KR102836722B1

KR102836722B1 - 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102836722B1
Application number: KR1020210087840A
Authority: KR
Inventors: 조윤희
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2025-07-21
Anticipated expiration: 2041-07-05
Also published as: KR20220050028A

Abstract

통신 시스템의 카운트 오류 해결 기술이 개시된다. 통신 시스템의 단말에서 수행되는 동작 방법으로서, 기지국으로부터 SN(sequence numbers)을 포함하는 PDCP(packet data convergence protocol) 데이터 PDU(protocol data unit)들을 수신하는 단계; 상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에서 상기 SN을 추출하여 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정한 후에, 상기 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작은 PDCP 데이터 PDU들을 폐기하는 단계; 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수에 기반하여 PDCP 계층간 카운트의 불일치를 탐지하는 단계; 상기 PDCP 계층간 카운트의 불일치가 탐지되면 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 카운트 리셋 요청을 수신하여 상기 전달 수신 카운트(RX_DELIV)를 리셋하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법을 제공할 수 있다.

Description

통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO RESOLVE COUNT ERROR IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템의 카운트 오류 해결 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국과 단말 간의 카운트의 불일치를 탐지하여 복구할 수 있도록 하는 통신 시스템의 카운트 오류 해결 기술에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발될 수 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있을 수 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.

이와 같은 NR에서 PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면 또는 제어 평면에 대한 데이터 전송 기능 등을 수행할 수 있다. 이러한 PDCP 계층에서 송신 PDCP 엔티티(entity)는 상위 계층에서 수신한 PDCP SDU(service data unit)의 각각에 대하여 카운트(COUNT)를 부여할 수 있다. 그리고, 송신 PDCP 엔티티는 카운트를 부여한 후에 PDCP 헤더에 SN(sequence numbers)을 삽입하여 PDCP 데이터 PDU((protocol data unit)를 구성하여 하위 계층으로 전송할 수 있다. 그리고, PDCP 계층에서 수신 PDCP 엔티티는 하위 계층에서 수신한 PDCP 데이터 PDU에 대하여 PDCP 헤더에서 추출한 SN을 기반으로 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정하여 PDCP 수신 기능을 수행할 수 있다.

이처럼 송수신 PDCP 엔티티는 카운트를 기반으로 동작하며 송수신 PDCP 계층간에 카운트가 일치하지 않는 경우에 상위 계층으로 데이터를 전달하는데 있어 문제가 발생할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지하여 복구할 수 있도록 하는 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법은, 통신 시스템의 단말에서 수행되는 동작 방법으로서, 기지국으로부터 SN(sequence numbers)을 포함하는 PDCP(packet data convergence protocol) 데이터 PDU(protocol data unit)들을 수신하는 단계; 상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에서 상기 SN을 추출하여 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정한 후에, 상기 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작은 PDCP 데이터 PDU들을 폐기하는 단계; 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수에 기반하여 PDCP 계층간 카운트의 불일치를 탐지하는 단계; 상기 PDCP 계층간 카운트의 불일치가 탐지되면 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 메시지를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 카운트 리셋 요청을 수신하여 상기 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 를 리셋하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지하여 복구함으로 무선 자원 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지하여 복구함으로 사용자의 서비스 연속성을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 무선 베어러(radio bearer)에 무결성 보호(integrity protection) 기능이 설정되어 있지 않은 경우에도 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치의 오류를 탐지하여 복구할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, PDCP 계층 간에 카운트가 일치하지 않은 오류를 상위 계층의 개입 없이 PDCP 엔티티 간의 제어 PDU 기반으로 복구하도록 하여 복잡도를 감소시킬 수 있고, 상대적으로 빠른 복구가 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 주기적으로 또는 필요에 의해 기지국과 단말 간에 카운트 운용 값을 전달함으로써 PDCP 계층 간에 카운트 운용 현황을 인지할 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 NR 기반 PDCP 계층에서 카운트 포멧의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 4는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치에 대한 처리 과정의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 5는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치에 대한 처리 과정의 제2 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 6은 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 PDCP 카운트의 리셋 절차를 위한 무선 베어러 설정 정보 요소(radio bearer configuration IE(information element)의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정의 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 PDCP 카운트 상태 보고를 포함하는 PDCP 제어 PDU의 제1 실시예를 나타내는 포멧이다.
도 12는 PDCP 카운트 리셋을 포함하는 PDCP 제어 PDU의 제1 실시예를 나타내는 포멧이다.
도 13은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트 운용 현황을 인지하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 UE들(user equipment)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 UE(130-3) 및 제4 UE(130-4)가 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 UE(130-2), 제4 UE(130-4) 및 제5 UE(130-5)가 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 UE(130-4), 제5 UE(130-5) 및 제6 UE(130-6)가 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 UE(130-1)가 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 UE(130-6)가 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 UE들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 UE(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 UE(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 UE들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2,110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

한편, NR에서 PDCP 계층은 사용자 평면 또는 제어 평면에 대한 데이터 전송 기능, PDCP SN 유지 기능, ROHC(robust header compression) 프로토콜을 이용한 헤더 압축 및 복구 기능, 암호화(ciphering) 및 암호 복호(deciphering) 기능, 무결성 보호 및 무결성 검증(integrity verification) 기능, 폐기 타이머(discard timer) 기반 SDU 삭제 기능, 스플릿 베어러(split bearer)에 대한 라우팅(routing) 기능, 중복(duplication) 기능, 리오더링(reordering) 및 인오더 전달(in-order delivery) 기능 또는 아웃 어브 전달(out-of delivery) 기능과 중복 폐기(duplicate discarding) 기능 등을 지원할 수 있다. 또한, PDCP 계층은 상위 계층인 RRC(radio resource control) 또는 SDAP(service data adaptation protocol) 계층에 데이터 전송 기능, 헤더 압축 기능, 암호화 또는 무결성 보호 기능 등을 선택적으로 제공할 수 있다.

이와 같은 PDCP 계층에서 송신 PDCP 엔티티(entity)는 상위 계층에서 수신한 PDCP SDU의 각각에 대하여 카운트를 부여할 수 있다. 그리고, 송신 PDCP 엔티티는 PDCP 헤더에 SN를 삽입하여 PDCP 데이터 PDU를 구성하여 하위 계층으로 전송할 수 있다. 그리고, PDCP 계층에서 수신 PDCP 엔티티는 하위 계층에서 수신한 PDCP 데이터 PDU에 대하여 PDCP 헤더에서 추출한 SN을 기반으로 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정하여 PDCP 수신 기능을 수행할 수 있다. 이처럼 송수신 PDCP 엔티티는 카운트 기반으로 동작하며 송수신 PDCP 엔티티 간의 카운트의 불일치 오류가 발생하는 경우에 상위 계층으로 데이터 전달에 문제가 발생할 수 있다. 이하에서 사용되는 카운트를 정의하면 다음과 같을 수 있다.

송신 카운트(TX_NEXT): 송신 PDCP 엔티티가 운용하는 카운트(COUNT)로 다음 PDCP SDU에 할당할 COUNT일 수 있다.

수신 카운트(RCVD_COUNT): 수신 PDCP 엔티티가 운용하는 카운트(COUNT)로 하위 계층에서 수신한 PDCP 데이터 PDU에 대하여 PDCP 헤더에서 추출한 SN을 기반으로 결정한 카운트일 수 있다.

전달 수신 카운트(RX_DELIV): 수신 PDCP 엔티티가 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 기반으로 결정한 수신 카운트(RCVD_COUNT) 기반으로 운용하는 카운트(COUNT)로 상위 계층으로 전달되지 않을 수 있고, 여전히 기다리고 있는 첫 번째 PDCP SDU의 카운트(COUNT)일 수 있다.

넥스트 수신 카운트(RX_NEXT): 수신 PDCP 엔티티가 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 기반으로 결정한 수신 카운트(RCVD_COUNT) 기반으로 운용하는 카운트(COUNT)로 다음에 수신될 것으로 예상되는 카운트(COUNT)일 수 있다.

리오더링 수신 카운트(RX_REORD): 수신 PDCP 엔티티가 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 기반으로 결정한 수신 카운트(RCVD_COUNT) 기반으로 운용하는 카운트(COUNT)로 리오더링(reordering)을 트리거 한 PDCP 데이터 PDU와 관련된 카운트의 다음 카운트일 수 있다.

특히, 송수신 PDCP 엔티티는 (1) 핸드오버 또는 EN-DC(E-UTRA(evolved universal terrestrial radio access) new radio dual connectivity)에서의 PDCP 종결점(termination point) 변경 절차, (2) 열악한 무선 채널 환경 또는 높은 부하로 인해 데이터 전송이 완료되지 못하고 폐기 타이머(discard timer)가 만료되어 PDCP SDU들이 폐기되는 경우, (3) 하위 계층에서의 오류로 인해 SN 값이 변경되는 경우 등에 의해 송수신 PDCP 계층 간의 카운트의 불일치 오류가 발생하는 경우에 상위 계층으로 데이터를 전달하는데 있어 문제를 야기할 수 있다.

이를 좀더 상세히 살펴보면, 3GPP NR 기반 PDCP 계층의 기능은 송신 PDCP 엔티티 기능과 수신 PDCP 엔티티 기능으로 구분할 수 있다. 송신 PDCP 엔티티는 상위 계층으로부터 PDCP SDU를 수신하여 SN을 부여한 후에, SRB(signaling radio bearer)와 DRB(data radio bearer)에 대해 베어러 유형에 따라 PDCP PDU를 구성하여 구성된 PDCP PDU를 하위 계층으로 전달할 수 있다.

도 3은 NR 기반 PDCP 계층에서 카운트 포멧의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.

도 3을 참고하면, NR 기반 PDCP 계층에서 카운트 포멧은 HFN(hyper frame number)(310)과 PDCP SN(320)으로 구성될 수 있으며, 32비트 카운트를 가질 수 있다. 이처럼, NR 기반 PDCP 계층에서 데이터 전송 기능은 HFN(310)과 PDCP SN(320)으로 구성된 32비트 카운트를 기반으로 수행될 수 있다. 3GPP NR 기반, DRB의 PDCP SN(320)의 크기는 12비트 또는 18비트로 설정될 수 있고, SRB의 PDCP SN(320)의 크기는 12비트로 설정될 수 있다.

한편, 송신 PDCP 엔티티는 송신 카운트(TX_NEXT)를 기준으로 수신 PDCP SDU에 SN을 부여할 수 있다. 그리고, 수신 PDCP 엔티티는 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 기반으로 결정한 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 기반으로 전달 수신(RX_DELIV) 카운트 및 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)를 운용하며 동작할 수 있다. 여기서, 송신 PDCP 엔티티에서 운용하는 카운트는 송신 카운트(TX_NEXT)로 다음 PDCP SDU에 할당할 카운트일 수 있다. 한편, 수신 PDCP 엔티티에서 운용하는 카운트는 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT), 전달 수신 카운트(RX_DELIV), 리오더링 수신 카운트(RX_REORD)일 수 있다. 여기서, 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)는 다음에 수신할 것으로 예상되는 카운트일 수 있다. 그리고, 전달 수신 카운트(RX_DELIV)는 상위 계층으로 전달되지 않을 수 있고, 여전히 기다리고 있는 첫 번째 PDCP SDU의 카운트일 수 있다. 또한, 리오더링 수신 카운트(RX_REORD)는 리오더링(reordering)을 트리거 한 PDCP 데이터 PDU와 관련된 카운트의 다음 카운트를 나타낼 수 있다. 수신 PDCP 엔티티는 PDCP SN 크기 기반으로 리오더링 윈도우(reordering window)의 윈도우 크기를 결정할 수 있고, 결정된 윈도우 크기에 따른 리오더링 윈도우를 수신 윈도우로 이용할 수 있다. 이때, 윈도우 크기(Window_Size)는 PDCP SN의 크기를 n이라고 할 때, 2n-1로 설정할 수 있다.

송신 PDCP 엔티티는 RB(radio bearer)에 대하여 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.

(1) 송신 PDCP 엔티티는 상위 계층으로부터 수신한 PDCP SDU를 송신 버퍼에 저장할 수 있고, 오직 DRB에 대하여 설정된 경우에 PDCP SDU에 대한 폐기 타이머를 시작할 수 있다.

(2) 송신 PDCP 엔티티는 PDCP SDU에 대한 카운트를 송신 카운트(TX_NEXT)로 설정할 수 있다.

(3) 송신 PDCP 엔티티는 오직 DRB에 대하여 설정된 경우에 PDCP SDU에 헤더 압축 기능을 수행할 수 있다. 송신 PDCP 엔티티는 헤더 압축을 수행할 때에는 SDAP(Service Data Adaptation Protocol) 헤더를 제외한 SDAP SDU에 대해서 수행할 수 있다.

(4) 송신 PDCP 엔티티는 설정된 경우에 송신 카운트(TX_NEXT)를 이용하여, 무결성 보호 및 암호화를 수행할 수 있다. 송신 PDCP 엔티티는 무결성 보호를 수행할 때에는 PDCP 헤더를 추가하여 MAC-I(message authentication code - integrity)를 생성할 수 있고, 암호화를 수행할 때에는 PDCP 헤더 및 SDAP 헤더를 제외한 SDAP SDU만을 암호화할 수 있다.

(5) 송신 PDCP 엔티티는 PDCP 데이터 PDU의 PDCP SN 값을 TX_NEXT modulo 2n으로 설정할 수 있다. PDCP SN의 길이는 DRB의 경우 상위 계층에서 베어러 설정에 따라 12 비트들 또는 18 비트들로 설정할 수 있다.

(6) 송신 PDCP 엔티티는 송신 카운트(TX_NEXT) 값을 1 증가시킬 수 있다.

(7) 송신 PDCP 엔티티는 완성된 PDCP 데이터 PDU를 하위 계층으로 전달할 수 있다.

(8) 송신 PDCP 엔티티는 하위 계층으로 PDCP 데이터 PDU 전달 시, 송신 PDCP와 두개의 RLC(radio link control)가 연관된 경우에 라우팅 또는 중복 기능을 수행할 수 있다. 만약, 송신 PDCP 엔티티는 중복 기능이 설정되어 있는 경우, 하나의 PDCP 데이터 PDU를 복제하여 두 개의 송신 RLC에 전달할 수 있다. 그 외 송신 PDCP 엔티티는 스플릿 베어러인 경우에 연관된 두 개의 RLC 중 하나에 PDCP 데이터 PDU를 전달하는 라우팅 기능을 수행할 수 있다.

한편, 수신 PDCP 엔티티는 RB에 대해 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.

(1) 수신 PDCP 엔티티는 하위 계층으로부터 수신한 PDCP 데이터 PDU에 대해 헤더에서 추출한 PDCP SN을 기반으로 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정할 수 있다.

(2) 수신 PDCP 엔티티는 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 이용하여, 설정된 경우에 암호화 복호를 수행할 수 있고, 설정된 경우에 무결성 검증을 수행할 수 있다.

(3) 수신 PDCP 엔티티는 무결성 검증이 실패하면 상위 계층에 보고할 수 있고, 해당 PDCP 데이터 PDU를 폐기할 수 있다.

(4) 수신 PDCP 엔티티는 수신한 PDCP 데이터 PDU의 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 아직 상위 계층으로 전달하지 못한 첫 번째 PDCP SDU의 카운트를 나타내는 전달 수신 카운트(RX_DELIV)보다 작은 경우(즉, RCVD_COUNT<RX_DELIV인 경우)에 수신한 PDCP 데이터 PDU를 폐기할 수 있다.

(5) 수신 PDCP 엔티티는 수신한 PDCP 데이터 PDU의 카운트(=RCVD_COUNT) 값이 이전에 수신된 경우에 수신한 PDCP 데이터 PDU를 폐기할 수 있다.

(6) 수신 PDCP 엔티티는 위의 절차에서 PDCP 데이터 PDU가 삭제되지 않은 경우에 PDCP SDU를 수신 버퍼에 저장할 수 있고, 인오더 전달 또는 아웃 어브 전달을 위한 기능을 수행할 수 있다.

이와 같은 PDCP 절차 중에서 무결성 보호 및 암호화 기능은 SRB에 대해서는 필수로 설정될 수 있고, DRB에 대해서는 선택 사항으로 설정될 수 있다. 이와 같은 PDCP 계층은 송수신 PDCP 데이터 PDU의 헤더의 PDCP SN을 기반으로 PDCP 간 카운트를 운용하면서 데이터 처리를 수행할 수 있다. 이에 따라 PDCP 계층은 카운트의 불일치가 발생하는 경우에 하위 계층에서의 데이터 송수신이 정상적으로 동작하더라도 데이터 손실이 발생할 수 있다.

이와 관련하여 PDCP 계층에서 발생하는 카운트의 불일치는 일예로 PDCP 종결점 변경 시에 기지국과 단말 간에 발생할 수 있다. PDCP 종결점의 위치는 핸드오버 또는 EN-DC에서 기지국의 추가 또는 해제 절차 등에 의해 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 또는 마스터 노드(master node)에서 세컨더리 노드(secondary node)로 변경될 수 있다. 이때, PDCP 엔티티는 타겟 기지국에 새로 생성될 수 있으며, 단말은 PDCP 재설립(reestablishment) 절차를 수행할 수 있다.

AM(acknowledged mode) DRB는 순차적 전달(in-sequence delivery)과 중복 회피를 위해, 소스 PDCP에서 타겟 PDCP로 카운트의 연속성을 보장할 수 있다. 이를 위해 AM DRB는 SN 상태 전송(status transfer) 절차를 통해 소스 PDCP의 하향 링크 카운트(DL COUNT)와 상향 링크 카운트(UL COUNT)를 타겟 PDCP로 전달하여 사용할 수 있다. 만약 어떤 이유로 소스 PDCP에서 타겟 PDCP로 전달된 카운트에 오류가 생긴 경우 또는 단말 PDCP 동작 중 하향 링크 카운트와 상향 링크 카운트에 오류가 생긴 경우, 기지국과 단말의 PDCP 계층은 서로 다른 카운트를 기반으로 동작하게 될 수 있다. 즉, 송신측은 송신 카운트(TX_NEXT)를 기반으로 동작할 수 있고, 수신측은 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 또는 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)를 기반으로 동작할 수 있다.

다음으로, PDCP 계층에서 발생하는 카운트의 불일치는 다른 예로 하위 계층에서의 오류로 인해 SN 값이 변경되어 수신 PDCP 엔티티의 카운트에 오류가 있는 경우에 발생할 수 있다. 만약 하위 계층에서 오류가 발생하여 PDCP SN 필드의 값이 변경된 경우, 해당 PDCP 데이터 PDU의 수신 카운트(RCVD_COUNT)는 오류가 발생할 수 있다. 만약 수신 PDCP 엔티티에서 운용되고 있는 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)보다 큰 값인 경우에 리오더링 기능이 수행될 수 있고, 결국 리오더링 타이머(reordering timer) 만료 절차로 인해 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 및 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)에 오류가 발생할 수 있다. 이로 인해, PDCP 계층에서 정상적으로 수신되는 PDCP 데이터 PDU 처리시에 송신 PDCP 엔티티와 수신 PDCP 엔티티의 카운트가 서로 일치하지 않는 오류가 발생할 수 있다.

만약 무결성 보호가 설정되어 있는 경우, PDCP 계층은 PDCP 데이터 PDU에 오류가 발생하거나 송수신 PDCP에서 HFN 이상의 카운트의 불일치가 발생한 경우에 무결성 검증 실패를 탐지하여 상위 계층에 보고함으로써 오류를 복구할 수 있다. 하지만, 송수신 PDCP 엔티티는 수신 윈도우 크기 이내의 카운트의 불일치가 발생한 경우에 무결성 검증이 성공하더라도, 서로 불일치 된 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 또는 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)로 인해 PDCP 데이터 PDU를 폐기하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 더구나 무결성 보호가 설정되어 있지 않은 DRB의 경우에 송수신 PDCP 엔티티가 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 이내의 카운트를 가지는 PDCP 데이터 PDU들은 삭제함으로써 사용자 서비스 단절 및 무선 자원의 낭비를 초래하는 문제가 발생할 수 있다.

도 4는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치에 대한 처리 과정의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.

도 4를 참조하면, PDCP 계층 간에 카운트의 불일치에 대한 처리 과정에서 단말과 기지국에 RRC 연결된 상태에 있을 수 있다(S410). 여기서, PDCP SN의 크기는 12 비트일 수 있고, HFN 크기는 20비트일 수 있으며, 윈도우 크기는 2048(211)일 수 있다. 그리고, 기지국의 송신 PDCP 엔티티에서 송신 카운트(TX_NEXT)는 0일 수 있고, SN은 0부터 순차적으로 증가할 수 있고, HFN은 0일 수 있다. 다음으로, 단말의 수신 PDCP 엔티티에서 전달 수신 카운트(RX_DELIV)는 2047일 수 있고, 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)는 2047일 수 있으며, SN은 2047일 수 있고, HFN은 0일 수 있다.

기지국의 송신 PDCP 엔티티는 SN을 0부터 순차적으로 증가시키면서 PDCP 데이터 PDU들을 전송할 수 있고, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 기지국의 송신 PDCP 엔티티에서 전송된 PDCP 데이터 PDU들을 수신할 수 있다(S420~S420-2048). 그리고, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 값이 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작은 경우에 수신 윈도우 밖이기 때문에 폐기할 수 있다. 이에 따라, 수신 PDCP 엔티티는 0부터 2046의 수신 카운트(RCVD_COUNT)에 해당하는 PDCP 데이터 PDU들은 폐기할 수 있고, 그 이상의 수신 카운트(RCVD_COUNT)에 해당되는 PDCP 데이터 PDU들은 상위 계층으로 전달할 수 있다.

도 5는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치에 대한 처리 과정의 제2 실시예를 나타내는 개념도이다.

도 5를 참조하면, PDCP 카운트의 불일치에 대한 처리 과정에서 단말과 기지국은 RRC 연결 상태에 있을 수 있다(S510). 여기서, PDCP SN의 크기는 18 비트일 수 있고, HFN 크기는 14비트일 수 있으며, 윈도우 크기는 131072(217)일 수 있다. 그리고, 기지국의 송신 PDCP 엔티티에서 송신 카운트(TX_NEXT)는 0일 수 있고, SN은 0부터 순차적으로 증가할 수 있고, HFN은 0일 수 있다. 다음으로, 단말의 수신 PDCP 엔티티에서 전달 수신 카운트(RX_DELIV)는 131071일 수 있고, 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)는 131071일 수 있으며, SN은 131071일 수 있고, HFN은 0일 수 있다.

기지국의 송신 PDCP 엔티티는 SN을 0부터 순차적으로 증가시키면서 PDCP 데이터 PDU들을 전송할 수 있고, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 기지국의 송신 PDCP 엔티티에서 송신한 PDCP 데이터 PDU들을 수신할 수 있다(S520~S520-131072). 그리고, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 수신 PDCP 데이터 PDU의 SN 값이 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작은 경우에 수신 윈도우 밖이기 때문에 폐기할 수 있다. 이에 따라, 수신 PDCP 엔티티는 0부터 131070의 수신 카운트(RCVD_COUNT)에 해당하는 PDCP 데이터 PDU들은 폐기할 수 있고, 그 이상의 수신 카운트(RCVD_COUNT)에 해당되는 PDCP 데이터 PDU들은 상위 계층으로 전달할 수 있다. 이처럼 PDCP SN의 크기가 18인 경우, 수신 윈도우 크기가 더 커지며 PDCP 카운트의 불일치가 발생할 때에 더 많은 PDCP 데이터 PDU들이 폐기되어 서비스의 단절 구간이 길어지게 될 수 있다.

도 6은 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 통신 시스템의 카운트 오류 해결 방법에서 단말은 기지국에 RRC 연결을 설정할 수 있고(S610), PDCP PDU를 송수신할 수 있다(S620). 그리고, 기지국과 단말의 PDCP 계층의 PDCP 엔티티는 PDCP 계층간 카운트의 불일치를 탐지할 수 있다(S630). 이때, 하향 링크 통신에서 기지국의 PDCP 엔티티가 송신 PDCP 엔티티일 수 있고, 상향 링크 통신에서 단말의 PDCP 엔티티가 송신 PDCP 엔티티일 수 있으며, 상향 링크 AM DRB일 수 있고, 상태 보고 요청(status report required)이 설정된 경우에 방안 1과 방안 2에 의해 PDCP 엔티티는 PDCP 계층간에 카운트의 불일치를 탐지할 수 있다.

[방안 1] PDCP 종결점이 변경된 경우에 PDCP 재설립 절차에서 PDCP 계층간에 카운트의 불일치를 탐지

핸드오버, 기지국 추가 등으로 인해 베어러 종결점(bearer termination point)의 위치가 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 변경될 수 있다. 이러한 경우에 PDCP 엔티티는 타겟 기지국에 새로 생성될 수 있고, 단말은 PDCP 재설립 절차를 진행할 수 있다. 타겟 기지국의 PDCP 엔티티는 PDCP SN 연속성 유지를 위해 SN 상태 전송(status transfer) 절차를 진행할 수 있다. 이를 통하여 송신 PDCP 엔티티는 송신 카운트(TX_NEXT)를 유지할 수 있고, 수신 PDCP 엔티티는 전달 수신 카운트(RX_DELIV)를 유지할 수 있다. DRB 설정 시에 상태 보고 요청으로 설정된 경우에 단말은 PDCP 제어 PDU를 통해 FMC(first missing count) 값을 포함하는 PDCP 상태 보고를 타겟 기지국으로 전송할 수 있다. 기지국의 송신 PDCP 엔티티는 수신한 FMC 값이 송신 카운트(TX_NEXT) 보다 큰 경우에 기지국과 단말 간에 PDCP 계층 간에 카운트가 불일치하다고 판단하여 PDCP 계층간에 카운트의 불일치를 탐지할 수 있다.

[방안 2] PDCP 종결점의 변경이 없는 경우에 PDCP 복구(recovery) 절차에서 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지

베어러 유형 변경(bearer type change) 등으로 PDCP 복구 절차가 수행되는 경우에 단말은 기지국으로 PDCP 상태 보고를 송신할 수 있다. 기지국의 송신 PDCP 엔티티는 상태 보고를 통하여 수신한 FMC 값이 송신 카운트(TX_NEXT)보다 큰 경우에 기지국과 단말 간 PDCP 카운트가 불일치하다고 판단하여 카운트의 불일치 여부를 탐지할 수 있다.

한편, PDCP 엔티티는 단말 또는 기지국의 수신 PDCP 엔티티일 수 있고, AM DRB이나 UM(unacknowledged mode) DRB인 경우에 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지할 수 있다.

도 7은 도 6의 PDCP 계층간에 카운트의 불일치를 탐지하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 7을 참조하면, PDCP 계층간에 카운트의 불일치를 탐지하는 과정에서 수신 PDCP 엔티티는 하위 계층으로부터 PDCP 데이터 PDU를 수신할 수 있고, 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정할 수 있다(S631). 그리고, 수신 PDCP 엔티티는 설정된 경우에 수신 카운트(RCVD_COUNT)에 기반하여 암호화와 무결성 검증을 수행할 수 있다(S632). 이때, 수신 PDCP 엔티티는 무결성 검증이 실패하면, 상위 계층에 무결성 검증의 실패를 보고할 수 있고, PDCP 데이터 PDU를 폐기할 수 있으며(S634), 다시 S631부터 시작할 수 있다.

한편, 수신 PDCP 엔티티는 무결성 검증에 성공하면 전달 수신 카운트(RX_DELIV)가 수신 카운트(RCVD_COUNT)보다 큰지를 판단할 수 있다(S635). 판단 결과, 수신 PDCP 엔티티는 전달 수신 카운트(RX_DELIV)가 수신 카운트(RCVD_COUNT)보다 크면 PDCP 데이터 PDU를 폐기할 수 있으며(S636-1), 연속적으로 폐기한 PDU 개수를 1증가시킬 수 있다(S636-2). 그리고, 수신 PDCP 엔티티는 연속적으로 폐기한 PDU 개수가 임계값보다 큰지를 판단할 수 있다(S636-3). 판단 결과, 수신 PDCP 엔티티는 연속적으로 폐기한 PDU 개수가 임계값보다 크지 않으면 다시 S631부터 시작할 수 있다. 이와 달리, 수신 PDCP 엔티티는 연속적으로 폐기한 PDU 개수가 임계값보다 크면 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치가 있다고 판단하여 PDCP 계층간 카운트 불일치를 탐지할 수 있다(S636-4).

한편, 전달 수신 카운트(RX_DELIV)가 수신 카운트(RCVD_COUNT)보다 큰지를 판단한 결과, 수신 PDCP 엔티티는 전달 수신 카운트(RX_DELIV)가 수신 카운트(RCVD_COUNT)보다 크지 않으면 연속적으로 폐기한 PDU의 개수를 0으로 리셋할 수 있고(S637), 수신 PDCP 데이터 PDU를 저장할 수 있으며, 나머지 기능을 처리할 수 있다(S638).

이처럼, 수신 PDCP 엔티티는 수신 PDCP 데이터 PDU의 카운트인 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 전달 수신 카운트(RX_DELIV)보다 작아 PDCP 데이터 PDU 폐기가 연속적으로 미리 정해진 개수의 PDCP 데이터 PDU들에서 발생한 경우에 PDCP 카운트가 불일치하다고 판단할 수 있다. 여기서, 임계값은 상위 계층에서 설정하거나, 사전에 설정되거나 SN 크기를 기반으로 사전에 설정될 수 있다.

한편, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 PDCP 재설립 절차 또는 PDCP 복구 절차에서 기지국으로부터 PDCP 상태 보고를 수신할 수 있다. 이때, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 수신한 FMC 값이 송신 카운트(TX_NEXT)보다 큰 경우에 기지국과 단말 간 PDCP 카운트에 불일치가 있다고 판단하여 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지할 수 있다.

다시, 도 6을 참조하면, 기지국과 단말의 PDCP 계층의 PDCP 엔티티는 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지한 후에 카운트가 일치하도록 복구하여 카운트를 일치시킬 수 있다(S640). 여기서, PDCP 엔티티는 RRC(Radio Resource Control) 절차에 기반하여 PDCP 카운트의 불일치를 복구하여 PDCP 카운트를 일치시킬 수 있다. PDCP 계층은 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치의 발생이 탐지되면, PDCP 계층 간에 카운트의 불일치가 발생했음을 상위 계층(RRC 계층)에 알릴 수 있다. 그러면, 상위 계층(RRC 계층)은 기지국과 단말의 PDCP 계층 간의 카운트를 체크하여 오류 발생을 확인한 후에 해당 RB의 PDCP 카운트의 불일치 오류를 복구할 수 있다.

이를 좀더 상세히 살펴보면, 기지국의 PDCP 엔티티가 PDCP 카운트의 불일치의 발생을 탐지한 경우에 RRC 규격에 정의되어 있는 카운터 체크(counter check) 및 카운트 체크 응답(counter check response) 절차를 통해 기지국과 단말 간의 PDCP 카운트의 오류를 확인할 수 있다. 이때, 3GPP TS 38.331 규격에 정의된 카운터 체크 및 카운터 체크 응답을 이용할 수 있다.

한편, 단말의 PDCP 계층이 PDCP 카운트의 오류를 탐지한 경우에 단말이 운용중인 카운트 상태를 기지국으로 알릴 수 있다. 그러면, 기지국은 PDCP 카운트의 불일치를 복구하는 절차를 수행할 수 있다.

도 8은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정에서 단말은 카운트 상태 정보(count status information) 메시지를 기지국에 전송할 수 있다(S641). 여기서, 카운트 상태 정보 메시지는 DRB 식별자(drb-identity), 하향 링크 카운트(count-downlink), 상향 링크 카운트(count-uplink) 정보를 포함할 수 있다. 하향 링크 카운트는 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT)에서 1을 감산한 값일 수 있고(즉, RX_NEXT - 1), 상향 링크 카운트는 송신 카운트(TX_NEXT)에서 1을 감산한 값일 수 있다(즉, TX_NEXT - 1). 만약 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT) 또는 송신 카운트(TX_NEXT)가 0인 경우에 해당 방향으로 데이터 전송이 없었음을 의미하므로 단말은 하항 링크 카운트 또는 상향 링크 카운트를 0으로 설정할 수 있다.

기지국은 단말이 전송한 카운트 상태 정보 메시지에서 수신한 단말의 카운트 운용 값과 기지국의 카운트 운용 값을 비교하여 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치가 있는지를 확인할 수 있다(S642). 한편, 여기서 단말이 탐지한 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 카운트 상태 정보 메시지를 통하여 기지국에 전달할 수 있다. 하지만, 단말은 이와 달리 무결성 검증 실패를 상위 계층에 보고하는 방식을 사용하여 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 상위 계층으로 보고할 수 있으며 그에 따른 절차를 수행할 수 있다.

한편, 기지국은 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치가 확인되면, PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하기 위해 단말로 카운트 리셋(count reset) 메시지를 전송할 수 있고, 단말은 카운트 리셋 메시지를 수신할 수 있다(S643). 카운트 리셋 메시지를 수신한 단말의 상위 계층은 다음과 같이 PDCP 엔티티에 카운트 리셋 절차를 요청하여 PDCP 카운트를 리셋할 수 있다(S645). 이때, 단말의 송신 PDCP 엔티티는 상위 계층으로부터 무선 베어러에 대한 PDCP 엔티티의 카운트 리셋이 요청되면, 해당 DRB에 대한 송신 카운트(TX_NEXT)를 리셋할 수 있다. 그리고, 단말의 수신 PDCP 엔티티는 해당 DRB에 대한 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT), 전달 수신 카운트(RX_DELIV), 리오더링 수신 카운트(RX_REORD)를 리셋할 수 있고, 관련 절차를 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 PDCP 카운트의 리셋을 수행할 수 있고(S644), 이에 따라 기지국과 단말의 PDCP간에 PDCP 데이터 PDU가 정상적으로 송수신될 수 있다(S646).

도 9는 PDCP 카운트의 리셋 절차를 위한 무선 베어러 설정 정보 요소(radio bearer configuration IE(information element)의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.

도 9를 참조하면, PDCP 카운트의 리셋 절차를 위한 무선 베어러 설정 정보 요소는 DRB-ToAddMod에 resetPDCP-Count 필드를 새롭게 추가할 수 있고, RRC 재설정 절차에서 해당 RB를 변경(modification)함으로써 카운트가 일치하도록 복구할 수 있다. 무선 베어러 설정 정보의 resetPDCP-Count 필드가 참(true)으로 설정된 경우, PDCP 엔티티는 카운트 리셋 절차를 시작할 수 있다.

한편, 단말은 해당 PDCP 엔티티의 해제(release) 및 설립(establishment) 절차를 통해 카운트가 일치하도록 복구할 수 있다. PDCP UM DRB의 경우, PDCP 재설립(reestablishment) 절차에서 카운트가 초기화 될 수 있다. 하지만 AM DRB의 경우, PDCP 재설립 절차 및 PDCP 복구 절차에서 카운트가 유지되므로 카운트의 불일치를 해결할 수 없어 이에 대한 해결 방법이 필요할 수 있다.

도 10은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정의 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 10을 참조하면, PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구하는 과정에서 단말은 운용하는 카운트 정보를 포함한 PDCP 카운트 상태 보고(PDCP count status report) 메시지를 PDCP 제어 PDU를 통해 기지국의 피어 PDCP 엔티티(peer PDCP 엔티티)에 전송할 수 있다(S641-1). 이때, PDCP 카운트 상태 보고 메시지에 포함되는 PDCP 제어 PDU의 포멧은 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같을 수 있다.

도 11은 PDCP 카운트 상태 보고를 포함하는 PDCP 제어 PDU의 제1 실시예를 나타내는 포멧이다.

도 11을 참조하면, PDCP 카운트 상태 보고를 포함하는 PDCP 제어 PDU에서 옥텟 1은 D/C 필드(1100), PDU 유형 필드(1101) 및 예비(R) 필드(1102)를 포함할 수 있다. 옥텟 2 내지 옥텟 5는 넥스트 수신(RX_NEXT) 카운트 필드(1110)를 포함할 수 있다. 그리고, 옥텟 6 내지 옥텟 9는 송신 카운트(TX_NEXT) 필드(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 단말은 D/C 필드(1100)를 제어 PDU이므로 0을 설정할 수 있다. 그리고, 단말은 PDU 유형 필드(1101)를 PDCP 카운트 상태 보고를 나타내는 값으로 설정할 수 있다. 또한, 단말은 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT) 필드(1110)에 수신 PDCP 엔티티에서 다음에 수신하기를 기대하는 카운트 값으로 설정할 수 있다. 또한, 단말은 송신 카운트(TX_NEXT) 필드(1120)에 송신 PDCP 엔티티에서 다음에 할당할 카운트 값을 설정할 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 기지국의 PDCP 엔티티는 단말이 전송한 카운트 상태 보고 메시지에서 수신한 단말의 카운트 운용 값과 기지국의 카운트 운용 값을 비교하여 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 확인할 수 있다(S642-1). 한편, 기지국의 PDCP 엔티티는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치가 확인되면, 카운트가 일치하도록 복구하기 위해 단말로 PDCP 카운트 리셋(PDCP count reset) 메시지를 전송할 수 있고, 단말은 카운트 리셋 메시지를 수신할 수 있다(S643-1). 이때, 기지국의 PDCP 엔티티는 PDCP 제어 PDU를 사용하여 PDCP 카운트 리셋 메시지를 단말로 전송할 수 있고, 사용되는 PDCP 제어 PDU의 포멧은 도 12를 통하여 설명하면 다음과 같을 수 있다.

도 12는 PDCP 카운트 리셋을 포함하는 PDCP 제어 PDU의 제1 실시예를 나타내는 포멧이다.

도 12를 참조하면, PDCP 카운트 리셋을 포함하는 PDCP 제어 PDU에서 옥텟 1은 D/C 필드(1200), PDU 유형 필드(1201), 리셋 유형 필드(1202) 및 예비(R) 필드(1203)를 포함할 수 있다. 옥텟 2 내지 옥텟 5는 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT) 필드(1210)를 포함할 수 있다. 그리고, 옥텟 6 내지 옥텟 9는 송신 카운트(TX_NEXT) 필드(1220)를 포함할 수 있다. 여기서, 기지국은 D/C 필드(1200)를 제어 PDU이므로 0을 설정할 수 있다. 그리고, 기지국은 PDU 유형 필드(1201)를 PDCP 카운트 리셋을 나타내는 값으로 설정할 수 있다. 다음으로, 기지국은 리셋 유형 필드(1202)를 아래 표 1과 같이 PDCP 카운트 리셋의 필요에 따라 정의할 수 있다.

● 기지국은 단말이 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 탐지하여 보고 했지만, 확인 경과 불일치가 발행하지 않은 경우 또는 PDCP 카운트 리셋이 필요 없는 경우, 리셋 유형을 0으로 설정하여 피어 PDCP 엔티티에 전달할 수 있다.

● 기지국은 그 외 하향 링크 또는 상향 링크에 대한 카운트 리셋이 선택적으로 필요한 경우, 적절한 리셋 유형을 설정하여 피어 PDCP 엔티티에 전달함으로써 기지국과 단말의 PDCP 계층 간에 카운트가 일치하도록 복구할 수 있다.

비트	명세(Description)
00	카운트 리셋이 요구되지 않는 경우
01	오직 하향 링크에서 카운트 리셋이 필요한 경우
10	오직 상향 링크에서 카운트 리셋이 필요한 경우
11	하향 링크와 상향 링크에서 카운트 리셋이 필요한 경우

한편, 단말은 넥스트 수신 카운트(RX_NEXT) 필드(1210)를 수신 PDCP 엔티티에서 다음에 수신하기를 기대하는 카운트로 설정할 수 있다. 또한, 단말은 송신 카운트(TX_NEXT) 필드(1220)에 송신 PDCP 엔티티에서 다음에 할당할 카운트를 설정할 수 있다.다시, 도 10을 참조하면, 카운트 리셋 메시지를 수신한 단말의 PDCP 엔티티는 PDCP 카운트를 리셋할 수 있다(S645-1). 이때, 기지국의 PDCP 엔티티는 PDCP 카운트의 리셋을 수행할 수 있고(S644-1), 이에 따라 기지국과 단말의 PDCP 계층간에 PDCP 데이터 PDU가 정상적으로 송수신될 수 있다(S646-1). 이처럼 기지국의 PDCP 엔티티와 단말의 PDCP 엔티티는 PDCP 계층 간에 카운트의 불일치를 상위 계층(RRC 계층) 개입 없이 피어 PDCP 계층 간의 제어 PDU를 기반으로 PDCP 계층간에 카운트가 일치하도록 복구할 수 있다. 이러한 방법은 복잡도가 감소할 수 있고, 상대적으로 빠른 복구가 가능하다는 장점이 있을 수 있다.

한편, PDCP 카운트 상태 보고 메시지는 카운트의 불일치가 발생 할 때에 피어 PDCP 엔티티간에 전송함으로써 피어 PDCP 간에 현재 운용되는 PDCP 카운트 정보를 확인 할 수 있다. 하지만, 기지국과 단말은 PDCP 카운트 상태 보고 메시지의 사용을 카운트의 불일치를 탐지하는데 한정하지 않을 수 있다.

다시, 도 6을 참조하면, 기지국과 단말의 PDCP 엔티티는 주기적으로 또는 필요에 따라 PDCP 계층 간에 카운트 운용 현황을 인지할 수 있다(S650).

도 13은 도 6의 PDCP 계층 간에 카운트 운용 현황을 인지하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 13을 참조하면, PDCP 계층 간에 카운트 운용 현황을 인지하는 과정에서 단말은 기지국이 PDCP 계층 간에 카운트의 운용 현황을 인지할 수 있도록 주기적으로 또는 필요가 있는 경우에 단말의 PDCP 카운트 운용 값을 포함하는 PDCP 카운트 상태 보고 메시지를 기지국으로 전송할 수 있고, 기지국은 단말이 송신한 PDCP 카운트 상태 보고 메시지를 수신할 수 있다(S651). 기지국은 수신한 PDCP 카운트 상태 보고 메시지의 단말의 PDCP 카운트 운용 값과 기지국의 PDCP 카운트 운용 값을 비교하여 서로 일치하면 PDCP 계층 간에 PDCP 카운트 운용 상태를 정상 상태로 판정할 수 있다(S652). 이처럼 기지국은 PDCP 계층 간에 PDCP 카운트 운용 상태가 정상 상태로 판정되면 기지국의 PDCP 카운트 운용 값을 포함하는 PDCP 카운트 상태 보고 메시지를 생성하여 단말로 전송할 수 있고, 단말은 기지국이 전송한 PDCP 카운트 상태 보고 메시지를 수신할 수 있다(S653). 이에 따라, 단말은 수신한 PDCP 카운트 상태 보고 메시지의 기지국의 PDCP 카운트 운용 값과 단말의 PDCP 카운트 운용 값을 비교하여 서로 일치하면 PDCP 계층 간에 PDCP 카운트 운용 상태를 정상 상태로 판정할 수 있다(S654). 이처럼, 기지국과 단말이 PDCP 계층 간에 PDCP 카운트 운용 상태를 정상으로 판정하면 기지국과 단말 간에 PDCP PDU를 송수신할 수 있다(S655). 이와 같은 과정을 통하여 기지국과 단말은 피어 PDCP 간 카운트 운용 현황을 인지할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

통신 시스템의 단말에서 수행되는 동작 방법으로서,
기지국으로부터 SN(sequence numbers)을 포함하는 PDCP(packet data convergence protocol) 데이터 PDU(protocol data unit)들을 수신하는 단계;
상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에서 상기 SN을 추출하여 수신 카운트(RCVD_COUNT)를 결정한 후에, 상기 수신 카운트(RCVD_COUNT)가 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작은 PDCP 데이터 PDU들을 폐기하는 단계;
연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수에 기반하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트간의 불일치를 탐지하는 단계;
상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치가 탐지되면 제1 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 카운트 리셋 요청을 수신하여 상기 전달 수신 카운트(RX_DELIV)를 리셋하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 기지국으로부터 SN을 포함하는 PDCP 데이터 PDU들을 수신하는 단계 이후에,
상기 수신 카운트에 기반하여 상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에 대하여 암호화와 무결성 검증을 수행하는 단계;
상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에 대한 무결성 검증에 실패하면, 상기 기지국으로 상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에 대한 무결성 검증의 실패를 보고하는 단계; 및
상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들을 폐기하는 단계를 더 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수에 기반하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치를 탐지하는 단계는,
상기 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수가 임계값보다 큰지를 판단하는 단계;
판단 결과, 상기 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수가 임계값보다 크지 않으면 상기 PDCP 데이터 PDU들을 수신하는 단계부터 반복하는 단계; 및
판단 결과, 상기 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수가 임계값보다 크면 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치가 있다고 판단하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치를 탐지하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수신한 PDCP 데이터 PDU들에서 상기 SN을 추출하여 상기 수신 카운트를 결정한 후에, 상기 수신 카운트가 상기 전달 수신 카운트(RX_DELIV) 보다 작지 않은 PDCP 데이터 PDU들을 저장하는 단계; 및
상기 연속적으로 폐기되는 PDCP 데이터 PDU들의 개수를 0으로 리셋하는 단계를 더 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 기지국으로부터 제2 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계;
상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 제2 PDCP 카운트 운영 현황을 비교하는 단계; 및
비교 결과, 상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 제2 PDCP 카운트 운영 현황이 일치하면 상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황을 정상 상태로 판단하는 단계를 더 포함하는, 단말의 동작 방법.
통신 시스템의 기지국에서 수행되는 동작 방법으로서,
단말로 SN을 포함하는 PDCP 데이터 PDU들을 전송하는 단계;
상기 단말로부터 제1 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 제1 메시지를 수신하는 단계;
상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황에 기반하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치를 탐지하는 단계;
상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치가 탐지되면 상기 단말로 카운트 리셋을 요청하는 제2 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황에 기반하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치를 탐지하는 단계는,
상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 기지국의 제2 PDCP 카운트 운영 현황을 비교하는 단계; 및
비교 결과, 상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 제2 PDCP 카운트 운영 현황이 일치하면 상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황을 정상 상태로 판단하는 단계; 및
비교 결과, 상기 제1 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 제2 PDCP 카운트 운영 현황이 일치하지 않으면 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치가 있다고 판단하여 상기 기지국의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트와 상기 단말의 PDCP 계층에서 운영하는 카운트 간의 불일치를 탐지하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 메시지는 PDCP 제어 PDU를 사용하여 상기 단말로 전송되며,
상기 PDCP 제어 PDU는 PDCP 카운트 리셋을 나타내는 PDCD 유형 필드와 리셋 유형을 나타내는 리셋 유형 필드를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 단말로부터 제3 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 제3 메시지를 수신하는 단계;
상기 제3 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 기지국의 제4 PDCP 카운트 운영 현황을 비교하는 단계;
비교 결과, 상기 제3 PDCP 카운트 운영 현황과 상기 제4 PDCP 카운트 운영 현황이 일치하면 상기 제3 PDCP 카운트 운영 현황을 정상 상태로 판단하는 단계; 및
상기 제4 PDCP 카운트 운영 현황을 포함하는 제4 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 동작 방법.