KR100655535B1 - 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

다중 액세스 무선통신 환경내의 "하이브리드" ARQ 시스템이 ARQ 재전송 신호를 에어 인터페이스내에서 송신 및 수신되었던 동일 신호의 실패된 전송으로 부터 수득된 정보와 재조합시키기 위해 제공된다. 레이크 처리된 전송 및 재전송 신호로 부터 수득된 정보를 사용하고 이 재전송하지 않고 신호와 조합하여 정보를 수정함으로써 전진 오류 수정(FEC)이 ARQ 환경내에서 가능하다. 본 발명의 제 2 구체예에서 터보 인코팅된 전송정보가 트랜스미터에 의해 단지 부분적으로 재전송되어서 성공적인 전송을 할 수 있다.

Description

터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 방법 및 그 시스템{RETRANSMISSION PACKET CAPTURE SYSTEM WITHIN A WIRELESS MULTISERVICE COMMUNICATIONS ENVIRONMENT WITH TURBO DECODING}
도 1 은 공지의 IMT-2000 표준하에서 다중 액세스 환경내 관련 베이스 스테이션과 조합으로 이동 라디오 스테이션의 다양한 서브시스템을 보여준다.
도 2 는 본 발명의 시스템을 구현하는 제 1 구체예에 의해 사용되는 알고리즘을 보여준다.
도 3 은 도 2 에 도시된 본 발명의 제 1 구체예의 방법 구현에 사용되는 하드웨어 구성의 블록선도이다.
도 4 는 전송을 위해 터보 인코딩하는 공지 시스템의 블록선도이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 구체예의 시스템내에 사용되는 두 개의 직렬 데이타 전송블럭(50)을 보여준다.
도 6 은 본 발명의 제 2 구체예의 터보 디코더 처리 시스템(60)의 블록선도이다.
* 부호설명
10 ... 베이스 스테이션 라디오 서브시스템
11 ... 베이스 스테이션 컨트롤 12 ... 베이스 스테이션
13 ... 무선 인터페이스 14 ... 이동 스테이션
15 ... 이동스테이션 컨트롤 16 ... 인터널 네트워크
17 ... 링크 액세스 컨트롤 서브시스템
18 ... 매체 액세스 컨트롤 서브시스템
19 ... 물리적 라디오 에어 인터페이스 전송시스템
20 ... 레이크처리된 신호 21,31 ... 합산기
22 ... 조합된 출력신호 30 ... 입력
32 ... 출력 33 ... 프로세서
34 ... 메모리 35 ... 출력
36 ... 출력라인 37 ... 라인
40 ... 인코더 41 ... 입력
42,44 ... 순환 시스템적 컨벌류션 코더
43 ... 출력 45 ... 인터리버
46 ... 출력 50,51,52,54 ... 전송블럭
53 ... 터보인코더 60 ... 터보 디코더 처리시스템
61 ... 데이타 스플리터 62,67,68 ... 입력
63 ... 프로세서 64 ... 터보 디코더
65 ... 경로 68 ... 재전송블럭
69 ... 출력
본 출원은 9/4/1997 Thomas J. ketseoglou 에 의해 출원된 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 시스템이란 명칭의 미국 특허출원 08/923,722 의 부분연속출원이다.
본 발명은 무선 통신 시스템, 특히 무선 멀티미디어 통신환경에서 데이타 패킷을 빠르게 전송 및 재전송하는 시스템 및 방법에 관계한다.
차세대 이동 텔레컴뮤니케이션 시스템에 대한 표준이 현재 개발중이다. 최신 무선 이동시스템에 의해 제공되는 서비스는 협대역 디지탈 네트워크에 의해 지원되는 전화 및 음성 서비스이다. 더욱 포괄적인 데이타 및 정보가 전송됨에 따라 더 높은 대역폭의 서비스가 필요하다. 이러한 포괄적인 데이타는 비동기 전달 모드(ATM) 전송을 사용하는 고정배선 광대역 네트워크와 접속할 이동 시스템을 필요로 한다. 따라서, 오늘날 무선 인터페이스는 협대역 서비스를 효과적으로 지원하며 요구가 증가할 때 더 높은 대역폭의 서비스를 제공해야 한다.
그러나, 상이한 특성을 갖는 다중 통신 서비스의 조화는 구별가능한 스펙트럼 및 전송 필요로 가져온다. 무선 통신 네트워크에서 사용되는 대표적인 서비스는 전화, 비디오전화, 및 고속 데이타 전송이다. 이들 서비스는 높은 대역폭, 임계 지연, 에러 감수, 높은 요구 등의 다양하고 구별가능한 요구를 가진다. 상이한 서비스는 상이한 인코딩 조건, 상이한 에러 전송조건 및 상이한 지연조건을 가진다. 단일체에 집적될 때 네트워크에서 사용된 상이한 서비스의 상이한 조건의 조 정은 대량 정보를 신속하고 정확하고 동시에 전송하는데 네트워크의 능력을 제한시킨다.
이러한 다양한 필요조건을 위해 활용되는 라디오 액세스 기술은 코드분할 다중 액세스(CDMA)라 알려진다. 별도로 그리고 조합으로 CDMA 및 ATM 특성은 넓은 범위의 서비스가 지원되어야 하는 무선 통신환경에서 상당한 장점을 제공한다. CDMA 및 ATM은 라우팅을 단순화하고 트래픽 혼잡 및 오버헤드를 감소시키기 위해 주문에 따라 사용될 수 있는 수많은 동시 연결을 전송링크가 지원할 수 있도록 한다.
CDMA는 분산 스펙트럼 전송을 사용하여 많은 사용자가 동일한 라디오 주파수 스펙트럼을 동시에 공유할 수 있도록 한다. 라디오 인터페이스를 가로지르는 각 연결은 그 연결에 할당된 CDMA 코드에 의해 구별된다. 비교적 많은 수의 코드가 있기 때문에 연결이 설정될때나 새로운 이동 스테이션이 다중 사용자를 지원하는 베이스 스테이션에 가입할 때 새로운 연결에 코드가 할당될 수 있다. 사용자 데이타는 추가적인 채널배정 없이 관련된 CDMA 코드와의 에어 인터페이스에 전송된다. 따라서 CDMA 코드는 이 신호를 식별하고 에어 인터페이스에 대한 "가상" 채널 연결을 나타낸다.
무선 통신의 실현은 데이타가 임의의 시기에 통신된다는 것이다. 추가 데이타가 시스템에 첨가되어 전송될 수 있다. 이러한 무작위 전송은 시스템 용량을 과다하게 하며 사용자간의 간섭을 야기시킨다. 동적으로 변하는 트래픽 특성은 위 시스템 제한을 증가시키고 허용할 수 없게 과도한 에러율을 초래한다.
ATM은 전송 데이터를 정보 그룹을 포함하는 ATM 셀이라 불리는 작고 고정된 크기의 패킷으로 분할한다. 각 ATM셀은 데이타 필드와 어드레스를 포함한 컨트롤 필드를 포함한다. 컨트롤 필드내 어드레스는 다중 사용자가 분리된 어드레스 할당에 의해 식별되므로 고정된 네트워크내의 가상 채널 연결로 간주될 수도 있다. ATM은 비동기식이다는 점에서 전통적인 전송 시스템과 다르며 전송될 데이타가 있을때만 네트워크 용량을 사용한다.
당해분야에서 공지된 또다른 통신 전달 모드는 시분할 다중 액세스(TDMA)이다. TDMA는 비동기식이 아니다는 점을 제외하면 ATM과 유사하다. 각 TDMA 전송기는 폴링시 정보 "셀"을 보낸다.
CDMA, ATM 및 TDMA와 같은 이동 디지탈 정보 전송 기술에서 데이타 정보는 상당량의 데이타가 "패킷"으로 감소되어 "버스트"로 전송된다는 점에서 "버스트 방식"으로 간주된다. 버스트 방식 전송은 전송되는 정보 패키지 및 패킷화 지연을 가져온다. ATM 셀을 음성으로 채우는 공정이 패킷화 지연에 관계된다.
전송기 전력 한계 및 제한된 스펙트럼 이용가능성 측면에서 라디오 통신의 고유한 성질은 에어 인터페이스로 전송가능한 최대 정보량을 제한시킨다. 따라서, 에어 인터페이스내에서 이동 전력 한계와 에어 인터페이스 네트워크상의 데이타 전달율의 한계 때문에 광대역 통신 서비스는 협대역 서비스와 유사한 것으로 간주되어야 한다. 추가로, 라디오 전송은 광대역 고정배선 네트워크에 비해서 높은 에러율을 가진다. 이것은 에러 제어 프로토콜을 전송 및 처리할 필요성 때문에 용량을 더욱 감소시킨다.
무선 멀티미디어 통신환경에 대해서 국제 텔레컴뮤니케이션 연합(ITU)에 의해 생성된 표준은 IMT-2000이라 알려진다. 도 1 은 IMT-2000 표준하에서 다중 액세스 환경내에서 관련된 베이스 스테이션과 조합으로 이동 라디오 스테이션의 다양한 서브시스템을 보여준다.
도 1 에서 베이스 스테이션(1)은 베이스 스테이션(12)을 제어하는 베이스 스테이션 제어부(11)를 포함한다. 베이스 스테이션(12)은 무선 인터페이스(13)를 거쳐 이동 스테이션(14)에 통신한다. 이동 스테이션 역시 이동 스테이션 제어부(15)를 포함한다. 도 1 에 도시된 시스템은 인터널 네트워크(16), 링크 액세스 제어 서브시스템(17), 매체 액세스 제어 서브 시스템(18) 및 물리적 라디오 에어 인터페이스 전송 시스템(19)을 포함한다.
IMT-2000 하에서 사용되는 현재의 무선 데이타 전송은 "자동 반복 요구"(ARQ)라 알려진 신뢰성 있는 에러수정 시스템을 사용한다. ARQ는 전송이 완전하고 정확하게 수신되지 않을 때 데이타 패킷의 재전송을 요구하는 에러 수정 전략이다.
ARQ에서 수신기는 정보 데이타 패킷이 적절하게 수신되지 않았다는 신호를 해당 데이타 패킷 전송기에 제공한다. 앞선 전송에서 에러를 의미하는 ARQ 신호 수신시 전송기는 데이타 패킷을 수신기에 재전송한다. 이러한 과정은 데이타 패킷이 제대로 수신될때까지 반복된다. 그러면 수신기는 다음에 보내질 데이타 패킷을 수신할 수 있다.
ARQ 과정은 동일한 정보가 전송되고 데이타 패킷을 나타내는 신호가 허용되 거나 실패한 것으로 간주되어 정보 데이타 패킷의 전송이 중단될때까지 반복해서 재전송되므로 시스템 지연을 초래한다. 동일한 정보의 재전송과 원치않은 네트워크 트래픽은 시스템 저하와 간섭을 야기시킨다.
CDMA 디지탈 무선 통신에 관련된 전송 표준은 텔리컴뮤니케이션 공업 협회(TIA) 위원회 TR 45.5가 개발한 IS-95 3세대 표준이다. 상기 표준은 "터보 코팅"이 14.4kbps 이상의 데이타 전송율을 위해 제공될 것을 추천한다.
공지의 터보 인코팅 시스템이 도 4 에 도시된다. 도시된 전송 시스템에서 전송될 데이타는 입력(41)에서 인코더(40)로 입력된다. 이후에 제 1 순환 시스템 컨벌류션 코더(RSCC, 42)에 의해 데이타가 처리되어서 다중 인코더 출력(43)을 제공한다. 제 1 인코더 출력(43)은 각각 입력(41)에서 데이타를 나타내는 중복 정보를 가지는 신호이다.
인코더(40)는 데이타를 인터리버(45)를 통해 제 2 RSCC(44)에 보냄으로써 입력(41)에서 데이타를 추가 처리한다. 인터리버(45)는 입력(41)에서 정보 비트를 재조합하여 이들을 제 2 RSCC(44)에 보내 전송내 에러를 최소화 한다. 데이타 비트를 재조합 함으로써 제 2 RSCC(44)에서 나오는 인코더 출력(46)은 제 1 RSCC(42)의 출력과 상이한 순서 및 구성이 된다.
"터보 코딩"에서 제 1 및 제 2 RSCC의 출력(43, 46)이 "펑처링되거나(punctured)" 출력(43, 46)의 나머지로 부터 취해져 전송을 위해 선택된다. 펑처링 출력은 인코더(40)내에 생성된 정보의 중복성 때문에 전송 목적에 적합하다. 터보 디코딩은 당해분야에서 공지이다.
TIA 표준 TR 45.5는 무선 데이타 통신에서 사용하는 터보 코딩률을 정의한다. 터보 코딩률은 전송되는 실제 비트에 대한 고려된 정보 비트의 비이다. 전진 링크(이동 스테이션으로 베이스 스테이션의 전송)의 경우에 표준율이 1/3인 코드로 부터 1/2 또는 1/3의 코딩률이 유도되고 역방향 링크(베이스 스테이션으로의 이동스테이션의 전송)의 경우에 표준율이 1/6인 코드로 부터 1/2, 1/3 또는 1/4의 코딩률이 유도된다.
동일량의 정보 전달에 더 적은 양의 비트가 실제로 전송되므로 더 높은 터보율의 코드가 전송에 이득이 된다. 출력(43, 46)의 일부를 "펑처링"함으로써 더 적은 비트가 실제로 전송되어서 더 적은 하드웨어가 필요하므로 더 높은 속도의 코드가 달성된다. 터보 인코더로 부터 출력되는 정보의 중복성 때문에 정보 손실없이 신뢰성있는 신호를 보내는데 펑처링이 바람직하다.
무선 분산 스펙트럼 통신에서 활용되는 시스템 구조는 사전-조합 "레이크"로서 알려진다. 이 레이크 구조에서 수신된 신호에 대해 다중 경로 파라미터가 다운링크 파일럿 신호로 부터 유도되고 복조에 앞서 조합되는 다양한 다중 경로 성분의 위상, 진폭 및 시간 배정에 사용된다. 본질적으로, 사전-조합 레이크에서 무선 통신링크를 통해 전송된 단일 전송신호가 당해분야에서 공지된 Viterbi 알고리즘용으로 단일 축적 신호 입력을 수득하기 위해서 수신기에 의해 조합되어야 하는 다중 성분 또는 "메트릭스"를 가진다.
레이크 구조가 무선 통신시스템내에 사용될 경우에 부족한 다중 경로 성분이 수신되고 이들의 조합된 전력수준이 예정된 한계치 이상이 아닐 때 전송은 실패한 것으로 간주된다.
전송이 실패할 때 레이크 수신기는 에러 수정 시스템을 개시시켜야 한다. 이것은 ARQ 요구를 전송한다. 이후에 전송기에 의해 정보신호가 재전송된다. 이러한 과정은 신호가 적절하게 수신된 것으로 여겨질때까지, 즉 레이크 재조합이 완료될 때 신호가 예정된 전력 한계 이상일때까지 반복된다.
그러나 동일 신호의 다중 전송은 전송 네트워크내 원치않은 트래픽을 추가시킨다. 게다가, 레이크 시스템은 상이한 전력 이용가능성을 갖는 네트워크의 다중 사용자 때문에 전력 제한을 가진다. 한 사용자의 전송은 또다른 사용자의 수신전력 레벨과 간섭할 수 있다.
그러므로, 더 높은 대역폭의 서비스를 제공하면서 협대역 서비스를 효과적으로 지원하는 무선 텔레컴뮤니케이션 시스템을 제공하기 위해 개선된 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
임계지연, 높은 대역폭, 에러 감소와 같은 다중 서비스(전화, 비디오전화, 고속 데이타전송)의 다양한 무선 통신 전송 및 스펙트럼 필요를 효과적으로 어드레싱하는 무선 통신 시스템을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
네트워크상의 불필요하고 원치않은 정보 트래픽을 감소시키고 사용자간의 간섭을 줄이고 네트워크 트래픽 한계가 초과될 경우 시스템 품질을 점차 저하시켜 허용할 수 없는 통신 에러를 감소시키도록 트래픽 특성을 동적으로 어드레싱하는 다중 액세스 무선 통신 환경내 전송시스템을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
허용가능한 신호 수득을 위해서 동일 정보의 ARQ 재전송 횟수를 최소화하여 무선 네트워크로 부터 원치않은 정보 트래픽을 감소시키는 다중 액세스 무선 통신환경내 전송시스템 제공도 본 발명의 목적이다.
전송에 더 높은 터보 코딩률을 사용하여 더 낮은 유효 터보 디코딩률을 제공하는 다중 액세스 무선 통신 환경내 데이타 전송시스템 제공도 본 발명의 목적이다.
이러한 목적은 다중 액세스 무선 통신 환경내에 "하이브리드" ARQ 시스템을 포함시킴으로써 달성된다. 이 시스템은 ARQ 재전송신호를 에러 인터페이스내 송신 및 수신된 동일신호의 실패된 전송으로 부터 수득된 정보와 재조합 시킨다. 이미 획득된 정보를 사용하여 추가 재전송 없이 이 정보를 수정함으로써 ARQ 환경내에서 전진 에러수정(FEC)을 한다는 점에서 본 발명은 "하이브리드" ARQ인 것으로 간주된다.
본 발명에서 단일한 올바른 신호를 수득할 네트워크내 ARQ 전송 횟수와 신호가 올바르게 수신될때까지 동일 신호의 반복적 재전송에 의해 야기된 간섭간에 조정이 있다. 본 발명은 전송 실패되어 허용불가 신호를 가져오는 앞서 수신된 해당 신호로 부터 수득된 처리된 정보를 써서 재전송되는 신호를 처리함으로써 이러한 조정을 한다.
해당 재전송을 조합함으로써 본 발명은 성공적인 전송이 신속히 달성될 가능성을 증가시킨다. 본 발명에 따라서 유사한 재전송 횟수가 조합되어서 단일한 올 바른 신호를 수득하기 때문에 성공적인 전송 가능성이 기하 급수적으로 증가된다.
또한 재전송의 조합은 성공적인 신호수신에 필요한 재전송 횟수를 최소화하여 네트워크상의 정보 트래픽을 감소시킨다. 또한 전송품질의 과도한 저하없이 네트워크상의 사용자 수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 구체예에서 다중 재전송이 조합되어서 레이크 처리를 사용하여 전송된 신호를 재생성한다. 이 구체예에서 제 1 전송의 다중 전송되는 메트릭스는 레이크 처리를 사용하여 조합된다. 신호가 실패되었다고 판단되면 ARQ 신호가 전송기에 보내지고 신호가 재전송된다. 재전송된 신호가 수신되고 레이크 처리되면 제 1 레이크 처리된 신호와 레이크 처리된 재전송된 신호가 다시 레이크 처리되어서 성공적인 전송이 이루어진다. 성공적인 신호가 도착되거나 정보 폐기가 결정될때까지 필요한 횟수만큼 신호가 재전송되고 레이크 조합된다.
본 발명의 제 2 구체예에서 성공적인 전송을 위해서 터보 인코딩된 전송 데이타 정보는 전송기에 의해 단지 부분적으로 재전송된다. 원래 전송된 신호의 일부만을 재전송함으로써 본 발명의 제 2 구체예는 수신기에서 터보 디코딩률을 효과적으로 낮추어서 전송에서 더 높은 터보 코딩률을 유지하고 전송조건을 최소화하면서 정확한 수신을 허용한다. 본 발명의 제 2 구체예는 제 1 구체예의 재전송 시스템내에 터보 디코딩 알고리즘을 조합함으로써 이러한 장점을 성취할 수 있다. 따라서 제 2 구체예는 중복 재전송의 사용을 최소화 한다.
본 발명의 제 1 구체예는 레이크 처리환경내에서 실시된다. 제 1 구체예는 제 1 패킷 전송이 수신기에 의해 적절하게 수신되지 않을 시기를 결정한다. 제 1 패킷전송이 적절하게 수신되지 않았다고 시스템이 판단할 경우에 수신기는 결과의 실패된 레이크 처리된 신호를 저장한다. 그러면 전송기에 의해 신호의 재전송을 요구하는 ARQ 신호가 보내진다.
제 1 구체예는 제 2 재전송 신호에 따라서 레이크 처리를 수행한다. 시스템은 앞서 저장된 제 1, 실패된, 레이크 처리된 전송결과를 대응하는 제 2, 레이크 처리된 재전송 결과와 조합하여 적절한 신호를 수득한다. 조합된 신호가 여전히 적절하지 않다면 조합된 신호결과가 다시 저장되고 결과의 신호가 적절하게 수득될때까지 이 과정이 반복된다.
본 발명의 제 1 구체예는 (1)결과의 처리된 신호가 적절한 전송 수신을 가져오거나 (2) 시스템이 허용된 반복횟수의 디폴트 한계를 초과하여 결과의 실패된 신호가 폐기될때까지 재전송과정을 반복한다. 제 1 구체예에서 데이타 패킷의 허용가능한 재전송 반복 한계 또는 최대 횟수는 서비스에 따라 설정될 수 있다. 예컨대, 각 전송 에러는 결과에 영향을 덜 주므로 음성 신호 통신은 고속 데이터보다 더 낮은 반복한계를 가질 것이다.
본 발명의 제 1 구체예는 처리된 신호가 충분한 파워를 가져 Viterbi 알고리즘 입력으로서 에러없는 결과를 생성하는지 여부를 테스트함으로써 레이크 처리된 수신 신호가 허용가능한지를 판단한다. 본 발명의 제 1 구체예의 시스템에서 전송된 신호 메트릭스는 에어 인터페이스를 가로질러 수신기까지 다중경로를 취한다. 단일 신호의 다중 메트릭스 경로에서 이러한 불일치성 때문에 메트릭스의 레이크 처리가 신뢰할 수 없는 신호 수신을 가져올 수 있다. 레이크 처리된 신호의 파워 수준은 에어 인터페이스를 가로질러 발생된 잡음에 대해 신호가 신뢰성 있는지를 판단한다.
제 1 구체예는 방정식 Mn(L) = Mn (L-1) + △mn,L에 기초하여 전송 및 재전송된 신호를 조합함으로써 본 발명을 실시한다. 여기서 M은 전송의 레이크 처리에서 나오는 소프트 판단 비트 메트릭스 축적이고 L은 전송 및 재전송되는 다중 해당 신호내 전송의 수이며 n은 전송되는 데이타 정보 패킷내 비트의 수이며 △m은 L번째 또는 마지막 전송으로 부터 나오는 소프트 판단 비트 수신 메트릭스 증분이다.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 시스템에 의해 사용되는 알고리즘을 보여준다. 도 2 에서 각 전송부(TX)는 일련의 메트릭스 또는 핑거(M)로 구성된다. 이들 메트릭스(M)는 에어 인터페이스상의 상이한 경로를 거쳐서 전송기에서 수신기에 이동되는 전송부(TX)의 다중 경로 성분중 하나를 상징한다.
각 핑거(M)는 에어 인터페이스를 거쳐 취하는 경로에 기초한다. 도 2 에서 각 핑거(M)는 레이크 처리동안 값(W)만큼 가중되어서 Viterbi 알고리즘내 포함될 전체 수신 신호(TX)의 결과에 대한 기여의 신뢰성과 포텐샬 값을 결정한다. 핑거(M)의 레이크 처리동안 단일 전송으로 부터 가중된 핑거(M)는 처리되어서 합산기(20)에 의해 합쳐져서 Viterbi 알고리즘내 포함될 단일한 결과(20A)를 발생시킨다.
도 2 에 도시된 바와 같이 전송(TX)은 수신기에 의해 동일한 레이크 처리를 받는다. 본 발명의 제 1 구체예는 총 조합 출력신호(22)를 획득하기 위해서 레이 크 처리된 각 신호(TX)로 부터 나오는 레이크 신호 결과(20A)를 추가로 합한다. 이러한 출력 신호(22)는 Viterbi 알고리즘내에 포함될 수 있는 신뢰성 있는 신호(22)로의 레이크 조합과 신호(TX)의 레이크 처리에 기초하여 전송(TX)의 통계적으로 신뢰성있는 표현이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 본 발명의 방법 실시에 사용되는 하드웨어 구성의 블록선도이다. 각 핑거(M)는 각 전송(TX)에서 나오는 상대 핑거(M)로 레이크 처리된다.
도 3 에 도시된 바와 같이 레이크 처리된 신호(20)의 출력(20A)이 입력(30)을 따라 제공된다. 이후에 입력(30)이 합산기(31)에 공급된다. 합산기(31)의 축적된 출력(32)은 메모리(34)에 보내져 저장되고 프로세서(33)로 보내져 Viterbi 알고리즘내 처리를 위해 분석된다.
처리된 전송(TX)이 적절하게 수신되었다고 프로세서(33)가 판단하면 전송 신호는 Viterbi 알고리즘내에서 사용되고 수신기에 의한 추가 처리를 위해서 출력(35)을 따라 보내진다. 그러나, 출력(32)이 유용한 신호가 아니다(즉, 적절한 레이크 처리 신호를 나타내기에 충분한 파워를 가지지 않는다)라고 프로세서(33)가 판단하면 출력은 출력라인(36)을 따라 보내지고 전송기로 부터 추가 재전송을 요구하는 ARQ 신호가 보내진다.
재전송된 신호가 수신되고, 레이크 처리되고, 재전송된 신호의 레이크 처리된 신호는 입력(32)을 따라 합산기(31)에 보내진다. 레이크 처리된 신호(30)는 합산기(31)에 의해 라인(37)을 따라 보내져서 앞서 축적된 레이크 처리 결과에 합쳐 진다. 에어 인터페이스를 가로질러 송신 및 수신된 동일 신호의 앞서 실패한 전송으로 부터 획득된 정보와 ARQ 전송 신호를 재조합하기 위한 시스템에 의해서 본 발명은 다중 액세스 무선 통신 네트워크상의 필요한 트래픽을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 선호된 구체예는 지연 감소, 높은 대역폭 요구 해결, 전송에러 감소, 간섭감소 및 네트워크 트래픽 한계가 초과될 때 시스템 품질의 점차적 저하를 허용함으로써 다중서비스의 상이한 전송 및 스펙트럼 요구를 해결할 수 있다.
본 발명의 제 2 구체예는 도 2 및 도 3 에 도시된 제 1 구체예의 재전송 레이크 처리 환경내에서 터보 디코딩을 실시한다. 제 2 구체예에서 전송되었다 실패된 신호는 ARQ 신호에 응답하여 부분적으로만 재전송되어서 성공적인 전송을 달성한다. 원래 전송된 신호의 일부만을 재전송함으로써 본 발명은 전송시 더 높은 터보 코딩속도를 유지하고 전송조건을 최소화하면서 정확한 수신을 허용하기 위해서 터보 디코딩속도를 효과적으로 낮춘다.
본 발명의 제 2 구체예는 제 1 구체예의 재전송 시스템내에서 터보 디코딩 알고리즘을 조합함으로써 이러한 장점을 얻을 수 있다. 제 2 구체예는 중복 재전송되는 정보의 양을 최소화시킨다.
본 발명의 제 2 구체예의 시스템내에서 사용되는 두 개의 직렬 데이타 전송(50)이 도 5 에 도시된다. 본 발명의 제 2 구체예가 도 4 에 도시된 병렬 연결 컨벌류션 코딩(PCCC) 시스템을 사용하여 실시될지라도 인터리버가 제 1 인코더의 펑처링된 출력에 위치되는 직렬 연결 컨벌류션 코딩 시스템(도시안된)이 사용될 수 있다. 인터리버는 인터리빙된 신호를 전송을 위해 펑처링된 출력을 제공하는 제 2 인코더에 공급한다.
도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 구체예의 시스템에 사용되는 제 1 전송(51)은 도 4 에 도시된 터보 인코더의 총 인코더출력의 펑처링된 부분으로 구성된다. 본 발명의 제 2 구체예는 제 1 전송(52) 일부의 재전송과 터보 인코더(53)로 부터 출력된 새로운 출력의 조합인 제 2 전송(54)을 제공한다.
본 발명의 제 2 구체예에서 재전송되는 제 1 전송(51)의 양은 예정된 알고리즘에 의해 설정된다. 예컨대, 제 1 전송(51)의 30%가 제 2 전송(54)내에 재전송되어야 한다고 알고리즘이 판단할 수 있다. 재전송(52)의 양을 증가시킴으로써 데이타(51, 54)의 2개의 전체 프레임을 디코딩하는데 필요한 시간, 복잡성 및 신뢰성을 증가시킨다. 재전송(54) 양이 제 1 전송(51)과 동일할 때 본 발명의 제 1 구체예의 시스템이 실시된다. 목표는 높은 신뢰수준을 유지하면서 재전송(53)의 양을 감소시키는 것이다.
도 5 에 도시된 바와 같이 제 2 구체예는 제 1 전송(51)을 재전송(53)과 조합함으로써 소프트 출력 Viterbi 알고리즘(SOVA)의 디코딩 알고리즘에 의해 처리되는 신호를 "증가"시킬 수 있다. 제 2 구체예에서 디코딩 알고리즘은 입력에 따라 SOVA를 반복적으로 작동시키며 디코딩 알고리즘내에서 효과적으로 낮은 터보속도 코드가 획득된다.
제 2 구체예는 디코딩 프로세서내에서 SOVA를 수행하기 이전에 다중 전송에 유사한 비트의 전송된 정보를 조합하는 제 1 구체예의 재전송 레이크 처리 시스템과 구별된다. 제 2 구체예에 의해 제공되는 효과적으로 낮은 터보 속도의 코드는 수신 신호의 성공률을 높이고 전송신뢰성을 증가시킴으로써 장점을 갖는다.
예컨대, 1/4의 터보 코딩률을 사용하는 인코더가 있을 경우에 제 2 전송후 본 발명의 제 2 구체예의 유효 디코딩률은 1/6일 수 있다. 이 경우에 제 2 전송 데이타는 4부분으로 구성된다; 제 1 전송데이타중 재전송된 데이타인 두 부분과 새로운 전송데이타인 두부분. 4부분으로된 제 1 전송데이타를 제 1 전송데이타중 재전송된 두부분과 조합함으로써 처리되는 정보의 양, 즉 "증가되는" 수신 공간은 6부분이어서 1/6 유효 터보 디코딩률을 얻는다.
본 발명의 제 2 구체예의 방법은 에어 인터페이스를 통해 신호를 전송하기 위해서 도 4 에 도시된 인코딩 시스템을 사용한다. RSCC(42, 44)가 1/2인 터보 속도 코드를 가지면 출력(43, 46)으로 부터 교대하는 중복 비트와 함께 정보비트가 전송된다. 유효 총 터보 코딩률은 1/2이다.
제 2 전송에서 정보비트의 인터리빙된 서열이 각 출력으로 부터 펑처링된 심볼과 함께 전송된다. 디코더에서 제 2 전송후 유효 코딩률은 1/3이다. 즉, 추가적인 코딩 이득을 생성한다. 따라서, 시스템은 터보 코드에 의해 요구되는 SOVA 디코더 블록이 동일하므로 공지 시스템에 비해서 최소한의 추가 하드웨어 또는 복잡성으로 개선된 수신이 가능하다.
제 2 구체예의 터보 디코더 처리 시스템(60)이 도 6 에 도시된다.
도 6 에 도시된 바와 같이 제 1 전송(51)내에 수신된 소프트 비트 메트릭스는 입력(67)을 따라 터보 디코더(64)에 직접 공급된다. 제 2 전송(54)으로 부터 수신된 데이타는 입력(62)에서 데이타 분할기(61)에 이송된다. 데이타 분할기(61) 는 데이타를 성분, 즉 펑처링된 부분(53) 또는 재전송된 부분(52)으로 분할한다.
재전송된 부분(52)은 앞선 제 1 전송(도 5 에서 51)에서 나오는 해당 비트로 통상의 레이크 처리를 위해 프로세서(63)에 공급된다. 통상의 레이크 프로세서(63)에서 프로세서(63)는 터보 디코더(64)내에서 소프트 출력 Viterbi 알고리즘(SOVA)을 위해 레이크 처리된 출력신호를 제공하기 이전에 다중 전송에 전송된 유사한 비트를 조합한다.
통상의 레이크 프로세서(63)의 출력은 입력(68)을 따라 터보 디코더에 공급된다. 제 2 전송의 새로운 펑처링 부분은 데이터 분할기(61)에 의해 경로(65)를 따라 터보 디코더에 직접 보내진다.
본 발명의 제 2 구체예가 하나의 신호에 대해서 두 개의 전송만을 사용하지만 다중 재전송을 사용할 수 있으며 각 재전송이 입력(62)을 따라 디코더(60)에 이송될 수 있다.
터보 디코더(64)는 각 입력에 대해서 반복적으로 소프트 출력 Viterbi 알고리즘(SOVA)을 실시한다. 그러나 SOVA는 조합된 제 1 전송(51)과 레이크 처리된 재전송(68)인 "증가된" 수신 공간에 대해 실시된다. 디코딩된 정보는 출력(69)을 따라 터보 디코더(64)에 의해 공급된다. 이러한 방식으로 SOVA를 구현함으로써 본 발명의 제 2 구체예는 최소한의 복잡성으로 더 낮은 유효 터보속도 코드와 성능을 획득할 수 있다.

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  10. 패킷 정보에 대한 신호 표시를 터보 인코딩(Turbo encoding)하기 위한 터보 인코더;
    한 패킷 정보에 대한 제 1 신호 표시, 이 같은 제 1 신호의 재-전송 부분 그리고 상기 패킷 정보에 대한 새로운 신호 표시를 포함하는 제 2 신호를 전송하는 전송기;
    터보 디코더 처리기;
    상기 전송된 제 1 신호 표시(signal representation)내 소프트 비트 메트릭스를 수신하고 상기 메트릭스를 상기 터보 디코더 처리기내로 입력시키기 위한 제 1 입력 시스템; 그리고
    상기 제 2 신호를 수신하고 그리고 상기 제 2 신호를 새로운 신호 표시 그리고 재-전송 부분으로 나누기 위한 제 2 입력 시스템을 포함하며,
    상기 새로운 신호 표시가 상기 터보 디코더 처리기내로 직접 입력되고, 상기 재-전송 부분은 레이크 처리기(rake processor)로 제공되어 상기 재-전송 부분은 상기 제 1 신호 표시 해당 데이터와 조합되며, 상기 레이크 처리기가 상기 터보 디코더 처리기로 한 출력을 제공하도록 함을 특징으로 하는 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 시스템
  11. 패킷 정보 신호 표시를 터보 인코딩하는 단계;
    한 패킷 정보의 제 1 신호 표시를 전송하고, 상기 제 1 신호의 재-전송 부분 그리고 상기 패킷정보의 새로운 신호 표시를 포함하는 제 2 신호를 전송하는 단계;
    상기 전송된 제 1 신호 표시(signal representation)내 소프트 비트 메트릭스를 수신하고 상기 메트릭스를 터보 디코더 처리기내로 입력시키는 단계;
    상기 제 2 신호를 수신하고 그리고 상기 제 2 신호를 새로운 신호 표시 그리고 재-전송 부분으로 나누는 단계;
    상기 새로운 신호 표시를 상기 터보 디코더 처리기내로 직접 입력시키는 단계;
    상기 재-전송 부분을 한 레이크 처리기(rake processor)에서 상기 제 1 신호 표시 해당 데이터와 조합시키는 단계; 그리고
    상기 조합을 상기 터보 디코더 처리기로 제공하도록 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 방법
  12. 패킷 정보에 대한 신호 표시를 터보 인코딩(Turbo encoding)하기 위한 터보 인코더;
    제 1 전송으로서 상기 터보 인코더로부터 펑처링된(punctured) 출력을 전송하고 그리고 상기 터보 인코더로부터의 제 1 펑처링 출력 일부분 그리고 상기 터보 인코더로부터의 새로운 펑처링 출력 조합을 제 2 전송으로서 전송하기 위한 전송기;
    터보 디코더;
    상기 수신된 제 1 전송내 소프트 비트 메트릭스를 상기 터보 디코더로 공급하기 위한 입력 시스템;
    상기 제 2 전송을 부분들로 나누고 상기 새로운 펑처링 출력 부분을 상기 터보 디코더로 직접 공급하기 위한 데이터 분할기; 그리고
    상기 데이터 분할기로부터의 제 1 펑처링된 출력을 상기 제 1 전송의 해당 비트와 조합하고, 그 조합을 상기 터보 디코더로 공급하기위한 레이크 처리기(rake processor)를 포함함을 특징으로 하는 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 시스템
  13. 제 12항에 있어서, 상기 터보 디코더가 이 같은 터보 디코더로의 입력이 있는 때마다 소프트 출력 Viterbi 알고리즘(SOVA)을 수행함을 특징으로 하는 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 시스템
  14. 패킷 정보에 대한 신호 표시를 터보 인코딩(Turbo encoding)하는 단계;
    제 1 전송으로서 상기 터보 인코딩 단계로부터 펑처링된(punctured) 출력을 전송하는 단계;
    제 2 전송으로서 상기 제 1 전송 일부분을 상기 터보 인코딩 단계부터의 새로운 펑처링 출력과 조합하여 전송하는 단계;
    상기 수신된 제 1 전송내 소프트 비트 메트릭스를 상기 터보 디코더로 공급하기 위한 단계;
    상기 제 2 전송을 두 부분으로 나누는 단계;
    상기 새로운 펑처링 출력 부분을 상기 터보 디코더로 직접 공급하는 단계;
    상기 데이터 분할 단계로부터의 제 1 전송 부분을 레이크 처리를 사용하여 수신된 제 1 전송의 해당 비트와 조합시키는 단계; 그리고
    그 결과의 레이크 처리된 조합을 상기 터보 디코더로 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 터보 디코딩으로 무선 멀티서비스 통신환경내 재전송 패킷 입수 방법
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