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KR20120016602A - 강화된 업링크를 지원하는 매체 접속 제어 계층 아키텍처 - Google Patents

강화된 업링크를 지원하는 매체 접속 제어 계층 아키텍처 Download PDF

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KR20120016602A
KR20120016602A KR1020110135843A KR20110135843A KR20120016602A KR 20120016602 A KR20120016602 A KR 20120016602A KR 1020110135843 A KR1020110135843 A KR 1020110135843A KR 20110135843 A KR20110135843 A KR 20110135843A KR 20120016602 A KR20120016602 A KR 20120016602A
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Abstract

본 발명은 강화된 업링크(EU)를 지원하는 매체 접속 제어(MAC) 계층 아키텍처 및 기능에 관한 것이다. EU용 MAC 엔티티(즉, MAC-e 엔티티)는 무선 송수신 유닛(WTRU), 노드 B 및 무선 네트워크 제어기(RNC)에 통합된다. WTRU의 MAC-e 엔티티는 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 전송 및 재전송, 우선 순위 처리, MAC-e 다중화, 그리고 전송 포맷 조합(TFC) 선택을 처리한다. 노드 B의 MAC-e 엔티티는 H-ARQ 전송 및 재전송, E-DCH 스케줄링, 그리고 MAC-e 역다중화를 처리한다. RNC의 MAC-e 엔티티는 순차 전달을 제공하고 상이한 노드 B로부터의 데이터의 조합을 처리한다.

Description

강화된 업링크를 지원하는 매체 접속 제어 계층 아키텍처{MEDIUM ACCESS CONTROL LAYER ARCHITECTURE FOR SUPPORTING ENHANCED UPLINK}
본 발명은 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit : WTRU)과 노드 B를 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 그 무선 통신 시스템에서 강화된 업링크(enhanced uplink : EU)를 지원하는 매체 접속 제어(medium access control : MAC) 계층 아키텍처 및 기능에 관한 것이다.
제3 세대 파트너쉽 프로젝트(Third Generation Partnership Project : 3 GPP)의 릴리스 6에서는 업링크(uplink : UL) 커버리지, 스루풋 및 전송 레이턴시를 개선하기 위한 방법이 연구되고 있다. 이러한 방법을 성공적으로 구현하기 위해서, 무선 네트워크 제어기(radio network controller : RNC)가 노드 B의 전체적인 제어를 보유하더라도, 노드 B가 RNC보다도 효율적으로 단기간에 UL 무선 자원을 판정하고 관리할 수 있도록, UL 물리 자원의 스케줄링 및 할당 기능을 RNC에서 노드 B로 이전하였다.
공통 시간 간격 내에 WTRU와 범용 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems : UMTS)의 지상 무선 접속 네트워크(UTRAN) 간의 강화된 전용 채널(E-DCH : Enhanced Dedicated Channel)에서 하나 이상의 독립적인 UL 전송을 처리한다. 이것의 일례로는 MAC 계층의 하이브리드 자동 반복 요청(hybrid-automatic repeat request : H-ARQ) 또는 간단한 MAC 계층의 ARQ 동작이 있으며, 이러한 동작에서는 전송 신호를 UTRAN에서 성공적으로 수신할 수 있도록 전송 신호마다 상이한 횟수로 재전송해야 하는 경우도 있다.
본 발명은 EU를 지원하는 개선된 MAC 계층 아키텍처 및 기능에 관한 것이다. MAC-e 엔티티로 불리는 새로운 EU용 MAC 엔티티를 규정하여 WTRU, 노드 B 및 RNC에 통합한다. WTRU의 MAC-e 엔티티는 H-ARQ 전송 및 재전송, 우선 순위 처리, MAC-e 다중화, 그리고 전송 포맷 조합(TFC) 선택을 처리한다. 노드 B의 MAC-e 엔티티는 H-ARQ 전송 및 재전송, 강화된 전용 채널(E-DCH) 스케줄링, 그리고 MAC-e 역다중화를 처리한다. RNC의 MAC-e 엔티티는 순차 전달을 제공하고 상이한 노드 B로부터의 데이터의 조합을 처리한다.
WTRU의 MAC-e 엔티티는 EU 레이트 요청/할당 엔티티, 우선 순위 처리 엔티티, TFC 선택 엔티티 및 H-ARQ 엔티티를 포함한다. EU 레이트 요청/할당 엔티티는 E-DCH를 통해 데이터를 전송하기 위한 레이트 요청을 노드 B에 보내고, 노드 B로부터 수신한 레이트 그랜트를 처리한다. 우선 순위 처리 엔티티는 전송할 데이터의 우선 순위에 따라 데이터 할당 및 H-ARQ 프로세스를 관리한다. TFC 선택 엔티티는 데이터에 대한 TFC를 선택한다. 그리고, H-ARQ 엔티티는 노드 B로부터의 전송 피드백에 따라 데이터를 재전송한다. 한편, 노드 B의 MAC-e 엔티티는 스케줄러, 역다중화기 및 H-ARQ 엔티티를 포함한다.
본 발명에 의하면, EU를 지원하는 개선된 MAC 계층 아키텍처 및 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 WTRU의 프로토콜 아키텍처의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 WTRU의 MAC-e 아키텍처의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 노드 B의 MAC-e 아키텍처의 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 WTRU와 노드 B 간의 시스널링 프로세스와 함께 WTRU 및 노드 B의 MAC-e 아키텍처의 블록도.
이하, 용어 "WTRU"는 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 무선 환경에서 동작 가능한 모든 종류의 장치를 포함하며, 이것에 한정되지 않는다. 용어 "노드 B"는 기지국, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트, 무선 환경에서의 모든 종류의 인터페이싱 장치를 포함하며, 이것에 한정되지 않는다.
본 발명의 특징은 집적 회로(IC)에 통합되거나, 다수의 인터커넥팅 컴포넌트를 포함하는 회로로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템(10)의 블록도이다. 무선 통신 시스템(10)은 WTRU(100), 노드 B(200) 및 RNC(300)를 포함한다. RNC(300)는 초기 전송 전력 레벨, 최대 허용 EU 전송 전력, 노드 B마다 이용 가능한 채널 자원 등과 같은 노드 B(200) 및 WTRU(100)에 대한 EU 파라미터를 구성함으로써 전체적인 EU 동작을 제어한다. WTRU(100)와 노드 B(200) 간에는 EU 전송을 지원하는 E-DCH(102)가 설정되어 있다.
E-DCH 전송을 위해, WTRU(100)는 UL EU 시스널링 채널(104)를 통해 노드 B(200)에 레이트 요청을 보낸다. 그것에 응답하여, 노드 B(200)는 다운링크(downlink : DL) EU 시스널링 채널(106)을 통해 WTRU(100)에 레이트 그랜트(grant)를 보낸다. EU 무선 자원이 WTRU(100)에 할당된 후에, WTRU(100)는 E-DCH(102)를 통해 E-DCH 데이터를 전송한다. 이 E-DCH 전송에 응답하여, 노드 B(200)는 DL EU 시스널링 채널(106)을 통해 H-ARQ 동작의 ACK(acknowledge) 또는 NACK(non-acknowledge)를 보낸다. 노드 B(200)는 또한 E-DCH 데이터 전송에 응답하여 WTRU(100)에 레이트 그랜트로 응답할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 E-DCH(102)의 프로토콜 아키텍처의 블록도이다. E-DCH의 전송 및 수신에 관한 모든 기능을 처리하는 MAC-e로 불리는 새로운 EU용 MAC 엔티티가 WTRU(100), 노드 B(200) 및 RNC(300)에 생성되어 있다. WTRU(100)에는 MAC-d 엔티티(130)와 물리 계층(PHY) 엔티티(110) 사이에 MAC-e 엔티티(120)가 통합되어 있다. WTRU(100)의 MAC-e 엔티티(120)는 H-ARQ 전송 및 재전송, 우선 순위 처리, MAC-e 다중화 및 TFC 선택을 처리한다. 노드 B(200)에는 H-ARQ 전송 및 재전송, E-DCH 스케줄링, 그리고 MAC-e 역다중화를 처리하는 MAC-e 엔티티(220)가 통합되어 있다. 그리고, RNC(300)에는 순차 전달을 제공하고 상이한 노드 B로부터의 데이터의 조합을 처리하는 MAC-e 엔티티(320)가 통합되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 WTRU(100)의 MAC-e 엔티티(120) 아키텍처의 블록도이다. WTRU의 MAC-e 엔티티(120)는 EU 레이트 요청/할당 엔티티(122), 우선 순위 처리 엔티티(124), TFC 선택 엔티티(126) 및 H-ARQ 엔티티(128)를 포함한다. 주의할 점은 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 일례일 뿐이며, 도 3에 도시한 엔티티들은 공통 MAC 기능 엔티티에 통합될 수 있고, 그들 기능은 다소의 기능 엔티티에 의해 구현될 수 있다는 것이다.
EU 레이트 요청/할당 엔티티(122)는 WTRU(100)가 E-DCH(102)를 통해 전송할 대기 E-DCH 데이터를 가지고 있을 때에 노드 B(200)로부터 무선 자원을 요청하는 기능을 한다. EU 레이트 요청은 트래픽량 표시자, 요청 데이터 레이트, TFC 인덱스 및 데이터 흐름마다의 트래픽량 측정(TVM)량 중의 하나일 수 있다. 이 레이트 요청은 물리 또는 MAC 계층 시스널링을 통해 노드 B(200)에 보내질 수 있다. 레이트 요청은 무선 링크 제어(RLC) 데이터 TVM에 기초하여 생성된다. 이 TVM은 E-DCH 전송의 데이터 트래픽량을 포함하거나, 선택적으로 H-ARQ 프로세스 활성에 의한 재전송 대기 데이터를 포함할 수 있다.
WTRU(100)가 노드 B(200)로부터 레이트 그랜트(즉, 레이트 및/또는 시간 스케줄링)를 수신하면(WTRU는 2 이상의 노드 B로부터 레이트 그랜트를 수신할 수 있음), EU 레이트 요청/할당 엔티티(122)는 그 데이터 전송에 자원이 이용 가능함을 우선 순위 처리 엔티티(124)에 통지한다. 수신한 데이터 그랜트는 E-DCH 전송 포맷 조합 세트(TFCS) 서브세트, 및/또는 개시 시간, 지속 기간(duration)(선택적)을 판정한다.
레이트 요청을 보냄으로써, WTRU(100)는 노드 B(200)에게 TFCS 내의 허용 UL TFC 세트를 변경할 것을 요청할 수 있고, 노드 B(200)는 레이트 그랜트를 보냄으로써 TFCS 내의 허용 UL TFC를 변경할 수 있다. WTRU(100)는 노드 B(200)의 스케줄링 엔티티(222)가 적정한 TFCS 표시자 및 전송 시간 간격을 판정할 수 있도록, 버퍼 점유 및/또는 이용 가능한 전송 전력 정보를 제공하는 스케줄링 정보 업데이트를 노드 B(200)에 보낼 수 있다. 계속적인 제어에 의한 고속 레이트 스케줄링으로, 노드 B(200)는 무선 통신 시스템이 허용할 수 있는 이용 가능한 간섭을 나타내는 파라미터를 보냄으로써, 레이트 제어 모드에서 WTRU에 추가의 간섭이 이입되는 것을 방지할 수 있다. 이것을 달성할 수 있는 한가지 방법은 노드 B(200)가 WTRU(100)가 EU 전송에 이용할 수 있는 허용 전송 전력을 레이트 그랜트로 시그널링하는 것이다.
우선 순위 처리 엔티티(124)는 데이터의 우선 순위에 따라 데이터 흐름 할당 및 H-ARQ 프로세스를 관리한다. 할당된 DL EU 시그널링으로부터의 전송 피드백에 기초하여 새로이 전송할 것인지 아니면 재전송할 것인지를 판정한다. 또한, 각 MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)에 대한 큐 아이덴티티(ID) 및 전송 일련 번호(TNS)를 판정한다. TSN은 E-DCH 내에서 각 우선 순위 등급마다 유일하며, 새로운 데이터 블록마다 증분된다. 선택적으로, 우선 순위 처리 엔티티(124)는 우선 순위가 낮은 데이터의 재전송을 선행할 수도 있다. 우선 순위 처리를 지원함에 있어서 언제든지 진행중인 우선 순위가 낮은 데이터의 재전송 대신에 우선 순위가 높은 데이터의 새로운 전송을 개시할 수 있다.
TFC 선택 엔티티(126)는 레이트 그랜트로 시그널링한 정보에 따라 E-DCH(102)에 전송할 데이터에 대한 TFC를 선택하고, 다수의 MAC-d 흐름을 하나의 MAC-e PDU로 다중화한다. 레이트 그랜트는 절대 그랜트이거나 상대 그랜트일 수 있다. 절대 그랜트는 WTRU가 이용할 수 있는 최대 UL 자원량의 절대 한도를 제공한다. 상대 그랜트는 이전 이용값에 비해 자원 한도를 증가 또는 감소시킨다.
TFC 선택은 최대 허용 전송 전력과, 노드 B(200)로부터의 레이트 그랜트가 허용하는 대응하는 TFCS 서브세트에 따른다. TFC 선택은 우선 순위가 높은 데이터의 전송을 최대화도록 논리 채널 우선 순위에 기초한다. RNC에 의해 구성되는 하나의 MAC-e PDU 내의 허용된 MAC-d 흐름의 조합도 TFC 선택시에 고려된다.
H-ARQ 엔티티(128)는 H-ARQ 프로토콜에 필요한 모든 작업을 처리한다. H-ARQ 엔티티(128)는 MAC-e 페이로드를 저장하고 전송에 실패한 경우에 그것을 재전송하는 기능을 한다. H-ARQ 엔티티(128)는 H-ARQ 프로토콜의 다수의 인스턴스(H-ARQ 프로세스)를 지원할 수 있다. WTRU(100)에서 구성된 EU에는 2 이상의 H-ARQ 프로세스가 있을 수 있다.
본 발명에 따라, 바람직하게는 동기식 H-ARQ가 구현된다. 그러므로, H-ARQ 동작은 동기식 DL ACK 및 NACK와 동기식 UL 재전송에 기초한다.
도 4는 본 발명에 따른 노드 B(200)의 MAC-e(220) 아키텍처의 블록도이다. 노드 B의 MAC-e(220)는 스케줄러(222), 역다중화기(224) 및 H-ARQ 엔티티(226)를 포함한다. 노드 B(200)에서는, WTRU마다 바람직하게는 하나의 MAC-e 엔티티(220)가 제공되고, 셀마다 바람직하게는 하나의 스케줄러가 제공된다. 스케줄러(222)는 WTRU 간의 E-DCH 셀 자원을 관리한다.
스케줄러(222)는 WTRU 간의 E-DCH 자원과 H-ARQ 프로세스를 관리한다. WTRU(100)로부터의 레이트 요청에 기초하여, 스케줄러(222)는 레이트 그랜트를 생성하여 그것을 DL EU 시그널링 채널(106)을 통해 WTRU(100)에 보낸다. 레이트 그랜트는 WTRU(100)가 선택할 수 있는 TFC 세트를 판정하고, WTRU가 E-DCH 전송에 이용할 수 있는 최대 자원을 나타내는 정보를 제공한다. 스케줄러(222)는 레이트 요청의 수신과, 대응하는 EU 시그널링 채널에의 레이트 그랜트 전송을 제어한다. 이와 달리, 레이트 요청의 수신과 레이트 그랜트의 전송을 위한 별도의 제어 엔티티(도시 생략)를 노드 B의 MAC-e(220)에 설치할 수도 있고, 스케줄러(222)를 노드 B의 MAC-e(220) 밖에 설치할 수도 있다.
역다중화기(224)는 MAC-e PDU를 MAC-d PDU로 역다중화한다. MAC-d 흐름을 MAC-e PDU로 다중화하는 것은 WTRU(100)에서 지원한다. 다수의 MAC-d 흐름은 하나의 WTRU용으로 구성되어 동일한 MAC-e PDU로 다중화될 수 있다. 하나의 MAC-e PDU로 다중화될 수 있는 MAC-d 흐름의 조합은 RNC(300)에 의해 구성된다. 다중화된 MAC-e PDU는 역다중화기(224)에 의해 MAC-d 흐름으로 역다중화된다. 노드 B에서의 역다중화 후에 MAC-d 또는 RLC PDU 재배열을 행할 수 있고, MAC-e PDU 재배열은 RNC(300)에 의해 행해질 수 있다.
재배열은 H-ARQ 프로세스 번호를 알고 있는 노드 B의 MAC-e나 RNC의 MAC-e에서 행해질 수 있다. 다시 도 2로 되돌아가서, RNC의 MAC-e(320)는 수신한 전송 일련 번호(TSN)에 따라 수신한 MAC-e PDU를 재배열하는 재배열 엔티티를 포함한다. 연속하는 TSN를 갖는 MAC-e PDU가 디스어셈블리 펑션에 전달되고, 분실한 하위 TNS의 PDU는 디스어셈블리 펑션에 전달되지 않는다. 디스어셈블리 펑션은 MAC-e PDU를 상위 계층으로 보내기 전에 MAC-e 헤더를 제거한다. RNC(300)는 PDU를 상이한 우선 순위 등급으로 재배열하는 복수의 재배열 큐를 포함한다.
재배열이 RNC의 MAC-e에서 행해지는 경우, 노드 B(200)는 성공적으로 디코드된 데이터와 함께 H-ARQ 프로세스 번호를 RNC(300)에 전달한다. H-ARQ 프로세스는 노드 B에서 수신되어 RNC에 전달될 때까지 암시적으로 알려질 수도 있다. H-ARQ 프로세스 번호는 WTRU(100)에서의 H-ARQ 프로세스 할당 방식에 대한 지식과 함께 시스템 프레임 번호(SFN)나 접속 프레임 번호(CFN)로부터 암시적으로 얻을 수 있다.
H-ARQ 엔티티(226)는 E-DCH 전송의 전달 상태를 나타내는 ACK 및 NACK를 생성한다. 하나의 H-ARQ 엔티티가 정지 및 대기 H-ARQ 프로토콜의 다수의 인스턴스를 지원할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 WTRU(100)와 노드 B(200) 간의 시스널링 프로세스와 함께 WTRU(100) 및 노드 B(200)의 MAC-e 아키텍처의 블록도이다. WTRU의 MAC-e(120)가 E-DCH(102)를 통해 전송할 데이터를 WTRU의 RLC 계층(140)으로부터 수신하면(단계 502), EU 레이트 요청 엔티티(122)는 레이트 요청을 노드 B(200)에 보낸다(단계 504). 그러면, 노드 B(200)는 레이트 그랜트로 응답한다(단계 506). 레이트 그랜트를 수신한 EU 레이트 요청 엔티티(122)는 무선 자원을 데이터 전송에 이용할 수 있음을 우선 순위 처리 엔티티(124)에 통지한다(단계 508). 그러면, 우선 순위 처리 엔티티(124)가 데이터의 우선 순위에 따라 데이터를 다중화하고 H-ARQ 프로세스를 할당하며, TFC 선택 엔티티가 데이터에 대한 TFC를 선택한다(단계 510, 512). 할당된 H-ARQ 프로세스와 함께 데이터가 E-DCH(102)를 통해 전송된다(단계 514). 노드 B(200)는 DL EU 시그널링 채널(106)을 통해 피드백 신호를 보낸다(단계 516). 피드백 신호가 NACK이면, 데이터는 자동으로 재전송되거나(단계 518), 다른 레이트 그랜트 수신 후에 재전송될 수 있다(단계 520).
본 발명의 특징들 및 요소들을 특정한 조합의 바람직한 실시예를 가지고 설명하였지만, 각각의 특징 또는 요소는 바람직한 실시예의 다른 특징 및 요소없이, 또는 각종 조합으로, 또는 본 발명의 다른 특징 및 요소없이 단독으로 사용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 가지고 설명하였지만, 당업자라면 청구 범위에 기재한 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변형할 수 있다는 것을 명백히 알 것이다.
10 무선 통신 시스템
100 WTRU
102 E-DCH
104 UL EU 시스널링 채널
106 DL EU 시스널링 채널
110 PHY 엔티티
120, 220, 320 MAC-e 엔티티
130 MAC-d 엔티티
122 EU 레이트 요청/할당 엔티티
124 우선 순위 처리 엔티티
126 TFC 선택 엔티티
128 H-ARQ 엔티티
200 노드 B
222 스케줄러
224 역다중화기
226 H-ARQ 엔티티
300 RNC

Claims (3)

  1. 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)에서의 강화된 업링크를 위한 매체 접속 제어 엔티티(medium access control entity; MAC-e)에 있어서,
    강화된 전용 채널(enhanced dedicated channel; E-DCH)을 통해 데이터를 송신하기 위한 요청인 업링크 자원들에 대한 요청 - 상기 업링크 자원들에 대한 요청은 트래픽량 표시자 및 각각의 데이터 흐름에 대한 트래픽량 측정을 포함함 - 을 송신하기 위한 수단;
    상기 업링크 자원들에 대한 요청에 응답하여 업링크 스케쥴링 그랜트를 수신 및 처리하기 위한 수단;
    전용 채널을 위한 매체 접속 제어(medium access control for dedicated channel; MAC-d) 흐름들 또는 논리 채널들과 관련된 우선순위에 기초하여, 상기 MAC-d 흐름들로부터의 데이터를 MAC-e 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit; PDU)에 다중화하기 위한 수단;
    상기 MAC-e PDU의 송신을 위한 전송 포맷 조합(transport format combination; TFC)을 선택하기 위한 TFC 선택 수단;
    상기 E-DCH를 통해 상기 MAC-e PDU를 송신하기 위한 하이브리드 자동 반복 요청(hybrid automatic repeat request; H-ARQ) 수단;
    상기 송신된 MAC-e PDU에 응답하여 피드백 정보를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 피드백 정보가 상기 MAC-e PDU 송신의 NACK(negative acknowledgment)을 표시하는 조건 하에, 상기 E-DCH를 통해 상기 MAC-e PDU를 재송신하기 위한 H-ARQ 수단
    을 포함하는, 강화된 업링크를 위한 매체 접속 제어 엔티티(medium access control entity; MAC-e).
  2. 제1항에 있어서, 상기 업링크 자원들에 대한 요청은 물리 계층 시그널링을 통해 송신되는 것인, 강화된 업링크를 위한 매체 접속 제어 엔티티(medium access control entity; MAC-e).
  3. 제1항에 있어서, 상기 업링크 자원들에 대한 요청은 MAC(medium access control) 계층 시그널링을 통해 송신되는 것인, 강화된 업링크를 위한 매체 접속 제어 엔티티(medium access control entity; MAC-e).
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