KR100849323B1 - 이동 통신 시스템에서 자동 재전송을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 효율적으로 자동 재전송 요구를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 ARQ와 HARQ가 함께 구동되는 시스템에서, HARQ 응답 신호를 참조하여 ARQ를 수행함으로써 보다 신뢰성이 보장된 ARQ를 수행할 수 있다.

HARQ, ARQ, 로컬 NACK, ARQ NACK, N(로컬 NACK 1), N(로컬 NACK 2), N(ARQ NACK), 시간 스탬프(timestamp), 전송 완료 시간(Transmission Completion Time)

Description

이동 통신 시스템에서 자동 재전송을 수행하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING RETRANSMISSION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신시스템 구조의 일 예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따라 ARQ과 HARQ를 동시에 수행하는 시스템의 구조를 도시한 블록도.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따라 로컬 NACK과 ARQ NACK의 관계를 예를 들어 설명한 도면.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 ARQ 송신 동작을 설명한 도면.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 ARQ 송신 동작을 설명한 도면.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 상태 보고를 이용하여 ARQ 송신 동작을 수행하는 전체 시스템의 동작을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 ARQ 송신 동작을 설명한 도면.

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 ARQ 송신 동작을 설명한 도면.

도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따라 전송 완료 시간을 산출하는 과정을 설명한 도면.

도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따라 ARQ 송신 장치가 ARQ 패킷의 전송 완 료 시간을 관리하는 동작을 설명한 도면.

도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따라 ARQ 송신 장치가 상태 보고를 수신하고, 재전송 여부를 결정하는 과정을 설명한 도면.

도 12는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따라 ARQ를 수행하는 송신 장치를 도시한 블록도.

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 자동 재전송 요구 기법(Automatic Retransmission Request, 이하 'ARQ'라 한다)과 복합 자동 재전송 기법(Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 한다)을 함께 구비하는 차세대 이동통신시스템에서 재전송을 스케줄링하는 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 한다)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동통신 시스템이다.

현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신시스템으로 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 100 Mbps 정도의 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 논의 중에 있다. 결과적으로 LTE의 구조는 기존의 4 노드 구조에서 2 노드 또는 3 노드 구조로 변경될 것으로 보인다.

도 1은 본 발명이 적용되는 차세대(Evolved) UMTS 이동통신 시스템 구조의 일 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved Radio Access Network, 이하 'E-RAN'라 한다)(110, 112)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 'ENB' 또는 'Node B'라 한다)(120, 122, 124, 126, 128)와, 차세대 게이트웨이 패킷 교환 지원 노드(Evolved Gateway GPRS Serving Node, 이하 'EGGSN'한다)(130, 132)의 2 노드 구조로 단순화된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 'UE'라 한다)(101)은 E-RAN(110, 112)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 한다) 네트워크(114)로 접속한다.

상기 ENB(120 내지 128)는 기존의 Node B에 대응되는 노드로, UE(101)와 무선 채널로 연결되며, 기존 Node B와는 달리 보다 복잡한 역할을 수행한다.

LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 음성 서비스(Voice over IP , 이하 'VoIP'라 한다)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 된다. 이는 UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요함을 의미하며, ENB (120 내지 128)가 상기 스케줄링을 담당한다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 ENB와 Node B을 혼용한다.

HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)나 EDCH(Enhanced Dedicated Channel)와 마찬가지로 LTE에서도 ENB와 UE 사이에 HARQ가 수행되지만, HARQ만으로는 다양한 서비스 품질(QoS, Quality of Service) 요구(requirement)를 충족할 수 없다. 따라서 상위 계층에서 별도의 ARQ가 수행될 수 있으며, 상기 별도의 ARQ(outer-ARQ)도 역시 UE(101)와 ENB(120 내지 128) 사이에서 수행된다.

또한, 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 20 MHz 대역폭에서 직교주파수분할다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 무선 접속 기술로 사용할 것으로 예상된다. 그리고 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩율(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(AMC; Adaptive Modulation & Coding) 방식이 적용될 것이다.

LTE를 비롯해 현재 논의되고 있는 많은 이동 통신 시스템에서는, 오류 정정 기법으로 HARQ와 ARQ를 모두 사용한다.

여기서, HARQ란, 이전에 수신한 데이터를 폐기하지 않고, 재전송된 데이터와 소프트 컴바이닝함으로써 수신 성공률을 높이는 기법이다. 좀더 자세히 설명하면, HARQ 수신측은 수신한 패킷의 오류 존재 여부를 판단한 뒤, 상기 오류 존재 확인 여부에 따라 긍정적 인지(Acknowledged, 이하 'HARQ ACK'라 한다) 신호, 또는 부정적 인지(Non-Acknowledged, 이하 'HARQ NACK'라 한다) 신호를 송신측으로 전송한다. 따라서, 송신측은 상기 HARQ ACK/NACK 신호에 따라 HARQ 패킷의 재전송이나 또는 새로운 HARQ 패킷의 전송을 실행한다. 즉, HARQ 기법은 재전송된 패킷을 이전에 수신한 패킷과 소프트 컴바이닝하여 오류 발생 확률을 줄일 수 있다.

반면에, ARQ란, 수신한 패킷의 일련 번호를 검사해서 수신하지 못한 패킷에 대한 재전송을 요청하는 기법으로서, 이전에 수신한 패킷과 재전송된 패킷들을 소프트 컴바이닝 하지 않는다.

상기 ARQ와 HARQ는 모두 오류가 발생한 패킷을 복원하는 역할을 하기 때문에, 두 가지를 함께 구동할 필요는 없어 보인다. 그러나, HARQ 만으로는 충분히 낮은 패킷 에러 비율(packet error ratio)을 얻기 어렵기 때문에, 대부분의 패킷 서비스는 ARQ와 HARQ가 동시에 진행되어야 한다.

이는 HARQ에서 HARQ ACK/NACK 신호가 1 비트 응답 신호로, 채널 코딩 등을 통해 에러율(error rate)을 낮추기 힘들기 때문이다. 즉, HARQ NACK 신호가 HARQ ACK 신호로 잘못 인지되면, 해당 패킷은 HARQ 레벨에서 완전히 유실된다. 따라서, HARQ ACK/NACK 신호의 신뢰도가 HARQ 레벨에서의 패킷 에러 비율(packet error ratio)을 결정하는 중요한 요소로 작용한다.

그러므로 HARQ와 ARQ를 구비하는 이동 통신 시스템에서는, ARQ 송신측이 HARQ 송신 정보를 이용하면 신속한 재전송을 실행할 수 있다.

그러나 현재 이동통신시스템은 ARQ 송신측이 HARQ 송신 정보를 이용해서 재전송을 실행하는 구체적인 방법이 논의되지 않은 실정이다. 이에 따라 상기 ARQ 송신측이 불필요한 재전송을 하지 않기 위한 구체적인 방법이 요구된다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이동통신시스템에서 ARQ 송신 정보를 이용해서 자동 재전송을 효율적으로 스케줄링하는 ARQ 송신 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 HARQ와 ARQ를 구현하는 차세대 이동통신시스템에서 ARQ 송신측이 불필요한 재전송을 하지 않도록 스케줄링하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신시스템에서 패킷 데이터의 자동 재전송(ARQ)을 수행하는 방법에 있어서, 상기 자동 재전송을 수행하는 송신측 엔터티가, 수신측 엔터티로부터, 상기 수신측 엔터티로 전송한 상기 패킷 데이터에 대한 부정적 응답 신호와 상기 부정 응답 신호가 발생한 발생 시간 정보를 포함하는 상태 보고 메시지를 수신하는 과정과, 상기 송신측 엔터티가 상기 발생 시간 정보와, 상기 패킷 데이터에 대한 전송이 완료된 전송 완료 시간 정보를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 상기 패킷 데이터의 재전송 여부를 결정하고 상기 결정에 따라 선택적으로 상기 패킷 데이터에 대한 재전송을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신시스템에서 패킷 데이터에 대한 자동 재전송(ARQ)을 수행하는 장치에 있어서, 상위 계층에서 발생한 패킷 데이터를 저장하는 전송 버퍼와, 전송하고자 하는 상기 패킷 데이터를 적절한 크기로 구성하고 헤더를 삽입하는 프레이밍 장치와, 상기 프레이밍 장치로부터 전달된 패킷 데이터들을 임시 저장하는 재전송 버퍼와, 상기 프레이밍된 패킷 데이터들을 복합 자동 재전송하는 단위로 재구성하여 송신하고, 수신측으로부터 전송되는 복합 자동 재전송 응답 신호와 전송 완료된 복합 자동 재전송 패킷 데이터의 응답 신호들을 소프트 컴바이닝하여 상기 패킷들의 재전송을 요청하는 부정적 응답 신호를 생성하는 복합 재전송 장치와, 상기 복합 재전송 장치로부터 전달된 부정적 응답 신호와, 수신측으로부터 수신된 자동 재전송 응답 신호를 고려하여 상기 재전송 버퍼와 상기 전송 버퍼를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 패킷 데이터에 대한 부정적 응답 신호가 발생한 발생 시간과 상기 패킷 데이터에 대한 전송이 완료된 전송 완료 시간을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 패킷 데이터의 재전송 여부를 결정함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에서는 HARQ와 ARQ가 함께 구동되는 시스템에서, ARQ 송신측이 HARQ 송신 정보를 이용해서 신속한 재전송을 실행함에 있어서, ARQ 송신측이 불필요한 재전송을 하지 않도록 하는 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명은 HARQ와 ARQ을 적용하는 모든 이동 통신 시스템에 적용 가능하다.

도 2는 본 발명에 따라 HARQ 과 ARQ를 동시에 수행하는 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, ARQ 송신측(205)은 HARQ 송신측(210)에게 ARQ 패킷을 전달한다(245). 상기 ARQ 패킷은 ARQ 동작의 기본이 되는 패킷으로 상위 계층의 사용자 데이터가 페이로드에 매핑되고, 헤더에 일련 번호가 삽입된 상태이다.

HARQ 송신측(210)은 소정의 HARQ 동작을 이용해서 패킷을 HARQ 수신측(220)으로 전송한다(225). 이하에서는 설명의 편의를 위해서, HARQ 동작을 통해 전송되는 패킷을 HARQ 패킷이라고 한다. HARQ 송신측(210)은 하나의 HARQ 패킷에 하나의 ARQ 패킷을 매핑시킬 수도 있고, 여러 개의 ARQ 패킷을 하나의 HARQ 패킷에 매핑시킬 수도 있다.

이러한 송신측의 동작에 대응하여 HARQ 패킷을 수신한 HARQ 수신측(220)은, 상기 패킷의 오류 존재 여부를 검사해서, 응답 신호로써 오류가 존재한다면 HARQ NACK을 전송하고, 오류가 존재하지 않는다면 HARQ ACK을 전송한다(230).

따라서 HARQ 송신측(210)은 HARQ 수신측(220)으로부터 HARQ NACK을 수신하면 해당 HARQ 패킷을 재전송하고, HARQ ACK을 수신하면 해당 HARQ 패킷을 폐기하고 새로운 HARQ 패킷을 전송한다.

여기서, 상기 HARQ 송신측(210)은 임의의 이유로 HARQ 패킷의 전송을 포기할 수 있다. 예를 들어 HARQ 패킷의 전송 회수가 미리 정해진 최대 전송 회수에 도달했거나, 미리 정해진 전송 지연 시간을 초과하는 경우에 상기 HARQ 패킷의 전송을 포기할 수 있다. 이런 경우에 HARQ 송신측(210)은 상기 HARQ 패킷의 전송을 실패한 것으로 간주하고, 다음 전송 시점에 새로운 HARQ 패킷의 전송을 시작한다.

이와 같이 HARQ 송신측(210)이 임의의 HARQ 패킷에 대한 전송을 포기할 경우, 상기 HARQ 송신측(210)은 ARQ 송신측(205)에 해당 HARQ 패킷에 수납되어 있던 ARQ 패킷들에 대한 재전송을 요청한다(240). 이러한 재전송 요청을 본 발명에서는 '로컬 NACK'이라고 명명한다.

또한, HARQ ACK/NACK 신호는 전송 중에 오류 발생으로 인해 수신측에서 반대 신호로 잘못 해석될 수도 있다. 특히, HARQ 송신측(210)에서 HARQ NACK 신호가 HARQ ACK 신호로 오인될 경우, HARQ 송신측(210)은 해당 HARQ 패킷이 성공적으로 전송된 것으로 간주하고 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송을 중지한다. 차후에 상기 HARQ 수신측(220)이 이전에 전송된 HARQ NACK 신호가 HARQ ACK 신호로 오인되었다는 것을 인지하면, HARQ 수신측(220)은 HARQ 송신측(210)으로 NACK/ACK 오류(error)를 보고할 수 있다(235).

이 경우에도 HARQ 송신측(210)은 ARQ 송신측(205)으로 상기 NACK/ACK 오류가 보고된 HARQ 패킷에 대응하는 ARQ 패킷들에 대하여 재전송을 요청한다(240). 상기와 같이 HARQ 송신측(210)이 ARQ 송신측(205)으로 상기 오류가 보고된 ARQ 패킷들에 대한 재전송을 요청하는 것 역시 로컬 NACK이라고 한다.

다시 말해서, HARQ 송신측(210)은 송신 포기한 HARQ 패킷에 수납되어 있던 ARQ 패킷들이나, NACK/ACK 오류가 발생한 HARQ 패킷에 수납되어 있던 ARQ 패킷들에 대해서 로컬 NACK을 전송하여 ARQ 송신측(205)으로 ARQ 재전송을 요청한다(240).

또한 상기 HARQ 레벨에서 송신 포기된 ARQ 패킷들이나 NACK/ACK 오류가 발생한 해당 ARQ 패킷들은 추후 ARQ 수신측(215)에 의해서 미수신 패킷으로 인식될 것이며, ARQ 수신측(215)은 ARQ 송신측(205)으로 상기 미수신으로 인식된 패킷들에 대한 ARQ 레벨에서의 재전송 요청을 할 것이다(255).

이처럼 HARQ 송신측(210)의 전송 상태와 연계해서 ARQ 재전송이 실행되는 시스템에서는, 동일한 ARQ 패킷에 대해서 재전송이 중복 요구되는 상황이 발생할 수 있다. 또한 재전송이 요청될 때마다 상기 ARQ 패킷을 재전송하는 것은 ARQ 패킷을 중복 재전송하는 결과로 이어진다.

따라서, ARQ 송신측(205)은 HARQ 송신측(210)로부터 전달되는 로컬 NACK과 ARQ 수신측(215)으로부터 전달되는 ARQ ACK/NACK의 수신 상황을 감시해서 불필요한 패킷의 재전송을 방지할 필요가 있다.

이하 설명의 편의를 위해서 HARQ 송신측(210)이 특정 ARQ 패킷에 대해서 재전송을 요청하는 것을, 해당 ARQ 패킷에 대한 로컬 NACK이라 명명한다. 그리고 ARQ 수신측(215)이 특정 ARQ 패킷에 대해서 재전송을 요청하는 것을, 해당 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK이라 명명한다.

HARQ와 ARQ가 함께 구동되고 HARQ 송신측이 로컬 NACK을 발생시키는 본 발명이 적용되는 이동 통신 시스템에서, 하나의 ARQ 패킷에 대해서 로컬 NACK과 ARQ NACK이 중복 발생하는 상황은 다음과 같다.

로컬 NACK은 HARQ 송신측이 HARQ 전송 실패를 감지하는 순간 또는, HARQ 수신측으로 부터 NACK/ACK 오류를 보고 받는 순간에 ARQ 송신측으로 전달된다. 반면에 ARQ NACK은 ARQ 수신측이 수신한 패킷의 일련 번호 상에서 갭을 인지하는 순간 발생한다.

그런데 ARQ 수신측과 같이 일련 번호를 기반으로 미수신 패킷을 확인하는 방식은, 미수신 패킷의 후속 패킷이 도착하기 전까지는 미수신 패킷 발생 여부 자체를 인지할 수 없다. 예를 들어 일련 번호 3인 패킷이 전송 도중 유실되었을 때, ARQ 수신측은 일련 번호 4인 패킷을 수신하고 나서야 일련 번호 3인 패킷이 유실되었다는 것을 알 수 있다. 그러므로 하나의 ARQ 패킷이 유실될 경우, 해당 패킷에 대한 로컬 NACK이 ARQ NACK보다 ARQ 송신측으로 먼저 전달된다.
또한, 로컬 NACK과 ARQ NACK은 상기 NACK들이 발생하는 경우가 각각 다르다.

일반적으로 ARQ 패킷의 유실은 아래와 같은 세 가지 이유(A1 내지 A3)로 발생할 수 있으며, 아래의 모든 경우에서 ARQ NACK이 발생한다.

A1. HARQ 송신측의 전송 포기로 인한 ARQ 패킷의 전송 실패가 발생하는 경우.

A2. HARQ 송신측에서 HARQ NACK을 HARQ ACK으로 잘못 해석해서 ARQ 패킷의 전송이 실패하는 경우.

A3. 그 외에 알려 지지 않은 이유로 전송이 실패하는 경우.

이때, 상기 ARQ 패킷의 유실 이유들 중 첫 번째 이유(A1)와 두 번째 이유(A2)로 인한 ARQ 패킷 유실을 감지하는 경우에는 ARQ NACK과 함께 로컬 NACK도 발생한다.

그러나 ARQ 패킷 유실이 세 번째 이유(A3)로 인해 발생한 경우에는 로컬 NACK은 발생하지 않고 ARQ NACK만 발생한다.

이하 설명의 편의를 위해서 로컬 NACK과 ARQ NACK이 함께 발생하는 ARQ 패킷 유실을 'ARQ 패킷 분실 타입1', ARQ NACK만 발생하는 ARQ 패킷 유실을 'ARQ 패킷 분실 타입2'로 명명한다. 그리고 하나의 ARQ 패킷이 ARQ 송신측에서 전송되어 ARQ 수신측에서 성공적으로 수신될 때까지의 기간을 ARQ 사이클이라고 명명한다.

상기 사항들로부터 아래와 같은 사실을 유추할 수 있다.

B1. 한 ARQ 사이클 동안 발생하는 ARQ 패킷 유실들이 모두 ARQ 패킷 분실 타입 1이라면, 로컬 NACK의 개수와 ARQ NACK의 개수는 동일하다.

B2. 한 ARQ 사이클 동안 발생하는 ARQ 패킷 유실들 중, ARQ 패킷 분실 타입 2에 의해서 발생한 ARQ 패킷 유실이 있다면, 로컬 NACK의 개수보다 ARQ NACK의 개수가 많다.

B3. ARQ NACK 정보가 전송 도중 유실될 경우, 상기 로컬 NACK의 개수와 ARQ NACK의 개수 사이의 관계는 변경될 수 있다.

B4. 하나의 ARQ 패킷 유실에 대해서 로컬 NACK과 ARQ NACK이 모두 발생할 경우, 항상 로컬 NACK이 ARQ NACK 보다 먼저 발생되어 ARQ 송신측에 먼저 전달된다.

설명의 이해를 돕고자 도 3a와 도 3b를 이용하여 로컬 NACK과 ARQ NACK의 관계를 설명한다. 도 3a 및 도 3b에서는 임의의 ARQ 패킷 전송이 3번 실패하고, 4 번째에 성공하는 경우를 가정한다. 또한, 참고로 패킷 전송 실패/성공은 HARQ 레벨에서의 전송 성공/실패가 아니라, ARQ 레벨에서의 전송 실패/성공을 의미한다.

도 3a는 모든 패킷 분실이 ARQ 패킷 분실 타입1인 경우, 즉 로컬 NACK과 ARQ NACK의 개수가 동일한 경우이고, 도 3b는 ARQ 패킷 분실 타입1과 ARQ 패킷 분실 타입2가 모두 발생한 경우, 즉 ARQ NACK가 로컬 NACK보다 많은 경우를 설명한 도면이다.

도 3a를 참조하면, ARQ 송신측이 305 시점에서 임의의 ARQ 패킷에 대한 첫번째 전송을 실행한다. 이때 상기 ARQ 패킷이 전송 필패되었으며 상기 ARQ 패킷 전송 실패가 ARQ 패킷 분실 타입1이라면, HARQ 송신측은 이를 감지하고 ARQ 송신측으로 로컬 NACK을 전달한다(307). ARQ 수신측도 역시 소정의 시간이 경과한 후, ARQ 패킷을 수신하지 못하였다는 것을 감지하고 ARQ 송신측으로 ARQ NACK을 전송한다(309).

그 후, ARQ 송신측이 상기 ARQ 패킷에 대한 첫번째 재전송을 임의의 310 시점에서 실행하고, 상기 첫번째 재전송된 패킷도 전송 도중 유실되었다고 가정한다. 상기 첫번째 재전송된 패킷의 유실도 ARQ 패킷 분실 타입 1이라면 HARQ 송신측에서 ARQ 송신측으로 로컬 NACK을 전달하고(312), 임의의 시점에 ARQ 수신측도 상기 패킷 유실을 감지하고 ARQ 송신측으로 ARQ NACK을 전송한다(319).

또한, ARQ 송신측이 상기 ARQ 패킷에 대한 두 번째 재전송을 임의의 315 시점에 실행하고, 상기 두 번째 재전송된 패킷도 전송 도중 유실되었다고 가정한다. 상기 ARQ 패킷 유실이 ARQ 패킷 분실 타입1이라면, HARQ 송신측은 ARQ 패킷이 유실되었다는 것을 인지하므로 ARQ 송신측으로 로컬 NACK을 전달하고(317), 임의의 시점에 ARQ 수신측도 상기 패킷 유실을 감지하고 ARQ 송신측으로 ARQ NACK을 전송한다(322). 이와 같이 한 ARQ 사이클 내에서 일어나는 모든 ARQ 패킷 유실이 ARQ 패킷 분실 타입1 이라면, ARQ 송신측으로 전송되는 ARQ NACK과 로컬 NACK의 개수는 동일하다.

반면에, 한 ARQ 사이클 내에서 일어나는 ARQ 패킷 유실 중 이유 B3이나 이유 B4로 인한 ARQ 패킷 유실이 존재한다면, ARQ NACK의 개수가 로컬 NACK의 개수보다 많아진다.

도 3b를 참조하면, 예를 들어 ARQ 송신측이 첫 번째 전송 및 첫 번째 재전송에 실패한 ARQ 패킷을 325 시점에서 두 번째 재전송한다고 가정한다. 이 때, 상기 두 번째 재전송된 ARQ 패킷이 ARQ 패킷 분실 타입 2라면, HARQ 송신측은 이를 인지하지 못하므로 로컬 NACK이 발생하지 않는다(330). 이후에 상기 ARQ 패킷 유실은 ARQ 수신측에 의해서 인지되고, ARQ 수신측이 ARQ NACK을 전송한다(335). 즉 상기 도 3b의 일 예에서는 ARQ NACK의 개수가 로컬 NACK의 개수보다 하나 더 많다.

상기 도 3a와 도 3b를 참조하여 아래와 같은 사실을 유추할 수 있다.

ARQ 패킷 분실 타입1에 의해서 패킷이 유실된 경우, 로컬 NACK은 ARQ NACK보다 먼저 ARQ 송신측에 전달되므로, ARQ 송신측은 로컬 NACK을 수신하면 곧 바로 재전송을 실행하는 것이 바람직하다. 또한 ARQ 패킷 분실 타입1에 대한 ARQ NACK에 대해서는 이미 재전송이 실행되었으므로 ARQ NACK이 수신되었을 때 해당 ARQ 패킷에 대해 다시 재전송을 수행할 필요가 없다.

반면에, ARQ 패킷 분실 타입2에 의해서 패킷이 유실된 경우, HARQ 송신측은 패킷 유실을 감지하지 못하므로 로컬 NACK은 발생하지 않고 ARQ NACK만 발생한다. 그러므로 ARQ 패킷 분실 타입2에 대한 ARQ NACK에 대해서는 재전송을 수행하여야 한다.

따라서, ARQ 송신측은 ARQ NACK이 ARQ 패킷 분실 타입1에 의한 것인지 ARQ 패킷 분실 타입2에 의한 것인지를 판단하여야 한다. 또한 ARQ 패킷 분실 타입2에 의한 패킷 유실은 로컬 NACK 이 발생하지 않으므로, 임의의 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK의 개수가 로컬 NACK의 개수보다 많은 경우에 ARQ 송신측은 ARQ 패킷 분실 타입 2에 의한 ARQ 패킷 유실이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

그러므로 본 발명은 상기와 같은 로컬 NACK과 ARQ NACK의 상관 관계를 이용해서, ARQ 송신측이 신속하게 재전송을 수행하는 동시에, 불필요한 재전송은 배제하는 방법 및 장치를 제시한다. 본 발명에서 ARQ 송신측은 로컬 NACK을 수신하면 해당 ARQ 패킷을 항상 재전송한다. 또한 ARQ NACK을 수신하면, 해당 패킷에 대한 ARQ NACK의 수신 회수와 로컬 NACK 수신 회수를 비교해서, ARQ NACK 수신 회수가 많은 경우에만 재전송을 실행한다.

제1 실시 예

도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 ARQ 송신측 동작을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 405 단계에서 ARQ 송신측은 HARQ 송신측이나 ARQ 수신측으로부터 임의의 패킷에 대한 NACK을 수신한다. 410 단계에서 ARQ 송신측은 상기 NACK이 로컬 NACK인지 ARQ NACK인지를 판단한다.

여기서, 로컬 NACK과 ARQ NACK은 아래 두 가지 방법 중 하나에 의해서 구분될 수 있다.

C1. NACK 정보를 전송한 엔터티가 HARQ 송신측이라면 로컬 NACK이고, ARQ 수 신측이라면 ARQ NACK이다.

C2. 로컬 NACK과 ARQ NACK에 서로 다른 포맷을 적용해서, 수신한 NACK 정보의 포맷을 기준으로 로컬 NACK과 ARQ NACK을 구분할 수 있다.

상기 405 단계에서 수신한 NACK이 로컬 NACK이라면 ARQ 송신측은 415 단계로 진행해서 ARQ 패킷을 관리하는 변수를 갱신한다. 상기 변수는 VT(DIFF)를 사용한다. VT(DIFF)는 ARQ 패킷 별로 관리되는 변수로, 해당 ARQ 패킷에 대한 ARQ ACK의 개수와 로컬 NACK의 개수의 차이값이 저장된다. VT(DIFF)의 초기값은 0이다. ARQ 송신측은 로컬 NACK을 수신하면 상기 VT(DIFF)를 1 감소시키고, ARQ NACK을 수신하면 VT(DIFF)를 1 증가시킨다.

ARQ 송신측은 417 단계로 진행해서 아래의 예외적인 상황이 아니라면 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링한다.

<ARQ 패킷을 재전송하지 않는 예외적인 상황>

D1. ARQ 패킷의 재전송이 이미 스케줄되어 있는 경우

D2. ARQ 패킷이 HARQ 프로세서에서 처리되고 있는 경우

반면에, 상기 405 단계에서 수신한 NACK이 ARQ NACK이라면, ARQ 송신측은 420 단계로 진행한다. 420 단계에서 ARQ 송신측은 VT(DIFF)를 1 증가시킨다. 425 단계에서 ARQ 송신측은 VT(DIFF)가 0보다 큰지 검사한다. 만약 0보다 크다면 이는 로컬 NACK의 개수보다 ARQ NACK의 개수가 많다는 것을 의미하므로, ARQ 송신측은 435 단계로 진행해서 상기 <ARQ 패킷을 재전송하지 않는 예외적인 상황>을 제외한 경우에 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링한다. 또한, 상기 425 단계에서 상기 VT(DIFF)가 0이거나 0보다 작다면, 430 단계로 진행하여 상기 ARQ NACK을 무시하고 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링하지 않는다.

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제 2 실시 예

본 발명의 제 1 실시 예에서는 HARQ 송신측이 ARQ 송신측으로 전달하는 로컬 NACK을 구분하지 않았으나, 제 2 실시 예에서는 로컬 NACK을 2가지 타입으로 규정하고, 이에 따른 ARQ 송신측 동작을 기술한다.

로컬 NACK은 아래의 2 가지 이유에 의해서 발생한다.

E1. HARQ 송신측의 전송 포기로 인한 ARQ 패킷의 전송 실패가 발생하는 경우.

E2. HARQ 송신측이 HARQ NACK이 HARQ ACK으로 잘못 해석되어서, ARQ 패킷의 전송이 실패하는 경우.

이하 설명의 편의를 위해서 HARQ NACK이 HARQ ACK으로 잘못 해석되는 경우를 'NACK/ACK 오류'로 명명한다.

HARQ 송신측은 NACK/ACK 오류를 감지할 수 없기 때문에, HARQ 수신측이 NACK/ACK 오류를 감지해서 HARQ 송신측에 보고하면, HARQ 송신측은 이를 바탕으로 상기 NACK/ACK 오류에 대한 로컬 NACK을 ARQ 송신측으로 전달할 수 있다. HARQ 수신측은 HARQ 재전송을 기대하고 있을 때, 새로운 HARQ 패킷이 전송되면 NACK/ACK 오류가 발생한 것으로 간주한다. 다시 말해서 HARQ 수신측이 임의의 HARQ 패킷에 대해서 HARQ NACK을 전송했는데, HARQ 송신측으로부터 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송이 아니라, 새로운 패킷이 전송된다면 HARQ 수신측은 NACK/ACK 오류가 발생한 것으로 간주하는 것이다.

또한 HARQ 송신측이 패킷 전송을 포기하는 경우에도 HARQ 수신측은 NACK/ACK 오류가 발생한 것으로 간주하여 HARQ 송신측으로 NACK/ACK 오류를 보고한다. 이러한 경우에는 로컬 NACK이 2 번 발생하게 된다. 먼저 발생하는 로컬 NACK은 HARQ 송신측이 HARQ 전송을 포기하면서 발생하고, 두 번째 로컬 NACK은 HARQ 송신측이 HARQ 수신측으로부터 NACK/ACK 오류 보고를 받으면서 발생한다.

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이하 HARQ 송신측이 HARQ 전송을 포기하면서 발생하는 로컬 NACK을 '로컬 NACK 타입 1'이라 명명하고, HARQ 송신측이 HARQ 수신측으로부터 NACK/ACK 오류 보고를 받으면서 발생하는 로컬 NACK을 '로컬 NACK 타입 2'로 명명한다.

HARQ 전송 측의 전송 포기로 인한 ARQ 패킷의 전송이 실패하는 경우에는, 로컬 NACK 타입 1, 로컬 NACK 타입 2 및 ARQ NACK이 순차적으로 발생한다. 그리고 NACK/ACK 오류로 인해서 ARQ 패킷의 전송이 실패하는 경우에는, 로컬 NACK 타입 2, ARQ NACK이 순차적으로 발생한다. 전송 포기 및 NACK/ACK 오류 이외의 이유로 인해서 ARQ 패킷의 전송이 실패하는 경우에는 ARQ NACK만 발생한다.

그러므로 바람직한 ARQ 송신측의 동작을 아래와 같이 규정할 수 있다.

F1. 로컬 NACK 타입 1에 대해서는 즉각 재전송을 실행한다.

F2. 로컬 NACK 타입 2에 대해서는, 로컬 NACK 타입 2의 개수가 로컬 NACK 타입 1의 개수보다 많은 경우에만 재전송을 실행한다.

F3, ARQ NACK에 대해서는, ARQ NACK의 개수가 로컬 NACK 타입 2의 개수 보다 많은 경우에만 재전송을 실행한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 ARQ 송신측 동작을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 505 단계에서 ARQ 송신측은 HARQ 송신측이나 ARQ 수신측으로부터 임의의 패킷에 대한 NACK을 수신한다. 510 단계에서 ARQ 송신측은 상기 NACK이 로컬 NACK 타입 1인지, 로컬 NACK 타입 2인지, ARQ NACK인지를 판단한다. 판단 결과 로컬 NACK 타입 1이라면 520 단계로 진행하고, 로컬 NACK 타입 2라면 530 단계로 진행하고, ARQ NACK이라면 550 단계로 진행한다.

520 단계에서 ARQ 송신측은 N(로컬 NACK 1)을 1 증가시키고, 525 단계로 진행해서 상기 <ARQ 패킷을 재전송하지 않는 예외적인 상황> 이 아닌 경우에 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링한다. 여기서, N(로컬 NACK 1)은 ARQ 패킷 별로 관리되는 변수로, 해당 ARQ 패킷에 대해서 현재까지 수신한 로컬 NACK 타입 1의 개수가 저장된다. N(로컬 NACK 1)의 초기값은 0이며, ARQ 송신측은 로컬 NACK 타입 1을 수신하면, 상기 N(로컬 NACK 1)을 1 증가시킨다.

530 단계에서 ARQ 송신측은 N(로컬 NACK 2)를 1 증가시킨다. N(로컬 NACK 2)은 ARQ 패킷별로 관리되는 변수로, 해당 ARQ 패킷에 대해서 현재까지 수신한 로컬 NACK 타입 2의 개수가 저장된다. N(로컬 NACK 2)의 초기값은 0이며, ARQ 송신측은 로컬 NACK 타입 2를 수신하면 상기 N(로컬 NACK 2)를 1 증가시킨다. 535 단계에서는, ARQ 송신측은 N(로컬 NACK 2)와 N(로컬 NACK 1)을 비교해서, N(로컬 NACK 2)이 크면 540단계로 진행하고, N(로컬 NACK 1)이 N(로컬 NACK 2)보다 크거나 같으면 545 단계로 진행한다. 540 단계에서 ARQ 송신측은 상기 <ARQ 패킷을 재전송하지 않는 예외적인 상황>이 아닌 경우에 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링한다. 반면에, 545 단계에서 ARQ 송신측은 상기 505 단계에서 수신한 로컬 NACK 타입 2를 무시하고, 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링하지 않는다.

550 단계에서는, ARQ 송신측은 N(ARQ NACK)을 1 증가시킨다. N(ARQ NACK)은 ARQ 패킷별로 관리되는 변수로, 해당 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK의 개수가 저장된다. N(ARQ NACK)의 초기값은 0이며, ARQ 송신측은 ARQ NACK을 수신하면 상기 N(ARQ NACK)을 1 증가시킨다. 555 단계에서 ARQ 송신측은 N(ARQ NACK)과 N(로컬 NACK 2)를 비교해서, N(ARQ NACK)가 크면 565 단계로 진행하고 N(로컬 NACK 2)가 N(ARQ NACK) 보다 크거나 같으면 560 단계로 진행한다. 565 단계에서 ARQ 송신측은 상기 <ARQ 패킷을 재전송하지 않는 예외적인 상황>이 아닌 경우에 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링한다. 560 단계에서 ARQ 송신측은 상기 505 단계에서 수신한 ARQ NACK을 무시하고, 해당 ARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링하지 않는다.

제 3실시 예

본 발명의 제 3 실시 예에서는, ARQ 수신측이 ARQ NACK 정보에 ARQ NACK이 발생한 시간 정보(이하 '시간 스탬프(timestamp)'라 한다)를 함께 실어서 전송하고, ARQ 송신측은 상기 시간 스탬프를 참조해서 재전송 여부를 결정한다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전체 동작을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 625 단계에서 ARQ 송신측(605)과 ARQ 수신측(620) 사이에서 ARQ 패킷이 송수신된다.

630 단계에서, ARQ 수신측에서 ARQ 패킷에 대하여 임의의 이유로 ARQ 상태 보고(STATUS REPORT)를 생성한다. 상기 ARQ 상태 보고에는 해당 시점까지의 ARQ 패킷 수신 상태 정보가 수납된다. 즉, 상기 ARQ 상태 보고가 발생한 시점에, 이상 없이 수신한 ARQ 패킷들에 대한 ACK 정보와, 수신하지 못한 것으로 판명된 ARQ 패킷들에 대한 NACK 정보가 상기 ARQ 상태 보고에 수납된다. 또한, 635 단계에서 ARQ 수신측(620)은 상기 ARQ 상태 보고가 발생한 시점의 시간 정보인 시간 스탬프도 상기 ARQ 상태 보고에 수납한다.

640 단계에서 상기 ARQ 수신측(620)은 상기 시간 스탬프가 수납된 ARQ 상태 보고를 ARQ 송신측(605)으로 전송한다.
645 단계에서 상기 ARQ 상태 보고를 수신한 ARQ 송신측(605)은, ARQ 상태 보고에 수납된 시간 정보를 바탕으로, ARQ NACK이 수신된 패킷들에 대한 재전송 여부를 판단한다.

즉, ARQ 송신측(605)은 재전송을 실행한 패킷들의 재전송이 완료된 시간 정보를 기억하고 있으며, 임의의 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK이 상기 ARQ 상태 보고에 포함되어 있을 때, 상기 ARQ 상태 보고에 포함된 시간 스탬프 값이 자신이 기억하고 있는 해당 ARQ 패킷의 재전송이 완료된 시점보다 늦은 경우에만 상기 ARQ 패킷을 재전송한다.

도 7은 본 발명의 제 3실시 예에 따라 ARQ 송신 과정을 도시한 도면이다. 여기서, ARQ 송신측은 임의의 ARQ 패킷이 재전송되는 경우 상기 재전송되는 ARQ 패킷의 재전송이 완료된 시간(이하 '재전송 완료 시간'이라 한다)을 기억한다.

도 7을 참조하면, ARQ 송신측은 705 단계에서 ARQ 상태 보고를 수신하면 710 단계로 진행한다.

710 단계에서 ARQ 송신측은 상기 ARQ 상태 보고에 임의의 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK가 포함되어 있는지 확인한다. ARQ NACK가 포함되어 있다면 720 단계로 진행하고, ARQ NACK가 포함되어 있지 않다면 715 단계로 진행한다.
715 단계에서 ARQ 송신측은 ARQ 상태 보고에서 긍정적으로 인지된 ARQ 패킷들을 폐기하는 등의 소정 동작을 수행한다.

720 단계에서 ARQ 송신측은 상기 ARQ 상태 보고가 발생한 시간(이하 '상태 보고 발생 시간(status report generation time)'라 한다)을 확인한다. 상기 상태 보고에 시간 스탬프가 포함되어 있다면, 상기 시간 스탬프의 값을 상태 보고 발생 시간으로 설정할 수 있다. 또는 상기 상태 보고 발생 시간을 직접 구할 수도 있는데, 예를 들어 상기 ARQ 상태 보고가 수납된 패킷이 HARQ 수신측에 최초로 수신된 시간을 상태 보고 발생 시간으로 간주할 수도 있다.

725 단계에서 ARQ 송신측은 상태 보고에서 ARQ NACK이 수신된 ARQ 패킷들의 재전송 완료 시간과 상기 상태 보고 발생 시간을 비교해서, 재전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간보다 이르면 735 단계에서 해당 ARQ 패킷들에 대하여 재전송을 실행한다. 반면에, 상기 재전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간보다 늦으면 730 단계에서 해당 ARQ 패킷들에 대하여 재전송을 실행하지 않는다.

여기서, HARQ 프로세서에서 현재 HARQ 전송/재전송이 실행중인 패킷은 아직 재전송이 완료되지 않았으므로, 해당 패킷에 대한 재전송 완료 시간은 존재하지 않는다. 따라서, 상기 재전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간 보다 이른 ARQ 패킷중 상기 재전송 실행 중인 ARQ 패킷에 대해서는 재전송을 실행하지 않는다. 또한, 이전에 재전송이 실행된 적이 없는 ARQ 패킷에 대한 ARQ NACK가 상기 상태 보고에 포함되어 있으면 해당 ARQ 패킷은 재전송한다.

제 4실시 예

본 발명의 제 4 실시예는 상기 전술한 제 3 실시예와 마찬가지로 ARQ 수신측이 상태 보고에 상태 보고가 발생한 시간을 첨부하고, ARQ 송신측은 상기 상태 보고 발생 시간을 참조해서 재전송 여부를 결정하는 방안이다. 다만, 본 발명의 제 3 실시예에서는 ARQ 송신측이 재전송되는 ARQ 패킷에 대해서만 상기 ARQ 패킷의 재전송 완료 시간을 기억하는 반면에, 본 발명의 제 4 실시예에서는 ARQ 송신측이 재전송되는 ARQ 패킷을 포함한 모든 ARQ 패킷의 전송 완료 시간을 기억하고 있으며, 상기 전송 완료 시간과 상태 보고가 발생한 시간을 비교해서, 재전송 여부를 판단한다.

이와 같이 ARQ 송신측이 모든 ARQ 패킷의 전송 완료 시간을 기억하고 있으면, 이미 재전송된 ARQ 패킷의 불필요한 재전송을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 패킷 순서 뒤바뀜 현상에 의한 불필요한 재전송도 방지할 수 있다.

이하 설명에서는 ARQ 패킷 대신 ARQ 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit , 이하 'PDU'라 한다)을 사용한다. PDU란 3GPP에서 빈번하게 사용되는 용어로, 특정 프로토콜 스택에서 출력되는 패킷을 의미한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 ARQ 송신 동작을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 825 단계에서 임의의 시점에 ARQ 송신측(805)이 ARQ PDU(x)를 전송하고, 830 단계에서 이후 임의의 시점에 ARQ PDU(x+1)을 전송 한다. 여기서, ARQ PDU(x)란 일련 번호가 x인 ARQ PDU를 의미한다.

상기 ARQ PDU(x)를 수납한 HARQ 패킷과 ARQ PDU(x+1)을 수납한 HARQ 패킷은 소정의 HARQ 과정을 거쳐 HARQ 송신측(810)에서 HARQ 수신측(815)으로 전송된다. 상기 HARQ 패킷의 전송이 완료되는 시점의 순서는 HARQ 패킷이 발생한 시점의 순서와 서로 다를 수도 있다.

예를 들어 ARQ PDU(x)를 수납한 HARQ 패킷은 5 번의 HARQ 재전송 후에 전송에 성공하고, ARQ PDU(x+1)을 수납한 HARQ 패킷은 2 번의 HARQ 재전송 후에 전송에 성공한다면, ARQ PDU(x)의 전송 완료 시점인 t3 시점(850)이 ARQ PDU(x+1)의 전송 완료 시점인 t1 시점(835) 보다 늦을 것이다.

다시 말해서, ARQ 수신측(820)에서 보면, ARQ PDU(x+1)을 수납한 HARQ 패킷은 2번의 재전송으로 t1 시점(835)에 수신되고, ARQ PDU(x)을 수납한 HARQ 패킷은 5번의 재전송으로 t3 시점(850)에 수신된다.

한편, 상기 t1 시점(835)과 t3 시점(850) 사이의 임의의 시점인 t2 시점(840)에 ARQ 수신측(820)에서 상태 보고가 발생한다면, 상기 상태 보고에는 ARQ PDU(x)에 대한 NACK가 수납될 것이다. 즉, ARQ 수신측(820)은 상기 상태 보고에 ARQ PDU(x)에 대한 NACK와, 상기 ARQ PDU(x)의 상태 보고가 발생한 시간인 t2 시점을 수납하여 HARQ 수신측(815) 및 HARQ 송신측(810)을 거쳐서 ARQ 송신측(805)으로 전송한다.

따라서 ARQ 송신측(805)은 855 단계에서 수신된 상태 보고를 통해 상기 ARQ PDU(x)에 대한 NACK를 수신하나, 상기 NACK를 수납한 상태 보고가 발생한 시간인 t2(840)가 ARQ PDU(x)의 전송이 완료된 시간인 t3(850)보다 이르므로, 상기 ARQ PDU(x)를 재전송하지 않도록 스케줄링을 수행한다.

상기 도 8에서 보는 것과 같이, ARQ PDU(x)는 해당 패킷의 재전송 회수에 대응하여 전송 순서 뒤바뀜 현상이 존재하며, ARQ 수신측에 해당 패킷을 미수신 PDU로 간주하여 불필요하게 NACK를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제 4실시 예와 같이 순서 뒤바뀜 현상에 의해서 불필요하게 부정적으로 인지되는 ARQ PDU들의 전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간보다 늦은 경우, ARQ 송신측은 ARQ PDU의 전송 완료 시간과 상태 보고 발생 시간을 비교해서 순서 뒤바뀜 현상에 의한 불필요한 재전송을 방지하도록 재전송을 스케줄링 할 수 있다.

다시 말해서 상태 보고에 NACK가 포함된 ARQ PDU라 하더라도, 상기 ARQ PDU의 전송 완료 시점이 상기 상태 보고의 발생 시점 보다 늦다면 상기 ARQ PDU는 상태 보고가 발생한 이 후에 ARQ 수신측에 성공적으로 전달되었을 가능성이 크므로, ARQ 전송측은 상기 ARQ PDU를 재전송하지 않도록 스케줄링 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제 4 실시 예에서, ARQ 송신측은 임의의 ARQ PDU의 전송을 완료하면, 상기 ARQ PDU의 전송 완료 시간을 기억한다. 상기 ARQ PDU의 전송 완료 시간은 상기 ARQ PDU가 가장 최근에 전송이 완료된 시간이며, 상기 ARQ PDU를 재전송한 경우에는 상기 전송 완료 시간을 상기 ARQ PDU의 재전송이 완료된 시간으로 갱신한다. ARQ 송신측은 ARQ 수신측으로부터 상태 보고를 수신하면 상기 상태 보고에서 긍정적으로 인지된 ARQ PDU들을 폐기하고 상기 ARQ PDU들의 전송 완료 시간을 삭제(clear)한다.

반면에, 상기 상태 보고에서 부정적으로 인지된 ARQ PDU들 중, 전송 완료 시간이 상태 보고가 발생한 시간 보다 이른 ARQ PDU들은 재전송하며, 전송 완료 시간이 상태 보고가 발생한 시간 보다 늦은 ARQ PDU들은 재전송하지 않는다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에서, ARQ 송신측은 HARQ 전송에 성공한 ARQ 패킷의 전송 완료 시간을 기억한다. 그리고 상태 보고를 수신하면 상태 보고 발생 시간을 확인하고, 상태 보고 발생 시간 이후에 전송이 완료된 ARQ 패킷들에 대한 NACK에 대해서는 재전송을 실행하지 않고, 상태 보고 발생 시간 이 전에 전송이 완료된 ARQ 패킷들에 대한 부정적 인지 신호에 대해서는 재전송을 실행한다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따라 송신 장치에서 HARQ 레벨의 순서 뒤바뀜 현상에 의한 불필요한 재전송을 방지하는 과정을 도시한 도면이다. 즉, 도 9에서 ARQ 송신측이 ARQ PDU의 전송 완료 시간을 인지하는 동작을 도시한다. 여기서, 임의의 ARQ PDU의 전송이 완료된 시간은, 상기 ARQ PDU가 수납된 HARQ 패킷의 전송이 완료된 시간이다.

도 9를 참조하면, 910 단계에서 ARQ 송신측로부터 HARQ 송신측으로 ARQ PDU(x)가 전송되고, HARQ 송신측은 915 단계에서 상기 ARQ PDU (x)를 임의의 HARQ 패킷에 수납하여 HARQ 수신측으로 전송한다. 이때, 상기 HARQ 송신측은 HARQ 수신측으로부터 전송되는 HARQ NACK에 따라 ARQ PDU (x)를 재전송한다.

920 단계에서 상기 HARQ 패킷은 n 번째 전송 과정을 통해 HARQ 수신측으로 성공적으로 전송된다. HARQ 수신측은 n 번째 전송된 HARQ PDU(920)를 이전에 수신한 HARQ PDU와 소정의 방식으로 소프트 컴바이닝한 뒤 오류 존재 여부를 검사한다. 검사 결과 오류가 존재하지 않으면 HARQ 수신측은 925 단계에서 HARQ ACK를 HARQ 송신측으로 전송한다.

그러므로, 상기 HARQ 송신측이 임의의 HARQ 패킷의 전송이 성공적으로 완료되었다는 것을 인지하는 시점은, HARQ 수신측으로부터 상기 패킷에 대한 HARQ ACK을 수신한 시점(935)이다. 그러나, 상기 HARQ 패킷이 성공적으로 전송된 실제 시간인 전송 완료 시간(930)은 상기 HARQ ACK을 수신한 시간(935)보다 일정 시간만큼 이른 시간이다. 본 발명에서는 이러한 수신 시점간의 일정 시간의 차이를 T_피드백(917)이라고 명명한다. 임의의 HARQ 패킷과 이에 대한 피드백 정보는 시간 상에서 시간 차이 관계를 맺음으로써 상기 피드백 정보가 어떤 HARQ 패킷에 대한 피드백 정보인지를 따로 명시할 필요가 없다.

삭제

따라서, 임의의 HARQ 패킷의 전송 완료 시간은 아래와 같이 구할 수 있다.

HARQ 패킷 전송 완료 시간 = 상기 HARQ 패킷에 대한 HARQ ACK 수신 시간 - T_피드백

따라서, HARQ 송신측은 HARQ 패킷의 전송이 완료되면 상기 HARQ 패킷 전송 완료 시간을 ARQ 송신측에게 통보하고, ARQ 송신측은 상기 HARQ 패킷의 전송 완료 시간을 이용해서 ARQ PDU 전송 완료 시간을 갱신한다. 상기 ARQ PDU(x)의 전송 완료 시간은, 상기 ARQ PDU(x)가 수납된 HARQ 패킷의 전송 완료 시간이다.

도 9의 송신 동작은 본 발명의 제 3 실시예에서 ARQ 송신측이 ARQ PDU의 재전송 완료 시간을 인지할 때도 적용 가능하다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따라 ARQ PDU 전송 완료 시간을 관리하는 ARQ 송신측의 동작을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 1005 단계에서 ARQ 송신측은 ARQ PDU를 하위 계층으로 전달한다. 이 때 상기 ARQ PDU에 대한 임시 식별자인 메시지 유닛 식별자(Message Unit Identifier, 이하 'MUI'라 한다)를 함께 전달한다.

1010 단계에서 하위 계층은 상기 ARQ PDU를 HARQ 패킷에 수납하고, 소정의 HARQ 과정을 통해 HARQ 패킷을 전송한다. HARQ 패킷의 전송이 완료되면, 하위 계층은 HARQ 패킷의 전송이 완료된 시간과 HARQ 패킷에 수납된 ARQ PDU의 MUI를 ARQ 송신측으로 전달한다.

1015 단계에서 ARQ 송신측은 MUI를 이용하여 해당 ARQ PDU의 ARQ PDU 전송 완료 시간을 상기 HARQ 패킷 전송 완료 시간으로 갱신한다.

도 11는 본 발명의 제4실시 예에 따라 상태 보고를 수신한 ARQ 송신측의 동작을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 1105 단계에서 ARQ 송신측은 ARQ 상태 보고를 수신하면 1110 단계로 진행한다.

1110 단계에서 ARQ 송신측은 상기 상태 보고에 ARQ NACK가 포함되어 있는지 확인한다. ARQ NACK가 포함되어 있다면 1120 단계로, ARQ NACK가 포함되어 있지 않다면 1115 단계로 진행한다. 1115 단계에서 ARQ 송신측은 ARQ 상태 보고에서 긍정적으로 인지된 ARQ 패킷들을 폐기하는 등의 동작을 수행하고, 해당 ARQ 패킷의 전송 완료 시간을 삭제(clear)한다.

반면에, 1120 단계에서 ARQ 송신측은 상태 보고에 포함되어 있는 상태 보고 발생 시간을 확인한다. 상기 상태 보고 발생 시간은 상태 보고가 발생한 시간으로 본 발명에서는 시간 스탬프로 정의된다. 또는 앞서 기술한 바와 같이 상기 상태 보고가 수납된 패킷이 HARQ 수신측에 최초로 수신된 시간을 상태 보고 발생 시간으로 간주할 수도 있다.

1125 단계에서 ARQ 송신측은 상태 보고에서 부정적으로 인지된 ARQ PDU들의 전송 완료 시간과 상기 상태 보고 발생 시간을 비교한다. 상기 비교 결과, ARQ PDU 전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간보다 이르면 1135 단계에서 해당 ARQ PDU들에 대한 재전송을 실행한다. 반면에, ARQ PDU 전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간보다 늦으면 1130 단계에서 해당 ARQ PDU들에 대한 재전송을 실행하지 않는다.

ARQ PDU 전송 완료 시간이 상태 보고 발생 시간 보다 이른 ARQ PDU들 중에서 HARQ 프로세서에서 현재 전송/재전송이 실행 중인 ARQ PDU는 아직 전송이 완료되지 않은 패킷이므로 전송 완료 시간이 존재하지 않는다. 따라서, 이러한 ARQ 패킷들도 재전송을 실행하지 않는다.

본 명세서 전반에 걸쳐서 사용된 '시간'에 대해서 좀더 부연 설명하면 다음과 같다.

본 명세서에서는 '상태 보고 발생 시간', '전송 완료 시간' 등, 단말과 기지국이 동일하게 인지하여야 하는 시간이 다수 사용된다. 임의의 시간을 나타내는 지표가 두 객체 사이에서 동일한 의미를 가지도록 하는 가장 간단한 방법은 단말과 기지국이 동기가 맞춰진 타이머를 구비하는 것이다. 그렇지만 통상적인 이동 통신에서는 상기와 같은 개별적이지만 동기가 맞은 타이머를 사용하기 보다는 기지국이 방송하는 시간을 사용하는 경우가 더욱 보편적이다.

통상적으로 이동 통신에서는 시간 단위로서 프레임(frame)이라는 것을 사용한다. 프레임은 송수신의 기본 단위로 사용되는 기간을 의미하며, 예를 들어 UMTS에서는 하나의 프레임이 10 msec이다.

UMTS 같은 종래의 이동 통신 시스템에서는, 기지국은 매 프레임 바운더리(boundary)에서 1 씩 증가하는 타이머(또는 계수기)를 구비한다. 즉 상기 타이머는 10 msec 마다 1 씩 증가하고, 임의의 프레임이 시작될 때 상기 타이머가 시작된다. 상기 프레임 바운더리마다 1씩 증가하는 값을 해당 프레임의 프레임 번호라 하고, 기지국이 상기 프레임 번호를 주기적으로 방송함으로써 단말과 기지국은 특정 프레임이 어떤 프레임에 속하는지를 인지한다.

본 명세서 전반에 걸쳐서 사용된 '시간'으로 상기 기지국이 방송하는 프레임 번호를 사용할 수도 있다.

예를 들어, 상태 보고 발생 시간은 상태 보고가 발생한 프레임의 프레임 번호를, 전송 완료 시간은 전송이 완료된 프레임의 프레임 번호로 갈음(replacing)될 수 있다.

상기 프레임 번호는 계층적 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어 LTE에서는 송수신의 단위가 0.5 msec이라는 짧은 기간이기 때문에, 프레임을 0.5 msec 단위로 인식하기 보다는 10 msec등 송수신 단위보다 긴 시간을 프레임의 단위로 사용하고, 0.5 msec은 서브 프레임의 단위로 사용할 수도 있다.

즉, 10 msec의 길이를 가지는 하나의 프레임은 0.5 msec의 길이를 가지는 20 개의 서브 프레임으로 구성되는 시스템에서, 프레임 번호와 서브 프레임 번호를 합쳐서 시간의 지표로 사용할 수 있다. 예를 들어 2505.11은 2505 번 프레임의 11번 서브 프레임을 의미한다.

도 12는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예들이 적용되는 ARQ 송신 장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, ARQ 송신 장치(1240)는 제어부(1205), 전송 버퍼(1210), 프레이밍 장치(1215) 및 재전송 버퍼(1220)를 포함하여 구성된다.

ARQ 송신 장치(1240)는 다중화기(1225)에 연결되고, 다중화기(1225)는 복수의 ARQ 송신장치들로부터 전달되는 복수의 ARQ 패킷들을 하나의 HARQ 패킷으로 다중화한다. HARQ 프로세서(1230)는 소정의 HARQ 동작을 통해 HARQ 패킷을 전송하는 장치이다. 송수신부는 HARQ 패킷을 무선 신호로 변조해서 송신하고, 무선 신호를 복조하는 장치이다.

여기서, 상기 ARQ 송신 장치(1240)는 상위 계층에서 발생한 패킷을 전달 받아 전송 버퍼(1210)에 저장한다. 프레이밍 장치(1215)는 전송 버퍼(1210)로부터 독출된 상위 계층 패킷을 적절한 크기로 분할/연접/조합하여 프레이밍 한다. 이때, 상기 프레임된 패킷은 일련 번호를 비롯한 헤더 정보가 삽입된 ARQ 패킷으로 구성된 뒤 다중화기(1225)로 전달된다. 이때 상기 ARQ 패킷의 복사본이 재전송 버퍼(1220)에 저장된다. 제어부(1205)는 HARQ 프로세서(1230)로부터 로컬 NACK을 수신하고, ARQ 수신측(도시하지 않음)으로부터 ARQ NACK을 수신해서, ARQ 패킷의 재전송을 제어한다.

본 발명에서 설명한 실시 예들에 따라 제어부(1205)의 동작은 상이할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 제어부(1205)는 ARQ 패킷 별로 VT(DIFF)를 관리하고, 로컬 NACK이 수신되거나 VT(DIFF)가 0보다 커진 ARQ 패킷의 재전송을 실행한다.

또한 본 발명의 제2 실시 예에 따라 제어부(1205)는 ARQ 패킷 별로 N(로컬 NACK 1), N(로컬 NACK 2) 및 N(ARQ NACK)을 관리하고, 로컬 NACK 타입 1이 수신된 ARQ 패킷의 재전송을 실행한다. 또한 로컬 NACK 타입 2가 수신되었으면, 상기 N(로컬 NACK 2)가 N(로컬 NACK 1)보다 큰 ARQ 패킷의 재전송을 실행한다. 또한 ARQ NACK이 수신되었으면, N(ARQ NACK)이 N(로컬 NACK 2)보다 큰 ARQ 패킷의 재전송을 실행한다.

또한 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 제어부(1205)는 ARQ 패킷 별로 재전송 완료 시간을 기억하며, 상태 보고를 수신하면 재전송 완료 시간과 상태 보고 발생 시간을 비교해서 해당 ARQ 패킷의 재전송 여부를 결정한다.

또한 본 발명의 제 4 실시 예에 따라 제어부(1205)는 ARQ PDU 별로 전송 완료 시간을 기억하며, 상태 보고를 수신하면 전송 완료 시간과 상태 보고 발생 시간을 비교해서 해당 ARQ 패킷의 재전송 여부를 결정한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어 지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, HARQ와 ARQ가 함께 구동되는 시스템에서, ARQ 송신측이 신뢰성이 보장된 HARQ NACK과 ARQ NACK을 이용하여 재전송 스케줄링을 수행함으로써, 한정된 리소스를 보다 효과적으로 수행할 수 있다. 또한, 보다 신중히 재전송 스케줄링을 수행함으로써, ARQ 및 HARQ를 처리하기 위한 시스템 전체의 부하를 줄일 수 있다.

Claims (10)

1. 이동통신시스템에서 패킷 데이터의 자동 재전송(ARQ)을 수행하는 방법에 있어서,

   상기 자동 재전송을 수행하는 송신측 엔터티가, 수신측 엔터티로부터, 상기 수신측 엔터티로 전송한 상기 패킷 데이터에 대한 부정적 응답 신호와 상기 부정 응답 신호가 발생한 발생 시간 정보를 포함하는 상태 보고 메시지를 수신하는 과정과,

   상기 송신측 엔터티가 상기 발생 시간 정보와, 상기 패킷 데이터에 대한 전송이 완료된 전송 완료 시간 정보를 비교하는 과정과,

   상기 비교 결과에 따라 상기 패킷 데이터의 재전송 여부를 결정하고 상기 결정에 따라 선택적으로 상기 패킷 데이터에 대한 재전송을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 자동 재전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재전송을 수행하는 과정은, 상기 발생 시간이 상기 전송 완료 시간보다 늦은 경우에 상기 패킷 데이터를 재전송하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전송 완료 시간 정보는, 재전송을 포함하여 가장 최근에 상기 패킷 데이터가 전송된 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 발생 시간이 상기 전송 완료 시간보다 늦은 경우에,

   상기 패킷 데이터에 대한 복합 자동 재전송(HARQ)이 현재 수행중이면 상기 패킷 데이터를 재전송하지 않기로 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전송 완료 시간은,

   상기 수신측 엔터티로부터 상기 패킷 데이터에 대한 긍정적 응답 신호를 수신한 시간에서, 패킷 데이터를 전송하여 응답 신호를 수신하기까지 소요되는 시간을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 방법.
6. 이동통신시스템에서 패킷 데이터에 대한 자동 재전송(ARQ)을 수행하는 장치에 있어서,

   상위 계층에서 발생한 패킷 데이터를 저장하는 전송 버퍼와,

   전송하고자 하는 상기 패킷 데이터를 적절한 크기로 구성하고 헤더를 삽입하는 프레이밍 장치와,

   상기 프레이밍 장치로부터 전달된 패킷 데이터들을 임시 저장하는 재전송 버퍼와,

   상기 프레이밍된 패킷 데이터들을 복합 자동 재전송하는 단위로 재구성하여 송신하고, 수신측으로부터 전송되는 복합 자동 재전송 응답 신호와 전송 완료된 복합 자동 재전송 패킷 데이터의 응답 신호들을 소프트 컴바이닝하여 상기 패킷들의 재전송을 요청하는 부정적 응답 신호를 생성하는 복합 재전송 장치와,

   상기 복합 재전송 장치로부터 전달된 부정적 응답 신호와, 수신측으로부터 수신된 자동 재전송 응답 신호를 고려하여 상기 재전송 버퍼와 상기 전송 버퍼를 제어하는 제어부를 포함하며,

   상기 제어부는 상기 패킷 데이터에 대한 부정적 응답 신호가 발생한 발생 시간과 상기 패킷 데이터에 대한 전송이 완료된 전송 완료 시간을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 패킷 데이터의 재전송 여부를 결정함을 특징으로 하는 자동 재전송 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 발생 시간이 상기 전송 완료 시간보다 늦은 경우에 상기 패킷 데이터를 재전송하기로 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 전송 완료 시간 정보는,

   재전송을 포함하여 가장 최근에 상기 패킷 데이터가 전송된 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 발생 시간이 상기 전송 완료 시간보다 늦은 경우에, 상기 패킷 데이터에 대한 복합 자동 재전송(HARQ)이 현재 수행중이면 상기 패킷 데이터를 재전송하지 않기로 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 전송 완료 시간은,

    상기 수신측 엔터티로부터 상기 패킷 데이터에 대한 긍정적 응답 신호를 수신한 시간에서, 패킷 데이터를 전송하여 응답 신호를 수신하기까지 소요되는 시간을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 장치.

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