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KR102190444B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터 처리 시스템 및 방법 Download PDF

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KR102190444B1
KR102190444B1 KR1020150025387A KR20150025387A KR102190444B1 KR 102190444 B1 KR102190444 B1 KR 102190444B1 KR 1020150025387 A KR1020150025387 A KR 1020150025387A KR 20150025387 A KR20150025387 A KR 20150025387A KR 102190444 B1 KR102190444 B1 KR 102190444B1
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sdus
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pdus
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바드라푸디 티루말라 스리하리바라 프라사드
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안슈만 니감
아닐 아기왈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템들에서 매우 높은 데이터 레이트를 달성하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 그 방법은 하나 이상의 수신 유닛들에 의해 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)들을 수신하고, 수신된 하나 이상의 PDU들을 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 제공한다. 하나 이상의 서비스 데이터 유닛(SDU)들을 추출하기 위해 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 상기 수신된 하나 이상의 PDU를 처리하고, 추출된 하나 이상의 SDU들을 소팅 유닛에 제공한다. 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들의 하나 이상의 리스트를 도출하기 위해 소팅 유닛에 의해 하나 이상의 수신된 SDU들을 처리하고, 도출된 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들의 하나 이상의 리스트들을 윈도우 프로세싱 유닛에 제공하며, 순차적인 하나 이상의 SDU들을 전달 유닛으로 보내기 위해, 윈도우 프로세싱 유닛에 의해 도출된 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들을 처리한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 처리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING OF DATA IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터를 병렬 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 점점 늘어나는 광대역 가입자들의 수에 맞춰 더 많고 더 나은 애플리케이션들 및 서비스들을 제공하기 위한 여러 광대역 무선 기술들이 개발되고 있다. 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2)는 코드 분할 다중화 액세스 2000 (CDMA 2000), 1xEVDO (1x Evolution Data Optimized) 및 UMB (Ultra Mobile Broadband) 시스템들을 개발하였다. 3GPP (3rd Generation Partnership Project)는 광대역 코드 분할 다중화 액세스 (WCDMA), 고속 패킷 액세스 (HSPA) 및 LTE (Long Term Evolution) 시스템들을 개발하였다. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 WiMAX (Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템들을 개발하였다. 더 많은 사람이 모바일 통신 시스템들의 사용자가 되고, 더 많은 서비스가 그러한 시스템들을 통해 제공됨에 따라, 대용량, 높은 처리율, 낮은 레이턴시 (latency, 대기시간)를 가진 진보된 무선 통신 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.
진보된 무선 통신 시스템의 주요 목적들 중 하나는 초당 약 50기가 비트(Gpbs)의 피크 데이터 레이트 및 약 1Gpbs의 평균 사용자 처리율을 지원하는 데 있다. 모바일 핸드셋들에서의 LTE, 어드밴스드 WiMAX 같은 최신 무선 통신 기술들의 구현으로, 현재 초당 100 메가 비트(Mbps)까지의 프로토콜 스택의 매체 접근 제어 (MAC) 계층 처리율을 지원한다. Gpbs 수준의 매우 높은 데이터 레이트를 지원하는 것이 모바일 핸드셋에 있어 난제이다. 100Mbps에서 50Gbps까지의 엄청난 처리율 증가는 다음과 같은 파라미터들 중 하나 이상에 영향을 미친다:
a) 처리될 MAC PDC (Protocol Data Units)들의 개수(N): 프로토콜 스택 내 MAC 계층은 한 번의 물리적 버스트를 통해 전송하기 위한 MAC PDU를 물리 계층에 제공한다. 한 번의 물리적 버스트는 하나 이상의 MAC PDU들을 운반할 수 있다. 처리율의 증가는 소정 시간 내 처리될 MAC PDU들의 개수 증가를 가져올 것이다. 패킷 사이즈 및 하나의 패킷이 전송되는 전송 시간 인터벌 (TTI)이 현재의 무선 통신 기술과 진보된 무선 통신 기술에서 동일한 경우, 진보된 무선 통신 기술에서 처리되어야 하는 MAC PDU들의 개수가 현재의 무선 통신 기술에서 처리되는 MAC PDU들의 개수보다 500배 더 많다. 전송 시간 인터벌이 진보된 무선 통신 기술에서 10배 줄면, 진보된 무선 통신 기술에서 1/10의 시간 동안 50배 더 많은 MAC PDU들이 처리되어야 한다.
진보된 무선 통신 기술에서 처리될 MAC PDU들의 개수를 현재의 무선 통신 기술에서 처리되는 MAC PDU들의 개수와 동일하게 유지하기 위한 유일한 방법은 패킷 사이즈를 500배 늘리는 것이나, 이것은 실제로 가능하지 않다. 이하의 표 1은 진보된 무선 통신 기술에서 처리되도록 요청되는 MAC PDU들의 개수, 패킷 사이즈 및 TTI의 다양한 조합을 나열한 것이다.
N TTIAdvenced TTICurrent Packet SizeAdvenced Packet SizeCurrent
500x 1ms 1ms 12500 바이트 10mb/1s=1ms 당 12500 바이트의 물리적 버스트 TTI
50x 0.1ms 1ms 12500 바이트 12500 바이트
50x 1ms 1ms 125000 바이트 12500 바이트
5x 1ms 1ms 125000 바이트 12500 바이트
b) (N) MAC PDU들이 수신기 및 송신기에서 각각 전송 및 수신되는 시간 인터벌: 진보된 무선 통신 기술에서 전송 시간 인터벌은 현재의 무선 통신 기술보다 작을 가능성이 있다. 예를 들어, 진보된 무선 통신 기술에서 더 높은 주파수 (예로 mmWave 주파수) 스펙트럼이 사용되는 경우, 전송 시간 인터벌은 mmWave 채널 특성으로 인해 더 적어지게 된다. 줄어든 전송 시간 인터벌은 진보된 무선 통신 기술에 있어 사용자, 측 레이턴시를 감소시키는 데에도 일조할 것이다.
c) 패킷 사이즈: 진보된 무선 통신 기술에서의 패킷 사이즈는 현재의 무선 통신 기술과 동일하거나 더 크게 유지될 것이다.
위의 예를 기반으로, 진보된 무선 통신 기술에서 사이즈가 더 큰 패킷들의 더 많은 개수가더 짧은 시간 안에 처리되어야 한다는 것을 추론할 수 있다.
모바일 핸드셋들에서의 LTE, 어드밴스드 WiMAX 같은 최신 무선 통신 기술들의 구현으로, 현재 초당 100메가 비트(Mbps)까지의 프로토콜 스택의 MAC 계층 처리율을 지원한다. 현재의 시스템들 (특히, 이동국 측)에서는 일반적으로, 하나의 중앙 처리 유닛 (CPU)이 사용되며, 동작들 대부분은 그 CPU 상에서 직렬 방식으로 스케줄링되어야 한다. 현재의 구현 예에서 CPU는 이미, 지원되는 데이터 레이트를 처리하는데 모든 부하가 걸려 있다. 지원되는 데이터 레이트를 더 개선하기 위한 하나의 방법이 CPU 클록 속도를 높이는 것이다. 그러나 CPU 클록 속도를 높이는 것은 다른 문제들 가운데 전력 소비 및 열 방출과 관련하여 한계를 가진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 현재의 무선 통신 기술 (가령, LTE)에서 사용자 측 구조는 사용자 기기 (UE)(101), 기지국 (Node B 또는 eNodeB 또는 eNB) (102), 서빙 게이트웨어 (S-GW)(103) 및 패킷 데이터 노드(PDN) 게이트웨이(104)를 포함한다. 애플리케이션 패킷 (또는 인터넷 프로토콜 (IP) 패킷)의 전송을 위해 EPS (Evolved Packet Service) 베어러가 UE(101) 및 PDN 게이트웨이(104) 사이에 설정된다.
상기 EPS 베어러는 UE(101) 및 PDN 게이트웨이(104) 사이에서 규정된 QoS를 가진 IP 패킷 플로우에 대응하는 베어러이다. 상기 EPS 베어러는 양방향 또는 단방향일 수 있다. 상이한 QoS 스트림들 또는 서로 다른 PDN들(104)로의 연결을 제공하기 위해, UE(101)에 대해 다수의 베어러들이 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 음선 (VoIP) 통화를 하면서 동시에 웹 브라우징 또는 파일 전송 프로토콜(FTP) 다운로드 수행을 할 수 있을 것이다. VoIP 베어러는 음성 통화에 필요한 QoS를 제공할 것이고, 최선 노력(best-effort) 베어러는 웹 브라우징 또는 FTP 세션에 적합할 것이다. S5/S8 베어러는 PDN 게이트웨이(104) 및 서빙 게이트웨어(103) 사이에서 EPS 베어러의 패킷을 전송한다. S1 베어러는 서빙 게이트웨어(103) 및 eNB(102) 사이에서 EPS 베어러의 패킷을 전송한다. S-GW(103)는 S1 베어러 및 S5/S8 베어러 사이의 일대일 매핑을 저장한다. 베어러는 양측 인터페이스를 통해 GTP 터널 ID로 식별된다. 무선 베어러 (RB)는 UE(101) 및 eNodeB(102) 사이에서 EPS 베어러의 패킷들을 전송한다. EPS 베어러, RB, S1 베어러 및 S5/S8 베어러들 사이에는 일대일 매핑이 존재한다.
도 2는 현재의 무선 통신 기술 (가령, LTE)에서 애플리케이션 또는 IP 플로우들, EPS 베어러/무선 베어러의 매핑을 도시한다.
도 2를 참조하면, 서로 다른 QoS를 가진 애플리케이션들 또는 IP 플로우들은 다른 EPS 베어러에 매핑된다. 예를 들어 애플리케이션 1과 애플리케이션 2는 EPS 베어러 1과 EPS 베어러 2에 각각 매핑된다. 애플리케이션들 또는 IP 플로우들은 패킷 분류 규칙 또는 전송 플로우 템플릿, 즉 소스 IP 어드레스, 목적지 IP 어드레스 및 IP 플로우의 포트 넘버에 기반하여 EPS 베어러에 매핑된다.
동일한 QoS를 가진 애플리케이션들은 동일한 EPS 베어러에 매핑될 수 있다. 예를 들어 애플리케이션 4와 애플리케이션 5는 동일한 EPS 베어러 5에 매핑된다. 서로 다른 유형의 패킷들(가령, 제어, 데이터 패킷들)을 가진 애플리케이션은 다수의 EPS 베어러들에 매핑될 수 있다. 예를 들어 애플리케이션 3은 EPS 베어러 3과 EPS 베어러 4에 매핑된다. EPS 베어러 3은 애플리케이션 3의 제어 패킷을 운반하는 반면, EPS 베어러 4는 애플리케이션 3의 데이터 패킷을 운반한다. EPS 베어러와 무선 베어러 사이에는 일대일 매핑이 존재한다. EPS 베어러 마다 하나의 무선 베어러가 존재한다.
사용자 측에서의 각각의 패킷은 다양한 계층들에 의해 정의되는 기능들을 통해 처리된다. IP 플로우의 각각의 패킷이 전송기 및 수신기 안에서 거치는 패킷 처리 기능들이 도 3에 도시된다.
전송기에서 수행되는 프로세서(300A):
단계 301에서, UE의 경우 애플리케이션/IP 계층 및 eNB의 경우 서빙 게이트웨어로부터 수신되는 IP 패킷들이 하나 이상의 무선 베어러들로 매핑된다. 단계 302에서, IP 패킷들은 패킷 넘버에 따라 순차화된다. 단계 303 및 304에서, 헤더 압축 및 보안 기능들이 수행된다. 단계 305에서, ARQ 블록의 생성 및 ARQ 윈도우의 처리를 포함하는 ARQ 프로세스가 수행된다. 여기서 ARQ는 데이터 전송 중에 수행되는 에러 제어 방법인 자동 반복 요청을 의미한다. 단계 306에서, 분할(fragmentation) 또는 패킷 기능들을 수행함으로써, RLC PDU들이 생성된다. 단계 307에서, RLC PDU들의 다중화를 수행함으로써, MAC PDU들이 생성된다. 단계 308에서, MAC PDU들로부터 PHY PDU들이 생성되어 물리적 캐리어(300C)로 제공된다.
전송기 (즉, 업링크의 경우 UE, 그리고 다운링크의 경우 eNB)에서, 상위 계층으로부터 수신된 IP 패킷들 (다운링크의 경우 서빙 게이트웨어로부터 eNB에 의해 수신되는 패킷들, 그리고 업링크의 경우 애플리케이션 또는 IP 계층으로부터 수신되는 패킷들)이 어떤 무선 베어러에 속하는지가 판단된다. UE 및 eNB 사이에는 서로 다른 IP 플로우들을 운반하기 위한 다중 무선 베어러가 존재할 수 있다.
IP 패킷들 (PDCP 서비스 데이터 유닛들 (SDU들)이라고도 칭함)은 이제, 헤더 압축 및 보안 기능들을 적용하여 PDCP PDU를 생성하는 적절한 PDCP 유닛에 매핑된다. 헤더 압축 및 보안 기능들은 프로토콜 스택 상의 PDCP 계층에 의해 적용된다. 헤더 압축 및 보안 기능들은 옵션사항이며 무선 베어러 설정 시 설정될 수 있다. PDCP 계층 역시 PDCP SDU들의 시퀀스 넘버링을 수행한다. PDCP 계층의 인스턴스 또는 PDCP 유닛이 PDCP SDU들을 처리한다.
각각의 EPS 베어러는 하나의 RB와 결부되며, 그 RB는 다시 하나의 PDCP 유닛과 결부된다. 생성된 PDCP PDU (RLC SDU라고도 칭함)는 이제, ARQ, 분할 또는 패킷 기능들을 적용하여 RLC PDU들을 생성하는 적절한 RLC 유닛에 매핑된다. 하나 이상의 RB들로부터의 RLC PDU들 (MAC SDU들이라고도 칭함)은 이제, MAC 계층 유닛에 의해 처리되어 MAC PDU들로 생성되고, 상기 생성된 MAC PDU들은 물리적 캐리어를 통한 전송을 위해 물리적 계층으로 주어진다. UE 별로 단 하나의 MAC 계층이 존재하고, 무선 베어러 별로는 하나의 PDCP 및 RLC 유닛이 존재한다. EPS 베어러와 무선 베어러 사이에 일대일 매핑이 존재하므로 EPS 베어러 당 하나의 PDCP 및 RLC 유닛이 있게 된다.
수신기에서 수행되는 프로세서(300B):
단계 309에서, 수신된 PHY PDU들이 처리되어 MAC PDU들로 생성된다. 단계 310에서, MAC PDU들은 다중화 해제되어 RCL PDU들로 생성된다. 단계 311에서 RLC PDU들은 패킹 해제 및 재조립(reassembling) 기능들을 수행하여 처리된다. 단계 312에서, 수신된 RLC PDU들에 대해 ARQ 기능이 수행된다. 단계 313에서, PDU들에 대해 보안 기능이 수행된다. 단계 314에서, PDU들의 시퀀스 넘버가 체크되고 중복된 PDU들이 검출되어 제거된다. 단계 315에서, 순차화된 PDU들에 대해 헤더 압축해제가 수행된다.
수신기 (즉, 다운링크의 경우 UE, 그리고 업링크의 경우 eNB)에서, 물리 계층이 전송기 (업링크의 경우 UE, 그리고 다운링크의 경우 eNB)로부터 패킷들을 수신한다. 물리 계층은 수신된 패킷들을 처리하고, 수신된 MAC PDU들을 MAC 계층으로 보낸다. MAC 계층은 RLC PDU들의 다중화를 해제하고, 그들을 적절한 RLC 유닛으로 전달한다. RLC 유닛은 헤더 파싱(분석), 패킹해제, 재조립 기능들 및 ARQ 기능들을 적용하여 PDCP PDU들을 생성하고, 그것들을 적절한 PDCP 유닛으로 보낸다. 그러면 PDCP 유닛은 보안 및 헤더 압축해제 기능들을 적용하고, 생성된 패킷들을 수신기가 UE인 경우 IP 계층으로, 또는 수신기가 eNB인 경우 서빙 게이트웨어로 보낸다.
기가 비트 정도의 데이터 레이트를 지원하는 방식들 중 하나가 다수의 프로세서들을 이용하는 것이다. 이러한 사용자 측 패킷 프로세시의 계층화된 구조의 문제들 중 하나는, MAC 및 RLC 프로세싱을 보다 작고, 병렬화할 수 있는 (공통 데이터를 최소로 공유하는) 프로세싱 유닛들로의 모듈화로서, 그들이 멀티 코어 프로세서 구조들 상에서 효율적으로 배치될 수 있어, 5G 및 모바일 통신 시스템 너머에서도 예상되는 매우 높은 데이터 레이트를 달성할 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 대략 50기가 비트의 높은 데이터 레이트를 획득하기 위해 데이터를 병렬 처리하는 방법 및 시스템이 필요하다.
제안될 다양한 실시 예에서는 무선 통신 시스템에서 높은 데이터 레이트를 획득하기 위해 데이터를 병렬 처리하기 위한 시스템 및 방법을 제안할 것이다.
본 발명의 실시 예는 멀티 코어 시스템상에서의 데이터의 병렬 처리 방법을 설명한다. 상기 방법은, 적어도 하나의 수신 유닛에 의해 적어도 하나의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 수신하는 단계; 상기 수신된 적어도 하나의 PDU을 적어도 하나의 프로세싱 유닛으로 제공하는 단계; 적어도 하나의 서비스 데이터 유닛(SDU)을 추출하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛들에 의해 상기 수신된 적어도 하나의 PDU를 처리하는 단계; 상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 소팅 유닛에 제공하는 단계; 순차적으로 인접한 SDU들의 하나 이상의 리스트를 도출하기 위해, 상기 소팅 유닛에 의해 상기 추출된 적어도 하나의 SDU를 처리하는 단계; 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 적어도 하나의 리스트를 윈도우 프로세싱 유닛에 제공하는 단계; 및 상기 순차적인 인접한 적어도 하나의 SDU를 전달 유닛으로 보내기 위해, 상기 윈도우 프로세싱 유닛에 의해 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU를 처리하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛에 의해 적어도 하나의 분할된 SDU를 검출하는 단계; 상기 적어도 하나의 분할된 SDU를 적어도 하나의 분할 프로세싱 유닛으로 제공하는 단계; 상기 적어도 하나의 분할된 SDU를 상기 적어도 하나의 분할 프로세싱 유닛에 의해 처리하는 단계; 및 재구성된 적어도 하나의 SDU를 상기 소팅 유닛으로 제공하는 단계를 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛은 분할된 SDU들 각각의 시퀀스 넘버를 기반으로, 하나 이상의 분할된 SDU들을 제공하기 위한 분할 프로세싱 유닛을 선택한다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 분할된 SDU를 처리하는 단계는, 상기 분할된 SDU 각각의 시퀀스 넘버를 기반으로 둘 이상의 분할된 SDU들을 재조립하도록 연결 헤더를 처리하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 PDU는 적어도 하나의 매체 접근 제어 (MAC) PDU이고, 상기 적어도 하나의 SDU는 적어도 하나의 무선 링크 제어 (RLC) SDU임을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛에 의해 상기 수신된 적어도 하나의 PDU를 처리하는 단계는, 상기 적어도 하나의 PDU 각각의 연결 헤더 및 확장 헤더를 처리하는 단계; 적어도 하나의 SDU를 미리 정해진 순서로 정렬하는 단계; 적어도 하나의 중복 SDU를 제거하는 단계; 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 적어도 하나의 리스트를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 적어도 하나의 리스트를 상기 소팅 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 소팅 유닛에 의해 상기 수신된 적어도 하나의 SDU를 처리하는 단계는, 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 적어도 하나의 리스트를 생성하는 단계, 적어도 하나의 누락된 SDU를 검출하는 단계 및 에러 검출 타이머를 시동하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 소팅 유닛은 미리 규정된 시간의 만기 뒤에만 실행되도록 스케줄링한다.
일 실시 예에서, 상기 윈도우 프로세싱 유닛에 의해 상기 수신된 적어도 하나의 SDU를 처리하는 단계는, 적어도 하나의 SDU의 단일 정렬된 리스트를 생성하는 단계, 윈도우 상태 변수들을 업데이트하는 단계, 적어도 하나의 중복 패킷들을 검출하는 단계, 및 윈도우 밖에서 수신된 패킷들을 버리는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 윈도우 프로세싱 유닛에 의해, 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 리스트를 처리하는 단계는, 에러 검출 타이머를 처리하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 윈도우 프로세싱 유닛에 의해, 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 리스트를 처리하는 단계는, 상기 누락된 적어도 하나의 SDU에 대해 에러 정정 타이머를 시동하는 단계 및 상기 누락된 SDU가 수신될 때 에러 정정 타이머를 철회하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 윈도우 프로세싱 유닛에 의해, 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 리스트를 처리하는 단계는, 동기 손실 타이머를 시동 및 철회하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예는 데이터의 병렬 처리를 위한 멀티 코어 시스템을 기술한다. 상기 시스템은 적어도 하나의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 수신하기 위한 적어도 하나의 수신 유닛; 상기 적어도 하나의 수신 유닛에 연결되어, 적어도 하나의 서비스 데이터 유닛(SDU)을 추출하기 위해, 상기 적어도 하나의 PDU를 처리하기 위한 적어도 하나의 프로세싱 유닛; 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛에 연결되어, 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 적어도 하나의 리스트를 도출하기 위해, 상기 적어도 하나의 SDU를 처리하기 위한 소팅 유닛; 및 상기 소팅 유닛에 연결되어, 상기 순차적인 적어도 하나의 SDU를 전달 유닛으로 보내기 위해, 상기 순차적으로 인접한 적어도 하나의 SDU에 대한 리스트를 처리하기 위한 윈도우 프로세싱 유닛을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 시스템은 재조립된 적어도 하나의 SDU를 상기 SDU 분할 유닛에 제공하기 위해, 적어도 하나의 분할된 SDU를 처리하기 위한 적어도 하나의 분할 프로세싱 유닛을 더 포함한다.
상술한 본 발명의 양태들 및 다른 특징들을 첨부된 도면과 연계하여 취해지는 이하의 내용을 통해 설명할 것이다.
도 1은 현재의 무선 통신 기술에서의 사용자 측 구조에 대한 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 현재의 무선 통신 기술(가령, LTE)에서 애플리케이션 또는 IP 플로우들, EPS 베어러/무선 베어러의 매핑 예를 도시한 도면이다.
도 3은 현재의 무선 통신 기술에서 EPS 베어러 패킷 처리의 예시적 프로세스에 따른 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터의 병렬 처리를 위한 멀티 코어 시스템의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시 예에 따른 MAC PDU 포맷의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시 예에 따라, 여러 IP 패킷들을 가진 MAC PDU 포맷의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시 예에 따라, 분할된 RLC SDU를 운반하는 MAC PDU의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라, Rx 프로세싱 체인의 중요 블록들을 보이는 프로세스/스레드 구조를 묘사한 무선 시스템의 구조에 대한 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 멀티 코어 시스템상에서 데이터의 병렬 처리를 위한 제어 흐름의 일 예를 도시한 도면이다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 상기 실시 예들에 국한되지 않는다. 본 발명은 다양한 형식으로 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 분야에서 통상의 기술자에게 보다 명확하게 본 발명에 대해 설명하기 위해서 제공되는 것일 뿐이다. 첨부된 도면에서 동일한 참조 부호들은 동일한 구성 요소들을 나타내기 위해 사용된다.
명세서는 여러 곳에서 "일", "하나의", 또는 "일부" 실시 예(들)를 언급할 수 있다. 이것이 반드시, 그러한 언급이 그 실시 예(들)에 대한 것이거나 그 특성이 하나의 실시 예에 대해서만 적용됨을 내포하는 것은 아니다. 서로 다른 실시 예들의 하나씩의 특성들이 다른 실시 예들을 제공하기 위해 결합될 수도 있다.
여기 사용된 바와 같이, 단수형은 명백히 다른 것을 지시하지 않는 한 복수형을 포함하는 것으로 의도된다. "포함한다", "구비한다", "포함하는", 및/또는 "구비하는"이라는 용어들은 이 명세서에 사용될 때 언급한 특성들, 정수들, 단계들, 동작들, 구성요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특성들, 정수들, 단계들, 동작들, 구성요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들의 존재나 추가를 배제하지 않는다. 여기에 사용된 바와 같이 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 나열된 목록들 중 하나 이상 중 어느 하나 및 모든 조합들과 배열들을 포함한다.
다르게 정의되지 않는다면, 여기에 사용되는 모든 용어들(기술 및/또는 과학 용어들)은 본 개시가 속하는 기술 분야의 당업자들에게 전형적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전들에서 정의되는 것들과 같은 용어들은 관련 기술과 관련되어 그들의 의미와 일치되는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 여기에서 명백히 그렇게 정의되는 것이 아니라면 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 안될 것이다.
4G 시스템들과 같은 종래의 무선 시스템들에서는 하나의 코어/프로세스가 순차적 작업들 전체를 실행하는 일을 담당한다. 차세대 셀룰라 시스템들(즉, 5G 시스템)에서는, 기존 4G 시스템들보다 수 백배 많은 MAC PDU들을 처리하기 위해 RLC/MAC 유닛이 요구되며, 단일 코어 기반 시스템/구조는 5G 시스템들의 예상 데이터 레이트 요건을 충족시킬 수 없다. 50 Gbps와 같은 고속 데이터 레이트를 획득하기 위해, 본 발명은 모든 작업들/기능들 (이하에서 논의할 것임)을 여러 코어들 사이에서 나누는 멀티 코어 기반 시스템/구조를 제공하며, 5G 시스템들의 데이터 레이트 요건을 달성하기 위해 패킷들의 고속 처리를 가능하게 한다. 상기 멀티 코어 기반 시스템/구조는 코어들 사이에 최소 데이터를 공유할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 데이터의 병렬 처리를 위한 멀티 코어 시스템(400)의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 시스템(400)은 하나 이상의 수신 유닛들(401), 하나 이상의 프로세싱 유닛들(402), 소팅 유닛(403), 하나 이상의 분할 프로세싱 유닛들(404), 윈도우 프로세싱 유닛(405), 및 전달 유닛(406)을 포함한다.
상기 하나 이상의 수신 유닛들(401)은 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)들을 수신한다. 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들(402)은 하나 이상의 수신 유닛(401)에 연결되어, 적어도 하나의 서비스 데이터 유닛(SDU)을 추출하기 위해, 하나 이상의 PDU들을 처리한다. 상기 소팅 유닛(403)은 하나 이상의 프로세싱 유닛들(402)에 연결되어, 순차적으로 인접한 SDU들의 하나 이상의 리스트들을 도출하기 위해, 하나 이상의 SDU들을 처리한다. 상기 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 소팅 유닛(403)에 연결되어, 순차적인 SDU들을 전달 유닛(406)으로 보내기 위해, 상기 도출된 하나 이상의 SDU들의 리스트들을 처리한다. 일 실시 예에서 MAC PDU들은 알고리즘, 순차순환 대기 및 부하 균형 알고리즘과 같은 적절한 선택을 이용하여 분배된다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들(402)은 하나 이상의 PDU들을 처리하는 것에 대해, 추출된 출력이 하나 이상의 서비스 데이터 유닛(SDU)들의 분할들(fragments)인지를 확인하고, 그런 다음 프로세싱 유닛들(402)은 그러한 하나 이상의 분할된 서비스 데이터 유닛(SDU)들을 하나 이상의 분할 프로세싱 유닛들(404)로 보낸다. 상기 분할 프로세싱 유닛들(404)은 분할된 서비스 데이터 유닛들의 연결 헤더를 처리하여, 분할된 SDU 각각의 시퀀스 넘버에 따라 둘 이상의 분할된 SDU들을 재조립한다.
일 실시 예에서 수신 유닛(401)은 미디엄 액세스 제어(MAC) 수신 유닛이다. 상기 MAC 수신 유닛(401)은 무선 네트워크 임시 식별자(RNTI)에 대해 연결이 설정될 때 DL RLC (다운링크 무선 링크 제어)를 초기화하고, 관련 프로세스들을 수행하기 위해 시스템(400) 내 다른 유닛들/스레드들에 통지한다. 상기 MAC 수신 유닛(401)은 하나 이상의 MAC PDU들을 수신하고, 그들을 하나 이상의 MAC 프로세싱 유닛들(402)로 제공한다. DL RLC 연결 종료 프로세스 중 (즉, RNTI에 대해 연결이 종료될 때), MAC 수신 유닛(401)은 관련 프로세스를 수행하기 위해 그러한 종료에 관하여 시스템(400) 내 다른 유닛들/스레드들에 알린다.
일 실시 예에서 프로세싱 유닛(402)은 MAC 프로세싱 유닛이다. 상기 MAC 프로세싱 유닛(402)은 RLC SDU들을 재정렬하고, 연속적인 RLC SDU들을 연결하는 리스트를 구성하기 위해, 비분할 RLC SDU들의 연결 헤더들을 처리한다 (중복 패킷 검출 포함). MAC PDU가 비연속적 SDU들을 포함하면, 상기 프로세싱 유닛(402)은 각각의 리스트가 연속적인 SDU들을 포함하는 다수의 리스트들을 구성하고, 그런 다음 그 리스트들을 RLC SDU 유닛으로 전달한다.
상기 프로세싱 유닛(402)은 분할된 RLC SDU를 포함하는 MAC PDU를 관련 RLC 분할 프로세싱 유닛으로 보내고, 그 RLC SDU의 모든 분할된 SDU들이 동일한 분할 프로세싱 유닛으로 가도록 한다. 상기 프로세싱 유닛(402)은 MAC PDU 내 확장된 헤더들 (폴 비트(poll-bit)와 같은)을 처리한다.
일 실시 예에서 분할 프로세싱 유닛(404)은 RLC 분할 프로세싱 유닛이다. 상기 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)은 분할된 RLC SDU들의 연결 헤더 파라미터들을 처리하여 둘 이상의 RLC 분할된 SDU들을 재조립한다. RLC SDU가 어떤 연속적 RLC SDU이면, 상기 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)은 리스트를 준비하여 그 연속적 RLC SDU를 연결하고, 그런 다음 재조립 및 연결된 RLC SDU를 소팅 유닛(403)에 제공한다.
일 실시 예에서 소팅 유닛(403)은 RLC SDU 소팅 유닛이다. 상기 RLC SDU 소팅 유닛(403)은 시간 T1 동안 연속적인 SDU들의 리스트를 버퍼링한다. 모든 시간 T1의 주기마다, 상기 RLC SDU 소팅 유닛(403)은 수신된 리스트들을 재정렬하고, 연속적인 RLC SDU들을 가진 리스트들이 존재하면, 그 리스트들을 병합한다 (중복 패킷 검출 포함). 모든 시간 T1의 주기마다, 상기 소팅 유닛(403)은 병합된 리스트들을 윈도우 프로세싱 유닛(405)으로 전달한다.
누락된 RLC SDU 검출의 경우, 상기 소팅 유닛(403)은 HARQ 재정렬을 처리하기 위해, 그 누락된 RLC SDU들에 대한 에러 검출 타이머를 구동한다. 상기 소팅 유닛(403)은 옵션으로서, 시간 T1의 값에 기반하여 에러 검출 타이머의 만료에 대한 프로세스를 다루며, 그에 따라 에러 검출 타이머 만료 시 NACK 테이블을 업데이트한다.
일 실시 예에서 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 수신된 RLC SDU 리스트들을 RLC 윈도우 내 적절한 위치에 삽입하여 SDU들이 그들의 시퀀스 넘버들에 따라 정렬되도록 하는(중복 패킷 검출 포함) RLC 윈도우 프로세싱 유닛이다. 상기 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 RCL 윈도우의 외부에서 수신된 패킷들을 처리하며, Vr(R), Vr(T) 및 Vr(H)와 같은 윈도우 상태 변수들을 업데이트한다. 상기 소팅 유닛(403)이 에러 검출 타이머의 만료 과정을 처리하는 것이 아니라면, 상기 RCL 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 에러 검출 타이머의 만료 과정을 처리하고, 에러 검출 타이머의 만료에 따라 NACK 테이블을 업데이트한다. 상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 누락된 RLC SDU를 검출하고, 누락된 RLC SDU들에 대한 에러 정정 타이머를 시동한다. 상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 에러 정정 타이머의 만료 과정을 관리하고, 에러 정정 타이머가 만료되는 RLC SDU들을 홀(Hole)들이라 마크한다. 연속적인 SDU들의 수신 시, 혹은 에러 정정 타이머의 만료 후, 상기 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 연속적인 SDU들을 전달 유닛(406)으로 전달한다. 동기 손실 타이머 관리의 만료 시 (즉, 시작 및 만료 과정들에서), 상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 모든 관련 스레드들/유닛들로 RLC 리셋에 대해 통지한다.
일 실시 예에서 전달 유닛(406)은 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)에서 수신된 연속적인 SDU들을 IP 계층으로 전달하는 RLC 전달 유닛이다.
일 실시 예에서 RLC 시퀀스 넘버가 RLC SDU들 (RLC PDU들이 아닌 것)에 주어진다. 그러나 RLC 시퀀스 넘버들이 RLC PDU들에 할당되더라도 과정은 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
본 발명은 기본적으로 높은 데이터 레이트를 통한 패킷들의 수신 시, RLC 및 MAC 프로세싱의 모듈화에 초점을 맞춘다. (도 3에 도시된 것과 같은) RLC/MAC 계층은 세 가지 모드들 중 하나로 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다: 여기서 새 가지 모드는 투과(transparent) 모드(TM), 미확인(unacknowledged) 모드(UM), 및 확인 모드(AM)를 포함한다. 본 발명은 AM 모드에서 RLC 유닛의 동작과 관련하여 이하에서 기술된다.
일 실시 예에서, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 MAC/RLC 기능들의 병렬 처리를 수행하여 약 50Gbps의 높은 데이터 레이트를 달성하기 위한 시스템(400) 및 방법을 제공한다. 메인 RX 프로세서 또는 MAC 수신 유닛(401)이 하위 계층으로부터 MAC PDU들을 수신하고, 수신된 MAC PDU들을 MAC 프로세싱 유닛들(402) 사이에 분배한다. MAC 프로세싱 유닛(402)은 처리를 위해 항상 완전한 MAC PDU를 수신한다. MAC PDU들은 순차순환 대기 또는 부하 균형 알고리즘을 포함하는 적절한 선택 알고리즘을 사용하여 수신 유닛(401)에서 MAC 프로세싱 유닛들(402)으로 제공될 수 있다.
MAC PDU를 수신한 후, 상기 MAC 프로세싱 유닛(402)은 헤더 파싱을 수행하고, MAC PDU 안에 존재하는 RLC SDU들을 분류(소팅)하며, 상기 분류된 RLC SDU들의 리스트를 RLC SDU 소팅 유닛(403)으로 보낸다. MAC PDU 헤더들의 병렬 파싱 및 MAC PDU 안의 RLC SDU들의 병렬 분류 개수는 시스템(400)에 존재하는 MAC PDU 프로세싱 유닛들(402)의 개수에 좌우된다.
상기 MAC PDU 프로세싱 유닛(402)이 분할된 RLC SDU들을 검출하면, 분할된 RLC SDU들을 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)으로 보낸다. 상기 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)은 RLC SDU의 모든 분할(조각)들을 조립하여 온전한 RLC SDU를 RLC SDU 소팅 유닛(403)으로 전달한다. 상기 RLC SDU 분할(조각)들의 병렬 재조립은 RLC SDU 분할(조각)들의 병렬 재조립 개수가 시스템(400)에 존재하는 RLC 분할 프로세싱 유닛들(404)의 개수에 좌우될 때에만 가능하다. 그러나 MAC PDU 프로세싱 유닛(402)은 RLC SDU의 모든 분할(조각)들이 동일한 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)으로 전달되도록 해야 한다.
일 실시 예에서, 두 개의 RLC 분할 프로세싱 유닛들이 시스템(400) 안에 존재할 수 있다. 이때 RLC 분할 프로세싱 유닛 1은 홀수 시퀀스 번호를 가진 RLC SDU들의 RLC SDU 분할(조각)들을 수신하고, RLC 분할 프로세싱 유닛 2는 짝수 시퀀수 번호를 가진 RLC SDU들의 RLC SDU 분할(조각)들을 수신할 수 있다. RLC SDU 소팅 유닛(403)은 소팅된 RLC SDU들의 리스트를 다수의 MAC 프로세싱 유닛들(402) 및 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)으로부터 수신하고, 기존의 소팅된 RLC SDU 리스트 안에 RLC SDU들을 병합하여 다수의 인접한 RCL SDU 리스트들을 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)으로 전달한다.
일 실시 예에서, RLC SDU 소팅 유닛(403)이 소팅된 RLC SDU 리스트 안에서 누락된 RLC SDU를 검출할 때, 그것은 누락된 RLC SDU에 대해 에러 검출 타이머를 구동할 수 있다. 상기 RLC SDU 소팅 유닛(403)이 기준 시간 안에 그 누락된 RLC SDU를 수신하지 못하면, 그 누락된 RLC SDU에 대해 에러 정정 타이머를 구동하고, 누락된 RLC SDU에 대해 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)에 알린다. 상기 RLC SDU 소팅 유닛(403)이 에러 검출 및 에러 정정 타이머를 관리할 때, 시스템(400)은 오직 하나의 RLC SDU 소팅 유닛(403)을 가지도록 제한되며. 이 경우 RLC SDU 분류의 병렬화는 어렵다.
다른 실시 예에서, 둘 이상의 RLC SDU 소팅 유닛(403)은 소팅된 RLC SDU들의 리스트를 다수의 MAC 프로세싱 유닛들(402) 및 RLC 분할 프로세싱 유닛들(404)로부터 수신하고, 그들 각자의 소팅된 RLC SDU 리스트 안에 RLC SDU들을 병합하여 다수의 인접한 RCL SDU 리스트들을 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)으로 전달한다.
상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)은 다수의 분류된 RLC SDU 리스트들을 수신하고, 누락된 RLC SDU에 대해 에러 검출 타이머를 구동한다. 상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)이 누락된 RLC SDU를 기준 시간 안에 수신하지 못하면, 그것은 누락된 RLC SDU에 대해 에러 정정 타이머를 구동한다.
본 발명에서는, 단 하나의 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)이 시스템(400) 안에 존재하고, RLC 수신기 윈도우 관리, 폴 비트의 처리 및 전송할 상태 메시지의 생성을 담당한다. 상기 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)는 RLC 전달 유닛(406)에 대한 연속적 RLC SDU들의 전달을 담당한다. 상기 RLC 전달 유닛(406)은 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)으로부터 수신된 RLC SDU들을 다음 상위 계층으로 전달한다.
본 발명의 시스템(400)은 서로 다른 프로세싱 유닛들/개체들의 조합을 조정됨으로써, 시스템/자원 제약 및 프로세싱 수요/데이터 레이트 요건에 따라, 더 적은 수의 프로세싱 유닛들을 낳을 수 있다.
예를 들어 하기에서는 가능한 조합들의 일부에 대해 설명할 것이다.
a) RLC Rx 병렬화는 두 개의 프로세싱 유닛들로 수행될 수 있다: 프로세싱 유닛 A는 MAC 수신 유닛, MAC 프로세싱 유닛 및 RLC 분할 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행하며, 프로세싱 유닛 B는 RLC SDU 소팅 유닛, RLC 윈도우 프로세싱 유닛 및 RLC 전달 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행한다.
b) RLC Rx 병렬화는 세 개의 프로세싱 유닛들로 수행될 수 있다: 프로세싱 유닛 A는 MAC 수신 유닛 및 MAC 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행하고, 프로세싱 유닛 B는 RLC 분할 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업을 수행하며, 프로세싱 유닛 C는 RLC SDU 소팅 유닛, RLC 윈도우 프로세싱 유닛 및 RLC 전달 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행한다.
c) RLC Rx 병렬화는 세 개의 프로세싱 유닛들로 수행될 수 있다: 프로세싱 유닛 A는 MAC 수신 유닛 및 MAC 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행하고, 프로세싱 유닛 B는 RLC 분할 프로세싱 유닛 및 RLC SDU 소팅 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행하며, 프로세싱 유닛 C는 RLC 윈도우 프로세싱 유닛 및 RLC 전달 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행한다.
d) RLC Rx 병렬화는 네 개의 프로세싱 개체들로 수행될 수 있다: 프로세싱 유닛 A는 MAC 수신 유닛 및 MAC 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행하고, 프로세싱 유닛 B는 RLC 분할 프로세싱 유닛에 의해 수행되는 작업을 수행하고, 프로세싱 유닛 C는 RLC SDU 소팅 유닛에 의해 수행되는 작업을 수행하며, 프로세싱 유닛 D는 RLC 윈도우 프로세싱 유닛 및 RLC 전달 유닛에 의해 수행되는 작업들을 수행한다.
그러나 본 발명의 명백한 확장으로서 이해될 수 있는 다른 가능한 조합들이 존재한다는 것에 유의해야 한다.
일 실시 예에서 상기 유닛들 각각은 독립적인 실행 유닛으로서 동작한다.
다른 실시 예에서, 실행 유닛 각각은 다른 프로세싱 코어들 상에서 실행될 수 있거나, 프로세싱 코어들을 공유할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 실행 유닛은 프로세싱 코어들을 공유하며, 공유 정책은 프로세싱 부하 균형에 기반할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 실행 유닛들은 프로세싱 코어들을 공유하고, 상술한 바와 같은 동일한 프로세싱 단계들을 따른다.
위에서 기술한 바와 같이, 각각의 프로세싱 개체는 프로세싱 체인으로서 작용하며, 규정된 행위를 완료한 후 그 행위의 출력이 체인 상의 다음 프로세싱 유닛으로 보내진다. 다음 프로세싱 개체 역시 런타임에 선택될 수 있다, 예컨대, MAC 유닛이 MAC PDU에 대해 작업한 후 분할(조각)들을 검출하면, 그 행위의 출력이 분할 프로세싱 유닛으로 보내지고, 분할(조각)들이 검출되지 않으면, 처리된 객체의 레퍼런스가 소팅 유닛으로 보내진다.
일 실시 예에서, PDCP 설계가 RLC/MAC에 의해 어떤 보안 기능들이 실행될 것을 요구할 때, 제안된 체인 메커니즘 내에 별도의 유닛이 도입되거나 기존 유닛들의 기능이 확장될 수도 있다.
도 5는 예시적 실시 예에 따른 MAC PDU 포맷의 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, MAC PDU 포맷은 일반 헤더, 연결 헤더(들), 확장 헤더(들) 및 데이터 (페이로드)를 포함한다.
MAC PDU는 단 하나의 일반 헤더를 포함하며, 다수의 연결 헤더들과 다수의 확장 헤더들을 포함할 수 있다. MAC PDU 내 연결 헤더들의 개수는 해당 MAC PDU 안에 존재하는 RLC SDU들의 개수와 RLC SDU 분할(조각)들의 개수를 더한 값에 좌우된다.
확장 헤더는 RLC 패킷들의 상태 정보, 예컨대 UL RLC SDU들에 대한 ACK/NACK 메시지들 또는 DL RLC SDU들에 대한 폴링 메시지를 다룬다. MAC PDU 안의 확장 헤더들의 개수는 상태가 생성되어야 하는 UL RLC SDU들의 개수에 달려있다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시 예에 따라, 여러 RLC SDU들/IP 패킷들을 가진 MAC PDU 포맷의 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, RLC SDU/IP 패킷의 연결 헤더에 존재하는 RNTI 필드는 RLC SDU/IP 패킷이 RLC SDU/IP 패킷의 어느 플로우에 속하는지를 식별하는데 사용된다. 하나의 예시적 실시 예에서, RLC MAC 프로세싱 유닛은 연결 헤더 파싱을 수행하고 RLC SDU들만을 해당 플로우의 RLC SDU 소팅 유닛으로 전달한다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시 예에 따라, 분할된 RLC SDU를 운반하는 MAC PDU 포맷의 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 연결 헤더 내 분할 정보(FI) 필드 및 SDU 시퀀스 넘버(SN) 필드는 특정 시퀀스 넘버의 분할된 RLC SDU를 검출하는데 사용된다. 일 실시 예에서, RLC MAC 프로세싱 유닛은 연결 헤더 파싱을 수행하고 분할된 RLC SDU들만을 해당 플로우의 RLC 분할 프로세싱 유닛으로 전달한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라, Rx 프로세싱 체인의 중요 블록들을 보이는 프로세스/스레드 구조를 묘사한 무선 시스템의 구조(800)에 대한 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 무선 시스템 구조(800)는 멀티 코어 시스템(400), IP 계층(801), 전송기 기능 모듈(802), 트랜시버 유닛(803)을 포함한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 멀티 코어 시스템(400) 상에서 데이터의 병렬 처리를 위한 제어 흐름의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 단계 901에서, 하나 이상의 수신 유닛들에 의해 하나 이상의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)들이 수신된다. 단계 902에서, 수신된 이상의 PDU들이 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 제공된다. 단계 903에서, 하나 이상의 서비스 데이터 유닛(SDU)들을 추출하기 위해 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 상기 수신된 하나 이상의 PDU가 처리된다. 단계 904에서, 추출된 하나 이상의 SDU들이 소팅 유닛으로 제공된다. 단계 905에서, 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들의 하나 이상의 리스트를 도출하기 위해 소팅 유닛에 의해 상기 하나 이상의 수신된 SDU들이 처리된다.
단계 906에서, 도출된 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들의 하나 이상의 리스트들이 윈도우 프로세싱 유닛으로 제공된다. 단계 907에서, 순차적인 하나 이상의 SDU들을 전달 유닛으로 보내기 위해, 윈도우 프로세싱 유닛에 의해 상기 도출된 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들이 처리된다.
본 발명에 개시된 시스템 및 방법은 여러 이점을 가진다. MAC 프로세싱 유닛(802)은 MAC PDU 프로세싱 유닛(402)의 부하 및 MAC PDU들의 개수에 따라 필요로 되는 만큼 인스턴스화될 수 있다. 상기 MAC PDU들의 개수는 시간의 유닛으로 나타난다. 이것은 다시, 더 높은 데이터 레이트를 위해, 시스템을 확장할 수 있게 한다. 각각의 MAC 프로세싱 유닛(402)은 한 번에 하나의 MAC PDU를 처리할 수 있다. 마찬가지로, RLC 분할 프로세싱 유닛(404)은 한 번에 하나의 RCL SDU 분할(조각)을 처리할 수 있다.
상기 MAC 프로세싱 유닛(402) 및 상기 RLC 분할 프로세싱 유닛(404)에 대해 여러 경우들이 가능하므로, 프로세싱 유닛들 사이에 너무 많은 공유 데이터/상태 의존도를 도입하지 않고도 프로세싱 체인의 처리 부하가 그들 두 프로세싱 유닛들에 가능한 많이 이동되어야 한다.
RLC 윈도우 유닛(405) 내 RLC SDU들의 재정렬 및 삽입이 상당한 처리 시간과 복잡도를 가져올 수 있기 때문에, RLC SDU들의 재정렬이 조기 프로세싱 유닛들에서도 도입된다. 이것은 RLC SDU 소팅 유닛(403) 및 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)과 같은 나중의 처리 유닛들이 더 적은 수의 유닛들과 협업하도록 도와, 재정렬 및 삽입 프로세스의 속도를 높인다.
상기 RLC SDU 소팅 유닛(403)은 RLC 윈도우 내 RLC SDU들의 재정렬 및 삽입의 부하를 줄이기 위해 제공된다. 예를 들어, RLC SDU 소팅 유닛(403)에서 처리되는 순차적 RLC SDU들을 포함하는 리스트들의 개수는 약 8개이고, 그 수는 소팅(분류) 프로세스를 수행한 후, 3개로 줄어든다. 이것은 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)이 8개가 아닌 3개의 리스트들 상에서만 동작하게 한다. 그것은 RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)에서의 삽입 부하를 줄이는 것을 돕고, RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405)이 윈도우 상태 변수 업데이트, 타이머 만료 처리 루틴 등과 같은 다른 작업들을 효율적으로 행하는 것을 돕는다. 또한, RLC SDU 소팅 유닛(403), RLC 윈도우 프로세싱 유닛(405) 및 RLC 전달 유닛(406)이 각각의 RNTI/플로우에 대해 인스턴스화될 수 있고, 이것은 한 개가 넘는 RNTI가 동작 중에 있을 때 MAC 및 RLC Rx 동작들을 더 병렬화하도록 돕는다.
본 발명의 방법 및 시스템은 첨부된 도면들에 예시된 실시 예들과 관련하에 기술되었지만, 본 발명이 그것에 국한되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 개념과 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 치환, 수정 및 변경이 이뤄질 수 있다는 것을 자명하게 알 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 멀티 코어 시스템 상에서의 데이터 병렬 처리 방법에 있어서,
    복수의 프로세서들에 의하여 복수의 프로토콜 데이터 유닛들(PDUs)을 수신하는 단계;
    상기 수신된 PDU들을 각각 적어도 하나의 PDU를 포함하는 복수의 데이터 그룹들로 분류하는 단계;
    서비스 데이터 유닛들(SDUs)을 추출하기 위해 상기 복수의 프로세서들에 의하여 상기 복수의 데이터 그룹들의 상기 PDU들을 병렬로 처리하는 단계 - 상기 복수의 데이터 그룹들은 상기 복수의 프로세서에 의하여 각각 처리되고 상기 복수의 프로세서들은 병렬로 처리하도록 구성됨-;
    순차적으로 인접한 SDU들의 리스트들을 도출하기 위하여 상기 추출된 SDU들을 상기 복수의 프로세서들에 의하여 소팅하는 단계; 그리고
    상기 복수의 프로세서들에 의하여 상기 순차적으로 인접한 SDU들의 상기 도출된 리스트들을 윈도우-처리(window-processing)하여 순서 정렬된 SDU들을 출력하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    분할된 SDU들 각각의 시퀀스 넘버를 기반으로, 하나 이상의 분할된 SDU들을 제공하기 위한 분할 프로세서를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서들에 의해 하나 이상의 분할된 SDU를 검출하는 단계;
    상기 하나 이상의 분할된 SDU를 하나 이상의 분할 프로세서로 제공하는 단계;
    상기 하나 이상의 분할된 SDU를 상기 하나 이상의 분할 프로세서에 의해 처리하는 단계; 및
    재조립된 하나 이상의 SDU를 상기 복수의 프로세서로 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 분할된 SDU를 처리하는 단계는, 상기 분할된 SDU 각각의 시퀀스 넘버를 기반으로 둘 이상의 분할된 SDU들을 재조립하도록 연결 헤더를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PDU들은 매체 접근 제어 (MAC) PDU들이고, 상기 SDU들은 무선 링크 제어 (RLC) SDU들임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서들에 의하여 상기 복수의 데이터 그룹들의 상기 PDU들을 병렬로 처리하는 단계는,
    상기 PDU들 각각의 연결 헤더 및 확장 헤더를 처리하는 단계;
    하나 이상의 SDU를 미리 정해진 순서로 정렬하는 단계;
    하나 이상의 중복 SDU를 제거하는 단계;
    순차적으로 인접한 SDU들의 하나 이상의 리스트를 도출하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서에 의해 상기 추출된 SDU들을 소팅하는 단계는,
    상기 인접한 SDU들의 리스트들을 생성하는 단계,
    하나 이상의 누락된 SDU를 검출하는 단계 및
    에러 검출 타이머를 개시하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서는 미리 정의된 시간의 만료된 후에만 실행되도록 스케줄링됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서에 의해 상기 추출된 SDU들을 소팅하는 단계는,
    하나 이상의 SDU의 단일 정렬된 리스트를 생성하는 단계,
    윈도우 상태 변수들을 업데이트하는 단계,
    하나 이상의 중복 패킷들을 검출하는 단계, 및
    윈도우 밖에서 수신된 패킷들을 버리는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서에 의해, 상기 순차적으로 인접한 SDU들의 상기 도출된 리스트들을 윈도우-처리하는 단계는, 에러 검출 타이머를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서에 의해, 상기 순차적으로 인접한 SDU들의 상기 도출된 리스트들을 윈도우-처리하는 단계는,
    누락된(missed) 하나 이상의 SDU에 대한 에러 정정 타이머를 시작하는 단계 및
    상기 누락된 SDU가 수신될 때 에러 정정 타이머를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서에 의해, 상기 순차적으로 인접한 SDU들의 상기 도출된 리스트들을 윈도우-처리하는 단계는, 동기 손실 타이머를 시작 및 제거하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  13. 데이터를 병렬 처리하기 위한 멀티 코어 시스템에 있어서,
    컴퓨터 실행 가능한 프로그램 명령을 저장하는 메모리, 및
    상기 프로그램 명령을 실행하는 복수의 프로세서들을 포함하고,
    상기 복수의 프로세서들은
    복수의 프로토콜 데이터 유닛들(PDUs)을 수신하고,
    상기 수신된 PDU들을 각각 적어도 하나의 PDU를 포함하는 복수의 데이터 그룹들로 분류하고,
    서비스 데이터 유닛들(SDUs)을 추출하기 위해 상기 복수의 데이터 그룹의 상기 PDU들을 병렬로 처리하고 - 상기 복수의 데이터 그룹들은 상기 복수의 프로세서에 의하여 각각 처리되고 상기 복수의 프로세서들은 병렬로 처리하도록 구성됨-,
    순차적으로 인접한 SDU들의 리스트들을 도출하기 위하여 상기 추출된 SDU들을 소팅하고, 그리고
    상기 순차적으로 인접한 SDU들의 상기 도출된 리스트들을 윈도우-처리(window-processing)하여 순서 정렬된 SDU들을 출력하는 멀티 코어 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    재조립된 하나 이상의 SDU를 상기 복수의 프로세서에 제공하기 위해, 하나 이상의 분할된 SDU들을 처리하기 위한 하나 이상의 분할 프로세서를 더 포함하는 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서는 분할된 SDU 각각의 시퀀스 넘버를 기반으로, 상기 하나 이상의 분할된 SDU들을 제공하기 위한 분할 프로세서를 선택하도록 구성되는 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서들은, 상기 PDU들 각각의 연결 헤더 및 확장 헤더를 처리하는 단계; 하나 이상의 SDU들을 미리 정해진 순서로 정렬하는 단계; 하나 이상의 중복 SDU을 제거하는 단계; 순차적으로 인접한 하나 이상의 SDU들의 하나 이상의 리스트을 도출하는 단계를 수행함으로써, 상기 SDU들을 추출하기 위해서 상기 복수의 데이터 그룹들에 있는 상기 PDU들을 병렬로 처리하는 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서는 인접한 SDU들의 상기 리스트들을 생성하고, 하나 이상의 누락된 SDU를 검출하며, 에러 검출 타이머를 개시함으로써, 상기 추출된 SDU들을 처리하는 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 프로세서는 하나 이상의 SDU의 단일 정렬된 리스트를 생성하고, 윈도우 상태 변수들을 업데이트하고, 하나 이상의 중복 패킷을 검출하며, 윈도우 밖에서 수신된 패킷들을 버림으로써, 상기 추출된 SDU들을 소팅하는 시스템.
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