무선 통신 시스템에서 역방향 데이터의 전송 방법 및 장치 document_id A220623071466

후술되는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일 예로서 LTE(Long Term Evolution) 이동 통신 시스템을 설명한다. 구체적으로는 도 1에서 LTE 시스템의 망 구조와 도 2에서는 LTE 시스템의 프로토콜 구조를 간략히 설명한다. LTE 시스템은 본 발명의 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명의 적용 분야를 한정하기 위하여 사용되는 것은 아니다. LTE 시스템은 유럽식 이동 통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템의 차세대 시스템이다. 현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신 시스템으로서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술로서 2010년 정도에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 최대 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation 0026# Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. LTE 이동 통신 시스템은 여러 가지 특징을 가지는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이고, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시킨 것 등이 있다. 도 1은 LTE 이동통신 시스템의 망 구조를 설명하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved Radio Access Network, 이하 E-RAN라 한다)(110, 112)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(120, 122, 124, 126, 128)과, 상위 노드(Access Gateway라 한다)(130, 132)의 2 노드 구조로 단순화된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 한다)(101)은 E-RAN(110, 112)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 IP라 한다) 네트워크로 접속한다. ENB(120 내지 128)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응되며, UE(101)와 무선 채널로 연결된다. 기존 노드 B와 달리 상기 ENB(120 내지 128)는 보다 복잡한 역할을 수행한다. 그 대표적인 기능이 스케쥴링 기능이다. 즉, LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스된다. 이렇게 LTE는 공용 채널을 사용하기 때문에 공용 채널의 자원을 UE들에게 효율적으로 할당하기 위하여 UE들의 상황 정보(예를 들어, UE들의 버퍼 상태 등)를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, LTE 시스템에서는 이를 ENB(120 내지 128)가 담당한다. 도 2는 LTE 이동 통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 도시한 도면이다. 도 2에서 보는 것과 같이 LTE 시스템의 무선 프로토콜은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 205, 240), RLC(Radio Link Control 210, 235), MAC (Medium Access Control 215,230)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205, 240)는 IP 헤더 압축/복원, 비화/역비화 등의 동작을 담당한다. 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit, 이하 특정 프로토콜 계층 장치에서 출력되는 패킷을 상기 프로토콜의 PDU라고 칭한다)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행하고 HARQ 과정에서 순서가 뒤바뀐 RLC PDU들의 순서를 재정렬한다. MAC(215,230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고 OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 지금까지 LTE 시스템에 대해서 간략히 살펴보았다. 이하에서는 단말이 기지국으로 역방향 데이터를 전송하는 방법에 대하여 설명한다. 상술한 것처럼 공용 채널을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 단말에서 생성된 트래픽을 기지국으로 전송하기 위하여 기지국으로부터 소정의 전송 자원을 할당받아야 한다. 기지국이 단말의 현재 상태를 고려하여 전송 자원을 할당하는 과정을 스케쥴링이라고 한다. 스케쥴링을 통하여 역방향 데이터가 전송되는 과정은 다음과 같다. (1)단말에서 역방향 데이터가 발생하면, 단말은 기지국에게 전송 자원의 할당을 요청하기 위하여 스케쥴링 요청(Scheduling Request, 이하 SR)을 전송한다. 상기 SR은 단말에게 미리 할당된 SR 전송 자원을 통하여 전송된다. 상기 SR 전송 자원은 작은 비트량(통상 1비트)을 갖는 것이 일반적이다. (2)기지국은 단말로부터 SR을 수신하고, 이에 따라 상기 단말에게 소정의 제1 전송 자원을 할당한다. (3)단말은 할당받은 제1 전송 자원을 통하여 단말의 현재 버퍼 상태를 기지국으로 보고한다. (4)기지국은 단말의 버퍼 상태 보고(Buffer State Report: BSR)를 수신하여, 이를 기초로 단말에게 역방향 데이터 전송을 위한 제2 전송 자원을 할당한다. (5)단말은 제2 전송 자원을 통하여 데이터를 기지국으로 전송한다. 여기서 제1 전송 자원이란 SR에 대응하여 기지국이 단말에 할당하는 전송 자원을 말하며 통상 소량인 것이 일반적이고, 제2 전송 자원이란 BSR에 대응하여 할당된 전송 자원을 말한다. 이렇게 단말의 BSR을 위한 제1 전송 자원을 할당받은 후에 다시 제2 전송 자원을 할당받아 역방향 데이터를 전송하면 단말의 버퍼 상태에 따라 최적의 전송 자원을 할당할 수 있으므로 불필요한 전송 자원의 낭비를 최소화하는 장점이 있다. 반면, 제1 전송 자원의 할당과 BSR을 위한 일련의 과정에 의하여 역방향 데이터의 전송 지연이 증가하게 된다. 따라서 전송 지연에 민감한 데이터를 전송 할 때에는 이런 과정이 문제가 될 수 있다.