KR100584360B1

KR100584360B1 - 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 에러 정정 방법

Info

Publication number: KR100584360B1
Application number: KR1020030066391A
Authority: KR
Inventors: 채상훈; 박성욱; 이강규; 오진영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2006-05-26
Also published as: KR20050030073A

Abstract

본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 에러 정정 방법에 있어서, 송신측인 무선 접속망으로부터 MAC 계층의 상위로 전송되는 데이터 유닛마다 패러티 비트를 첨가하여 전송하는 단계와, 수신측인 사용자 단말기의 MAC 계층에서 상기 전송되어 온 데이터 유닛에 대한 에러 검출을 상기 패러티 비트를 이용하여 수행하고 그 결과를 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.

MAC 계층, RLC 계층

Description

고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 에러 정정 방법{METHOD FOR CORRECTING ERROR IN HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 W-CDMA 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 일반적인 HSDPA 방식을 사용하는 부호분할 다중 접속 통신 시스템의 UE측 MAC 계층 구조를 도시한 도면,

도 3은 일반적인 HSDPA 방식을 사용하는 W-CDMA에서의 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면,

도 4는 HSDPA 방식을 사용하는 W-CDMA에서의 본 발명에 따라 구성된 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면,

본 발명은 W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 통신시스템에 관한 것으로 특히, 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서의 에러 정정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고속 순방향 패킷 접속(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access, 이하 "HSDPA"라 칭하기로 한다)은 W-CDMA 통신시스템에서 순방향 고속 패킷 전송을 지원하기 위한 순방향 데이터 채널(HS-DSCH: High Speed-Downlink Shared Channel, 이하 "HS-DSCH"라 칭하기로 한다)과 관련된 제어 채널들 및 이들을 위한 장치, 시스템, 방법들을 총칭한다. 상기 HSDPA를 지원하기 위해서 혼화 자동 재전송 요구(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 "HARQ"라 칭하기로 한다) 등이 제안되었다. 이하 도 1을 참조하여 W-CDMA 통신시스템 구조와 HARQ 방식을 설명하기로 한다.

상기 도 1은 일반적인 W-CDMA 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 W-CDMA 통신시스템은 코어 네트워크(CN: Core Network)(100)와 복수개의 무선 네트워크 서브시스템(RNS: Radio Network Subsystem, 이하 "RNS"라 칭하기로 한다)들(110, 120)과 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)(130)로 구성된다. 상기 RNS(110) 및 RNS(120)는 무선 네트워크 제어기(RNC: Radio Network Controller,이하 "RNC"라 칭하기로 한다) 및 복수개의 기지국(Node B)(하기 설명에서 Node B 또는 셀로 용어를 혼용하여 사용한다)들로 구성된다. 예를 들면, 상기 RNS(110)는 RNC(111)와 복수개의 Node B들(113, 115)로 구성된다. 상기 RNC는 그 역할에 따라 Serving RNC(이하 "SRNC"라 칭하기로 한다), Drift RNC(이하 "DRNC"라 칭하기로 한다) 또는 Controlling RNC(이하 "CRNC"라 칭한다)로 분류된다. 상기 SRNC와 DRNC는 각각의 UE에 대한 역할에 따라 분류되며, UE의 정보 를 관리하고 코어 네트워크와의 데이터 전송을 담당하는 RNC를 그 UE의 SRNC가 되며, UE의 데이터가 SRNC가 아닌 다른 RNC를 거쳐 상기 SRNC로 송수신되는 경우 그 RNC는 그 UE의 DRNC가 된다. 상기 CRNC는 각각의 Node B를 제어하는 RNC를 나타낸다. 도 1을 예를 들면, UE(130)의 정보를 RNC(111)가 관리하고 있으면 상기 RNC(111)이 SRNC가 되고, 상기 UE(130) 가 이동하여 UE(130)의 데이터가 RNC(112)를 통해 송수신되면 상기 RNC(112)가 DRNC가 된다. 그리고 Node B(113)를 제어하는 RNC(111)가 상기 Node B(113)의 CRNC가 된다.

이어서, HARQ 방식, 특히 다채널 정지-대기 혼합 자동 재전송(n-channel Stop And Wait Hybrid Automatic Retransmission Request:이하 "n-channel SAW HARQ"라 칭한다.) 방식을 설명하기로 한다. 통상적인 ARQ(Automatic Retransmission Request, 이하 "ARQ"라 칭하기로 한다) 방식은 UE와 기지국 제어기(RNC: Radio Network Controller)간에 인지신호(Acknowledgement, 이하 "ACK"칭하기로 한다)와 재전송 패킷데이터의 교환으로 이루어 있다. 그런데 상기 HARQ 방식은 상기 ARQ 방식의 전송 효율을 증가시키기 위해 에러정정 기법(FEC : Forward Error Correction)이 적용되었다. 또한, 상기 HSDPA 방식은 상기 UE와 기지국의 MAC HS-DSCH 사이에서 ACK과 재전송 패킷 데이터가 교환된다. 또한, 상기 HSDPA 방식에서는 N개의 논리적인 채널을 구성해서 ACK을 받지 않은 상태에서도 여러 개의 패킷 데이터를 전송할 수 있는 상기 n-channel SAW HARQ 방식을 도입하였다. 상기 정지 대기 자동 재전송(Stop And Wait Automatic Retransmssion Request:SAW ARQ) 방식의 경우 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신하여야만 다음 패킷 데이터를 전송한다. 그런데, 이렇게 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 수신한 후에만 다음 패킷데이터를 전송하기 때문에 상기 SAW ARQ 방식은 채널사용 효률이 낮다는 단점이 있다. 상기 n-channel SAW HARQ 방식에서는 상기 이전 패킷 데이터에 대한 ACK를 받지 않은 상태에서 다수의 패킷 데이터들을 다른 채널을 통해 연속적으로 전송해서 채널의 사용 효율을 높일 수 있다. 즉, UE와 Node B간에 n 개의 논리적인 채널(Logical Channel)들을 설정하고, 특정 시간 또는 채널 번호로 상기 n 개의 채널들 각각이 식별 가능하다면, 이들 패킷 데이터를 수신하게 되는 상기 UE는 임의의 시점에서 수신한 패킷 데이터가 어느 채널을 통해 전송된 패킷 데이터인지를 알 수 있으며, 수신되어야 할 순서대로 패킷 데이터들을 재구성하거나 해당 패킷 데이터를 컴바이닝(combining) 하는 등 필요한 조치를 취할 수 있다.

이러한 HSDPA(High Speed Down-link Packet Access) 방식을 사용하는 W-CDMA MAC 계층 구조를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 HSDPA 방식을 사용하는 W-CDMA 시스템의 계층 구조는 HARQ 기능이 RLC 계층(Radio Link Control Layer)에서의 선택적 재전송(SR: Selective Repeat) HARQ 기능 이외에 MAC 계층(Medium Access Control Layer, 매체 접속 제어 계층)에 HARQ 기능이 추가적으로 요구되므로 이에 해당하는 계층 구조가 기존의 계층구조, 즉 상기 HSDPA 방식을 사용하지 않는 W-CDMA 통신 시스템의 계층 구조에서 변화하였다.

도 2는 일반적인 HSDPA 방식을 사용하는 부호분할 다중 접속 통신 시스템의 UE측 MAC 계층 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, MAC 계층(210)은 상위로는 RLC 계층(200)과 연결되고, 하위로는 물리 계층(Physical layer)(220) 과 연결되어 있다. MAC 계층 (210)은 MAC-d(216), MAC-c/sh(214), MAC-hs 엔터티(212)로 구성되어 있다. MAC-d(MAC dedicated)(216)는 전용 채널(dedicated channel)들을 위한 MAC 개체 (Entity)로서 전용 논리채널들(Dedicated Logical Channels), 즉 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control CHannel, 이하 "DCCH"라 칭하기로 한다), 전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic CHannel, 이하 "DTCH"라 칭하기로 한다)등과 같은 전용 논리 채널들을 위한 MAC 기능을 수행한다. 상기 전용 논리 채널들이 전용 전송 채널(Dedicated Transport CHannel)로 매핑 (Mapping)되는 경우에는 전용채널(DCH: Dedicated CHannel, 이하 "DCH"칭하기로 한다)로 연결되며, 공통채널(Common CHannel)로 매핑되는 경우에는 상기 MAC-d(216)를 통하지 않고 상기 공통 채널을 담당하는 MAC-c/sh(MAC-common/shared)(113)로 연결된다. 상기 MAC-c/sh(113)는 공통 채널들을 위한 MAC 개체로서 공통 논리채널들(Common Logical CHannels), 즉 페이징 제어 채널(PCCH: Paging Control CHannel, 이하 "PCCH"라 칭하기로 한다), 방송 제어 채널(BCCH: Broadcast Control CHannel, 이하 "BCCH"라 칭하기로 한다), 공통 제어 채널(CCCH: Common Control CHannel, 이하 "CCCH"라 칭하기로 한다), 공통 트래픽 채널(CTCH (Common Traffic CHannel, 이하 "CTCH"라 칭하기로 한다), SHCCH (SHared Control CHannel)들과 같은 공통 논리 채널들에 대한 처리를 담당한다. 그리고 상기 MAC-c/sh(113)는 상기 MAC-d(216)와 공통 전송 채널(Common Transport CHannel), 즉 페이징 채널(PCH: Paging CHannel, 이하 "PCH"라 칭하기로 한다), 순방향 접속 채널(FACH: Forward Access CHannel, 이하 "FACH"라 칭하기로 한다), 랜덤 접속 채널(RACH: Random Access CHannel, 이하 "RACH"라 칭하기로 한다), 공통 패킷 채널(CPCH: Common Packet CHannel, 이하 "CPCH"라 칭하기로 한다), 역방향 공통 채널(USCH: Uplink Shared CHannel, 이하"USCH"라 칭하기로 한다), 순방향 공통 채널(DSCH: Downlink Shared CHannel)과 같은 공통 전송 채널을 통해 데이터를 송수신한다. 상기 MAC-d(216) 및 MAC-c/sh(214)는 무선 자원 제어(RRC: Radio Resource Control, 이하 "RRC"라 칭하기로 한다) 개체로부터 제어 명령을 받고, 또한 상기 RRC로 상태 보고를 할 수 있으며, 이와 같은 상기 MAC-d(216)와, MAC-c/sh(214) 및 RRC 간의 제어정보는 MAC control이라는 제어를 위한 연결을 통하여 이루어진다.

상기에서 설명한 MAC-d(216) 및 MAC-c/sh(214) 구조는 종래 W-CDMA 통신시스템의 계층구조에서 이미 구현되어 있었으며, 상기 HSDPA 방식을 지원하기 위해서 MAC-hs(MAC-high speed)(212) 개체가 추가적으로 구현되었다. 상기 MAC-hs(212)는 상기 HSDPA 방식을 지원하기 위해 HS-DSCH을 지원하는 MAC 기능을 가진다. 상기 MAC-hs(212) 역시 상기 RRC가 상기 MAC control을 통해 제어한다.

이러한 HSDPA(High Speed Down-link Packet Access) 방식을 사용하는 W-CDMA 에서의 데이터 유닛의 구조를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 일반적인 HSDPA 방식을 사용하는 W-CDMA에서의 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면이다.

UE측의 물리 계층(220)에 수신되는 MAC-hs PDU(330)는 하나의 MAC-hs 헤더(322)와 하나 이상의 MAC-hs SDU(324)로 구성되어 있다. 각각의 MAC-hs SDU(324)는 MAC-d PDU(310)과 동일하다. 또한, MAC-hs PDU(330)는 에러 체크를 위한 CRC 필드(320)를 포함할 수 있다. MAC-hs PDU(330)는 물리 계층(220)에서 CRC 체크되고 CRC 필드(320)가 제거된 후 MAC 계층(210)으로 전달된다. 그리고 MAC 계층(210)은 물리 계층(220)으로부터 MAC-hs PDU(330)에 대한 에러 체크 결과를 전달받아야 한다. 그리고 MAC 계층(210)은 RLC 계층(200)으로 MAC-d PDU(310)와 물리 계층(220)에서 수행한 해당 MAC-hs PDU(330)에 대한 에러 체크 결과를 전달한다.

여기서 MAC 계층(210)이 RLC 계층(200)으로 전달하는 데이터는 MAC-hs PDU가 아니라, 그 MAC-hs PDU와의 Mapping 관계를 가지는 1개 이상의 RLC 엔터티를 위한 일련의 MAC-d PDUs(set)이다. 그러므로 물리 계층에서 처리된 MAC-hs PDU(하나 이상의 MAC-d PDU로 구성)에 대한 CRC 체크 결과가 "양호(good)"라고 해도, 해당 MAC-hs PDU를 분해(disassembling)하여 얻은 각각의 MAC-d PDU들이 UTRAN에서 보낸 에러 없는(Non-erroneous) PDUs라고 판정할 수는 없다.

따라서 본 발명의 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 송수신되는 데이터의 에러를 정확하게 검출할 수 있도록 한 에러 정정 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 UE에서 각각의 MAC-d PDU에 대해서도 에러 정정이 가능하도록 한 에러 정정 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 에러 정정 방법에 있어서, 송신측인 무선 접속망으로부터 MAC 계층의 상위로 전송되는 데이터 유닛마다 패러티 비트를 첨가하여 전송하는 단계와, 수신측인 사용자 단말기의 MAC 계층에서 상기 전송되어 온 데이터 유닛에 대한 에러 검출을 상기 패러티 비트를 이용하여 수행하고 그 결과를 상위 계층에 전달하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 이하 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 UTRAN에서 MAC-d PDU를 전송할 때, MAC-d PDU마다 parity bit(1bit)를 첨가하여 송신함으로써 단말에서 각각의 MAC-d PDU에 대해서도 error detection이 가능하도록 한다. 또한, 해당 MAC-d PDU에 대한 parity check 결과 error가 발생한 경우 RLC에서 해당 MAC-d PDU에 대한 재전송을 요구함으로써 error correction 기능을 구현한다.

도 4는 HSDPA 방식을 사용하는 W-CDMA에서의 본 발명에 따라 구성된 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, W-CDMA의 송신측에서 데이터는 전송시간간격(TTI)단위로 물리계층으로 전달되어 적절한 변조 및 코딩 방식을 사용하여 전송된다. UE측의 물리 계층(220)에 수신되는 MAC-hs PDU(530)는 제어 정보를 포함한 MAC-hs 헤 더(522)와 실제 데이터가 포함된 패이로드(Payload)로 구분되어 있다. MAC-hs 헤더(522)는 해당 데이터에 대한 우선순위(Priority) 필드와 각 데이터의 일련번호를 나타내는 TSN(Transmission Sequence Number)으로 구분된다. 또한, 패이로드는 여러 개의 MAC-hs SDU들(MAC-hs SDUs)(524)로 구성된다. 또한, MAC-hs PDU(530)는 에러 체크를 위한 CRC 필드(528)를 포함할 수 있다. 그리고 본 발명에 따라 각 MAC-hs SDU(524)에는 1비트의 패러티 비트(parity bit)가 후속하여 덧붙여져 있다.

이러한 MAC-hs PDU(530)는 물리 계층(220)에서 MAC 계층(210)으로 전달되어 MAC-hs PDU(520)가 된다. MAC-hs PDU(520)는 에러 체크를 위한 CRC 필드(528)를 제외하고 MAC-hs PDU(530)와 동일하다. 각 MAC-hs SDU(524)는 MAC-d PDU(510)와 동일하다. MAC-d PDU(510)는 MAC-d 헤더(512), MAC-d SDU(514) 및 패러티 비트(526)로 이루어진다.

전술한 바와 같이, 다운링크(downlink) HSDPA 데이터, 즉 하나 이상의 MAC-d PDU(510)로 구성되어 있는 MAC-hs PDU(530)는 UTRAN에서 각 MAC-hs PDU(530)마다 CRC 필드(528)가 첨가되어 송신되고, UE에서는 CRC를 검사하여 에러 검출을 수행한다. 그러나, MAC-hs PDU(530)의 CRC 체크 결과가 "양호" 라고 해서 MAC-hs PDU(530) 안에 포함되어 있는 각각의 MAC-d PDU(510)에서도 에러가 발생하지 않았다고 보장할 수 없다. 따라서 본 발명은 기존의 CRC 필드에 추가하여, UTRAN에서 각각의 MAC-d PDU(530)마다 패러티 비트를 첨가하여 송신한다. UE에서는 본 발명에 따라 UTRAN으로부터의 데이터 수신 시 각각의 MAC-d PDU(530)에 대한 에러 검출을 수행하고 에러 발생시 RLC 계층에서 해당 MAC-d PDU(530)에 대한 재전송을 요구함 으로써 에러 정정 가능하도록 한다.

한편 MAC 계층(210)은 패러티 비트를 이용한 에러 검출한 후 그 결과를 RLC 계층(200)으로 전달할 때, MAC_DATA_IND 프리미티브를 이용한다.

HSDPA(High Speed Down-link Packet Access) 방식을 사용하는 W-CDMA에서의 UE의 MAC 계층은 하위(물리 계층)(220)로부터 수신한 PDU를 상위(RLC 계층)(200)로 전달하기 위해 MAC 계층(210)과 RLC 계층(200) 사이의 프리미티브(primitive)인 MAC-DATA-IND 프리미티브를 사용한다. MAC 계층(210)과 RLC 계층(200)간의 내부통신 수단으로서 사용되는 MAC-DATA-IND 프리미티브는 MAC-d 엔터티(216)을 거친 MAC-d PDUs set(즉, MAC-hs SDU)(510)를 특정 RLC 엔터티로 전달하는 역할을 수행한다. 본 발명에 따라 MAC 계층(210)은 MAC_DATA_IND 프리미티브를 통해 MAC-hs SDU(524)를 상위 계층(RLC 계층의 RLC 엔터티(entity))로 전달하는 경우, 해당 SDU(524)에 후속하는 패러티 비트(526)를 이용하여 에러 검출을 수행하고 그 에러 검출 결과인 에러 표시(Error Indication)를 MAC_DATA_IND 프리미티브를 통해 상위 RLC 계층(200)으로 전달한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같이 본 발명은 고속 순방향 패킷 접속 통신 시스템에서 송수신되는 데이터의 에러를 정확하게 검출할 수 있도록 한다.

Claims

고속 순방향 패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 에러 정정 방법에 있어서,

송신측인 무선 접속망이 MAC-d PDU마다 패러티 비트를 첨가하여 전송하는 단계와,

수신측인 사용자 단말기의 MAC 계층에서 상기 전송되어 온 MAC-d PDU에 대한 에러 검출을 상기 패러티 비트를 이용하여 수행하고 그 결과를 상위 계층에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 정정 방법.
제1항에 있어서, 상기 상위 계층에서 상기 에러 검출 결과에 따라 에러 발생시 해당 MAC-d PDU에 대한 재전송을 요구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 정정 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 MAC 계층은 상기 에러 검출 결과를 상위 계층으로 전달할 때, MAC_DATA_IND 프리미티브를 이용하는 것을 특징으로 하는 에러 정정 방법.