KR101387530B1

KR101387530B1 - 자동 재전송 요구를 위한 자원할당방법

Info

Publication number: KR101387530B1
Application number: KR1020070140770A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 류기선; 김정기; 하성웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2014-04-21
Also published as: US8301952B2; WO2009084865A1; US20090177937A1; CN101933278A; KR20090072607A; CN101933278B

Abstract

본 발명은 자동 재전송 요구를 위한 자원할당방법에 관한 것이다. 자동 재전송 요구를 위한 자원할당방법은 차분할당 지원 여부에 대한 정보를 포함하는 MAP 메시지를 전송하는 단계와 상기 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 소정의 프레임 동안 저장하는 단계와 상기 소정의 프레임 동안 수신확인부정 메시지를 수신하면, 재전송할 서브 버스트에 대한 차분할당정보를 포함하는 서브 버스트 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명은 HARQ 트래픽이 많은 경우에 HARQ 서브 버스트를 재전송시 초기 MAP 메시지의 MAP 정보를 기준으로 차이점만을 전송하는 방법을 통해 HARQ와 관련된 MAP 오버헤드를 줄임으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

HARQ, 차분할당(Differential Allocation), MAP 메시지, 버스트

Description

자동 재전송 요구를 위한 자원할당방법{Method of resouce allocation for HARQ}

본 발명은 자동 재전송 요구를 위한 자원 할당방법에 관한 것으로서, 재전송되는 서브 버스트에 대하여 이전 프레임에서 수신한 MAP 메시지를 통해 알 수 있는 정보에서 차이점만을 전달하여 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.

이하에서는 송신측과 수신측의 데이터 재전송방법에 대하여 간략히 살펴보기로 한다. 무선통신 시스템에서는 한정된 자원을 사용하여 고속 데이터 서비스를 제공한다. 이를 위해 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 자동 재전송 요구 기법이 사용된다. 즉, 데이터 전송시 수신측은 전송 실패가 발생하면 해당 데이터에 대한 재전송 요구를 하게 된다. 이때, 일반적으로 사용되는 데이터의 자동 재전송 기법으로 ARQ(Automatic Repeat Request) 방식이 있다.

ARQ 방식이란 데이터 수신 후에 수신측에서 데이터를 제대로 수신했는지를 수신긍정확인/수신부정확인(Acknowledgement/Non-Acknowledgment, 이하, ACK/NACK 이라 한다) 신호를 통해 송신측에 알려주고, 송신측은 NACK 신호 수신시 해당 신호에 대한 데이터를 재전송하는 방식이다. ARQ 방식에는 SAW(Stop-And-Wait) ARQ, GBN(Go-Back-N) ARQ, 및 SR(Selective-Repeat) ARQ의 세 가지 방식이 있다.

SAW ARQ 방식에서 송신측은 데이터 전송 후 ACK 신호 또는 NACK 신호를 수신할 때까지 기다린다. 송신측은 ACK 신호가 수신되면 새로운 다음 데이터를 전송하고, NACK 신호가 수신되면 이전 데이터를 재전송하는 방식이다. 즉, 한 번에 하나의 프레임만을 전송하는 방식으로, 프레임이 성공적으로 전달된 것을 확인한 후에 다음 프레임을 전송한다.

GBN ARQ 방식은 응답 메시지에 상관없이 데이터를 계속 전송하는 방식이다. 수신측에서 데이터를 수신하는 도중 특정 프레임의 데이터를 수신하지 못한 경우, 수신측에서 상기 특정 프레임의 ACK 신호를 송신측에 전송하지 못한다. 송신측은 상기 특정 프레임에 대한 ACK 신호를 수신하지 못하므로 상기 특정 프레임의 데이터부터 재전송하게 된다.

SR ARQ 방식은 데이터를 계속 전송하다가 NACK 신호를 수신한 데이터만 재전송하는 방식이다. 수신측에서 특정 프레임의 데이터를 수신하지 못하면 NACK 신호를 송신측에 전송한다. NACK 신호를 수신한 송신측은 상기 NACK 신호가 나타내는 프레임의 데이터를 수신측으로 재전송하여, 데이터를 모두 전송할 수 있게 된다. SR ARQ 방식은 프레임마다 순번을 부여하고 관리해야 하므로 상대적으로 구현이 복잡해질 수 있다.

데이터를 패킷(Packet) 형태로 전송하는 방식에서, 더욱 높은 속도의 데이터율(Data Rate)이 요구되면서, 고속의 전송 환경에서 발생하는 에러를 방지하기 위해, 코딩률(Coding Rate)이나 변조(Modulation) 방법도 그에 맞는 수준이 통신 시 스템에 적용되었다. 그리고 고속의 전송 환경에 적합한 ARQ 방식 즉, Hybrid ARQ(이하, HARQ라 한다) 방식이 제안되었다.

ARQ 방식에서는 에러가 발생하면 해당 정보를 폐기하지만, HARQ 방식에서는 수신측에서 에러가 생긴 정보를 버퍼에 저장하였다가 재전송되는 정보와 결합하여 FEC(Forward Error Correction)를 적용한다. 즉, HARQ 방식은 ARQ 방식에 FEC를 결합한 것이라고 볼 수 있다. HARQ는 크게 아래와 같이 4가지 방식으로 구분할 수 있다.

HARQ의 제 1방식에서, 수신측은 언제나 데이터에 오류검출부호(error detection code)를 확인하여 FEC를 우선적으로 적용한다. 수신측은 패킷에 여전히 오류가 남아있다면 송신측에 재전송을 요구한다. 수신측은 오류가 있는 패킷을 버리고, 송신측은 재전송할 패킷에 버려진 패킷과 동일한 FEC 부호를 사용하여 전송한다.

HARQ의 제 2 방식은 IR(Incremental Redundancy) ARQ 방식으로 불린다. IR ARQ 방식에서, 수신측은 처음 전송된 패킷을 버리지 않고 버퍼에 저장하였다가 재전송된 여분의 비트(Redundancy bits)와 결합한다. 송신측은 재전송 시에는 데이터 비트(data bits)를 제외한 패리티 비트(parity bits) 만을 재전송한다. 송신측에서 재전송하는 패리티 비트는 매 재전송 시마다 다른 것을 사용한다.

HARQ의 제 3 방식은 상기 제 2 방식의 특별한 경우이다. 각각의 패킷은 자가복호화(Self-decodable)가 가능하다. 송신측에서 재전송하는 경우, 송신측은 오류가 발생한 부분과 데이터가 모두 포함된 패킷을 함께 구성하여 재전송한다. 이 방 식은 HARQ 방식의 제 2 방식에 비해서 더 정확한 복호화(decoding)가 가능하지만, 코딩 이득(Coding Gain) 측면에서는 효율이 떨어진다.

HARQ의 제 4 방식은 상기 제 1 방식의 기능에 수신측에서 처음 수신한 데이터를 저장하여 재전송된 데이터와 결합하는 기능이 추가된 것이다. 상기 제 4형태의 HARQ 방식은 행렬 결합(Metric Combining) 방식 또는 체이스 결합(chase Combining) 방식이라고 부르기도 한다. HARQ의 제 4 방식은 SINR(Signal to Interference Noise Ratio) 면에서 이득이 있으며, 재전송되는 데이터의 패리티 비트는 항상 같은 것으로 사용한다.

다만, 기지국은 현재 시스템에서 HARQ를 지원하기 위해 MAP 메시지를 통해 서브 버스트에 관련된 정보를 단말에게 전송한다. 이때, HARQ 트래픽이 많은 경우 MAP 메시지를 계속해서 전송해야하므로, MAP 메시지 오버헤드가 커지는 문제점이 발생할 수 있다.

일반적으로 사용되는 HARQ를 지원하기 위해 기지국에서는 MAP 메시지를 통해 자동 재전송과 관련된 정보를 단말에 전송한다. 이때, HARQ 트래픽(traffic)이 많은 경우에 자동 재전송과 관련된 정보를 모두 전송하는 것은 큰 오버헤드를 유발할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 기지국으로부터 초기 전송시 수신한 MAP 정보를 기준으로 차이점만을 전송하는 방법을 제안한다. 바람직하게는 MAP 정보를 기준으로 위치 정보의 차이점만을 알려줄 수 있다. 이를 통해 HARQ와 관련된 MAP 오버헤드를 줄임으로서 시스템을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 재전송시 초기 전송시의 MAP 정보를 기준으로 위치 정보의 차이점만을 전송하는 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이전에 전송된 MAP 메시지에서 MAP 정보를 기준으로 위치 정보의 차이점만을 전송하여 HARQ와 관련된 MAP 오버헤드를 줄이는 방법을 제안하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 자동 재전송 요구를 위한 자원 할당방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 자동재전송 요구를 위한 자원할당방법은 차분할당 지원 여부에 대한 정보를 포함하는 MAP 메시지를 전송하는 단계와 상기 MAP 메시지 에 포함된 MAP 정보를 소정의 프레임 동안 저장하는 단계와 상기 소정의 프레임 동안 수신확인부정 메시지를 수신하면, 재전송할 서브 버스트에 대한 차분할당정보를 포함하는 서브 버스트 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법에서 상기 차분할당정보는 재전송할 참조된 프레임의 개수정보 및 상기 참조된 프레임의 개수정보에 따라 참조 프레임 오프셋, 참조 버스트 개수 및 참조된 서브 버스트의 개수정보를 포함할 수 있다.

이때, 상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는 상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 반복코딩지시 정보를 할 수 있다. 또한, 상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는 상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 상기 서브 버스트 프로파일 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방법에서 상기 MAP 메시지는 SBC 메시지, DSx 메시지 또는 REG 메시지 중 하나일 수 있다.

또한, 상기 방법에서 상기 MAP 정보는 HARQ 서브 버스트의 위치정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 자동재전송 요구를 위한 자원할당방법은 차분할당 지원 여부에 대한 정보를 포함하는 MAP 메시지를 수신하는 단계와 상기 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 소정의 프레임 동안 저장하는 단계와 상기 소정의 프레임 동안 수신한 데이터 패킷에 오류가 발생하면, 기지국으로 수신확인부정 신호를 전송하는 단계와 상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷을 재전송하기 위한 서브 버스트에 대한 차분할당정보를 포함하는 서브 버스트 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 사용함으로써, HARQ 트래픽이 많은 경우에 HARQ 서브 버스트를 재전송시 초기 MAP 메시지의 MAP 정보를 기준으로 차이점만을 전송하는 방법을 통해 HARQ와 관련된 MAP 오버헤드를 줄임으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들에서 제시한 차분할당 방법을 사용하여 HARQ 자원할당을 하는 경우 MAP 메시지의 크기를 줄일 수 있다. 예를 들어, 하나의 버스트에 16개의 서브 버스트가 존재하고 이중 2개의 서브 버스트가 재전송되는 경우를 가정한다. 이때, RCID 11인 경우 기존의 재전송되는 서브 버스트 IE에는 하나의 버스트당 60 비트가 필요하다. 그러나, 차분할당 방법을 사용할 경우 하나의 버스트당 32 비트가 필요하게 된다. 또한, 채널환경이 안 좋고, 기지국 내의 단말의 수가 증가 할수록 재전송 횟수가 증가하게 된다. 이러한 경우 본 발명에서 제안한 차분할당방법을 적용하면 MAP 메시지의 크기를 효과적으로 줄일 수 있으며, 데이터 전송률을 높일 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 자동 재전송 요구를 위한 자원 할당방법을 제안한다. 즉, 재전송되는 서브 버스트에 대하여 이전 프레임에서 수신한 MAP 메시지를 통해 알 수 있는 정보에서 차이점만을 전달하여 자원을 할당하는 방법에 대하여 설명한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 1은 IEEE 802.16 시스템에서 사용하는 맵 구조(MAP Structure)를 나타내는 도면이다.

현재 IEEE 802.16 시스템에서는 HARQ 지원을 위해 도 1과 같이 HARQ_DL_MAP_IE 및 HARQ_UL_MAP_IE를 사용한다. 이때, 각 IE(Information Element)는 여러 개의 버스트를 할당할 수 있다.

도 1을 참조하면, HARQ_MAP_Pointer_IE는 하향링크에서 DL MAP 또는 UL MAP의 서브 버스트를 지정할 수 있다. HARQ_DL_MAP_IE는 하향링크에서 각각의 버스트를 나타낼 수 있다. 또한, HARQ_UL_MAP_IE는 상향링크에서 각각의 버스트를 나타낼 수 있다.

HARQ_DL_MAP_IE는 체이스 컴바이닝 HARQ(Chase Combining HARQ), CTC가 있는 IR HARQ 및 길쌈부호에 대한 IR HARQ(IR-CC HARQ)와 같은 HARQ 모드를 지원할 수 있다. 체이스 컴바이닝 HARQ 모드에서 버스트 프로파일은 DIUC에 의해 나타난다. CTC가 있는 IR HARQ 모드에서 버스트 프로파일은 N_EP 및 N_SCH라는 파라미터에 의해 표시된다. IR-CC HARQ 모드는 비 HARQ 전송을 나타내는데 사용된다.

도 2는 HARQ 하향링크 할당 구조를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 버스트는 하나 이상의 서브 버스트 IE로 정의될 수 있다. 각 서브 버스트는 서로 다른 CID(Connecion Identifier)를 가질 수 있다. HARQ_DL_MAP_IE는 하나 이상의 2차원 데이터 영역을 정의한다. HARQ 할당은 각 버스트에 특정 개수의 슬롯을 할당함으로써 버스트 및 이름이 부여된 하위 버스트로 나뉠 수 있다. 데이터 영역에 있는 모든 하위 버스트는 하나의 HARQ 모드만을 지원한다. 이때, 슬롯의 개수는 듀레이션(Duration) 또는 N_SCH 필드에 의해 표시된다. 슬롯은 가장 적은 심벌번호 및 하위채널이 있는 슬롯에서 시작하여 하위 채널 번호가 증가하는 슬롯으로 주파수 우선 순서로 할당된다. 각 하위 버스트는 개별적으로 인코딩될 수 있다.

예를 들어, HARQ 하향링크 자원을 할당하기 위해 기지국은 하나의 서브 버스트를 위해 할당된 영역의 크기와 위치를 각 단말에 알려줄 수 있다. 즉, 첫 번째 서브 버스트는 HARQ 하향링크 영역의 맨 처음 슬롯부터 할당된다. 두 번째 서브 버스트는 첫 번째 서브 버스트에 할당된 슬롯의 다음 슬롯부터 할당된다. 이러한 방법으로 서브 버스트가 순차적으로 할당될 수 있다. 즉, 단말들은 HARQ 영역 정보와 이전 서브 버스트의 크기를 수신하면, 자신에 할당된 HARQ 영역의 슬롯을 알 수 있다.

각각의 서브 버스트는 다른 버스트 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 기지국은 체이스 컴바이닝 HARQ 와 IR-CC HARQ인 경우 DIUC 및 반복코딩지 시(Repetition Coding Indication) 파라미터를 각 단말에 전송한다. 또한, 기지국은 IR-CTC HARQ인 경우에는 N_EP 및 N_SCH 파라미터를 단말에 전송한다.

HARQ 모드에서 하나의 단말은 여러 개의 HARQ 채널을 가질 수 있고, 각 채널을 통해 서브 버스트 단위로 관리된다. 여러 개의 HARQ 채널을 구별하기 위해 기지국에서는 각 서브 버스트마다 ACID를 전송해야 한다. ACID는 서브 버스트 단위로 HARQ 채널을 관리할 수 있다. 또한, 초기전송과 재전송을 구분하기 위해 AI_SN을 전송한다. AI_SN은 ARQ 시퀀스 번호를 구분하는 용도로 사용된다.

만약, 기지국의 HARQ 모드가 IR HARQ 모드인 경우에는, 기지국은 서로 다른 리던던시 버전(Redundnacy Version)을 구별해주기 위해 SPID를 단말에 전송해야 한다. 기지국은 각 서브 버스트별로 ACK 신호를 수신할 수 있다. 기지국은 ACK을 수신할지 여부를 결정하기 위해 ACK 디스에이블(ACK disable)에 대한 정보를 전송해야 한다. MAP에서 ACK 디스에이블이 '0'인 서브 버스트의 순서에 따라 HARQ ACK 채널의 순서가 결정된다. 즉, MAP에서 순서가 빠른 서브 버스트부터 순차적으로 ACK 채널이 할당된다.

기지국이 HARQ 지원을 위해 서브 버스트마다 전송하는 정보는 다음과 같다.기지국은 단말에 연결 식별자(CID) 정보, 듀레이션(Duration) 정보, 버스트 프로파일(Burst Profile), 제어 정보(Control Information(ACID, AI_SN, SPID)) 또는 ACK 디스에이블에 관한 정보 등을 전송한다.

IEEE 802.16 시스템에서는 여러 가지의 HARQ 모드를 지원한다. 앞서 설명한 체인스 컴바이닝 HARQ, IR-CC HARQ 및 IR-CTC HARQ 이외에 MIMO 체이스 컴바이닝 HARQ, MIMO IR-CC HARQ, MIMO IR-CTC HARQ 및 MIMO STC HARQ 모드 등을 지원할 수 있다.

각 HARQ 모드마다 다른 동작들이 수행되고 기지국이 전송하는 파라미터도 달라질 수 있다. 일반적인 체이스 컴바이닝 HARQ인 경우 초기전송과 재전송시 버스트 프로파일이 항상 같아야 하지만 슬롯 반복율(Slot repetition rate)은 다를 수 있다. 또한, 일반적인 체이스 컴바이닝 HARQ는 리던던시 버전(Redundancy Version)이 '00'으로 항상 같으므로 단말마다 SPID를 전송하지 않아도 된다.

IR HARQ 모드의 경우에는 버스트 프로파일(예를 들어, Modulation Order, Coding Type, Coding Rate) 및 리던던시 버젼이 매 전송시 바뀔 수 있다. IR-CTC HARQ 모드인 경우는 버스트 프로파일을 N_EP 및 N_SCH를 통해 전송하고, HARQ 모드의 나머지 경우는 DIUC와 반복코딩지시 파라미터를 통해 전송할 수 있다.

다음 표 1은 하향링크에서 사용되는 HARQ_DL_MAP_IE 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(bit)	내용(note)
HARQ_DL_MAP_IE(){
Extended-2 DIUC	4	HARQ_DL_MAP_IE()=0x07
Length	8	바이트 길이(Length in bytes)
RCID_Type	2	0b00:Normal CID 0b01: RCID 11 0b10: RCID 7 0b11: RCID 3
Reserved	2
While(data remains)
Boosting	3	0b000:Normal(not boosted) 0b001:+6dB 0b010:-6dB 0b011:+9dB 0b100:+3dB 0b101:-3dB 0b110:-9dB 0b111:-12dB
Region_ID use indicator	1bit	0: Region_ID 사용 안 함 1: Region_ID 사용
If(Region_ID use indicator==0){
OFDMA symbol offset	8	DL 서브프레임의 시작 심볼 오프셋(Offset from the start symbol of DL subframe)
Subchannel offset	7
Number of OFDMA symbols	7
Number of subchannels	7
Rectangular Sub-Burst Indication	1	Indicates sub-burst allocations are time-first rectangular. The duration field in each sub-burst IE specifies the number of subchannels for each rectangular allocation. This is only valid for AMC allocations and all allocations with dedicated pilots. When this field is clear, sub-bursts shall be allocated in frequeny-first manner and the duration field reverts to the default operation.
reserved	2
} else {
Region_ID	8	Index to the DL region defined in DL region definition TLV in DCD
}
Mode	4	Indicates the mode of this HARQ region: 0b0000: Chase HARQ 0b0001: Incremental redundancy HARQ for CTC 0b0010: Incremental redundancy HARQ for convolution Code 0b0011: MIMO Chase HARQ 0b0100: MIMO IR HARQ 0b0101: MIMO IR HARQ for Convolutional Code 0b0110: MIMO STC HARQ 0b0111-0b1111: Reserved
Subburst IE Length	8	Length in nibbles, to indicate the size of the subburst IE in this HARQ mode. The MS may skip DL HARQ. Subburst IE if does not support the HARQ mode. However, the MS shall decode. NACK Channel field from each DL HARQ. Subburst IE to determine the UL ACK channel it shall use for its DL HARQ burst.
If(Mode==0b0000){
DL_HARQ_Chase_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0001){
DL_HARQ_IR_CTC_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0010){
DL_HARQ_IR_CC_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0011){
MIMO_DL_Chase_HARQ_IR_HARQ_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0100){
MIMO_DL_IR_HARQ_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0101){
MIMO_DL_IR_HARQ_for_CC_Sub-Burst_IE()	variable
} else if(Mode==0b0110){
MIMO_DL_STC_HARQ_Sub-Burst_IE()	variable
}
}
padding	variable	padding to byte; shall be set to 0
}

HARQ_DL_MAP_IE는 제 2 확장형 DIUC(Extended-2 DIUC)를 사용한다. 또한, 기지국에서는 HARQ MAP 메시지의 크기를 줄이기 위하여 기본 CID나 멀티캐스트 CID 대신에 축소된 CID를 사용할 수 있다. 축소된 CID 타입(RCID_Type)은 HARQ_DL_MAP_IE에서 사용되는 CID의 타입을 나타내는 파라미터이다. 따라서, RCID_Type이 '0b00'을 나타내면 일반적인 CID(Normal CID)가 사용됨을 나타내고, '0b01'은 11 비트의 RCID가 사용됨을 나타내며, '0b10'은 7비트의 RCID가 사용됨을 나타내고, 또한 '0b11'은 3비트의 RCID가 사용됨을 나타낼 수 있다.

부스팅(Boosting) 파라미터는 HARQ MAP 메시지를 할당할때 데이터 부반송파에 적용되는 전력 부스트를 나타낸다. 전용 파일럿을 사용하는 영역에서 AMC나 PUSC-ASCA 순열을 사용하여 할당할 때 부스팅 파라미터는 '0b000'을 나타낸다. 각 데이터 부반송파에 할당되는 전력 부스트의 크기는 표 1에서 'boosting' 필드를 참고하면 알 수 있다.

표 1에 포함된 영역 식별자 사용 지시자(Region_ID use indicator) 파라미터가 '1'을 나타내면 영역 식별자(Region IDentifier) 파라미터를 사용하는 것을 나타내고, '0'을 나타내면 영역 식별자 파라미터를 사용하지 않는 것을 나타낸다.

만약, 영역 식별자 파라미터를 사용하지 않는다면, HARQ_DL_MAP_IE가 나타내는 자원영역을 따로 표시해줘야 한다. 따라서, OFDMA 심볼 오프셋 및 개수에 대한 정보, 서브채널 오프셋 및 개수에 대한 정보, 및 장방형 서브 버스트 지시(Rectangular Sub Burst Indication) 파라미터를 표시해야한다.

만약, 영역 식별자 파라미터를 사용한다면, 영역 식별자는 DCD(Downlink Channel Discriptor) 메시지에서 하향링크 채널에 정의된 하향링크 자원 영역을 나타낸다.

표 1에서 모드(Mode) 필드는 HARQ의 모드를 나타낸다. 따라서, 모드 필드가 '0b0000'을 나타내면 체이스 HARQ 모드를, '0b0001'을 나타내면 CTC-IR HARQ 모드를, '0b0010'은 CC-IR HARQ 모드를, '0b0011'은 MIMO 체이스 HARQ 모드를, '0b0100'은 MIMO IR HARQ 모드를, '0b0101'은 MIMO CC-IR HARQ 모드를 나타내고, '0b0110'은 MIMO STC HARQ 모드를 나타낼 수 있다. 이때, '0b0111~0b1111'은 다른 HARQ 모드를 위해 예약된 필드를 나타낸다.

표 1에서 서브 버스트 IE 길이(Subburst IE Length) 파라미터는 해당 HARQ 모드에서의 서브 버스트의 길이를 나타낸다. 단말이 기지국에서 사용하는 HARQ 모드를 지원하지 않으면, 단말은 해당 HARQ 모드로 전송한 DL HARQ 서브 버스트를 무시할 수 있다. 그러나 각 단말은 상향링크 ACK 채널을 결정하기 위해 DL-HARQ 서브 버스트 IE에서 NACK 채널 필드를 복호화해야 한다.

다음 표 2는 하향링크 체이스 HARQ의 서브 버스트 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(bit)	내용(Notes)
DL_HARQ_Chase_Sub-Burst_IE() {
N sub burst[ISI]	4	Number of sub-bursts in the 2D rectangular region is this field value plus 1.
N ACK channel	4	Number of HARQ ACK enabled subbursts in the 2D region.
For (j=0; j<Number of sub-bursts; j++){
RCID_IE()	variable
Duration	10	Duration in slots
Sub-Burst DIUC Indicator	1	If Sub-Burst DIUC Indicator is 1, it indicates that DIUC is explicitly assigned for this subburst. Otherwise, the this subburst will use the same DIUC as the previous subburst If j is 0 then this indicator shall be 1.
Reserved	1	Shall be set to zero.
If(Sub-Burst DIUC Indicator==1){
DIUC	4
Repetition Coding Indication	2	0b00: No repetition coding 0b01: Repetition coding of 2 used 0b10: Repetition coding of 4 used 0b11: Repetition coding of 6 used
Reserved	2	Shall be set to zero.
}
ACID	4
AI_SN	1
ACK disable	1	When ACK Disable == 1, the allocated subburst does not require an ACK to be transmitted by the SS in the ACKCH Region (see 8.4.5.4.25). In this case, no ACK channel is allocated for the subburst in the ACKCH Region. For the burst, BS shall not perform HARQ retransmission and MS shall ignore ACID, AI_SN and SPID, which shall be set to 0 by BS if they exist.
Dedicated DL Control Indicator	2	LSB #0 indicates inclusion of CQI control LSB #1 indicates inclusion of Dedicated DL Control IE.
If(LSB #0 of Dedicated DL Control Indicator==1){
Duration (d)	4	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS for 2^(d-1) frames. If d is 0b0000, deallocates all CQI feedback when the current ACID is com-pleted successfully. If d is 0b1111, the MS should report until the BS command for the MS to stop.
If (Duration!=0b0000){
Allocation Index	6	Index to the channel in a frame the CQI report should be transmitted by the SS.
Period (p)	3	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS in every 2p frames.
Frame offset	3	The MS starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the MS should start reporting in eight frames.
}
}
If(LSB#1 of Dedicated DL Control Indicator==1) {
Dedicated DL Control IE ()	variable
}
}
}

표 2의 DL_HARQ_Chase_Sub-Burst_IE는 표 1의 HARQ MAP 메시지에 포함될 수 있다. 즉, 표 1에서 모드(mode) 필드가 '0b0000'을 나타내는 경우에 기지국에서 사용되는 HARQ 모드는 체이스 HARQ 모드이다.

표 2를 참조하면, 'N sub burst[ISI]' 필드는 2차원 장방형 영역에서 서브버스트의 개수를 나타낸다. 'N ACK channel'은 2차원 영역에서 HARQ ACK 전송을 위해 할당 가능한 서브 버스트의 개수를 나타낸다.

표 2에 할당되는 무선자원의 크기는 서브 버스트의 개수에 따라 증가하게 된다.

축소된 CID(RCID_IE)는 기지국에서 사용되는 RCID의 타입을 나타낸다. 듀레이션(Duration) 파라미터는 서브 버스트 당 슬롯의 유효구간을 나타낸다. 서브 버스트 DIUC 지시자(Sub-Burst DIUC Indicator) 필드값이 '1'이면 DIUC가 명확하게 당해 서브 버스트에 할당된 것을 나타내고, '0'이면 당해 서브 버스트는 이전 서브 버스트와 동일한 DIUC를 사용하는 것을 나타낸다.

서브 버스트 DIUC 지시자 필드가 '1'을 나타내는 경우에, DIUC는 각 서브버스트 별로 할당되고, 반복코딩지시(Repetiton Coding Indication) 필드는 할당된 버스트에 사용되는 반복코딩을 나타낸다. 즉, 반복코딩지시 필드가 '0b00'이면 코딩이 반복되지 않는 것을 나타내고, '0b01'은 반복코딩이 2번 사용되는 것을, '0b10'은 반복코딩이 4번 사용되는 것을 나타내며, '0b11'은 반복코딩이 6번 사용되는 것을 나타낸다.

'ACID' 필드는 HARQ 채널을 관리하는 것으로서 서브 버스트 단위로 부여된다. 'AI_SN' 필드는 초기 전송과 재전송을 구분하기 위한 것으로서, 이를 통해 ARQ 시퀀스 번호를 구분할 수 있다. 'ACK 디스에이블(ACK disable)' 필드가 1을 나타내면, 할당된 서브 버스트는 할당된 ACK 영역에서 단말에 의해 전송되는 ACK 신호를 요구하지 않는다. 이러한 경우에 어떠한 ACK 채널도 ACK 영역에서 서브 버스트에 할당되지 않는다. 상기 버스트에 대해서 기지국은 HARQ 재전송을 수행하지 않으며, 단말은 'ACID', 'AI_SN' 및 'SIPD' 파라미터를 무시한다.

전용 하향링크 제어 지시자(Dedicated DL Control Indicator) 파라미터의 LSB #0 비트는 CQI 제어의 포함 여부를 나타내고, LSB #1 비트는 전용 하향링크 제어 지시자의 포함 여부를 나타낸다.

만약, 전용 하향링크 제어 지시자의 LSB #0 비트가 1을 나타내면, CQI 피드백은 2^(d-1) 프레임마다 CQI 채널 인덱스로 인덱스된 채널을 통해 전송된다.

만약 듀레이션(Duration) 필드가 '0b0000'이 아님을 나타내면, 할당 인덱스 (Allocation Index) 파라미터는 프레임에서 단말에 의해 CQI 리포트가 전송될 채널의 인덱스를 나타낸다. 또한,

CQI 피드백은 매 2^P 프레임마다 CQI 채널 인덱스에 의해 인덱스된 CQI 채널들 상에 전송된다. 이때 주기(Period) 파라미터는 CQI 피드백의 전송 주기(p)를 나타낸다.

단말은 특정 프레임 오프셋에서의 LSB 3개와 같은 개수의 프레임에서 리포팅을 시작한다. 이때, 프레임 오프셋(Frame offset) 파라미터는 단말이 리포팅하는 시점을 알려준다. 만약, 현재 프레임이 특정 프레임이라면, 단말은 8 프레임에서 전송을 시작한다.

다음 표 3은 하향링크 CTC-IR HARQ 서브 버스트 포맷의 일례를 나타낸다.

구문( Syntax )	크기( bit )	내용( Notes )
DL_HARQ_IR_CTC_Sub-Burst_IE() {
N sub burst[ISI]	4	Number of sub-bursts in the 2D rectangular region is this field value plus 1.
N ACK channel	4	Number of HARQ ACK enabled subbursts in the 2D region.
For (j=0; j<Number of sub-bursts; j++){
RCID_IE()	variable
N_EP	4
N_SCH	4
SPID	2
ACID	4
AI_SN	1
ACK disable	1	When ACK Disable == 1, the allocated subburst does not require an ACK to be transmitted by the SS in the ACKCH Region (see 8.4.5.4.25). In this case, no ACK channel is allocated for the subburst in the ACKCH Region. For the burst, BS shall not perform HARQ retransmission and MS shall ignore ACID, AI_SN and SPID, which shall be set to 0 by BS if they exist.
Reserved	2	Shall be set to zero.
Dedicated DL Control Indicator	2	LSB #0 indicates inclusion of CQI control LSB #1 indicates inclusion of Dedicated DL Control IE.
If(LSB#0 of Dedicated DL Control Indicator == 1){
Duration (d)	4	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS for 2^(d-1) frames. If d is 0b0000, deallocates all CQI feedback when the current ACID is com-pleted successfully. If d is 0b1111, the MS should report until the BS command for the MS to stop.
If(Duration!=0b0000){
Allocation Index	6	Index to the channel in a frame the CQI report should be transmitted by the SS.
Period (p)	3	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS in every 2p frames.
Frame offset	3	The MS starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the MS should start reporting in eight frames.
}
}
If(LSB#1 of Dedicated DL Control Indicator==1) {
Dedicated DL Control IE ()	variable
}
}
}

표 3의 DL_HARQ_IR_CTC_Sub-Burst_IE는 표 1의 HARQ MAP 메시지에 포함될 수 있다. 즉, 표 1에서 모드(mode) 필드가 '0b0001'을 나타내는 경우에 기지국에서 사용되는 HARQ 모드는 IR-CTC HARQ 모드이다.

표 3을 참조하면, 'N sub burst[ISI]' 필드는 2차원 장방형 영역에서 서브버스트의 개수를 나타낸다. 'N ACK channel'은 2차원 영역에서 HARQ ACK의 가능한 서브 버스트의 개수를 나타낸다.

표 3에 할당되는 무선자원의 크기는 서브 버스트의 개수에 따라 증가한다. 표 3에서 축소된 CID(RCID_IE) 파라미터는 각 단말에 할당되는 RCID의 타입을 나타낸다. N_EP 및 N_SCH 파라미터는 IR-CTC HARQ의 버스트 프로파일을 나타낸다. 또한, SPID 파라미터는 서비스 플로우 식별자를 나타내며, ACID 파라미터는 서브 버스트 단위로 할당된다. 즉, 여러 개의 HARQ 채널을 관리하기 위해 각 서브 버스트마다 ACID 파라미터가 사용된다. AI_SN 파라미터는 초기 전송과 재전송을 구별하기 위해 사용된다.

'ACK 디스에이블(ACK disable)' 필드가 1을 나타내면, 할당된 서브 버스트는 할당된 ACK 영역에서 단말에 의해 전송되는 ACK 신호를 요구하지 않는다. 이러한 경우에 어떠한 ACK 채널도 ACK 영역에서 서브 버스트에 할당되지 않는다. 상기 버스트에 대해서 기지국은 HARQ 재전송을 수행하지 않으며, 단말은 'ACID', 'AI_SN' 및 'SIPD' 파라미터를 무시한다. 이때, CRC는 ACK 디스에이블 비트에 상관없이 각각의 서브 버스트의 끝에 추가될 수 있다.

만약 듀레이션(Duration) 필드가 '0b0000'이 아님을 나타내면, 할당 인덱스 (Allocation Index) 파라미터는 프레임에서 단말에 의해 CQI 리포트가 전송될 채널의 인덱스를 나타낸다. 이때, CQI 피드백은 매 2^P 프레임마다 CQI 채널 인덱스에 의해 인덱스된 CQI 채널들 상에 전송된다. 이때 주기(Period) 파라미터는 CQI 피드백의 전송 주기(p)를 나타낸다.

단말은 특정 프레임 오프셋에서의 LSB 3개와 같은 개수의 프레임에서 리포팅을 시작한다. 이때, 프레임 오프셋(Frame offset) 파라미터는 단말이 리포팅하는 시점을 알려준다. 만약, 현재 프레임이 특정 프레임이라면, 단말은 8 프레임 내에 전송을 시작한다.

일반적으로 사용되는 HARQ를 지원하기 위해 기지국에서는 MAP 메시지를 통해 자동 재전송과 관련된 정보를 단말에 전송한다. 이때, HARQ 트래픽(traffic)이 많은 경우에 자동 재전송과 관련된 정보를 모두 전송하는 것은 큰 오버헤드를 유발할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 기지국으로부터 초기 전송시 수신한 MAP 정보를 기준으로 차이점만을 전송하는 방법을 제안한다. 이를 통해 HARQ와 관련된 MAP 오버헤드를 줄임으로서 시스템을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 이전 프레임에서 수신한 MAP 메시지를 통해 알 수 있는 정보에서 재전송시 필요한 정보의 차이점만을 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예는 단말에 재전송하는 패킷을 위한 자원할당 방법에 대한 것이다. 본 발명에서 제안하는 방법을 차분할당(Differential Allocation) 방법이라 부르기로 한다.

도 3을 참조하면, 기지국은 자신의 셀 영역에 포함된 하나 이상의 단말들에게 MAP IE를 포함하는 MAP 메시지를 전송한다(S301).

S301 단계에서, MAP 메시지에는 SBC 메시지, DSx 메시지 또는 REG 메시지 등이 있다. 또한, MAP 메시지에서 차분할당 방법을 사용할지 여부를 나타내는 정보를 포함시켜 단말들에 전송할 수 있다.

기지국은 자신이 전송한 MAP IE에 포함된 재전송과 관련된 정보들(MAP 정보)을 소정의 프레임 동안 저장한다. 이때, MAP 정보에는 재전송될 서브 버스트들의 위치정보 등이 포함될 수 있다(S302).

S302 단계에서 소정의 프레임은 n 프레임인 것을 가정한다. 소정의 프레임 수는 단말 및 기지국 간 통신 환경 또는 사용자의 요구사항에 따라 변경될 수 있다. S302 단계에서 기지국으로부터 MAP IE를 수신한 단말 역시 MAP IE에 포함된 재전송과 관련된 정보들을 n 프레임 동안 저장할 수 있다.

기지국 및 단말은 n 프레임 동안 MAP 정보를 저장할 수 있다. 이때, 기지국에서는 n 프레임 동안 단말로부터 NACK 신호가 수신되었는지 여부를 모니터링 한다(S303).

만약, S303 단계에서 기지국이 n 프레임 내에 단말로부터 NACK 신호를 수신하면(S304), 기지국은 NACK 신호에 대한 재전송할 버스트 및 서브 프레임을 확인할 수 있다(S305).

기지국은 n 프레임 동안 MAP 정보에 포함된 재전송을 위한 서브 버스트들의 위치 정보를 저장하고 있으므로, 기지국은 모든 MAP IE가 아닌 재전송에 필요한 정보만을 선택하여 단말에 전송할 수 있다(S306).

즉, S306 단계에서 재전송하는데 필요한 서브 버스트 IE만을 선택하여 단말에 전송한다. 이때, 차분할당 방법이 사용될 수 있다.

만약, n 프레임 동안 NACK 신호가 수신되지 않으면 기지국은 HARQ를 위한 다른 MAP IE를 단말로 전송할 수 있다(S307).

도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 기지국과 단말 간에 차분할당 방법을 사용하여 HARQ를 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.

기지국과 단말이 HARQ를 이용하여 통신을 수행하는 경우, 기지국은 MAP 메시지들을 이용하여 HARQ에 관련된 파라미터를 단말에게 전송할 수 있다. 이때, MAP 메시지에는 단말과 기지국 간에 기본 능력을 협상하는데 사용하는 SBC 메시지, DSx 메시지 및 MAC 관리 메시지로서 REG 메시지 등이 있다. 또한, 기지국은 MAP 메시지에 차분할당 사용 정보를 포함시켜 단말에 전송할 수 있다(S401).

본 발명의 실시예에서는 차분할당 방법을 사용하는 경우를 가정한다. 따라서, 기지국 및 단말은 현재 프레임의 MAP 정보를 저장하고, MAP 정보를 소정 프레임 동안 저장한다. 본 발명의 실시예에서 소정의 프레임은 바람직하게는 16 프레임일 수 있다. 물론, 시스템 환경 또는 사용자의 요구 사항에 따라 프레임의 개수가 결정될 수 있다.

이때, 기지국 및 단말은 현재 프레임의 MAP 정보를 저장하고, 이후 16 프레임 동안 MAP 정보를 유지할 수 있다. 따라서, 기지국 및 단말은 특정 프레임에서 최대 16 프레임에 대한 MAP 정보를 가질 수 있다.

기지국과 단말이 데이터 패킷을 송수신하는 과정에서, 기지국이 전송한 데이터 패킷에 오류가 발생하면 단말은 NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다(S402).

기지국은 NACK 신호가 MAP 메시지를 전송한 이후 16 프레임 내에 수신되었으므로, 기지국은 재전송되는 서브 프레임이 몇 번째 이전 프레임에서 할당되었었는지 저장된 MAP 정보를 통해 확인할 수 있다. 이때, 가장 많은 수의 서브 버스트들이 재전송되는 프레임을 특정 개수만큼 선택할 수 있다. 또한, 기지국은 선택한 프레임에 대해 재전송될 서브 프레임이 포함되어 있는 버스트의 순서와 해당 버스트에서 서브 프레임의 순서를 확인할 수 있다(S403).

기지국은 저장한 MAP 정보에서 NACK 신호가 지시하는 패킷에 대한 서브 버스트 할당정보를 선택하여 단말에 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 차분할당 방법을 사용하여 단말에 재전송할 패킷의 위치를 알려줄 수 있다. 즉, 기지국은 차분할당 정보를 포함하는 서브 버스트 IE를 단말에 전송할 수 있다(S404).

S404 단계에서 기지국은 재전송할 패킷을 단말에 전송하기 위해, 이전에 전송했던 할당위치에 대한 정보 및 재전송할 서브 버스트의 반복코딩지시(Repetition Coding Indication) 파라미터를 포함하는 서브 버스트 IE를 단말에 전송할 수 있다.

S404 단계에서 서브 버스트 IE에 포함된 차분할당 정보에는, 재전송될 서브 버스트가 몇 번째 프레임에서 전송되었는지를 나타내는 프레임 레퍼런스(N frame reference) 파라미터 및 프레임 오프셋 파라미터(Reference Frame offset)가 포함될 수 있다. 또한, 차분할당 정보에는 프레임 오프셋 파라미터에 따른 버스트 개수(Reference Burst number), 몇 번째 서브 버스트인지를 나타내는 정보(N reference sub-burst) 및 서브 버스트의 인덱스를 나타내는 정보(Reference Sub-Burst index)가 더 포함될 수 있다.

차분할당 방법은 다양한 HARQ 모드에 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 체이스 컴바이닝 HARQ 모드 및 IR-CTC HARQ 모드에 차분할당 방법이 적용된 경우에 대하여 검토한다. 물론, 통신 환경 또는 사용자 요구사항에 따라 다른 HARQ 방법들에도 적용할 수 있다. 이하, S404 단계에서 사용될 수 있는 서브 버스트 IE포맷의 예들을 표 4 및 표 5를 통해 설명한다.

다음 표 4는 차분할당 방법이 적용된 체이스 컴바이닝 HARQ에서, 차분할당 정보가 포함된 서브 버스트 IE 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(bit)	내용(Notes)
Diff_DL_HARQ_Chase_Sub-Burst_IE() {
N sub burst[ISI]	4	Number of sub-bursts in the 2D rectangular region is this field value plus 1.
N ACK channel	4	Number of HARQ ACK enabled subbursts in the 2D region.
For(j=0; j<Number of sub-bursts; j++){
RCID_IE()	variable
Duration	10	Duration in slots
Sub-Burst DIUC Indicator	1	If Sub-Burst DIUC Indicator is 1, it indicates that DIUC is explicitly assigned for this subburst. Otherwise, the this sub burst will use the same DIUC as the previous subburst If j is 0 then this indicator shall be 1.
Reserved	1	Shall be set to zero.
If( Sub-Burst DIUC Indicator == 1){
DIUC	4
Repetition Coding Indication	2	0b00: No repetition coding 0b01: Repetition coding of 2 used 0b10: Repetition coding of 4 used 0b11: Repetition coding of 6 used
Reserved	2	Shall be set to zero.
}
ACID	4
AI_SN	1
ACK disable	1	When ACK Disable == 1, the allocated sub burst does not require an ACK to be transmitted by the SS in the ACK CH Region (see 8.4.5.4.25). In this case, no ACK channel is allocated for the subburst in the ACK CH Region. For the burst, BS shall not perform HARQ retransmission and MS shall ignore ACID, AI_SN and SPID, which shall be set to 0 by BS if they exist.
Dedicated DL Control Indicator	2	LSB #0 indicates inclusion of CQI control LSB #1 indicates inclusion of Dedicated DL Control IE.
If(LSB #0 of Dedicated DL Control Indicator==1){
Duration (d)	4	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS for 2^(d-1) frames. If d is 0b0000, deallocates all CQI feedback when the current ACID is com-pleted successfully. If d is 0b1111, the MS should report until the BS command for the MS to stop.
If(Duration != 0b0000){
Allocation Index	6	Index to the channel in a frame the CQI report should be transmitted by the SS.
Period (p)	3	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS in every 2p frames.
Frame offset	3	The MS starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the MS should start reporting in eight frames.
}
}
If(LSB#1 of Dedicated DL Control Indicator==1){
Dedicated DL Control IE ()	variable
}
}
Differential allocation Indicator	1	If Differential allocation Indicator is 1, it indicates inclusion of differential allocation.
reserved	3	Shall be set to zero.
if ( Differential allocation Indicator ==1) {
N frame reference	4	Number of frame to be referenced by this IE.
for(i=0;i<N frame reference ;i++){
Reference Frame offset	4	Offset in frames with respect to this frame. This offset should be larger than 1.
Reference Burst number	4	Burst number in frame defined by frame offset
N reference sub - burst	4	indicate sub-burst number to be referenced
for(k=0;k<N reference sub - burst ;k++){
Reference Sub - Burst index	4	indicate sub-burst position in the Burst defined by Reference Burst number and Reference Frame offset
Repetition Coding Indication	4
reserved	2	Shall be set to zero.
}
}
}
}

표 4는 기본적으로 표 2와 유사하다. 다만, 표 4는 차분할당 방법이 적용된 서브 버스트(Diff_DL_HARQ_Chase_Sub-Burst_IE) 포맷이다. 따라서, 차분할당 방법이 적용되기 위해 추가되는 정보에 대해서만 설명하기로 한다. 다른 파라미터들에 대한 설명은 표 2의 설명을 참고할 수 있다.

표 4를 참조하면, 차분할당 지시자(Differential allocation Indicator) 파라미터가 '1'을 나타내면, 차분할당 방법이 적용됨을 나타낼 수 있다. 이때, 프레임 레퍼런스 파라미터(N frame reference)는 재전송할 패킷의 서브 버스트가 몇 번째 프레임인지를 나타낼 수 있다. 프레임 레퍼런스 파라미터의 개수에 따라, 프레임 오프셋 레퍼런스 파라미터(Reference Frame offset)는 해당 프레임의 오프셋 정보를 나타낸다. 이때, 레퍼런스 버스트 넘버(Reference Burst number) 파라미터는 프레임 오프셋에 의해 정의되는 프레임에서의 버스트 개수를 나타낸다. 또한, 레퍼런스 서브 버스트(N reference sub-burst) 파라미터는 참조되는 서브 버스트의 개수를 나타낼 수 있다.

서브 버스트의 개수에 따라, 레퍼런스 서브 버스트 인덱스(Reference Sub-Burst index) 파라미터는 서브 버스트의 위치를 나타낸다. 이때, 서브 버스트의 위치는 레퍼런스 버스트 넘버 파라미터 및 레퍼런스 프레임 오프셋 파라미터에 의해 정의될 수 있다. 또한, 서브 버스트마다 코딩율이 다를 수 있다. 따라서, 서브 버스트마다 반복코딩지시(Repetition Coding Indication) 파라미터를 알려줘야 한다.

다음 표 5는 차분할당 방법이 적용된 IR-CTC HARQ에서, 차분할당 정보가 포함된 서브 버스트 IE 포맷의 일례를 나타낸다.

구문(Syntax)	크기(bit)	내용(Notes)
Diff_DL_HARQ_IR_CTC_Sub-Burst_IE() {
N sub burst[ISI]	4	Number of sub-bursts in the 2D rectangular region is this field value plus 1.
N ACK channel	4	Number of HARQ ACK enabled subbursts in the 2D region.
For(j=0; j<Number of sub-bursts; j++){
RCID_IE()	variable
N_EP	4
N_SCH	4
SPID	2
ACID	4
AI_SN	1
ACK disable	1	When ACK Disable == 1, the allocated subburst does not require an ACK to be transmitted by the SS in the ACKCH Region (see 8.4.5.4.25). In this case, no ACK channel is allocated for the subburst in the ACKCH Region. For the burst, BS shall not perform HARQ retransmission and MS shall ignore ACID, AI_SN and SPID, which shall be set to 0 by BS if they exist.
Reserved	2	Shall be set to zero.
Dedicated DL Control Indicator	2	LSB #0 indicates inclusion of CQI control LSB #1 indicates inclusion of Dedicated DL Control IE.
If(LSB #0 of Dedicated DL Control Indicator==1){
Duration (d)	4	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS for 2^(d-1) frames. If d is 0b0000, deallocates all CQI feedback when the current ACID is com-pleted successfully. If d is 0b1111, the MS should report until the BS command for the MS to stop.
If(Duration != 0b0000){
Allocation Index	6	Index to the channel in a frame the CQI report should be transmitted by the SS.
Period (p)	3	A CQI feedback is transmitted on the CQI chan-nels indexed by the (CQI Channel Index) by the SS in every 2p frames.
Frame offset	3	The MS starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the MS should start reporting in eight frames.
}
}
If (LSB #1 of Dedicated DL Control Indicator ==1) {
Dedicated DL Control IE ()	variable
}
}
Differential allocation Indicator	1	If Differential allocation Indicator is 1, it indicates inclusion of differential allocation.
reserved	3	Shall be set to zero.
if(Differential allocation Indicator==1){
N frame reference	4	Number of frame to be referenced by this IE.
for(i=0;i<N frame reference;i++){
Reference Frame offset	4	Offset in frames with respect to this frame. This offset should be larger than 1.
Reference Burst number	4	Burst number in frame defined by frame offset
N reference sub - burst	4	indicate sub-burst number to be referenced
for(k=0;k<N reference sub-burst;k++){
Reference Sub - Burst index	4	indicate sub-burst position in the Burst defined by Reference Burst number and Reference Frame offset
N _EP	4
N _SCH	4
SPID	2
reserved	2	Shall be set to zero.
}
}
}
}

표 5는 기본적으로 표 3과 유사하다. 다만, 표 5는 차분할당 방법이 적용된 서브 버스트(Diff_DL_HARQ_IR_CTC_Sub-Burst_IE) 포맷의 일례이다. 따라서, 차분할당 방법이 적용되기 위해 추가되는 정보에 대해서만 설명하기로 한다. 다른 파라미터들에 대한 설명은 표 3의 설명을 참고할 수 있다.

표 5를 참조하면, 차분할당 지시자(Differential allocation Indicator) 파라미터가 '1'을 나타내면, HARQ 모드에 차분할당 방법이 적용됨을 나타낼 수 있다. 따라서, 이하 차분할당 정보를 나타내는 파라미터에 대하여 설명한다. 프레임 레퍼런스 파라미터(N frame reference)는 재전송할 패킷의 서브 버스트가 몇 번째 프레임인지를 나타낼 수 있다. 프레임 레퍼런스 파라미터의 개수에 따라, 프레임 오프셋 레퍼런스 파라미터(Reference Frame offset)는 해당 프레임의 오프셋 정보를 나타낸다. 이때, 레퍼런스 버스트 넘버(Reference Burst number) 파라미터는 프레임 오프셋에 의해 정의되는 프레임에서의 버스트 개수를 나타낸다. 또한, 레퍼런스 서브 버스트(N reference sub-burst) 파라미터는 참조되는 서브 버스트의 개수를 나타낼 수 있다.

서브 버스트의 개수에 따라, 레퍼런스 서브 버스트 인덱스(Reference Sub-Burst index) 파라미터는 서브 버스트의 위치를 나타낸다. 이때, 서브 버스트의 위치는 레퍼런스 버스트 넘버 파라미터 및 레퍼런스 프레임 오프셋 파라미터에 의해 정의될 수 있다.

IR-CTC HARQ 모드의 경우에는 단말마다 버스트 프로파일(예를 들어, Modulation Order, Coding Type 또는 Coding Rate) 및 리던던시 버전(Redundancy Version)이 매 전송시 변경될 수 있다. 따라서, 버스트 프로파일을 N_EP 및 N_SCH 파라미터를 이용하여 단말들에 알려줄 수 있다. 또한, 서비스 플로우 식별자(SPID) 파라미터를 각 서비스를 식별하기 위해 서브 버스트 IE에 더 포함하여 단말들에 전송할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 도 4의 S404 단계에서 표 4 및 표 5에서 나타낸 서브 버스트 IE를 단말에 전송하면, 단말은 차분할당 정보를 이용하여 디코딩 정보를 추출할 수 있다(S405).

S405 단계에서 단말은 저장한 MAP 정보 및 기지국으로부터 수신한 서브 버스트 IE에 포함된 차분할당 정보를 이용하여 재전송된 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다. 즉, 단말은 저장한 MAP 정보에서 프레임, 버스트, 서브 버스트의 순서로 패킷을 추적하여 재전송된 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다. 단말은 이전의 프레임의 MAP 정보에서 추출한 정보와 현재 프레임의 MAP에서 전송된 버스트 프로파일을 통해 패킷을 디코팅할 수 있다.

표 4 및 표 5에서 체이스 컴바이닝 HARQ 모드 및 IR-CTC HARQ 모드에 차분할당 방법이 적용된 경우에 대하여 설명하였다. 다만, 다른 HARQ 모드에도 차분할당 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 새로운 서브 버스트 IE는 HARQ_DL_MAP_IE에 모드(mode)가 '0b0111'부터 '0b1111'까지 중 선택하여 추가할 수 있다. 하향링크의 다른 HARQ 모드와 상향링크의 HARQ 모드에 대하여 표 4 및 표 5에서 설명한 방법과 같은 방법으로 서브 버스트 IE를 구성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 단말은 S401 단계에서 수신한 MAP 정보를 소정 프레임(예를 들어, 16프레임) 동안 저장하고, S404 단계에서 수신한 차분할당 방법이 적용된 서브 버스트 IE를 통해 저장된 MAP 정보에서 현재 재전송할 패킷의 디코딩 정보가 포함되어 있는 위치를 확인할 수 있다. 따라서, 단말은 MAP 정보 및 차분할당 정보를 이용하여 재전송 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 차분할당 방법을 이용하여 단말에 재전송되는 패킷을 위한 자원할당방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 재전송할 패킷이 열 번째 및 열한 번째 프레임(FN: Frame Number)에서 발생하였다. 따라서, 기지국은 도 4에서 설명한 차분할당 방법을 이용하여 재전송할 패킷의 디코딩 정보가 포함되어 있는 위치를 단말에 알려줄 수 있다. 따라서, 기지국은 열다섯 번째 프레임에서 재전송 패킷을 위한 HARQ 서브 버스트를 할당할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에서 정의한 서브 버스트 IE를 이용하여 자원을 할당하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 6은 버스트의 일 부분을 나타낸다. 도 6에서 버스트의 앞쪽 영역은 기존의 서브 버스트 IE에서 정의한 바와 같이 초기 전송이나 재전송을 위한 서브 버스트를 순차적으로 할당할 수 있다. 버스트의 뒷쪽 영역은 차분할당 방법을 적용한 서브 버스트 IE에서 정의한 바와 같이 재전송되는 서브 버스트만을 할당할 수 있다. 이때, 재전송되는 서브 버스트를 위한 버스트 영역은 점선으로 묶은 영역이다. 또한, 차분할당 방법을 적용하는 경우에, ACK 채널의 할당은 현재 MAP 영역에서의 버스트 순서에 따라 할당할 수 있다.

도 7는 본 발명의 다른 실시예로서, 기지국과 단말 간에 차분할당 방법을 사용하여 HARQ를 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 7은 기지국의 셀 영역 내에 하나 이상의 단말이 존재하는 경우를 나타낸다. 즉, 시스템은 기지국(BS), 제 1 단말(MS #1) 및 제 2 단말(MS #2)로 구성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 기지국(BS)과 단말들(MS #1, MS #2)이 HARQ를 이용하여 통신을 수행하는 경우, 기지국은 MAP 메시지들을 이용하여 HARQ에 관련된 파라미터를 단말들에게 전송할 수 있다. 이때, MAP 메시지에는 단말과 기지국 간에 기본 능력을 협상하는데 사용하는 SBC 메시지, DSx 메시지 및 MAC 관리 메시지로서 REG 메시지 등이 있다. 또한, 기지국은 MAP 메시지에 차분할당 사용 여부에 관한 정보를 포함시켜 단말들에게 전송할 수 있다(S701, S702).

본 발명의 실시예에서는 차분할당 방법을 사용하는 경우를 가정한다. 따라서, 기지국 및 단말들은 현재 프레임의 MAP 정보를 저장하고, MAP 정보를 소정 프레임 동안 저장할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 소정의 프레임은 바람직하게는 16 프레임일 수 있다. 물론, 시스템 환경 또는 사용자의 요구 사항에 따라 프레임의 개수가 결정될 수 있다.

도 7에서 차분할당 방법을 사용하는 경우, 기지국 및 단말들은 현재 프레임의 MAP 정보를 저장하고 16 프레임 동안 유지할 수 있다. 따라서, 기지국 및 단말들은 특정 프레임에서 최대 16 프레임에 대한 MAP 정보를 가질 수 있다.

기지국과 단말들이 데이터 패킷을 송수신하는 과정에서, 기지국이 전송한 데이터 패킷에 오류가 발생할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 제 1 단말(MS #1)에는 데이터 패킷에 오류가 발생하지 않았으나, 제 2 단말(MS #2)에는 데이터 패킷에 오류가 발생한 경우를 가정한다. 따라서, 제 2 단말(MS #2)은 NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다(S703).

기지국은 NACK 신호가 MAP 메시지를 전송한 이후 16 프레임 내에 수신되었으므로, 기지국은 재전송되는 서브 프레임에 대한 정보를 저장한 MAP 정보를 통해 확인할 수 있다. 이때, 기지국은 가장 많은 수의 서브 버스트들이 재전송되는 프레임을 특정 개수만큼 선택할 수 있다. 또한, 기지국은 선택한 프레임에 대한 재전송될 서브 프레임이 포함되어 있는 버스트의 순서와 해당 버스트에서 서브 프레임의 순서를 확인할 수 있다(S704).

기지국은 저장한 MAP 정보에서 NACK 신호가 지시하는 패킷에 대한 서브 버스트 할당정보를 선택하여 단말에 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 차분할당 방법을 사용하여 제 2 단말에 재전송할 패킷의 위치를 알려줄 수 있다. 즉, 기지국은 차분할당 정보를 포함하는 서브 버스트 IE를 제 2 단말에 전송할 수 있다(S705).

S705 단계에서 기지국은 재전송할 패킷을 제 2 단말에 전송하기 위해, 이전에 전송했던 할당위치에 대한 정보 및 재전송할 서브 버스트의 반복코딩지시(Repetition Coding Indication) 파라미터를 포함하는 서브 버스트 IE를 제 2 단말에 전송할 수 있다.

S705 단계에서 서브 버스트 IE에 포함된 차분할당 정보에는 몇 번째 프레임에서 전송되었는지를 나타내는 프레임 레퍼런스(N frame reference) 파라미터 및 프레임 오프셋(Reference Frame offset) 파라미터가 포함될 수 있다. 또한, 차분할당 정보에는 프레임 오프셋 파라미터에 따른 버스트 개수(Reference Burst number), 재전송될 서브 버스트가 몇 번째 서브 버스트인지를 나타내는 정보(N reference sub-burst) 및 서브 버스트의 인덱스를 나타내는 정보(Reference Sub-Burst index)가 더 포함될 수 있다.

이때, S705 단계에서 차분할당 방법이 적용된 서브 버트스 IE는 표 4 및 표 5에서 정의한 서브 버스트 IE 들이 사용될 수 있다. 또한, 차분할당 방법은 다양한 HARQ 모드에 적용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 체이스 컴바이닝 HARQ 모드 및 IR-CTC HARQ 모드에 차분할당 방법이 적용된 경우를 검토하였다. 다만, 통신 환경 또는 사용자 요구사항에 따라 다른 HARQ 방법들에도 차분할당 방법을 적용할 수 있다.

도 7을 참조하면, S705 단계에서 표 4 및 표 5를 통해 설명한 서브 버스트 IE를 제 2 단말에 전송하면, 제 2 단말은 서브 버스트 IE에 포함된 차분할당 정보를 이용하여 재전송할 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다(S706).

S706 단계에서 제 2 단말은 저장한 MAP 정보 및 기지국으로부터 수신한 서브 버스트 IE에 포함된 차분할당 정보를 이용하여 재전송된 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다. 즉, 제 2 단말은 저장한 MAP 정보에서 프레임, 버스트, 서브 버스트의 순서로 패킷을 추적하여 재전송된 패킷의 디코딩 정보를 추출할 수 있다. 제 2 단말은 이전의 프레임의 MAP 정보에서 추출한 정보와 현재 프레임의 MAP 정보에서 전송된 버스트 프로파일을 통해 패킷을 디코팅할 수 있다.

기지국은 소정의 프레임이 경과되면, 다시 새로운 MAP 정보를 포함하는 메시지를 자신의 셀 영역에 포함된 모든 단말들에게 전송할 수 있다(S707, S708). 또한, 이후의 과정에서도 계속해서 차분할당 방법을 적용하여 HARQ 서브 버스트를 할당할 수 있다.

현재 WiMAX 포럼에서 논의 중인 VoIP(Voice over Internet Protocol)를 위한 영속 할당(Persistent allocation)의 경우, 초기 전송을 위해 하나의 IE를 전송함으로써 여러 프레임 동안 주기적으로 자원을 할당할 수 있다. 영속 할당 지원을 위해 프레임 오프셋 값이 '0'인 경우 단말은 이를 영속 할당에서 할당한 패킷에 대한 재전송으로 인식하도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들을 VoIP에 적용하는 경우, 영속 할당 IE(Persistent Allocation IE)에서의 패킷 위치를 단말에 전송해 줌으로써, VoIP의 경우에도 재전송에 대한 차분할당 방법을 적용할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

도 2는 HARQ 하향링크 할당 구조를 나타내는 도면이다.

Claims

자동재전송 요구를 위한 자원할당방법에 있어서,

차분할당 지원 여부에 대한 정보를 포함하는 MAP 메시지를 전송하는 단계;

상기 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 소정의 프레임 동안 저장하는 단계; 및

상기 소정의 프레임 동안 수신확인부정 메시지를 수신하면, 재전송할 서브 버스트에 대한 차분할당정보를 포함하는 서브 버스트 정보를 전송하는 단계를 포함하는, 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 차분할당정보는,

재전송할 참조된 프레임의 개수정보 및 상기 참조된 프레임의 개수정보에 따라 참조 프레임 오프셋, 참조 버스트 개수 및 참조된 서브 버스트의 개수정보를 포함하는, 자원할당방법.
제 2항에 있어서,

상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는,

상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 반복코딩지시 정보를 포함하는, 자원할당방법.
제 2항에 있어서,

상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는,

상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 상기 서브 버스트 프로파일 정보를 포함하는, 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 MAP 메시지는,

SBC 메시지, DSx 메시지 또는 REG 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는, 자원할당방법.
제 1항에 있어서,

상기 MAP 정보는,

HARQ 서브 버스트의 위치정보를 포함하는, 자원할당방법.
자동재전송 요구를 위한 자원할당방법에 있어서,

차분할당 지원 여부에 대한 정보를 포함하는 MAP 메시지를 수신하는 단계;

상기 MAP 메시지에 포함된 MAP 정보를 소정의 프레임 동안 저장하는 단계;

상기 소정의 프레임 동안 수신한 데이터 패킷에 오류가 발생하면, 기지국으로 수신확인부정 신호를 전송하는 단계; 및

상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷을 재전송하기 위한 서브 버스트에 대한 차분할당정보를 포함하는 서브 버스트 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 자원할당방법.
제 7항에 있어서,

상기 차분할당정보는,

재전송할 참조된 프레임의 개수정보 및 상기 참조된 프레임의 개수정보에 따라 참조 프레임 오프셋, 참조 버스트 개수 및 참조된 서브 버스트의 개수정보를 포함하는, 자원할당방법.
제 8항에 있어서,

상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는,

상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 반복코딩지시 정보를 포함하는, 자원할당방법.
제 8항에 있어서,

상기 참조된 서브 버스트의 개수정보는,

상기 참조 서브 버스트 인덱스 및 상기 서브 버스트 프로파일 정보를 포함하는, 자원할당방법.