KR102064889B1 - 데이터 압축 레벨을 최적화하는 harq 신호 처리 장치 및 그 처리 방법 - Google Patents

데이터 압축 레벨을 최적화하는 harq 신호 처리 장치 및 그 처리 방법 Download PDF

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Abstract

데이터 압축 레벨을 최적화하는 HARQ 신호 처리 장치 및 그 처리 방법이 개시된다. 본 발명의 HARQ 신호 처리 장치는 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 결합기; 수신 신호의 품질에 기초하여 제1 압축 레벨을 산출하고, 가용 메모리 크기에 기초하여 제2 압축 레벨을 산출하며, 상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨에 따라 최종 압축 레벨을 결정하는 압축 레벨 결정부; 상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 수신 신호를 압축하는 압축기; 상기 압축된 신호를 저장하는 HARQ 메모리; 및 상기 HARQ 메모리로부터 독출된 신호를 압축 해제하는 압축해제기를 포함한다.

Description

데이터 압축 레벨을 최적화하는 HARQ 신호 처리 장치 및 그 처리 방법{Device for optimizing compression level of HARQ signal, and Method there-of}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 무선 통신 장치에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 장치에서 HARQ 신호를 수신하여 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)는 기존 ARQ(Automatic Repeat reQuest)에 오류 패킷을 활용하기 위한 채널 코딩을 추가하여 상위 계층의 시간지연 문제를 개선한 전송방식으로 HSPA 및 LTE 등의 이동 통신 표준에 사용된다. HARQ 동작시 이전에 수신한 오류 패킷을 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호 형태로 저장하며, 이동 통신의 전송 속도 증가에 따라 HARQ 메모리 크기가 증가하고 있다.
통상의 이동 통신 단말기는 HARQ 버스트(burst) 데이터를 처리하기 위한 HARQ 신호 처리 장치를 내장한다. HARQ 신호 처리 장치는 HARQ 버스트의 처리를 위하여 데이터를 저장하기 위한 HARQ 메모리를 필요로 한다. HARQ 메모리 크기를 줄이기 위해 LLR 신호는 압축(compression)되어 저장되는데, LLR 신호의 압축으로 인해 수신 성능에 저하가 발생될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LLR 신호의 압축 레벨을 가변하여 LLR 압축에 의한 성능 열화를 줄이면서 HARQ 메모리를 효율적으로 사용하도록 하는 HARQ 신호 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 수신하여 처리하는 HARQ 신호 처리 장치가 제공된다. 상기 HARQ 신호 처리 장치는 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 결합기; 수신 신호의 품질에 기초하여 제1 압축 레벨을 산출하고, 가용 메모리 크기에 기초하여 제2 압축 레벨을 산출하며, 상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨에 따라 최종 압축 레벨을 결정하는 압축 레벨 결정부; 상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하는 압축기; 상기 압축된 신호를 저장하는 HARQ 메모리; 및 상기 HARQ 메모리로부터 독출된 신호를 압축 해제하는 압축해제기를 포함한다.
상기 압축 레벨 결정부는 상기 수신 신호의 신호대잡음비(SNR), 신호대 간섭잡음비(SINR), 전송 블록 크기, 변조 차수 (Modulation Order), 부호율 (Code Rate), 재전송 회수, 채널 프로파일 및 도플러 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 품질 메트릭을 산출하고, 상기 품질 메트릭에 따라 기 정의된 압축 레벨들 중 하나를 상기 제1 압축 레벨로 결정하는 필요 압축 레벨 산출부를 포함할 수 있다.
상기 압축 레벨 결정부는 전송 속도를 최대로 하는 적어도 하나의 압축 레벨들 중 압축률이 가장 높은 압축 레벨을 상기 제1 압축 레벨로 결정하는 필요 압축 레벨 산출부를 포함할 수 있다.
상기 압축 레벨 결정부는 상기 메모리의 전체 크기에서 기 사용된 메모리 양을 차감한 값을 구하여 상기 가용 메모리 크기를 산출하고, 상기 가용 메모리 크기를 저장해야 할 LLR 신호의 개수로 나눈 값 보다 작거나 같은 값 중 가장 큰 값에 따라 상기 제2 압축 레벨을 결정하는 가용 압축 레벨 산출부를 포함할 수 있다.
상기 압축 레벨 결정부는 상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨 중 압축률이 더 높은 압축 레벨을 상기 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정하는 최종 압축 레벨 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 수신하여 처리하는 HARQ 데이터 처리 방법이 제공된다. 상기 HARQ 데이터 처리 방법은 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 단계; 수신 신호의 품질을 측정하여 필요 압축 레벨을 구하고, 가용 메모리 크기에 따라 가용 압축 레벨을 구한 후, 최종 압축 레벨을 결정하는 단계; 및 상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 수신 신호를 압축하여 메모리에 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 수신 신호를 복조하여 복조 신호를 발생하는 복조기; 복조 신호를 N(1이상의 실수) 비트의 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호로 재매핑하는 LLR 디매퍼; 상기 LLR 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 상기 LLR 신호를 기 수신되어 메모리에 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 HARQ 신호 처리 유닛; 및 상기 HARQ 신호 처리 유닛의 출력 신호를 디코딩하는 디코더를 포함하는 무선 통신 장치가 제공된다.
상기 HARQ 신호 처리 유닛은 상기 수신 신호의 품질 및 상기 메모리의 가용 메모리 크기에 기초하여 최종 압축 레벨을 결정하고, 상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하여 상기 메모리에 저장한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, LLR 신호의 압축 레벨을 가변하여, LLR 압축에 의한 전송 속도 감소 등의 성능 열화를 최소화하면서 HARQ 메모리를 효율적으로 사용하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 수신 신호의 품질과 사용 가능한 HARQ 메모리 크기를 모두 고려하여 HARQ 메모리에 저장할 LLR 신호의 압축 레벨을 결정한다. 이에 따라 최적화된 LLR 압축 레벨로 HARQ 메모리에 저장할 LLR 신호들을 압축하므로, LLR 압축에 의한 수신 성능 열화를 최소화하면서 HARQ 메모리를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성 블록도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 HARQ 신호 송신 장치를 포함하는 무선통신 시스템의 송신 장치의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 HARQ 신호 처리 장치를 포함하는 무선통신 시스템의 수신 장치의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 유닛의 구성 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 압축 레벨 결정부의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다.
도 5는 메모리를 다수의 메모리 영역으로 나누어 관리하는 일 실시예를 도시한다.
도 6은 HARQ 버스트의 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 발명의 다른 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 유닛의 구성 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 데이터 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 레벨 결정 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 장치를 포함하는 무선 통신 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성 블록도이다. 이를 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 제1 및 제2 무선 통신 장치(2, 3)을 포함한다. 무선 통신 시스템(1)은 HSPA 및 LTE 등의 이동 통신 표준을 사용하는 이동 통신 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 무선 통신 장치(2)는 기지국, 제2 무선 통신 장치(3)는 이동통신 단말기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 무선 통신 장치(2)(예컨대, 기지국)의 HARQ 송신 장치(20)는 하향링크(down-link) 채널을 통해 HARQ 버스트 데이터를 제2 무선 통신 장치(3)(예컨대, 단말기)로 전송한다. 제2 무선 통신 장치(3)(예컨대, 단말기)의 HARQ 신호 처리 장치(10)는 HARQ 버스트 데이터를 수신하고 수신된 HARQ 버스트에 대한 ACK/NACK 여부를 HARQ 송신 장치(20)으로 전송하며, HARQ 송신 장치(20)는 이를 근거로 기존 HARQ 버스트에 대한 재전송이나, 새로운 버스트의 전송을 스케듈링(Scheduling)한다.
도시되지는 않았지만, HARQ 신호 처리 장치(10)는 네트워크 디바이스(예컨대, 모뎀 칩) 내에 내장될 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 HARQ 송신 장치(20)의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다. 이를 참조하면, HARQ 송신 장치(20)는 인코더(encoder, 25), 변조기(modulator, 21), 디지털 아날로그 변환기(DAC: digital-to-analog converter)(22) 및 RF 송신기(23)를 포함한다. 인코더(25)는 무선 채널에 의한 오류를 복원하기 위해 입력 데이터에 채널 코딩을 수행한다. 변조기(21)는 인코더(25)의 출력인 채널 코딩된 디지털 신호를 미리 정해진 변조 방식에 따라 변조한다. 예를 들어, 변조기(21)는 디지털 신호를 M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation)(M은 2이상의 정수, 예컨대, 16) 신호로 매핑할 수 있다.
DAC(220)는 변조기(210)로부터 출력되는 신호(예컨대, QAM 신호)를 아날로그 신호로 변환한다.
RF 송신기(23)는 DAC(220)로부터 출력되는 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하여 안테나(24)를 통해 전송한다. 일 실시예에서는 RF 송신기(23)는 안테나(24)로 RF 신호를 출력하기 전에, 전력 증폭(power amplification), 필터링(filtering) 등을 수행할 수 있다.
도 2b는 도 1에 도시된 HARQ 신호 처리 장치(10)의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다. 이를 참조하면, HARQ 신호 처리 장치(10)는 RF 수신기(11), 아날로그 디지털 변환기(ADC: analog-to digital converter)(12), 동기 검출기(13), 복조기(14), LLR 디매퍼(15), HARQ 신호 처리 유닛(16) 및 디코더(17)를 포함한다.
복조기(14)는 채널 추정기(channel estimator)(14-1), 채널 등화기(channel equalizer)(14-2), 및 SNR 검출부(14-3)를 포함할 수 있다.
RF 수신기(11)는 안테나(18)를 통해 수신되는 RF 신호를 수신하여 베이스밴드(baseband) 신호로 변환한다. 일 실시예에서는 RF 수신기(11)는 안테나(18)를 통해 입력된 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하기 전에, 필터링(filtering), 저잡음 증폭 (LNA: Low Noise Amplification) 등을 수행할 수 있다.
ADC(12)는 RF 수신기(11)의 출력 신호를 디지털 데이터로 변환한다.
동기 검출기(130)는 수신 신호의 동기를 위한 동기 신호를 검출한다. 채널 추정기(14-1)는 채널에서 발생되는 신호 크기의 감쇄나 왜곡 및 위상의 왜곡을 추정하여 채널 추정신호를 발생한다. 채널 등화기(14-2)는 채널 추정기(14-1)에서 출력된 채널 추정신호를 이용하여, 채널을 보상함으로써 채널 보상된 복조 신호를 발생시킨다. 채널 등화기(14-2)로부터 출력되는 복조 신호는, 예컨대, M-QAM 신호일 수 있다. SNR 검출부(14-3)는 수신 신호의 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio) 또는 신호대 간섭잡음비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정한다.
LLR 디매퍼(15)는 복조 신호(예컨대, M-QAM 신호)를 수신하고, 이를 N비트의 LLR 소프트 비트 신호(이하, LLR 신호라 함)로 재매핑(remapping)한다. 즉, LLR 디매퍼(15)는 수신된 복조 신호로부터 LLR을 산출하여 N 비트의 LLR 신호(LLRr)를 출력할 수 있다.
그리고 HARQ 신호 처리 유닛(16)은 LLR 신호를 수신하고, 수신된 LLR 신호가 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별한다. 판별 결과, 새로운 신호인 경우 HARQ 신호 처리 유닛(16)은 수신한 LLR 신호를 디코더(170)로 출력하고, 재전송 신호인 경우에는 수신한 LLR 신호를 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 디코더(17)로 출력한다.
디코더(17)는 HARQ 처리 유닛(16)으로부터 출력되는 신호를 디코딩한다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 유닛의 구성 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 압축 레벨 결정부(200)의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 유닛(16A)은 결합기(120), 압축기(LLR compressor, 140), 압축해제기(LLR decompressor, 130), HARQ 메모리(160A) 및 압축 레벨 결정부(200)를 포함한다. 실시예에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 유닛(16A)은 품질 파라미터 검출부(150)를 더 포함할 수 있다. 품질 파라미터 검출부(150)는 후술하는 품질 파라미터를 산출 또는 검출한다.
결합기(120)는 LLR 디매퍼(15)로부터 출력되는 N 비트의 LLR 신호(LLRr)로 표현되는 HARQ 버스트를 수신한다. 결합기(120)는 또한 현재 수신되는 LLR 신호와 이전에 수신되어 메모리에 기 저장되어 있는 대응되는 LLR 신호(즉 연관 신호)를 결합하는 기능을 수행한다.
예컨대, 결합기(120)는 LLR 신호를 수신하여, 새로운 신호(즉, 처음 전송된 신호)인지 또는 재전송 신호인지를 판별하고, 재전송 신호인 경우, 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생한다.
압축기(140)는 압축 레벨 결정부(200)로부터 출력되는 최종 압축 레벨(CLfinal)에 따라, N비트 LLR 신호(LLRc)를 M비트의 LLR 신호(LLRs)로 압축하여, 메모리(160A)에 저장한다. 여기서, M은 N보다 작거나 같은 수이다. 만약, M이 N과 같으면, 압축되지 않은 경우이고, M이 N보다 작으면 압축된 경우라 할 수 있다. N비트 LLR 신호(LLRc)는 새로운 신호일 수도 있고, 결합 신호일 수도 있다.
압축해제기(130)는 압축기(140)에 의해 압축되어 메모리에 저장된 M비트의 LLR 신호(LLRm)의 압축을 해제하여 압축전의 N 비트의 LLR 신호(LLRd)를 복원한다. 압축해제기(130) 역시 압축기(140)와 마찬가지로 압축 레벨 결정부(200)로부터 출력되는 최종 압축 레벨(CLfinal)에 따라, M비트 LLR 신호(LLRm)를 N비트의 LLR 신호(LLRd)로 압축 해제할 수 있다. 압축 해제시 사용되는 최종 압축 레벨은　 압축시 사용하였던 최종 압축 레벨과 동일하다.
압축 레벨 결정부(200)는 결합기(120)로부터 출력되는 LLR 신호(LLRc)의 압축 레벨을 결정한다.
도 4를 참조하면, 압축 레벨 결정부(200)는 필요 압축 레벨 산출부(210), 가용 압축 레벨 산출부(220) 및 최종 압축 레벨 결정부(230)를 포함한다.
필요 압축 레벨 산출부(210)는 수신 신호의 품질에 따라 제1 압축 레벨(CLreq)를 산출한다. 여기서, 수신 신호라 함은 결합기(120)로부터 출력되는 LLR 신호(LLRc)일 수 있고, 도 2b에 도시된 HARQ 신호 처리 장치(10)가 처리하는 신호의 하나일 수 있다.
제1 압축 레벨(CLreq)은 압축 후의 신호의 품질을 일정 이상 유지하기 위해 필요한 압축 레벨일 수 있다. 이에 따라, 제1 압축 레벨(CLreq)을 필요 압축 레벨(required compression level)이라 칭하기도 한다.
수신 신호의 품질은 수신 신호의 SNR, SINR, 수신 신호의 전송 블록 크기, 변조 차수, 부호율, 재전송 회수, 채널 프로파일, 도플러 주파수 등을 고려한 품질 메트릭(metric)으로 표현될 수 있다.
이에 따라, 필요 압축 레벨 산출부(210)는 품질 파라미터 검출부(150)로부터 출력되는 하나 이상의 품질 파라미터를 이용하여 수신 신호의 품질 메트릭을 산출한다.
수신 신호의 품질 메트릭(QM: quality metric)은 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00001
수학식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 수신 신호의 품질 메트릭은 수신 신호의 SNR, 수신 신호의 SINR, 수신 신호의 전송 블록 크기, 변조 차수, 부호율, 재전송 회수, 채널 프로파일, 및 도플러 주파수 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다. 즉, 수신 신호의 품질 메트릭(QM)은 미리 정해진 하나 이상의 품질 파라미터의 함수이다. 품질 파라미터로는 수학식 1에 나타난 바와 같이, 수신 신호의 SNR, SINR, 수신 신호의 전송 블록 크기, 변조 차수, 부호율, 재전송 회수, 채널 프로파일, 도플러 주파수 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 파라미터가 추가, 삭제 또는 변경될 수 있다.
함수(f)는 테스트나 시뮬레이션을 통해 미리 결정될 수 있다. 따라서, 필요 압축 레벨 산출부(210)는 수신 신호의 SNR, SINR, 수신 신호의 전송 블록 크기, 재전송 회수, 변조 차수, 부호율 등 품질 메트릭(QM)에 영향을 미치는 미리 정해진 품질 파리미터들을 미리 정해진 알고리즘에 적용하여 품질 메트릭을 산출할 수 있다. 또한, 수신 신호의 SNR,또는 SINR, 수신 신호의 전송 블록 크기, 및 재전송 회수 등의 미리 정해진 품질 파라미터에 따른 품질 메트릭이 룩업 테이블 형태로 구현될 수도 있다.
품질 파라미터들 중 일부(예컨대, 전송 블록 크기, 재전송 회수, 변조 차수, 부효율 등)는 미리 약속된 파라미터일 수 있고, 일부(예컨대, 수신 신호의 SNR, 수신 신호의 SINR, 채널 프로파일, 도플러 주파수 등)는 품질 파라미터 검출부(150)에서 측정하거나 산출될 수 있다. 품질 파라미터 검출부(150)는 도 2b에 도시된 SNR 검출부(14-3)을 포함할 수 있다.
수학식 1에 의해 산출된 품질 메트릭(QM)은 예를 들어, 전송속도, 블록 전송성공률 (100% - 블록 오류율(BLER : block error rate)), 비트 전송 성공률 (100% - 비트 오류율(BER: bit error rate)), 또는 유효 SNR(effective SNR)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, HARQ 메모리 크기, 입력되는 LLR 비트수(N) 및 수신기의 성능 등을 고려하여 구현 가능한 (K+1)개의 압축 레벨들(예컨대, 압축 레벨 0~ 압축 레벨 K)이 미리 결정될 수 있다. 예를 들어 압축 레벨 0은 무압축(압축하지 않음), 즉 N 비트 LLR을 그대로 출력하는 것, 압축 레벨1은 N 비트 LLR을 M1　비트로 압축, 압축 레벨 2는 N 비트 LLR을 M2　비트로 압축하는 것을 의미하며, 여기서 N>M1>M2>...>MK 의 관계를 만족한다. 즉, 압축 레벨이 높을수록 압축 후의 LLR 신호의 비트수는 줄어들어, 압축률이 높아진다.
일반적으로 수신 신호의 SNR이 크고, 수신 신호의 전송 블록 크기가 작고, 재전송 회수가 크면 수신 신호의 품질이 좋다고 할 수 있으며, 이때 품질 메트릭(QM)은 큰 값을 가진다.
수신 신호의 품질 메트릭(QM)이 큰 값을 가지면 수신된 LLR 신호(LLRr)을 작은 비트수의 LLR 신호로 압축하여도 수신 성능에 열화가 발생하지 않으므로 압축 레벨을 높일 수 있다. 반대로 수신 신호의 품질 메트릭이 작은 값을 가지면 수신 성능에 열화가 발생하지 않도록 압축 레벨을 낮춘다.
수신 신호의 품질 메트릭(QM)에 의해 결정되는 압축 레벨을, 상술한 바와 같이, 필요 압축 레벨(CLreq)로 정의하고 다음의 함수 관계로 표시할 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00002
수신기의 성능에 따라 필요한 LLR 신호의 비트수가 변경될 수 있으므로 필요 압축 레벨은 수신 신호의 품질 메트릭 및 수신기의 성능에 의해 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 필요 압축 레벨 산출부(210)는 수신 신호의 품질 메트릭을 산출하고, 산출된 수신 신호의 품질 메트릭에 따라 필요 압축 레벨(CLreq)을 결정하여 출력한다. 예컨대, 필요 압축 레벨 산출부(210)는 미리 설정된 K개의 압축 레벨들(예컨대, 압축 레벨 0~ 압축 레벨 K) 중 산출된 수신 신호의 품질 메트릭을 만족할 수 있는 가장 높은 압축 레벨을 필요 압축 레벨(CLreq)로 결정할 수 있다.
필요 압축 레벨(CLreq)에 의해 결정된 LLR 비트수를 MR로 표시한다.
가용 압축 레벨 산출부(220)는 사용 가능한 메모리의 크기에 따라 제2 압축 레벨(CLavail)을 산출한다. 제2 압축 레벨(CLavail)은 압축 후 신호의 크기가 가용 메모리의 크기를 초과하지 않도록 하기 위한 압축 레벨일 수 있다.
저장해야 할 LLR 신호의 총 개수를 'NLLR' 개, 수신 신호의 LLR을 저장하는데 사용할 수 있는 HARQ 메모리의 크기를 'Mavail'라고 하면, 사용할 수 있는 HARQ 메모리를 고려할 때, 1개의 LLR 신호는 'Mavail/NLLR ' 비트로 저장될 수 있다.
LLR 신호를 저장하는데 사용될 수 있는 HARQ 메모리의 크기(Mavail)를 가용 메모리 크기라고도 하며, 메모리의 전체 크기(Mtotal)에서 기 사용된 메모리 양을 차감하여 구해질 수 있다.
따라서, 'Mavail/NLLR '은 1개의 LLR 신호 당 가용 메모리 크기일 수 있으며, 'Mavail/NLLR ' 보다 작거나 같은 값 중 가장 큰 값에 해당하는 압축 비트수 또는 그 압축 비트수를 갖는 압축 레벨을 가용 압축 레벨(CLavail)로 정의할 수 있다.
메모리(160A)는 HARQ 신호 처리 유닛(16A)의 내부 또는 HARQ 신호 처리 유닛(16A)이 속하는 모뎀 내부에 구비되는 메모리로서, 압축기(140)로부터 출력되는 압축된 LLR 신호(LLRs)를 저장한다.
메모리(160A)는 일정크기로 분할되어 사용여부가 관리될 수 있다. 예컨대, 메모리(160A)는 각각이 일정 크기를 갖는 다수의 메모리 영역으로 나누어질 수 있으며, 각 메모리 영역별로 사용여부 또는 유효여부를 나타내는 신호(예컨대, 점유비트(occupied bit))가 사용될 수 있다.
도 5는 메모리를 다수의 메모리 영역들로 나누어 관리하는 일 예를 도시한다. 이를 참조하면, 각 메모리 영역(메모리 영역 ID ;1~7)의 사용상태를 관리하기 위해 각 메모리 영역에 대하여 점유 비트(OB)와 HARQ 아이디(HARQ ID)가 사용된다. 해당 메모리 영역을 사용하면, 즉 해당 메모리 영역에 LLR 신호가 유효하게 저장되어 있으면, 점유 비트(OB)를 1로 설정하여 해당 메모리 영역이 사용되고 있음을 표시할 수 있다. 또한, 사용중인 메모리 영역에 대해서는, 해당 메모리 영역에 저장된 LLR 신호의 HARQ 아이디(HARQ ID)가 저장될 수 있다.
한편, 해당 메모리 영역의 메모리를 더 이상 사용하지 않으면 점유 비트를 0으로 설정하여 사용 가능한 메모리 영역임을 표시할 수 있다. 최종 압축 레벨 결정부(230)는 제1 압축 레벨(CLreq) 및 제2 압축 레벨(CLavail)에 따라, 최종 압축 레벨(CLfinal)을 결정한다.
최종 압축 레벨 결정부(230)는 필요 압축 레벨(CLreq)과 가용 압축 레벨(CLavail) 중 더 높은 압축 레벨을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정한다. 예를 들어, 필요 압축 레벨(CLreq)이 가용 압축 레벨(CLavail) 보다 압축률이 더 높으면, 최종 압축 레벨 결정부(230)는 필요 압축 레벨(CLreq)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정한다. 이에 따라, 압축기(140)는 N 비트 LLR 신호(LLRc)를 필요 압축 비트수의 LLR 신호(LLRs)로 압축하여 수신 성능을 저하시키지 않으면서 HARQ 메모리 사용을 줄일 수 있다. 필요 압축 비트수는 필요 압축 레벨(CLreq)에 해당하는 LLR 신호 당 비트수이다. 실시예에 따라서는, 필요 압축 레벨(CLreq) 자체가 필요 압축 비트수를 나타낼 수도 있다.
반대로 필요 압축 레벨(CLreq)이 가용 압축 레벨(CLavail) 보다 압축률이 낮은 경우, 최종 압축 레벨 결정부(230)는 가용 압축 레벨(CLavail)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정한다. 이에 따라, 압축기(140)는 N 비트 LLR 신호(LLRc)를 가용 압축비트수의 LLR 신호(LLRs)로 압축함으로써 수신 성능에 열화가 발생하지만, HARQ 메모리에 저장할 수 있도록 한다. 가용 압축 비트수는 가용 압축 레벨(CLavail)에 상응하는 LLR 신호 당 비트수이다. 실시예에 따라서는, 가용 압축 레벨(CLavail) 자체가 가용 압축 비트수를 나타낼 수도 있다.
도 6은 HARQ 버스트의 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, HARQ 송신 장치(도 1의 20)는 HARQ 버스트 데이터를 복수(2이상)의 HARQ 채널들을 사용하여 HARQ 신호 처리 장치(10)로 전송한다. 복수(2이상)의 HARQ 채널들은 도 4에 도시된 바와 같이 HARQ ID(HARQ Channel Identifier)로 식별된다.
HARQ 신호 처리 장치(10)는 HARQ 채널을 통해 HARQ 버스트를 수신하면, 수신된 HARQ 버스트에 대한 ACK/NACK 여부를 HARQ 버스트 송신 장치(20)로 전송한다.
HARQ 버스트 송신 장치(20)는 HARQ 신호 처리 장치(10)로부터 받은 ACK/NACK에 기초하여 기존 HARQ 버스트에 대한 재전송이나, 새로운 버스트의 전송을 스케쥴링(Scheduling)한다.
도 6은 4개의 HARQ ID를 사용한 HARQ 버스트를 전송하는 개념을 도시하나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, HARQ ID의 개수는 달라질 수 있다.
결합기(120)는 수신되는 신호의 HARQ ID(hArq Channel ID) 별로 새로운 신호인지 아니면 재전송 신호인지를 판별하며, 판별결과에 따라 재전송 신호이면 해당되는 HARQ ID의 LLR 신호를 메모리(160A) 에서 독출(read)한 후, 독출된 신호와 재전송 신호를 결합하여 결합 신호를 발생한다. 이 때, 독출된 신호가 압축된 신호이면 압축 해제된 후 재전송 신호와 결합된다.
결합 신호 또한 압축기(140)에 의해 압축되어 메모리(160A)에 저장된다.
결합기(120)의 출력 신호는 또한 디코더(17)에 인가되어 디코딩된다. 디코더(17)에서의 디코딩 결과가 정상적이면(CRC good), 즉, 오류가 없으면 해당하는 신호를 메모리(160A)에서 삭제 또는 무효화하고(flush), 그렇지 않으면(CRC bad) 다음 재결합 시점에서 사용할 수 있도록 메모리(160A)에 저장된 상태를 유지시킨다.
예컨대, 디코더(17)의 디코딩 결과에 오류가 없으면, 해당 LLR 신호가 저장된 메모리 영역의 점유 비트를 0으로 설정하여 해당 메모리 영역이 무효임을 나타낼 수 있다.
도 7은 발명의 다른 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 장치의 구성 블록도이다.
도 7을 참조하면, HARQ 신호 처리 장치(16B)는 결합기(120), 압축기(LLR compressor, 140), 압축해제기(LLR decompressor, 130), HARQ 메모리(160B) 및 압축 레벨 결정부(200)를 포함한다.
도 7의 HARQ 신호 처리 유닛(16B)은 도 3에 도시된 HARQ 신호 처리 유닛(16A)과 유사하므로, 설명의 중복을 피하기 위하여 차이점 위주로 기술한다.
도 3에 도시된 HARQ 신호 처리 유닛(16A)은 HARQ 신호 처리 유닛(16A)의 내부 또는 HARQ 신호 처리 유닛(16A)이 속하는 모뎀 내부에 구비되는 내부 메모리(160A)를 사용하는데 비하여, 도 7에 도시된 HARQ 신호 처리 유닛(16B)은 HARQ 신호 처리 유닛(16B)의 외부 또는 HARQ 신호 처리 유닛(16B)이 속하는 모뎀 외부에 있는 외부 메모리(160B)를 사용한다.
도 7에 도시되지는 않았지만, HARQ 신호 처리 유닛(16B)과 외부 메모리(160B) 사이의 버퍼 역할을 하는 캐시(미도시)가 더 구비될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, HARQ 신호 처리 유닛(16)은 내부 메모리(160A)와 외부 메모리(160B)를 함께 사용할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 HARQ 데이터 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 8의 방법은 도 3 또는 도 7의 HARQ 신호 처리 장치(10)에 의해 수행될 수 있다.
HARQ 신호를 수신하면(S110), 수신 신호가 새로운 신호인지 재전송 신호인지 판별한다(S120). 수신 신호가 새로운 신호이면, 수신 신호의 품질을 측정하여 필요 압축 레벨을 구하고, 사용 가능한 메모리 크기에 따라 가용 압축 레벨을 구한 후, 압축 레벨을 결정한다(S130). 압축 레벨을 결정하는 방법에 대한 실시예는 도 9를 참조하여 후술한다.
결정된 압축 레벨을 이용하여 수신 신호를 압축한다(S150). 결정된 압축 레벨은 상술한 최종 압축 레벨(CLfinal)을 의미한다. 압축한 신호를 메모리에 저장한다.
도시되지는 않았지만, 압축 신호가 저장된 메모리 영역, 즉 사용된 메모리 영역의 점유 비트를 1로 설정하여 해당 메모리 영역이 사용되고 있음을 표시할 수 있다. 한편 압축되지 않은 수신 신호는 디코더로 전달되어 디코딩된다. 디코딩에 성공하면, 사용된 메모리 영역의 점유 비트를 0으로 설정하여 해당 메모리 영역을 사용 가능 상태로 표시한다.
S120 단계에서의 판별 결과, 수신 신호가 재전송 신호이면, 메모리에 저장되어 있는 기 전송된 신호를 읽어서 압축 해제(decompression)를 수행한다(S170~S190). 메모리로부터 기 저장된 LLR 신호를 읽어오면 그 메모리 영역의 점유 비트를 0으로 설정한다.
재전송된 신호와 압축 해제된 기 전송된 신호를 결합한다(S195).
결합된 신호의 품질을 측정하여 필요 압축 레벨을 구하고, 사용 가능한 메모리 크기에 따라 가용 압축 레벨을 구한 후, 압축 레벨을 다시 결정한다(S130) 결정된 압축 레벨에 따라 결합된 신호를 압축하여 메모리에 저장한다(S140~S160). 사용된 메모리 영역의 점유 비트를 1로 설정하여 해당 메모리 영역이 사용되고 있음을 표시한다.
한편 압축되지 않은 결합 신호는 디코더로 전달되어 디코딩된다. 디코딩에 성공하면, 사용된 메모리 영역의 점유 비트를 0으로 설정하여 해당 메모리 영역을 사용 가능 상태로 표시한다.
상기 단계들은 수신 신호 또는 결합 신호에 대한 디코딩이 성공할 때까지 반복될 수 있다. 예컨대, 미리 설정된(예컨대, 규격에서 정해진) 최대 재전송 회수까지 반복하고, 최대 재전송 회수까지 디코딩에 실패하면, 사용된 메모리 영역의 점유 비트를 0으로 설정하여 해당 메모리 영역을 사용 가능 상태로 표시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 레벨 결정 방법을 나타내는 플로우차트이다.
이를 참조하면, 신호의 품질을 측정하여 필요 압축 레벨을 구하는 과정(S210, S220)과 사용 가능한 메모리 크기에 따라 가용 압축 레벨을 구하는 과정(S230, S240)이 병렬적으로 수행될 수 있다. 신호는 새로 수신한 신호일 수도 있고, 결합된 신호일 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 이 단계들(S210~S240) 이전에 초기화 단계가 미리 수행된다. 초기화 단계에서는, 선택 가능한 압축 레벨들이 정의될 수 있고, 압축 레벨들을 산출하는데 필요한 함수나 알고리즘이 미리 설정될 수 있다. 초기화 단계는 HARQ 신호 처리 장치의 파워-업 단계 혹은 파워-업 이후에 HARQ 신호가 수신되기 전에 수행될 수 있다.
초기화 단계에서는, N개의 LLR 압축 레벨을 LLR 신호의 압축율이 높은 순으로 즉, 압축된 LLR 신호의 비트수가 작은 순서대로 오름차순 정렬하고, k번째 LLR 압축 레벨을 CLk로 정의할 수 있다. 그리고 CLk 값은 압축된 LLR 신호의 비트수를 의미할 수 있다. CLk들의 집합을 S로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112013095184544-pat00003
S210 단계에서 신호의 품질은 상술한 품질 메트릭을 산출함으로써 측정될 수 있다.
S210 단계는 구체적으로, 수신 신호의 SNR 또는 SINR을 측정하는 단계, 수신 신호의 전송 블록 크기를 산출하는 단계, 변조 차수를 추출하는 단계, 부호율을 추출하는 단계, 및 재전송 회수를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S210 단계에서는 채널 프로파일(Channel Profile), 도플러 주파수(Doppler Frequency) 등 품질 메트릭에 영향을 미치는 다른 품질 파라미터들이 더 산출될 수 있다.
S220 단계는 수신 신호의 SNR(또는 SINR), 전송 블록 크기 및 재전송 회수 등의 하나 이상의 품질 파라미터들을 미리 정해진 함수(또는 알고리즘)에 적용하여 품질 메트릭을 산출할 수 있다.
또한, 산출된 품질 메트릭으로부터 필요 압축 레벨을 결정할 수 있다(S220). 필요 압축 레벨을 산출하는 과정은 미리 정해진 함수(또는 알고리즘)에 품질 메트릭을 적용하여 계산할 수도 있고, 미리 설정된 품질 메트릭 대 필요압축 레벨 테이블에서 해당 품질 메트릭에 상응하는 필요압축 레벨로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 품질 메트릭은 전송 속도일 수 있다.
이 경우, S220 단계에서는, 또한 S210 단계에서 산출한 품질 파라미터들인 수신 신호의 전송 블록 (TB) 크기, SNR, 채널 프로파일(Channel Profile), 도플러 주파수(Doppler Frequency) 등을 이용하여 전송 속도를 최대로 하는 LLR 압축 레벨들을 구할 수 있다. 그리고, 구해진 압축 레벨들 중 최소의 LLR 비트수를 가지는 LLR 압축 레벨을 필요 압축 레벨(CLreq)로 결정할 수도 있다.
이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112013095184544-pat00004
여기서, SMAX - Tput는 전송 속도를 최대로 하는 LLR 압축 레벨들의 집합으로 S의 부분집합이다.
S230 단계에서는, 현재의 HARQ ID(IDh, h=0 ~ NHARQ _ ID-1)에서의 사용 가능한 메모리 크기를 산출한다. HARQ ID는 상술한 HARQ ID(HARQ Channel Identifier)에 해당한다.
현재의 HARQ ID에서의 가용 메모리 크기(Mavail)는 다음과 같은 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00005
여기서, i, t, Mtotal, NHARQ _ ID , NTB, NLLR은 각각 HARQ ID, 전송 블록 인덱스, 전체 HARQ 메모리 크기, 전체 HARQ ID 개수, 전송 블록 개수, LLR 개수를 나타낸다.
따라서, 가용 메모리 크기(Mavail)는 전체 HARQ 메모리 크기(Mtotal)에서 현재 HARQ ID(IDh)가 아닌 다른 HARQ ID들((IDi, i≠h))이 점유한 메모리 양을 차감한 값이 된다.
S240 단계에서는, S230 단계에서 산출된 가용 메모리 크기(Mavail)에 따라, 가용 압축 레벨(CLavail)을 산출한다.
가용 압축 레벨(CLavail)은 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00006
즉, 가용 메모리 크기(Mavail)를 전체 LLR 개수(전송 블록 각각의 LLR 개수를 합한 값)으로 나눈 값 보다 작거나 같은 LLR 압축 레벨들(CLk) 중 가장 큰 값(max CLk)을 구하여, 가용 압축 레벨(CLavail)로 결정한다.
가용 메모리 크기(Mavail)를 전체 LLR 개수로 나눈 값은 하나의 LLR 신호당 가용할 수 있는 비트수일 수 있다.
가용 압축 레벨(CLavail)과 필요 압축 레벨(CLreq)이 산출되면, 가용 압축 레벨(CLavail)과 필요 압축 레벨(CLreq)을 이용하여 최종 압축 레벨(CLfinal)을 결정한다(S250).
S250 단계에서, 필요 압축 레벨(CLreq)이 가용 압축 레벨 이하(CLavail)이면, 필요 압축 레벨(CLreq)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정할 수 있다.
구체적으로는 다음의 수학식과 같이, 전송 블록 각각에 대한 필요 압축 레벨(CLreq)의 합을 구하고, 그 값이 가용 압축 레벨(CLavail)에 전송 블록 개수(NTB)를 곱한 값 이하면, 최종 압축 레벨(CLfinal)은 필요 압축 레벨(CLreq)로 결정된다.
Figure 112013095184544-pat00007
그렇지 않고, 필요 압축 레벨(CLreq)이 가용 압축 레벨(CLavail) 보다 크면, 가용 압축 레벨(CLavail)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정할 수 있다.
예컨대, 전송 블록 개수(NTB)가 1인 경우에는 다음의 수학식과 같이 가용 압축 레벨(CLavail)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 바로 결정할 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00008
다른 한편으로는, 필요 압축 레벨(CLreq)이 가용 압축 레벨(CLavail)보다 크면, 필요 압축 레벨(CLreq)을 변경하여 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정할 수 있다.
예컨대, 전송 블록 개수(NTB)가 2 이상인 경우에는 다음의 수학식 9와 같이, 전송 블록 각각의 필요 압축 레벨(CLreq)을 더한 값이 가용 압축 레벨(CLavail)에 전송 블록 개수(NTB)를 곱한 값 이하가 되도록 필요 압축 레벨(CLreq)을 수학식 10을 이용하여 변경할 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00009
Figure 112013095184544-pat00010
Tdiff[t]는 CLreq[h][t]와 CLreq-1[h][t]를 사용한 경우의 예상되는 전송 속도의 차이이다. 산출한 Tdiff[t]를 이용하여 Tdiff[t]를 최소화하도록 필요 압축 레벨(CLreq)을 변경한다. 예컨대, Tdiff[t]가 가장 작은 전송 블록의 필요 압축 레벨 CLreq[h][t]를 CLreq-1[h][t]로 변경하고, 다음의 수학식과 같이 변경된 필요 압축 레벨(CLreq)을 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정할 수 있다.
Figure 112013095184544-pat00011
이와 같이, 품질 메트릭의 차이를 최소화하도록 필요 압축 레벨(CLreq)을 변경하고, 변경된 필요 압축 레벨(CLreq)로 최종 압축 레벨(CLfinal)을 결정할 수 있다.
통상의 기술에서는 사용 가능한 HARQ 메모리의 크기에 따라 LLR 압축 여부와 LLR 압축 레벨을 결정하였다. LLR 압축 레벨을 결정하는데, 수신 신호의 품질(quality)을 고려하지 않으므로, 높은 SNR을 가지고 수신된 신호가 압축 없이 저장되어 HARQ 메모리가 낭비될 수 있고, 낮은 SNR을 가지고 수신된 신호가 압축이 많이 된 상태로 저장되어 수신 성능에 저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 수신 신호의 품질을 고려하여 LLR 압축 레벨을 결정하여 수신 성능을 최적화시키려고 한다. 예를 들어 높은 SNR을 가지고 수신된 신호는 압축을 많이 하여 HARQ 메모리에 저장하고, 낮은 SNR을 가지고 수신된 신호는 압축을 하지 않고 HARQ 메모리에 저장하는 방법을 사용하면 HARQ 메모리의 사용을 최적화하면서 LLR 압축에 의한 수신 성능 저하를 완화시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 장치(10)를 포함하는 무선 통신 장치(3A)의 일 실시예를 나타낸 블록도이다. 도 10을 참조하면, 무선 통신 장치(3A)는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰 (smart phone), 태블릿 (tablet) PC, PDA(personal digital assistant), EDA (enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라 (digital still camera), 디지털 비디오 카메라 (digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), 또는 e-북(e-book)으로 구현될 수 있다.
무선 통신 장치(3A)는 프로세서(505), 파워 소스(510), 스토리지(520), 메모리(530), 입출력 포트(540), 확장 카드(550), 네트워크 디바이스(560), 및 디스플레이(570)를 포함한다. 실시 예에 따라. 전자 시스템은 카메라 모듈(580)을 더 포함할 수 있다.
프로세서(505)는 구성 요소들(elements; 510~580) 중에서 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(505)는 멀티-코어 프로세서(multi-core processor)로 구현될 수 있다. 상기 멀티-코어 프로세서는 두 개 또는 그 이상의 독립적인 실질적인 프로세서들('코어들(cores)'이라고 불림)을 갖는 하나의 컴퓨팅 컴포넌트(computing component)이고, 상기 프로세서들 각각은 프로그램 명령들(program instructions)을 읽고 실행할 수 있다. 상기 멀티-코어 프로세서는 다수의 가속기를 동시에 구동할 수 있으므로, 상기 멀티-코어 프로세서를 포함하는 무선 통신 장치(3A)는 멀티-가속(multi-acceleration)을 수행할 수 있다.
파워 소스(510)는 구성 요소들(505~580) 중에서 적어도 하나로 동작 전압을 공급할 수 있다. 스토리지(520)는 하드디스크 드라이브(hard disk drive) 또는 SSD(solid state drive)로 구현될 수 있다.
메모리(530)는 휘발성 메모리 또는 불휘발성 메모리로 구현될 수 있다. 실시 예에 따라, 메모리(530)에 대한 데이터 액세스 동작, 예컨대, 리드 동작, 라이트 동작(또는 프로그램 동작), 또는 이레이즈 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러는 프로세서(505)에 집적 또는 내장될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 상기 메모리 컨트롤러는 프로세서(505)와 메모리(530) 사이에 구현될 수 있다.
입출력 포트(540)는 무선 통신 장치(3A)로 데이터를 전송하거나 또는 무선 통신 장치(3A)로부터 출력된 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있는 포트들을 의미한다. 예컨대, 입출력 포트(540)는 컴퓨터 마우스와 같은 포인팅 장치(pointing device)를 접속하기 위한 포트, 프린터를 접속하기 위한 포트, 또는 USB 드라이브를 접속하기 위한 포트일 수 있다.
확장 카드(550)는 SD(secure digital) 카드 또는 MMC(multimedia card)로 구현될 수 있다. 실시 예에 따라, 확장 카드(550)는 SIM(subscriber identification module) 카드 또는 USIM(universal subscriber identity module) 카드일 수 있다.
네트워크 디바이스(560)는 무선 통신 장치(3A)를 유선 네트워크 또는 무선 네트워크에 접속시킬 수 있는 장치를 의미하며, 모뎀 또는 모뎀칩으로 칭해질 수 있다. 네트워크 디바이스(560)는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 HARQ 신호 처리 장치(10)를 포함할 수 있다.
디스플레이(570)는 스토리지(520), 메모리(530), 입출력 포트(540), 확장 카드(550), 또는 네트워크 디바이스(560)로부터 출력된 데이터를 디스플레이할 수 있다. 카메라 모듈(580)은 광학 이미지를 전기적인 이미지로 변환할 수 있는 모듈을 의미한다. 따라서, 카메라 모듈(580)로부터 출력된 전기적인 이미지는 스토리지(520), 메모리(530), 또는 확장 카드(550)에 저장될 수 있다. 또한, 카메라 모듈(580)로부터 출력된 전기적인 이미지는 디스플레이(570)를 통하여 디스플레이될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 무선 통신 시스템 2, 3 : 무선 통신 장치
10: HARQ 수신 장치 20: HARQ 송신 장치
11 : RF 수신기 12: 아날로그 디지털 변환기(ADC)
13: 동기 검출기 14: 복조기
15: LLR 디매퍼 16, 16A, 16B: HARQ 신호 처리 유닛
17: 디코더 18, 24: 안테나
21: 변조기(modulator) 22: 디지털 아날로그 변환기(DAC)
23: RF 송신기 25: 인코더
120: 결합기 130: 압축해제기
140: 압축기 150: 파라미터 검출부
160, 160A: HARQ 메모리 200: 압축레벨 결정부

Claims (20)

  1. HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 수신하여 처리하는 HARQ 신호 처리 장치에 있어서,
    LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 상기 LLR 신호를 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 결합기;
    수신 신호의 품질에 기초하여 제1 압축 레벨을 산출하고, 가용 메모리 크기에 기초하여 제2 압축 레벨을 산출하며, 상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨에 따라 최종 압축 레벨을 결정하는 압축 레벨 결정부;
    상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하는 압축기;
    상기 압축된 신호를 저장하는 HARQ 메모리; 및
    상기 HARQ 메모리로부터 독출된 신호를 압축 해제하는 압축해제기를 포함하고,
    상기 압축 레벨 결정부는 상기 HARQ 메모리의 전체 크기에서 기 사용된 메모리 양을 차감한 값을 구하여 상기 가용 메모리 크기를 산출하고, 상기 가용 메모리 크기를 저장해야 할 LLR 신호의 개수로 나눈 값 보다 작거나 같은 값 중 가장 큰 값에 따라 상기 제2 압축 레벨을 결정하는 가용 압축 레벨 산출부를 포함하는 HARQ 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축 레벨 결정부는
    상기 수신 신호의 신호대잡음비(SNR), 신호대 간섭잡음비(SINR), 전송 블록 크기, 변조 차수, 부호율, 재전송 회수, 채널 프로파일, 및 도플러 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 품질 메트릭을 산출하고, 상기 품질 메트릭에 따라 기 정의된 압축 레벨들 중 하나를 상기 제1 압축 레벨로 결정하는 필요 압축 레벨 산출부를 포함하는 HARQ 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축 레벨 결정부는
    전송 속도 또는 유효 SNR을 최대로 하거나, 블록 오류율 또는 비트 오류율을 최소로 하는 적어도 하나의 압축 레벨들 중 압축률이 가장 높은 압축 레벨을 상기 제1 압축 레벨로 결정하는 필요 압축 레벨 산출부를 포함하는 HARQ 신호 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 압축 레벨 결정부는
    상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨 중 압축률이 더 높은 압축 레벨을 상기 최종 압축 레벨(CLfinal)로 결정하는 최종 압축 레벨 결정부를 포함하는 HARQ 신호 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 HARQ 메모리는
    각각이 일정 크기를 갖는 다수의 메모리 영역으로 나누어지며,
    각 메모리 영역별로 해당 메모리 영역의 사용여부를 나타내는 신호가 사용되는 HARQ 신호 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 HARQ 메모리는
    상기 HARQ 신호 처리 장치의 내부 또는 상기 HARQ 신호 처리 장치가 속하는 모뎀의 내부에 구비되는 내부 메모리, 및 상기 HARQ 신호 처리 장치의 외부 또는 상기 HARQ 신호 처리 장치가 속하는 모뎀의 외부에 구비되는 외부 메모리 중 적어도 하나를 포함하는 HARQ 신호 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 HARQ 신호 처리 장치는
    상기 LLR 신호를 디코딩하는 디코더를 더 포함하며,
    상기 디코딩 결과 오류가 없으면, 상기 HARQ 메모리에 저장된 상기 LLR 신호에 상응하는 압축된 신호는 삭제 또는 무효화되는 HARQ 신호 처리 장치.
  9. HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 신호를 수신하여 처리하는 HARQ 데이터 처리 방법에 있어서,
    LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 기 수신되어 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 단계;
    수신 신호의 품질을 측정하여 필요 압축 레벨을 구하고, 가용 메모리 크기에 따라 가용 압축 레벨을 구한 후, 최종 압축 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하여 메모리에 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 최종 압축 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 메모리의 전체 크기에서 기 사용된 메모리 양을 차감한 값을 구하여 상기 가용 메모리 크기를 산출하는 단계; 및
    상기 가용 메모리 크기를 저장해야 할 LLR 신호의 개수로 나눈 값 보다 작거나 같은 값 중 가장 큰 값에 따라 상기 가용 압축 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 최종 압축 레벨을 결정하는 단계는
    상기 수신 신호의 신호대잡음비(SNR), 신호대 간섭잡음비(SINR), 전송 블록 크기, 변조 차수, 부효율, 재전송 회수, 채널 프로파일, 및 도플러 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 품질 메트릭을 산출하는 단계;
    상기 품질 메트릭에 따라 기 정의된 압축 레벨들 중 하나를 상기 필요 압축 레벨로 결정하는 단계를 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 최종 압축 레벨을 결정하는 단계는
    전송 속도를 최대로 하는 적어도 하나의 압축 레벨들 중 압축률이 가장 높은 압축 레벨을 상기 필요 압축 레벨로 결정하는 단계를 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서, 상기 최종 압축 레벨을 결정하는 단계는
    상기 필요 압축 레벨과 상기 가용 압축 레벨 중 압축률이 더 높은 압축 레벨을 상기 최종 압축 레벨로 결정하는 단계를 포함하는 HARQ 신호 처리 방법,
  14. 제9항에 있어서, 상기 결합 신호를 발생하는 단계는
    상기 LLR 신호가 상기 재전송 신호이면, 상기 메모리에 저장되어 있는 기 전송된 신호를 읽어서 상기 최종 압축 레벨에 따라 압축 해제(decompression)하는 단계; 및
    상기 압축 해제된 신호와 상기 LLR 신호를 결합하는 단계를 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 방법은
    상기 압축된 신호가 저장된 메모리 영역에 상응하는 점유 비트를 특정 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 방법은
    상기 LLR 신호를 디코딩하는 단계; 및
    상기 LLR 신호의 디코딩 결과 오류가 없으면, 상기 메모리에 저장된 상기 LLR 신호에 상응하는 압축된 신호를 삭제 또는 무효화하는 단계를 더 포함하는 HARQ 신호 처리 방법.
  17. 수신 신호를 복조하여 복조 신호를 발생하는 복조기;
    복조 신호를 N(1이상의 자연수) 비트의 LLR(Log Likelihood Ratio, 대수 가능성비) 신호로 재매핑하는 LLR 디매퍼;
    상기 LLR 신호를 수신하여, 새로운 신호인지 재전송 신호인지를 판별하고, 상기 재전송 신호인 경우, 상기 LLR 신호를 기 수신되어 메모리에 저장되어 있던 연관 신호와 결합하여 결합 신호를 발생하는 HARQ 신호 처리 유닛; 및
    상기 HARQ 신호 처리 유닛의 출력 신호를 디코딩하는 디코더를 포함하며,
    상기 HARQ 신호 처리 유닛은
    상기 수신 신호의 품질 및 상기 메모리의 가용 메모리 크기에 기초하여 최종 압축 레벨을 결정하고, 상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하여 상기 메모리에 저장하되,
    상기 최종 압축 레벨을 결정하는 것은,
    상기 메모리의 전체 크기에서 기 사용된 메모리 양을 차감한 값을 구하여 상기 가용 메모리 크기를 산출하고,
    상기 가용 메모리 크기를 저장해야 할 LLR 신호의 개수로 나눈 값 보다 작거나 같은 값 중 가장 큰 값에 따라 상기 최종 압축 레벨을 결정하는 것을 포함하는 무선 통신 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는
    상기 수신 신호의 품질을 나타내는 적어도 하나의 품질 파라미터를 산출하는 품질 파라미터 검출부를 더 포함하는 무선 통신 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 품질 파라미터 검출부는
    상기 수신 신호의 신호대 잡음비(SNR), 또는 신호대 간섭잡음비((SINR)를 측정하는 SNR 검출부를 포함하는 무선 통신 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 품질 파라미터 검출부는
    상기 수신 신호의 품질에 기초하여 제1 압축 레벨을 산출하고, 상기 가용 메모리 크기에 기초하여 제2 압축 레벨을 산출하며, 상기 제1 압축 레벨과 상기 제2 압축 레벨에 따라 상기 최종 압축 레벨을 결정하는 압축 레벨 결정부;
    상기 최종 압축 레벨에 따라 상기 LLR 신호를 압축하는 압축기; 및
    압축된 LLR 신호를 상기 최종 압축 레벨에 따라 압축 해제하는 압축해제기를 포함하는 무선 통신 장치.
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