KR101221901B1 - 다중 부반송파 시스템에서 데이터 재전송 방법 및 이를구현하는 송수신장치 - Google Patents

Abstract

다중 부반송파 시스템에서 수신 데이터에 오류가 발생한 경우 동일 부분의 오류를 방지하면서 해당 데이터를 재전송하기 위한 방법 및 이를 위한 송신장치가 제공된다. 본 발명의 데이터 재전송 방법은 코드 재배열을 위한 제1 데이터 처리 과정을 거친 초기 데이터를 수신측에 전송하는 단계와, 상기 초기 데이터가 수신측에 정상적으로 수신되지 못한 경우 동일한 데이터에 대하여 코드 재배열을 위한 제2 데이터 처리 과정을 수행한 후 수신측에 재전송하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 재전송 단계는 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행되는데, 상기 데이터 처리 과정으로 인터리빙이 수행된다고 할 때 상기 재전송 단계가 반복될 때마다 상기 제2 데이터 처리를 위한 인터리빙의 패턴은 매번 변경된다. 본 발명에 의하면 재전송이 수행되더라도 딥 페이드(deep fade) 상태에 있는 부분의 오류가 정정되지 않았던 문제점을 인터리빙의 패턴 변화를 통해 해결할 수 있다.

데이터 재전송, interleaving, deep fade, pattern, HARQ, OFDM

Description

다중 부반송파 시스템에서 데이터 재전송 방법 및 이를 구현하는 송수신장치{Data retransmitting method in multiple subcarrier system and its transceiver implementation}

도 1은 다중 부반송파 시스템에서 사용되는 시간-주파수 자원 블록의 개념도.

도 2는 상기 자원 블록 내에서 특정 부반송파의 채널 상태가 나쁜 채로 유지되는 모습에 대한 개념도.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 데이터 재전송 방법을 구현하기 의한 송신장치 및 수신장치의 구성을 블록으로 도시한 것.

도 4는 블록 인터리빙의 원리를 도시한 개념도.

도 5는 HARQ가 적용되는 OFDM 송신장치에서의 데이터 전송 절차를 순차적으로 도시한 것.

도 6은 본 발명에 의한 송신장치에서 데이터 재전송이 수행되는 과정을 순차적으로 도시한 플로우챠트.

도 7은 본 발명에 의한 수신장치에서 데이터 재전송이 수행되는 과정을 순차적으로 도시한 플로우챠트.

본 발명은 다중 부반송파 시스템에서 수신 데이터에 오류가 발생한 경우 동일 부분의 오류를 방지하면서 해당 데이터를 재전송하기 위한 방법 및 이를 위한 송수신장치에 관한 것이다.

다중 부반송파 및 이와 유사한 형태로 운영되는 시스템에서는 시간-주파수 영역으로 정의되는 자원 블록을 정의하여 이를 하나의 단위로 사용한다. 도 1은 시간-주파수 영역에서 정의되는 자원 블록의 일 예를 도시하고 있다. 여기서 하나의 사각형은 하나의 자원 블록을 의미하는데, 각 자원 블록은 N개(N은 임의의 수)의 부반송파와 M개(M은 임의의 수)의 서브 프레임(또는 시간 구간)으로 이루어짐을 알 수 있다.

한편, 하향 링크에서 기지국은 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 특정 단말에게 1개 이상의 자원 블록을 할당하고 해당 자원 블록을 통해 데이터를 전송한다. 또한, 상향 링크에서 기지국이 정해진 스케줄링 규칙에 따라 특정 단말을 선택하고 해당 단말에 자원 블록을 할당하면, 해당 단말은 할당된 자원 블록을 통해 기지국에 데이터를 전송한다.

이때, 하향 링크 또는 상향 링크로 전송된 데이터에 프레임 유실 또는 손실이 발생한 경우 해당 오류를 정정하기 위한 방법으로 ARQ(Automatic Repeat reQuest), HARQ(Hybrid ARQ) 등이 제시된 바 있다. 이 중 HARQ는 수신측에서 프레임을 복조할 수 없는 경우 송신측에 NAK 메시지를 전송하지만, 이미 수신한 프레임 을 일정 시간 버퍼에 저장하고 해당 프레임이 재전송된 경우 이를 미리 수신한 프레임과 결합(combining)하여 수신 성공율을 높일 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 HARQ는 프레임 재전송시 채널 상태에 따라 할당 자원에 변화를 줄 것인지에 따라 채널 적응형(channel-adaptive) HARQ와 채널 고정형(channel-non-adaptive) HARQ로 구분할 수 있는데, 후자는 채널의 상태에 관계없이 프레임의 변조나 할당 자원 블록 수 등을 초기 전송시와 동일하게 재전송하는 것을 가리킨다. 또한, 프레임 재전송시 초기 전송시와 동일한 포맷의 패킷을 전송할 것인지 여부에 따라 체이스 결합(Chase combining) 기법과 증분 리던던시(Incremental Redundancy) 기법으로 구분할 수 있으며, 초기 전송시와 동일한 패킷을 전송하는 체이스 결합 기법이 더 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있다.

한편, 프레임이 재전송되는 경우에 있어서 하나의 자원 블록이 차지하는 주파수 대역이 충분히 크면 해당 자원 블록 내에서도 주파수 대역을 이루는 각 채널의 상태는 각기 상이할 수 있다. 또한, 코히런스 시간(coherence time)이 재전송이 이루어지는 시간 간격보다 충분히 크다면 주파수 대역의 채널 환경은 재전송이 수행되는 동안 거의 바뀌지 않게 된다. 참고로, 코히런스 시간은 채널환경이 어느 정도 일정하게 유지되는 시간 내지 일정 시간 동안 채널환경이 변하지 않는 시간을 가리킨다. 도 2는 상기 코히런스 시간이 재전송의 시간 간격보다 큰 상황에서, 25개의 부반송파로 이루어지는 자원 블록의 일부 부반송파(1번 내지 7번 부반송파)가 채널이 불량한 상태로 계속 유지되고 있는 모습을 도시하고 있다.

즉, 자원 블록 내의 특정 주파수 대역(1번 내지 7번 부반송파의 주파수 대 역)이 특히 딥 페이드(deep fade) 상태라면 해당 주파수 대역은 상기와 같은 이유로 재전송이 수행되는 동안 계속 동일한 상태로 있게 된다. 여기서, 프레임 재전송에 채널 고정형 HARQ 및 체이스 결합 기법(Chase Combining)이 사용될 경우 상기 딥 페이드 부분에서는 계속 오류가 발생하므로 수차례의 재전송에도 불구하고 결합(Combining)을 통해 해당 부분을 정정할 수 없는 문제가 발생한다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 버퍼링된 데이터와 재전송된 데이터를 결합하여 수신 성공율을 높이는 시스템에 있어서, 재전송 데이터에 순간잡음 손실을 최소화할 수 있도록 소정의 데이터 처리를 수행하여 오류 발생 부위를 분산시킴으로써 수신 성공율을 한층 더 향상시키는 데에 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데이터 재전송 방법은 코드 재배열을 위한 제1 데이터 처리 과정을 거친 초기 데이터를 수신측에 전송하는 단계 및 상기 초기 데이터가 수신측에 정상적으로 수신되지 못한 경우, 동일한 데이터에 대하여 코드 재배열을 위한 제2 데이터 처리 과정을 수행한 후 수신측에 재전송하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 재전송 단계는 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 데이터 처리 과정 및 제2 데이터 처리 과정으로 전송 데이터에 인터리빙(interleaving)을 수행할 수 있으며, 상기 재전송 단계가 반복될 때 마다 상기 제2 데이터 처리를 위한 인터리빙의 패턴이 변경되는 것이 바람직하다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재전송 데이터 수신방법은, 송신측으로부터 전송받은 데이터를 복호화하기 위해 제3 데이터 처리를 수행하는 단계와, 상기 제3 데이터 처리에도 불구하고 상기 데이터의 복호화가 정상적으로 이루어지지 않은 경우, 송신측으로부터 동일한 데이터를 재전송 받는 단계 및 송신측으로부터 재전송된 데이터를 복호화하기 위해 제4 데이터 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 재전송 데이터 수신 및 제4 데이터 처리 단계는 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제3 데이터 처리 과정 및 제4 데이터 처리 과정으로 수신된 데이터에 디인터리빙(de-interleaving)을 수행할 수 있으며, 상기 제4 데이터 처리 단계가 반복될 때마다 상기 제4 데이터 처리를 위한 디인터리빙의 패턴이 변경되는 것이 바람직하다.

한편, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수신오류 데이터의 재전송을 수행하는 송신장치에 관한 것으로서, 코드 재배열을 위한 제1 데이터 처리 및 제2 데이터 처리를 수행하는 데이터 처리부와, 초기 데이터에 대하여 상기 제1 데이터 처리가 수행되도록 제어하고, 상기 초기 데이터가 수신측에 정상적으로 수신되지 못한 경우 동일한 데이터에 대하여 상기 제2 데이터 처리가 수행되도록 제어하는 제어부 및 상기 초기 데이터의 전송 및 동일 데이터의 재전송을 수행하는 송신부를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 데이터 처리 및 재전송은 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 데이터 처리 및 제2 데이터 처리로 해당 데이터에 인터리빙(interleaving)을 수행할 수 있으며, 상기 재전송이 반복될 때마다 제2 데이터 처리를 위한 인터리빙의 패턴이 변경되는 것이 바람직하다.

또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 재전송된 데이터의 수신장치에 관한 것으로서, 코드 재배열에 의한 복호화를 수행하기 위한 제3 데이터 처리 및 제4 데이터 처리를 수행하는 데이터 처리부와, 송신측으로부터 전송받은 초기 데이터에 대해 상기 제3 데이터 처리가 수행되도록 제어하고, 제3 데이터 처리에도 불구하고 복호화가 정상적으로 이루어지지 않은 경우, 송신측으로부터 재전송 받은 동일한 데이터에 대해 제4 데이터 처리가 수행되도록 제어하는 제어부와, 상기 초기 데이터 및 재전송된 동일 데이터를 수신하는 수신부를 포함하여 이루어지고, 상기 재전송 데이터의 수신 및 제4 데이터 처리는 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제3 데이터 처리 및 제4 데이터 처리로 해당 데이터에 디인터리빙(de-interleaving)을 수행할 수 있으며, 상기 제4 데이터 처리가 반복될 때마다 제4 데이터 처리를 위한 디인터리빙의 패턴이 변경되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 데이터 재전송 및 수신방법과 재전송 데이터의 송수신 장치에는 채널 고정형 HARQ(channel non-adaptive Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식에 의해 오류 제어가 수행되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 데이터 재전송 방법을 구현하기 위한 송신장치 및 수신장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.

송신장치의 데이터 처리부(310)는 순간잡음 손실을 최소화하기 위한 제1 데이터 처리 및 제2 데이터 처리를 수행한다. 여기서, 상기 순간잡음에 의한 손실을 최소화하기 위한 데이터 처리의 대표적인 예로 인터리빙(interleaving)을 들 수 있다.

디지털 통신 시스템의 큰 장점 중의 하나는, 잡음에 영향을 받더라도 0과 1의 구분만 명확히 전송된다면 내용의 왜곡이 전혀 없이 보낼 수 있다는 점인데, 심한 순간잡음으로 인해 0과 1이 뒤바뀌는 경우 오히려 아날로그보다 심한 오류가 발생하는 단점이 있다. 따라서, 디지털 통신 시스템에서는 순간잡음에 대한 내성을 강화시키기 위해 데이터를 수신측으로 전송하기 이전에 소정의 데이터 처리를 수행하는데, 이와 같은 순간잡음 손실의 최소화 방법으로 인터리빙(Interleaving)이 주로 이용된다. 인터리빙은 전송 데이터의 코드 배열을 일정 단위로 재배열함으로써 순간적인 잡음에 의해 데이터열 중간의 일부 비트(bit)가 손실되더라도 그것을 복구할 수 있도록 한다. 이러한 인터리빙에는 다양한 방식이 존재할 수 있으나 블록 반복(repeater) 및 블록 인터리빙이 자주 이용되고 있다.

블록 반복은 순간잡음에 대해 손실을 줄이는 가장 손쉬운 방법으로서, 이를테면 1 0 1 1 이라는 신호를 111 000 111 111 로 각 신호 단위로 3번 또는 소정의 횟수만큼 반복해서 전송하는 것을 말하고, 블록 인터리빙은 디지털 데이터 열을 일 정한 블록 단위로 배열한 후 열과 행을 바꾸어 전송하는 것을 말한다. 여기서, 블록 인터리빙의 원리를 도 4를 참고로 설명하면 다음과 같다.

즉, 전송 데이터열(410)을 좌우 지그재그 방식으로 3 x 3 크기의 매트릭스(420)에 배열한 후, 해당 매트릭스(420)를 상하 지그재그 방식으로 읽어서 재배열(430)한다. 수신측에서는 블록의 크기 정보를 알고 있는 상태에서 블록 단위만큼 수신 데이터를 배열한 후 상기 인터리빙의 역순으로 열과 행을 바꾸어 배열함으로써 신호를 복구할 수 있다. 이러한 디인터리빙 (deinterleaving) 과정을 통해 집중되어 있던 비트에러를 분산시킬 수 있다.

본 발명에서는 순간잡음에 의한 손실을 최소화하기 위한 데이터 처리의 한 방안으로 상기 블록 반복 및/또는 블록 인터리빙을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 이를테면 상기 블록 반복 및/또는 블록 인터리빙에 있어서 인터리빙의 단위를 둘 이상의 비트로 확대하여 수행하거나 다른 패턴의 인터리빙을 이용할 수도 있다.

한편, 상기 제1 데이터 처리를 위한 인터리빙 패턴은 상기 제2 데이터 처리를 위한 인터리빙 패턴과 서로 상이한 것이 바람직하며, 데이터 재전송이 반복됨에 따라 제2 데이터 처리에 이용되는 인터리빙의 패턴들 역시 매번 변경되는 것이 바람직하다. 이는, 본 발명이 오류 정정 제어를 위해 채널 고정형(channel-non-adaptive) HARQ 및 체이스 결합(Chase combining) 기법을 사용한다고 가정할 때, 데이터 전송을 위한 자원 블록의 특정 주파수 대역에 딥 페이드(deep fade) 현상이 발생하는 경우 해당 대역에 전송 데이터의 특정 비트열이 집중되지 않도록 하기 위 함이다. 따라서, 본 발명의 송신장치에는 다양한 패턴의 데이터 처리 알고리즘(또는 다양한 패턴의 인터리빙 알고리즘)이 구비되어야 하며, 데이터 재전송이 수행됨에 따라 각 데이터 처리 알고리즘을 어떤 순서에 따라 적용할 것인지에 대한 스케줄링 정책이 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 스케줄링 정책은 원활한 데이터 복호화를 위해 수신장치에도 동일하게 마련되어야 한다. 한편, 송신장치 및 수신장치에 다양한 패턴의 인터리빙 알고리즘만이 구비되고 별도의 패턴 변경 스케줄링 정책 없이 랜덤하게 인터리빙의 패턴을 변경할 수도 있다. 이 경우, 송신장치는 인터리빙의 패턴을 변경한 후 재전송되는 데이터의 일부에 상기 변경된 인터리빙 패턴에 관한 정보를 포함시키거나, 별도의 시그널을 통해 수신장치에 상기 변경된 인터리빙 패턴에 관한 정보를 전송해주어야 한다.

여기서 상기 HARQ 대해 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저 설명한 바와 같이 HARQ에는 채널 적응형(channel-adaptive) HARQ/채널 고정형(channel-non-adaptive) HARQ, 체이스 결합(Chase combining) 기법/증분 리던던시(Incremental Redundancy) 기법 등과 같은 다양한 종류가 존재한다.

채널 고정형 HARQ는 재전송시 프레임의 변조나 이용하는 자원 블록의 수 등이 초기 전송시에 정해진 대로 수행되는 방식이고, 채널 적응형 HARQ는 현재 채널 상태에 따라 상기 요소들을 가변하는 방식이다. 예를 들면, 송신측에서 초기 전송시 8개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송했다면 이후 재전송시에도 동일하게 8개의 자원 블록을 이용하여 재전송하는 것이 채널 고정형 HARQ이고, 초기에는 8개의 자원 블록을 이용하여 전송이 이루어졌다고 하여도 이후에 채널 상태에 따라서 8개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송하는 것이 채널 적응형 HARQ이다.

또한, 재전송시 어떤 패킷을 전송하느냐에 따라 체이스 결합(Chase combining) 기법과 증분 리던던시(Incremental Redundancy) 기법으로 구분할 수 있다. 체이스 결합 기법은 오류가 발생한 경우 초기 전송시에 보낸 동일한 포맷의 패킷을 재전송하는 것이고, 증분 리던던시 기법은 전송시에 보낸 패킷과는 상이한 포맷의 패킷을 재전송하는 것이다.

그 외에도, 초기 데이터의 전송이 실패한 경우 이후의 재전송이 시스템에 의해 정해진 타이밍에 이루어질 것인지 여부에 따라 동기식(synchronous) HARQ과 비동기식(asynchronous) HARQ로 구분할 수 있다. 동기식 HARQ에 있어서 재전송이 초기 전송 실패 후에 매 4번째 시간 단위에 이루어진다고 가정하면, 이는 기지국과 단말 사이에 이미 약속이 되어 있는 것이므로 별도로 상기 타이밍에 대해 서로 간에 통보해줄 필요가 없다. 다만, 송신측에서 NAK 메시지를 수신한 경우 이후로 ACK 메시지를 수신하기까지는 정해진 시간 단위로 데이터(또는 프레임)를 재전송하게 된다. 반면, 비동기식 HARQ는 재전송 타이밍이 해당 사건마다 새롭게 스케줄링 되거나, 재전송 타이밍을 맞추기 위한 추가적인 시그널링을 별도로 설정하는 방식으로 구현된다. 동기식 HARQ는 주로 채널 고정형 HARQ와 연동하여 적용되는 경향이 있으므로 본 발명에서도 동기식 HARQ가 적용되는 것이 바람직하나 통신 환경에 따라 비동기식 HARQ가 적용될 수도 있다.

이상, 다양한 방식의 HARQ에 대해 설명하였으나 원칙적으로 HARQ는 복조가 불가능한 프레임이 수신된 경우 송신측에 NAK를 전송하는 것과 별개로 해당 프레임을 버퍼에 일정 시간 보관하고, 동일한 프레임이 재전송되면 이를 먼저 보관된 프레임과 결합하여 복조를 수행한다는 점에서 동일하므로 본 발명에서 적용될 수 있는 HARQ는 반드시 특정 종류에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 송신장치의 제어부(320)는 초기 데이터에 대하여 상기 제1 데이터 처리가 수행되도록 데이터 처리부(310)를 제어하고, 상기 초기 데이터가 수신측에 정상적으로 수신되지 못하여 수신측으로부터 NAK 메시지가 도착하거나 일정 시간동안 ACK 메시지가 도착하지 않으면 동일한 데이터에 대하여 상기 제2 데이터 처리가 수행되도록 데이터 처리부(310)를 제어하며, 상기 제1 데이터 처리 또는 제2 데이터 처리가 수행된 데이터를 수신측에 전송하도록 송신부(330)를 제어한다.

송신장치의 송신부(330)는 초기 데이터를 수신측에 전송하거나, 그와 동일한 데이터를 수신측에 재전송하는 역할을 담당한다.

본 발명은 다중 부반송파 시스템(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 전제로 하는데, HARQ가 적용되는 OFDM 송신장치에서의 데이터 전송 절차가 도 5에 도시되어 있다. 본 발명에 관련되는 주요 절차를 살펴보면 다음과 같다.

전송 데이터는 안정적인 전송을 위해 오류 정정부호화(FEC 코딩)(S501)를 수행하고 이를 통해 코딩된 데이터열은 레이트 매칭(Rate matching)(S502) 또는 전송 비트 선택(Tx coded bit selection)과정을 통하여 선택된 코드 데이터로 구성되는 HARQ 전송용 부패킷(subpacket)을 형성한다. 이후, 상기 선택된 코드 데이터는 인 터리빙(S503)을 통해 재배열되고, QPSK, 16QAM 또는 64QAM 등의 심볼 변조 과정(S504) 및 다중 부반송파 변조 과정(S505~S511)을 거쳐 수신측으로 전송된다. 본 발명의 데이터 송신장치에 있어서 데이터 처리부(310)는 상기 S503 절차를 수행하고, 송신부(330)는 그 외의 절차들을 수행하며, 제어부(320)는 각 절차가 원활하게 수행될 수 있도록 제어한다.

다음으로, 본 발명의 데이터 재전송 방법을 구현하기 의한 수신장치의 구성을 살펴보기로 한다.

수신장치의 데이터 처리부(340)는 코드 재배열에 의한 복호화를 수행하기 위한 제3 데이터 처리 및 제4 데이터 처리를 수행한다. 여기서, 제3 데이터 처리 및 제4 데이터 처리는 해당 데이터가 송신측에서 인터리빙 처리되어 전송된 경우 이에 대응하여 디인터리빙(de-interleaving)을 수행하는 것을 말하며, 디인터리빙은 통상 인터리빙의 역순으로 수행된다.

수신장치의 제어부(350)는 송신측으로부터 전송받은 초기 데이터에 대해 상기 제3 데이터 처리가 수행되도록 데이터 처리부(340)를 제어하고, 제3 데이터 처리에도 불구하고 초기 데이터가 전송 과정 중에 손상되어 복호화가 정상적으로 이루어지지 않은 경우, 송신측으로 NAK 메시지를 전송하거나 송신측으로부터 동일한 데이터가 재전송될 때까지 대기한 후, 송신측으로부터 재전송 데이터가 도착하면 해당 데이터에 대해 제4 데이터 처리를 수행하도록 데이터 처리부(340)를 제어한다.

또한, 해당 데이터의 복호화가 정상적으로 이루어질 때까지 재전송 데이터의 수신 및 제4 데이터 처리가 반복되어 수행되도록 수신부(360) 및 데이터 처리부(340)를 제어하고, 특히 제4 데이터 처리가 반복될 때마다 제4 데이터 처리를 위한 디인터리빙의 패턴을 변경하도록 데이터 처리부(340)를 제어한다. 따라서, 본 발명의 수신장치에는 다양한 패턴의 디인터리빙 알고리즘이 구비되어 있어야 하며, 각 디인터리빙 패턴을 변경해주기 위한 소정의 스케줄링 정책이 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 스케줄링 정책은 상기 송신장치에서의 그것과 동일하게 설정되어야 한다. 다만, 별도의 스케줄링 정책을 구비하지 않는 경우라면 송신장치로부터 인터리빙의 패턴 변경 정보를 전송받아 이를 참고로 디인터리빙의 패턴을 결정할 수도 있다.

수신장치의 수신부(360)는 제어부(350)의 제어에 따라 초기 데이터 또는 재전송된 데이터를 수신한다.

한편, HARQ가 적용되는 OFDM 수신장치에서의 데이터 전송 절차는 상기 도 5에서 설명한 바 있는 OFDM 송신장치에서의 데이터 전송 절차의 역순에 해당하며, 각 단계에 있어 대응 관계에 있는 데이터 처리가 수행되므로(일 예로, 인터리빙에 대응하여 디인터리빙, 변조에 대응하여 복조 등) 여기서는 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 상기와 같은 구성의 송신장치 및 수신장치 사이에서 데이터가 재전송되는 과정을 구체적으로 살펴보기로 하되, 순간잡음 손실을 최소화하기 위한 데이터 처리로 인터리빙 및 디인터리빙이 사용된다고 가정한다. 도 6은 본 발명에 의한 송신장치에서 데이터 재전송이 수행되는 과정을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.

송신측은 초기 데이터에 인터리빙을 수행하고(S601), 이를 수신측에 전송한다(S603). 수신측은 상기 초기 데이터를 정상적으로 수신한 경우에는 송신측에 ACK 메시지를 송신하고, 전송 도중 다양한 요인에 의해 전송 데이터의 프레임이 유실 또는 손실되어 정상적으로 수신하지 못한 경우에는 송신측에 NAK 메시지를 송신한다. 다만, 선택적으로 수신측은 초기 데이터가 정상적으로 수신되지 못한 경우라도 별도로 송신측에 NAK 메시지를 송신하지 않을 수 있으며, 이 경우 송신측은 상기 S603 단계 이후에 소정 시간이 경과할 때까지 ACK 메시지가 도착하지 않으면 NAK 메시지가 도착한 것과 동일한 경우로 간주하도록 동작한다.

수신측으로부터 NAK 메시지가 수신된 경우(S605), 이는 상기 초기 데이터가 수신측에 정상적으로 수신되지 못한 것이므로 인터리빙의 패턴을 변경하고(S607),상기 초기 데이터와 동일한 데이터에 대하여 상기 변경된 패턴의 인터리빙을 수행한 후(S609), 이를 수신측에 재전송한다(S611). 여기서 인터리빙의 패턴을 변경하는 이유는 재전송되는 데이터에 대한 순간잡음의 손실을 최소화하는 것 이외에도, 수신측에서 HARQ를 적용함에 있어서 딥 페이드(deep fade) 현상이 발생하는 주파수 영역에 재전송시마다 매번 다른 코드열이 할당되도록 함으로써 데이터 복구를 용이하게 하기 위함이다. 이와 같은 재전송 단계(S605~S611)는 해당 데이터가 수신측에 정상적으로 수신될 때까지 반복하여 수행된다.

다음으로, 수신측에서의 데이터 재전송 과정을 살펴보기로 한다. 참고로, 도 7은 본 발명에 의한 수신장치에서 데이터 재전송이 수행되는 과정을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.

송신측으로부터 초기 데이터가 수신되면(S701), 해당 초기 데이터에 디인터리빙을 수행하여 코드열을 원래의 순서대로 되돌려 놓은 다음(S703), 복조를 수행한다. 여기서, 초기 데이터가 전송 과정에서 손상을 입어 복조를 성공적으로 수행할 수 없는 경우라면(S705) 송신측에 데이터 전송 실패를 알리는 NAK 메시지를 전송하고(S707), 디인터리빙의 패턴을 변경한 후(S709) 송신측으로부터의 재전송을 기다린다. 상기 S709 단계는 송신측에서 데이터 재전송시 인터리빙의 패턴을 변경하는 것과 보조를 맞추기 위한 것으로서, 오류가 발생한 데이터에 대해 HARQ를 적용함에 있어서 딥 페이드(deep fade) 현상이 발생하는 주파수 영역에서의 특정 코드열 집중 현상을 회피하기 위함이라는 점은 먼저 설명한 바와 같다. 이와 같은 데이터 수신 단계(S701~S709)는 해당 데이터가 수신측에서 정상적으로 복조되는 것이 가능해질 때까지 반복하여 수행된다.

한편, 초기 전송된 데이터가 손실 없이 전송되어 곧바로 복조가 가능하거나, 반복된 재전송 끝에 HARQ에 의해 복조가 가능해진 상태가 되면(S705), 송신측에 ACK 메시지를 송신하고(S711) 데이터 수신 절차를 종료한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 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.

본 발명에 의하면 버퍼링된 데이터와 재전송된 데이터를 결합하여 수신 성공율을 높이는 시스템에 있어서, 재전송이 수행될 때마다 순간잡음 손실이 최소화되도록 해당 데이터의 코드를 재배열하여 딥 페이드 현상이 발생하는 부위의 코드를 분산시킴으로써 수신 성공율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

Claims (26)

1. 이동통신 시스템에서자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법에 있어서,

   기지국에서 다수의 연속적인 프레임들로 이루어지는 프레임 그룹 내에서 전송되는 제1패킷과 관련된 제1단말의 부정 응답 신호(NACK)를 수신하는 단계;

   상기 기지국에서 상기 제1단말의 NACK에 따라 상기 제1패킷의 재전송 패킷을 일정 주기에서 재전송하는 단계;

   상기 기지국에서 상기 프레임 그룹 내에서 전송되는 제2패킷과 관련된 제2단말의 부정 응답 신호(NACK)를 수신하는 단계;

   상기 제2단말의 NACK에 따라 상기 제2패킷의 재전송 패킷에 대한 제어 정보를 제2단말로 전송하는 단계; 및

   상기 기지국에서 상기 제어 정보에 기반하여 상기 재전송 패킷을 비주기적으로 전송하는 단계를 포함하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
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3. 제1항에 있어서,

   상기 제어 정보는 상기 제2단말의 식별자와 상기 제2패킷 및 그 재전송 패킷의 전송 포맷(transmission format)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
4. 제1항에 있어서

   상기 제1패킷의 전송 전에 상기 제1패킷에 대한 제어 정보를 상기 제1단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기지국이 상기 프레임 그룹 내에서 재전송 패킷이 주기적으로 전송될 프레임과 비주기적으로 전송될 프레임의 식별 정보(indicator)를 단말들에게 알려 주는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 식별 정보는 상위계층 시그널링(signaling)을 통해 알려 주는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 프레임 그룹 내에서 재전송 패킷이 주기적으로 전송될 프레임과 비주기적으로 전송될 프레임은 단말별로 지정되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 프레임 그룹 내에서 재전송 패킷이 주기적으로 전송될 프레임과 비주기적으로 전송될 프레임은, 현재 연결(connection)이 설정된 모든 단말에 대하여 공통적으로 지정되거나 또는 현재 연결이 설정된 모든 단말들 중 일정 그룹에 대하여 지정되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 일정 주기는 상기 프레임 그룹의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제1단말 및 제2단말은 동일한 객체(entity)임을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
11. 이동통신 시스템에서 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법에 있어서,

    기지국이 다수의 연속적인 프레임들로 이루어지는 프레임 그룹 내에서 적어도 하나 이상의 프레임을 포함하는 제1서브그룹에 전송되는 패킷과 관련된 수신측의 부정 응답 신호(NACK)에 대해 주기적 또는 비주기적으로 재전송 패킷을 전송하고,

    상기 기지국이 상기 프레임 그룹 내에서 상기 제1서브그룹 이외의 다른 프레임에 전송되는 패킷과 관련된 수신측의 부정 응답 신호(NACK)에 대해 비주기적으로 재전송 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제1서브그룹 내에서 재전송 패킷이 주기적으로 전송되는지 또는 비주기적으로 전송되는지 여부는, 최초 전송 패킷에 대한 제어 정보의 전송 포맷, 최초 전송 패킷에 대한 제어 정보의 전송 채널에 사용된 채널 코드 및 최초 전송 패킷의 전송 채널에 사용된 채널 코드 중 하나로 구별되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
13. 제11항에 있어서,

    상기 제1서브그룹 내에서 재전송 패킷이 주기적으로 전송되는지 또는 비주기적으로 전송되는지에 대한 식별 정보를 수신측으로 알려 주는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
14. 이동통신 시스템에서 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법에 있어서,

    제1단말이 다수의 연속적인 프레임들로 이루어지는 프레임 그룹 내에서 수신된 제1패킷에 대한 부정 응답 신호(NACK)를 기지국으로 전송하는 단계;

    상기 제1단말이 상기 프레임 그룹 내에서 수신된 제2패킷에 대한 부정 응답 신호(NACK)를 상기 기지국으로 전송하는 단계;

    상기 제1단말이 일정 주기 경과 후에 상기 제1패킷에 대한 재전송 패킷을 수신하는 단계;

    상기 제1단말이 상기 제2패킷의 재전송 패킷을 위한 제어 정보를 수신하는 단계; 및

    상기 제1단말이 상기 제어 정보를 이용하여 상기 제2패킷의 재전송 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 제어 정보는 단말 식별자와 상기 제2패킷에 대한 재전송 패킷의 전송 포맷을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
16. 기지국에서 수신측으로 패킷을 전송하는 단계;

    기지국에서 상기 수신측으로부터 상기 패킷에 대한 부정 응답 신호(NACK)을 수신하는 단계; 및

    상기 기지국에서 상기 수신측으로 재전송 패킷(retransmission packet)을 전송하는 단계를 포함하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법에 있어서,

    다수의 연속적인 프레임들로 이루어지는 프레임 그룹 내에서 적어도 하나 이상의 프레임에 대해 일정 주기마다 재전송 패킷을 전송하고, 상기 프레임 그룹 내의 적어도 하나 이상의 다른 프레임에 대한 수신측의 부정 응답 신호(NACK)에 대해 비주기적으로 재전송 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 방식에 따른 통신 방법.
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