고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING BUFFER FLUSH IN HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬(flush) 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리시 서비스에 따라 플러쉬의 크기를 다르게 설정하여 처리하는 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

고속 순방향 패킷 접속(HSDPA : High Speed Downlink Packet Access) 통신 시스템에서는 데이터 처리율의 향상을 위해 MAC 계층(layer)에 MAC-hs를 도입하였다. MAC-hs는 여러 개의 블록으로 구성되어 있으며, 이 중에서 단말 메모리와 관련되어 있는 블록은 MAC-hs 재정렬(reordering) 블록이다. MAC-hs 재정렬 블록에서는 무선 링크 제어(RLC) 계층으로의 연속적인 전달(in-sequence delivery)를 보장하기 위해 손실 데이터(missing data)가 존재할 경우 일정 시간 동안 해당 데이터가 수 신되기를 기다리게 되며, 이때 메모리에 손실 데이터 이후에 수신된 데이터들을 저장한다.

HS-DSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) category 8을 보면 하나의 HS-DSCH TTI에 수신할 수 있는 HS-DSCH TrBk의 최대 비트 수는 14,411bit 이다. 이 중에서 실질적으로 메모리(reordering buffer)에 저장되는 크기(size)는 14,112bit(1,764byte)이다. 즉, 한 TTI에 MAC-hs PDU 저장을 위해 최대 1,764byte의 메모리 영역을 할당해야 한다. HSDPA에서 최악의 경우 Queue ID 8개 사용하고 각각 max RECEIVE_WINDOW_SIZE(=32+1)만큼의 reordering buffer 메모리 공간을 필요로 한다면 455kbyte 정도의 크기가 요구된다. 이러한 상황인 경우 손실 데이터(missing data)로 인해 발생할 수 있는 메모리 공간 부족을 적절히 대처하기 위해 버퍼 플러쉬(buffer flush) 방법이 필요하다.

버퍼 플러쉬(buffer flush)는 단말의 제한된 메모리 공간으로 인해 손실 데이터를 수신하기 위해 정체되어 있는 상황을 해결하기 위한 방법으로, 메모리 부족으로 새로운 데이터를 수신할 메모리 영역이 필요한 경우 기존에 수신된 데이터들을 일정 범위 내에서 상위 계층(layer)으로 전송함으로써 메모리 공간을 확보하게 하는 방법이다. 여기서 기존에 수신된 데이터들이란 상위 계층으로 연속적인 전달을 제공하기 위해 손실 데이터 발생시 상위 계층으로 전송하지 못하고 재정렬을 위한 버퍼에 정체되어 있는 데이터들을 의미한다.

그러면 아래에서 도 1을 참조하여 버퍼 플러쉬를 설명하고자 한다. 도 1은 종래 기술에 따른 단말기의 MAC-hs 계층에서의 버퍼 플러쉬 과정을 도시한 흐름도 이다.

상기 도 1을 참조하면, 종래의 단말기의 MAC-hs 계층은 100단계에서 가용할 수 있는 메모리의 부족으로 메모리의 공간을 필요할 때 발생하는 버퍼 플러쉬 이벤트의 발생을 감지하면, 102단계로 진행하여 버퍼에 저장된 데이터들인 MAC-hs PDU 들 중에서 기설정된 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상위 계층으로 송신하고, 104단계로 진행하여 플러쉬 이후의 데이터들이 플러쉬로 송신한 마지막 데이터 이후로 연속적인가 확인하다. 확인결과 연속적이면, 106단계로 진행하여 버퍼에 저장된 데이터 중에서 연속하는 데이터까지를 상위계층으로 송신한다.

하지만, 상기 104단계의 확인결과 플러쉬 이후의 데이터가 연속한 데이터가 아니면, 상기 MAC-hs 계층은 알고리즘을 종료한다.

종래의 버퍼 플러쉬 처리 방법을 살펴보면 플러쉬 크기를 서비스별로 구분하지 않고 단말에서 자체적으로 하나의 고정된 값으로 결정하고 있으며, 이로 인해 발생하는 문제점은 아래와 같다.

첫째, 임의적으로 플러쉬 크기를 크게 설정함으로써 손실 데이터를 수신할 수 있는데도 불구하고 해당 데이터를 상위 계층으로 전송함으로써 RLC 계층에서 재전송율을 증가시키는 문제가 있다. 이와 같은 경우는 플러쉬하는 범위안에 손실 데이터들이 여러 개 존재할 경우이다. RLC 계층에서는 손실 데이터에 대해 RNC에게 재전송을 요구하게 되고, RNC에서는 단말의 요구에 응하는 손실 데이터의 재전송을 위해 스케줄링(scheduling)을 수행한다. 일반적으로 Node B간의 통신보다 상위에 존재하는 RNC간의 통신이 왕복시간(round trip) 지연(delay)이 더 발생한다. 즉, 적정한 플러쉬 크기를 선택했으면 손실 데이터를 수신하여 RLC 계층에서 재전송을 요구하지 않아도 될 것을 적절하지 못한 판단으로 인해 손실 데이터를 수신하는데 더 긴 시간을 소요하게 된다.

둘째, Queue ID당(서비스별) 우선순위(priority)를 고려하지 않고 플러쉬 크기 및 운용방법을 결정함으로써 메모리의 비효율적인 관리가 이루어지게 된다. 우선순위가 높은 서비스는 지연에 민감하고 실시간(real time)에 가까운 특징을 가지고 있기 때문에(예를 들어, VoIP or VOD...) 플러쉬 크기를 크게 설정하고 다른 서비스보다 플러쉬를 더 빨리 해 주어야 하고, 지연에 덜 민감한 우선순위가 낮은 서비스는(예를 들어, FTP...) 플러쉬 크기를 작게 설정하며 손실 데이터에 대해 재전송을 수신할 확률을 높이기 위해 다른 서비스보다 플러쉬를 늦게 하는 것이 바람직하나 종래기술에서는 이와 같은 고려가 이루어지지 않고 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬(flush) 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리시 서비스에 따라 플러쉬의 크기를 다르게 설정하여 처리하는 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템의 기지국에서

HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성시 서비스에 따른 플러쉬의 크기를 설정하여 IE(Information element)에 포함시켜 단말기로 송신하는 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템의 단말기에서 기지국으로부터 할당받은 서비스에 상응하는 플레쉬 크기를 확인하고 할당받은 플러쉬의 크기 버퍼 플러쉬하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬하는 단말기의 MAC-hs 계층은, 버퍼 플러쉬(Flush) 이벤트의 발생을 감지하면 플러쉬 제어부로부터 플러쉬 크기와 우선순위 정보를 제공받아 우선순위가 높은 서비스 순으로 각각의 서비스를 위한 버퍼에 저장된 데이터들 중에서 상기 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상위계층으로 송신하는 재정렬부(Reordering)와, HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성(configuration)시 기지국으로부터 수신한 IE(Information element)에 포함된 상기 플러쉬 크기 정보와 서비스를 확인하여 상기 플러쉬 크기와 서비스에 따른 우선순위를 상기 재정렬부로 제공하는 상기 플러쉬 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 크기를 설정하는 기지국의 MAC-d 계층은, HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성(configuration)시 서비스를 확인하여 서비스에 따라 기설정한 플러쉬 크기에 관한 정보를 IE(Information element)에 포함시켜 단말기로 송신하는 플러쉬 관리부(Flush management)를 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템의 단말기의 MAC-hs 계층에서 버퍼 플러쉬 방법은, 버퍼 플러쉬(Flush) 이벤트의 발생을 감지하면 서비스에 상응하는 플러쉬 크기와 우선순위 정보를 확인하는 과정과, 우선순위가 높은 서비스 순으로 각각의 서비스를 위한 버퍼에 저장된 데이터들 중에서 상기 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상위계층으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템의 기지국의 MAC-d 계층에서 버퍼 플러쉬 크기 설정방법은, HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성(configuration)시 서비스를 확인하여 서비스에 따라 기설정한 플러쉬 크기를 확인하는 과정과, 상기 플러쉬 크기 정보를 IE(Information element)에 포함시켜 단말기로 송신하는 과정를 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 버퍼 플러쉬(Flush) 이벤트의 발생을 감지하면 플러쉬 제어부로부터 플러쉬 크기와 우선순위 정보를 제공받아 우선순위가 높은 서비스 순으로 각각의 서비스를 위한 버퍼에 저장된 데이터들 중에서 상기 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상위계층으로 송신하는 재정렬부(Reordering)와, HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성(configuration)시 기지국으로부터 수신한 IE(Information element)에 포함된 상기 플러쉬 크기 정보와 서비스를 확인하여 상기 플러쉬 크기와 서비스에 따른 우선순위를 상기 재정렬부로 제공하는 상기 플러쉬 제어부를 포함하는 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 서비스별 효율과 메모리 관리 효율을 높이는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하 면 하기와 같다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리시 서비스에 따라 플러쉬의 크기를 다르게 설정하여 처리하는 버퍼 플러쉬 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

그러면 본 발명의 장치를 아래에서 도 2와 도 3을 통해 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기지국의 MAC-d 계층의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면 본 발명의 기지국에서 MAC-d 계층(200)은 Transport Channel Type Switching(202), Deciphering(204), C/T Mux(206), DL Scheduling/Priority Handling(208), Ciphering(210), C/T Mux / Priority setting(212),Flow Control(214) 및, 플러쉬 관리부(Flush management)(216)를 포함한다.

상기 Transport Channel Type Switching(202)은 논리 채널(Logical channel)이 공용 전송 채널(common transport channel)과 고정 전송 채널(dedicated transport channel)중 어느 곳으로 매핑(mapping)되어야 하는지 스위칭(switching) 한다. 상기 Deciphering(204)은 상기 MAC-d 계층(200) 내에서 암호화 투명 모드(Ciphered transparent mode)의 데이터에 대한 복호화(deciphering)를 수행한다.

상기 C/T Mux(206, 212)는 여러 개의 dedicated logical channel이 하나의 전송 채널(transport channel) 또는 하나의 MAC-d flow에 다중화(multiplexing)되었을 때 서로를 구분하는 인자로 C/T 필드(field)를 사용한다. 상기 DL Scheduling/Priority Handling(208)은 하향링크(Downlink)에서 전송 채널(transport channel)의 스케줄링과 우선순위 핸들링(priority handling)이 TFCS(Transport Format Combination set)의 전송 포멧 조합(transport format combination)이 가능한 범위 내에서 수행되도록 한다.

상기 Ciphering(210)은 상기 MAC-d 계층(200) 내에서 TM(Transparent Mode)의 데이터에 대한 암호화(ciphering)를 수행한다. 상기 Priority setting(212)은 DCCH/DTCH로부터 수신한 데이터의 우선순위를 처리한다. 상기 Flow Control(214)은 MAC-d와 MAC-c/sh 사이의 버퍼링(buffering)을 제한하는 역할을 수행하며, 기본적으로 MAC-c/sh에 존재하지만 MAC-c/sh가 존재하지 않는 경우에는 MAC-hs에도 존재한다.

상기 도 2에서 상기 플러쉬 관리부(216)를 제외한 다른 장치에 대한 보다 상세한 설명은 표준규격 "3GPP TS 25.321 V6.10.0 4.2.4.2 MAC-d entity - UTRAN side"를 참조한다.

상기 플러쉬 관리부(Flush management)(216)는 HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성시 서비스를 확인하여 서비스에 따라 기설정한 플러쉬 크기에 관한 정보를 IE(Information element)에 포함시켜 단말기로 송신한다. 플러쉬 크기에 관한 정보를 포함한 IE(Information element)는 아래 <표 1>과 같다.

상기 <표 1>에서 플러쉬 크기(Flush size)를 제외하고 표준규격 "3GPP 25.331 V6.12.0 10.3.5.1a"를 참조한다. 상기 <표 1>을 살펴보면 본 발명의 플러쉬 크기(Flush size)를 3가지로 구분하는 이유는 단말기의 사용자가 한번에 3가지 이상의 서비스를 사용할 확률이 적기 때문에 3가지로 구분하였다. 하지만 규격에서 정의하는 서비스의 종류는 8가지임으로 플러쉬 크기(Flush size)를 3가지로 구분하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기 플러쉬 관리부(Flush management)(216)에서 확인하는 기설정한 플러쉬 크기라 함은 실험에 의해 기설정된 값으로 VoIP와 같이 실시간(real-time)에 가까운 서비스를 요하는 지연에 민감한 서비스일수록 보다 큰 플러쉬 크기로 기설정되었고, FTP와 같이 지연에 덜 민감한 서비스일수록 민감한 서비스에 상대적으로 작은 플러쉬 크기로 기설정되었다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 단말기의 MAC-hs 계층의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 3을 참조하면 본 발명의 MAC-hs 계층은 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission Request)(202), 큐 분배부(Reordering queue distribution)(204), 재정렬부(Reordering)(210, 212, 214), 플러쉬 제어부(Flush Controller)(220) 및, 분해부(Disassembly)(230, 232, 234)를 포함한다.

상기 HARQ(202)는 수신한 데이터에 에러가 있으면 UTRAN(Ultimate Radio Access Network) 측으로 NACK 정보를 전송하여 데이터 블록의 재전송을 요구하며, 에러가 없으면 이를 상기 큐 분배부(204)로 전달하고 UTRAN 측으로 ACK 정보를 전송한다.

상기 큐 분배부(204)는 상기 HARQ(202)로부터 데이터를 수신하면 큐 식별자(Queue ID)를 확인하여 상응하는 상기 재정렬부(210, 212, 214)로 수신한 데이터를 전달한다.

상기 재정렬부(210, 212, 214)는 수신한 데이터를 무선 링크 제어(RLC) 계층으로의 연속적인 전달(in-sequence delivery)를 보장하기 위해 손실 데이터(missing data)가 존재할 경우 일정시간 동안 해당 데이터가 수신되기를 기다리며, 손실 데이터 이후에 수신된 데이터들을 저장한다.

또한 상기 재정렬부(210, 212, 214)는 메모리 부족으로 새로운 데이터를 수신할 메모리 영역이 필요한 경우 상기 플러쉬 제어부(220)로부터 각 상기 재정렬부(210, 212, 214)의 플러쉬 크기와 우선순위를 제공받고, 우선순위가 높은 서비스 순으로 각각의 서비스를 위한 버퍼에 저장된 데이터들인 MAC-hs PDU 들 중에서 할당받은 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상기 분해부(230, 232, 234)로 전달한다.

상기 플러쉬 제어부(220)는 HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성시 수신한 IE(Information element)에 포함된 플러쉬 크기 정보와 서비스를 확인하여 플러쉬 크기와 서비스에 따른 우선순위를 상기 재정렬부(210, 212, 214)에 제공한다. 상기 서비스에 따른 우선순위는 실시간(real-time)에 가까운 지연에 민감한 서비스일수록 우선순위가 높고, 지연에 덜 민감한 서비스일수록 우선순위가 낮다. 결론적으로 실시간(real-time)에 가까운 지연에 민감한 서비스일수록 우선순위는 높아지고 플러쉬 크기도 커지고, 지연에 덜 민감한 서비스일수록 우선순위는 낮아지고 플러쉬 크기도 작아진다.

상기 분해부(230, 232, 234)는 상기 재정렬부(210, 212, 214)로부터 수신한 데이터인 각 서비스별 MAC-hs PDU 에서 헤더(header)와 채우기(padding) 비트를 제거하고 상위계층으로 송신한다.

상기 도 3에서 상기 재정령부(210, 212, 214)와 상기 플러쉬 제어부(220)를 제외한 다른 장치의 보다 상세한 설명은 표준규격 "3GPP TS 25.321 V6.10.0 4.2.3.3 MAC-hs entity - UE side"를 참조한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 버퍼 플러쉬 처리시 서비스에 따라 플러쉬의 크기를 다르게 설정하여 처리하는 버퍼 플러쉬 처리 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 단말기의 MAC-hs 계층에서의 버퍼 플러쉬 과정을 도시한 흐름도이다. 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 단말기의 MAC-hs 계층은 400단계에서 가용할 수 있는 메모리의 부족으로 메모리의 공간을 필요할 때 발생하는 버퍼 플러쉬 이벤트의 발생을 감지하면, 402단계로 진행하여 기지국으로부터 HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성시 IE(Information element)를 통해 서비스에 따라 할당받은 플러쉬 크기와 우선순위를 확인한다.

이때 할당받은 플러쉬 크기와 우선순위는 실시간(real-time)에 가까운 지연에 민감한 서비스일수록 우선순위는 높아지고 플러쉬 크기도 커지고, 지연에 덜 민감한 서비스일수록 우선순위는 낮아지고 플러쉬 크기도 작아진다.

이후 MAC-hs 계층은 404단계로 진행하여 우선순위가 높은 서비스 순으로 각각의 서비스를 위한 버퍼에 저장된 데이터들인 MAC-hs PDU 들 중에서 할당받은 플러쉬 크기만큼의 데이터들을 선택하여 상위 계층으로 송신하고, 406단계로 진행하여 플러쉬 이후의 데이터들이 플러쉬로 송신한 마지막 데이터 이후로 연속적인가 확인하다. 확인결과 연속적이면, 408단계로 진행하여 버퍼에 저장된 데이터 중에서 연속하는 데이터까지를 상위계층으로 송신한다.

하지만, 상기 406단계의 확인결과 플러쉬 이후의 데이터가 연속한 데이터가 아니면, 상기 MAC-hs 계층은 본 발명의 알고리즘을 종료한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기지국의 MAC-d 계층에서 서비스별 플러쉬 크기를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다. 상기 도 5를 참조하면 본 발명의 기지국에서 MAD-d는 500단계에서 HSDSCH(High Speed-Down Link Shared Channel) 구성 이벤트의 발생을 감지하면 502단계로 진행하여 큐 식별자(Queue ID)를 이용하여 서비스를 확인하고, 504단계로 진행하여 서비스에 따라 기설정한 플러쉬 크기를 확인하고, 506단계로 진행하여 확인한 플러쉬 크기 정보를 HSDSCH 구성시 생성하는 IE(Information element)에 포함시켜 단말기로 송신한다.

분명히, 청구항들의 범위 내에 있으면서 이러한 실시 예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 단말기의 MAC-hs 계층에서의 버퍼 플러쉬 과정을 도시한 흐름도,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기지국의 MAC-d 계층의 구성을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 단말기의 MAC-hs 계층의 구성을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 단말기의 MAC-hs 계층에서의 버퍼 플러쉬 과정을 도시한 흐름도 및,

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기지국의 MAC-d 계층에서 서비스별 플러쉬 크기를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.