KR101247142B1 - Ｌｔｅ 통신 시스템에서의 ｈａｒｑ 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 HARQ 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 추출한 HARQ 신호에 ACK/NACK 정보가 포함되었는지 검증하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 신호 검출 방법은 수신된 신호로부터 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 추출하는 단계; 추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 설정된 위치의 비트값을 독출하는 단계; 독출된 상기 비트값의 평균값을 산출하는 단계; 산출된 상기 평균값이 설정된 제1임계치를 초과하면 ACK(응답 확인)라고 판단하고, 제2임계치 미만이면 NACK(부정 응답 확인)라고 판단하는 단계; 상기 ACK이라고 판단한 상기 제1임계치를 초과한 평균값을 산출하는데 사용된 각 비트의 비트값 중 "0"보다 작은 비트값을 갖는 비트의 개수를 산출하는 단계; 산출된 상기 비트의 개수가 제3임계치 이상이면 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

Description

ＬＴＥ 통신 시스템에서의 ＨＡＲＱ 검출 방법{Method for HARQ detection in LTE communication system}
본 발명은 LTE 통신 시스템에서의 HARQ 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 추출한 HARQ 신호에 ACK/NACK 정보가 포함되었는지 검증하는 방법에 관한 것이다.
통신의 신뢰성을 확보하기 위한 에러 보상 기법으로는 FEC(forward error correction) 방식(scheme)과 ARQ(automatic repeat request) 방식이 있다. FEC 방식에서는 정보 비트들에 여분의 에러 정정 코드를 추가시킴으로써, 수신단에서의 에러를 정정한다. FEC 방식은 시간 지연이 적고 송수신단 사이에 별도로 주고받는 정보가 필요 없다는 장점이 있지만, 양호한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다. ARQ 방식은 전송 신뢰성을 높일 수 있지만, 시간 지연이 생기게 되고 열악한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다.
HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 방식은 FEC와 ARQ를 결합한 것으로, 물리계층이 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하는지 여부를 확인하고, 오류가 발생하면 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다.
송신단은 수신한 데이터에서 에러가 검출되지 않으면 수신 확인(reception acknowledgement)으로 ACK(positive-acknowledgement) 신호를 송신하여 수신 성공을 수신단으로 알린다. 송신단은 수신한 데이터에서 에러가 검출되면 수신 확인으로 NACK(negative-acknowledgement) 신호를 송신하여 에러 검출을 수신단으로 알린다. 수신단은 NACK 신호가 수신되면 데이터를 재전송할 수 있다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.
3GPP LTE는 HARQ를 상향링크 전송과 하향링크 전송 양자에 지원한다. 하향링크 HARQ는 기지국이 하향링크 데이터를 전송하면, 단말이 상기 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 말한다. 상향링크 HARQ는 단말이 상향링크 데이터를 전송하면, 기지국이 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 말한다. 새로운 기술이 도입되는 3GPP LTE에서 HARQ의 성능을 향상시키는 기법이 제안된다.
본 발명이 해결하려는 과제는 수신된 데이터 패킷에 ACK 신호나 NACK 신호가 포함되어 있는지 확인하는 방안을 제안한다.
이를 위해 본 발명의 신호 검출 방법은 수신된 신호로부터 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 추출하는 단계; 추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 설정된 위치의 비트값을 독출하는 단계; 독출된 상기 비트값의 평균값을 산출하는 단계; 산출된 상기 평균값이 설정된 제1임계치를 초과하면 ACK(응답 확인)라고 판단하고, 제2임계치 미만이면 NACK(부정 응답 확인)라고 판단하는 단계; 상기 ACK이라고 판단한 상기 제1임계치를 초과한 평균값을 산출하는데 사용된 각 비트의 비트값 중 "0"보다 작은 비트값을 갖는 비트의 개수를 산출하는 단계; 산출된 상기 비트의 개수가 제3임계치 이상이면 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
이를 위해 본 발명의 신호 검출 방법은 수신된 신호로부터 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 추출하는 단계; 추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 설정된 위치의 비트값을 독출하는 단계; 독출된 상기 비트값의 평균값을 산출하는 단계; 산출된 상기 평균값이 설정된 제1임계치를 초과하면 ACK(응답 확인)라고 판단하고, 제2임계치 미만이면 NACK(부정 응답 확인)라고 판단하는 단계; 상기 NACK이라고 판단한 상기 제2임계치 미만인 평균값을 산출하는데 사용된 각 비트의 비트값 중 "0"보다 큰 비트값을 갖는 비트의 개수를 산출하는 단계; 산출된 상기 비트의 개수가 제3임계치 이상이면 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 신호 검출 방법은 추출한 HARQ 신호를 구성하고 있는 비트 중 일부 비트만을 사용하여 ACK 신호나 NACK 신호가 포함되었는지 여부를 판단한다 즉, 산출한 HARQ 신호 중 특정 비트들의 비트값의 평균값, 해당 비트의 비트값을 확인하는 두 번의 검증 과정을 통해 수신된 신호에 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 여부를 판단한다.
이와 같이 함으로써 수신된 데이터에 실질적으로 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 순수 데이터만으로 구성된 신호인지 여부를 판별할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 수신단의 구조를 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 수신된 데이터에 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 판단하는 과정을 도시한 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 송신단은 수신단으로부터 패킷을 수신하였고, 이에 대한 응답으로 확인 응답(ACK), 또는 부정확인응답(NACK)를 수신단으로 전송한다. ACK는 정확하게 수신된 수신 데이터를 표시하는 확인응답 문자들을 포함하며, NACK는 에러가 포함된 데이터를 수신하였고 데이터를 재전송되어야 함을 표시한다. ACK/NAK의 경우에, 인코딩, 스크램블링 및 변조는 유클리드 길이를 최대화해야 한다. ACK/NAK의 경우에(주파수 분할 듀플렉스(FDD)의 경우), 신호를 제어하기 위해 사용된 변조 심벌은 물리 업링크 공유 채널(Pysical Uplink Shared Channel: PUSCH) 변조 방식에 관계없이, 최대 2 비트의 코딩된 제어 정보를 전달한다.
유클리드 길이를 최대화하기 위하여, 인코더는 비트들의 개수(예를 들어, 1-비트, 2-비트) 및 변조 차수 Qm의 함수로써 ACK 정보를 인코딩하도록 구성될 수 있다. 변조 차수 Qm는 2, 4, 또는 6의 차수(order)일 수 있다. 2의 변조 차수는 직교 위상 편이 변조(QPSK)에 대응된다. 4의 변조 차수는 QPSK의 높은 차수의 변조인 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation: 직교 진폭 변조)에 대응된다. 6의 변조 차수는 16QAM 보다 더 높은 차수의 변조인 64QAM에 대응된다. 더 높은 차수 변조는 변조 알파벳이 추가적인 시그널링 대안들을 포함하도록 확장되어, 변조 심볼당 더 많은 비트들의 정보를 통신할 수 있다는 것을 나타낸다. QPSK의 경우에, 변조 알파벳은 4개의 상이한 시그널링 대안들을 포함한다. 16QAM으로의 확장은 16개의 상이한 시그널링 대안들을 제공한다. 64QAM으로의 추가적인 확장은 64개의 상이한 시그널링 대안들의 이용가능성을 제공한다.
위에서 설명한 바와 같이, 인코더는 비트들의 개수 및 변조 차수 Qm의 함수로써 ACK 정보를 인코딩하도록 구성된다.
표 1은 1비트 HARQ-ACK의 인코딩을 나타내며, 여기서 "x"는 1을 의미하며, "y"는 b(i)=b(i-1)(이전 스크램블 데이터)를 나타낸다.
Figure 112011082811275-pat00001
표 2는 2-비트 HARQ-ACK의 인코딩을 나타낸다.
Figure 112011082811275-pat00002
where
Figure 112011082811275-pat00003
: codeword 0
Figure 112011082811275-pat00004
: codeword 1
Figure 112011082811275-pat00005
= (
Figure 112011082811275-pat00006
+
Figure 112011082811275-pat00007
)mod2
인코더는 다수의 인코딩된 HARQ-ACK 블록들의 연쇄(concatenation)에 의해 인코딩된 비트 시퀀스를 획득하며, 여기서 QACK는 모든 인코딩된 HARQ-ACK 블록들에 대하여 코딩된 비트들의 전체 갯수이다. 이들은 나중에 인코딩 체인에서 블록들이 변조부로 삽입될 것이기 때문에 블록들으로 유도된다. 따라서 QPSK 변조는 2개의 세트에서 다수의 인코딩된 HARQ-ACK 블록들의 연쇄를 취할 것이다. 16QAM 변조는 4개의 세트로 다수의 인코딩된 HARQ-ACK 블록들의 연쇄를 취할 것이다. 또한, 64QAM 변조부는 6개의 세트로 다수의 인코딩된 HARQ-ACK 블록들의 연쇄를 취할 것이다.
이하에서는 수신단에서 HARQ 디코딩 과정에 대해 알아보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 수신단의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 수신단의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 의하면 수신단은 FFT부, 채널 추정부, IDFT부, 디스크램블러, 디인터리버, 디코더를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 수신단에 포함될 수 있음은 자명하다.
FFT부(100)는 수신된 데이터를 고속 퓨리에 변환을 수행한다.
채널 추정부(102)는 변환된 수신 신호에서 추출한 기준 신호와 수신부에 기저장되어 있는 기준 신호에 기초하여 통신 채널의 임펄스 응답(impulse response)을 계산하여 통신 채널을 추정한다.
IDFT부(104)는 채널 추정부(102)에서 추정한 수신 신호에 대해 IDFT을 수행한다.
디스크램블러(106)는 수신된 신호를 디스크램블링을 수행하며, 디인터리버(108)는 저장된 디인터리빙 방식에 따라 디인터리빙을 수행한다.
본 발명과 관련하여 디인터리버(108)에서 디인터리빙 과정을 수행한 수신 신호로부터 HARQ 신호를 추출한다.
이후 디코더(110)에서 디코딩 과정을 수행하게 된다.
이하에서는 본 발명과 관련하여 디인터리버에서 디인터리빙을 수행한 신호로부터 추출한 HARQ 신호에 ACK 신호 또는 NACK 신호가 포함되어 있는 지 알아보기로 한다.
즉, 송신단에서 수신단으로 데이터만 전송하였는지, HARQ 신호가 포함된 데이터를 전송하였는지 판단하는 과정에 대해 알아보기로 한다. 즉, 송신단은 전송하는 모든 패킷에 HARQ 신호를 포함시켜 전송하는 것이 일부 패킷에 대해서만 HARQ 신호를 포함시켜 전송한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 수신된 데이터에 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 판단하는 과정을 도시한 흐름도이다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 수신된 데이터에 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 판단하는 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
S200단계에서 추출한 복수 개의 HARQ 신호 중에서 설정된 위치에 있는 HARQ 신호를 선택한다. 상술한 바와 같이 표 1 또는 표 2에 의하면, 추출된 HARQ 신호는 코딩 방식과 변조 방식에 따라 2개 내지 18개의 비트로 구성된다. 본 발명은 2개 내지 18개의 비트로 구성된 HARQ 신호를 모두 사용하는 것이 아니라 일부 비트만을 사용한다. 즉,
Figure 112011082811275-pat00008
또는
Figure 112011082811275-pat00009
가 위치하고 있는 비트를 이용한다. 물론
Figure 112011082811275-pat00010
또는
Figure 112011082811275-pat00011
대신 다른 비트를 사용할 수 있음은 자명하다.
S202단계에서 선택된 신호를 구성하고 있는 비트의 비트값의 평균값을 산출한다. 즉, 선택된 비트의 비트값을 합산한 후 해당 비트 개수로 나누는 과정을 진행한다.
S204단계에서 산출된 평균값이 1인 경우에는 ACK이 포함된 것으로 일차 판단하며, 산출한 평균값이 0인 경우에는 NACK이 포함된 것으로 일차 판단한다. 이에 부가하여 본 발명은 전송 중 오류를 고려하여 산출된 평균값이 임계치 이상인 경우에는 ACK이 포함된 것으로 일차 판단하며, 산출된 평균값이 -임계치 이하인 경우에는 NACK이 포함된 것으로 일차 판단한다. 즉, 산출한 평균값이 -임계치 이상 내지 임계치 이하인 경우에는 ACK/NACK 신호가 포함되지 않은 것으로 판단한다.
S206단계에서 일차적으로 ACK/NACK 신호가 포함된 것으로 판단된 신호를 구성하고 있는 각 비트별로 비트값이 확인한다. 즉, 해당 비트의 비트값이 0보다 큰 경우에는 ACK인 것으로 이차 판단하며, 해당 비트의 비트값이 0보다 작은 경우에는 NACK인 것으로 이차 판단한다.
S208단계에서 일차적으로 ACK라고 판단된 신호를 구성하고 있는 각 비트값 중에서 이차적으로 NACK이라고 판단한 비트의 개수를 산출한다. 또한 일차적으로 NACK라고 판단된 신호를 구성하고 있는 각 비트값 중에서 이차적으로 ACK이라고 판단한 비트의 개수를 산출한다.
S210단계에서 산출한 비트의 개수와 설정값을 비교한다. 비교 결과 산출한 비트의 개수가 설정값보다 큰 경우에는 해당 신호는 ACK/NACK 신호가 포함되지 않은 것으로 판단하며, 산출한 비트의 개수가 설정값보다 작은 경우에는 해당 신호는 ACK/NACK 신호가 포함된 것으로 판단한다.
이와 같이 본 발명은 산출한 HARQ 신호 중 특정 비트들의 비트값의 평균값, 해당 비트의 비트값을 확인하는 두 번의 검증 과정을 통해 수신된 신호에 ACK/NACK 신호가 포함되었는지 여부를 판단한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100: FFT부 102: 채널 추정부
104: IDFT부 106: 디스크램블러
108: 디인터리버 110: 디코더

Claims (7)

  1. 수신된 신호로부터 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 추출하는 단계;
    추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 설정된 위치의 비트값을 독출하는 단계;
    독출된 상기 비트값의 평균값을 산출하는 단계;
    산출된 상기 평균값이 설정된 제1임계치를 초과하면 ACK(응답 확인)라고 판단하고, 제2임계치 미만이면 NACK(부정 응답 확인)라고 판단하는 단계;
    상기 ACK이라고 판단한 상기 제1임계치를 초과한 평균값을 산출하는데 사용된 각 비트의 비트값 중 "0"보다 작은 비트값을 갖는 비트의 개수를 산출하는 단계;
    산출된 상기 비트의 개수가 제3임계치 이상이면 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템의 수신단에서 신호 검출 방법.
  2. 수신된 신호로부터 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 추출하는 단계;
    추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 설정된 위치의 비트값을 독출하는 단계;
    독출된 상기 비트값의 평균값을 산출하는 단계;
    산출된 상기 평균값이 설정된 제1임계치를 초과하면 ACK(응답 확인)라고 판단하고, 제2임계치 미만이면 NACK(부정 응답 확인)라고 판단하는 단계;
    상기 NACK이라고 판단한 상기 제2임계치 미만인 평균값을 산출하는데 사용된 각 비트의 비트값 중 "0"보다 큰 비트값을 갖는 비트의 개수를 산출하는 단계;
    산출된 상기 비트의 개수가 제3임계치 이상이면 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템의 수신단에서 신호 검출 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 추출된 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 구성하고 있는 비트들 중 첫 번째 위치의 비트값을 독출함을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1임계치와 제2임계치의 절대값은 동일함을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호의 변조 차수에 따라 독출되는 상기 비트의 개수가 달라짐을 특징으로 한느 신호 검출 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    산출된 상기 평균값이 설정된 제2임계치 이상이고 제1임계치 미만이면, 수신된 상기 신호에 ACK 또는 NACK가 포함되지 않은 것은 것으로 판단함을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    독출되는 상기 비트의 개수에 따라 상기 제3임계치의 값이 달라짐을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
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