KR100897989B1 - 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력자동 재송 요구 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력자동 재송 요구 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 기지국(또는 수신 단말)에서 송신 단말기로부터 수신된 데이터에 오류가 발생하였을 경우, 상기 송신 단말기로부터 데이터를 오류 없이 수신한 모든 중계 단말들이 기지국(또는 수신 단말)으로 오류가 발생하지 않은 데이터를 동시에 재전송함으로써, 데이터 재전송 성공 확률을 높이기 위한, 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 중계 단말기에서의 데이터 자동 재전송 방법에 있어서, 송신 단말기로부터 브로드캐스트된 송신 데이터에 대한 오류 검사를 통해 오류가 없는 송신데이터를 저장하는 단계; 기지국으로부터 브로드캐스트된 부정응답 메시지(NACK)를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼로 이용하여 상기 기지국과의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상을 기반으로 상기 저장된 송신데이터의 위상을 회전시켜 상기 기지국으로 재전송하되, 전체 송신전력을 오류가 없는 송신데이터를 수신한 중계 단말기의 수로 나눈 만큼의 전력을 사용하여 재전송하는 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 시스템 등에 이용됨.
자동 재송 요구, 협력 다이버시티, 위상 추정, 위상 회전, NACK, ACK

Description

무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법{Method for cooperative automatic repeat request using estimated phase information in wireless communication system}
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 송신 단말기의 데이터 전송 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 기지국의 데이터 자동 재송 요구 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 4 는 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 자동 재전송 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 중계(데이터 자동 재전송)에 대한 처리율(Throughput)을 나타내는 일실시예 설명도,
도 6 은 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 중계(데이터 자동 재전송)에 대한 메시지 손실율(Message Loss Rate)을 나타내는 일실시예 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 송신 단말기 20 : 기지국
30 : 중계 단말기
본 발명은 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국(또는 수신 단말)에서 송신 단말기로부터 수신된 데이터에 오류가 발생하였을 경우, 상기 송신 단말기로부터 데이터를 오류 없이 수신한 모든 중계 단말들이 기지국(또는 수신 단말)으로 오류가 발생하지 않은 데이터를 동시에 재전송함으로써, 데이터 재전송 성공 확률을 높일 수 있는, 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
자동 재송 요구(ARQ : Automatic Repeat Request)는 기지국이 송신 단말기로부터 수신한 데이터에 오류가 발생하였을 때 부정 응답 메시지(NACK)를 브로드캐스트하여 송신 단말기로 하여금 오류가 발생한 데이터를 재전송하도록 하는 방법이다.
하지만, 채널이 잘 변하지 않는 경우에는 송신 단말기가 기지국으로 데이터 를 재전송한다 하더라도 기지국에서 해당 데이터에 대한 오류가 다시 발생하기 때문에, 송신 단말기가 기지국으로 오류가 발생하지 않은 데이터를 계속해서 재전송하게 되는 비효율적인 문제점이 있다.
기지국이 상기 자동 재송 요구 방법을 통해 송신 단말기로 데이터 재전송을 요구한다 하더라도, 데이터에 오류가 계속해서 발생하므로 송신 단말기는 오류가 발생한 데이터를 재전송을 계속적으로 반복하여야 한다는 문제점이 있다.
그리고, 협력 다이버시티(cooperative diversity)는 무선통신 시스템에서 단말기 간에 서로 안테나를 공유하여 채널 용량 증대와 다이버시티 이득을 획득하는 방법으로, 현재 이에 관련된 많은 연구가 진행되고 있다.
특히, 최근에는 이러한 협력 다이버시티를 이용한 자동 재송 요구 방법에 대한 연구가 진행되고 있으며, 대부분의 연구는 기지국에서 여러 중계 단말기로부터 오는 신호를 올바르게 수신하기 위해서 시공간 부호화(Space-time Coding)를 사용하고 있다.
그러나, 시공간 부호화를 사용하기 위해서는 기지국이 일일이 중계 단말기에 전송 신호를 할당해 주거나 미리 그와 같은 형태를 정해 놓아야 하는데, 이는 실제로 구현하기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 시공간 부호화를 사용하지 않고도 다수의 중계 단말기로부터 재전송된 메시지가 기지국에 올바르게 수신될 수 있도록 하는 방법이 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 기지국(또는 수신 단말)에서 송신 단말기로부터 수신된 데이터에 오류가 발생하였을 경우, 상기 송신 단말기로부터 데이터를 오류 없이 수신한 모든 중계 단말들이 기지국(또는 수신 단말)으로 오류가 발생하지 않은 데이터를 동시에 재전송함으로써, 데이터 재전송 성공 확률을 높이기 위한, 무선통신 시스템에서의 추정된 위상 정보를 이용한 협력 자동 재송 요구 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 중계 단말기에서의 데이터 자동 재전송 방법에 있어서, 송신 단말기로부터 브로드캐스트된 송신 데이터에 대한 오류 검사를 통해 오류가 없는 송신데이터를 저장하는 단계; 기지국으로부터 브로드캐스트된 부정응답 메시지(NACK)를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼로 이용하여 상기 기지국과의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상을 기반으로 상기 저장된 송신데이터의 위상을 회전시켜 상기 기지국으로 재전송하되, 전체 송신전력을 오류가 없는 송신데이터를 수신한 중계 단말기의 수로 나눈 만큼의 전력을 사용하여 재전송하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 자동 재송 요구를 이용한 데이터 자동 재전송을 위하여, 프로세서를 구비한 중계 단말기에, 송신 단말기로부터 브로드캐스트된 송신 데이터에 대한 오류 검사를 통해 오류가 없는 송신데이터를 저장하는 기능; 기지국으로부터 브로드캐스트된 부정응답 메시지(NACK)를 수신하는 기능; 및 상기 수신한 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼로 이용하여 상기 기지국과의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상을 기반으로 상기 저장된 송신데이터의 위상을 회전시켜 상기 기지국으로 재전송하되, 전체 송신전력을 오류가 없는 송신데이터를 수신한 중계 단말기의 수로 나눈 만큼의 전력을 사용하여 재전송하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 송신 단말기가 브로드캐스트한 데이터를 중계 단말기들과 기지국이 수신하고, 기지국(또는 수신 단말)에서 송신 단말기로부터 수신된 데이터에 오류가 발생하였을 경우 기지국은 부정 응답 메시지(NACK : Negative Acknowledgement)를 브로드캐스트하고, 송신 단말기로부터 데이터를 오류 없이 수신한 모든 중계 단말기들은 기지국(또는 수신 단말)으로부터 수신된 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼(Training Symbol)로 이용하여 자신과 기지국 간의 데이터의 채널 위상을 추정하고 이를 기반으로 데이터의 위상을 회전시켜 동시에 기지국(또는 수신 단말)으로 재전송함으로써, 데이터 재전송 성공 확률을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또 한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템은, 송신 단말기(10), 기지국(20) 및 다수의 중계 단말기(30)를 포함한다.
이때, 상기 기지국(20)은 수신 단말기 등으로 대체될 수도 있다.
여기서, 송신 단말기(10)는 전송하고자 하는 데이터에 순환 잉여 검사(CRC : Cyclic Redundancy Check) 정보를 덧붙여 브로드캐스트한다.
그리고, 기지국(20)은 상기 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터에 오류가 발생하였는지를 검사하고, 데이터에 오류가 발생하지 않았을 경우에는 긍정 응답 메시지(ACK : Acknowledgement)를 브로드캐스트하며, 상기 검사 결과 데이터에 오류가 발생하였을 경우에는 부정 응답(NACK : Negative Acknowledgement) 메시지를 브로드캐스트한다.
그리고, 중계 단말기(30)는 상기 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터에 오류가 발생하였는지를 검사하여, 데이터에 오류가 발생하지 않았을 경우 협동 중계 단말기로 전환된다.
그리고, 상기 협동 중계 단말기로 전환된 중계 단말기(30)(이하, '협동 중계 단말기'라 함)는 상기 오류가 발생하지 않은 데이터를 저장하고, 기지국(20)으로부 터 브로드캐스트된 응답 메시지가 긍정 응답 메시지(ACK)일 경우 상기 저장된 데이터를 삭제하며, 기지국(20)으로부터 브로드캐스트된 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)일 경우 이를 트레이닝 심볼로 이용하여 자신과 기지국 간의 채널의 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상 정보를 기반으로 상기 저장된 데이터의 위상을 회전시켜 기지국(20)으로 재전송한다.
이때, 협동 중계 단말기는 상기 추정된 채널 위상 정보를 기반으로 상기 추정된 채널의 위상만큼의 반대 방향으로 데이터의 위상을 회전시킨다.
여기서, 각 중계 단말기(30)로부터 기지국(20)에 수신되는 신호들은 동기화되어 있어야 하며, 종래의 무선통신 시스템과 동일한 전송 전력을 사용한다.
그럼, 상기와 같이 구성된 무선통신 시스템의 동작을 개략적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 송신 단말기(10)가 전송하고자 하는 데이터에 순환 잉여 검사 정보를 덧붙여 브로드캐스트하면, 이를 수신한 기지국(20)과 중계 단말기(30)는 상기 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터에 오류가 발생하였는지를 검사한다.
상기 검사 결과, 상기 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터에 오류가 발생하지 않을 경우, 중계 단말기(30)는 협동 중계 단말기로 전환되어 상기 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터를 저장하고, 기지국(20)은 긍정 응답 메시지(ACK)를 브로드캐스트한다.
한편, 상기 검사 결과, 상기 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터 에 오류가 발생할 경우, 기지국(20)은 부정 응답 메시지(NACK)를 브로드캐스트한다.
여기서, 기지국(20)이 부정 응답 메시지(NACK)를 브로드캐스트하면, 송신 단말기(10)는 기지국(20)으로 송신된 데이터에 오류가 발생하였다는 정보를 인지만 하고, 협동 중계 단말기들은 상기 기지국(20)으로부터 브로드캐스트된 부정 응답 메시지(NACK)를 트레이닝 심볼로 이용하여 자신과 기지국 간의 채널의 위상을 추정하고 추정된 채널 위상 정보를 기반으로 상기 자신에게 저장된 데이터의 위상을 회전시켜 이를 동시에 기지국(20)으로 재전송한다.
한편, 기지국(20)이 긍정 응답 메시지(ACK)를 브로드캐스트하면, 송신 단말기(20)는 전송하고자 하는 다음 데이터를 브로드캐스트하고, 협동 중계 단말기들은 상기 자신에게 저장된 데이터를 삭제한다.
도 2 는 본 발명에 따른 송신 단말기의 데이터 전송 결과 확인 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
먼저, 송신 단말기(10)는 전송하고자 하는 데이터에 순환 잉여 검사 정보를 포함시켜 브로드캐스트한다(201).
이후, 송신 단말기(10)는 상기 데이터에 대한 응답 메시지를 기지국(20)으로부터 수신하여(202), 수신된 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)인지를 확인한다(203).
상기 확인 결과(203), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)가 아니면(즉, 응답 메시지가 긍정 응답 메시지(ACK)이면) 송신 단말기(10)는 자신이 브로 드캐스트한 데이터가 전송 완료되었다고 판단하고, 전송하고자 하는 다음 데이터를 브로드캐스트하기 위해 "201" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(203), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)이면 송신 단말기(10)는 자신이 브로드캐스트한 데이터에 오류가 발생하였다고 판단한다(204).
그리고, 송신 단말기(10)는 기지국(20)으로부터 상기 오류가 발생한 데이터에 대한 응답 메시지를 다시 수신하여(205), 수신된 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)인지를 다시 확인한다(206).
상기 확인 결과(206), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)가 아니면(즉, 응답 메시지가 긍정 응답 메시지(ACK)이면) 송신 단말기(10)는 자신이 브로드캐스트한 데이터가 전송 완료되었다고 판단하고, 전송하고자 하는 다음 데이터를 브로드캐스트하기 위해 "201" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(206), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)이면 송신 단말기(10)는 자신이 브로드캐스트한 데이터가 전송 실패되었다고 간주하고, 전송하고자 하는 다음 데이터를 브로드캐스트하기 위해 "201" 과정으로 진행한다.
도 3 은 본 발명에 따른 기지국의 데이터 자동 재송 요구 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 기지국(20)은 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터를 수신한다(301).
이때, 송신 단말기(10)로부터 수신된 신호는 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007047894788-pat00001
여기서,
Figure 112007047894788-pat00002
는 송신 단말기(10)로부터 송신되어 기지국(20)에 수신되는 신호를 나타내고,
Figure 112007047894788-pat00003
는 송신 단말기(10)가 송신한 신호를 나타낸다. 또한,
Figure 112007047894788-pat00004
는 송신 단말기(10)로부터 기지국(20)에 수신되는 페이딩 채널 계수(Fading Channel Coefficient)를 나타내고,
Figure 112007047894788-pat00005
는 송신 단말기(10)로부터 기지국(20)에 수신되는 가산성 잡음(Additive Noise)을 나타낸다.
여기서, 각 채널 계수와 잡음은 차원당 평균이 0이고, 각각 1과
Figure 112007047894788-pat00006
를 분산으로 갖는다. 즉, 각 채널 계수와 잡음은 독립적 원형 대칭 복소 가우시안 랜덤 변수(Independent Circularly Symmetric Complex Gaussian Random Variables)와 동일한 분포를 갖는다. 또한, 페이딩 계수가 한 프레임동안 일정하고 각 단말기들 간에 독립적인 준정상(Quasistatic) 페이딩 채널을 갖는다.
이후, 기지국(20)은 상기 수신된 데이터에 포함되어 있는 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 해당 데이터에 오류가 발생하였는지를 확인한다(302).
이때, 기지국(20)은 상기 수신된 신호(
Figure 112007047894788-pat00007
)를 강성 결정(Hard Decision)하여 추정된 데이터
Figure 112007047894788-pat00008
을 획득하고 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 오류를 검사한다. 여기서, 강성 결정 방법은 송신 단말기(10)에서 사용한 변조 방법에 따라 달라질 수 있다.
상기 확인 결과(302), 상기 데이터에 오류가 발생하지 않았다면 기지국(20)은 긍정 응답 메시지(ACK)를 브로드캐스트하고(308), 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "301" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(302), 상기 데이터에 오류가 발생하였다면 기지국(20)은 부정 응답 메시지(NACK)를 브로드캐스트한다(303).
이후, 기지국(20)은 상기 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터에 대한 정상 데이터(즉, 오류가 발생하지 않은 데이터)를 협동 중계 단말기들로부터 재수신한다(304).
이때, 상기 협동 중계 단말기들로부터 수신된 신호는 하기의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007047894788-pat00009
여기서,
Figure 112007047894788-pat00010
는 i 번째 중계 단말기(30)로부터 기지국(20)에 수신되는 페이딩 채널 계수(Fading Channel Coefficient)를 나타내고,
Figure 112007047894788-pat00011
는 상기
Figure 112007047894788-pat00012
에 의해 발생한 i 번째 중계 단말기(30)에서 기지국(20)으로 가는 경로의 실제 위상 회전을 나타내며,
Figure 112007047894788-pat00013
는 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 메시지를 오류 없이 수신한 협동 중계 단말기들의 집합이고,
Figure 112007047894788-pat00014
는 그 집합의 원소의 개수를 나타낸다.
이때, 상기
Figure 112007047894788-pat00015
에 의해 발생한 i 번째 중계 단말기에서 기지국(20)으로 가는 경로의 실제 위상 회전은 기지국(20)으로부터 브로드캐스트된 부정 응답 메시지(NACK)를 트레이닝 심볼로 이용하여 각 중계 단말기(30)에서 추정되며, 각 중계 단말기들은 자신의 보통 송신 전력의
Figure 112007047894788-pat00016
분의 1 만을 사용하여 재전송한다.
이어서, 기지국(20)은 상기 협동 중계 단말기들로부터 재수신된 데이터에 포함되어 있는 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 해당 데이터에 오류가 발생하였는지를 확인한다(305).
이때, 기지국(20)은 상기 수신된 신호(
Figure 112007047894788-pat00017
)를 강성 결정(Hard Decision)하여 추정된 데이터
Figure 112007047894788-pat00018
을 획득하고 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 오류를 검사한다. 여기서, 강성 결정 방법은 송신 단말기(10)에서 사용한 변조 방법에 따라 달라질 수 있다.
상기 확인 결과(305), 상기 데이터에 오류가 발생하지 않았다면 기지국(20) 은 긍정 응답 메시지(ACK)를 브로드캐스트하고(308), 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "301" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(305), 상기 데이터에 오류가 발생하였다면 기지국(20)은 부정 응답 메시지(NACK)를 브로드캐스트한다(306).
그리고, 기지국(20)은 수신된 데이터에 오류가 발생한 것으로 간주하여 더 이상 재전송을 요구하지 않고, 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "301" 과정으로 진행한다.
도 4 는 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 자동 재전송 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 중계 단말기(30)는 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터를 수신한다(401).
이때, 송신 단말기(10)로부터 수신된 신호는 하기의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007047894788-pat00019
여기서,
Figure 112007047894788-pat00020
는 송신 단말기(10)로부터 송신되어 i 번째 중계 단말기(30)에 수신되는 신호를 나타내고,
Figure 112007047894788-pat00021
는 송신 단말기(10)로부터 i 번째 중계 단말기(30)에 수신되는 페이딩 채널 계수(Fading Channel Coefficient)를 나타내며,
Figure 112007047894788-pat00022
는 송신 단말기(10)로부터 송신되어 i 번째 중계 단말기(30)에 수신되는 가산성 잡음(Additive Noise)를 나타낸다.
여기서, 각 채널 계수와 잡음은 차원당 평균이 0이고, 각각 1과
Figure 112007047894788-pat00023
를 분산으로 갖는다. 즉, 각 채널 계수와 잡음은 독립적 원형 대칭 복소 가우시안 랜덤 변수(Independent Circularly Symmetric Complex Gaussian Random Variables)와 동일한 분포를 갖는다. 또한, 페이딩 계수가 한 프레임동안 일정하고 각 단말기들 간에 독립적인 준정상(Quasistatic) 페이딩 채널을 갖는다.
이후, 중계 단말기(30)는 상기 수신된 데이터에 포함되어 있는 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 해당 데이터에 오류가 발생하였는지를 확인한다(402).
이때, 중계 단말기(30)는 상기 수신된 신호(
Figure 112007047894788-pat00024
)를 강성 결정(Hard Decision)하여 추정된 데이터
Figure 112007047894788-pat00025
을 획득하고 순환 잉여 검사 정보를 이용하여 오류를 검사한다. 여기서, 강성 결정 방법은 송신 단말기(10)에서 사용한 변조 방법에 따라 달라질 수 있다.
상기 확인 결과(402), 상기 데이터에 오류가 발생하였다면 중계 단말기(30)는 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "401" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(402), 상기 데이터에 오류가 발생하지 않았다면 중계 단말기(30)는 협동 중계 단말기로 전환되어(403), 오류가 발생하지 않은 데이터를 저장한다(404).
이후, 상기 협동 중계 단말기는 기지국(20)에 의해 브로드캐스트된 응답 메시지를 수신하여(405), 수신된 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)인지를 확인한다(406).
상기 확인 결과(406), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)가 아니면(즉, 응답 메시지가 긍정 응답 메시지(ACK)이면) 상기 협동 중계 단말기는 상기 저장된 데이터(오류가 발생하지 않은 데이터)를 삭제하고(409), 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "401" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(406), 상기 응답 메시지가 부정 응답 메시지(NACK)이면 상기 협동 중계 단말기는 상기 부정 응답 메시지(NACK)를 트레이닝 심볼로 이용하여 자신과 기지국 간의 채널의 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상 정보를 기반으로 상기 저장된 데이터의 위상을 회전시켜(407) 기지국(20)으로 재전송한다(408).
여기서, 상기 협동 중계 단말기는 종래의 채널 위상 추정 방법 등을 이용하여 데이터의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상 정보를 기반으로 상기 추정된 채널의 위상만큼의 반대 방향으로 데이터의 위상을 회전시킨다.
이후, 협동 중계 단말기는 상기 저장된 데이터(오류가 발생하지 않은 데이터)를 삭제하고(409), 송신 단말기(10)로부터 다음 데이터를 수신하기 위해 "401" 과정으로 진행한다.
도 5 는 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 중계(데이터 자동 재전송)에 대한 처리율(Throughput)을 나타내는 일실시예 설명도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 중계 단말기의 데이터 중계(데이터 자동 재전송)에 대한 메시지 손실율(Message Loss Rate)을 나타내는 일실시예 설명도이다.
여기서, 도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른 데이터 자동 재전송을 시뮬레이션한 일실시예 결과도를 나타낸다. 즉, 도 5 및 도 6 은 중계 단말기(30)가 기지국(20)의 부정 응답 메시지(NACK)를 이용하여 추정한 채널 위상 정보를 기반으로 오류가 발생한 데이터의 위상을 회전시켜 해당 데이터를 재전송한 결과를 나타낸다.
이때, 도 5 및 도 6 은 송신 단말기(10)로부터 전송된 메시지를 중계할 수 있는 단말기의 수를 1 내지 10으로 가정하여, 각각의 단말기의 수에 따른 각각의 처리율 및 메시지 손실율 정보를 보여준다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 송신 단말기(10)로부터 전송된 메시지를 중계할 수 있는 단말기의 수가 1 부터 10까지 변화하는 동안 처리율은 약 10 내지 21% 증가하고, 메시지 손실율은 종래 방법(Conventional ARQ)(A)에 비해 획기적으로 줄어들어, 송신 단말기(10)로부터 전송된 메시지를 중계할 수 있는 단말기의 수가 10일 경우에 메시지 손실율이 0.05%에 불과한 것을 알 수 있다.
여기서, 중계 단말기(30)가 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터를 수신할 때의 신호대잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 20 dB로 가정하고, 기지국(20)이 송신 단말기(10)로부터 브로드캐스트된 데이터를 수신할 때의 신호대잡 음비(SNR)를 10dB로 가정하며, 기지국(20)이 중계 단말기(30)로부터 재전송된 데이터를 수신할 때의 신호대잡음비(SNR)를 10 dB로 가정하였다.
또한, 메시지의 크기는 500 Bytes이고, 32 비트 순환 잉여 검사 정보가 사용되었으며, 협동 중계 단말기에서 오류 없이 채널의 위상 정보를 추정한다고 가정하였다.
이와 같이, 무선 랜(LAN : Local Area Network) 등에 현재 사용되고 있는 데이터를 세 번 재전송하는 방법(종래 방법)(A)과 본 발명(Proposed ARQ)(B)을 비교한 결과, 본 발명에 따라 송신 단말기(10)의 주위에 데이터를 수신하여 재전송해 줄 수 있는 중계 단말기(30)가 한 대만 있어도 처리율과 메시지 손실율의 성능이 종래 방법(A)보다 높아지는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 데이터 오류가 발생하지 않은 모든 중계 단말이 기지국(또는 수신 단말)의 부정 응답 메시지(NACK)를 트레이닝 심볼로 이용하여 자신과 기지국 간의 채널 위상을 추정하고 이를 기반으로 데이터의 위상을 회전시켜 기지국(또는 수신 단말)으로 재전송함으로써, 기지국으로 동시에 중계할 수 있는 신호의 논코히런트(non-coherent) 결합 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 한 번의 데이터 재전송으로 재전송 성공 확률을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 한 번의 데이터 재전송으로 재전송 성공 확률을 높임으로써, 여러 번 재전송하는 종래의 방법보다 보다 효율적인 효과가 있다.
또한, 데이터 재전송을 단 한 번만 하고 중계 단말기들이 재전송함으로써, 송신 전력을 중계해주는 단말기의 개수로 나눈 만큼의 전력만을 사용하기 때문에 전체 송신 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 중계 단말기에서의 데이터 자동 재전송 방법에 있어서,
    송신 단말기로부터 브로드캐스트된 송신 데이터에 대한 오류 검사를 통해 오류가 없는 송신데이터를 저장하는 단계;
    기지국으로부터 브로드캐스트된 부정응답 메시지(NACK)를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼로 이용하여 상기 기지국과의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상을 기반으로 상기 저장된 송신데이터의 위상을 회전시켜 상기 기지국으로 재전송하되, 전체 송신전력을 오류가 없는 송신데이터를 수신한 중계 단말기의 수로 나눈 만큼의 전력을 사용하여 재전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 자동 재전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 브로드캐스트된 응답 메시지가 긍정응답 메시지(ACK)인 경우, 상기 저장된 송신데이터를 삭제하는 단계
    를 더 포함하는 데이터 자동 재전송 방법.
  3. 자동 재송 요구를 이용한 데이터 자동 재전송을 위하여, 프로세서를 구비한 중계 단말기에,
    송신 단말기로부터 브로드캐스트된 송신 데이터에 대한 오류 검사를 통해 오류가 없는 송신데이터를 저장하는 기능;
    기지국으로부터 브로드캐스트된 부정응답 메시지(NACK)를 수신하는 기능; 및
    상기 수신한 부정 응답 메시지를 트레이닝 심볼로 이용하여 상기 기지국과의 채널 위상을 추정하고, 추정된 채널 위상을 기반으로 상기 저장된 송신데이터의 위상을 회전시켜 상기 기지국으로 재전송하되, 전체 송신전력을 오류가 없는 송신데이터를 수신한 중계 단말기의 수로 나눈 만큼의 전력을 사용하여 재전송하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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