KR101023213B1 - 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법 및 장치에 관한 것으로서, ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 ARQ 모듈; HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 HARQ 모듈; 및 수신단에서 패킷을 제대로 받지 못한 경우, ARQ 방식의 ACK/NAK 전송시에 걸리는 지연 시간 동안 ARQ 방식을 통해 전달할 수 있는 패킷수를 나타내는 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 어떤 방식으로 ACK/NAK를 전달할지 여부를 판단하고, 상기 ARQ 모듈 및 상기 HARQ 모듈을 제어하여 선택된 방식으로 ACK/NAK를 송신단으로 전달하는 제어 모듈을 포함한다.
ARQ, HARQ, 802.16, WiBro, ARQ 정보 전송 효율

Description

휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법 및 장치{Integrated Automatic Repeat Request Method and Apparatus in WiBro System}
본 발명은 휴대 인터넷 시스템에서 자동 재전송 요청 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 인터넷 시스템에서 ARQ 방식과 HARQ 방식을 통합한 자동 재전송 요청 방법 및 장치에 관한 것이다.
802.16/WiBro 시스템에서는 안정적인 전송 환경을 구축하기 위한 기술로 ARQ (Automatic Repeat reQuest)와 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)가 존재한다. 이 두 방식은 재전송을 통해 안정적인 전송 환경을 구축한다는 점에서 동일한 역할을 담당한다.
HARQ 방식은 물리계층에서 동작하는 방식으로, 추적 결합(Chase Combining) 방식을 통하여 재전송 횟수가 늘어남에 따라, 기존의 재전송을 통해서 전달받은 패킷들 사이에서의 복구를 통하여 에러 복구율을 높이고, 이에 따라 안정적인 전송 환경을 유지시키고자 하는 방식이다. ARQ 방식은 MAC 계층에서 동작하는 방식으로 재전송마다 똑같은 패킷을 재전송해줌으로써, 안정적인 전송 환경을 제공하게 된다. 이 두 방식들 각각은 3G 시스템을 비롯해서 지금까지 많은 통신환경에서의 안 정적이며 신뢰성 있는 전송 환경을 구축하기 위해 적용되어 온 방식이다.
이 두 방식은 재전송을 통해 안정적인 전송 환경을 구축한다는 점에서 동일한 역할을 담당하지만 HARQ 방식은 물리계층에서 동작하는 방식이며 ARQ 방식은 MAC 계층에서 동작하는 방식이 되겠다. 각각이 서로 동일한 역할을 담당하지만 독립적으로 동작함으로써 시스템 측면에서 보았을 때에는 자원의 낭비 혹은 중복된 작업을 반복하는 상황이 발생할 수 있다.
자세하게는, HARQ의 경우에 802.16/WiBro 시스템의 특성상 상향링크 부프레임의 고속 피드백 채널(Fast Feedback Channel)을 통해서 ACK의 전송을 보장받게 됨으로써 빠른 ACK 전달이 가능한 반면에, stop-and-wait ACK를 사용하기 때문에 매 수신된 패킷마다 ACK를 재전송해야 하고, 고속 피드백 채널의 크기가 한정적이어서 무조건적으로 HARQ를 모든 플로우마다 적용하는 데에는 한계가 있다.
또한, ARQ의 경우에 전달받은 패킷에 대한 ACK를 selective ACK와 Accumulative ACK 등을 통해서 수신된 패킷에 대한 정보를 한 번에 전달할 수 있기 때문에 효율적인 반면에, 수신단에서 ACK를 전달하려고 해도 상향링크 부프레임의 영역을 할당받거나 특정 경쟁영역을 통해서 전송해야 하기 때문에 ACK 전달시에 지연이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, ARQ 방식 및 HARQ 방식을 혼합하여 안정적인 통신 환경을 제공하기 위한 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 ARQ 모듈; HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 HARQ 모듈; 및 수신단에서 패킷을 제대로 받지 못한 경우, ARQ 방식의 ACK/NAK 전송시에 걸리는 지연 시간 동안 ARQ 방식을 통해 전달할 수 있는 패킷수를 나타내는 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 어떤 방식으로 ACK/NAK를 전달할지 여부를 판단하고, 상기 ARQ 모듈 및 상기 HARQ 모듈을 제어하여 선택된 방식으로 ACK/NAK를 송신단으로 전달하는 제어 모듈을 포함하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 장치를 제공한다.
본 발명은, 수신단에서 패킷을 제대로 받지 못한 경우, ARQ 방식의 ACK/NAK 전송시에 걸리는 지연 시간 동안 ARQ 방식을 통해 전달할 수 있는 패킷수를 나타내는 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)을 기준으로, ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 어떤 방식으로 ACK/NAK를 전달할지 여부를 판단하는 단계; 및 선택된 방식으로 상기 ACK/NAK를 전달하는 단계를 포함하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 선택된 방식에 의해 ACK/NAK를 전송하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법 및 장치를 제공함으로써, ARQ 방식과 HARQ 방식 사이의 장점을 혼합해서 시너지 효과를 낼 수 있고, 안정적인 통신 환경을 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 802.16/WiBro 시스템 환경에서 송신단과 수신단에서 ARQ 기법과 HARQ 기법이 모두 적용되어 있는 상황을 가정으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통합 자동 재전송 요청 장치는 ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 ARQ 모듈(110), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 HARQ 모듈(120) 및 ARQ 모듈(110)과 HARQ 모듈(120)을 제어하는 제어 모듈(130) 등을 포함한다.
본 발명에 따른 제어 모듈(130)은 수신단에서 패킷을 제대로 받지 못한 경우, 현재의 통신 상황에서 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 어떠한 방식으로 ACK를 전달할지 여부를 판단하고, 선택된 방식으로 ACK를 송신단으로 전달한다. 여기서, 어떠한 방식으로 ACK를 전달할지 여부를 판단하는 구체적인 방법에 대해서는 도 2에서 후술하기로 한다.
즉, 제어 모듈(130)은 수신단에서 ACK를 전송할 때, ARQ 방식과 HARQ 방식을 모두 사용하여 ACK를 전송한 것과 같은 동작을 수행할 수 있도록 ARQ 모듈(110) 및 HARQ 모듈(120) 각각을 제어한다.
또한, 제어 모듈(130)은 송신단에서 수신단에서 받은 ACK을 가지고 ARQ 모듈(110)과 HARQ 모듈(120)이 모두 자신들이 ACK을 받은 것과 같은 동작을 수행할 수 있도록 ARQ 모듈(110) 및 HARQ 모듈(120) 각각을 제어한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 ACK/NAK를 전달할 방식을 선택하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 ACK/NAK를 전달할 방식을 선택하는 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 수신단에서 ARQ 방식의 ACK/NAK(이하, 'ARQ ACK/NAK'라 칭함) 전송시에 걸리는 지연 시간을 계산한다(S210). 자세하게는, 802.16 표준에서는 ARQ ACK/NAK을 전송할 때 필요한 대역폭을 기지국으로부터 요청받고 기지국에서 할당해 주어야만 ACK/NAK 전송이 가능하며, 단말이 기지국으로 전 송할 데이터 뒤쪽에 ACK/NAK 정보를 담아서 전송하는 데 드는 오버헤드 '1'과, 컨텐션(Contention)을 통해서 대역폭 요청 메시지를 기지국으로 전달하고, 기지국으로부터 대역폭을 할당받는 데 걸리는 시간(β)과, 기지국이 스케줄을 통해서 단말에게 ARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 데 필요한 대역폭을 할당해 주는 데 걸리는 스케줄링 지연 시간(D)을 합하여 계산한다.
이어서, 해당 패킷에 대한 ACK/NAK 전달시에 ARQ 방식 또는 HARQ 방식을 사용할지를 결정하기 위해, ARQ 사용시의 이점을 계산하기 위해 해당 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간(β+1+D)보다 큰지 여부를 판단한다(S220).
단계 S220에서 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간(β+1+D)보다 큰 경우, 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 큰지 여부를 판단하고(S230), 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 큰 경우 ARQ ACK/NAK를 전달한다(S240). 여기서, ARQ 정보 전송 효율(EARQ)은 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간 동안 ARQ 방식을 통해 전달할 수 있는 패킷수를 나타낸 값이다.
단계 S230에서 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 작거나 같은 경우, HARQ 방식의 ACK/NAK(이하, 'HARQ ACK/NAK'라 칭함)를 전달한다(S232).
단계 S220에서 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간보 다 작거나 같은 경우, 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 기지국의 스케줄링 지연 시간(D)보다 크거나 같은지 여부를 판단하고(S222), 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 기지국의 스케줄링 지연 시간(D)보다 작은 경우, HARQ ACK/NAK를 전달한다(S223).
단계 S222에서 패킷의 최대 지연 시간(Li)이 기지국의 스케줄링 지연 시간(D)보다 크거나 같은 경우, 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 크고, 업링크 데이터(UL Data)가 존재하는지 여부를 판단하고(S224), 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 작거나 같고 또는 업링크 데이터(UL Data)가 존재하지 않는 경우, HARQ ACK/NAK를 전달한다(S225).
단계 S224에서 패킷 생성 시간(λi)이 ARQ 정보 전송 효율(EARQ)보다 크고, 업링크 데이터(UL Data)가 존재하는 경우, ARQ ACK/NAK를 전달한다(S226).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ACK/NAK 정보를 받았을 때, ARQ 모듈과 HARQ 모듈의 수행 절차를 나타낸 표이다.
도 4를 참조하면, 수신단에서 HARQ 또는 ARQ ACK/NAK 정보가 전달되었을 때, HARQ ACK/NAK 정보인 경우 HARQ 모듈(120)로 전달되고, ARQ ACK/NAK 정보인 경우, ARQ 모듈(110)로 전달된다. ACK/NAK 정보를 전달받은 모듈에서는 자신들이 전달받은 ACK/NAK 정보를 가지고 ACK/NAK를 처리하게 된다.
본 발명에서는 ARQ와 HARQ 중에 하나의 ACK/NAK 정보만 수신단으로부터 전달되기 때문에 ARQ와 HARQ 간의 ACK/NAK 정보 공유가 필요하며 이를 제어 모듈(130) 을 통해서 해주게 된다. 제어 모듈(130)에서는 ARQ 모듈(110)로부터 ARQ ACK/NAK 정보가 전달되면, 이를 HARQ ACK/NAK 정보와 동일한 형태로 만들어서 HARQ 모듈(120)로 전달해주고, 이 때문에 HARQ 모듈(120)에서도 ACK/NAK 정보를 활용할 수 있도록 해 준다. 역으로, HARQ 모듈(120)에서 ACK/NAK 정보를 받았을 때에도 마찬가지로 ARQ 모듈(110)에도 같이 처리해 주도록 함으로써, HARQ 모듈(120)과 ARQ 모듈(110)이 수신단으로부터 받은 정보를 서로 공유할 수 있도록 해 준다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 장치의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 ACK/NAK를 전달할 방식을 선택하는 방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ARQ 방식과 HARQ 방식 중에 ACK/NAK를 전달할 방식을 선택하는 알고리즘을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈이 ACK/NAK 정보를 받았을 때, ARQ 모듈과 HARQ 모듈의 수행 절차를 나타낸 표이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: ARQ 모듈 120: HARQ 모듈
130: 제어 모듈

Claims (8)

  1. ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 ARQ 모듈;
    HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 수행하는 HARQ 모듈; 및
    수신단에서 패킷 수신을 실패한 경우에는 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 ACK/NAK 전송 방식을 선택하고 상기 ACK/NAK 전송 방식에 따라 상기 ARQ 모듈과 상기 HARQ 모듈 중 하나를 제어하여 ACK/NAK를 송신단에 전달하고, 상기 수신단으로부터 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 수신한 경우에는, 상기 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 상기 ARQ 모듈로 전달함과 동시에 HARQ 방식의 ACK/NAK 정보로 변환하여 상기 HARQ 모듈로 전송하고, HARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 수신한 경우에는, 상기 HARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 상기 HARQ 모듈로 전달함과 동시에 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보로 변환하여 상기 ARQ 모듈로 전송하는 제어모듈;을 포함하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 장치.
  2. 삭제
  3. 수신단에서 패킷 수신을 실패한 경우에는 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 ACK/NAK 전송 방식을 선택하는 단계;
    상기 선택된 ACK/NAK 전송 방식으로 송신단에 ACK/NAK를 전달하는 단계; 및
    상기 수신단이 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 수신한 경우에는 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 ARQ 모듈로 전달함과 동시에 HARQ 방식의 ACK/NAK 정보로 변환하여 HARQ 모듈로 전송하고, HARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 수신한 경우에는 HARQ 방식의 ACK/NAK 정보를 상기 HARQ 모듈로 전달함과 동시에 ARQ 방식의 ACK/NAK 정보로 변환하여 상기 ARQ 모듈로 전송하는 단계;를 포함하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 ARQ 정보 전송 효율을 기준으로 ACK/NAK 전송 방식을 선택하는 단계는
    상기 수신단에서 ARQ 방식의 ACK/NAK 전송시에 걸리는 지연 시간(이하, 'ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간'이라 칭함)을 계산하는 단계;
    패킷의 최대 지연 시간이 상기 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간보다 큰지 여부를 판단하는 단계;
    상기 패킷의 최대 지연 시간이 상기 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간보다 큰 경우, 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 큰 경우, ARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 작거나 같은 경우, HARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 패킷의 최대 지연 시간이 상기 ARQ ACK/NAK 전송 지연 시간보다 작거나 같은 경우, 상기 패킷의 최대 지연 시간이 기지국의 스케줄링 지연 시간보다 크거나 같은지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 패킷의 최대 지연 시간이 상기 기지국의 스케줄링 지연 시간보다 작은 경우, HARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패킷의 최대 지연 시간이 상기 기지국의 스케줄링 지연 시간보다 크거나 같은 경우, 상기 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 크고, 업링크 데이터가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 작거나 같고 또는 상기 업링크 데이터가 존재하지 않는 경우, HARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패킷 생성 시간이 상기 ARQ 정보 전송 효율보다 크고, 상기 업링크 데이터가 존재하는 경우, ARQ 방식의 ACK/NAK를 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷 시스템에서 통합 자동 재전송 요청 방법.
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