KR101530712B1 - Ｈａｒｑ를 이용한 데이터 전송방법 - Google Patents

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Abstract

HARQ를 이용한 데이터 전송방법은 모부호어(mother codeword)에 대한 일부 비트열인 제1 전송블록을 전송하는 단계, 상기 모부호어에 대한 재전송 요청을 수신하는 단계 및 상기 재전송 요청에 따라 상기 제1 전송블록에 연속하는 비트열인 제2 전송블록을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전송블록에는 MPR(Modulation order Product code Rate)의 제1 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되고, 상기 제2 전송블록에는 재전송 횟수에 따라 MPR의 제2 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되며, 상기 MPR의 제2 범위는 상기 제1 범위에 선형 오프셋만큼 조정된다. IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 최초 데이터에 적용된 변조 차수보다 낮은 변조 차수를 적용하여 재전송 데이터를 전송함으로써 데이터의 전송 효율을 높일 수 있다.

Description

ＨＡＲＱ를 이용한 데이터 전송방법{Method for transmitting data using HARQ}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 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. ARQ 방식에서는 데이터 재전송을 통해 에러를 정정하며, SAW(stop and wait), GBN(Go-back-N), SR(selective repeat) 방식 등이 있다. SAW 방식은 전송한 프레임의 정확한 수신여부를 확인한 후 다음 프레임을 전송하는 방식이다. GBN 방식은 연속적인 N개의 프레임을 전송하고, 성공적으로 전송이 이루어지지 않으면 에러가 발생한 프레임 이후로 전송된 모든 프레임을 재전송하는 방식이다. SR 방식은 에러가 발생한 프레임만을 선택적으로 재전송하는 방식이다.
FEC 방식은 시간 지연이 적고 송수신단 사이에 별도로 주고 받는 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. 이러한 단점들을 해결하기 위해 제안된 것이 FEC와 ARQ를 결합한 복합 자동 재전송(hybrid automatic repeat request, 이하 HARQ) 방식이다. HARQ 방식에 의하면 물리계층이 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하는지 여부를 확인하고, 오류가 발생하면 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다.
HARQ의 모드는 체이스 결합(Chase combining)과 IR(incremental redundancy)로 구분할 수 있다. 체이스 결합은 에러가 검출된 데이터를 버리지 않고 재전송된 데이터와 결합시켜 SNR(signal-to-noise ratio) 이득을 얻는 방법이다. IR은 재전송되는 데이터에 추가적인 부가 정보(additional redundant information)가 증분적으로(incrementally) 전송되어 재전송에 따른 부담을 줄이고 코딩 이득(coding gain)을 얻는 방법이다.
수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되지 않으면 응답신호로 ACK(Acknowledgement) 신호를 송신하여 수신 성공을 송신기로 알린다. 수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되면 응답신호로 NACK(Negative-acknowledgement) 신호를 송신하여 에러 검출을 송신기로 알린다. 송신기는 NACK 신호가 수신되면 데이터를 재전송할 수 있다.
HARQ(Hybrid Auto Repeat Request) 방식의 수신기는 기본적으로 수신 데이터 에 대해 오류정정을 시도하고, 오류 검출 부호(error detection code)를 사용하여 재전송 여부를 결정한다. 오류 검출 부호는 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 사용할 수 있다. CRC 검출 과정을 통해 수신 데이터의 오류를 검출하게 되면 수신기는 송신기로 NACK 신호를 보낸다. NACK 신호를 수신한 송신기는 HARQ 모드(체이스 결합 또는 IR)에 따라 적절한 재전송 데이터를 전송한다. 재전송 데이터를 받은 수신기는 이전 데이터와 재전송 데이터를 결합하여 디코딩함으로써 수신 성능을 향상시킨다.
HARQ의 재전송 방식은 동기식(synchronous)과 비동기식(Asynchronous)으로 구분할 수 있다. 동기식 HARQ는 송신기와 수신기 모두 알고 있는 시점에 데이터를 재전송하는 방식으로, HARQ 프로세서 넘버와 같은 데이터 전송에 필요한 시그널링을 줄일 수 있다. 비동기식 HARQ는 재전송을 위하여 임의의 시간에 자원을 할당하는 방식으로, 데이터 전송에 필요한 시그널링을 필요로 하므로 오버헤드가 발생한다.
HARQ는 자원할당, 변조기법, 전송 블록(transport block) 크기 등의 전송속성(transmission attribute)에 따라 적응적(adaptive) HARQ와 비적응적(non-adaptive) HARQ로 구분할 수 있다. 적응적 HARQ는 채널 상황의 변화에 따라 재전송에 사용되는 전송속성들을 초기 전송과 비교하여 전체 또는 부분적으로 바꾸어 전송하는 방식이다. 비적응적 HARQ는 초기 전송에 사용한 전송속성을 채널 상황의 변화에 상관없이 지속적으로 사용하는 방식이다.
IR 모드에서 재전송 데이터는 앞서 전송한 데이터에 증분적으로 추가되는 부 가 정보를 나타내는데, 비적응적 HARQ와 같이 초기 전송 데이터와 동일한 크기로 재전송 데이터를 전송할 필요가 없으며, 초기 전송 데이터와 동일한 크기로 재전송 데이터를 전송하는 것은 무선자원의 낭비이다. 그리고 재전송 데이터에 매번 초기 전송에 사용한 전송속성을 그대로 사용하면 재전송 데이터의 전송시에 변화된 채널 상태를 적절히 반영할 수 없다.
일반적으로 재전송이 필요하다는 것은 채널 상태가 좋지 않다는 것으로, 복호 성능이 좋은 변조기법(modulation scheme)을 사용하여 재전송 데이터를 전송할 필요가 있다. IR 모드로 재전송 데이터를 전송하는 비적응적 HARQ에서 재전송 데이터의 효율을 높일 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 HARQ를 이용한 데이터 전송방법은 모부호어(mother codeword)에 대한 일부 비트열인 제1 전송블록을 전송하는 단계, 상기 모부호어에 대한 재전송 요청을 수신하는 단계 및 상기 재전송 요청에 따라 상기 제1 전송블록에 연속하는 비트열인 제2 전송블록을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전송블록에는 MPR(Modulation order Product code Rate)의 제1 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되고, 상기 제2 전송블록에는 재전송 횟수에 따라 MPR의 제2 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되며, 상기 MPR의 제2 범위는 상기 제1 범위에 선형 오프셋만큼 조정된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 HARQ를 이용한 데이터 전송방법은 최초 데이터를 전송하는 단계 및 상기 최초 데이터의 대한 재전송 요청에 따라 재전송 데이터를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 재전송 데이터에는 전송 횟수에 따라 변경되는 기준에 따라 구해지는 변조 차수가 적용된다.
IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 최초 데이터에 적용된 변조 차수보다 낮은 변조 차수를 적용하여 재전송 데이터를 전송함으로써 데이터의 전송 효율을 높일 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.
무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송된다. 수신기에서 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" (이하, 참조문헌 1)의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.
프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다.
DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
상향링크 프레임의 일부에는 패스트 피드백 영역(fast feedback region)이 포함된다. 패스트 피드백 영역은 일반적인 상향링크 데이터에 비해 보다 신속한 상향링크 전송을 위해 할당되는 영역으로, CQI(Channel Quality Information)나 ACK/NACK 신호 등이 실릴 수 있다. 패스트 피드백 영역은 상향링크 프레임 어디에 도 위치할 수 있으며, 반드시 도시된 위치나 크기에 한정되지 않는다.
이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 서브채널의 수는 FFT 크기와 시간-주파수 맵핑에 종속한다. 서브채널은 복수의 부반송파를 포함하고, 서브채널 당 부반송파의 수는 순열(permutation) 방식에 따라 따르다. 순열은 논리적인 서브채널을 물리적인 부반송파로의 맵핑을 의미한다. FUSC(Full Usage of Subchannels)에서 서브채널은 48개의 부반송파를 포함하고, PUSC(Partial Usage of Subchannels)에서 서브채널은 24개 또는 16개의 부반송파를 포함한다. 세그먼트(segment)는 적어도 하나의 서브채널 집합을 말한다.
물리계층에서 데이터를 물리적인 부반송파로 맵핑하기 위해 일반적으로 2단계를 거친다. 첫번째 단계에서, 데이터가 적어도 하나의 논리적인 서브채널 상에서 적어도 하나의 데이터 슬롯으로 맵핑된다. 두번째 단계에서, 각 논리적인 서브채널은 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 이를 순열이라 한다. 참조문헌 1은 FUSC, PUSC, O-FUSC(Optinal-FUSC), O-PUSC(Optional-PUSC), AMC(Adaptive modulation and Coding) 등의 순열 방식을 개시한다. 동일한 순열 방식이 사용되는 OFDM 심벌의 집합을 순열 영역(permutation zone)이라고 하고, 하나의 프레임은 적어도 하나의 순열 영역을 포함한다.
FUSC와 O-FUSC는 하향링크 전송에만 사용된다. FUSC는 모든 서브채널 그룹을 포함하는 하나의 세그먼트로 구성된다. 각 서브채널은 전체 물리채널을 통해 분포되는 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 이 맵핑은 각 OFDM 심벌마다 바뀐다. 슬롯은 하나의 OFDM 심벌상에서 하나의 서브채널로 구성된다. O-FUSC는 FUSC와 파일럿이 할당되는 방식이 다르다.
PUSC는 하향링크 전송과 상향링크 전송 모두에 사용된다. 하향링크에서, 각 물리적인 채널은 2개의 OFDM 심벌 상에서 14개의 인접하는(contiguous) 부반송파로 구성되는 클러스터(cluster)로 나누어진다. 물리채널은 6개의 그룹으로 맵핑된다. 각 그룹 내에서, 파일럿은 고정된 위치로 각 클러스터에 할당된다. 상향링크에서, 부반송파들은 3 OFDM 심벌상에서 4 인접하는 물리적 부반송파로 구성된 타일(tile)로 나누어진다. 서브채널은 6 타일을 포함한다. 각 타일의 모서리에 파일럿이 할당된다. O-PUSC는 상향링크 전송에만 사용되고, 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 3 인접하는 물리적 부반송파로 구성된다. 파일럿은 타일의 중심에 할당된다.
이하, HARQ를 수행하기 위한 자원 할당 구조 및 정보 블록의 처리에 대하여 설명한다.
도 3은 HARQ를 위한 자원 할당 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 데이터 영역(data region)은 적어도 하나의 서브채널과 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 논리적인 2차원 자원 할당 영역이다. 데이터 영역은 프레임 상에서 하나의 버스트에 대응할 수 있다. 하향링크 전송에서 데이터 영역에 관한 정보는 HARQ DL-MAP 메시지를 통해 기지국에서 단말로 전송될 수 있다. 상향링크 전송에서 데이터 영역에 관한 정보는 HARQ UL-MAP 메시지를 통해 기지국에서 단말로 전송될 수 있다.
데이터 영역은 각 사용자에 대한 HARQ 프로세스에 따른 적어도 하나의 서브 버스트(subburst)로 분할된다(partition). 하나의 서브버스트에는 하나의 정보 블록에 대한 HARQ 프로세스가 수행된다. 하나의 서브버스트에는 하나의 CID(connection identifier)가 할당될 수 있다. CID는 기지국과 단말의 MAC에서의 연결을 확인하는 값을 말한다. 하나의 데이터 영역에 속하는 모든 서브버스트는 동일한 HARQ 모드(체이스 결합 또는 IR)에서 동작한다.
각 서브버스트는 슬롯 단위로 할당되고, 슬롯들은 주파수-우선 순위(frequency-first order)로 할당될 수 있다. 즉, 가장 작은 OFDM 심벌과 가장 작은 서브채널을 갖는 슬롯부터 시작하여 서브채널을 증가시켜 가며 슬롯을 할당한다. 마지막 서브채널에서 다시 슬롯 크기(slot duration) 만큼 OFDM 심벌의 수를 증가시킨다.
하나의 버스트는 동일한 모드로 동작하는 HARQ 프로세스를 사용하는 데이터 스트림에게 할당되며, 각 버스트는 사용자별(또는 CID 별)로 서브버스트라는 하위 개념으로 나누어진다.
도 4는 HARQ를 수행하기 위한 정보 블록의 처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 물리 계층 버스트로 전송하기 위한 데이터에 대해 FEC 인코딩이 수행된다(S110). HARQ를 수행하는 계층을 물리 계층이라 할 때, 그 상위 계층인 MAC 계층에서 물리 계층으로 전송되는 데이터 단위를 정보 블록(information block)이라 한다. 정보 블록에 오류 검출 부호인 CRC가 부가되고, CRC가 부가된 정보 블록은 인코딩을 통하여 부호화 비트(coded bits)가 된다. 인코더에서 한번에 처리되어 출력되는 부호화 비트를 모부호어(mother codeword)라 한다. 인코딩 기법 으로는 에러 정정 코드 중 하나인 터보 부호(turbo code)가 적용될 수 있다. 터보 부호는 정보 비트들을 구조적 비트(systematic bits)로써 포함시키는 구조적 코드이다. 부호률(code rate)이 1/3인 터보 코드의 경우, 2개의 패리티 비트(parity bits)들이 하나의 구조적 비트에 할당된다. 다만, 에러 정정 코드는 터보 부호에 한하지 않고 LDPC(low density parity check code)나 기타 길쌈(convolution) 부호 등에도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다.
부호화 비트는 HARQ 프로세서에 의해 HARQ 기능이 적용된다(S120). HARQ 프로세서는 에러가 발생한 패킷을 재전송하기 위하여 부호화된 비트에 대해 재전송 환경에 맞는 HARQ 모드(체이스 결합 또는 IR), HARQ 방식(적응적 HARQ 또는 비적응적 HARQ) 및 HARQ의 재전송 방식(동기식 또는 비동기식)을 수행한다.
HARQ 기능이 적용된 부호화 비트는 비트 단위로 섞이고 데이터 심볼로 변환된다(S130). 부호화 비트를 비트 단위로 섞는 것을 인터리빙(interleaving)이라 하며, 인터리빙을 통하여 채널에 따른 전송 에러를 분산시킬 수 있다. 인터리빙된 부호화 비트들은 데이터 심볼로 변환되어 데이터 영역의 서브 버스트에 맵핑된다.
이제, HARQ의 데이터 재전송에 대하여 설명한다. HARQ의 데이터 재전송은 동기식 또는 비동기식으로 SAW(stop and wait), GBN(Go-back-N), SR(selective repeat) 방식에 따라 수행될 수 있다.
도 5는 SAW(stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 5를 참조하면, SAW 방식에서 송신기(Tx)는 하나의 프레임을 전송하고 수신기(Rx)로부터 전송 프레임에 대한 ACK/NACK 신호가 수신되는 RTT(Rounding Trip Time) 이후에 다음 프레임 또는 재전송 프레임을 전송한다. IR 모드의 비적응적 HARQ에서 송신기는 수신기로부터 NACK 신호를 수신하면 앞서 전송한 데이터에 증분적인 재전송 데이터를 재전송 프레임에 실어서 전송한다. 이때, 송신기는 재전송 데이터에 적용되는 변조기법 및 무선자원을 정해진 규칙에 따라 변경하여 적용할 수 있다. 송신기는 재전송 데이터의 전송횟수마다 정해지는 변조기법 및 무선자원을 적용하여 재전송 데이터를 전송할 수 있다.
SAW 방식은 RTT 동안 데이터 프레임의 전송이 지연되므로 전송 효율이 저하될 수 있다.
도 6은 N 채널 SAW(N-channel stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 6을 참조하면, N 채널 SAW 방식에서 송신기(Tx)는 하나의 프레임을 전송하고 수신기(Rx)로부터 ACK/NACK 신호를 수신하기까지 독립적인 SAW 방식의 HARQ를 수행한다. 즉, N 채널 SAW 방식에서 송신기는 RTT 동안 N 개의 프레임을 전송하고, 수신기는 각각의 프레임에 대하여 독립적으로 ACK/NACK 신호를 전송한다. IR 모드의 비적응적 HARQ에서 송신기는 수신기로부터 NACK 신호를 수신한 프레임에 대하여 앞서 전송한 데이터에 증분적인 재전송 데이터를 재전송 프레임에 실어서 전송한다. 이때, 송신기는 재전송 데이터의 전송횟수마다 정해지는 변조기법 및 무선자원을 적용하여 재전송 데이터를 전송할 수 있다.
N 채널 SAW 방식은 RTT 동안 데이터 프레임이 전송되지 않는 SAW 방식의 단점을 보완하여 전송 효율을 높인다.
도 7은 다중 SAW(multi stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 무선통신 시스템이 사용할 수 있는 대역폭이 넓거나 다중안테나를 사용하는 경우, 다수의 HARQ 프로세서가 병렬적으로 수행되어 하나의 프레임을 통하여 여러 개(m)의 전송 블록이 전송될 수 있다. 수신기는 하나의 프레임에 포함된 m개 전송 블록에 대하여 m개의 ACK/NACK 신호로 응답할 수 있다. IR 모드의 비적응적 HARQ에서 송신기는 수신기로부터 NACK 신호를 수신한 프레임에 대하여 앞서 전송한 데이터에 증분적인 재전송 데이터를 재전송 프레임에 실어서 전송한다. 이때, 송신기는 재전송 데이터의 전송횟수마다 정해지는 변조기법 및 무선자원을 적용하여 재전송 데이터를 전송할 수 있다.
다중 SAW 방식을 기반으로 N 채널 SAW 방식을 적용하여 시스템의 전송 효율을 더욱 높일 수 있다.
이제, IR 모드의 비적응적 HARQ에 대하여 설명한다.
도 8은 IR 모드의 비적응적 HARQ가 수행되는 일예를 나타낸다. 최초 데이터 전송시에 적용된 변조기법 및 무선자원이 재전송 데이터에 그대로 적용되는 경우이다.
도 8을 참조하면, IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 재전송 데이터는 앞서 전송한 데이터의 다음부터 증분적으로 전송될 수 있다. 비적응적 HARQ에서 재전송 데이터는 최초(제1 전송) 데이터와 같은 크기로 전송된다. 재전송 데이터의 인덱스가 모부호어(mother codeword)의 길이(Rm · NEP)와 같아지면 순환적으로 재전송 데 이터를 전송할 수 있다. Rm은 모부호화율(mother code rate) 1/Rm의 역수, NEP는 인코더에 들어가는 정보 블록의 크기이다. 인코더가 이중 이진(double binary(duo-binary)) 구조의 컨벌루션 터보 코드(Convolutional Turbo Code; CTC)를 사용할 때, NEP는 CTC 터보 인코더로 입력되는 비트 수로 인코딩 패킷의 크기로 정의되는 파라미터이다. CTC 터보 인코더의 내부 인터리버의 크기가 N일 때, NEP = 2ㅧ N 이다.
모부호어는 인코더로 입력되는 정보 블록과 동일한 크기의 비트열을 가지는 구조화 비트(Systematic bits) 및 이에 관련되는 비트열인 적어도 하나의 패리티 비트(parity bits)로 구성될 수 있다. 모부호화율이 1/3일 때, 모부호어는 하나의 구조화 비트 및 2개의 패리티 비트로 이루어진다. 모부호어는 터보 부호어(turbo codeword)일 수 있다. 모부호어의 길이는 Rm · NEP 이 된다.
IR 모드에서 모부호어 중 구조화 비트를 포함하는 일부 비트열이 최초 전송(제1 전송 블록)으로 전송되고, 모부호어에 대한 재전송 요청에 따라 증분적으로 다른 일부 비트열(제2 전송 블록)이 전송된다. 제2 전송 블록은 제1 전송 블록에 연속한다. 즉, 모부호어의 일부 비트열이 전송 블록 단위로 최초 전송 및 재전송을 통하여 전송된다.
IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 재전송 데이터가 최초 데이터와 같은 변조기법 및 무선자원이 적용되어 같은 크기로 전송되는 경우는 앞서 전송한 비트열과 겹치지 않고 연속하는 비트열을 전송할 수 있는 이점이 있다. 즉, 최초 데이터 와 재전송 데이터의 크기가 같으므로 전송 횟수에 따라 전송할 비트열의 시작점을 정확히 찾을 수 있다. 이에 따라 IR 모드의 코딩 이득을 최대한으로 얻을 수 있다. 그러나, 재전송 데이터가 최초 데이터의 크기와 같은 크기로 전송되므로 많은 무선자원을 사용하게 되고, 무선자원의 스케줄링 효율 면에서는 좋지 않다. 일반적으로 IR 모드에서 최초 데이터에 증분적으로 전송되는 재전송 데이터는 최초 데이터보다 작은 크기로써도 충분히 코딩 이득을 얻을 수 있다. 또한, 비적응적 HARQ 방식은 채널 상태를 적용하지 않고 재전송 데이터에 최초 데이터와 같은 변조기법이 적용되므로 좋지 않는 채널 환경 하에서 재전송 횟수가 증가하는 등 데이터 전송 효율이 떨어진다.
이하, IR 모드의 코딩 이득을 최대한 얻을 수 있고 데이터 전송 효율을 높일 수 있는, IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 모드의 비적응적 HARQ가 수행되는 일예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 최초 데이터를 전송한 후 재전송 요청에 따라 재전송 데이터를 전송한다. 최초 데이터 전송시에 적용된 변조기법(modulation scheme)을 변경하여 재전송 데이터를 전송한다. 즉, 재전송 횟수에 따라 적용되는 변조 차수(modulation order)를 바꾸어서 재전송 데이터를 전송한다. 재전송 횟수에 따라 작은 변조 차수를 적용하여 데이터 전송 효율을 높인다. 재전송 횟수에 따라 재전송 데이터의 크기가 바뀌어 전송될 수 있다. 제안하는 IR 모드의 비적응적 HARQ 방식은 하향링크 및 상향링크 데이터 전송에 대하여 모두 적용될 수 있다.
하향링크 데이터 전송에 대하여 설명한다. IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 지원되는 변조기법이 QPSK(Quadrature-Phase Shift Keying), 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 및 64 QAM 이라고 가정한다. IR 모드의 비적응적 HARQ 방식에서 지원되는 변조기법에는 제한이 없다.
정보 블록의 크기(NEP), 단위 자원의 수(NSCH) 및 단위 자원당 심볼 수(Nsub)가 주어지면, 변조 차수(modulation order; MOD)는 MPR(Modulation order Product code Rate) 값에 의해 정해진다. NEP는 인코더에 들어가는 정보 블록의 크기일 수 있다. 단위 자원은 자원이 할당되는 기본 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 단위 자원은 서브채널인 것으로 가정한다. 단위 자원이 서브채널이라고 하면, NSCH는 서브채널의 수를 의미하고, Nsub는 서브채널에 포함되는 데이터 부반송파의 수를 의미한다. PUSC 순열 방식의 서브채널에는 48개의 데이터 부반송파가 포함되므로 Nsub는 48이 될 수 있다.
MPR은 하나의 부반송파로 전송되는 정보 비트(information bit)의 유효 수를 의미한다. MPR은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. MPR 값의 범위는 채널코드의 종류나 사용자의 임의 기준에 따라 변경될 수 있다.
Figure 112008061702907-pat00001
이때, MPR 값이
0 < MPR < 1.5 이면 변조 차수가 2인 QPSK가 사용되고,
1.5 ≤ MPR < 3.0 이면 변조 차수가 4인 16 QAM이 사용되며,
3.0 ≤ MPR < 5.4 이면 변조 차수가 6인 64 QAM이 사용된다. 유효 부호율은 MPR을 변조 차수로 나눈 값이다.
수학식 1에서, 재전송 데이터에 대한 변조 차수를 변화시키기 위하여 재전송 횟수에 따라 MPR의 범위를 변경할 수 있다. 재전송 횟수에 따른 MPR 범위의 변경은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
수학식 1에서 MPR 값이
0 < MPR < QPSK_LIMIT + (αk+β) 이면 변조 차수가 2인 QPSK가 사용되고,
QPSK_LIMIT + (αk+β) ≤ MPR < 16 QAM_LIMIT + (αk+β) 이면 변조 차수가 4인 16 QAM이 사용되며,
16 QAM_LIMIT + (αk+β) ≤ MPR < 64 QAM_LIMIT + (αk+β) 이면 변조 차수가 6인 64 QAM이 사용된다.
k 는 재전송 횟수로, k=0 이면 최초 데이터 전송을 의미한다. (αk+β)는 MPR의 범위를 조정하는 선형 오프셋이다. α는 재전송 횟수에 비례적으로 변조 차수를 크게 변경할 수 있는 제1 파라미터이고, β는 변조 차수를 일정 크기의 상수로서 세부적으로 변경할 수 있는 제2 파라미터이다. α 및 β는 0이 될 수 있고, 양수(positive) 또는 음수(negative)가 될 수 있다. 선형 오프셋은 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 비례적으로 변경하는 제1 파라미터 또는 변조 차수를 상 수(constant)로서 변경하는 제2 파라미터에 의해 조정된다. QPSK_LIMIT, 16 QAM_LIMIT 및 64 QAM_LIMIT는 MPR의 범위 값이다. QPSK_LIMIMT은 재전송이 되지 않는 초기 전송에서(k=0), QPSK로 전송되는 MPR 범위의 상한값이다. 16 QAM_LIMIT은 재전송이 되지 않는 초기 전송에서(k=0), 16 QAM으로 전송되는 MPR 범위의 상한값이다. 64 QAM_LIMIT은 재전송이 되지 않는 초기 전송에서(k=0), 64 QAM으로 전송되는 MPR 범위의 상한값이다. QPSK_LIMIT, 16 QAM_LIMIT 및 64 QAM_LIMIT는 채널코드의 종류나 사용자의 임의 기준에 따라 정해질 수 있다.
재전송 횟수에 따른 MPR 범위의 변경은 다음과 같이 나타낼 수도 있다.
수학식 1에서 MPR 값이
MPR - (αk+β) < QPSK_LIMIT 이면 변조 차수가 2인 QPSK가 사용되고,
QPSK_LIMIT ≤ MPR - (αk+β)< 16 QAM_LIMIT 이면 변조 차수가 4인 16 QAM이 사용되며,
16 QAM_LIMIT ≤ MPR - (αk+β) < 64 QAM_LIMIT 이면 변조 차수가 6인 64 QAM이 사용된다.
k에 따라 MPR의 범위가 달라지고 변조 차수가 변경될 수 있으며, α 및 β에 따라 변조 차수의 변화 정도가 조절될 수 있다. 예를 들어, NEP=144, NSCH=1, α=1.5, β=0, QPSK_LIMIT= 1.5, 16 QAM_LIMIT = 3.0 이라고 하자. MPR=3.0이 되며, 제1 전송(k=0)에서는 변조 차수가 6인 64 QAM이 사용되고, 제2 전송(k=1)에서는 변조 차수가 4인 16 QAM이 사용되고, 제3 전송(k=3)에서는 변조 차수가 2인 QPSK가 사용된다. 재전송 횟수에 따라 변조 차수가 낮아진다. 즉, 최초 데이터에 사용되는 변조 차수를 구하는 기준과 재전송 데이터에 사용되는 변조 차수를 구하는 기준이 전송 횟수에 따라 변경된다. 재전송 데이터는 전송 횟수에 따라 변경되는 MPR의 기준에 따라 구해지는 변조 차수가 적용된다.
α 및 β 값은 채널 환경이나 최대 재전송 횟수 등을 고려하여 정해질 수 있다. 채널 환경이 좋거나 최대 재전송 횟수가 적은 경우 또는 전송되는 정보 블록의 길이가 부호어의 길이보다 매우 작은 경우에는 α 및 β 값을 1 보다 작은 값으로 결정하여 재전송시 변조 차수의 변화 정도가 작게 생기도록 할 수 있다. 이와 반대로 최초 전송시에 대부분의 패리티 비트를 전송한 경우에는 MPR은 낮은 중요도를 가지므로 큰 α 값을 적용하여 가장 낮은 변조 차수를 사용하도록 할 수 있다. 즉, 최소 데이터 전송에서 대부분의 패리티 비트를 전송하였으나 재전송을 하여야 하는 경우는 채널 상태가 매우 좋지 않은 것을 의미하므로, 가장 낮은 변조 차수인 QPSK를 사용하여 재전송 데이터를 전송할 필요가 있다. 시스템의 데이터 처리 속도가 느린 경우에는 데이터의 재전송이 적게 일어나도록 하는 것이 중요하므로, α 및 β 값을 조정하여 낮은 변조 차수 위주의 데이터 전송이 이루어지도록 할 수 있다. 그리고 시스템의 데이터 처리 속도가 빨라서 데이터의 재전송이 시스템의 성능에 큰 영향을 주지 않는 경우에는 α 및 β 값을 조정하여 높은 변조 차수로 데이터 전송이 이루어지도록 할 수 있다. α 및 β에 대한 정보는 기지국이 제어채널을 통하여 단말에게 알려줄 수 있다.
한편, 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 낮추는 방법으로 재전송 횟수에 따른 변조 차수를 미리 지정하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, 제1 전송에서 64 QAM을 사용한 경우, 제2 전송에서는 QPSK를 사용하도록 지정할 수 있다.
표 1은 하향링크에서 NEP에 따른 서브채널의 수(NSCH), MPR, 변조 차수(MOD) 및 부호율을 나타낸다. 'Sch'는 서브채널의 수, 'Rate'는 부호율을 나타낸다.
Figure 112008061702907-pat00002
Figure 112008061702907-pat00003
Figure 112008061702907-pat00004
Figure 112008061702907-pat00005
Figure 112008061702907-pat00006
같은 NEP에서 변조 차수(MOD)가 서브채널의 수(Sch)에 따라 달리 적용되는 경우가 있다. 같은 NEP에서 서브채널의 수에 따라 다양한 변조기법이 적용될 수 있다. 예를 들어, NEP가 144인 경우에 있어서, 서브채널이 1이면 변조 차수가 6인 64 QAM 변조기법이 사용되고, 서브채널이 2이면 변조 차수가 4인 16 QAM 변조기법이 사용되며, 서브채널이 3 이상이면 변조 차수가 2인 QPSK 변조기법이 사용된다.
표 2는 NEP 별 재전송 횟수(k)에 따라 변조 차수가 낮아지는 일예이다. 수학식 1에서 α=1.5, β=0, QPSK_LIMIT = 1.5, 16 QAM_LIMIT = 3.0, 64 QAM_LIMIT = 5.4 인 경우이다. M은 변조 차수이고, L은 전송 블록의 비트수이다.
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
144 1 3.00 6 288 4 192 2 96 2 96
2 1.50 4 384 2 192 2 192 2 192
3 1.00 2 288 2 288 2 288 2 288
5 0.60 2 480 2 480 2 480 2 480
6 0.50 2 576 2 576 2 576 2 576
9 0.33 2 864 2 864 2 864 2 864
12 0.25 2 1152 2 1152 2 1152 2 1152
18 0.17 2 1728 2 1728 2 1728 2 1728
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
192 1 4.00 6 288 4 192 2 96 2 96
2 2.00 4 384 2 192 2 192 2 192
3 1.33 2 288 2 288 2 288 2 288
4 1.00 2 384 2 384 2 384 2 384
6 0.67 2 576 2 576 2 576 2 576
8 0.50 2 768 2 768 2 768 2 768
12 0.33 2 1152 2 1152 2 1152 2 1152
16 0.25 2 1536 2 1536 2 1536 2 1536
24 0.17 2 2304 2 2304 2 2304 2 2304
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
288 2 3.00 6 576 4 384 2 192 2 192
3 2.00 4 576 2 288 2 288 2 288
4 1.50 4 768 2 384 2 384 2 384
5 1.20 2 480 2 480 2 480 2 480
6 1.00 2 576 2 576 2 576 2 576
9 0.67 2 864 2 864 2 864 2 864
12 0.50 2 1152 2 1152 2 1152 2 1152
18 0.33 2 1728 2 1728 2 1728 2 1728
24 0.25 2 2304 2 2304 2 2304 2 2304
36 0.17 2 3456 2 3456 2 3456 2 3456
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
384 2 4.00 6 576 4 384 2 192 2 192
3 2.67 4 576 2 288 2 288 2 288
4 2.00 4 768 2 384 2 384 2 384
5 1.60 4 960 2 480 2 480 2 480
6 1.33 2 576 2 576 2 576 2 576
8 1.00 2 768 2 768 2 768 2 768
12 0.67 2 1152 2 1152 2 1152 2 1152
16 0.50 2 1536 2 1536 2 1536 2 1536
24 0.33 2 2304 2 2304 2 2304 2 2304
32 0.25 2 3072 2 3072 2 3072 2 3072
48 0.17 2 4608 2 4608 2 4608 2 4608
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
480 2 5.00 6 576 6 576 4 384 2 192
3 3.33 6 864 4 576 2 288 2 288
4 2.50 4 768 2 384 2 384 2 384
5 2.00 4 960 2 480 2 480 2 480
6 1.67 4 1152 2 576 2 576 2 576
8 1.25 2 768 2 768 2 768 2 768
10 1.00 2 960 2 960 2 960 2 960
15 0.67 2 1440 2 1440 2 1440 2 1440
20 0.50 2 1920 2 1920 2 1920 2 1920
30 0.33 2 2880 2 2880 2 2880 2 2880
40 0.25 2 3840 2 3840 2 3840 2 3840
60 0.17 2 5760 2 5760 2 5760 2 5760
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
960 4 5.00 6 1152 6 1152 4 768 2 384
5 4.00 6 1440 4 960 2 480 2 480
6 3.33 6 1728 4 1152 2 576 2 576
8 2.50 4 1536 2 768 2 768 2 768
10 2.00 4 1920 2 960 2 960 2 960
13 1.54 4 2496 2 1248 2 1248 2 1248
15 1.33 2 1440 2 1440 2 1440 2 1440
20 1.00 2 1920 2 1920 2 1920 2 1920
30 0.67 2 2880 2 2880 2 2880 2 2880
40 0.50 2 3840 2 3840 2 3840 2 3840
60 0.33 2 5760 2 5760 2 5760 2 5760
80 0.25 2 7680 2 7680 2 7680 2 7680
120 0.17 2 11520 2 11520 2 11520 2 11520
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
1920 8 5.00 6 2304 6 2304 4 1536 2 768
9 4.44 6 2592 4 1728 2 864 2 864
10 4.00 6 2880 4 1920 2 960 2 960
13 3.08 6 3744 4 2496 2 1248 2 1248
15 2.67 4 2880 2 1440 2 1440 2 1440
20 2.00 4 3840 2 1920 2 1920 2 1920
26 1.54 4 4992 2 2496 2 2496 2 2496
30 1.33 2 2880 2 2880 2 2880 2 2880
40 1.00 2 3840 2 3840 2 3840 2 3840
60 0.67 2 5760 2 5760 2 5760 2 5760
80 0.50 2 7680 2 7680 2 7680 2 7680
120 0.33 2 11520 2 11520 2 11520 2 11520
160 0.25 2 15360 2 15360 2 15360 2 15360
240 0.17 2 23040 2 23040 2 23040 2 23040
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
2880 12 5.00 6 3456 6 3456 4 2304 2 1152
13 4.62 6 3744 6 3744 4 2496 2 1248
15 4.00 6 4320 4 2880 2 1440 2 1440
20 3.00 6 5760 4 3840 2 1920 2 1920
22 2.73 4 4224 2 2112 2 2112 2 2112
30 2.00 4 5760 2 2880 2 2880 2 2880
40 1.50 4 7680 2 3840 2 3840 2 3840
44 1.36 2 4224 2 4224 2 4224 2 4224
60 1.00 2 5760 2 5760 2 5760 2 5760
90 0.67 2 8640 2 8640 2 8640 2 8640
120 0.50 2 11520 2 11520 2 11520 2 11520
180 0.33 2 17280 2 17280 2 17280 2 17280
240 0.25 2 23040 2 23040 2 23040 2 23040
360 0.17 2 34560 2 34560 2 34560 2 34560
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
3840 16 5.00 6 4608 6 4608 4 3072 2 1536
18 4.44 6 5184 4 3456 2 1728 2 1728
20 4.00 6 5760 4 3840 2 1920 2 1920
26 3.08 6 7488 4 4992 2 2496 2 2496
30 2.67 4 5760 2 2880 2 2880 2 2880
40 2.00 4 7680 2 3840 2 3840 2 3840
44 1.82 4 8448 2 4224 2 4224 2 4224
52 1.54 4 9984 2 4992 2 4992 2 4992
60 1.33 2 5760 2 5760 2 5760 2 5760
80 1.00 2 7680 2 7680 2 7680 2 7680
120 0.67 2 11520 2 11520 2 11520 2 11520
160 0.50 2 15360 2 15360 2 15360 2 15360
240 0.33 2 23040 2 23040 2 23040 2 23040
320 0.25 2 30720 2 30720 2 30720 2 30720
480 0.17 2 46080 2 46080 2 46080 2 46080
NEP SCH MPR k
0 1 2 3
M L M L M L M L
4800 20 5.00 6 5760 6 5760 4 3840 2 1920
22 4.55 6 6336 6 6336 4 4224 2 2112
26 3.85 6 7488 4 4992 2 2496 2 2496
32 3.13 6 9216 4 6144 2 3072 2 3072
38 2.63 4 7296 2 3648 2 3648 2 3648
50 2.00 4 9600 2 4800 2 4800 2 4800
64 1.56 4 12288 2 6144 2 6144 2 6144
76 1.32 2 7296 2 7296 2 7296 2 7296
100 1.00 2 9600 2 9600 2 9600 2 9600
150 0.67 2 14400 2 14400 2 14400 2 14400
200 0.50 2 19200 2 19200 2 19200 2 19200
300 0.33 2 28800 2 28800 2 28800 2 28800
400 0.25 2 38400 2 38400 2 38400 2 38400
최초 전송(k=0)에서 MPR 및 변조 차수(M)는 표 1을 참조할 수 있다. 재전송(k=1, 2, 3)에서 MPR의 범위가 변경되고 재전송 횟수에 따라 변조 차수가 점차 낮아진다. 같은 서브채널 수를 사용하면서 변조 차수가 낮아지면 전송 블록의 비트수도 작아진다. 재전송에서 최초 전송과 같은 서브채널 수를 사용하면 변조 차수만 낮아지고 여분의 제어 정보가 사용되지 않는다. 재전송에서 사용되는 서브채널 수가 변경되는 경우에는 제어채널을 통하여 서브채널 수를 알려 줄 수 있다. 재전송 횟수에 따라 사용되는 서브채널의 수가 고정되거나 변경되는 방식을 일정 규칙으로 정하면, 단말은 최초 전송에서 할당된 서브채널의 수로부터 재전송에서 적용되는 변조 차수를 별도의 시그널링 없이 알 수 있다.
도 10 내지 30은 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 낮추는 방식으로 HARQ를 수행한 결과를 나타낸 그래프이다. 특정 NEP에서 정해진 서브채널 수(Sch)로 최초 데이터 및 재전송 데이터를 전송하는 경우이다. 10은 NEP = 144이고 서브채널 수가 1인 경우이다. 도 11은 NEP = 192이고 서브채널 수가 1인 경우이다. 도 12는 NEP = 288이고 서브채널 수가 2인 경우이다. 도 13은 NEP = 384이고 서브채널 수가 2인 경우이다. 도 14는 NEP = 480이고 서브채널 수가 2인 경우이다. 도 15는 NEP = 480이고 서브채널 수가 3인 경우이다. 도 16은 NEP = 960이고 서브채널 수가 4인 경우이다. 도 17은 NEP = 960이고 서브채널 수가 5인 경우이다. 도 18은 NEP = 960이고 서브채널 수가 6인 경우이다. 도 19는 NEP = 960이고 서브채널 수가 8인 경우이다. 도 20은 NEP = 1920이고 서브채널 수가 9인 경우이다. 도 21은 NEP = 1920이고 서브채널 수가 10인 경우이다. 도 22는 NEP = 1920이고 서브채널 수가 13인 경우이다. 도 23은 NEP = 2880이고 서브채널 수가 12인 경우이다. 도 24는 NEP = 2880이고 서브채널 수가 13인 경우이다. 도 25는 NEP = 2880이고 서브채널 수가 15인 경우이다. 도 26은 NEP = 2880이고 서브채널 수가 20인 경우이다. 도 28 내지 30에서는 재전송시 변조 차수를 QPSK로 고정했을 때(Step Dn QPSK)의 결과를 추가적으로 나타낸 것으로, 도 27은 NEP = 1920이고 서브채널 수가 8인 경우이고, 도 28은 NEP = 1920이고 서브채널 수가 9인 경우이고, 도 29는 NEP = 1920이고 서브채널 수가 10인 경우이며, 도 30은 NEP = 1920이고 서브채널 수가 13인 경우이다.
도 10 내지 30을 참조하면, 특정 NEP에서 정해진 서브채널 수(Sch)로 최초 데이터 및 재전송 데이터를 전송하는 경우, 표 1에 따라 재전송 횟수에 상관없이 고정된 변조 차수를 적용하는 종래 기법(Fixed ModOrder)과 표 2에 따라 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 낮추는 제안하는 기법(ModOrder Step Dn)의 시스템 성능을 나타낸다. 제안하는 기법의 시스템 성능이 더 높은 것을 알 수 있다. 그리고 도 27 내지 30에서는 재전송시 변조 차수를 QPSK로 고정했을 때(Step Dn QPSK)의 시스템 성능이 더욱 높을 것을 알 수 있다. 즉, 재전송시에 가장 낮은 변조 차수를 적용하면 시스템 성능이 더욱 좋아지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제안하는 IR 모드의 비적응적 HARQ 방식은 최초 데이터에 적용된 변조 차수를 바탕으로 재전송 데이터의 변조 차수를 낮추어 전송함으로써 재전송 데이터의 효율을 높일 수 있다. 그리고 재전송 횟수에 따라 변조 차수뿐만 아니라 할당되는 서브채널의 수를 변경하면 보다 신뢰성 있는 데이터 전송이 수행될 수 있다.
이상에서 하향링크 데이터 전송에 대하여 설명하였으나, 제안하는 방법은 상향링크 데이터 전송에도 그대로 적용될 수 있다. 그리고 데이터 전송에서 사용되는 변조기법이 QPSK, 16 QAM 및 64 QAM 인 것으로 가정하였으나, 이는 제한이 아니다. 하향링크 및 상향링크 데이터 전송에서 사용되는 변조기법은 BPSK(Banary-Phase Shift Keying), 8 PSK 등 다양한 변조기법이 적용될 수 있다. 그리고 최대 재전송 횟수가 3회인 것으로 설명하였으나, 최대 재전송 횟수는 시스템에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸 것이다.
도 3은 HARQ를 위한 자원 할당 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 HARQ를 수행하기 위한 정보 블록의 처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 SAW(stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 6은 N 채널 SAW(N-channel stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 7은 다중 SAW(multi stop and wait) 방식의 데이터 재전송을 나타낸다.
도 8은 IR 모드의 비적응적 HARQ가 수행되는 일예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR 모드의 비적응적 HARQ가 수행되는 일예를 나타낸다.
도 10 내지 30은 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 낮추는 방식으로 HARQ를 수행한 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (12)

  1. HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,
    모부호어(mother codeword)에 대한 일부 비트열인 제1 전송블록을 전송하는 단계;
    상기 모부호어에 대한 재전송 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 재전송 요청에 따라 상기 제1 전송블록에 연속하는 비트열인 제2 전송블록을 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 전송블록에는 MPR(Modulation order Product code Rate)의 제1 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되고,
    상기 제2 전송블록에는 재전송 횟수에 따라 상기 MPR의 제2 범위로부터 구해지는 변조 차수가 적용되며,
    상기 MPR의 제2 범위는 선형 오프셋 및 상기 MPR의 제1 범위를 기반으로 결정되며,
    상기 선형 오프셋은 상기 재전송 횟수에 따라 변조 차수를 비례적으로 변경하는 제1 파라미터 또는 변조 차수를 상수(constant)로서 변경하는 제2 파라미터에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 MPR의 제2 범위로부터 구해지는 변조 차수는 상기 MPR의 제1 범위로부터 구해지는 변조 차수보다 작은 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 모부호어는 터보 부호(turbo code)가 적용되어 구조화 비트(systematic bits) 및 적어도 하나의 패리티 비트(parity bits)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서, 상기 MPR의 제2 범위는 상기 MPR의 제1 범위보다 넓은 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 전송블록과 상기 제2 전송블록은 같은 수의 서브채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제2 전송블록의 비트수는 상기 제1 전송블록의 비트수보다 작은 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 MPR의 제1 범위 및 상기 제2 범위에 대한 파라미터를 제어채널을 통하여 알려주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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