KR101116742B1 - 무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른, 패킷 데이터 유닛 전체를 재전송하는 제1 ARQ모드 및 패킷 데이터 유닛내 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송하는 제2 ARQ모드를 지원하는 무선통신시스템에서 ARQ모드 스위칭 방법은, 소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하는 과정과, 현재 모드를 확인하는 과정과, 상기 현재 모드가 제1 ARQ모드일 경우, 상기 산출된 평균값을 제1임계값과 비교하는 과정과, 상기 평균값이 제1임계값보다 클 경우, 상기 현재 모드를 제2 ARQ모드로 전환하는 과정을 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 ARQ블록 단위로 재전송을 수행함으로써, 무선자원의 낭비 및 전송지연을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
ARQ, 재전송 횟수, MAC PDU, ARQ블록, CRC

Description

무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RETRANSMITTING PACKET DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 802.16 기반의 시스템에서 MAC(Medium Access Control)계층의 PDU(Packet Data Unit) 포맷을 도시하는 도면.
도 2는 종래기술에 따른 무선통신시스템에서 MAC PDU를 생성하는 과정을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 확장 ARQ모드를 수행할 때, MAC PDU를 생성하는 과정을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 실시예에 따른 MAC 헤더의 포맷을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MAC계층의 상세 기능 블록도를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 절차를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 절차를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 따른 확장 ARQ모드를 설명하기 위한 도면.
본 발명은 무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 패킷 데이터 유닛(PDU : Packet Data Unit)에 실리는 ARQ(Automatic Repeat reQuest)블록들 각각에 오류검출코드를 부가하여 ARQ블록 단위로 재전송을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 데이터 통신(Wireless Data Communication)에서 송신측과 수신측 사이의 데이터 전송은, 무선 자원(Radio Resource) 구간의 채널 상태에 따라서 특정 데이터에 오류(Error)가 발생할 수 있다. 이러한 오류에 대한 제어 및 복구 기술은 크게 ARQ(Automatic Repeat reQuest : 자동 재전송 요구) 기법과 FEC(Forward Error Check) 기법으로 나눌 수 있다. 상기 ARQ는 수신측에서 손실된 데이터에 대해 재전송(Retransmission)을 요청하는 기법이고, 상기 FEC는 수신측에서 손실된 데이터에 대한 오류를 정정하는 기법이다.
특히, 상기 ARQ 기법은, 수신단에서 수신된 패킷들에 대한 오류검사결과(예 : CRC 결과)가 송신단으로 전달되어야 한다. 먼저, 송신단에서 패킷을 초기 전송하면, 수신단에서 수신된 패킷을 복조기 및 채널디코더에서 디코딩한다. 이때, 오류가 발생하지 않으면 ACK 신호를 송신단으로 전송하고, 오류가 발생하면 NACK 신호를 송신단으로 전송한다. 송신단에서는 수신단으로부터의 ACK/NACK 신호에 따라서 이전 패킷을 재전송하거나 새로운 패킷을 전송한다.
도 1은 802.16 기반의 시스템에서 MAC(Medium Access Control)계층의 PDU(Packet Data Unit) 포맷을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 무선구간을 통해 전송되는 MAC계층의 패킷 데이터 유닛(PDU)은, 페이로드(payload)(103) 앞에 범용 MAC 헤더(Generic MAC Header)(101)가 부가되고, 뒤에 CRC(Cyclic Redundancy Checking)(105)가 부가되는 형태를 가진다. 따라서, ARQ모드를 수행할 경우, PDU단위로 재전송이 이루어진다.
도 2는 종래기술에 따른 무선통신시스템에서 MAC PDU를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, MAC계층(MAC layer)은 201단계에서 상위계층(Upper layer)으로부터 IP패킷 형태의 MAC SDU(MAC Service Data Unit)들을 전달받는다. 이후, 상기 MAC계층은 203단계에서 상기 전달받은 IP패킷들을 ARQ블록 단위로 분할하고, 각 ARQ블록에 순서번호(BSN : Block Sequence Number)를 부가한다. 그리고, 상기 MAC계층은 205단계에서 복수의 ARQ블록들을 수집한후 앞에 PSH(Packing Sub Header) 또는 FSH(Fragmentation Sub Header)를 부가하고, 다시 상기 서브헤더(Sub Header) 앞에 범용 MAC 헤더를 부가하여 MAC PDU를 생성한후 하위계층(예 : 물리계층)으로 전달한다.
도시된 바와 같이, 각각의 MAC PDU는 페이로드(Payload) 앞에 MAC헤더와 서브헤더(FSH/PSH)가 부가되는데, MAC헤더의 타입(Type) 필드는 '001110b'의 값이 설정되고, 서브헤더는 FC(Fragment Count), BSN(Block Sequence Number), 길이 (Length) 정보 등이 설정된다. 확대 도시된 MAC PDU는 BSN 6번부터 BSN 10번까지 5개의 ARQ블록들로 구성된 것으로, 상기 MAC PDU 뒤에는 도 1에서 설명한 바와 같이 CRC(Cyclic Redundancy Checking)이 부가될수 있다.
즉, 종래기술에 따르면, 송신기는 MAC PDU 전체에 대하여 CRC를 계산하고, 상기 CRC를 MAC PDU의 뒤에 부가하여 송신한다. 한편, 수신기는 수신된 패킷(MAC PDU)에 대하여 CRC를 계산하고, 상기 계산된 CRC이 수신된 CRC가 동일한지 확인한다. 이때, 두 값이 상이할 경우, 수신기는 수신 패킷에 오류가 발생한 것으로 판단하여 궤환 채널을 통해 상기 패킷(MAC PDU)의 재전송을 요청한다.
상기한 바와 같이, 802.16 기반의 시스템(예: WiBro 시스템)에서 ARQ 방식은, 하나의 PDU(Packet Data Unit)가 복수의 블록들을 포함하고 있으나, 특정 블록의 오류를 감지할 방법이 없어, 특정 한 블록에서 오류가 발생하더라도 PDU 전체를 재전송해야 한다. 이와 같이 PDU 전체를 재전송하는 경우, 무선 구간이 비효율적으로 활용되고 데이터 전송 지연을 악화시키는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 패킷 데이터 재전송 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 오류검출코드가 부가된 ARQ블록을 복수개 포함하는 패킷 데이터 유닛을 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 수신된 패킷 데이터 유닛내에서 오류가 발생한 ARQ블록을 검출하고, 상기 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송 요청하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 패킷 데이터 유닛(PDU : Packet Data Unit)에 실리는 ARQ(Automatic Repeat reQuest)블록들 각각에 오류검출코드를 부가하여 ARQ블록 단위로 재전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패킷 데이터 유닛 전체를 재전송하는 제1 ARQ모드 및 패킷 데이터 유닛내 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송하는 제2 ARQ모드를 지원하는 무선통신시스템에서 채널상태에 따라 ARQ 모드를 적응적으로 스위칭하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템의 송신기 장치에 있어서, ARQ(Automatic Repeat reQuest)모드가 제1모드인 경우, 상위계층으로부터의 데이터 유닛(Data Unit)을 ARQ블록들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하여 출력하는 제1생성부와, 상기 제1생성부로부터의 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 수집된 데이터의 앞에 헤더를 부가하여 패킷 데이터 유닛을 생성하는 제2생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템의 수신기 장치에 있어서, ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드가 제1모드인 경우, 물리계층으로부터의 패킷 데이터 유닛을 ARQ블럭들로 분해하여 출력하는 제1분해부와, 상기 제1분해부 로부터의 ARQ블럭들 각각에 대하여 오류체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 에러체크코드를 비교하여 오류를 검사하며, 오류가 발생된 ARQ블럭(들)을 제어부로 통보하는 제2분해부와, 상기 오류가 발생된 ARQ블럭(들)의 재전송을 요청하는 피드백 메시지를 생성하는 상기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템의 송신 방법에 있어서, 송신데이터 발생시, 현재 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드를 확인하는 과정과, ARQ모드가 제1모드일 경우, 상위계층(upper layer)으로부터의 데이터 유닛(data Unit)을 ARQ블럭들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 과정과, 상기 오류체크코드가 부가된 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 수집된 데이터에 헤더(header)를 부가한 패킷 데이터 유닛을 수신기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템의 수신 방법에 있어서, 패킷 수신시, 현재 ARQ모드를 확인하는 과정과, 상기 ARQ모드가 제1모드일 경우, 물리계층으로부터의 패킷 데이터 유닛을 ARQ블럭들로 분해하는 과정과, 상기 ARQ블럭들 각각에 대하여 오류체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 오류체크코드를 비교하여 오류를 검사하는 과정과, 상기 오류가 발생한 ARQ블럭(들)의 재전송을 요청하는 피드백 메시지를 송신기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 패킷 데이터 유닛 전체를 재전송하는 제1 ARQ모드 및 패킷 데이터 유닛내 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송하는 제2 ARQ모드를 지원하는 무선통신시스템에서 ARQ모드 스위칭 방법에 있어서, 소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하는 과정과, 현재 모드를 확인하는 과정과, 상기 현재 모드가 제1 ARQ모드일 경우, 상기 산출된 평균값을 제1임계값과 비교하는 과정과, 상기 평균값이 제1임계값보다 클 경우, 상기 현재 모드를 제2 ARQ모드로 전환하는 과정과, 상기 현재 모드가 제2 ARQ모드일 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교하는 과정과, 상기 평균값이 제2임계값보다 작을 경우, 상기 현재모드를 제1 ARQ모드로 전환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 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.
이하 본 발명은 802.16 기반의 시스템 혹은 4세대 시스템에서 ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 통한 오류제어를 수행할 때, 송신측에서 MAC PDU에 실리는 ARQ블록들 각각에 오류검출코드(error detection code)를 부가하여 전송하고, 수신측 에서 오류가 발생한 ARQ블록(들)을 재전송 요청하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다.
또한, 패킷 데이터 유닛 전체를 재전송하는 제1 ARQ모드(또는 정상 ARQ모드 : Normal ARQ mode) 및 패킷 데이터 유닛내 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송하는 제2 ARQ모드(확장 ARQ 모드 : Extended ARQ mode)를 모두 지원할 경우, 채널상태에 따라 ARQ모드를 적응적으로 스위칭하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 확장 ARQ모드를 수행할 때, MAC PDU를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, MAC계층(MAC layer)은 301단계에서 상위계층(upper layer)으로부터 IP패킷 형태의 MAC SDU(MAC Service Data Unit)들을 전달받는다. 이후, 상기 MAC계층은 303단계에서 상기 전달받은 IP패킷들을 ARQ블록 단위로 분할하고, 각 ARQ블록에 순서번호(BSN : Block Sequence Number)와 CRC 8(또는 CRC 12 또는 CRC 16)을 부가한다. 그리고 상기 MAC계층은 305단계에서 복수의 ARQ블록들을 수집한후 앞에 PSH(Packing Sub Header) 또는 FSH(Fragmentation Sub Header)를 부가하고 다시 상기 서브헤더(Sub Header) 앞에 MAC 헤더(Header)를 부가하여 MAC PDU들을 생성한다. 이렇게 생성된 MAC PDU들은 하위계층(예 : 물리계층)으로 전달된다.
확장 ARQ모드를 수행할 때, MAC PDU는 도시된 바와 같이 페이로드(Payload)에 실리는 ARQ블록들 각각이 오류검출코드를 포함한다. 상기 오류검출코드는 CRC-8, CRC-12, CRC-16중 하나를 사용할수 있다. 이와 같이, ARQ블록마다 CRC를 부가하 는 확장 ARQ모드는 무선채널의 상태가 좋지 않아 오류 발생률(Error Rate)이 높은 경우에 수행될 수 있다. 이 경우, 수신기는 ARQ블록 단위로 오류를 검출할수 있고, 오류가 발생한 ARQ블록만 재전송 요청할수 있으므로, MAC PDU 전체를 재전송할 때보다 무선자원을 효율적으로 사용하고 전송지연을 줄일수 있다.
본 발명에 따라 정상 ARQ모드와 확장 ARQ모드를 모두 사용할 경우, 상대측으로 모드 전환을 통보해야 한다. 이를 위해서 다음과 같은 MAC 헤더를 사용한다.
도 4는 본 발명에 실시예에 따른 MAC 헤더의 포맷을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 범용 MAC 헤더(Generic MAC Header)는, 헤더 타입 정보를 기록하기 위한 필드(HT : Header Type), 암호제어 정보를 기록하기 위한 필드(EC : Encryption Control), 페이로드 식별정보를 기록하기 위한 필드(Type), ARQ모드를 기록하기 위한 필드(Mode), CRC 유무를 기록하기 위한 필드(CI : CRC Indicator), 암호화 키 시퀀스를 기록하기 위한 필드(EKS : Encryption Key Sequence), 예약된 필드(Rsv : Reserved), MAC PDU의 길이를 기록하기 위한 필드(LEG : Length), 커넥션 식별정보를 기록하기 위한 필드(CID : Connection ID), 헤더 오류 체크 코드를 기록하기 필드(HCS : Header Check Sequence)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 상기 모드(Mode) 필드는, '0'이 설정될 경우 정상 ARQ모드(Normal ARQ Mode)를 나타내고, '1'이 설정될 경우 확장 ARQ모드(Extended ARQ Mode)를 나타낸다. 수신기는 소정 기간동안의 평균 재전송 횟수에 근거해서 ARQ모드를 결정하고, 상기 결정된 모드에 따라 MAC 헤더의 모드(Mode) 필드를 '0' 또는 '1'로 설정하여 송신기로 전송한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MAC계층의 상세 기능 블록도를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 MAC계층은 송신기 및 수신기의 공통으로, 이하 송신동작 및 수신동작을 구분하여 살펴보기로 한다. 여기서, 송신기 및 수신기는 상대적인 개념으로 단말기(Terminal)나 기지국 모두 데이터의 송수신 여부에 따라 송신기가 될 수도 있고 수신기가 될 수 있다.
먼저, 송신기의 송신동작을 살펴보면, 프로토콜 제어부(500)는 규정된 프로토콜에 따라 MAC 헤더를 생성 및 분석하고, ARQ 제어를 포함한 MAC계층의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명에 따라 상기 프로토콜 제어부(500)는 수신기로부터 수신된 ARQ 피드백(feedback) 메시지의 모드(mode) 필드 값을 검사하여 ARQ모드를 결정한다. 예를들어, 상기 모드(mode) 필드 값이 '0'이면 현재모드를 정상 ARQ모드로 설정하고, '1'이면 확장 ARQ모드로 설정한다.
버퍼관리부(503)는 복수의 송신버퍼들 및 수신버퍼들을 포함하며, 상위계층(Upper Layer)으로부터 전달받은 IP패킷 형태의 MAC SDU(Service Data Unit)들을 송신버퍼(Tx Buffer)에 임시 버퍼링한다. ARQ블록 생성 및 분해부(505)는 상기 버퍼관리부(503)로부터의 MAC SDU들을 ARQ블록 단위(또는 크기)로 분할하고, 각 ARQ블록에 시퀀스 번호(BSN : Block Sequence Number)를 부가한다. 이때, 현재모드가 확장 ARQ모드일 경우, 각 ARQ블록에 오류검출코드(예 : CRC)를 부가하여 출력한다.
PDU생성 및 분해부(507)는 상기 ARQ블록 생성 및 분해부(505)로부터의 ARQ블록들을 수집한후 앞에 PSH(Packing Sub Header) 또는 FSH(Fragmentation Sub Header)를 부가하고, 다시 상기 서브헤더(Sub Header) 앞에 MAC 헤더를 부가하여 MAC PDU를 생성한후 하위 계층(물리계층)으로 전달한다. 이렇게 물리 계층으로 전달된 MAC PDU는 해당 시간-주파수 자원(영역)에 매핑되어 상기 수신기로 송신된다.
다음으로, 수신기의 수신동작을 살펴보면, 상기 PDU 생성 및 분해부(507)는 하위 물리계층으로부터 전달되는 수신 MAC PDU를 ARQ블록들로 분해하여 상기 ARQ블록 생성 및 분해부(505)로 전달한다. 만일, 현재모드가 정상 ARQ모드이면, 상기 PDU 생성 및 분해부(507)는 상기 ARQ블록들로 분해하기 전에, PDU전체에 대한 CRC를 계산하고, 상기 계산된 CRC와 수신된 PDU에 부가된 CRC를 비교하여 오류검사를 수행한다. 그리고, 오류검사 결과를 상기 프로토콜 제어부(500)로 전달한다. 그러면, 상기 프로토콜 제어부(500)는 상기 오류검사 결과를 포함하는 ARQ 피드백 메시지를 생성하여 상대측으로 송신한다.
상기 ARQ블록 생성 및 분해부(505)는 상기 PDU 생성 및 분해부(507)로부터의 ARQ블록들을 MAC SDU(Service Data Unit)로 조립하여 버퍼관리부(503)로 전달한다. 만일, 현재모드가 확장 ARQ모드이면, 상기 ARQ블록 생성 및 분해부(505)는 상기 SDU로 조립하기 전에, 각 ARQ블록에 대한 CRC를 계산하고, 상기 계산된 CRC와 수신된 CRC를 비교하여 오류검사를 수행한다. 그리고 오류검사 결과를 상기 프로토콜 제어부(500)로 전달한다. 그러면, 상기 프로토콜 제어부(500)는 상기 오류검사 결과를 포함하는 ARQ 피드백 메시지를 생성하여 상대측으로 송신한다.
상기 버퍼 관리부(503)는 상기 ARQ블록 생성 및 분해부(505)로부터의 MAC SDU를 수신버퍼(Rx buffer)에 임시 버퍼링하였다가 상위 계층으로 전달한다.
한편, 상기 프로토콜 제어부(500)는 PDU 수신 때마다 소정 기간동안의 평균 재전송 횟수에 근거해서 ARQ모드를 결정하고, 상기 결정된 모드에 따라 ARQ피드백 메시지의 모드(Mode) 필드를 '0(정상 ARQ모드)' 또는 '1(확장 ARQ모드)'로 설정하여 송신기로 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신기의 절차를 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 먼저 송신기는 601단계에서 송신 버퍼(또는 송신 큐)를 검사하여 송신할 데이터가 존재하는지 검사한다. 송신할 데이터가 존재하면, 상기 송신기는 603단계에서 ARQ모드 값(특정 플래그 값)을 검사하여 현재모드가 정상 ARQ모드인지 검사한다.
만일, 정상 ARQ모드이면, 상기 송신기는 605단계로 진행하여 정상 ARQ모드에 따른 PDU을 생성하여 수신기로 송신한다. 다시말해, PDU 전체에 대한 오류검출코드(예 : CRC-8, CRC-12, CRC-16)를 부가하여 상기 수신기로 송신한다. 만일, 확장 ARQ모드이면, 상기 송신기는 607단계로 진행하여 확장 ARQ모드에 따른 PDU를 생성하여 상기 수신기로 송신한다. 즉, 상기 PDU의 페이로드(payload)에 실리는 ARQ블록들 각각에 대하여 오류검출코드를 부가하여 상기 수신기로 송신한다.
상기와 같이 PDU를 송신한후, 상기 송신기는 609단계에서 상기 송신된 PDU에 대한 ARQ 피드백 메시지(또는 패킷)가 수신되는지 검사한다. 상기 ARQ피드백 메시지 수신시, 상기 송신기는 611단계에서 상기 수신된 ARQ 피드백 메시지의 헤더중 모드(mode) 필드를 확인해서 상기 ARQ모드 값을 갱신한다.
그리고, 상기 송신기는 613단계에서 상기 ARQ피드백 메시지를 분석해서 상기 전송된 PDU에 대하여 ACK이 수신되었는지 판단한다. 여기서, 정상 ARQ모드이면 상기 전송된 PDU 전체에 대한 ACK/NACK이 수신되고, 확장 ARQ모드이면 상기 전송된 PDU에 실린 ARQ블록들 각각에 대한 ACK/NACK이 수신된다.
만일, 상기 전송된 PDU에 대하여 NACK이 수신되었으면, 상기 송신기는 상기 603단계로 되돌아가 NACK이 발생한 패킷(PDU 혹은 ARQ블록)에 대한 재전송을 수행한다. 이때, 정상 ARQ모드이면 상기 PDU를 다시 전송하게 되고, 확장 ARQ모드이면 에러가 발생한 ARQ블록(들)만 다시 전송하게 된다.
만일, 상기 전송된 PDU에 대하여 ACK이 수신되었으면, 상기 송신기는 615단계로 진행하여 임시 버퍼링되어 있는 상기 PDU를 폐기(discard)한후 상기 601단계로 되돌아간다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 절차를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 먼저 수신기는 701단계에서 송신기로부터 MAC PDU가 수신되는지 검사한다. 상기 PDU 수신시, 상기 수신기는 703단계로 진행하여 ARQ 모드 값(특정 플래그 값)을 검사하여 현재모드가 정상 ARQ모드인지 검사한다.
만일, 상기 정상 ARQ모드이면, 상기 수신기는 705단계에서 상기 수신된 PDU 전체에 대한 CRC를 계산하고, 상기 계산된 CRC와 수신된 CRC를 비교하여 오류검사 를 수행한다. 그리고, 상기 수신기는 707단계에서 상기 수신된 PDU에 오류가 발생했는지 판단한다. 만일, 오류가 발생하지 않았으면, 상기 수신기는 713단계로 바로 진행한다. 만일, 오류가 발생했으면, 상기 수신기는 709단계로 진행하여 상기 PDU에 대한 재전송 횟수를 증가한다. 그리고, 상기 수신기는 711단계에서 현재로부터 소정 기간에 해당하는 재전송 횟수 평균값을 갱신한후 상기 713단계로 진행한다.
이후, 상기 수신기는 상기 713단계에서 상기 소정 기간동안의 재전송 횟수 평균값이 제1임계값(TH1 : Threshold 1)보다 큰지를 검사한다. 만일, 상기 평균값이 상기 제1임계값보다 작거나 같으면, 상기 수신기는 717단계로 바로 진행한다. 만일, 상기 평균값이 상기 제1임계값보다 크면, 상기 수신기는 715단계로 진행하여 현재모드를 확장 ARQ모드로 전환한후 상기 717단계로 진행한다. 이후, 상기 수신기는 상기 717단계에서 상기 수신된 PDU에 대한 ACK/NACK 정보 및 ARQ모드 지시 정보를 포함하는 ARQ피드백 메시지를 생성하여 송신기로 전송한후 상기 701단계로 되돌아간다.
만일, 상기 703단계에서 현재모드가 확장 ARQ모드라 판단되면, 상기 수신기는 719단계로 진행하여 상기 수신된 PDU에 실린 ARQ블록들 각각에 대하여 CRC를 계산하고, 상기 계산된 CRC와 수신된 CRC를 비교하여 각 ARQ블록에 대하여 오류검사를 수행한다. 그리고 상기 수신기는 721단계에서 상기 오류검사 결과에 따라 상기 수신된 PDU에 오류가 발생했는지 판단한다. 만일, 오류가 발생하지 않았으면, 즉 모든 ARQ블록들에서 오류가 검출되지 않으면, 상기 수신기는 727단계로 바로 진행한다. 만일, 오류가 발생했으면, 즉 적어도 하나의 ARQ블록에서 오류가 검출되면, 상기 수신기는 723단계로 진행하여 해당 ARQ블록에 대한 재전송 횟수를 증가한다. 그리고, 상기 수신기는 725단계로 진행하여 현재로부터 소정 기간에 해당하는 재전송 횟수 평균값을 갱신한후 상기 727단계로 진행한다.
이후, 상기 수신기는 상기 727단계에서 상기 소정 기간동안의 재전송 횟수 평균값이 제2임계값(TH2 : Threshold 2)보다 작은지를 검사한다. 만일, 상기 평균값이 상기 제2임계값보다 크거나 같으면, 상기 수신기는 바로 731단계로 진행한다. 만일, 상기 평균값이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 수신기는 상기 729단계로 진행하여 현재모드를 정상 ARQ모드로 전환한후 상기 731단계로 진행한다. 이후, 상기 수신기는 상기 731단계에서 상기 수신된 PDU에 대한 ACK/NACK 정보 및 ARQ모드 지시 정보를 포함하는 ARQ피드백 메시지를 생성하여 상기 송신기로 전송한후 상기 701단계로 되돌아간다. 상술한 실시예에서 상기 제1임계값 및 제2임계값을 실험(simulation) 등을 통해 정해질수 있다.
상술한 바와 같이, 수신기는 ARQ모드에 관계없이 소정 기간동안의 재전송 횟수들을 보유하며, PDU 수신때마다 상기 소정 기간동안의 재전송 횟수들을 평균하여 평균값을 산출한다. 현재모드가 정상 ARQ모드이면 상기 평균값을 제1임계값과 비교하여 모드 전환을 결정하고, 현재모드가 확장 ARQ모드이면 상기 평균값을 제2임계값과 비교하여 모드 전환을 결정한다.
한편, 상술한 실시예는, 정상 ARQ모드에서의 재전송 횟수 카운팅을 PDU 기준으로 수행하고, 확장 ARQ모드에서의 재전송 횟수 카운팅을 ARQ블록 기준으로 수행한다. 다른 실시예로, 확장 ARQ모드에서 수신기가 특정 ARQ블록에 대하여 재전송을 요청할 때, 송신기가 상기 특정 ARQ블록을 다른 ARQ블록들과 재배열(rearrangement)하지 않고 단독으로 재전송한다면(도 8의 c 참조), 확장 ARQ모드에서도 PDU 기준으로 재전송 횟수를 카운팅할수 있다. 이 경우, 해당 PDU에 대한 재전송 횟수는 모드 전환시 '0'으로 초기화 또는 그대로 유지할 수 있다.
또한, 상술한 실시예는 모드 전환을 수신기에서 결정하여 송신기로 통보하는 것으로 설명하고 있지만, 송신기도 해당 송신 패킷(PDU 혹은 ARQ블록)에 대한 재전송 횟수를 카운팅할 수 있으므로, 다른 실시예로 송신기에서 모드 전환을 결정하고 수신기로 통보할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 따른 확장 ARQ모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 801과 803은 동일 연결(connection)상에 나타나는 2개의 연속적인 SDU(Service Data Unit)들을 나타낸다. 제1 SDU(801)은 시퀀스 번호(BSN : Block Sequence Number) 5번부터 11번까지의 7개의 ARQ블록들로 구성된다. 제2 SDU(803)은 시퀀스 번호 12번부터 16번까지의 5개의 ARQ블록들로 구성된다.
805와 807은 상기 2개의 SDU들(801,803)을 가지고 구성된 2개의 PDU(Packet Data Unit)들을 나타낸다. 제1 PDU(805)는 상기 제1 SDU(801)의 0번째 조각(Fragment), 즉 5번부터 7번까지의 ARQ블록들로 구성된다. 제2 PDU(807)는 상기 제1 SDU(801)의 1번째 조각(8번 ARQ블록 내지 11번 ARQ블록)과 상기 제2 SDU(803)의 0번째 조각(12번 ARQ블록 내지 14번 ARQ블록)으로 구성된다. 송신기는 상기와 같이 구성된 2개의 PDU들(805, 807)을 수신기로 송신한다.
이후, 상기 9번 ARQ블록에 대한 재전송 요청이 수신되면, 일 예로 상기 송신기는 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 9번 ARQ블록과 상기 제2 SDU(803)의 1번째 조각(15번 ARQ블록 및 16번 ARQ블록)을 하나의 PDU내에 재배열(rearrangement)하여 송신기로 재전송할 수 있다. 다른 예로, 상기 송신기는 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 9번 ARQ블록을 하나의 PDU로 재전송할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명은 오류가 발생한 ARQ블록만 재전송하기 때문에 무선구간의 대역폭 낭비 및 전송지연을 감소시킬 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 무선통신시스템에서 ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 통한 오류제어를 수행할 때, MPDU(MAC PDU)에 실리는 ARQ블록들 각각에 오류검출코드를 부가함으로써, 수신기에서 ARQ블록 단위로 오류를 검출하여 재전송을 요청할 수 있다. 즉, 본 발명은 ARQ블록 단위로 재전송을 수행함으로써, 무선자원의 낭비 및 전송지연을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 이러한 확장 ARQ모드를 무선구간의 상태에 따라 사용하도록 함으로써 오류제어를 채널상태에 따라 적응적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (27)

  1. 삭제
  2. 광대역 무선통신시스템의 송신기 장치에 있어서,
    수신기로부터의 피드백 정보에 따라 ARQ(Automatic Repeat reQuest)모드를 결정하는 제어부와,
    상기 ARQ모드가 제1모드인 경우, 상위계층으로부터의 데이터 유닛(Data Unit)을 ARQ블록들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하여 출력하는 제1생성부와,
    상기 제1생성부로부터의 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 제1모드를 나타내는 값으로 설정된 모드 필드를 포함하는 헤더를 생성하고, 상기 수집된 ARQ블록들의 앞에 상기 헤더를 부가하여 패킷 데이터 유닛을 생성하는 제2생성부를 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 제2모드 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 광대역 무선통신시스템의 송신기 장치에 있어서,
    소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하고, 현재 ARQ(Automatic Repeat reQuest)모드가 제2모드인 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교한 후, 상기 평균값이 상기 제2임계값보다 크면 상기 ARQ 모드를 제1모드로 전환하는 제어부와,
    ARQ모드가 상기 제1모드인 경우, 상위계층으로부터의 데이터 유닛(Data Unit)을 ARQ블록들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하여 출력하는 제1생성부와,
    상기 제1생성부로부터의 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 제1모드를 나타내는 값으로 설정된 모드 필드를 포함하는 헤더를 생성하고, 상기 수집된 ARQ블록들의 앞에 상기 헤더를 부가하여 패킷 데이터 유닛을 생성하는 제2생성부를 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 상기 제2모드 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 ARQ모드가 상기 제2모드인 경우, 상기 제1생성부는, 상기 상위계층으로부터의 데이터 유닛을 ARQ블록들로 분할하여 출력하고,
    상기 제2생성부는, 상기 제1생성부로부터의 ARQ블록들을 수집하고, 상기 수집된 ARQ블록들에 헤더 및 오류체크코드를 부가하여 상기 패킷 데이터 유닛을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 패킷 데이터 유닛은 MAC(Medium Access Control)계층의 패킷 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 오류체크코드는 CRC(Cyclic Redundancy Checking)-8, CRC-12, CRC-16중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 삭제
  8. 광대역 무선통신시스템의 수신기 장치에 있어서,
    패킷 데이터 유닛의 헤더(header)의 모드 필드의 값이 제1모드를 나타내는 값으로 설정되었는지 확인함으로써 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드가 상기 제1모드인지 판단하고, 상기 ARQ모드가 상기 제1모드인 경우, 상기 패킷 데이터 유닛을 ARQ블럭들로 분해하여 출력하는 제1분해부와,
    상기 제1분해부로부터의 ARQ블럭들 각각에 대하여 오류체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 에러체크코드를 비교하여 오류를 검사하며, 오류가 발생된 ARQ블럭(들)을 제어부로 통보하는 제2분해부와,
    상기 오류가 발생된 ARQ블럭(들)의 재전송을 요청하는 피드백 메시지를 생성하는 상기 제어부를 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 제2모드 중 하나로 결정되며,
    상기 제어부는, 소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하고, 현재 ARQ모드가 상기 제2모드인 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교한 후, 상기 평균값이 상기 제2임계값보다 크면 상기 ARQ 모드를 상기 제1모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 광대역 무선통신시스템의 수신기 장치에 있어서,
    패킷 데이터 유닛의 헤더(header)의 모드 필드의 값이 제1모드를 나타내는 값으로 설정되었는지 확인함으로써 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드가 상기 제1모드인지 판단하고, 상기 ARQ모드가 상기 제1모드인 경우, 상기 패킷 데이터 유닛을 ARQ블럭들로 분해하여 출력하는 제1분해부와,
    상기 제1분해부로부터의 ARQ블럭들 각각에 대하여 오류체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 에러체크코드를 비교하여 오류를 검사하며, 오류가 발생된 ARQ블럭(들)을 제어부로 통보하는 제2분해부와,
    상기 오류가 발생된 ARQ블럭(들)의 재전송을 요청하는 피드백 메시지를 생성하는 상기 제어부를 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 제2모드 중 하나로 결정되며,
    상기 제어부는, 송신기로부터 수신되는 제어 정보에 따라 상기 ARQ 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 ARQ모드가 상기 제2모드인 경우, 상기 제1분해부는, 상기 패킷 데이터 유닛에 대한 에러체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 에러체크코드를 비교하여 오류여부를 상기 제어부로 통보하고,
    상기 제어부는, 상기 패킷 데이터 유닛의 오류여부 정보를 포함하는 상기 피드백 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 패킷 데이터 유닛은 MAC(Medium Access Control)계층의 패킷 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 오류체크코드는 CRC(Cyclic Redundancy Checking)-8, CRC-12, CRC-16 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 광대역 무선통신시스템의 송신 방법에 있어서,
    송신데이터 발생시, 현재 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드를 확인하는 과정과,
    ARQ모드가 제1모드일 경우, 상위계층(upper layer)으로부터의 데이터 유닛(data Unit)을 ARQ블럭들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 과정과,
    상기 오류체크코드가 부가된 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 제1모드를 나타내는 값으로 설정된 모드 필드를 포함하는 헤더(header)를 생성하고, 상기 수집된 ARQ블록들에 상기 헤더를 부가한 패킷 데이터 유닛을 수신기로 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 제2모드 중 하나로 결정되며,
    상기 ARQ모드는, 수신기로부터의 피드백 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 광대역 무선통신시스템의 송신 방법에 있어서,
    소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하는 과정과,
    현재 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드가 제2모드인 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교하는 과정과,
    상기 평균값이 상기 제2임계값보다 크면 상기 ARQ 모드를 제1모드로 전환하는 과정과,
    송신데이터 발생시, 현재 ARQ모드를 확인하는 과정과,
    ARQ모드가 상기 제1모드일 경우, 상위계층(upper layer)으로부터의 데이터 유닛(data Unit)을 ARQ블럭들로 분할하고, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 과정과,
    상기 오류체크코드가 부가된 ARQ블럭들을 수집하고, 상기 제1모드를 나타내는 값으로 설정된 모드 필드를 포함하는 헤더(header)를 생성하고, 상기 수집된 ARQ블록들에 상기 헤더를 부가한 패킷 데이터 유닛을 수신기로 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 상기 제2모드 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 패킷 데이터 유닛은 MAC(Medium Access Control)계층의 패킷 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 오류체크코드는 CRC-8, CRC-12, CRC-16 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 광대역 무선통신시스템의 수신 방법에 있어서,
    소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하는 과정과,
    현재 ARQ(Automatic Repeat ReQuest)모드가 제2모드인 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교하는 과정과,
    상기 평균값이 상기 제2임계값보다 크면 상기 ARQ 모드를 제1모드로 전환하는 과정과,
    패킷 데이터 유닛의 헤더(header)의 모드 필드의 값이 상기 제1모드를 나타내는 값으로 설정되었는지 확인함으로써 ARQ모드가 상기 제1모드인지 판단하는 과정과,
    상기 ARQ모드가 상기 제1모드일 경우, 상기 패킷 데이터 유닛을 ARQ블럭들로 분해하는 과정과,
    상기 ARQ블럭들 각각에 대하여 오류체크코드를 계산하고, 상기 계산된 오류체크코드와 수신된 오류체크코드를 비교하여 오류를 검사하는 과정과,
    상기 오류가 발생한 ARQ블럭(들)의 재전송을 요청하는 피드백 메시지를 송신기로 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 ARQ모드는, 상기 ARQ블럭들 각각에 오류체크코드를 부가하는 상기 제1모드 및 상기 패킷 데이터 유닛에 하나의 오류체크코드를 부가하는 상기 제2모드 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 패킷 데이터 유닛은 MAC(Medium Access Control)계층의 패킷 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 오류체크코드는 CRC-8, CRC-12, CRC-16 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 패킷 데이터 유닛 전체를 재전송하는 제1 ARQ모드 및 패킷 데이터 유닛내 오류가 발생한 ARQ블록을 재전송하는 제2 ARQ모드를 지원하는 무선통신시스템에서 ARQ모드 스위칭 방법에 있어서,
    소정 기간 동안의 재전송 횟수 평균값을 산출하는 과정과,
    현재 모드를 확인하는 과정과,
    상기 현재 모드가 제1 ARQ모드일 경우, 상기 산출된 평균값을 제1임계값과 비교하는 과정과,
    상기 평균값이 제1임계값보다 클 경우, 상기 현재 모드를 제2 ARQ모드로 전환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 현재 모드가 제2 ARQ모드일 경우, 상기 산출된 평균값을 제2임계값과 비교하는 과정과,
    상기 평균값이 제2임계값보다 작을 경우, 상기 현재모드를 제1 ARQ모드로 전환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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