KR100922952B1 - 이동통신 시스템에서 역방향/순방향 ａｃｋ／ｎａｃｋ 전송방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 역방향/순방향 ａｃｋ／ｎａｃｋ 전송방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDM 기반의 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서 복수 개의 순방향/역방향 레이어(Layer) 데이터 전송에 대한 HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)를 지원하기 위한 이동통신 시스템에서 역방향/순방향 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 복수 개의 레이어를 통한 ACK/NACK 전송 방법에 있어서, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하는 과정과, 상기 첫 번째 레이어인 경우 N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 ACK/NACK을 전송하는 과정 또는, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 ACK/NACK을 전송하는 과정을 포함한다.
Figure R1020070092179
직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM), ACK/NACK, 자원 할당

Description

이동통신 시스템에서 역방향/순방향 ＡＣＫ／ＮＡＣＫ 전송 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING FORWARD/REVERSE ACK/NACK IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 기반의 이동 통신 시스템에서 복수 개의 역방향/순방향 레이어(Layer) 데이터 전송에 대한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 지원하기 위한 역방향/순방향 ACK/NACK 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 HARQ는 패킷 기반의 이동 통신 시스템에서 데이터 전송의 신뢰도 및 데이터 수율(throughput)을 높이는 데 사용되는 중요한 기술 중의 하나이다. 상기 HARQ란, ARQ(Automatic Repeat Request) 기술과 FEC(Forward Error Correction)을 합친 기술을 말한다.
ARQ란, 유무선 데이터 통신 시스템에서 널리 사용되고 있는 기술로써 송신기는 소정의 약속된 방식에 따라 전송되는 데이터 패킷에 일련의 번호를 부여하여 전송 하고, 수신기는 상기 일련 번호를 이용하여 수신된 패킷 중 빠진 번호를 송신기에게 재전송할 것을 요청함으로써 신뢰성 있는 데이터 전송을 달성하는 기술을 말한다.
상기 FEC란, 길쌈 부호화 또는 터보 부호화 등과 같이 전송되는 데이터에 소정 규칙에 따라 리던던트 비트를 추가하여 전송함으로써 데이터 송수신 과정에서 발생하는 잡음(noise)나 페이딩(Fading) 등의 환경에서 발생하는 오류를 극복하여 원래 전송된 데이터를 복조하는 기술을 말한다. 상기 두 기술, 즉, ARQ 및 FEC를 결합한 HARQ를 사용하는 시스템에서는 수신기가 수신된 데이터에 대해 소정의 FEC 역과정을 거쳐 복호된 데이터에 대해 CRC(Cyclic Redundancy Check) 검사를 통해 오류가 있는지 없는지를 판단한다. 만일 상기 CRC 검사 결과 수신된 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 HARQ를 사용하는 시스템에서는 송신기에게 ACK(Acknowledgement)를 피드백함으로써 송신기가 다음 데이터 패킷을 전송하도록 한다. 그러나 상기 CRC 검사 결과, 수신된 데이터에 오류가 있는 경우, 상기 HARQ를 사용하는 시스템에서는 송신기에서 NACK(Non-Acknowledgement)를 피드백함으로써 이전 전송된 패킷을 재전송하도록 한다. 상기 과정에서 수신기는 재전송된 패킷을 이전 전송된 패킷과 컴바이닝함으로써 에너지 이득을 얻고 이를 통해, 상기 컴바이닝 과정이 없는 종래의 ARQ와 비교하여 훨씬 더 개선된 성능을 얻게 된다.
도 1은 일반적인 HARQ의 일례를 보여 주는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 가로축은 시간 축을 나타낸다. 참조 번호 101은 초기 전송을 나타낸다. 도 1에서 데이터 채널은 실제로 데이터가 전송되는 채널을 가리킨 다. 상기 참조 번호 101의 데이터 전송을 수신하는 수신기는 상기 데이터 채널에 대한 복조를 시도한다. 상기 과정에서 상기 데이터 채널에 대한 CRC를 통하여 상기 데이터 전송이 성공적으로 복조되지 않았다고 판단되면 NACK을 송신기에게 피드백한다(참조 번호 102). 상기 참조 번호 102의 NACK을 수신한 데이터 채널 송신기는 상기 참조 번호 101의 초기 전송에 대한 재전송을 수행한다(참조 번호 103). 따라서, 상기 참조 번호 101의 초기 전송 및 참조 번호 103의 재전송에서의 데이터 채널은 동일한 정보를 전송함에 유의해야 한다. 여기서 유의할 점은 동일한 정보를 전송한다 할지라도 서로 다른 리던던시가 될 수 있다는 점이다. 상기에서 동일한 정보를 전송하는 데이터 전송들, 즉, 참조 번호 101, 103, 105 등으로 표현되는 동일한 정보를 전송하는 각 전송을 '서브 패킷'이라 칭하기로 한다. 상기 103의 데이터 전송을 수신한 수신기는 상기 참조 번호 103의 재전송에 대해 상기 참조 번호 101에서 수신한 초기 전송 데이터와 소정의 규칙에 의해 컴바이닝을 수행하고, 상기 컴바이닝된 결과를 통해 데이터 채널의 복조를 시도한다. 상기 과정에서 상기 데이터 채널에 대한 CRC를 통하여 상기 데이터 전송이 성공적으로 복조되지 않았다고 판단되면 NACK을 송신기에게 피드백한다(참조 번호 104). 상기 참조 번호 104의 NACK을 수신한 송신기는 상기 참조 번호 103 의 첫 번째 재전송 시점으로부터 정해진 시간 간격 후에, 두 번째 재전송을 수행한다(참조 번호 105). 따라서, 상기 참조 번호 101의 초기 전송 및 참조 번호 103의 첫 번째 재전송, 그리고, 상기 참조 번호 105의 두 번째 재전송의 데이터 채널은 모두 동일한 정보를 전송하는 것이다. 상기 참조 번호 105의 두 번째 재전송 데이터를 수신하는 수신기는 상기 참조 번호 101의 초기 전송, 참조 번호 103의 첫 번째 재전송, 그리고 참조 번호 105의 세 번째 재전송을 모두 소정의 규칙에 의해 컴바이닝을 수행하고 이에 이용하여 데이터 채널의 복조를 수행한다. 상기 과정에서 상기 데이터 채널에 대한 CRC를 통하여 상기 데이터 전송이 성공적으로 복조되었다고 가정한다. 이 경우, 상기 수신기는 참조 번호 106의 ACK을 송신기에게 피드백한다. 상기 참조 번호 106의 ACK을 수신한 송신기는 다음 데이터 정보에 대한 초기 전송 서브 패킷을 참조 번호 107과 같이 전송한다. 상기에서 참조 번호 107의 초기 전송은 상기 참조 번호 106을 받은 시점에서 즉시 이루어 질 수도 있고, 어느 정도의 시간이 지난 후에 전송될 수도 있는데, 이는 소정의 스케쥴링 결과에 기인한다.
상기와 같이 HARQ를 지원하기 위해서는 수신기에서 ACK/NACK 피드백을 전송해야 하고, 상기 ACK/NACK을 전송하는 채널을 애크채널(ACKnowledgement CHannel, 이하 'ACKCH'라 칭함)이라 한다.
한편, 데이터의 전송률 또는 시스템의 throughput을 높이기 위한 복수 안테나 기술로써 SM(Spatial Multiplexing) 또는 SDMA(Spatial Domain Multiple Access)가 있다. 상기 SM은 송신기가 하나의 수신기에게 복수 개의 데이터 스트림(stream)을 여러 안테나에 걸쳐 전송하는 기술을 말하며, 상기 SDMA란 송신기가 복수 개의 수신기에게 복수 개의 데이터 스트림을 전송하는 기술을 말한다. 상기 SM 및 SDMA 기술을 이하 복수 레이어를 사용하는 기술들이라 칭한다.
상기와 같이 복수 레이어에 대한 데이터 전송을 하고 동시에 상기 각 레이어에 대해서 HARQ를 지원하기 위해서는 효율적인 ACKCH을 고려해야 한다. 그럼 우선 복 수 레이어에 대한 데이터 전송을 하고 동시에 상기 각 레이어에 대해서 HARQ를 지원하는 ACKCH 전송 방법에 대한 종래 기술을 살펴 보도록 한다.
우선, 종래의 OFDMA 시스템에서 한 개의 레이어에 대한 ACKCH에 대한 자원 할당 방법 및 전송 방법을 살펴 보도록 한다.
통상의 순방향 OFDMA 데이터 시스템에서 순방향 데이터 전송에 대한 기본 자원 단위가 정의된다. 상기 기본 자원 단위를 하기에서는 '데이터 자원 채널(Data Resource Channel)'이라 칭하기로 한다. 통상 한 개의 데이터 자원 채널은 시간 영역에서 복수 개의 OFDM 심볼, 그리고 주파수 영역에서 복수 개의 서브 캐리어에 대해 정의된다. 예를 들어 8 개의 OFDM 심볼 및 16 개의 서브 캐리어들을 묶여져 하나의 데이터 자원 채널이 구성된다. 예를 들어 어떤 시스템에 주파수 영역에서 가용한 서브 캐리어의 수가 480 개라고 할 때, 상기 시스템에는 30개의 데이터 자원 채널이 있다고 하면, 역방향 ACK/NACK 비트 전송은 최대 30 비트가 된다. 즉, 순방향 데이터 자원 채널에 대해 각각 한 비트의 역방향 ACK/NACK 피드백이 전송될 수 있어야 하기 때문이다. 순방향 데이터 자원 채널의 개수와 같은 역방향 ACK/NACK 응답 전송이 가능하도록 확보하는 것이다. 그럼 상기의 상세 예를 통해 종래 기술에서 상기 역방향 ACK/NACK 전송에 대한 자원 할당을 어떻게 하고 구체적으로 ACK/NACK 전송이 어떻게 이루어지는 지를 살펴 보도록 한다.
도 2는 종래의 한 단말이 수신하는 순방향 데이터 전송에 대해 역방향으로 ACK/NACK 응답을 전송하는 송신기 구조를 나타내는 도면이다.
송신기는 제1 제로 삽입(first Zero Insertion)기(202), DFT(Discrete Fourier Transform)(203), 서브 캐리어 매퍼(204), 제2 제로 삽입(second Zero Insertion)기(205), IFFT(206), 병/직렬 변환기(parrallel to serial)(207), CP 추가기(Cyclic Prefix adder)(208), 제어기(210)를 포함한다.
상기 도 2를 참조하면, 참조 번호 201은 ACK/NACK을 나타낸다. 이는 수신한 순방향 데이터의 복조가 성공적인지 아니면 실패해서 재전송을 요구하는 지에 따라 그 값이 결정된다. 상기 ACK/NACK은 상기 DFT(203)의 16 point DFT로 입력되는데 상기 DFT 입력(input) 중에서 상기 단말이 순방향에서 데이터를 수신한 자원 채널에 해당하는 위치만을 매핑하고 나머지는 제1 제로 삽입기(202)에 '0'을 입력시킨다. 예를 들어, 상기 단말이 순방향에서 수신한 데이터가 자원 채널 '0'을 통해 전송되는 경우, 상기 자원 채널 0번과 상기 16 point DFT의 0번째 입력이 미리 매핑(mapping)되어 있는 경우, 상기 단말은 0 번째 DFT 입력만을 사용하여 상기 ACK/NACK을 전송하게 되고 상기 16 point DFT(203)의 나머지 입력 값들은 '0'으로 채우게 된다. 상기와 같은 과정은 제어기(210)에 의해 제어된다. 상기 16 point DFT(203)의 출력은 상기 서브 캐리어 매퍼(subcarrier mapper)(204)에 입력되어 서브 캐리어(sub-carrier) 매핑 과정을 거치게 되는데, 이는 상기 예의 480 개의 서브 캐리어 들 중에서 소정의 미리 약속되어진 위치로 매핑되게 된다. 상기 OFDM 시스템이 512 size FFT(Fast Fourier Transform)를 취한다고 가정했을 때, 상기 서브 캐리어 매퍼(204)의 출력값을 제외한 나머지 값에 해당하는 서브 캐리어 위치들은 제2 제로 삽입기(205)에서 '0'으로 채워지고, 이는 IFFT(206), 병/직렬 변환기(207), CP 추가기(Cyclic Prefix Adder)(208) 등의 일반적인 OFDM 심볼 구성의 절차를 거쳐 송신된다.
도 3은 상기 도 2에서 서브 캐리어 매퍼에서의 서브 캐리어 매핑 과정과 종래 기술에서 순방향 자원 채널과 역방향 ACK/NACK 전송에 대한 매핑 관계를 보다 상세히 설명하는 도면이다.
상기 도 2에서 DFT(203)의 16 point DFT의 출력은 16 point의 값을 가지게 되고 상기 값들은 상기 도 3에서 참조 번호 310으로 표시된 부분에 전송되게 된다. 상기 도 3에서 가로 축은 시간 축을 나타내고, 하나의 격자는 하나의 OFDM 심볼 구간을 나타낸다. 또한 세로 축은 주파수 축을 나타내고, 하나의 격자는 하나의 서브 캐리어를 나타낸다. 상기 도 3은 종래의 OFDM 시스템에서 하나의 타일(tile)이라 불리우며 이는 역방향 전송의 기본 자원 할당 단위가 된다. 상기 도 3에서 참조 번호 310으로 표시된 부분은 16 개의 격자로 구성되어 있다. 즉, 8 개의 연속된 서브 캐리어가 두 OFDM 심볼에 걸쳐 있다. 따라서, 16 point DFT의 출력이 전송될 수 있는 구조를 가지고 있는 것이다. 종래 기술에서 순방향 자원 채널과 상기 DFT의 입력 간에 일대 일 매핑 관계를 가진다. 즉, 순방향 자원 채널 0 ~ 7은 상기 DFT 입력 0 ~ 7까지 매핑되고, 이들은 상기 참조 번호 310으로 표시된 부분에 실리게 된다. 같은 방법으로 순방향 자원 채널 8 ~ 15은 상기 DFT 입력 0 ~ 7까지 매핑되고, 이들은 320으로 표시된 부분에 실리게 된다. 같은 방법으로 순방향 자원 채널 16 ~ 23은 상기 DFT 입력 0 ~ 7 까지 매핑되고, 이들은 330으로 표시된 부분에 실리게 된다. 같은 방법으로 순방향 자원 채널 24 ~ 31은 상기 DFT 입력 0 ~ 7까지 매핑되고, 이들은 상기 340으로 표시된 부분에 실리게 된다. 상기와 같이 도 3에서 보이 는 하나의 타일에서 절반에 해당하는 부분들이 역방향 ACK/NACK 전송으로 사용되며, 상기에서 각 참조 번호 310, 320, 330, 340으로 표시된 부분을 통상 서브 타일(sub-tile)이라 부른다. 또한, 상기 도 3과 동일한 구조를 가지는 타일들이 추가로 3 개가 더 사용되게 되어 총 4 개의 도 3과 같은 구조를 갖는 타일들이 역방향 ACK/NACK 전송에 사용되고 상기 4 개의 타일들은 단순 반복되는 구조를 가지며 상기 4 개의 타일들은 서로 인접하지 않고 떨어져 있는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 4 번 반복하는 이유는 다이버시티 효과를 통해 상기 ACK/NACK 전송에 대한 수신 신뢰도를 높이기 위함이다. 요약하면 역방향 ACK/NACK 전송을 위해 총 16 개의 서브 타일이 사용되고 이는 총 30 개의 역방향 타일들 중에서 2 개의 타일에 해당하는 자원이 역방향 ACK/NACK 전송에 사용되는 것이다. 상기에서 DFT 8 ~ 15 까지의 입력들이 사용되지 않는 이유는 상기 입력들은 기지국 수신기에서 상기 타일에 대한 간섭(interference) 측정용으로 사용하기 위함이다. 상기에서 설명한 바와 같이 하나의 ACK/NACK 비트는 4 개의 서브 타일에 걸쳐서 전송되는데, 상기 4 개의 서브 타일들은 서로 다른 간섭을 겪게 된다. 따라서, 수신기에서는 상기 4 개의 서브 타일에 걸쳐 4 회 반복되어 수신되는 하나의 ACK/NACK 비트를 복조하는 과정에서 각 서브 타일 별로 간섭량을 측정하고, 상기 간섭량에 따라 상기 4 회 반복된 ACK/NACK을 컴바이닝하는 과정에서 가충치를 달리함으로써 수신 성능을 향상시키기 위함이다.
한편, 종래 기술에서 순방향에서 복수 개의 레이어가 데이터 전송에 사용되는 경우, 역방향 ACK/NACK 전송에 대한 자원 할당 및 그 전송 방법은 상기 도 2 및 도 3을 통해서 설명한 방법을 레이어의 수 만큼 확장하는 것이다. 예를 들어 순 방향에서 2 개의 레이어가 사용되는 경우, 역방향에서 ACK/NACK 전송에 총 16 개의 서브 타일들이 사용되며, 순방향에서 4 개의 레이어가 사용되는 경우, 역방향에서 ACK/NACK 전송에 총 32 개의 서브 타일들이 사용된다. 이는 각각 4 개 및 8 개의 타일들이 역방향 ACK/NACK 전송으로 사용된다는 말과 동일한 효과를 가지고, 이는 13.3% 및 26.7%의 자원이 ACK/NACK 전송에만 사용되어 과다한 자원이 ACK/NACK 전송에 사용되는 문제점이 있다.
한편, 복수 레이어에 대한 데이터 전송을 하고 동시에 상기 각 레이어에 대해서 HARQ를 지원하기 위해서는 효율적인 ACKCH을 고안해야 한다. 하기에서는 역방향에서 복수 레이어에 대한 데이터 전송을 하고 동시에 상기 각 레이어에 대해서 HARQ를 지원하는 순방향 ACKCH 전송 방법에 대한 종래 기술을 살펴 보도록 한다.
우선, 종래의 역방향 OFDMA 시스템에서 한 개의 레이어에 대한 순방향 ACKCH에 대한 자원 할당 방법 및 전송 방법을 살펴보기로 한다. 통상의 역방향 OFDMA 시스템에서 역방향 데이터 전송에 대한 기본 자원 단위가 정의된다. 상기 기본 자원 단위를 앞으로 '데이터 자원 채널(Data Resource Channel)'이라 칭하기로 한다. 통상 한 개의 데이터 자원 채널은 시간 영역에서 복수 개의 OFDM 심볼, 그리고 주파수 영역에서 복수 개의 서브 캐리어에 대해 정의된다. 예를 들어 8 개의 OFDM 심볼 및 16 개의 서브 캐리어들을 묶여져 하나의 데이터 자원 채널이 구성된다. 예를 들어 어떤 시스템에 주파수 영역에서 가용한 서브 캐리어의 수가 480 개라고 할 때, 상기 시스템에는 30개의 데이터 자원 채널이 있다고 하면 순방향 ACK/NACK 비트 전송 은 최대 30비트가 된다. 즉, 역방향 데이터 자원 채널에 대해 각각 한 비트의 역방향 ACK/NACK 피드백이 전송될 수 있어야 하기 때문이다.
역방향 데이터 자원 채널의 개수와 같은 순방향 ACK/NACK 응답 전송이 가능하도록 확보하는 것이다. 그럼 상기의 상세 예를 통해 종래 기술에서 상기 순방향 ACK/NACK 전송에 대한 자원 할당을 어떻게 하고 구체적으로 ACK/NACK 전송이 어떻게 이루어지는 지를 살펴보도록 한다.
도 4는 종래 기술에서 복수 개의 단말이 송신하는 역방향 데이터 전송에 대해 순방향으로 ACK/NACK 응답을 전송하는 송신기 구조를 나타내는 도면이다.
송신기는 3번 반복(3-time repetition)기(402), 인터리버(interleaver)(403), 서브 캐리어 매퍼(404), 멀티 플렉서(multiplexer)(405), IFFT(406), 병/직렬 변환기(parrallel to serial)(407), CP 추가기(Cyclic Prefix adder)(408)를 포함한다.
상기 도 4를 참조하면, 참조 번호 401은 ACK/NACK 비트열을 나타낸다. 즉, 하나의 ACK/NACK 비트는 하나의 단말에게 전송되는 것이다. 상기 ACK/NACK 값들은 각 단말들로부터 수신한 역방향 데이터의 복조가 성공적인지 아니면 실패해서 재전송을 요구하는 지에 따라 그 값이 결정된다. 상기 3번 반복기(402)는 상기 ACK/NACK을 3회 반복한다. 역방향 자원 채널이 30 개가 있다고 가정하므로, 상기 3번 반복기(402)의 출력은 90 비트가 된다. 상기 인터리버(403)는 상기 90 비트를 소정의 인터리빙한 후 상기 서브 캐리어 매퍼(404)로 출력한다. 상기 서브 캐리어 매퍼(404)는 서브 캐리어 매핑 과정을 수행하게 되는데, 이는 상기 예의 480 개의 서브 캐리어들 중에서 소정의 미리 약속되어진 시간 및 주파수 영역에서의 위치로 매 핑한다. 즉, 상기 90 개의 비트들이 여러 서브 캐리어들과 여러 OFDM 심볼들에 걸쳐서 전송되어지는 것이다. 통상 상기 매핑 과정은 시간 및 주파수 영역에서 흩어 뿌려지도록 되어지는데, 이는 다이버시티 효과를 최대한 얻기 위함이다.
상기 멀티 플렉서(405)는 상기 서브 캐리어 매퍼(404)의 출력을 멀티플렉싱(Multiplexing)한다. 즉, 상기 멀티 플렉서(405)는 다른 채널들(other channels), 예를 들면, 순방향 데이터 채널과 멀티 플렉싱(Multplexing)한다. 상기 멀티플렉서(405)의 출력은 IFFT(406), 병/직렬 변환기(407), CP 추가기(408) 등의 일반적인 OFDM 심볼 구성의 절차를 거쳐 송신된다.
한편, 종래 기술에서 역방향에서 복수 개의 레이어가 데이터 전송에 사용되는 경우, 순방향 ACK/NACK 전송에 대한 자원 할당 및 그 전송 방법은 상기 도 4를 통해서 설명한 방법을 레이어의 수만큼 확장하는 방법을 사용한다. 즉, 상기 도 4에서 입력 ACK/NACK 비트열은 역방향 자원 채널의 수 x 레이어 수가 된다. 예를 들어 역방향에서 2 개의 레이어가 사용되는 경우, 순방향에서 ACK/NACK 비트열은 그 크기가 총 30 x 2 인 60 이 되고, 역방향에서 4 개의 레이어가 사용되는 경우, 순방향에서 ACK/NACK 비트열은 그 크기가 총 30 x 4 인 120 이 된다.
상기 비트열은 상기와 같이 3회 반복되며 나머지 과정은 도 4에서와 동일하다. 상기와 같은 방법은 역방향에서 복수 개의 레이어 전송이 지원된다고 하더라도 실제로 복수 개의 레이어가 사용되는 자원 채널의 수는 제한적인데 반해 그 레이어 수만큼 순방향 자원을 배수로 사용함으로써 순방향 자원이 낭비되는 문제가 있다.
본 발명은 이동통신 시스템의 순방향에서 복수 레이어에 대해 데이터를 전송하고 동시에 상기 각 레이어에 대해서 HARQ를 지원하기 위해서 효율적인 ACK/NACK을 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템에서 레이어별로 동일한 전송 방식을 취하되, 역방향 자원 할당량을 레이어별로 달리하여 역방향 ACK/NACK 자원 할당 및 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템의 역방향 ACK/NACK 전송시 수신 성능을 향상시키는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템의 순방향 ACK/NACK 전송 시, 수신 성능을 향상시키는 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템의 순방향 ACK/NACK 전송 시, 반복 회수를 레이어별로 달리하여 순방향 ACK/NACK 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 복수 개의 레이어를 통한 ACK/NACK 전송 방법에 있어서, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하 는 과정과, 상기 첫 번째 레이어인 경우 N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 ACK/NACK을 전송하고, 또는, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 ACK/NACK을 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 복수 개의 레이어를 통한 ACK/NACK 전송 방법에 있어서, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하는 과정과, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, 상기 상위 레이어들은 상기 첫 번째 레이어와 반복 회수를 서로 다르도록 하여 ACK/NACK을 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 복수 개의 레이어를 통한 ACK/NACK 전송 장치에 있어서, 첫 번째 순방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 순방향 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하고, 상기 첫 번째 레이어인 경우 N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 ACK/NACK을 전송하도록 제어하고, 또는 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 ACK/NACK을 전송하도록 제어하는 제어기와, 상기 ACK/NACK을 전송하기 위한 자원을 매핑하는 서브 캐리어 매퍼를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 복수 개의 레이어를 통한 ACK/NACK 전송 장치에 있어서, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하고, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, 상기 상위 레이어들에 상기 첫 번째 레이어와 반복 회수를 서로 다르도록 설정하는 제어기와, 상기 설정된 반복 회수 만큼 반복하는 반복기를 포함한다.
본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, OFDM 기반의 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서 복수 개의 순방향 레이어(Layer) 데이터 전송에 대한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)를 지원하는 시스템에서 역방향 ACK/NACK 전송을 위해 할당되는 자원이 절약되고 이를 통해 역방향 데이터 수율(throughput)이 향상될 수 있다.
또한 본 발명은 역방향에서 복수 레이어에 대해 데이터 전송이 이루어지고, 각 레이어에 대해 HARQ가 지원되는 시스템에서 순방향 ACKCH 자원 할당 및 전송 방법은 레이어 별로 동일한 전송 방식을 취하되 ACK/NACK 비트들에 대한 반복 회수를 레이어 별로 달리함으로써 할당되는 자원이 절약되고 이를 통해 역방향 데이터 수율(throughput)이 향상될 수 있다.
또한 본 발명은 역방향에서 복수 레이어에 대해 데이터 전송이 이루어지고, 각 레이어에 대해 HARQ가 지원되는 시스템에서 순방향 ACKCH 전송 방법을 레이어 별로 달리함으로써 할당되는 자원이 절약되고 이를 통해 역방향 데이터 수율(throughput)이 향상될 수 있다.
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 발명의 실시 예에서는 순방향에서 복수 레이어에 대해 데이터 전송이 이루어지고, 각 레이어에 대해 HARQ가 지원되는 시스템에서 첫 번째 레이어인 경우, N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 역방향 ACK/NACK을 전송하고, 또는 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 역방향 ACK/NACK을 전송한다.
또한 본 발명의 다른 실시 예에서는 역방향에서 복수 레이어에 대해 데이터 전송이 이루어지고, 각 레이어에 대해 HARQ가 지원되는 시스템에서 레이어 별로 반복 회수를 달리하여 순방향 ACK/NACK을 전송한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 대한 수신 성능 향상을 위해 수신기에서의 간섭량 측정 방법을 제안한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 레이어별 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 할당 방식을 도시한 도면이다.
도 5a에 도시한 도면은 첫 번째 레이어에 대한 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 할당 방식을 도시하고 있으며, 도 5b에 도시한 도면은 보다 상위 레이어들에 대한 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 할당 방식을 도시한 것이다.
첫 번째 레이어에는 종래 기술과 동일한 방법을 이용한다. 즉, 16 point DFT 입력 중에서 8 개만이 매핑되고, 나머지 레이어들에는 16 개의 16 point DFT 입력들이 모두 ACK/NACK 전송에 매핑된다. 상기와 같이 상위 레이어에서 보다 많은 DFT 입력들을 ACK/NACK 전송으로 매핑할 수 있는 이유는 순방향 데이터 전송이 복수 개의 레이어를 지원하는 시스템이라고 하더라도, 복수 개의 레이어가 사용되는 자원들은 평균적으로 그리 많지 않기 때문이다. 이는 상기 복수 개의 레이어를 통해 데이터를 전송함으로써 실제로 이득을 얻기 위해서는 여러 가지 조건을 만족시켜야 하기 때문이다. 예를 들면, 채널 환경이 아주 좋은 두 단말을 동시에 하나의 자원 채널에 할당하는 경우, 한 단말만 할당하는 것에 비해 보다 높은 throughput을 얻을 수 있다. 그러나 채널 환경이 좋지 않은 두 단말을 동시에 하나의 자원에 할당 하는 경우, 오히려 하나의 단말만 할당하는 것에 비해 그 성능이 저하될 수도 있다. 2 개의 레이어가 사용될 때, 상기 본 발명에서 제안하는 방법을 사용할 경우, 첫 번째 레이어에 대해 2 개 타일, 두 번째 레이어에 대해 1 개 타일이 사용되어 총 3 개의 타일이 ACK/NACK 전송에 사용된다. 이는 종래 기술이 4 개를 사용하는 것에 비해 1 개의 타일에 해당하는 자원 절약 효과가 있다. 만일, 4 개의 레이어가 사용될 때, 본 발명에서 제안하는 방법을 사용할 경우, 첫 번째 레이어에 대해 2 개 타일, 두 번째 ~ 네 번째 레이어에 대해 1 개 타일이 사용되어 총 5 개의 타일이 ACK/NACK 전송에 사용된다. 이는 종래 기술이 8 개를 사용하는 것에 비해 3 개 타일에 해당하는 자원 절약 효과가 있다.
한편, 상기 도 5a 및 도 5b에서는 상위 레이어에 대해 모두 동일한 숫자의 DFT 입력들이 ACK/NACK 전송에 매핑되었지만, 이를 변형하여, 첫 번째 레이어에는 8 개, 두 번째 레이어에는 12 개, 세 번째 레이어에는 16 개, 네 번째 레이어에는 20 개와 같은 변형도 가능하다. 즉, 상위 레이어에 대해서는 모두 많은 DFT 입력들을 ACK/NACK 전송에 매핑하도록 한다는 원칙을 가지고 다양한 변형이 가능함에 유의해야 한다.
상기 본 발명에서 제안하는 방법을 살펴보면, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송을 위해서는 4 개의 서브 타일들이 사용되는 반면, 두 번째 레이어에 대해서는 ACK/NACK 전송을 위해 2 개의 서브 타일들이 사용됨을 알 수 있다. 이를 단순 확장하여 첫 번째 레이어는 종래 기술과 동일하게 사용하고, 두 번째 레이어에 대해서는 두 개의 타일을 할당하게 되면, 상기 두 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송은 두 개의 타일에 걸쳐 전송되게 되고 이는 다이버시티 효과가 떨어져 성능 열화가 발생할 수 있다. 도 6을 통해 상기 문제점을 살펴 보기로 한다. 상기 도 6을 참조하면, 하나의 격자는 하나의 서브 타일을 가리킨다. 즉, 하나의 격자는 시간 축에서 두 개의 인접한 OFDM 심볼, 주파수 축에서 8 개의 인접한 서브 캐리어들로 구성된다. 도 6에서 첫 번째 레이어에 대한 서브 타일들은 살펴 보면, 이는 종래 기술에서와 동일하다. 격자 안의 숫자는 복수 개의 특정 ACK/NACK이 실리는 편의상 서브 타일 인덱스라 칭하기로 하면, 상기 서브 타일 인덱스는 소정의 복수 개의 ACK/NACK 비트들은 전송하는 데 사용된다. 즉, 서브 타일 인덱스 0은 첫 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 0 ~ 7번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이고, 서브 타일 인덱스 1은 첫 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 8 ~ 15번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이고, 서브 타일 인덱스 2는 첫 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 16 ~ 23번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이고, 서브 타일 인덱스 3은 첫 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 24 ~ 31번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이고, 서브 타일 인덱스 4는 두 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 0 ~ 15번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이고, 서브 타일 인덱스 5는 두 번째 레이어 중 순방향 자원 채널 16 ~ 31번까지에 대한 ACK/NACK 전송에 사용되는 서브 타일이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 배치 방법을 도시한 도면이다.
도 6을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따라 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송을 위한 서브 타일들 0 ~ 3은 종래 기술에서와 동일하게 배치하고, 두 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송을 위한 서브 타일들 4 ~ 5는 추가로 두 타일을 이용해 반복하는 방식으로 배치한다.
상기 도 6과 같이 하는 경우, 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK은 주파수 축에서 4 개의 타일에 걸쳐 떨어져 있음으로써 다이버시티 효과를 충분히 얻을 수 있는 반면, 두 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송은 두 개의 타일에만 걸쳐 떨어져 있음으로써 주파수 다이버시티 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 복수 개의 레이어에 대해 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원이 할당되는 경우, 각 레이어에 대한 ACK/NACK 자원이 매핑되는 방법을 다음과 같이 제안한다. 시간 축 상에서 네 개의 서브 타일들이 사용된다는 사실은 변하지 않는다고 가정한다.
1) 서브 타일 인덱스들을 차례로 적은 후 4 번 반복되는 시퀀스를 구성한다.
두 개의 레이어가 사용되는 경우, 본 발명에 따라, 6 개의 서브 타일들이 사용되므로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5 이 된다.
2) 상기 서브 타일 인덱스 들은 4개 단위로 잘라서 각 열을 구성하도록 한다.
상기 두 개의 레이어가 사용되는 예에서 각 열 별로 상기 시퀀스들을 적으면 다음과 같다.
0, 1, 2, 3,
4, 5, 0, 1,
2, 3, 4, 5,
0, 1, 2, 3,
4, 5, 0, 1,
2, 3, 4, 5
3) 상기 각 열을 미리 정해진 복수 개의(6 개의) 타일들에 각각 전송하도록 한다. 상기와 같은 방법을 통해 하나의 서브 타일 인덱스가 충분히 주파수 영역에서 떨어짐으로써 주파수 다이버시티 효과가 얻어질 수 있게 된다.
4) 한 서브 타일이 시간 축상에서 동일한 위치에 오는 것이 반복되는 것을 피하기 위해 각 열별로 랜덤 치환(permutation) 이나 옵셋(offset)이 적용될 수 있다.
도 7은 상기 규칙에 따라 두 개의 레이어에 대한 ACK/NACK 전송을 위해 상이한 서브 타일들을 배치한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면 모든 레이어에 대한 ACK/NACK 전송이 시간 및 주파수 영역에서 최대한 다이버시티를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
한편, 지금까지 복수 개의 레이어에 대해 동일한 ACK/NACK 전송 방식을 사용하면서 레이어 별로 자원 할당량을 달리하는 ACK/NACK 자원 할당 방법을 설명하였다. 다음은, 또 다른 실시 예로써 복수 개의 레이어에 대해 ACK/NACK 전송 방식을 달리 하는 방법을 소개한다. 즉, 또 다른 실시 예에서는 첫 번째 레이어에 대해서는 종래 기술과 동일한 방법을 사용하고, 상위 레이어에 대해서는 CDMA 전송 방식을 취한다. 즉, 또 다른 실시 예에서는 각 단말 별로 고유의 코드를 가지고서 전송해야할 ACK/NACK을 상기 고유의 코드를 통해 확산한 후, CDMA 전송이 이루어지기로 미리 정해진 시간 및 주파수 영역을 통해 상기 상위 레이어에 대한 ACK/NACK 전송을 하도록 한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 상위 레이어에 대한 ACK/NACK 전송하는 송신기 구조를 나타낸 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 참조 번호 801은 ACK/NACK을 가리킨다. 이는 수신한 순방향 데이터의 복조가 성공적인지 아니면 실패해서 재전송을 요구하는지에 따라 그 값이 결정된다. 상기 ACK/NACK(801)은 반복 및 확산기(802)에 입력된다. 상기 반복 및 확산기(802)는 소정의 반복 및 확산 과정을 거치게 된다. 이때, 상기 확산 코드는 단말 고유의 소정의 확산 코드이다. 또한, 상기 확산 코드는 레이어 별로 다른 확산 코드가 되는 것을 특징으로 한다. 즉, 확산 코드 생성시 레이어 인덱스 정보를 함께 이용하는 것이다. 또한, 상기 확산 코드는 순방향 자원 채널 인덱스 정보도 이용되어 자원 채널 별로 다른 확산 코드로 확산하는 것을 특징으로 한다. 상기 반복 및 확산기(802)의 출력은 서브 캐리어 매퍼(803)로 입력된다. 상기 서브 캐리어 매퍼(803)는 서브 캐리어 매핑 과정을 거치게 되는데, 이는 상기 예의 480 개의 서브 캐리어 들 중에서 소정의 미리 약속 되어진 위치로 매핑되게 된다. 상기 OFDM 시스템이 512 size FFT를 취한다고 가정했을 때, 상기 서브 캐리어 매퍼(803)의 출 력 값을 제외한 나머지 값에 해당하는 서브 캐리어 위치들은 제로 삽입기(804)에서 '0'으로 채워지고 이는 IFFT(805), 병/직렬 변환기(806), CP 추가기(807) 등의 일반적인 OFDM 심볼 구성의 절차를 거쳐 송신된다.
도 9는 즉, 복수 개의 레이어별로 동일한 ACK/NACK 전송 방법을 취하되 역방향 자원 할당량을 레이어 별로 달리하여 역방향 ACK/NACK을 전송하는 기지국 수신기에서 서브 타일별 간섭량 측정 방법을 나타내는 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 기지국은 901 단계에서 매 정해진 시간 구간마다 복수 개의 레이어 및 자원 채널들에 대해 소정의 자원 할당하고 자원 할당 정보를 저장한다. 상기 자원 할당에 대한 실제 순방향 데이터를 전송한 후, 903 단계에서 상기 데이터 전송에 대한 역방향 ACK/NACK 응답에 대한 복조 과정에서 상기 ACK/NACK 복조가 첫 번째 레이어에 대한 것인지를 판단한다.
만일 상기 ACK/NACK 복조가 첫 번째 레이어에 대한 것인 경우, 905 단계에서 사용하지 않기로 미리 정해져 있는 DFT 입력 인덱스 들에 대해 간섭량을 측정하고 이를 복수 개의 서브 타일들에 걸쳐 수신되는 ACK/NACK 비트들에 대한 컴바이닝에 있어 가중치로 활용한다. 즉, 상기의 예를 참조하면, DFT input 8 ~ 15는 첫 번째 레이어에 사용되지 않으므로 이들을 이용해서 각 서브 타일들에 대한 간섭량을 측정한다.
그러나 상기 ACK/NACK 복조가 첫 번째 레이어에 대한 것이 아니고 상위 레이어에 대한 것인 경우, 기지국은 907 단계로 진행하여 상기 901 단계에서 저장했던 자원 할당 정보를 참조하여 상위 레이어에 대해 할당하지 않았던 자원 채널에 상응하 는 DFT 입력 인덱스들에 대해 간섭량을 측정하고 이를 복수 개의 서브 타일들에 걸쳐 수신되는 ACK/NACK 비트들에 대한 컴바이닝에 있어 가중치로 활용한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 순방향 ACK/NACK 전송 송신기를 보여 주는 도면이다.
상기 송신기는 N 회 반복기(1002), 인터리버(1003), 서브 캐리어 매퍼(1004), 멀티 플렉서(1005), IFFT(1006), 병/직렬 변환기(1007), CP 추가기(1008)로 구성된다.
상기 도 10을 참조하면, 참조 번호 1001은 ACK/NACK 비트열을 나타내며, 상기 비트열은 복수 개의 역방향 레이어의 각 자원 채널에 대한 각 ACK/NACK 비트들이 된다. 상기 ACK/NACK 값들은 각 단말들로부터 수신한 역방향 데이터의 복조가 성공적인지 아니면 실패해서 재전송을 요구하는 지에 따라 그 값이 결정된다.
상기 N 회 반복기(1002)는 상기 ACK/NACK 비트열(1001)을 N 회 반복한다. 상기 반복 과정에 있어 상기 제어기(1010)는 상기 반복 회수를 제어한다. 본 발명의 실시 예에서 제안하는 방법은 레이어 별로 상기 반복 회수를 달리하는 것이다. 예를 들면, 첫 번째 레이어에 대해서는 3 번 반복하고, 상위 레이어에 대해서는 반복 회수를 2 회로 하는 것이다. 통상적으로 반복 회수를 작게 하면 다이버시티 이득이 떨어져서 성능 저하가 발생한다. 다시 말해 보다 높은 송신 전력을 사용해야 동일한 수신 성능을 얻을 수 있음을 의미한다. 그럼에도 불구하고 상기와 같이 상위 레이어에 대해서 반복 회수를 작게 하는 이유는 상기 복수 개의 레이어에 대한 역방향 데이터 전송이 그리 빈번하지 않을 것이라는 사실에 기인한다. 따라서, 기본 레 이어인 첫 번째 레이어에 대해서는 반복 회수를 충분히 보장해서 송신 전력을 절약하도록 하고, 빈번히 발생하지 않는 상위 레이어에 대한 전송은 송신 전력을 다소 많이 사용하더라도 순방향 자원을 절약하는 방식을 취하는 것이 셀룰러(Cellular) 시스템과 같은 자원이 제한된(limited) 시스템에서는 보다 효과적이기 때문이다.
상기 인터리버(1003)는 상기와 같이 레이어 별로 반복 회수가 달리 반복된 비트열을 소정의 인터리빙(303) 과정을 거쳐 출력한다. 상기 서브 캐리어 매퍼(1004)는 상기 인터리버(1003)의 출력을 서브 캐리어(Sub-Carrier) 매핑한다. 통상 상기 매핑 과정은 시간 및 주파수 영역에서 흩어 뿌려지도록 되어지는데, 이는 다이버시티 효과를 최대한 얻기 위함이다. 상기 멀티 플렉서(1005)는 상기 서브 캐리어 매퍼(1004)의 출력을 305에서 다른 채널들, 예를 들면, 순방향 데이터 채널 등과 멀티플렉싱(Multplexing)하고, 상기 멀티플렉서(1005)의 출력은 IFFT(1006), 병/직렬 변환기(1007), CP 추가기(1008) 등의 일반적인 OFDM 심볼 구성의 절차를 거쳐 송신된다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기 구조도를 나타내는 도면이다.
상기 수신기는 CP 제거기(1101), 직/병렬 변환기(1102), FFT(1103), ACKCH 심볼 추출기(1104), N 회 컴바이너(1105), 제어기(1110)로 구성된다.
상기 도 4를 참조하면, CP 제거기(1101), 직/병렬 변환기(1102), FFT(1103)는 통상의 OFDM 수신기에서 CP 제거, 직/병렬 변환, FFT의 동작을 수행하는 블록들이다. 상기 FFT(1103)의 출력은 ACKCH 심볼 추출기(1104)에 입력된다. 상기 ACKCH 심볼 추출기(1104)는 소정의 절차에 걸쳐 ACKCH이 전송되는 심볼들을 추출한다. 상기 ACKCH 심볼 추출기(1104)는 송신기의 서브 캐리어 매퍼(1004)의 역과정을 수행한다. 상기와 같이 추출된 심볼들은 N 회 컴바이너(1105)로 입력된다. 상기 N 회 컴바이너(1105)는 N 회 컴바이닝을 수행한다. 상기 N 회 컴바이너(1105)는 상기 제어기(1110)에 의해 제어되는 데 상기 제어기(1110)는 상기 상기 N 회 컴바이너(1105)가 레이어 별로 이에 상응하는 반복 회수와 동일하게 컴바이닝을 수행하도록 제어한다. 상기 상기 N 회 컴바이너(1105)의 출력이 최종 ACK/NACK 비트가 된다.
도 12는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송을 위한 첫 번째 방법을 도시한 흐름도이다.
기지국은 1201 단계에서 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단한다. 만약, 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인 경우 기지국은 1203 단계에서 ACK/NACK 비트를 종래 기술과 동일하게 3회 반복해서 전송한다. 즉, ACK/NACK 비트를 미리 결정된 N 회 만큼 반복하여 전송한다. 그러나 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송이 아닌 경우, 즉 상위 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인 경우, 기지국은 1205 단계에서 ACK/NACK 비트를 상기 미리 결정된 N회 보다 작은 회수 만큼 반복하여 전송한다.
도 13은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송을 위한 두 번째 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 두 번째 방법은, 복수 개의 레이어에 대해 ACK/NACK 전송 방식을 달리하는 방법이다.
기지국은 1301 단계에서 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판 단한다. 만약, 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인 경우 기지국은 1302 단계에서 종래 기술과 동일하게 3회 반복해서 ACK/NACK 비트를 전송한다. 즉, ACK/NACK 비트를 미리 결정된 N 회 만큼 반복하여 전송한다. 그러나 첫 번째 역방향 레이어에 대한 ACK/NACK 전송이 아닌 경우, 즉, 상위 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인 경우 기지국은 1303 단계에서 유니터리 프리코딩(Unitary precoding) 방식으로 ACK/NACK 비트를 전송한다. 상기 유니터리 프리코딩 방식을 취하는 ACK/NACK 송수신기 구조 및 동작에 대한 설명은 당업자라면 자명한 사실이므로 생략하기로 한다.
상기와 같이 기본 레이어인 첫 번째 레이어에 대해서는 3회 반복시켜 전송하여 송신 전력을 절약하도록 하고, 빈번히 발생하지 않는 상위 레이어에 대한 전송은 송신 전력을 다소 많이 사용하더라도 순방향 자원을 절약할 수 있는 Unitary precoding 방식을 취함으로써 보다 효율적인 순방향 자원 활용을 기대할 수 있다.
본 발명은 OFDM 기반의 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서 복수 개의 역방향 레이어(Layer) 데이터 전송에 대한 HARQ를 지원하는 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송을 위해 할당되는 자원이 절약되고 이를 통해 순방향 데이터 수율(throughput) 이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 일반적인 HARQ의 일례를 보여 주는 도면,
도 2는 종래의 한 단말이 수신하는 순방향 데이터 전송에 대해 역방향으로 ACK/NACK 응답을 전송하는 송신기 구조도,
도 3은 도 2에서 서브 캐리어 매퍼에서의 서브 캐리어 매핑 과정과 순방향 자원 채널과 역방향 ACK/NACK 전송에 대한 매핑 관계를 보다 상세히 설명하는 도면,
도 4는 종래 기술에서 복수 개의 단말이 송신하는 역방향 데이터 전송에 대해 순방향으로 ACK/NACK 응답을 전송하는 송신기 구조를 나타내는 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 레이어별 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 할당 방식을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 역방향 ACK/NACK 전송을 위한 자원 배치 방법을 도시한 도면,
도 7은 도 6에서 설명된 규칙에 따라서 두 개의 레이어들의 ACK/NACK 전송을 위한 자원 배치 방법을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 한 단말이 수신하는 순방향 데이터 전송에 대해 역방향으로 ACK/NACK 응답을 전송하는 송신기 구조도,
도 9는 즉, 복수 개의 레이어별로 동일한 ACK/NACK 전송 방법을 취하되 역방향 자원 할당량을 레이어 별로 달리하여 역방향 ACK/NACK을 전송하는 기지국 수신기에서 서브 타일별 간섭량 측정 방법을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK을 전 송하는 송신기 구조도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록도를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송 방법을 나타낸 흐름도,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 순방향 ACK/NACK 전송 방법을 나타낸 흐름도.

Claims (12)

  1. 복수 개의 레이어를 통한 데이터 전송을 지원하는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법에 있어서,
    첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하는 과정과,
    상기 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송일 경우 N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 ACK/NACK을 전송하고, 또는 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 ACK/NACK을 전송하는 과정을 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    데이터 전송을 위한 기본 자원 단위를 구성하고, 상기 각 자원 단위에 대해 ACK/NACK 응답 전송을 위한 자원이 일대일 매핑되도록 하는 과정을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    복수 개의 레이어에 대해 소정의 자원을 할당하고, 자원 할당 정보를 저장하는 과정과,
    ACK/NACK 복조가 첫 번째 레이어에 대한 것인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 것인지를 판단하는 과정과,
    상기 ACK/NACK 복조가 첫 번째 레이어에 대한 것인 경우, 사용하지 않기로 미리 정해져 있는 DFT 입력 인덱스 또는 직교 코드를 이용하여 간섭량을 측정하는 과정을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 ACK/NACK 복조가 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 것인 경우, 상기 저장된 자원 정보를 이용하여 상기 상위 레이어에 대해 할당하지 않았던 자원 채널에 상응하는 DFT 입력 인덱스 또는 직교 코드를 이용하여 간섭량을 측정하는 과정을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  5. 복수 개의 레이어를 통한 데이터 전송을 지원하는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법에 있어서,
    첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하는 과정과,
    상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, 상기 상위 레이어들은 상기 첫 번째 레이어와 반복 회수를 서로 다르도록 하여 ACK/NACK을 전송하는 과정을 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 ACK/NACK 전송시,
    상기 상위 레이어들은 상기 첫 번째 레이어의 반복 회수 보다 작은 반복 회수로 반복하여 ACK/NACK을 전송함을 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우,
    Unitary precoding 방식으로 ACK/NACK을 전송하는 과정을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법.
  8. 복수 개의 레이어를 통한 데이터 전송을 지원하는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치에 있어서,
    첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하고, 상기 첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송일 경우 N-point DFT의 일부 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 일부 코드만을 사용하여 ACK/NACK을 전송하도록 제어하고, 또는 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, N-point DFT의 모든 DFT 입력 인덱스들 또는 가용한 직교 코드의 모든 코드를 사용하여 ACK/NACK을 전송하도록 제어하는 제어기와,
    상기 ACK/NACK을 전송하기 위한 자원을 매핑하는 서브 캐리어 매퍼를 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는,
    데이터 전송을 위한 기본 자원 단위를 구성하고, 상기 각 자원 단위에 대해 ACK/NACK 응답 전송을 위한 자원이 일대일 매핑되도록 제어함을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치.
  10. 복수 개의 레이어를 통한 데이터 전송을 지원하는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 방식의 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치에 있어서,
    첫 번째 레이어에 대한 ACK/NACK 전송인지, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송인가를 판단하고, 상기 첫 번째 레이어 보다 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, 상기 상위 레이어들에 상기 첫 번째 레이어와 반복 회수를 서로 다르도록 설정하는 제어기와,
    상기 설정된 반복 회수 만큼 반복하는 반복기를 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 상위 레이어들에 상기 첫 번째 레이어의 반복 회수 보다 작은 반복 회수로 반복하여 ACK/NACK을 전송하도록 제어함을 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 상위 레이어들에 대한 ACK/NACK 전송일 경우, Unitary precoding 방식으로 ACK/NACK을 전송하도록 제어함을 더 포함하는 이동통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 장치.
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