KR101535187B1 - 무선통신 시스템에서 하이브리드 에이알큐 지원 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 하이브리드 에이알큐 지원 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 지원 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송신 방법은, 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 인코딩 패킷이 발생된 경우, 상기 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 제1부호어를 생성하는 과정과, 상기 제1부호어로부터 [Nep_max/t] 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하는 과정과, 상기 제2부호어를 가지고 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)를 수행하는 과정을 포함한다.
HARQ(Hybrid Automatic Repeat request), 버퍼, 인코딩패킷 사이즈, 데이터 처리량

Description

무선통신 시스템에서 하이브리드 에이알큐 지원 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING HYBRID AUTOMATIC REPEAT REQUEST IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 지원 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선통신시스템에서 HARQ 수행 시 데이터 처리량(data throughput)을 증가시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법은 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)은 상기 OFDM 기술을 표준규격으로 채택하고 있다.
무선통신시스템은 데이터 전송의 신뢰도를 높이기 위해 FEC(Forward Error Correction) 기법과 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법을 적절하게 결합시킨 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기법을 사용한다.
HARQ 기법을 이용하는 경우, 수신 단은 송신 단으로부터 수신받은 패킷에 대해 오류정정부호를 통해 오류를 정정한다. 이후, 상기 수신 단은 오류가 정정된 패킷의 오류검출부호(예: CRC코드)를 통해 재전송 요청 여부를 결정하는 방식이다. 또한, 수신 단이 송신 단으로부터 재전송 패킷을 수신받는 경우, 상기 수신 단은 상기 재전송 패킷과 이전에 수신받은 패킷을 연접(IR: Increment Redundancy) 혹은 결합(CC: Chase Combining)하여 복호하여 추가적인 이득(예: 코딩 게인, SNR 증가)을 얻을 수 있다.
HARQ 기법을 이용하는 경우, 수신 단은 초기전송 HARQ 패킷을 저장하기 위한 버퍼가 필요하다. 상기 버퍼는 수신 단의 가격이나 용도에 따라 다른 크기를 가질 수 있다.
또한, 초기전송 HARQ패킷을 수신 실패한 경우, 상기 수신 단은 송신 단(으로 재전송을 요청하여, 상기 송신 단으로부터 재전송 HARQ 패킷을 수신받는다. 그리고, 상기 수신 단은 상기 수신받은 재전송 HARQ패킷을 기 저장된 초기전송 HARQ패킷 뒤에 연접할 것인지 혹은 초기전송 HARQ패킷과 결합할 것인지 혹은 초기전송 HARQ패킷 뒤에 일정부분 연접한 후에 나머지 부분은 초기전송 HARQ패킷의 앞 부분과 결합할 것인지를 결정한다.
일반적으로 송신 단은 인코딩 패킷을 모부호율로 부호화하여 부호어를 생성하고, 상기 부호어를 HARQ 방식에 따라 HARQ 패킷으로 분할하여 수신 단으로 전송한다. 이에 따라, 패킷을 결합 혹은 연접하는 경우, 수신 단은 모부호율(MCR: mother code rate), 인코딩 패킷(encoding packet)의 크기(Nep) 혹은 부호어 길이에 대한 정보를 필요로 한다.
IEEE 802.16e 표준 시스템의 경우, 기지국과 단말은 다양한 크기의 버퍼를 지원하기 위해 데이터 전송 전 HARQ 버퍼 능력 협상(HARQ buffer capability negotiation)을 수행한다. 간단히 살펴보면, 단말은 Nep_max 정보와 Ag 정보를 포함하는 HARQ 버퍼 능력을 기지국으로 알린다. 여기서, 상기 Nep_max는 HARQ채널당 저장할 수 있는 최대 데이터량이고, 상기 Ag(Aggregation)는 다른 HARQ채널의 버퍼를 이용할 수 있는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, HARQ채널이 4개이고, 각 HARQ채널을 위한 버퍼 크기가 100이며, Ag 필드가 'on'으로 설정된 경우, 기지국은 최대 크기가 400인 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 최대 크기가 400인 데이터를 4개의 버퍼를 이용하여 저장할 수 있다.
기지국과 단말은 상기 단말에 구비된 버퍼의 저장 능력에 따라 Nep_max 값을 결정한다. 즉, 기지국은 Nep_max보다 작은 크기의 데이터를 부호화해서 전송함으로써 단말의 버퍼를 고려한 통신이 가능하다. 또한, 큰 데이터 처리량이 요구될 경우, 기지국과 단말은 Ag 필드를 'on'으로 설정한다. 이에 따라, 상기 기지국은 상기 Nep_max보다 큰 사이즈의 데이터를 전송하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 다수의 HARQ채널들을 위한 다수의 버퍼들을 이용해서 Nep_max보다 큰 사이즈의 데이터를 저장하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 하나의 HARQ채널이 다른 HARQ채널을 위한 버퍼를 점유하는 경우, 단말은 해당 HARQ채널에 대한 동작이 완료되기 전까지 새로운 HARQ채널의 데이터를 수신할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 단말의 전체 버퍼의 크기는 제한적이므로 Ag필드가 'on'으로 설정되더라도 기지국에서 상기 단말로 전송할 수 있는 데이터의 길이가 제한되는 문제가 존재한다. 따라서, 새로운 HARQ채널을 방해하지 않으면서, 높은 데이터 처리량을 지원할 수 있는 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말의 버퍼 사이즈를 고려한 HARQ 수행 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 HARQ 수행시 데이터 처리량을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 HARQ 수행 시 새로운 HARQ채널을 방해하지 않으면서 데이터 처리량을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 HARQ 수행시 협상된 사이즈보다 큰 패킷을 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템의 송신 단에서 패킷을 전송하기 위한 방법은, 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 인코딩 패킷이 발생된 경우, 상기 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 제1부호어를 생성하는 과정과, 상기 제1부호어로부터 [Nep_max/t] 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하는 과정과, 상기 제2부호어를 이용하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템의 수신 단에서 패킷을 수신받기 위한 방법은, 하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 버퍼 사이즈에 대응되는 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 송신 단과 협상하는 과정과, 상기 송신 단으로부터 HARQ패킷을 수신받는 과정과, 상기 송신 단으로부터 수신받은 HARQ패킷이 초기전송 패킷일 경우, 상기 수신받은 HARQ패킷을 디코딩하는 과정과, 상기 디코딩한 HARQ 패킷에서 에러가 검출된 경우, 상기 HARQ패킷을 해당 HARQ채널을 위한 버퍼에 저장하는 과정과, 상기 송신 단으로 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송요청을 피드백하는 과정을 포함하고, 상기 HARQ 패킷은 상기 송신 단에서 상기 최대 인코딩패킷 사이즈보다 큰 인코딩패킷이 발생된 경우, 상기 송신 단에서 상기 인코딩패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 생성한 제1부호어의 일부에 해당되는 [Nep_max/t] 사이즈의 제2부호어로부터 생성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 송신 단은, 수신 단과 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 협상하는 제어부와, 상기 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 인코딩 패킷이 발생된 경우, 상기 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 제1부호어를 생성하고, 상기 제1부호어로부터 [Nep_max/t] 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하며, 상기 제2부호어를 이용하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)를 수행하는 부호기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 수신 단은, 하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 버퍼 사이즈에 대응되는 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 송신 단과 협상하는 제어부와, 상기 송신 단으로부터 수신받은 HARQ패킷을 디코딩하는 복호기를 포함하고, 상기 HARQ 패킷은 상기 송신 단에서 상기 최대 인코딩패킷 사이즈보다 큰 인코딩패킷이 발생된 경우, 상기 송신 단에서 상기 인코딩패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 생성한 제1부호어의 일부에 해당되는 [Nep_max/t] 사이즈의 제2부호어로부터 생성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)을 수행하는 경우. 데이터 처리량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다. 특히, 협상된 패킷 사이즈보다 큰 패킷을 인코딩하여 생성된 부호어 중 일부만 가지고 HARQ를 수행하기 때문에, 단말의 버퍼 능력에 맞춘 완전한 IR 이득을 획득할 수 있다. 또한, 추가적인 버퍼가 필요하지 않기 때문에 다른 HARQ채널을 방해하지 않으면서 데이터 처리량을 높일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
삭제
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 HARQ 수행시 송신 단과 수신 단이 협상한 최대 인코딩 패킷 사이즈(예: Nep_max)보다 크기가 큰 패킷을 통신하기 위한 방안에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 상기 최대 인코딩 패킷 사이즈는 HARQ 채널당 저장할 수 있는 최대 데이터량을 나타낸다.
이하 설명에서 송신 단과 수신 단은 기지국과 단말을 포함한다. 예를 들어, 하향링크의 경우, 송신 단은 기지국이 되고, 수신 단은 단말이 된다. 상향링크의 경우, 송신 단은 단말이 되고, 수신 단은 기지국이 된다.
기지국과 단말은 상기 단말의 버퍼 능력에 따라서 최대 인코딩 패킷 사이즈(Nep_max)를 협상한다. 상기 기지국은 상기 단말과 협상한 최대 인코딩 패킷 사이즈(Nep_max)보다 작거나 같은 크기의 패킷을 부호화하여 단말로 전송한다. 하지만, 높은 데이터 처리량이 요구되는 경우, 상기 기지국은 상기 단말과 협상한 최대 인코딩 패킷 사이즈보다 큰 패킷을 단말로 전송해야 한다. 본 발명은 상술한 바와 같이 높은 데이터 처리량이 요구되는 상황에서 기지국이 단말과 협상한 최대 인코딩 패킷 사이즈보다 큰 패킷을 단말로 전송하기 위한 방안에 대해 설명한다.
본 발명은 HARQ 방식을 사용하는 통신시스템에 적용될 수 있으며, 이하 설명은 IEEE 802.16 계열의 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명하기로 한다.
삭제
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신 단의 동작 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 송신 단이 기지국인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면 먼저 송신 단은 101단계에서 수신 단과 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 협상한다. 이때, 송신 단과 수신 단은 상기 수신 단의 HARQ 버퍼 능력을 고려해서 최대 인코딩 패킷 사이즈를 결정한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 다수의 HARQ채널들을 위한 다수 개의 버퍼들을 구비한다. 이때, 상기 최대 인코딩 패킷 사이즈는 하나의 버퍼에서 저장 가능한 최대 데이터량에 근거해서 결정될 수 있다. 여기서, 상기 다수 개의 버퍼들은 물리적으로 연속된 저장공간이거나 혹은 물리적으로 분리된 별도의 저장공간일 수 있다.
상기 최대 인코딩 패킷 사이즈(Nep_max)를 협상한 후, 상기 송신 단은 103단계로 진행하여 해당 HARQ채널을 통해 수신 단으로 송신할 인코딩 패킷이 발생하는지 검사한다. 상기 수신 단으로 송신할 인코딩 패킷이 발생한 경우, 상기 송신 단은 105단계로 진행하여 상기 송신할 인코딩 패킷의 사이즈(Nep)가 상기 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰지를 검사한다.
상기 송신할 인코딩 패킷의 사이즈(Nep)가 상기 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 작거나 같을 경우, 상기 송신 단은 117단계로 진행하여 일반적인 HARQ 동작을 수행한다. 즉, 상기 송신 단은 상기 Nep 길이의 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 부호어를 생성하고, HARQ방식(예: IR, CC 등)에 따라 상기 부호어로부터 HARQ패킷을 선택하여 수신 단으로 전송한다. 이후, 상기 수신 단으로부터 NACK(재전송요청)이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 상기 부호어로부터 재전송 HARQ패킷을 선택하여 상기 수신 단으로 전송한다. 한편, ACK이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 상기 수신 단으로 전송한 인코딩 패킷에 대한 전송을 완료할 수 있다.
한편, 상기 송신할 인코딩 패킷의 사이즈(Nep)가 상기 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 클 경우, 상기 송신 단은 107단계로 진행하여 상기 송신할 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 부호어를 생성한다. 이때, 상기 송신 단은 [Nep / t] 사이즈의 부호어를 생성한다.
이후, 상기 송신 단은 109단계로 진행하여 상기 생성한 [Nep / t] 사이즈의 부호어로부터 [Nep_max/t] 크기의 부호어를 선택한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 [Nep / t] 사이즈의 부호어의 처음으로부터 [Nep_max/t] 크기의 부호비트들을 선택할 수 있다. 여기서, 상기 [Nep_max/t] 크기의 부호어는 정보어(information part)를 포함하는 것으로 가정한다. 이때, 수신 단은 상기 송신 단과 모부호율(t) 정보를 공유하므로 상기 송신 단에서 상기 [Nep / t] 사이즈의 부호어로부터 [Nep_max/t] 크기의 부호어를 선택한 것을 인식할 수 있다.
상기 [Nep_max/t] 크기의 부호어를 선택한 후, 상기 송신 단은 111단계로 진행 하여 상기 선택한 [Nep_max/t] 크기의 부호어로부터 수신 단으로 전송할 HARQ패킷을 선택한다. 이때, 상기 송신 단의 HARQ 패킷의 선택 방식은 HARQ방식(예: IR, CC 등)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 단은 기본적으로 IR 방식을 사용하는 것으로 가정하며, 추가 적으로 CC 이득도 함께 얻는 방식을 사용하는 것으로 가정하기로 한다. 이에 따라, 초기전송일 경우, 상기 송신 단은 [Nep_max/t] 크기의 부호어 중 일부를 선택하여 HARQ패킷을 생성할 수 있다.
이후, 상기 송신 단은 113단계에서 상기 생성한 HARQ 패킷을 수신 단으로 전송한다.
상기 HARQ 패킷을 수신 단으로 전송한 후, 상기 송신 단은 115단계에서 상기 수신 단으로부터 피드백신호가 수신되는지 검사한다.
상기 수신 단으로부터 ACK이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 다음 인코딩 패킷 전송을 위해 상기 103단계로 되돌아간다.
한편, 상기 수신 단으로부터 NACK(재전송요청)이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 상기 수신 단의 재전송 요청에 따라 HARQ패킷을 전송하기 위해 상기 111단계로 되돌아간다. 이때, 상기 송신 단은 상기 111단계에서 상기 [Nep_max/t] 크기의 부호어 중 이전 전송 부분을 제외한 부분에서 상기 수신 단으로 재전송할 HARQ패킷을 선택한다.
이후, 상기 송신 단은 상기 113단계로 진행하여 상기 선택한 HARQ패킷을 상기 수신 단으로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 송신 단은 높은 데이터 처리량을 제공해야하는 경우, 수신 단과 협상한 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max) 보다 큰 데이터를 전송하는 경우가 발생한다. 이 경우, 송신 단은 상기 수신 단과 협상한 최대 인코딩패킷 사이즈보다 큰 패킷을 인코딩하고, 상기 인코딩한 데이터로부터 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 선택한다. 이후, 상기 송신 단은 상기 선택한 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 HARQ패킷으로 나누어 수신 단으로 전송한다. 이에 따라, 송신 단과 수신 단은 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 전송하는 것으로 상기 수신 단의 버퍼 능력에 맞춘 완전한 IR 이득을 얻을 수 있다. 또한, 송신 단이 HARQ패킷을 재전송하는 경우, 수신 단은 재전송 HARQ 패킷과 이전에 수신받은 전송 HARQ패킷에 대한 CC 혹은 IR을 수행하기 위해서는 부호어 길이를 알아야 한다. 하지만, 상기 송신 단은 수신 단의 버퍼 능력에 맞춘 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 전송하기 때문에 상기 수신 단으로 부호어 길이를 알려주기 위한 시그널링 오버헤드를 제거할 수 있다.
삭제
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신 단의 동작 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 수신 단이 단말인 것으로 가정하여 설명한다.
도 2를 참조하면 먼저 수신 단은 201단계에서 송신 단과 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 협상한다. 이때, 송신 단과 수신 단은 상기 수신 단의 HARQ버퍼 능력을 고려하여 상기 최대 인코딩패킷 사이즈를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 단은 다수의 HARQ채널들을 위한 다수 개의 버퍼들을 구비한다. 이때, 상기 최대 인코딩패킷 사이즈는 하나의 버퍼에서 저장 가능한 최대 데이터량에 근거해서 결정될 수 있다. 여기서, 상기 다수 개의 버퍼들은 물리적으로 연속된 저장공간이거나 혹은 물리적으로 분리된 별도의 저장공간일 수 있다.
상기 최대 인코딩패킷 사이즈를 협상한 후, 상기 수신 단은 203단계로 진행하여 해당 HARQ채널을 통해 HARQ패킷이 수신되는지 검사한다.
상기 HARQ패킷이 수신되는 경우, 상기 수신 단은 205단계로 진행하여 상기 수신된 HARQ패킷이 초기전송 패킷인지 검사한다.
만일, 상기 HARQ 패킷이 초기전송 패킷인 경우, 상기 수신 단은 207단계로 진행하여 상기 수신된 HARQ패킷을 복호한 후 211단계로 진행한다.
한편, 상기 HARQ 패킷이 재전송 패킷인 경우, 상기 수신 단은 209단계로 진행하여 상기 수신된 HARQ패킷과 해당 HARQ버퍼에 저장된 패킷을 연접(concatenation) 혹은 결합(combining)한다.
이후, 상기 수신 단은 상기 207단계로 진행하여 상기 연접 혹은 결합한 패킷을 복호한 후 상기 211단계로 진행한다.
상기 패킷을 복호한 후, 상기 수신 단은 상기 211단계로 진행하여 상기 패킷의 복호 결과를 통해 상기 패킷에 대한 에러검사를 수행한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 복호한 패킷에 포함된 에러검사코드(예: CRC코드)를 이용해서 상기 패킷에 대한 에러유무를 검사할 수 있다.
만일, 상기 복호한 패킷에 에러가 발생되지 않은 경우, 상기 수신 단은 217단계로 진행하여 송신 단으로 ACK를 피드백한다. 이후, 상기 송신 단은 다음 패킷을 수신하기 위해 상기 203단계로 되돌아간다.
한편, 상기 복호한 패킷에 에러가 발생된 경우, 상기 수신 단은 213단계로 진행하여 해당 패킷을 하나의 HARQ채널을 위한 해당 버퍼에 저장한다. 여기서, 상기 버퍼에 저장되는 패킷은 초기전송 패킷이거나, 상기 209단계에서 생성된 연접 혹은 결합된 패킷일 수 있다.
상기 버퍼에 패킷을 저장한 후, 상기 수신 단은 215단계로 진행하여 송신 단으로 NACK(재전송요청)을 전송한다.
이후, 상기 수신 단은 상기 203단계로 되돌아간다.
상술한 바와 같이 수신 단은 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어로부터 파생된 HARQ패킷을 수신하며, 해당 HARQ버퍼에 저장된 패킷과 연접(IR) 혹은 결합(CC)하여 복호한다. 즉, 송신 단은 수신 단과 협상한 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 패킷을 인코딩하더라도, [Nep_max/t] 사이즈의 부호어만 가지고 HARQ를 수행한다. 따라서, 상기 수신 단은 하나의 HARQ채널을 위해 설정된 저장공간을 이용해서 높은 전송률의 데이터를 처리할 수 있다.
삭제
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HARQ패킷 생성 예를 도시하고 있다.
상기 도 3의 (a)는 부호기로 입력되는 인코딩 패킷을 보여준다. 여기서, 인코딩 패킷의 사이즈(Nep)가 기 협상된 사이즈(Nep_max)보다 큰 것으로 가정한다.
상기 도 3의 (b)는 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 인코딩하여 생성된 부호어를 나타낸다. 여기서, 상기 부호어의 사이즈는 [Nep/t]이며, 모부호율을 1/2로 가정한 것이다.
상기 도 3의 (c)는 수신 단의 버퍼 능력을 고려한 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 보여준다. 송신 단은 [Nep/t] 사이즈의 부호어에서 일부를 선택하여 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 생성한다. 이때, 상기 송신 단은 상기 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 HARQ패킷으로 나누어 전송한다. 예를 들어, IR을 가정할 경우, 상기 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어는 도시된 바와 같이, 1stHARQ패킷, 2ndHARQ패킷, 3rdHARQ패킷으로 나뉠 수 있다.
상기 도 3의 (d)는 초기전송 HARQ패킷(1stHARQ패킷)을 보여준다. 송신 단은 초기전송 HARQ패킷 전송 후 수신 단으로부터 재전송요청(NACK)이 수신되는 경우, 두 번째 HARQ패킷(2ndHARQ패킷)을 상기 수신 단으로 전송한다. 이후, 상기 수신 단으로부터 다시 재전송요청이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 세 번째 HARQ패킷(3rdHARQ패킷)을 상기 수신 단으로 전송한다. 이후, 상기 수신 단으로부터 다시 재전송요청이 수신되는 경우, 상기 송신 단은 다시 첫 번째 HARQ패킷((1stHARQ패킷)을 상기 수신 단으로 전송할 수 있다. 이때, 수신 단은 세 번째 HARQ패킷까지는 IR을 수행하고, 이후 수신되는 HARQ패킷에 대해서는 CC을 수행한 후 복호를 수행할 수 있다.
이와 같이, 송신 단은 수신 단과 협상한 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 패킷을 인코딩하더라도, [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 가지고 HARQ를 수행한다. 이에 따라, 수신 단은 자신의 버퍼 능력에 맞춘 완전한 IR 이득을 획득할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 저장공간 없이도 높은 전송률의 데이터를 처리할 수 있다.
삭제
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신 단의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 송신 단은 제어부(400), 메시지 생성부(402), 트래픽 처리기(404), 부호기(406), 변조기(408), 자원 매핑기(410), OFDM변조기(412), RF(Radio Frequency)송신기(414) 및 피드백 수신기(416)를 포함하여 구성된다. 이하 상기 송신 단은 기지국으로 가정하기로 한다. 또한, 피드백 수신기(416)는 빠른 피드백 채널(Fast Feedback Channel: ACKCH, CQICH 등)을 복조하기 위한 물리채널 수신기로 가정하기로 한다.
상기 제어부(400)는 자원 스케줄링을 수행하고, 상기 스케줄링 결과에 따라 해당 구성부를 제어한다. 또한, 상기 제어부(400)는 HARQ 수행에 따른 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(400)는 상기 HARQ 수행에 따른 각종 시그널링의 생성을 제어하고, 상기 HARQ 수행에 따른 패킷 전송을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(400)는 수신 단과의 협상을 통해 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 결정하고, 상기 결정된 최대 인코딩패킷 사이즈를 물리계층의 부호기(406)으로 제공한다. 또한, 수신 단으로부터 수신되는 피드백된 신호(ACK 혹은 NACK)를 분석하고, 그 결과에 따라 부호기(406)의 HARQ패킷 생성을 제어한다.
상기 메시지 생성부(402)는 상기 제어부(400)의 제어에 따라 각종 시그널링 메시지를 생성한다. 상기 트래픽 처리기(404)는 송신 데이터를 데이터 버스트(인코딩 패킷)로 구성하여 상기 부호기(406)로 전달한다.
상기 부호기(406)는 상기 메시지 생성부(402)로부터 제공받은 시그널링 메시지 및 상기 트래픽 처리기(404)로부터 제공받은 인코딩 패킷을 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨에 따라 부호화한다. 여기서, 상기 부호기(406)는 CC(Convolutional Code), TC(Turbo Code), CTC(Convolutional Turbo Code), LDPC(Low Density Parity Check)부호 등을 사용할 수 있다.
HARQ 수행시, 상기 부호기(406)는 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 부호어를 생성하고, 상기 생성된 부호어를 HARQ패킷으로 나누어 출력한다. 이때, 상기 부호어는 HARQ 버퍼에 저장된다. 만일, 수신 단으로부터 재전송 요청(NACK)이 수신될 경우, 상기 부호기(406)는 HARQ 방식(예: CC, IR 등)에 따라 상기 HARQ 버퍼에 저장된 부호어 중 전부 혹은 일부를 선택하여 상기 수신 단으로 다시 전송할 HARQ 패킷을 생성한다.
상기 인코딩 패킷의 사이즈(Nep)가 수신 단과 협상한 최대 인코딩 패킷 사이즈(Nep_max)보다 클 경우, 상기 부호기(406)는 상기 인코딩 패킷을 모부호율로 부호화하여 [Nep/t] 사이즈의 부호어를 생성한다. 이후, 상기 부호기(406)는 상기 생성한 부호어에서 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 선택하여 상기 HARQ버퍼에 저장한다. 이에 따라, 상기 부호기(406)는 상기 HARQ버퍼에 저장된 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어를 이용하여 수신 단으로 전송할 HARQ 패킷을 생성한다. 초기전송일 경우, 상기 부호기(406)는 상기 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어 중 전부 혹은 일부를 선택하여 수신 단으로 전송할 HARQ 패킷을 생성한다. 이후, 수신 단으로부터 재전송 요청이 수신될 경우, 상기 부호기(406)는 HARQ 방식(예: CC, IR 등)에 따라 상기 HARQ 버퍼에 저장된 [Nep_max/t] 사이즈의 부호어 중 일부 혹은 전부를 선택하여 수신 단으로 다시 전송할 HARQ 패킷을 생성한다.
상기 변조기(408)는 상기 부호기(406)로부터 제공받은 HARQ패킷(초기전송 혹은 재전송 패킷)을 MCS레벨에 따라 변조하여 변조심볼들을 발생한다. 예를 들어, 상기 변조기(408)는 QPSK, 16QAM, 64QAM 등을 사용할 수 있다.
상기 자원 매핑기(410)는 상기 변조기(1408)로부터의 데이터를 미리 정해진 자원(또는 부반송파)에 매핑하여 출력한다. 상기 OFDM변조기(412)는 상기 자원 매핑기(410)로부터의 자원 매핑된 데이터를 OFDM변조하여 OFDM심볼을 발생한다. 여기서, 상기 OFDM변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산, CP(Cyclic Prefix) 부가 등을 포함하는 의미이다.
상기 RF송신기(414)는 상기 OFDM변조기(412)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency)대역의 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상기 피드백 수신기(416)는 피드백 채널을 통해 수신되는 피드백 신호를 복조하고, 그 결과를 상기 제어부(400)로 제공한다. 예를 들어, 상기 피드백 수신기(416)는 응답채널(ACKCH)을 통해 수신되는 HARQ 피드백 신호(ACK, NACK, null)를 복조하여 상기 제어부(400)로 제공한다.
삭제
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신 단의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 수신 단은 RF수신기(500), OFDM복조기(502), 자원디매핑기(504), 복조기(506), 복호기(508), HARQ버퍼(510-1 내지 510-N), CRC검사기(514), 메시지 해석기(516), 트래픽 처리기(518), 제어부(520) 및 피드백 송신기(522)를 포함하여 구성된다. 이하, 상기 수신 단은 단말로 가정하기로 한다. 또한, 상기 피드백 송신기(522)는 빠른 피드백 채널(Fast Feedback Channel : ACKCH, CQICH 등)를 통해 송신되는 신호를 변조하기 위한 물리채널 송신기로 가정하기로 한다.
상기 RF수신기(500)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터를 변환하여 출력한다. 상기 OFDM복조기(502)는 상기 RF수신기(500)로부터 제공받은 샘플데이터를 OFDM복조하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다.
상기 자원 디매핑기(504)는 상기 OFDM복조기(502)로부터 제공받은 주파수 영역의 데이터에서 복조할 버스트를 추출하여 출력한다. 상기 복조기(506)는 상기 자원 디매핑기(504)로부터 제공받은 패킷을 복조(demodulation)하여 출력한다.
상기 복호기(508)는 상기 복조기(506)로부터 제공받은 복조된 데이터를 디코딩(decoding)하여 출력한다. 이때, 초기전송 HARQ패킷이 수신된 경우, 상기 복호기(508)는 상기 송신 단으로부터 수신된 HARQ패킷을 디코딩하여 출력한다. 만일, 재전송 HARQ패킷이 수신된 경우, 상기 복호기(508)는 해당 HARQ채널의 버퍼(510-1 내지 510-N)로부터 이전전송에 대한 패킷을 독출한다. 이후, 상기 복호기(508)는 상기 독출한 패킷과 상기 수신된 패킷을 결합(혹은 연접)하며, 상기 결합(혹은 연접)된 패킷을 디코딩하여 출력한다.
상기 CRC검사기(514)는 상기 복호기(508)로부터 제공받은 디코딩 데이터에 대해 CRC 검사를 수행하고, CRC검사 결과를 상기 복호기(508) 및 피드백 송신기(522)로 제공한다. 이 경우, 상기 복호기(508)는 상기 CRC검사 결과에 따라 해당 패킷(초기전송 패킷 혹은 연접패킷 혹은 결합 패킷)을 폐기하거나, 상기 패킷을 해당 HARQ채널의 버퍼(510)에 저장한다.
예를 들어, 상기 HARQ버퍼(510-1 내지 510-N)는 N개의 HARQ채널들을 위한 N개의 저장공간들(510-1 내지 510-N)을 포함하며, 각각의 저장공간(버퍼)은 초기전송 패킷 혹은 복호기(508)에서 생성된 HARQ결합(연접) 패킷을 저장한다. 여기서, 송신 단은 상기 수신 단과 협상한 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 패킷을 인코딩하더라도, [Nep_max/t] 사이즈의 부호어만 가지고 HARQ를 수행한다. 따라서, 상기 수신 단은 하나의 HARQ채널을 위해 설정된 저장공간(버퍼)을 이용해서 높은 전송률의 데이터를 처리할 수 있다.
상기 피드백 송신기(522)는 상기 CRC결과에 따라 피드백신호(ACK 혹은 NACK)를 생성하고, 상기 피드백신호를 변조하여 지정된 응답채널(ACKCH)을 통해 송신 단으로 송신한다.
상기 CRC검사 결과 상기 복호기(508)에서 디코딩한 패킷에 에러가 없는 것으로 판정된 경우, 상기 CRC검사기(514)는 상기 디코딩 데이터를 MAC계층부로 전달한다. 이때, 상기 디코딩 데이터가 시그널링 메시지인 경우, 상기 CRC 검사기(514)는 상기 디코딩 데이터를 메시지 해석기(516)로 제공한다. 한편, 상기 디코딩 데이터가 트래픽인 경우, 상기 CRC 검사기(514)는 상기 디코딩 데이터를 상기 트래픽 처리기(518)로 제공한다.
상기 메시지 해석기(516)는 상기 CRC 검사기(514)로부터 제공받은 시그널링 메시지를 해석하고, 그 결과를 제어부(520)로 제공한다.
상기 트래픽 처리기(518)는 상기 CRC검사기(514)로부터 제공받은 트래픽을 해당 프로토콜에 따라 처리한다.
상기 제어부(520)는 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 상기 제어부(520)는 HARQ 수행에 따른 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(520)는 상기 HARQ 수행에 따른 각종 시그널링의 생성을 제어하고, 상기 HARQ 수행에 따른 패킷 전송을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(520)는 송신 단과의 협상을 통해 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 결정하고, 상기 결정된 최대 인코딩패킷 사이즈를 물리계층의 복호기(508)로 제공한다.
상술한 실시 예는 하향링크 통신을 예를 들어 설명하지만, 상향링크 통신에도 동일한 방식으로 적용할 수 있다.
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한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
삭제
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신 단의 동작 절차를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신 단의 동작 절차를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HARQ패킷 생성 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 송신 단의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신 단의 구성을 도시한 도면.

Claims (20)

  1. 무선통신시스템의 송신 단에서 패킷을 전송하기 위한 방법에 있어서,
    최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 인코딩 패킷이 발생된 경우, 상기 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 제1부호어를 생성하는 과정과,
    상기 제1부호어로부터 Nep_max/t 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하는 과정과,
    상기 제2부호어를 이용하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2부호어 생성 과정은,
    상기 제1부호어의 앞에서부터 Nep_max/t 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 최대 인코딩패킷 사이즈는, 하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 수신 단의 버퍼 사이즈에 대응되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    수신 단과 상기 최대 인코딩패킷 사이즈를 협상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 HARQ를 수행하는 과정은,
    HARQ 방식에 따라 상기 제2부호어의 일부 혹은 전부를 선택하여 HARQ패킷을 생성하는 과정과,
    상기 생성한 HARQ패킷을 수신 단으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 HARQ를 수행하는 과정은,
    상기 HARQ패킷 전송 후, 상기 수신 단으로부터 재전송요청이 수신되는지 검사하는 과정과,
    상기 재전송요청이 수신되는 경우, 상기 제2부호어의 일부 혹은 전부를 선택하여 재전송 HARQ패킷을 생성하는 과정과,
    상기 재전송 HARQ을 상기 수신 단으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 HARQ 방식은, CC(Chase Combing) 방식, IR(Incremental Redundancy) 방식, CC와 IR이 혼용된 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  8. 무선통신시스템의 수신 단에서 패킷을 수신받기 위한 방법에 있어서,
    하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 버퍼 사이즈에 대응되는 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 송신 단과 협상하는 과정과,
    상기 송신 단으로부터 HARQ패킷을 수신받는 과정과,
    상기 송신 단으로부터 수신받은 HARQ패킷이 초기전송 패킷일 경우, 상기 수신받은 HARQ패킷을 디코딩하는 과정과,
    상기 디코딩한 HARQ 패킷에서 에러가 검출된 경우, 상기 HARQ패킷을 해당 HARQ채널을 위한 버퍼에 저장하는 과정과,
    상기 송신 단으로 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송요청을 피드백하는 과정을 포함하고,
    상기 HARQ 패킷은 상기 송신 단에서 상기 최대 인코딩패킷 사이즈보다 큰 인코딩패킷이 발생된 경우, 상기 송신 단에서 상기 인코딩패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 생성한 제1부호어의 일부에 해당되는 Nep_max/t 사이즈의 제2부호어로부터 생성된 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 송신 단으로 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송요청을 피드백한 후, 상기 송신 단으로부터 재전송 HARQ패킷을 수신받는 경우, 상기 버퍼에 저장한 패킷과 상기 수신받은 재전송 HARQ패킷을 연접 혹은 결합하는 과정과,
    상기 연접 혹은 결합한 패킷을 디코딩하는 과정과,
    상기 디코딩한 패킷에서 에러가 검출된 경우, 상기 연접 혹은 결합된 패킷을 상기 버퍼에 저장하는 과정과,
    상기 송신 단으로 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송요청을 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선통신시스템에서 송신 단에 있어서,
    수신 단과 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 협상하는 제어부와,
    상기 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)보다 큰 인코딩 패킷이 발생된 경우, 상기 인코딩 패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 제1부호어를 생성하고, 상기 제1부호어로부터 Nep_max/t 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하며, 상기 제2부호어를 이용하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)를 수행하는 부호기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부호기는,
    상기 제1부호어의 앞에서부터 Nep_max/t 사이즈의 부호비트들을 선택하여 제2부호어를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 최대 인코딩패킷 사이즈는, 하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 상기 수신 단의 버퍼 사이즈에 대응되는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  13. 제10항에 있어서, 상기 부호기는,
    상기 제2부호어를 저장하기 위한 HARQ버퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  14. 제10항에 있어서, 상기 부호기는,
    HARQ 방식에 따라 상기 제2부호어의 일부 혹은 전부를 선택하여 HARQ패킷을 생성하고, 상기 생성된 HARQ패킷을 상기 수신 단으로 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부호기는, CC(Chase Combing) 방식, IR(Incremental Redundancy) 방식, CC와 IR이 혼용된 방식 중 어느 하나의 HARQ 방식에 따라 HARQ 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  16. 제10항에 있어서,
    HARQ패킷을 전송한 후, 상기 수신 단으로부터 피드백신호를 수신받는 피드백수신기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  17. 제16항에 있어서, 상기 부호기는,
    상기 피드백수신기를 통해 상기 수신 단의 재전송요청이 수신되는 경우, 상기 제2부호어의 일부 혹은 전부를 선택하여 재전송 HARQ패킷을 생성하고, 상기 재전송 HARQ을 상기 수신 단으로 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 단.
  18. 무선통신시스템에서 수신 단에 있어서,
    하나의 HARQ채널을 위해 저장 가능한 버퍼 사이즈에 대응되는 최대 인코딩패킷 사이즈(Nep_max)를 송신 단과 협상하는 제어부와,
    상기 송신 단으로부터 수신받은 HARQ패킷을 디코딩하는 복호기를 포함하고,
    상기 HARQ 패킷은 상기 송신 단에서 상기 최대 인코딩패킷 사이즈보다 큰 인코딩패킷이 발생된 경우, 상기 송신 단에서 상기 인코딩패킷을 모부호율(t)로 부호화하여 생성한 제1부호어의 일부에 해당되는 Nep_max/t 사이즈의 제2부호어로부터 생성된 것을 특징으로 하는 수신 단.
  19. 제18항에 있어서,
    적어도 두 개의 HARQ채널들을 위한 적어도 두 개의 버퍼들을 더 포함하며,
    상기 제2부호어에 대한 초기전송 HARQ패킷, HARQ결합 패킷 및 HARQ연접 패킷은 하나의 버퍼를 이용해서 처리되는 것을 특징으로 하는 수신 단.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 복호기로부터의 디코딩 결과를 가지고 상기 HARQ 패킷에 대한 에러검사를 수행하는 에러검사기와,
    상기 에러검사에 따른 피드백신호를 상기 송신 단으로 송신하기 위한 피드백송신기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수신 단.
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