KR101142718B1 - 무선 통신 시스템에서 접속들에 대한 서비스 품질을 유지하기 위한 기술 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 접속들에 대한 서비스 품질을 유지하기 위한 기술 Download PDF

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Abstract

무선 통신 장치를 동작시키기 위한 기술은 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 채널 식별자들, 자동 반복 요청(ARQ) 채널 식별자들 또는 ARQ 식별자 시퀀스 번호들과 같은 재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하는 단계(504)를 포함하며, 각각의 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터와 연관된다. 이 기술은 접속을 통한 통신이 제1 그룹 또는 제2 그룹에 연관되는지에 기초하여, 커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지를 식별한다(506).

Description

무선 통신 시스템에서 접속들에 대한 서비스 품질을 유지하기 위한 기술{TECHNIQUES FOR MAINTAINING QUALITY OF SERVICE FOR CONNECTIONS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
<관련 출원의 상호 참조>
본 출원은, 공동 소유의, 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로 포함되는, 2007년 12월 26일자로 출원된 "TECHNIQUES FOR MAINTAINING QUALITY OF SERVICE FOR CONNECTIONS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"라는 제목의 가출원 번호 61/016,616, 대리인 사건 번호 CE17322N4V로부터 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 무선 통신 시스템에서 접속들에 대한 서비스 품질을 유지하기 위한 기술들에 관한 것이다.
오늘날, 많은 무선 통신 시스템은 공유 채널들을 이용하도록 설계된다. 예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16[일반적으로, WiMAX(worldwide interoperability for microwave access)로 알려짐] 및 3GPP-LTE(third-generation partnership project long-term evolution)를 따르는 아키텍처들에서는, 업링크(UL) 채널이 공유되며, 지연에 민감한 (예를 들어, 실시간) 애플리케이션들[예컨대, VoIP(Voice over Internet Protocol) 애플리케이션들]의 경우에는 개별 서비스 흐름들(접속들)에 자원들이 주기적으로 할당될 수 있다.
WiMAX를 따르는 무선 통신 시스템들에서는, 가입자국(SS)과 서빙 기지국(BS) 사이의 패킷들의 단방향 흐름 및 그 반대의 흐름인, 각각의 서비스 흐름에 대하여 QoS(quality of service) 파라미터 세트가 정의된다. 각각의 서비스 흐름은 SS와 서빙 BS 사이의 서비스 흐름에 대한 주요 식별자로서 기능하는 할당된 서비스 흐름 식별(SFID)을 갖는다. WiMAX를 따르는 무선 통신 시스템들에서, 스케줄링 서비스들은 접속상에서의 데이터 전송을 위해 MAC(medium access control) 스케줄러에 의해 지원되는 데이터 핸들링 메커니즘들을 나타낸다. 각각의 접속은 DSA(dynamic service addition) 및 DSC(dynamic service change) 메시지 다이얼로그들을 이용하여 관리되는 한 세트의 QoS 파라미터들에 의해 결정되는 단일 스케줄링 서비스와 연관된다. IEEE 802.16e를 따르는 무선 통신 시스템들은 다수의 상이한 데이터 서비스를 지원한다. 예컨대, IEEE 802.16e를 따르는 무선 통신 시스템들은 UGS(unsolicited grant service), rtPS(real-time polling service), ertPS(extended real-time polling service), nrtPS(non-real-time polling service) 및 BE(best effort) 서비스를 지원하도록 설계된다.
오늘날, 다양한 무선 통신 시스템들은 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request) 에러 제어 절차를 이용한다. ARQ 에러 제어 절차에서는, 전송될 데이터에 ED(error detection) 정보(예를 들어, CRC(cyclic redundancy check) 비트들)가 추가된다. 일반적으로, ARQ 에러 제어 절차는 수신 응답들 및 타임아웃들을 이용하여 신뢰성 있는 데이터 전송들을 달성한다. 수신 응답은 제1 무선 통신 장치가 제2 무선 통신 장치에 의해 전송된 데이터 프레임을 올바르게 수신하였음을 지시하기 위해 제1 무선 통신 장치에 의해 제2 무선 통신 장치로 전송되는 메시지이다. 제2 무선 통신 장치가 타임아웃 기간의 만료 전에 수신 응답을 수신하지 못하는 경우, 제2 무선 통신 장치는 일반적으로 그가 수신 응답을 수신하거나 재전송들의 수가 재전송들의 소정 수를 초과할 때까지, 데이터 프레임을 재전송한다. ARQ 프로토콜은 중지 및 대기 모드, 고우-백-N 모드(go-back-N mode) 또는 선택적 반복 모드를 이용할 수 있다.
HARQ(hybrid automatic repeat-request) 에러 제어 절차는 다양한 무선 통신 시스템들에서 또한 이용되는 ARQ 에러 제어 절차의 변형이다. 일반적으로, HARQ 에러 제어 절차는 열악한 신호 조건들에서 ARQ 에러 제어 절차보다 양호한 성능을 제공한다. 타입 I HARQ에서는, ED 및 FEC(forward error correction) 정보(Reed-Solomon 코드 또는 터보 코드) 양자가 전송 전에 각각의 메시지에 추가된다. 타입 I HARQ보다 정교한 타입 II HARQ에서는, ED 비트들 또는 FEC 정보 및 ED 비트들이 주어진 전송시에 전송된다. 일반적으로, ED는 비교적 긴 메시지들, 예컨대 20 바이트 이상의 길이를 갖는 메시지들에 대해 비교적 사소한 한 쌍의 바이트만을 메시지에 추가한다. 반면, FEC는 비교적 짧은 메시지들, 예컨대 6 바이트의 최대 길이를 갖는 메시지들에 대한 에러 정정 패리티들을 가지며 메시지 길이의 2배 또는 3배일 수 있다.
ARQ 에러 제어 절차에서는, 전송이 에러 검출을 전달하기 위하여 전송은 에러 없이 수신되어야 한다. 타입 II HARQ 에러 제어 절차에서, 제1 전송은 데이터 및 에러 검출만을 포함한다(이는 ARQ와 동일하다). 메시지가 에러 없이 수신되는 경우, 재전송은 필요하지 않다. 그러나, 하나 이상의 에러가 있는 메시지가 수신되는 경우, 메시지의 재전송은 FEC 패리티들 및 ED 비트들을 모두 포함한다. 재전송이 에러 없이 수신되는 경우, 추가적인 액션은 필요하지 않다. 에러 있는 재전송이 수신되는 경우, 최초 전송 및 재전송 양자로부터 수신된 정보를 조합함으로써 에러 정정이 시도될 수 있다. 일반적으로, 타입 I HARQ는 강한 신호 조건들에서 용량 손실을 경험하며, 타입 II HARQ는 경험하지 않는데, 그 이유는 FEC 비트들이 후속 재전송시에만 전송되기 때문이다. 강한 신호 조건들에서, 타입 II HARQ 용량은 ARQ 용량에 필적한다. 약한 신호 조건들에서, 타입 II HARQ 감도는 ARQ 감도에 필적한다. 일반적으로, 중지 및 대기 모드는 더 간단하지만, 효율은 감소한다. 따라서, 중지 및 대기 모드가 이용될 때, 다수의 중지 및 대기 HARQ 프로세스는 종종 병렬로 수행된다. 이 경우, 하나의 HARQ 프로세스가 수신 응답을 기다릴 때, 다른 HARQ 프로세스가 채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
HARQ 에러 제어 절차들은 코딩된 데이터 패킷들을 전송하기 위해 CC(chase combining) 또는 IR(incremental redundancy)을 이용할 수 있다. CC에서, 잘못 수신된 코딩된 데이터 블록들은 (폐기되는 것이 아니라) 저장되며, 재전송된 블록이 수신될 때, 블록들은 결합되며, 이는 성공적인 전송 디코딩의 확률을 증가시킬 수 있다. 다운링크 HARQ 에러 제어를 위해, 서빙 BS는 인코딩된 HARQ 패킷을 가입자국(SS)으로 전송한다. SS는 인코딩된 패킷을 수신하고, 인코딩된 패킷을 디코딩하려고 시도한다. 디코딩에 성공한 경우, SS는 수신 응답(ACK)을 BS로 전송한다. 디코딩에 성공하지 못한 경우, SS는 부정 수신 응답(NAK)을 BS로 전송한다. 이에 응답하여, BS는 다른 HARQ 시도를 전송한다. BS는 SS가 패킷을 성공적으로 디코딩하고 수신 응답을 전송할 때까지 HARQ 시도들을 계속 전송할 수 있다. 업링크 HARQ 에러 제어를 위한 프로세스는 실질적으로 다운링크 HARQ 에러 제어의 역이다.
일반적으로, 서비스 품질(QoS)에 대한 지원은 WiMAX 매체 액세스 제어(MAC) 계층 설계의 기초 부분이다. QoS 제어는 모든 다운링크 및 업링크 접속들이 서빙 BS에 의해 제어되는 접속 지향 MAC 아키텍처를 이용하여 달성된다. 임의의 데이터 전송이 발생하기 전에, BS 및 SS는 2개의 MAC 계층 피어(BS 내의 하나 및 SS 내의 하나) 사이의 접속이라고 하는 단방향 논리 링크를 설정한다. 각각의 접속은 접속을 통한 데이터 전송을 위한 임시 어드레스로서 사용되는 접속 식별자(CID)에 의해 식별된다. WiMAX는 또한, 서비스 흐름 식별자(SFID)에 의해 식별되는 QoS 파라미터들의 특정 세트를 갖는 패킷들의 단방향 흐름인, 서비스 흐름의 개념을 정의한다. QoS 파라미터들은 예를 들어 트래픽 우선 순위, 최대 지원되는 트래픽 레이트, 최대 버스트 레이트, 최소 허용 레이트, 스케줄링 타입, ARQ 타입, 최대 지연, 허용 지터, 서비스 데이터 유닛(SDU) 타입 및 크기, 이용될 대역폭 요청 메커니즘 및 전송 프로토콜 데이터 유닛(PDU) 형성 규칙들을 포함할 수 있다. 서비스 흐름들은 네트워크 관리 시스템을 통해 준비되거나, 정의된 시그널링 메커니즘들을 통해 동적으로 생성될 수 있다. 서빙 BS는 SFID의 발행 및 SFID의 고유 CID로의 맵핑을 담당한다.
다중 액세스 기술을 이용하는 다양한 무선 통신 시스템에서는, 일반적으로 공유 자원들[예컨대, 공유 업링크(UL)]에 대한 액세스를 스케줄링하기 위한 중재자(arbitrator)가 구현된다. 적어도 일부 무선 통신 시스템들에서, SS들[예컨대, 이동국들(MSs)]은 요구에 기초하여 UL을 공유하며, 스케줄러(예를 들어, BS와 통신하는 BS 스케줄러 또는 네트워크 스케줄러)는 시스템 내의 모든 허가된 흐름들에 대해 커미트된(committed) 서비스 품질(QoS)을 보장한다. 다중 액세스 기술을 이용하는 통상적인 무선 통신 시스템에서, BS는 (SS들이 일반적으로 시스템 제한들을 알지 못하므로) 말단 대 말단 사용자 통신을 최대화하기 위하여 QoS를 관리하려고 시도한다. IEEE 802.16d/e 통신 시스템들과 같은 고용량, 고대역폭의 SS별 허가(grant-per-SS) 시스템들에서 QoS를 유지하기 위하여, 서빙 BS에 의해 행해지는 결정들은 서빙 받는 SS들에 대해 실시된다.
IEEE 802.16d/e 시스템들은 물론, 다른 SS별 허가 시스템들에서, UL 허가들은 SS 기반인 반면, QoS는 접속 기반이다. 예컨대, IEEE 802.16d/e 시스템들에서, UL 대역폭 요청들은 개별 UL 접속들을 참조하는 반면, 각각의 대역폭 허가는 기본이 아닌(또는 개별) CID들과 달리, SS의 기본 MAC 관리 접속[또는 기본 접속 식별자(CID)]으로 어드레스된다. 일반적으로는 어느 대역폭 요청이 허가되고 있는지를 결정할 수 없으므로, SS가 SS의 기본 CID에서 지시되는 전송 기회[예를 들어, 데이터 허가 정보 요소(IE)]를 수신할 때, SS는 임의의 활성 접속에 대해 데이터를 전송하기로 선택할 수 있다. 이와 같이, 서빙 BS가 수신된 전송이 어느 기본이 아닌 CID에 속하는지를 일반적으로 명확히 결정할 수 없을 때(즉, 둘 이상의 기본이 아닌 CID가 SS에 대해 활성일 때), SS 기반 허가 시스템들에 대한 UL 접속 QoS가 저하된다.
IEEE 802.16d/e HARQ 에러 제어 절차들에 따르면, 데이터 허가 IE는 SS의 기본 CID에 더하여 HARQ 채널 ID(ACID)를 포함한다. 처리량을 최대화하고 지연을 최소화하기 위하여, ACID들은 통상적으로 다양한 QoS 파라미터들, 예를 들어 지터 요구들을 갖는 다중 접속에 걸쳐서 공유 자원으로서 설정된다. 또한, 802.16d/e를 따르는 시스템들에서, 물리(PHY) 계층에서의 UL HARQ 버스트에 대한 최대 재전송들의 수가 브로드캐스트 메시지 내에서(업링크 채널 기술자(UCD) 메시지 내에서) 광고되며, 모든 접속 타입 및 SS에 대해 동일하다. 이러한 상황에서, 일부 지터 허용 불가(intolerant) 흐름들에 대한 지터 요구들을 줄이거나 충족시키기 위한 서빙 BS에 의한 시도는 무익할 수 있다. 더욱이, 서빙 BS는 성공적인 수신시까지 SS가 어느 접속을 선택하였는지를 확인할 수 없으며, 지터 허용 불가 흐름에 대한 재전송들을 부적절하게 계속 스케줄링할 수 있다. 또한, 스케줄러는 지연에 민감하지 않은 흐름이 지터 허용 불가 흐름인 것으로 잘못 추정하는 경우에 지연에 민감하지 않은 흐름에 대한 재전송 시도들을 포기할 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 예시적인 도면들(100, 200)은 전통적인 가입자국(SS)과 HARQ 에러 제어 절차를 이용하는 전통적인 서빙 기지국(BS) 사이의 일련의 전통적인 통신들을 나타낸다. 도면들(100, 200)에서, SS는 VoIP(Voice over Internet Protocol) 애플리케이션 및 웹 브라우징 애플리케이션을 실행하고 있다. SS는 1의 기본 CID를 가지며, 모든 ACID들(예를 들어, 16개의 ACID)이 임의의 CID에 대해 이용 가능하고, BS는 VoIP 트래픽에 대해 최대 하나의 재전송, 웹 브라우징 트래픽에 대해 최대 3개의 재전송, 및 모든 다른 트래픽에 대해 최대 4개의 재전송을 제공하도록 구성된다. 제1 프레임(102)의 UL에서, BS는 2개의 접속 식별자(CID), 즉 VoIP CID, 예를 들어 CID 111 및 웹 브라우징 CID, 예를 들어 CID 222에 대한 SS로부터의 대역폭 요청(101)을 수신한다. 제2 프레임(104)의 UL 맵에서, BS는 VoIP CID 111에 대한 제1 할당(기본 CID 1; ACID 0; AISN(ARQ Identifier Sequence Number) 0을 갖는 CID 111에 대한 HARQ 서브버스트 1)(103) 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 제1 할당(기본 CID 1; ACID 1; AISN 0을 갖는 CID 222에 대한 HARQ 서브버스트 2)(105)을 전송한다. 제3 프레임(106)의 UL에서, SS는 (BS가 VoIP CID 111에 대해 할당한) 제1 허가(107)에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를, (BS가 웹 브라우징 CID 222에 대해 할당한) 제1 허가(109)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 전송하는데, 이는 SS가 허가들(107, 109) 중 어느 하나에서 VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 전송하기로 선택할 수 있기 때문이다.
VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 CRC 에러들과 함께 BS에 의해 수신되는 경우, BS는 제4 프레임(108)의 UL 맵에서 VoIP CID 111에 대한 제2 할당(113) 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 제2 할당(115)을 제공한다. 제5 프레임(110)의 UL에서, SS는 (BS가 VoIP CID 111에 대해 할당한) 제2 허가(117)에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 재전송하고, (BS가 웹 브라우징 CID 222에 대해 할당한) 제2 허가(119)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 재전송한다. VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 CRC 에러들과 함께 BS에 의해 다시 수신되는 경우, BS는 제6 프레임(202)의 UL 맵에서 VoIP CID 111에 대한 제3 할당(203)을 제공하며, 웹 브라우징 CID 222에 대한 추가 재전송을 포기하는데, 이는 BS가 SS가 웹 브라우징 CID 222에 대한 허가에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 전송하였고 그 반대도 행하였음을 알지 못하기 때문이다. 제7 프레임(204)의 UL에서, SS는 다시 제3 허가(205)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 재전송한다. VoIP CID 111에 대한 UL 데이터가 CRC 에러들과 함께 다시 수신되는 경우, BS는 제8 프레임(206)의 UL 맵에서 VoIP CID 111에 대한 제4 할당(제3 재전송)(207)을 제공한다. 도시된 바와 같이, 제9 프레임(208)의 UL에서, SS는 다시 제4 허가(209)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 재전송한다. VoIP CID 111에 대한 UL 데이터가 에러 없이 수신되는 경우, BS는 (수신된 패킷의 디코딩 시에) VoIP CID 111에 대한 재전송들이 과다하게 스케줄링되고(즉, 하나보다 많은 재전송이 스케줄링되고), 웹 브라우징 CID 222에 대한 재전송들이 부족하게 스케줄링된 것으로(3개보다 적은 재전송이 스케줄링된 것으로) 결정한다.
본 발명은 동일한 참조 부호들이 유사한 요소들을 지시하는 첨부 도면들에 의해 한정되는 것이 아니라, 예시적으로 도시된다. 도면들 내의 요소들은 간명하게 도시되며, 반드시 축척으로 도시되지는 않았다.
도 1 및 2는 전통적인 가입자국(SS)과 종래 기술에 따른 HARQ 에러 제어 절차를 이용하는 전통적인 서빙 기지국(BS) 사이의 일련의 전통적인 통신들을 나타내는 예시적인 도면들이다.
도 3 및 4는 가입자국(SS)과 본 발명에 따른 HARQ 에러 제어 절차를 이용하는 서빙 기지국(BS) 사이의 일련의 통신을 나타내는 예시적인 도면들이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 접속에 대한 서비스 품질을 유지하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 접속에 대한 서비스 품질을 유지하도록 구성될 수 있는 예시적인 무선 통신 시스템의 블록도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명에서는, 이 분야의 통상의 기술자들이 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들이 충분히 상세하게 설명되며, 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 논리, 구조, 프로그램, 기계, 전기 및 기타 변경들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 아래의 상세한 설명은 제한적인 것으로 간주되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물들에 의해서만 정의된다.
본 명세서에서의 설명은 WiMAX를 따르는 무선 통신 시스템과 관련되지만, 여기에 개시되는 기술들은 ARQ 에러 제어 및 HARQ 에러 제어와 같이 데이터의 재전송을 통해 에러 제어를 수행하고 서비스 품질(QoS) 클래스들을 이용하는 무선 통신 시스템들에 널리 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 명세서에서 사용될 때, "결합된"이라는 용어는 블록들 또는 컴포넌트들 사이의 직접 전기 접속 및 중재 블록들 또는 컴포넌트들을 이용하는 달성되는 블록들 또는 컴포넌트들 사이의 간접 전기 접속 양자를 포함한다. 또한 본 명세서에서 사용될 때, "가입자국" 및 "사용자 장비"라는 용어는 동의어이며, 무선 통신 장치를 광범위하게 나타내는 데 사용된다.
전술한 바와 같이, 종래 기술에서, 서빙 BS는 이 서빙 BS가 전송된 데이터의 성공적인 수신시까지 SS가 할당을 위해 어느 접속을 사용하였는지를 결정할 수 없으므로 접속이 얼마나 많은 재전송들을 사용해야 하는지를 지정할 수 없다. 본 발명에 따르면, 전송/재전송에 사용되는 HARQ 채널 식별(ACID) 또는 ARQ 식별자 시퀀스 번호(AISN)와 같은 재전송 식별자에 대한 선험적 지식을 서빙 BS에 제공하는 기술이 개시된다. 이 경우에, 재전송 식별자는 할당된 재전송들의 수가 또한 서빙 BS에게 알려진 하나 이상의 재전송 식별자들의 그룹에 속한다. 이러한 방식으로, 서빙 BS는 QoS 파라미터들이 접속에 대해 충족되는 것을 보장할 수 있다.
시스템 효율을 최적화하고, 사용자 경험을 최대화하기 위하여, 스케줄러는 일반적으로 시간/지터에 민감한 애플리케이션들에 대한 지연/지터 요구들이 충족되는 것을 보장해야 한다. IEEE 802.16d/e는 물론, 다른 SS별 허가 기술들에 대해, SS 기반 허가들의 접속 기반 QoS 및 SS 할당 유연성의 시스템 요구들을 균형화하기 위한 기술이 필요하다. 본 발명의 다양한 양태들에 따르면, 물리(PHY) 계층 자원들을 효율적으로 이용하여, 매체 액세스 제어(MAC) 레벨에서 커미트된 QoS를 충족시키는 기술들이 개시된다. 이러한 방식으로, BS 성능이 향상되며, 업링크 데이터 흐름들에 대한 말단 대 말단 지연들이 감소된다. 본 발명에 따르면, ACID들과 같은 재전송 식별자들은 UL 흐름들에 대한 HARQ 채널들의 이용을 통해 BS 제어를 용이하게 하는 방식으로 할당된다. 이 경우, 스케줄러는 일반적으로 UL 흐름이 알려진 목적으로 SS에 의해 이용되고 있음을 보장할 수 있으며, 따라서 UL 흐름에 대한 적절한 QoS를 유지할 수 있다.
통상적으로, (임의의 접속들이 생성되기 전의 SS의 네트워크 진입 동안에) BS와 SS 사이의 가입자 기본 능력(SBC) 절차에서, BS와 SS 사이에 사용될 수 있는 ACID들의 최대 수가 협상된다. 더 늦은 시점에서, 흐름 생성 동안, 흐름에 사용되는 ACID들이 협상을 통해 선택된다. 일반적으로, 선택된 ACID들은 SBC 절차로부터 알려진 ACID들의 서브세트이다. 전통적인 구현에서, 각각의 ACID는 다수의 흐름에 걸쳐 공유될 수 있으며, 각각의 ACID는 동일한 최대 수의 재전송들을 잠재적으로 거칠 수 있다. 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, (흐름 접속 동안) 이용 가능한 ACID들의 풀을, 허용될 수 있고, 애플리케이션 종속 지연/지터 요구를 여전히 충족시킬 수 있는 상이한 수의 최대 재전송 시도들을 갖는 그룹들로 분할함으로써, 접속이 허용할 수 있는 것보다 많은 재전송들을 일반적으로 방지하는 기술이 이용된다. 본 명세서에서의 설명은 (재전송들의 최대 수에 기초하여) 애플리케이션 지연/지터 요구들을 충족시키는 것에 집중하지만, 여기에 설명되는 기술들은 다른 QoS 파라미터들에도 널리 적용될 수 있다는 점도 고려된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 통신 장치를 동작시키기 위한 기술은 자동 반복 요청(ARQ) 채널 식별자들 또는 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 채널 식별자들(본 명세서에서는 집합적으로 ACID들로서 지칭됨) 또는 ARQ 식별자 시퀀스 번호(AISN)들과 같은 재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하는 단계를 포함하며, 각각의 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터와 연관된다. 이 기술은 접속을 통한 통신이 제1 그룹 또는 제2 그룹에 연관되는지에 기초하여, 커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지를 식별한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 통신 장치는 재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하도록 구성되는 스케줄러를 포함한다. 제1 및 제2 재전송 식별자 그룹들은 상이한 서비스 품질 파라미터들과 연관된다. 스케줄러는 또한 접속을 통한 통신이 제1 그룹 또는 제2 그룹에 연관되는지에 기초하여, 커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지를 식별하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 통신 장치는 송수신기 및 송수신기에 결합되는 프로세서를 포함한다. 프로세서는 재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하도록 구성되며, 각각의 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터와 연관된다. 프로세서는 또한, 접속을 통한 통신이 제1 그룹 또는 제2 그룹에 연관되는지에 기초하여, 커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지를 식별하도록 구성된다.
도 3 및 4를 참조하면, 예시적인 도면들(300, 400)은 본 발명에 따라 구성되는 무선 통신 시스템 내에 포함되는 가입자국(SS)과 서빙 기지국(BS) 사이의 일련의 통신들을 나타낸다. 시스템은 잘못 수신되거나 전혀 수신되지 않은 데이터와 같은 수신 응답되지 않거나 부정 수신 응답된 데이터의 재전송들을 포함하는 에러 제어 절차, 예컨대 HARQ 에러 제어 절차를 이용하며, 서비스 품질(QoS) 파라미터들에 기초하여 ACID들 및 AISN들과 같은 재전송 식별자들을 그룹화한다. 예를 들어, 재전송 식별자들은 QoS 파라미터들을 충족시키는 동안에 개시될 수 있는 재전송들의 최대 수에 대응하는 그룹들 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, ACID들은 다음과 같이 접속 생성 동안에 그룹화될 수 있는데, 즉 ACID 0, ACID 1, ACID 2 및 ACID 3은 0개의 HARQ 재전송을 이용하는 지터 허용 불가 접속들에 할당될 수 있고, ACID 4, ACID 5, ACID 6 및 ACID 7은 하나의 HARQ 재전송을 이용하는 덜 지터 허용 불가한 접속들에 할당될 수 있고, ACID 8, ACID 9, ACID 10 및 ACID 11은 2개의 HARQ 재전송을 이용하는 중간 지터 요구들을 갖는 접속들에 할당될 수 있으며, ACID 12, ACID 13, ACID 14 및 ACID 15는 3개의 HARQ 재전송을 이용하는 지터 허용 접속들에 할당될 수 있다. 다른 예로서, ACID들은 접속 생성 동안에 다음과 같이 그룹화될 수 있는데, 즉 ACID 0, ACID 1, ACID 2, ACID 3, ACID 4, ACID 5, ACID 6 및 ACID 7은 둘 이하의 HARQ 재전송을 이용하는 지터/지연 민감 접속들에 할당될 수 있으며, ACID 8, ACID 9, ACID 10, ACID 11, ACID 12, ACID 13, ACID 14 및 ACID 15는 셋 이상의 HARQ 재전송을 이용하는 지터/지연에 민감하지 않은 접속들에 할당될 수 있다.
또 다른 예로서, ACID들은 다음과 같이 접속 생성 동안에 그룹화될 수 있는데, 즉 ACID 0 및 ACID 1은 0개의 HARQ 재전송을 이용하는 지터 허용 불가 접속들에 할당될 수 있고, ACID 2, ACID 3, ACID 4 및 ACID 5는 하나의 HARQ 재전송을 이용하는 덜 지터 허용 불가한 접속들에 할당될 수 있고, ACID 6, ACID 7, ACID 8, ACID 9 및 ACID 10은 2개의 HARQ 재전송을 이용하는 중간 지터 요구들을 갖는 접속들에 할당될 수 있으며, ACID 11, ACID 12, ACID 13, ACID 14 및 ACID 15는 3개의 HARQ 재전송을 이용하는 지터 허용 접속들에 할당될 수 있다. ACID들은 둘 이상의 그룹으로 그룹화될 수 있으며, 16개보다 많거나 적은 ACID들이 무선 통신 시스템에서 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 중지 및 대기 HARQ 에러 제어 프로토콜이 이용될 때, 일반적으로 접속들은 중지 및 대기 HARQ 에러 제어 프로토콜의 속성 및 일정한 도달간(inter-arrival) 서비스 데이터 유닛(SDU) 레이트로 인해 많은 수의 (예를 들어, 4개보다 많은 수의) ACID들을 필요로 하지 않는다.
예시적인 도면들(300, 400)에서, SS는 VoIP 애플리케이션과 같은 제1 무선 패킷 데이터 애플리케이션 및 웹 브라우징 애플리케이션과 같은 제2 무선 패킷 데이터 애플리케이션을 실행하고 있다. 그러나, 파일 전송, 비디오 등과 같이, 패킷 데이터의 무선 전송을 포함하는 임의의 애플리케이션의 구현이 본 명세서에서 이용될 수 있다. SS는 1의 기본 CID를 가지며, 모든 ACID들(예를 들어, 16개의 ACID)은 상이한 QoS 파라미터들에 대응하는 각각의 그룹들에 할당되고, BS는 VoIP 트래픽에 대한 최대 하나의 재전송, 웹 브라우징 트래픽에 대한 3개의 재전송 및 4개의 최대 재전송을 제공하도록 구성된다. 제1 프레임(302)의 UL에서, BS는 SS로부터 2개의 접속 식별자(CID), 즉 CID 값 111을 갖는 VoIP CID 및 CID 값 222를 갖는 웹 브라우징 CID에 대한 대역폭 요청(301)을 수신한다. 제2 프레임(304)의 UL 맵에서, BS는 VoIP CID 111에 대한 제1 할당(기본 CID 1; ACID 0; AISN 0을 갖는 CID 111에 대한 HARQ 서브버스트 1)(303) 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 제1 할당(기본 CID 1; ACID 11; AISN 0을 갖는 CID 222에 대한 HARQ 서브버스트 2)(305)을 전송한다. 이 경우, ACID 0은 하나의 HARQ 재전송을 이용하는 ACID 그룹에 할당되고, ACID 11은 3개의 HARQ 재전송을 이용하는 다른 ACID 그룹에 할당된다. 제3 프레임(206)의 UL에서, SS는 (VoIP CID 111에 대해 BS에 의해 할당된) 제1 허가(307)에서 (VoIP CID 111에 대한) UL 데이터를, 그리고 (웹 브라우징 CID 222에 대해 BS에 의해 할당된) 제1 허가(309)에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 전송하는데, 이는 SS가 허가들(307, 309)에서 각각 VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 전송하는 것으로 제한되기 때문이다.
VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 CRC 에러들과 더불어 BS에 의해 수신되는 경우, BS는 제4 프레임(308)의 UL 맵에서 VoIP CID 111에 대한 제2 할당(313) 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 제2 할당(315)을 제공한다. 제5 프레임(310)의 UL에서, SS는 제2 허가(317)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 재전송하고, 제2 허가(319)에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 재전송한다. VoIP CID 111 및 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 다시 CRC 에러들과 더불어 BS에 의해 수신되는 경우, BS는 제6 프레임(402)의 UL 맵에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 제3 할당(403)을 제공하고, VoIP CID 111에 대한 추가 재전송을 포기하는데, 이는 BS가 SS가 VoIP CID 111에 대한 허가에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 전송한 것을 알기 때문이다. 제7 프레임(404)의 UL에서, SS는 제3 허가(405)에서 VoIP CID 111에 대한 UL 데이터를 다시 재전송한다. 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 다시 CRC 에러들과 더불어 수신되는 경우, BS는 제8 프레임(406)의 UL 맵에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 제4 할당(407)을 제공한다. 도시된 바와 같이, 제9 프레임(408)의 UL에서, SS는 제4 허가(409)에서 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터를 다시 재전송한다. 웹 브라우징 CID 222에 대한 UL 데이터가 에러 없이 수신되는 경우, BS는 웹 브라우징 CID 222는 물론, VoIP CID 111에 대한 커미트된 QoS를 유지하였다.
이제, 도 5를 참조하면, 무선 통신 시스템에서의 접속에 대해 커미트된 서비스 품질(QoS)이 충족되고 있는지를 결정하기 위하여 서빙 기지국(BS)에서 이용되는 예시적인 프로세스(500)가 도시되어 있다. 블록 502에서, 프로세스(500)가 개시되고, 이 시점에서 제어가 블록 504로 전달된다. 블록 504에서, BS(또는 BS와 관련된 스케줄러)는 ACID 및 AISN과 같은 다수의 재전송 식별자를 상이한 QoS 파라미터들과 각각 연관되는 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당한다. 전술한 바와 같이, 재전송 식별자들은 특정 상황에 대해 얼마나 많은 QoS 클래스들이 보증되는지에 따라 셋 이상의 그룹에 할당될 수 있다. 더욱이, 그룹들 및 이들에 할당되는 재전송 식별자들의 수는 시간에 따라 변할 수 있다. 이어서, 블록 506에서, 서빙 BS(또는 BS에 관련된 스케줄러)는 접속을 통한 통신이 제1 그룹 또는 제2 그룹과 연관되는지에 기초하여, 커미트된 QoS가 접속에 대해 충족되는지를 식별한다. 이어서, 블록 508에서, BS는 접속 생성 동안에 또는 UL 맵에서 제공되는 브로드캐스트 메시지 내에서 재전송 식별자를 전송한다. 블록 508에 이어서, 프로세스(500)는 블록 510에서 종료되며, 제어는 호출 프로세스로 반환된다.
도 6을 참조하면, 예시적인 무선 통신 시스템(600)은 서빙 기지국(BS)(602)을 통해 원격 장치(도시되지 않음)와 통신하도록 구성되는 다수의 가입자국(SS)(604), 예를 들어 이동국(MS)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 시스템(600)은 재전송 식별자 그룹에 대한 재전송 식별자의 할당에 기초하여 접속의 서비스 품질을 유지하도록 구성된다. 각각의 SS(604)는 다양한 소스들, 예를 들어 다른 SS 또는 인터넷 접속된 서버로/로부터 다양한 정보, 예를 들어 음성, 이미지, 비디오 및 오디오를 송신/수신할 수 있다. 도시된 바와 같이, BS(602)는 공중 교환 전화 네트워크(PSTN)(608)에 결합되는 이동 교환 센터(MSC)(606)에 결합된다. 대안으로서, 음성 서비스가 PSTN(608)에 대한 호들이 통상적으로 게이트웨이(도시되지 않음)를 통해 라우팅되는 VoIP 기술에 기초할 때, 시스템(600)은 MSC(606)를 이용하지 않을 수도 있다.
BS(602)는 송신기 및 수신기(개별적으로 도시되지 않음)를 포함하며, 이들 양자는 제어 유닛(도시되지 않음)에 결합되고, 제어 유닛은 예를 들어 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그래밍 가능한 논리 장치(PLD), 또는 여기에 개시되는 다양한 기술 중 적어도 일부를 수행하기 위한 소프트웨어 시스템을 실행하도록 구성되는 주문형 집적 회로(ASIC)일 수 있다. 마찬가지로, SS들(604)은 제어 유닛(도시되지 않음)에 결합되는 송신기 및 수신기(개별적으로 도시되지 않음)를 포함하고, 제어 유닛은 예를 들어 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, PLD, 또는 여기에 개시되는 다양한 기술 중 적어도 일부를 수행하기 위한 소프트웨어 시스템을 실행하도록 구성되는 ASIC일 수 있다. 제어 유닛은 또한 디스플레이(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD)) 및 입력 장치(예를 들어, 키보드)에 결합될 수 있다.
따라서, BS가 QoS 파라미터들에 기초하여 (재전송 식별자들의 풀로부터) ACID 및 AISN과 같은 이용 가능한 재전송 식별자들을 재전송 식별자 그룹들에 할당함으로써 모든 애플리케이션들에 대해 커미트된 QoS를 유지할 수 있게 하는 기술들이 본 명세서에 개시되었다. 개시된 기술들을 이용함에 있어서, 서빙 BS는 SS 기반 허가 절차와 달리, 본질적으로 QoS 기반 허가 절차를 구현한다. 이것은 SS가 동일한 QoS 제한들을 갖는 접속들 중에서 선택하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 다양한 양태들에 따르면, 접속 생성 동안에 재전송 식별자 할당이 SS로 전송된다. 또한, 할당된 재전송 식별자들의 사용은 관련 흐름 동안에 데이터가 전송될 때마다 프레임의 다운링크 부분에서 BS에서 SS로 전송되는 UL 맵들에서 브로드캐스트될 수 있다. 요컨대, 본 발명은 HARQ 에러 제어 절차들과 같은 패킷 데이터 재전송의 구현을 여전히 용이하게 하면서, 무선 패킷 데이터 애플리케이션(예를 들어, 게임 애플리케이션 또는 VoIP 애플리케이션과 같은 시간에 민감한 애플리케이션)과 연관된 접속에 대해 커미트된 QoS(예를 들어, 최대 지연, 허용 지터 등)를 실질적으로 유지하는 기술들을 제공한다.
본 명세서에서 사용될 때, 소프트웨어 시스템은 하나 이상의 객체, 에이전트, 스레드, 서브루틴, 개별 소프트웨어 애플리케이션, 하나 이상의 상이한 프로세서상에서 하나 이상의 개별 소프트웨어 애플리케이션에서 동작하는 둘 이상의 코드 라인 또는 다른 적절한 소프트웨어 구조들, 또는 다른 적절한 소프트웨어 아키텍처들을 포함할 수 있다.
이해하듯이, 본 발명의 바람직한 실시예들에서의 프로세스들은 컴퓨터 프로그래밍 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어의 임의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어로 본 발명을 실시하는 것에 대한 준비 단계로서, 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 프로그래밍 코드(소프트웨어 또는 펌웨어에 관계없음)는 통상적으로 고정(하드) 드라이브, 디스켓, 광 디스크, 자기 테이프, 반도체 메모리[예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍 가능한 ROM(PROM) 등]와 같은 하나 이상의 기계 판독 가능 저장 매체에 저장되며, 따라서 이 저장 매체는 본 발명에 따른 제조물을 구성한다. 컴퓨터 프로그래밍 코드를 포함하는 제조물은 저장 장치로부터 직접 코드를 실행함으로써, 저장 장치로부터 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 등과 같은 다른 저장 장치로 코드를 복사함으로써, 또는 원격 실행을 위해 코드를 전송함으로써 사용된다. 본 발명의 방법 형태는 본 발명에 따른 코드를 포함하는 하나 이상의 기계 판독 가능 저장 장치를 적절한 표준 컴퓨터 하드웨어와 결합하여 그 안에 포함된 코드를 실행함으로써 실시될 수 있다.
본 발명은 본 명세서에서 특정 실시예들을 참조하여 설명되지만, 아래의 청구항들에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 것이 아니라, 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위에 포함되는 것을 의도한다. 특정 실시예들과 관련하여 본 명세서에 설명되는 임의의 이익들, 이점들 또는 문제 해결책은 임의의 또는 모든 청구항들의 중요한, 필요한 또는 필수적인 특징 또는 요소로서 해석되지 않는 것을 의도한다.
달리 언급되지 않는 한, "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 그러한 용어들이 설명하는 요소들을 임의로 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 이러한 용어들은 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선 순위를 지시하는 것을 반드시 의도하지는 않는다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 장치를 동작시키는 방법으로서,
    재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하는 단계 - 상기 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터들과 연관되고, 상기 제1 재전송 식별자 그룹은 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 다른 최대 수의 재전송들을 이용함 - ; 및
    커미트된 서비스 품질(committed quality of service)이 접속에 대해 충족되는지의 여부를, 상기 접속상에서의 통신이 상기 제1 재전송 식별자 그룹 또는 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 연관되는지에 기초하여 식별하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 장치 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 재전송 식별자 그룹은 제1 무선 패킷 데이터 애플리케이션과 연관되고, 상기 제2 재전송 식별자 그룹은 제2 무선 패킷 데이터 애플리케이션과 연관되는 무선 통신 장치 동작 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 서비스 흐름 생성 동안에 상기 할당된 재전송 식별자들을 기지국으로부터 가입자국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 장치 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서, 브로드캐스트 메시지 내에서 상기 할당된 재전송 식별자들을 기지국으로부터 가입자국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 장치 동작 방법.
  6. 무선 통신 장치로서,
    스케줄러
    를 포함하고,
    상기 스케줄러는,
    재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하고 - 상기 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터들과 연관되고, 상기 제1 재전송 식별자 그룹은 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 다른 최대 수의 재전송들을 이용함 - ;
    커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지의 여부를, 상기 접속상에서의 통신이 상기 제1 재전송 식별자 그룹 또는 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 연관되는지에 기초하여 식별하도록
    구성되는 무선 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 재전송 식별자 그룹은 제1 무선 패킷 데이터 애플리케이션과 연관되고, 상기 제2 재전송 식별자 그룹은 제2 무선 패킷 데이터 애플리케이션과 연관되는 무선 통신 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 스케줄러에 결합되는 기지국을 더 포함하고, 상기 기지국은 서비스 흐름 생성 동안에 상기 할당된 재전송 식별자들을 가입자국으로 전송하도록 구성되는 무선 통신 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 스케줄러에 결합되는 기지국을 더 포함하고, 상기 기지국은 브로드캐스트 메시지 내에서 상기 할당된 재전송 식별자들을 전송하도록 구성되는 무선 통신 장치.
  11. 무선 통신 장치로서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기에 결합되는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    재전송 식별자들을 적어도 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹에 할당하고 - 상기 제1 재전송 식별자 그룹 및 제2 재전송 식별자 그룹은 상이한 서비스 품질 파라미터들과 연관되고, 상기 제1 재전송 식별자 그룹은 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 다른 최대 수의 최대 재전송들을 이용함 - ;
    커미트된 서비스 품질이 접속에 대해 충족되는지의 여부를, 상기 접속상에서의 통신이 상기 제1 재전송 식별자 그룹 또는 상기 제2 재전송 식별자 그룹과 연관되는지에 기초하여 식별하도록
    구성되는 무선 통신 장치.
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