KR20050114180A - 광대역 무선 접속 시스템에서 복합 자동 재전송 제어정보를 전송하기 위한 맵 정보 요소 전송 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 복합 자동 재전송 제어정보를 전송하기 위한 맵 정보 요소 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 복합 자동 재전송 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서, 맵 메시지에 의해 전송할 버스트를 결정하는 과정과, 상기 결정된 버스트 중 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요한 버스트의 존재 여부를 확인하는 과정과, 상기 확인 결과, 하나의 버스트라도 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요할 경우, 상기 버스트에 상응하는 복합 자동 재전송 제어 정보 전달을 위한 맵 정보 요소를 생성하여 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 복합 자동 재전송 제어 정보를 전송하기 위한 맵 정보 요소 전송 방법{A Method for Construct MAP Information Element for Hybrid ARQ in Broadband Wireless Access System}
본 발명은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access: BWA)시스템에서의재전송 방법에 관한 것으로, 특히 기지국과 사용자 단말 사이의 복합 자동 재전송 방식을 사용하여 통신하는 경우에 상기 기지국이 상기 사용자 단말에게 복합 자동 재전송 제어 정보를 전달하는 방법에 관한 것이다.
종래의 이동 통신망은 음성 서비스를 제공하는 것을 주목적으로 개발되었다. 따라서, 데이터 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸다는 단점을 가지고 있다. 그러나, 오늘날 통신산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가되고 있고, 상술한 바와 같은 종래의 이동 통신망으로는 사용자의 요구를 충족시킬 수가 없어, 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다.
따라서, 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE")의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서는 고정 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d 표준 제정을 추진 중이다.
상기 IEEE 802.16d 표준은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자가 채널을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 상기 IEEE 802.16d 시스템은 기지국에 연결된 모든 사용자가 공통 채널을 공유하여 사용하며, 각 사용자가 채널을 사용하는 구간은 상향 및 하향 프레임마다 기지국에 의하여 할당되므로, 기지국은 매 프레임마다 각 사용자가 채널을 나누어 사용할 수 있도록 상향 및 하향 접속 정보를 알려주어야 한다. 상기 IEEE 802.16d에서는 접속 정보를 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보로 나누고, 매 프레임 앞단에 상향 접속 정보와 하향 접속 정보인 MAP 메시지를 모든 사용자에게 전송한다. 상기 MAP 메시지는 다수의 다양한 형태의 MAP 정보 요소로 구성된다.
한편, 일반적으로 이동통신 시스템은 무선 링크에서 데이터 송/수신이 이루어지므로 송신된 데이터의 손실 또는 유실이 발생할 수 있다. 이와 같이 데이터의 손실 또는 유실이 발생하면 실시간 서비스가 아닌 데이터에 대하여는 이에 대한 재전송이 필요하게 된다. 즉, 음성 서비스와 같은 대표적인 실시간 서비스의 경우 데이터의 손실 또는 유실이 발생한 경우 이를 재전송 할 필요가 없다. 그러나, 일반적으로 패킷 데이터 서비스의 경우 데이터의 손실 또는 유실이 발생하면, 이를 재전송 하여야만 올바른 메시지가 전달된다. 따라서 데이터 전송이 이루어지는 통신 시스템에서는 여러 가지 방식들 중 하나의 재전송 방식으로 데이터의 재전송을 수행한다.
IEEE P802.16-REVd/D2-2003에서는 데이터 재전송을 위해 MAC 계층 ARQ 기능을 기본적으로 제공한다. 그러나, MAC 계층 ARQ 기능은 재전송 속도가 느릴 뿐만 아니라, 재전송시 모든 데이터를 다시 전송하므로 부하가 커진다는 단점이 있다.
그런데, 복합 자동 재전송 방식(HARQ : Hybrid Automatic Repeat reQuest)은 기지국과 이동단말은 초기전송에서 오류가 발생할 경우 재전송을 수행하고 수신기에서 해당 재전송에 대한 수신 신호를 초기전송의 수신신호와 결합함으로써 데이터에 발생한 오류를 수정한다. 이와 같은 방식의 HARQ는 재전송까지 적용한 후의 최종적으로 데이터에 발생하는 오류 비율인 잔여 오류 비율(Residual Error Rate)을 0.01과 같은 또는 그 이하의 매우 작은 값이 되도록 함으로써 라디오 링크 프로토콜(RLP : Radio Link Protocol) ARQ에 의한 재전송의 횟수를 감소시킨다.
상기와 같은 복합 자동 재전송 방식을 이용할 경우, 물리 계층(Physical Layer)에서 오류가 발생한 수신 패킷을 재전송 한다. 즉, 물리 계층에서 재전송 여부를 결정하며 따라서 라디오 링크 프로토콜의 재전송 방식에서 발생하는 오류 처리 시간이 길어지는 단점을 보완할 수 있다. 또한 물리계층에서 재전송을 수행함으로써 오류가 발생한 수신 패킷 데이터의 재사용이 가능해진다.
따라서, MAC 계층 ARQ의 단점을 보완하기 위해 물리 계층 ARQ인 복합 자동 재전송 방식(Hybrid ARQ) 기능이 IEEE P802.16-REVd/D4-2004에 추가되었다.
그러나, 복합 자동 재전송 방식(Hybrid ARQ)기능이 동작하기 위해서는 기지국은 단말에게 복합 자동 재전송(Hybrid ARQ)제어 신호를 전달해야 하는 필요성이 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복합 자동 재전송 방식을 위한 제어 신호를 기지국에서 MAC 계층의 하향 접속 정보 및 상향 접속 정보를 통하여 단말로 효율적으로 전달할 수 있는 접속 정보 요소 전달 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 목적은 낮은 오버헤드를 갖는 효율적인 맵 정보 요소의 형식을 정의하고, 상기 정의된 맵 메시지를 기지국 또는 사용자 단말에서 각각 전송/수신되는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 복합 자동 재전송 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서, 맵 메시지에 의해 전송할 버스트를 결정하는 과정과, 상기 결정된 버스트 중 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요한 버스트의 존재 여부를 확인하는 과정과, 상기 확인 결과, 하나의 버스트라도 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요할 경우, 상기 버스트에 상응하는 복합 자동 재전송 제어 정보 전달을 위한 맵 정보 요소를 생성하여 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 복합 자동 재전송 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서, 맵 메시지를 수신에 따라, 상기 맵 메시지에 포함될 버스트를 결정하는 과정과, 단말이 복합 자동 재전송 기능이 가능한 단말인지를 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 복합 자동 재전송 기능이 가능한 단말일 경우, 버스트 할당 맵 정보 요소를 수신하여, 단말이 할당받은 버스트 순서 정보를 획득하는 과정과, 상기 복합 자동 재전송 제어 정보 전달을 위한 맵 정보 요소를 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 복합 자동 재전송 방식(Hybrid Automatic Repeat reQuest : 이하 HARQ라 기재함)을 사용하는데 필요한 MAP 정보 요소의 형식 및 포함된 파라미터들의 기능을 정의하고, 상기 MAP 정보 요소 생성/수신 방법을 제안한다.
그러면, 우선 도 1을 참조하여 본 발명이 제안하는 HARQ 제어 정보 전송을 위한 MAP 정보 요소의 구성을 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, HARQ를 사용하기 위한 MAP 정보 요소의 최초 8비트는 해당 MAP 정보 요소의 형식(Type) 및 부형식(Sub-Type)을 나타내며, 본 발명에서는 제안하는 MAP 정보 요소는 형식 값으로 7을 갖고, 부형식 값으로 1을 갖는다. 이후 4 비트의 길이(Length)필드는 상기 길이 필드 다음에 위치하는 HARQ 제어 정보 데이터의 길이를 바이트(Bytes)단위로 나타낸다. 각 형식 및 길이 필드에 대한 상세한 설명은 발명의 요지와는 관계가 없으므로 여기서는 생략하기로 한다.
길이 필드 다음에 위치한 HARQ 제어 정보 요소는 크게 비트맵의 길이를 나타내는 비트맵 길이(BITMAP length)필드와, HARQ 데이터를 할당받는 선택된 버스트를 나타내는 비트맵(BITMAP)필드와, 비트맵에 의해서 선택된 버스트에게 전달되는 HARQ 정보 리스트 3 부분으로 나누어진다.
상기 비트맵 길이(BITMAP length)필드는 4 비트로 구성되며, 상기 비트맵 길이 필드 다음에 위치하는 비트맵의 길이를 니블(nibble = 4 bits)단위로 나타낸다.
비트맵은 상기 비트맵 길이 필드 값에 따라 길이가 변하며, 비트맵의 n번째 MSB 비트는 HARQ 제어 정보 전송을 위한 MAP 정보 요소가 위치한 MAP 메시지에 의해 할당된 n번째 버스트에 HARQ 제어 정보가 할당된 경우 1로 설정되며, 그렇지 않을 경우 0으로 설정된다. 즉, 비트맵의 4번째 MSB가 1일 경우, 4번째 버스트에 HARQ 제어 정보가 할당되었음을 의미한다.
맵(MAP)메시지 내의 버스트 순서는 하향 버스트가 상향 버스트 보다 앞서며 동일 방향 버스트에 대해서는 버스트의 정의가 메시지의 앞부분에 위치하여 먼저 정의되는 버스트가 이후에 정의되는 버스트보다 앞선다.
상기 비트맵 다음에는 상기 비트맵에 1로 설정된 비트의 개수만큼 각 버스트에 전달될 HARQ 제어 정보인 AI_SN, SPID, ACID 가 위치한다. 상기 AI_SN, SPID, ACID는 각각 HARQ의 시퀀스 넘버(sequence number), 서브 패킷 식별자(Sub-packet ID) 및 채널 식별자(Channel ID)를 나타내고, 각각 1 비트, 2 비트, 4 비트의 크기를 갖는다. 상기 AI_SN, SPID, ACID에 대한 상세한 설명은 발명의 요지와는 관계가 없으므로 생략한다.
도 2는 기지국이 단말에게 제어 정보를 전달하는 일 예를 간단히 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, MAP 메시지는 다수의 버스트를 정의하는 정보 요소(220, 221,..,224) 및 H-ARQ 제어 정보를 전달하는 정보 요소(210)로 구성되어 있다. 상기 H-ARQ 제어 정보 요소(210)는 H-ARQ 버스트를 선택하기 위한 비트맵(212), 비트맵 길이(211) 및 선택된 버스트의 H-ARQ 제어 정보를 포함하는 H-ARQ 제어 정보 리스트(213, 214)로 구성되어 있다.
그리고, 도 2를 참조하면, 비트맵 길이는 전체 버스트 메시지를 다 표현할 필요는 없다. 즉, 전체 버스트 메시지의 길이가 20개의 버스트로 구성되어 있고, 본 발명에 따른 H-ARQ 제어 정보가 5번째 버스트 메시지까지만 전송된다고 가정하면, 비트맵 길이 필드는 2개의 니블로 구성할 수 있다. 즉, 2개의 니블이면, 8번째 버스트 메시지까지 표현할 수 있으므로 8번째 버스트 메시지 이후에는 본 발명에 따른 H-ARQ 제어 정보가 전송되는 버스트 메시지가 아니게 된다. 따라서 실제 20개의 버스트가 전송되더라도 5개의 니블로 구성할 필요 없이 본 발명에 따르면 맨 마지막 전송되는 H-ARQ 제어 정보가 전송되는 위치까지만 표현할 수 있도록 하면 된다. 그러면 그 이후 전송되는 버스트 메시지들은 본 발명에 따른 버스트 메시지가 아닌 일반적인 버스트 메시지가 된다.
그러면, 상술한 바와 같은 HARQ 제어 정보 전송을 위한 MAP 정보 요소를 생성하여 전송하는 기지국의 동작 방법을 도 3을 참조하며 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 310단계에서 버스트 스케줄링을 위해 스케줄러가 구동되고, 320단계에서 상기 스케줄러에 의해 MAP 메시지에 의해 전송할 버스트가 결정된다. 그러면, 330단계에서 상기 버스트중 HARQ 제어 정보의 전달이 필요한 버스트 존재 여부를 확인한다.
상기 330 단계의 확인 결과, HARQ 버스트가 존재하지 않을 경우, MAP 정보 요소의 생성 과정은 생략 가능하다. 그러나, 상기 330 단계의 확인 결과, 하나의 버스트라도 HARQ 제어 정보의 전달이 필요할 경우, 상기 HARQ 제어 정보 전송을 위한 MAP 정보 요소를 생성한다. 상기 도 3을 참조하면, HARQ 제어 정보(210)를 생성하게 된다.
우선 340단계에서 도 2에 도시된 비트맵(BITMAP)(212)을 생성하는데, 상기 생성되는 비트맵(BITMAP)의 길이는 상기 도 1의 맵(MAP)메시지의 마지막에 정의된 HARQ 버스트의 순서에 의해 결정된다. 350 단계에서 상기 생성된 비트맵(BITMAP)의 n번째(n-th) MSB는 HARQ 제어 정보를 필요로 하는 버스트들의 순서에 따라 1로 설정된다.
만일 생성된 비트맵(BITMAP)의 길이가 니블(4 bits)에 맞지 않을 경우, 360 단계에서 여분의 비트를 더해 니블에 맞춘다. 그리고, 370 단계에서 비트맵의 길이를 설정하게 된다. 비트맵(BITMAP)이 설정된 이후에는 상기 비트맵이 가리키는 버스트를 위한 HARQ 제어 데이터 같이 실제 전달할 제어 정보들이 순차적으로 위치한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상기 기지국이 전송한 HARQ 제어 정보 전송을 위한 MAP 정보 요소를 수신하는 단말의 동작 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단말은 410 단계에서 맵 메시지를 수신한다. 그러면, 420 단계에서 단말은 각각의 맵 정보 요소를 읽고 자신의 버스트의 위치와 크기를 결정한다.
430 단계에서 HARQ 기능이 가능한 단말인지를 판단한다.
상기 430 단계의 판단 결과, HARQ 기능이 가능한 단말이 아닐 경우, 동작을 종료한다. 그러나, 상기 430 단계의 판단 결과, HARQ 기능이 가능한 단말일 경우, 440 단계에서 앞서 수신된 H-ARQ 제어 맵 정보 요소를 읽고 비트맵을 읽은 다음, 450 단계에서 HARQ 제어 정보 전달을 위한 MAP 정보 요소를 복호한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 HARQ를 위해 맵(MAP)정보 요소를 사용함으로써 단말별로 주파수 밴드와 코딩 및 변조 방식 등을 할당하는 효율적인 맵(MAP)메시지를 구성할 수 있다. 또한, 상기와 같이 물리 계층상에서 재전송 동작이 수행되므로, 재전송시 데이터의 일부만 다시 전송하여 에러가 난 데이터를 복구할 수 있다는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합 자동 재전송을 위한 제어 정보 전송을 위한 맵 정보 요소 메시지 필드를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 복합 자동 재전송을 위한 제어 정보를 단말에게 송신하는 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 복합 자동 재전송 방식 제어 정보를 전송하기 위한 맵 정보 요소 생성 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 복합 자동 재전송 제어 정보를 수신하기 위한 맵 정보 요소 해석 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도.

Claims (2)

  1. 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 복합 자동 재전송 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    맵 메시지에 의해 전송할 버스트를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 버스트 중 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요한 버스트의 존재 여부를 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과, 하나의 버스트라도 복합 자동 재전송 제어 정보의 전달이 필요할 경우, 상기 버스트에 상응하는 복합 자동 재전송 제어 정보 전달을 위한 맵 정보 요소를 생성하여 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 복합 자동 재전송 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    맵 메시지를 수신에 따라, 상기 맵 메시지에 포함될 버스트를 결정하는 과정과,
    단말이 복합 자동 재전송 기능이 가능한 단말인지를 판단하는 과정과,
    상기 판단 결과, 복합 자동 재전송 기능이 가능한 단말일 경우, 버스트 할당 맵 정보 요소를 수신하여, 단말이 할당받은 버스트 순서 정보를 획득하는 과정과,
    상기 복합 자동 재전송 제어 정보 전달을 위한 맵 정보 요소를 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
KR1020040040588A 2004-05-31 2004-05-31 광대역 무선 접속 시스템에서 복합 자동 재전송 제어정보를 전송하기 위한 맵 정보 요소 전송 방법 KR20050114180A (ko)

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