KR101691480B1

KR101691480B1 - 이동통신 시스템에서 패킷 재전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101691480B1
Application number: KR1020100031389A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 이옥선; 정경인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2017-01-09
Also published as: WO2011126242A2; EP2557725A2; EP2557725B1; WO2011126242A3; EP2557725A4; KR20110112015A; US9455804B2; US20130021982A1

Abstract

본 발명은 경쟁에 기반하여 기지국에 접속하는 단말의 패킷 재전송 방법에 관한 것으로서, 상향링크 패킷을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 상향링크 패킷에 대한 기지국의 디코딩 실패 시 상기 기지국으로부터 전송되는 재전송 요청 메시지를 수신하는 단계 및 상기 재전송 요청 메시지 수신 시 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층 재전송을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 경쟁 기반 접속 방식을 사용 중인 단말이 기지국으로부터 HARQ NACK 수신 시 RLC 재전송을 개시하므로 HARQ 재전송에서와 같이 HARQ RTT를 기다릴 필요 없이, 즉시 RLC 재전송이 가능하므로 패킷 재전송이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 패킷 재전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RETRANSMITTING PACKET IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 패킷 재전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 경쟁 기반 접속(Contention Based Access)에서 기지국이 단말에게 패킷 재전송 요청 시, 단말이 이를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동통신 시스템이 요구되고 있다.

이를 위해, 이동통신 시스템은 여러 분야에 걸쳐 다양한 연구가 진행 중이며, 특히 통신의 신뢰성을 확보하기 위해 패킷 전송 실패 시 재전송 절차에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이러한 재전송 기술에는 물리 계층에서 실시되는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)와 RLC(Radio Link Control) 계층에서 실시되는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 방식 등이 있다. ARQ 방식에서는 데이터 재전송을 통해 에러를 정정하며, HARQ 방식에서는 기본적으로 수신 데이터에 대해 오류정정을 시도하고, 오류 검출 부호(error detection code)를 사용하여 재전송 여부를 결정한다.

한편, 단말(송신기)이 기지국(수신기)으로 패킷을 전송할 때, 단말에게만 주어진 전용 자원(dedicated)을 이용하는 비경쟁 기반 접속(contention free) 방법과, 여러 단말이 접속 가능한 자원을 이용하는 경쟁 기반 접속(contention based) 방법이 있다.

그런데, 현재 경쟁 기반 접속 방법을 위한 패킷 재전송 기술은 정의된 바가 없다. 경쟁 기반 접속 방법에서 종래 HARQ 재전송 방법을 사용할 경우, 단말이 재전송 필요성을 인지하고 재전송을 수행하기까지 HARQ RTT(Round Trip Time) 후인 8ms를 기다려야 하기 때문에 재전송이 지연(delay)된다는 문제가 발생한다.

또한, HARQ 재전송은 동일한 프로세스에서 이전에 사용한 동일한 상향링크 자원으로 재전송을 실시한다. 따라서, HARQ 재전송을 경쟁 기반 접속 방법에 사용할 경우, 단말들이 재전송에서도 동일한 자원을 사용하게 되어 충돌이 또 발생하게 된다.

따라서 경쟁 기반 접속 방법에서 효율적인 패킷 재전송을 위한 방안이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 경쟁 기반 접속 방법에서 효율적인 패킷 재전송을 위한 패킷 재전송 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 경쟁에 기반하여 기지국에 접속하는 단말의 패킷 재전송 방법은 상향링크 패킷을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 상향링크 패킷에 대한 기지국의 디코딩 실패 시, 상기 기지국으로부터 전송되는 재전송 요청 메시지를 수신하는 단계 및 상기 재전송 요청 메시지 수신 시 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층 재전송을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 경쟁에 기반하여 패킷을 기지국으로 전송하는 단말은 상향링크 패킷을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 상향링크 패킷에 대한 기지국의 디코딩 실패 시 상기 기지국으로부터 전송되는 재전송 요청 메시지를 수신하여 출력하는 RF 통신부 및 상기 재전송 요청 메시지 수신 감지 시, 무선 링크 제어(Radio Link Control) 계층 재전송을 개시하도록 제어하는 로컬 재전송 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 경쟁 기반 접속 방식을 사용 중인 단말이 기지국으로부터 HARQ NACK 수신 시 RLC 재전송을 개시한다. 따라서 HARQ 재전송에서와 같이 HARQ RTT를 기다릴 필요 없이, 즉시 RLC 재전송이 가능하므로 패킷 재전송이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 비경쟁 기반(Contention Free) 접속 방법에서 단말(110)이 기지국(120)으로 패킷을 전송하는 과정을 도시하는 순서도.
도 2는 경쟁 기반(Contention Based) 접속 방법에서 단말(210)이 기지국(220)으로 패킷을 전송하는 과정을 도시하는 순서도.
도 3은 종래 HARQ 재전송이 수행되는 과정을 도시하는 순서도.
도 4는 종래 ARQ 재전송이 수행되는 과정을 도시하는 순서도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 경쟁 기반 접속 방법에서의 패킷 재전송 방법을 도시하는 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(510)이 로컬 재전송을 개시하는 과정을 도시하는 순서도.
도 7은 도 6의 도면에서, 단말(510)이 본 발명의 일 실시예에 따라 로컬 재전송을 개시하는 S660 단계를 구체적으로 도시하는 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상향링크 채널 신호 세기에 따라 단말의 백 오프 타이머 트리거 여부를 결정하는 과정을 도시하는 순서도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 경쟁 기반 접속 방법에 따른 단말(510)의 재전송 횟수를 제한하지 않는 방법을 도시하는 순서도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 단말(510)의 로컬 재전송이 일정 횟수 이상 실패한 경우, 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 이용하여 로컬 재전송을 중단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 11은 경쟁 기반 접속 방법을 이용해서 데이터를 전송할 때 HARQ 피드백에 따라서 단말이 백 오프를 선택적으로 적용하는 방법에 대한 순서도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말(510)의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국(520)의 내부 구조를 도시하는 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

우선, 도 1은 비경쟁 기반(Contention Free) 접속 방법에서 단말(110)이 기지국(120)으로 패킷을 전송하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 기지국(120)은 S110 단계에서, 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control CHannel, PDCCH)을 통해, 단말(110)이 전송할 패킷이 있는 경우 이를 표시할 수 있는 스케쥴링 요청(Scheduling Request, SR)을 위한 자원을 할당한다. 그리고 단말(110)은 스케쥴링 요청(SR) 전송 시기가 되면, S120 단계에서 기지국(120)에 상향링크 자원을 요청한다.

그러면, 기지국(120)은 S130 단계에서 해당 단말(110)에 상향링크 자원(Scheduling Grant, SG)을 할당한다. 그러면 단말(110)은 S140 단계에서, 할당받은 상향링크 자원을 통해 상향링크 패킷을 기지국(120)으로 전송한다.

도 2는 경쟁 기반(Contention Based) 접속 방법에서 단말(210)이 기지국(220)으로 패킷을 전송하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 기지국(220)은 S210 단계에서, 경쟁 기반 접속이 가능한 단말(210)에 대해 CB-RNTI(Contention Based- Radio Network Temporary Identifier)를 할당한다. 그리고 기지국(220)은 S220 단계에서, 상기 CB-RNTI를 할당받은 단말(210)에게 PDCCH를 통해 상향링크 자원을 할당한다. 그러면 단말(210)은 S230 단계에서, 할당받은 상향링크 자원을 통해 상향링크 패킷을 기지국(220)으로 전송한다.

도 1 대비 도 2에서 도시되는 바와 같이, 경쟁 기반 접속 방법은 비경쟁 기반 접속 방법에 비하여 시그널링(Signaling)을 줄여 상향링크 접속 시간을 단축시킬 수 있다.

종래에는 단말(송신기)이 전송한 패킷을 기지국(수신기)이 제대로 디코딩(decoding)하지 못한 경우, HARQ 재전송의 경우 기지국은 HARQ NACK를 단말에게 전송하여 디코딩에 실패한 패킷에 대해 HARQ 재전송을 시도한다. 또한, ARQ 재전송의 경우 기지국은 RLC 상태 보고(RLC Status Report)를 단말로 피드백하여 디코딩에 실패한 패킷에 대해 ARQ 재전송을 시도한다.

이하에서는 HARQ 재전송 과정 및 ARQ 재전송 과정에 대해 간략히 살펴보도록 한다.

도 3은 종래 HARQ 재전송이 수행되는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(310)은 S310 단계에서, 기지국(320)으로부터 할당받은 상향링크 자원을 통해 상향링크 패킷을 기지국(320)으로 전송한다. 그러면 기지국(320)은 단말(310)로부터 수신한 상향링크 패킷을 디코딩한다. 그러던 중, 기지국(320)은 S320 단계에서, 채널 품질 저하 또는 단말의 경쟁 등의 이유로 인해 상향링크 패킷 디코딩에 실패할 수 있다. 그러면 기지국(320)은 S330 단계에서 HARQ NACK를 단말(310)에게 전송한다.

기지국(320)으로부터 HARQ NACK를 수신한 단말(310)은 S340 단계에서, HARQ 재전송을 개시한다. 보다 구체적으로, 단말(310)은 상기 HARQ NACK 수신 시, HARQ RTT 후인 8ms 후의 서브프레임에서 초기 전송 시 사용한 자원과 동일한 자원을 사용하여 HARQ 재전송을 개시한다. 또는, 단말(310)은 기지국(320)이 HARQ 재전송을 위해 별도의 PDCCH를 통해 할당한 자원을 사용하여 HARQ 재전송을 개시한다.

도 4는 종래 ARQ 재전송이 수행되는 과정을 도시하는 순서도이다.

상기한 바와 같이, ARQ 재전송은 RLC 계층에서 수행되며, RLC 계층에서는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 수신단은 데이터 손실 여부를 주기적으로 송신단에 상태 보고(RLC Status Report)한다. 상기 상태 보고는 수신단이 수신한 데이터를 모두 수신하였음을 확인하는 수신 확인 보고, 또는 데이터 수신 중 손실이 발생하여 재전송을 송신단에 요청하는 데이터 재전송 요청 보고를 포함한다.

한편, RLC 계층은 MAC 계층과 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 계층 사이에 위치한다. 상기 RLC 계층은 트랜스패런트 모드, 언애크놀로지 모드, 애크놀로지 모드의 3 가지 모드로 동작할 수 있다. 트랜스패런트 모드(Transparent Mode)는 주로 음성 서비스를 제공하며, 언애크놀로지 모드(Unacknowledge Mode)는 비디오 회의나 화상 전화 서비스를 제공한다. 그리고 애크놀로지 모드(acknowledge Mode)(이하 'RLC 프로토콜의 AM 모드')는 주로 패킷 데이터를 위한 인터랙티브 서비스나 백그라운드 서비스에서 사용되며 스트리밍 서비스에서도 사용 가능하다.

그리고 상기 RLC 프로토콜의 AM 모드에서는 순차 전송 방식(또는 'in-sequence delivery', 이하 동일하다)으로 데이터(또는 '데이터 PDU', 이하 동일하다)를 전송한다. 다시 말해, 상기 RLC 프로토콜의 AM 모드인 경우 데이터는 송신단에서 수신단으로 시퀀스 넘버 순서대로 순차적으로 전송된다.

상기한 내용을 참조하여 도 4에서 도시되는 ARQ 재전송 수행 과정을 설명하도록 한다.

RLC AM 모드로 동작하는 단말(410)은 상향링크로 전송할 패킷을 시퀀스 넘버 순서대로 순차적으로 기지국(420)으로 전송한다. 그러던 중, S410 단계에서 시퀀스 넘버 2, 3 패킷에 대한 전송이 실패하였다고 가정한다. 그러면, 기지국(420)은 S420 단계에서, 상향링크 패킷 전송이 실패하였음을 감지하고 S430 단계에서, RLC 상태 보고 메시지를 단말(410)로 전송한다. 상기 S430 단계에서 전송되는 RLC 상태 보고 메시지는 시퀀스 넘버 1 패킷은 성공적으로 수신하였지만, 시퀀스 넘버 2, 3 패킷은 수신에 실패하였다는 정보를 포함한다.

기지국(420)으로부터 RLC 상태 보고 메시지를 수신한 단말(410)은 상기 기지국(420)이 시퀀스 넘버 2, 3 패킷에 대한 수신에 실패하였음을 감지하고 S440 단계 이하에서 상기 패킷에 대한 재전송을 개시한다.

상기한 바와 같이, 단말이 기지국에 접속하는 방법에는 경쟁 또는 비경쟁 기반 접속 방법이 있으며, 재전송 방법에는 HARQ 또는 ARQ 방법이 있다.

그런데, 현재 경쟁 기반 접속 방법에 대한 재전송 기술은 정의된 바가 없다.경쟁 기반 접속 방법에서 종래 HARQ 재전송 방법을 사용할 경우, 단말이 재전송 필요성을 인지하고 재전송을 수행하기까지 HARQ RTT(Round Trip Time) 후인 8ms를 기다려야 하기 때문에 재전송이 지연(delay)된다는 문제가 발생한다. 또한, HARQ 재전송은 동일한 프로세스에서 이전에 사용한 동일한 상향링크 자원으로 재전송을 실시한다. 따라서 HARQ 재전송을 경쟁 기반 접속 방법에 사용할 경우, 단말들이 재전송에서도 동일한 자원을 사용하게 되어 충돌이 또 발생하게 된다.

이에 따라, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 경쟁 기반 접속 방법에서 효율적인 패킷 재전송 방법을 제시한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 경쟁 기반 접속 방법에서의 패킷 재전송 방법을 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(510)은 S510 단계에, 경쟁 기반 접속 방법을 이용하여 상향링크 패킷을 기지국(520)으로 전송한다. 그러면 기지국(520)은 상기 패킷을 수신하여 디코딩을 시도한다. 기지국(520)은 상기 디코딩 성공 시 HARQ ACK를 단말(510)에게 전송하고, 디코딩 실패 시 HARQ NACK를 단말(510)에게 전송한다. 도 5에서 기술되는 본 발명의 실시예에서는 상기 기지국(520)이 디코딩에 실패하였음을 가정한다.

기지국(520)은 S520 단계에서 수신한 패킷에 대한 디코딩이 실패하였음을 감지하고, S530 단계에서 재전송 요청 메시지(이하, 'HARQ NACK')를 단말(510)에게 전송한다. 그러면 단말(510)은 HARQ 재전송을 개시하는 대신 무선 링크 제어 계층 재전송(이하, 'RLC 재전송')을 초기화하여 개시한다.

상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 단말(510)은 기지국(520)에서 전송하는 HARQ NACK에 의해 RLC 재전송을 초기화하므로 종래 ARQ와는 상이한 과정에 의해 RLC 재전송을 개시한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 RLC 재전송을 초기화하는 HARQ NACK를 로컬 NACK(Local NACK)으로 칭하고, 로컬 NACK에 의해 초기화되는 RLC 재전송을 로컬 재전송(Local Retransmission)으로 칭할 수 있다. 이하에서는 혼동이 없는 한 상기한 용어들을 혼용하여 사용하기로 한다.

한편, 도 5에서 도시되는 본 발명의 실시예는 데이터(또는 Protocol Data Unit, PDU)를 정해진 시퀀스 넘버대로 순차적으로 전송하는 AM 모드에서 적용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(510)이 로컬 재전송을 개시하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(510)은 S610 단계에서 경쟁 기반 접속 방법을 이용하여 상향링크 자원을 통해 상향링크 패킷을 기지국(520)에게 전송한다. 그리고 단말(510)은 본 발명의 일 실시예에 따라, S620 단계에서 이전에 전송한 패킷에 대한 HARQ 피드백을 수신하였는지 판단한다. 이는 기 전송한 패킷이 충돌에 의해 재전송이 필요한 경우, 또 다시 동일한 상향링크 자원을 이용하여 패킷을 전송하게 되면, 충돌이 일어난 동일한 상향링크 자원을 통해 패킷을 전송하는 다른 단말과의 충돌이 재발생 되는 것을 방지하기 위함이다.

상기한 이유로, 단말(510)은 이전에 전송한 패킷에 대한 HARQ 피드백을 수신하였는지 여부를 판단하게 되고, 미수신시에는 S630 단계로 진행하여 피드백 수신시까지 대기한다.

만약, HARQ 피드백을 수신한 경우에는 S640 단계로 진행하여 수신한 HARQ 피드백이 HARQ ACK 인지 HARQ NACK인지 판단한다. HARQ ACK인 경우, 단말(510)은 S650 단계로 진행하여 다음 순서의 상향링크 패킷을 전송한다. 반면 HARQ NACK인 경우, 단말(510)은 S660 단계로 진행하여 본 발명의 로컬 재전송(즉, RLC 재전송)을 개시한다.

도 7은 도 6의 도면에서, 단말(510)이 본 발명의 일 실시예에 따라 로컬 재전송을 개시하는 S660 단계를 구체적으로 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(510)은 로컬 재전송 개시 시, S710 단계에서 백 오프(Back Off) 타이머를 트리거한다. 이는 경쟁 기반 접속 방식을 이용하여 패킷을 전송한 단말(510)이 HARQ NACK 수신 시, 또 다시 동일한 상향링크 자원을 이용하여 패킷을 전송하게 되면, 충돌이 일어난 동일한 상향링크 자원을 통해 패킷을 전송하는 다른 단말과의 충돌이 재발생 되는 것을 방지하기 위함이다.

백 오프 타이머가 트리거되면, 단말(510)은 S720 단계로 진행하여 트리거된 백 오프 타이머가 만료되었는지 여부를 판단한다. 상기 백 오프 타이머 미만료 시, 단말(510)은 S730 단계로 진행하여 상기 타이머가 만료시까지 대기한다. 만약 백 오프 타이머가 만료된 경우라면, 단말(510)은 S740 단계에서 본 발명의 로컬 재전송(RLC 재전송)을 개시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상향링크 채널 신호 세기에 따라 단말의 백 오프 타이머 트리거 여부를 결정하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(510)은 S810 단계에서, 경쟁 기반 액세스 방법을 통해 패킷을 기지국(520)으로 전송한다. 그러면 기지국(520)은 수신한 패킷을 디코딩하여 디코딩 성공 여부를 판단한다. 디코딩이 성공한 경우, 기지국(520)은 S880 단계로 진행하여 HARQ ACK를 단말(510)로 전송하여 그 다음번의 상향링크 패킷 전송을 요청한다.

반면, 디코딩이 실패한 경우, 기지국(520)은 S830 단계로 진행하여 단말(510)의 상향링크 전송 전력이 정해진 임계치 이상인지 여부를 판단한다. 이는 기지국(520)이, 단말(510)의 상향링크 전송 전력이 임계치 이하이면 채널 품질 저하로 인해 디코딩이 실패한 것으로 판단하고, 임계치 이상이면 동일한 상향링크 자원에 대한 여러 단말들의 접속(access) 충돌로 인해 디코딩이 실패한 것으로 판단하기 위함이다. 본 발명에서는 기지국(520)은 접속 충돌로 인한 디코딩 실패의 경우에 한하여 단말(510)이 백 오프 타이머를 트리거 하도록 한다.

이를 위해, 기지국(520)은 상향링크 전송 전력이 임계치 이상인 경우, 이를 여러 단말들의 접속(access) 충돌로 인해 디코딩이 실패한 것으로 판단하고 S840 단계로 진행한다. 즉, 기지국(520)은 단말(510)의 백 오프 타이머를 트리거 하는 제어 정보를 포함하는 HARQ NACK을 단말(510)로 전송한다. 그러면 단말(510)은 S850 단계에서 백 오프 타이머가 만료된 경우에 한하여 S870 단계로 진행하여 로컬 재전송을 개시한다.

반면, 기지국(520)은 상향링크 전송 전력이 임계치 이하인 경우, 이를 채널 품질 저하로 인해 디코딩이 실패한 것으로 판단하고 S860 단계로 진행한다. 즉, 기지국(520)은 로컬 재전송만을 요청하는 HARQ NACK만을 단말(510)로 전송한다. 그러면 단말은 별도의 백 오프 타이머를 트리거하지 않고, S870 단계로 진행하여 로컬 재전송을 개시한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 경쟁 기반 접속 방법에 따른 단말(510)의 재전송 횟수를 제한하지 않는 방법을 도시하는 순서도이다.

종래 비경쟁 기반 접속 방법의 경우, 단말이 할당된 자원을 이용하여 패킷을 일정 횟수 이상 재전송하였음에도 불구하고, 재전송에 실패하면 RRC 연결에 문제가 있는 것으로 판단하고 RRC 연결 재형성(RRC connection reestablishment) 절차를 수행하였다. 이를 위해, 단말은 RRC 연결 재형성 절차를 개시 시점을 트리거하기 위한 기준으로 RRC 연결 재설정 카운트(RETX_COUNT)를 사용하여 패킷의 재전송 횟수를 카운트하고, 일정 횟수 이상 카운트 될 경우 RRC 연결 재형성 절차를 개시하였다. 경쟁 기반 접속 방법을 사용하는 경우에는, RRC 연결에 아무런 문제가 없음에도 불구하고, 충돌로 인해 전송이 실패할 수 있다. 이와 같이 RRC 연결에는 문제가 없으나 경쟁 기반 접속 방법의 생래적인 한계에 의해서 재전송이 트리거되는 경우라도 RRC 연결 재설정 카운트를 증가시키는 것은, 불필요한 RRC 연결 재설정을 유발하는 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 재전송이 발생했을 때, 상기 재전송이 경쟁 기반 접속 방식을 사용했기 때문에 발생한 재전송인지 여부를 검사해서 RRC 연결 재설정 카운트를 선택적으로 증가시키도록 한다.

단말(510)은 S910 단계에서, 애크놀로지 모드 PDU 또는 그 일부에 재전송이 필요하다는 것을 인지하면 S920 단계로 진행하여 상기 재전송이 본 발명의 로컬 NACK으로 인한 것인지 여부를 판단한다. 다시 말해서, 상기 재전송이 필요해진 이유가 상기 애크놀로지 모드 PDU 또는 그 일부가 포함된 데이터가 경쟁 기반 접속 방법으로 전송되었으며, 상기 데이터에 대해서 HARQ NACK이 수신되었기 때문에 상기 애크놀로지 모드 PDU 또는 그 일부에 재전송이 필요해진 것인지 검사한다. 참고로 종래에 단말은 기지국이 전송하는 상태 보고 메시지 (STATUS PDU)를 수신해서 애크놀로지 모드 PDU 또는 그 일부에 재전송이 필요한지 판단한다.

만약, 로컬 NACK으로 인한 것이 아니라면, 단말(510)은 S940 단계로 진행하여 종래 절차에 따라 RRC 연결 재설정 카운트를 증가시킨다. 반면, 로컬 NACK으로 인한 것이라면, 단말(510)은 S930 단계로 진행하여 RRC 연결 재설정 카운트를 유지한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 단말(510)의 로컬 재전송이 일정 횟수 이상 실패한 경우, 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 이용하여 로컬 재전송을 중단하는 과정을 도시하는 순서도이다.

단말(510)은 S1010 단계에서, 애크놀로지 모드 PDU 또는 그 일부가 재전송이 발생한 경우, S1020 단계로 진행하여 상기 재전송이 본 발명의 로컬 NACK으로 인한 것인지 여부를 판단한다.

만약, 로컬 NACK으로 인한 것이 아니라면, 단말(510)은 S1060 단계로 진행하여 종래 절차에 따라 RRC 연결 재설정 카운트를 증가시킨다. 반면, 로컬 NACK으로 인한 것이라면, 단말(510)은 S1040 단계로 진행하여 본 발명의 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 증가시킨다. 재전송 카운트를 증가시킨 단말(510)은 S1050 단계로 진행하여, 상기 재전송 카운트가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단한다.

임계치 이상이 아닌 경우, 단말(510)은 S1010 단계로 복귀한다. 반면, 임계치 이상인 경우, 단말(510)은 S1060 단계로 진행하여 해당 패킷의 경쟁 기반 로컬 재전송을 중단한다. 이 경우, 단말(510)은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국(520)으로부터 전용 자원을 할당받아 비경쟁 기반 접속을 통해 기지국(520)으로 해당 패킷을 전송할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말(510)은 랜덤 액세스(Random Access)를 통해 재전송을 재시도할 수도 있다.

도 11은 경쟁 기반 접속 방법을 이용해서 데이터를 전송할 때 HARQ 피드백에 따라서 단말이 백 오프를 선택적으로 적용하는 방법에 대한 순서도이다.

S1105 단계에서 단말(510)은 경쟁 기반 접속 방법으로 데이터를 전송한다. 즉, 경쟁 기반 전송 자원으로 공지된 전송 자원을 사용해서 데이터를 전송한다. S1110 단계로 진행한 단말(510)은 HARQ 피드백이 수신되는 시점에 만료되는 타이머 1을 구동하고, 타이머가 구동되는 동안에는 경쟁 기반 접속을 시도하지 않는다. 이는 경쟁 기반 접속에 의한 충돌 가능성을 최소화하기 위한 것이다. n번째 서브 프레임에서 전송된 역방향 데이터에 대한 HARQ 피드백은 (n+4) 번째 서브 프레임에서 수신되므로, 단말(510)은 n 번째 서브 프레임에서 경쟁 기반으로 데이터를 전송하였으면, (n+4) 번째 서브 프레임까지는 경쟁 기반 접속 방법을 시도하지 않는다.

S1115 단계에서 HARQ 피드백을 수신하면 단말(510)은 상기 HARQ 피드백을 검사해서 HARQ ACK이라면 S1120 단계로, HARQ NACK이라면 S1125 단계로 진행한다. S1120 단계로 진행하였다는 것은 경쟁 기반으로 전송한 데이터를 기지국이 성공적으로 수신하였다는 것을 의미한다. 이는 해당 시점에서 충돌이 발생하지 않았으며, 현재 경쟁 기반 접속 방법에 대한 로드가 높지 않다고 판단할 수 있다. 그러므로 단말(510)은 S1120 단계로 진행하면, 경쟁 기반 접속 시도 금지가 풀린 것으로 판단하고, 경쟁 기반 접속 방법으로 전송할 데이터가 있으면, 경쟁 기반 접속 방법을 사용해서 데이터를 전송한다. S1125 단계로 진행하였다는 것은 단말(510)이 경쟁 기반으로 전송한 데이터를 기지국이 디코딩에 실패했다는 것을 의미한다. 이는 해당 시점에 충돌이 발생했을 가능성이 상당하다는 것을 의미하므로, 단말(510)은 지속적인 충돌을 회피하기 위해서 타이머 2를 구동한다. 상기 타이머 2는 소정의 정수를 최대값으로 해서 0에서 상기 최대값 사이에서 무작위로 선택된 정수로 설정된다. 단말(510)은 서브 프레임 마다 상기 타이머를 1 씩 차감하고, 상기 타이머가 만료되면 S1130 단계로 진행해서 경쟁 기반 접속 시도 금지가 풀린 것으로 판단하고 경쟁 기반 접속 방법으로 전송할 데이터가 있으면, 경쟁 기반 접속 방법을 사용해서 데이터를 전송한다. 단말(510)은 타이머 1 혹은 타이머 2가 구동되는 중에는 경쟁 기반 접속이 금지된 것으로 간주한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말(510)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 12에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말(510)은 RF 통신부(1210), 제어부(1220)를 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(1220)는 로컬 재전송 제어부(1220A)와 백 오프 타이머 제어부(1220B)를 더 구비할 수 있다.

RF 통신부(1210)는 단말(510)의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. RF 통신부(1210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, RF 통신부(1210)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1220)로 출력하고, 제어부(1220)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신부(1210)는 상향링크 패킷을 기지국(520)으로 전송하고, 기지국(520)으로부터 전송되는 HARQ ACK 또는 HARQ NACK을 수신하며, 로컬 재전송에 따른 재전송 패킷을 기지국(520)으로 전송할 수 있다.

제어부(1220)는 본 발명의 실시예에 다른 단말(510)의 각 블록들 간의 신호 전달을 제어한다. 그리고 제어부(1220)는 도면에는 도시되지 않았지만 송신 데이터 처리부와 수신 데이터 처리부를 포함할 수 있다.

송신 데이터 처리부는 송신되는 신호를 부호화하기 위한 코더(coder)와, 상기 부호화된 신호를 변조하기 위한 변조기(modulator)와, 상기 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다. 여기서 상기 코더는 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코더와, 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코더를 포함한다. 그리고 상기 송신 데이터 처리부는 부호화되고 변조된 신호를 RF 통신부(1210)로 출력한다.

수신 데이터 처리부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터와, 변조된 신호를 복조하기 위한 복조기(demodulator)와, 상기 복조된 신호를 복호화하기 위한 디코더(decoder)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 디코더는 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 디코더와, 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 디코더를 포함한다.

특히, 제어부(1220)는 본 발명의 로컬 재전송 절차 수행을 위한 일련의 과정을 제어하며, 이를 위해 로컬 재전송 제어부(1220A)와 백 오프 타이머 제어부(1220B)를 더 구비할 수 있다.

로컬 재전송 제어부(1220A)는 본 발명의 실시예에 따른 로컬 재전송 개시 여부를 결정한다. 이를 위해, 로컬 재전송 제어부(1220A)는 경쟁 기반 접속 방법에 따라 상향링크 패킷 전송 시, 기지국으로부터 로컬 NACK(즉, HARQ NACK)가 전송되는지 여부를 판단할 수 있다. 로컬 NACK 감지 시, 로컬 재전송 제어부(1220A)는 HARQ 재전송 대신 RLC 재전송을 초기화하여 개시하도록 제어한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 재전송 제어부(1220A)는 상향링크 패킷 전송 후, 상기 전송된 패킷에 대한 HARQ 피드백을 수신하였는지 판단하고, HARQ 피드백 수신 시에 한하여 다음 절차를 수행하도록 제어할 수 있다. 만약, HARQ 피드백이 HARQ ACK 였다면 로컬 재전송 제어부(1220A)는 다음 순서의 패킷을 기지국(520)으로 전송하도록 제어하고, HARQ 피드백이 HARQ NACK 이었다면 본 발명의 로컬 재전송을 개시하도록 제어한다.

또한, 로컬 재전송 제어부(1220A)는 본 발명의 일 실시예에 따라, 로컬 재전송이 발생한 경우, RRC 연결 재설정 카운트(RETX_COUNT) 값을 증가시키지 않고 그대로 유지하도록 제어할 수 있다.

또한, 로컬 재전송 제어부(1220A)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 로컬 재전송 발생 시 마다 증가하는 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 신규 정의할 수 있다. 그리고 로컬 재전송 제어부(1220A)는 상기 재전송 카운트 값이 설정된 임계치 이상인 경우에는 해당 로컬 재전송을 중지하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 재전송될 패킷은 랜덤 액세스 또는 전용 자원을 통해 기지국(520)으로 전송될 수 있다.

한편, 본 발명의 단말(510)의 제어부(1220)는 효율적인 로컬 재전송을 위해 백 오프 타이머 제어부(1220B)를 더 구비할 수도 있다. 상기 백 오프 타이머 제어부(1220B)는 기지국(520)으로부터 백 오프 타이머를 동작시키는 제어 명령을 수신하였는지 여부를 판단한다. 상기 제어 명령은 HARQ NACK 신호와 함께 수신될 수 있다. 기지국(520)으로부터 백 오프 타이머 개시 명령을 수신하게 되면, 백 오프 타이머 제어부(1220B)는 백 오프 타이머를 구동시키고, 상기 타이머가 만료되는 시점에 로컬 재전송을 개시하도록 제어한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국(520)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 13에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국(520)은 RF 통신부(1310)와 제어부(1320)를 구비할 수 있다. 또한, 제어부(1320)는 디코딩 판단부(1320A)와 재전송 요청 제어부(1320B)를 더 구비할 수 있다.

RF 통신부(1310)는 기지국(520)의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행하며, 이를 위한 기지국(520)의 RF 통신부(1310)가 수행하는 기능은 단말(510)의 RF 통신부(1110)가 수행하는 기능과 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, RF 통신부(1310)는 단말(510)로부터 전송되는 상향링크 패킷을 수신하여 제어부(1320)로 전달하고, 제어부(1320)로부터 전달되는 HARQ 피드백 신호를 단말(510)로 전송한다.

제어부(1320)는 본 발명의 실시예에 따른 기지국(520)의 각 블록들간의 신호 전달을 제어한다. 그리고 제어부(1320)는 단말(510)의 경우와 마찬가지로 송신 데이터 처리부와 수신 데이터 처리부를 포함할 수 있으며, 이에 대한 설명은 단말(510)의 제어부(1130)와 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

특히, 제어부(1320)는 본 발명의 로컬 재전송 절차 수행을 위한 일련의 과정을 제어하며, 이를 위해 디코딩 판단부(1320A)와 재전송 요청 제어부(1320B)를 더 구비할 수 있다.

디코딩 판단부(1320A)는 단말(510)로부터 전송되는 상향링크 패킷을 전달받아 디코딩을 수행하고, 상기 디코딩의 성공 여부를 판단하여 출력한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 판단부(1320A)는 디코딩 실패 시, 단말(510)의 상향링크 전송 전력이 임계치 이상이었는지 여부를 판단하여 그 결과를 출력할 수 있다. 상기 결과는 이후, 단말(510)의 백 오프 타이머를 구동시켜야 하는지에 대한 기준으로 이용될 수 있다.

재전송 요청 제어부(1320B)는 상기 디코딩 판단부(1320A)로부터 출력되는 수신된 패킷의 디코딩 성공 여부에 대한 정보를 수신한다. 만약, 수신된 패킷의 디코딩이 성공한 경우라면, 재전송 요청 제어부(1320B)는 다음 순서의 상향링크 패킷 수신을 위한 HARQ ACK 신호를 생성하도록 제어한다. 반면, 수신된 패킷의 디코딩이 실패한 경우라면, 재전송 요청 제어부(1320B)는 패킷 재전송을 위한 로컬 NACK(HARQ NACK) 신호를 생성하도록 제어한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 재전송 요청 제어부(1320B)는 디코딩 판단부(1320A)로부터 디코딩 실패 시 단말(510)의 상향링크 전송 전력이 임계치 이상이었음을 통보받을 수 있다. 그러면 재전송 요청 제어부(1320B)는 패킷 전송 실패 원인이 단말간의 충돌에 있다고 판단하고, 단말(510)에게 재충돌 발생을 방지하기 위해 백 오프 타이머를 구동할 것을 지시할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 경쟁 기반 접속 방식을 사용 중인 단말이 기지국으로부터 HARQ NACK 수신 시 RLC 재전송을 개시하므로 HARQ 재전송에서와 같이 HARQ RTT를 기다릴 필요 없이, 즉시 RLC 재전송이 가능하므로 패킷 재전송이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

<단말(510)>
1210 : RF 통신부 1220 : 제어부
1220A : 로컬 재전송 제어부
1220B : 백 오프 타이머 제어부
<기지국(520)>
1310 : RF 통신부 1320 : 제어부
1320A : 디코딩 판단부
1320B : 재전송 요청 제어부

Claims

단말의 패킷 재전송 방법에 있어서,
경쟁 기반 접속 모드에서 상향링크 패킷을 기지국으로 전송하는 단계;
상기 상향링크 패킷에 대한 기지국의 디코딩 실패 시, 상기 기지국으로부터 전송되는 무선 링크 제어(radio link control) 계층 재전송을 요청하는 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 요청하는 상기 메시지의 응답으로, 무선 링크 제어 계층 재전송을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 수행하는 단계는,
상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함된 경우, 백 오프 타이머를 트리거하여 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 초기화하고, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 요청하는 상기 메시지를 수신하는 단계는,
HARQ(hybrid automatic repeat request) NACK 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 상향링크 패킷 전송 단계는,
상기 기지국으로 전송된 상향링크 패킷에 대한 피드백 수신 시까지 다음 순서의 상향링크 패킷 전송을 대기시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하는 단계는,
상기 백 오프 타이머를 구동시키는 단계; 및
상기 백 오프 타이머 만료 시 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제4항에 있어서, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 요청하는 상기 메시지는, 상기 백 오프 타이머의 구동을 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송 개시 후, RRC(radio resource control) 연결 재설정 카운트를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송 개시 후, 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 증가시키는 단계; 및
상기 재전송 카운트 값이 미리 설정된 임계치 이상인 경우, 상기 재전송을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
패킷을 기지국으로 전송하는 단말에 있어서,
신호를 송수신하는 RF 통신부; 및
상향링크 패킷을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 상향링크 패킷에 대한 기지국의 디코딩 실패 시, 상기 기지국으로부터 전송되는 무선 링크 제어(radio link control) 계층 재전송을 요청하는 메시지를 수신하고, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 요청하는 상기 메시지의 응답으로, 무선 링크 제어 계층 재전송을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함된 경우, 백 오프 타이머를 트리거하여 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 초기화하고, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제8항에 있어서,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 요청하는 상기 메시지는 HARQ(hybrid automatic repeat request) NACK 메시지인 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제8항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기지국으로 전송된 상향링크 패킷에 대한 피드백 수신 시까지 다음 순서의 상향링크 패킷 전송을 대기시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제8항에 있어서,
상기 기지국으로부터 백 오프 타이머 구동 지시 수신 시 상기 백 오프 타이머를 구동시키고, 상기 백 오프 타이머 만료 시 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하도록 제어하는 백 오프 타이머 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제8항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송 개시 후, RRC(radio resource control) 연결 재설정 카운트를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제8항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 무선 링크 제어 계층 재전송 개시 후 재전송 카운트(RETX_COUNT_for_CB)를 증가시키고, 상기 재전송 카운트 값이 미리 설정된 임계치 이상인 경우 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.
제1항에 있어서, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 수행하는 단계는,
상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함된 경우, 백 오프 타이머를 트리거하여 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 초기화하는 단계; 및
상기 백 오프 타이머가 만료되거나 또는 상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함되지 않은 경우, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 재전송 방법.
제8항에 있어서, 제어부는,
상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함된 경우, 백 오프 타이머를 트리거하여 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 초기화하고, 상기 백 오프 타이머가 만료되거나 또는 상기 상향링크 패킷의 디코딩 실패가 상기 상향링크 패킷의 접속 충돌로 인한 것임을 지시하는 정보가 상기 메시지에 포함되지 않은 경우, 상기 무선 링크 제어 계층 재전송을 개시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국으로 패킷을 재전송하는 단말.