드를 모두 고려하여 결정해야 한다. 예를 들어, 패킷지연시간 임계치를 초과한 패킷을 포함하는 PDU가 미수신된 경우라면 상태보고는 신속하게 이루어져야 하지만, 그렇지 않다면 조금 지연시키는 것이 유리하다.

따라서 이 두 가지 경우를 고려하여 수신측(RX) 엔터티(250)는 미수신된 PDU 존재시 수신 PDU에 연속 폴 비트가 설정되어 있는가를 체크(S9단계)하여 연속 폴 비트가 설정되어 있다면 송신측 엔터티(200)로 즉시 상태 보고(S7단계)한다.하거나 소정 시간 지연(S10단계)후 상태 보고(S7단계)한다. 만약 연속 폴 비트가 설정되어 있지 않다면, 상태 보고 송신부(270)는 미수신된 PDU가 실제로 소실되었는지를 확인한 후에 상태보고를 하기 위해 잠시 지연(S10단계)시간을 갖는다. 그 이유는 예를 들어 미수신된 것으로 체크된 PDU가 실제로는 MAC 레이어의 HARQ에 의해 처리되고 있을 수도 있기 때문이다. 이와 같이 미수신된 PDU의 손실 확인을 한다면 불필요한 PDU 재전송을 피할 수 있으며, 그 지연 시간 동안 새로운 PDU가 도착한다면 그와 관련된 정보를 상태정보에 추가할 수 있기 때문에 상태보고 회수를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

이상의 실시예에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 송신측 엔터티에서 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보(폴 비트)를 PDU에 설정하여 수신측 엔터티로 전송하고, 수신측 엔터티에서는 송신측 엔터티의 패킷처리 지연시간과 상태보고에 따른 시스템 오버헤드, 송신측(TX) 엔터티의 큐 상태, L2PDB, 그리고 불필요한 재전송 방지책 등을 종합적으로 고려하여 상태보고 시점을 결정하기 때문에, 상태보고 회수를 최적화시켜 그로 인한 오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다. 아울러 패킷처리 지연된 PDU 미수신시에 즉시 상태보고를 수행함으로서 신속하게 해당 패킷을 재전송 받을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기지국에서 단말로 IP패킷을 전송하기 위한 레이어별 처리 예시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3G LTE시스템에서의 상태보고 시점 최적화 장치 예시도.

도 3은 도 2에 도시한 상태보고 시점 최적화 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 4는 도 2에 도시한 패킷 처리시간 계산부(210)에서 이용하는 패킷지연시간 임계치의 산출근거를 설명하기 위한 도면.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 지연 예상되는 패킷을 포함하는 PDU와 연속 PDU들의 폴(poll) 비트 설정 과정을 설명하기 위한 도면.

Claims (15)

1. 차세대 이동통신 시스템의 기지국과 사용자 단말간에 데이터 재전송을 위해 필요한 상태보고 시점의 최적화 장치에 있어서,

   설정된 패킷지연시간 임계치와 전송할 IP 패킷의 처리시간을 비교하기 위한 패킷 처리시간 비교부와;

   상기 비교결과에 따라 상기 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보를 설정하여 수신측 엔터티로 전달하기 위한 패킷 처리 지연 통보부;를 포함함을 특징으로 하는 송신측 엔터티로서의 상태보고 시점 최적화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 패킷 처리 지연 통보부는,

   상기 지연시간 임계치를 초과한 패킷에 대해 해당 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛과 그에 후속하여 전송되는 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛에 폴(poll)비트를 설정하여 수신측 엔터티로 전송함을 특징으로 하는 송신측 엔터티로서의 상태보고 시점 최적화 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패킷 처리시간 비교부는 상기 패킷지연시간 임계치를 저장하되, 그 패킷 지연시간 임계치는 송신측 무선링크제어계층에서 수신측의 무선제어계층까지 전달되면서 소요될 수 있는 최대시간 값에서 무선전송지연시간, 수신측 처리 지연시간, 재전송에 의한 지연시간을 차감한 값으로 설정함 을 특징으로 하는 송신측 엔터티로서의 상태보고 시점 최적화 장치.
4. 차세대 이동통신 시스템의 기지국과 사용자 단말간에 데이터 재전송을 위해 필요한 상태보고 시점의 최적화 장치에 있어서,

   송신측 엔터티로부터 전달되는 프로토콜 데이터 유닛의 정상 수신 여부를 체크하기 위한 프로토콜 데이터 유닛 수신 판별부와;

   프로토콜 데이터 유닛의 정상 수신 여부 판별결과와, 송신측 엔터티에서 패킷지연시간 임계치를 초과하여 처리된 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛 수신결과에 따라 상태보고 시점을 달리하여 송신측 엔터티 측으로 상태 보고하는 상태보고 송신부;를 포함함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
5. 제4항에 있어서, 설정된 패킷지연시간 임계치와 전송할 IP 패킷의 처리시간을 비교하기 위한 패킷 처리시간 비교부와;

   상기 비교결과에 따라 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보를 설정하여 수신측 엔터티로 전송하기 위한 패킷 처리 지연 통보부;를 포함함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 패킷 처리 지연 통보부는,

   상기 지연시간 임계치를 초과한 패킷에 대해 해당 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛과 그에 후속하여 전송되는 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛에 폴 비트 를 설정하여 수신측 엔터티로 전송함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 패킷 처리시간 비교부는 상기 패킷지연시간 임계치를 저장하되, 그 패킷 지연시간 임계치는 송신측 무선링크제어계층에서 수신측의 무선제어계층까지 전달되면서 소요될 수 있는 최대시간 값에서 무선 전송 지연시간, 수신측 처리 지연시간, 재전송에 의한 지연시간을 차감한 값으로 설정함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 상태보고 송신부는,

   손실 없이 프로토콜 데이터 유닛이 정상 수신될 경우에 송신측 엔터티 큐의 길이를 프로토콜 데이터 유닛 수신시마다 추정하고, 그 추정값이 미리 설정된 임계치를 초과할 경우에 송신측 엔터티로 상태 보고함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 상태보고 송신부는 현재 수신한 프로토콜 데이터 유닛 일련번호에서 마지막으로 상태 보고 했을때의 프로토콜 데이터 유닛 일련번호를 차감한 값을 송신측 엔터티 큐의 길이로 추정함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
10. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 상태보고 송신부는,

    미수신된 프로토콜 데이터 유닛 존재시 수신 프로토콜 데이터 유닛에 지연시간 임계치를 초과한 IP 패킷을 식별하기 위한 정보가 연속 설정되어 있는가의 여부에 따라 즉시 상태 보고하거나 소정 시간 지연후 상태 보고함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 장치.
11. 차세대 이동통신 시스템의 기지국과 사용자 단말간에 데이터 재전송을 위해 필요한 상태보고 시점 최적화 방법에 있어서,

    설정된 패킷지연시간 임계치와 전송할 IP 패킷의 처리시간을 비교하는 단계와;

    전송할 IP 패킷의 처리시간이 설정된 패킷지연시간 임계치를 초과할 경우 해당 패킷을 담은 프로토콜 데이터 유닛과 그에 후속하여 전송되는 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛에 폴 비트를 설정하여 수신측 엔터티로 전송하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 송신측 엔터티의 상태보고 시점 최적화 방법.
12. 제11항에 있어서, 송신측 엔터티로부터 전달되는 프로토콜 데이터 유닛을 수신하는 단계와;

    수신된 프로토콜 데이터 유닛의 일련번호를 체크하여 미수신 프로토콜 데이터 유닛이 존재하는가를 체크하는 단계와;

    손실 없이 프로토콜 데이터 유닛이 정상 수신된 경우 송신측 엔터티 큐의 길이를 프로토콜 데이터 유닛 수신시마다 추정하고, 그 추정값이 미리 설정된 임계치 를 초과할 경우 송신측 엔터티로 상태 보고하는 단계와;

    미수신된 프로토콜 데이터 유닛 존재시 수신 프로토콜 데이터 유닛에 연속 폴 비트가 설정되어 있는가를 체크하고 그 결과에 따라 송신측 엔터티로 즉시 상태 보고하거나 소정 시간 지연후 상태 보고하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 수신측 엔터티로부터 상태보고 수신시 해당 패킷을 재전송하거나 송신측 엔터티 큐의 길이를 재조정하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 패킷 지연시간 임계치는 송신측 무선링크제어계층에서 수신측의 무선제어계층까지 전달되면서 소요될 수 있는 최대시간 값에서 무선 전송 지연시간, 수신측 처리 지연시간, 재전송에 의한 지연시간을 차감한 값으로 설정함을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 방법.
15. 제13항에 있어서, 추정되는 상기 송신측 엔터티 큐의 길이는 현재 수신한 ㅍ프로토콜 데이터 유닛 일련번호에서 마지막으로 상태 보고 했을 때의 프로토콜 데이터 유닛 일련번호를 차감한 값으로 추정됨을 특징으로 하는 상태보고 시점 최적화 방법.

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