KR200312212Y1 - 전송 블록 세트의 분할 기지국 - Google Patents

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KR200312212Y1
KR200312212Y1 KR20-2003-0004202U KR20030004202U KR200312212Y1 KR 200312212 Y1 KR200312212 Y1 KR 200312212Y1 KR 20030004202 U KR20030004202 U KR 20030004202U KR 200312212 Y1 KR200312212 Y1 KR 200312212Y1
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tbs
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테리스테펜이
볼로우르치네이더
제이라아리엘라
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인터디지탈 테크날러지 코포레이션
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Abstract

본 고안에 따른 기지국은 적응 변조 및 코딩(AMC; Adaptive Modulation and Coding)을 이용하여 전송 블록 세트(TBS; Transport Block Set)의 데이터를 전송하고, 물리적 계층의 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ; Hybrid Automatic Repeat reQuest) 메카니즘을 구비하고 있다. 기지국은 송신기를 포함하고 있다. 송신기는 안테나에 결합되어 전송 블록 세트를 지정된 제1 변조 및 코딩 방식으로 전송한다. 송신기는 상기 전송 블록 세트의 세그먼트를 전송할 수 있다. 적어도 2개의 세그먼트가 독립적으로 전송되고 있다. 자동 반복 요청 수신기는 반복 요청을 수신한다. 적응 변조 및 코딩 제어기는 송신기에 결합되어 지정된 제1 변조 및 코딩 세트를 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경시킨다. 분할 장치는 반복 요청의 수신에 응답하여 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경하며, 상기 송신기에 의한 전송용 분할 정보에 따라서 상기 전송 블록 세트를 복수 개의 세그먼트로 분할한다.

Description

전송 블록 세트의 분할 기지국{TRANSPORT BLOCK SET SEGMENTATION BASE STATION}
본 고안은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 적응 변조 및 코딩(AMC; Adaptive Modulation and Coding)과 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ; Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기술이 적용되는 상기 무선 통신 시스템 내의 데이터의 전송에 관한 것이다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식을 이용하는 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP) 시분할 이중화(TDD) 방식이나 주파수 분할 이중화(FDD) 방식의 통신 시스템 또는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 방식의 시스템 등과 같은 무선 통신 시스템에 있어서, 적응 변조 및 코딩((AMC) 기술이 무선 자원의 이용을 최적화하기 위해 사용되고 있다.
데이터를 전송하는데 사용되는 변조 및 코딩 방식(세트)은 무선 채널의 상태에 기초하여 변경된다. 예컨대, 데이터 인코딩(터보 대 돌림형 코딩 등)의 유형,코딩 속도, CDMA 시스템에 대한 확산 인자, 변조 유형[직교 위상 편이 변조(QPSK; Quadrature Phase Shift Keying), M항 위상 편이 변조(MPSK; M-ary Phase Shift Keying) 대 M항 직교 진폭 변조(MQAM; M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 등], 및/또는 OFDM 시스템에 대한 부반송파의 수는 변경될 수 있다. 채널 특성을 개선하고자 하는 경우, 하위 데이터 중복성 및/또는 "보다 덜 견고한(less robust)" 변조 및 코딩 세트가 데이터를 전달하는 데 사용된다. 그 결과, 무선 자원의 소정의 할당을 위해서, 보다 많은 사용자 데이터가 전달되어 데이터 전송률을 더욱 효과적으로 한다. 반대로, 채널 특성이 저하되는 경우, 상위 데이터 중복성 및/또는 "더욱 견고한" 변조 및 코딩 세트가 사용되어, 사용자 데이터를 더욱 적게 전달한다. 적응 변조 및 코딩(AMC) 기술을 이용하면, 무선 자원의 이용과 서비스 품질(QOS) 사이의 최적화를 더욱 양호하게 유지할 수 있다.
전송 시간 구간(TTI) 내에 무선 인터페이스를 통해 전송하기 위해, 상기 시스템 내의 데이터가 수신된다. 특정 사용자 장치로 전송되는 TTI 내의 데이터는 전송 블록 세트(TBS)라 칭한다. 무선 자원의 특정 할당을 위해, 보다 덜 견고한 변조 및 코딩 세트는 TBS 크기를 더욱 크게 할 수 있고 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트는 단지 TBS 크기를 더욱 작게 할 수 있다. 그 결과, 소정의 무선 자원 할당에 대한 변조 및 코딩 세트는 소정의 TTI 내에서 지원될 수 있는 TBS의 최대 크기를 지시한다.
상기 시스템에서, 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 메카니즘은 서비스 품질(QOS)을 유지하고 무선 자원의 효율을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 도 1에는H-ARQ를 이용한 시스템이 도시되어 있다. 송신기(20)는 특정 변조 및 코딩 세트를 이용한 무선 인터페이스를 통해 TBS를 전송한다. TBS는 수신기(26)에 의해 수신된다. H-ARQ 디코더(30)는 수신된 TBS를 디코드한다. 수신된 데이터의 서비스 품질을 수용할 수 없는 경우, ARQ 송신기(28)는 TBS의 재전송을 요청한다. 수신된 TBS의 서비스 품질을 검사하기 위한 하나의 방법은 주기적 중복 검사(CRC)법이 있다. ARQ 수신기(22)는 재전송의 요청을 수신하고, TBS의 재전송은 송신기(20)에 의해 이루어진다. 성공적인 전달 가능성을 증가시키기 위해서, 재전송은 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트에 의해 적용될 수 있다. H-ARQ 디코더(30)는 수신된 TBS 버전들을 결합시킨다. 결합을 위해 필요한 것은 결합되는 TBS의 크기가 동일해야 한다는 것이다. 그 결과, 서비스 품질이 여전히 불충분한 경우, 또 다른 재전송이 요청된다. 그 후, 결합된 TBS가 주기적 중복 검사(CRC)의 체크를 통과할 수 있도록 그 서비스 품질이 충분한 경우, 수신된 TBS는 추가의 처리를 위해 복구된다. H-ARQ 메카니즘은 수용할 수 없는 서비스 품질로 수신된 데이터가 성공적인 전달을 보장하기 위해 더욱 견고한 MCS로 가능한 재전송되도록 함으로써 원하는 서비스 품질(QOS)을 유지할 수 있다.
또 다른 방법은 기존의 변조 및 코딩 세트를 이용하여 TBS를 재전송하는 방법이다. 그러나, 채널 상태가 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트가 사용되거나 또는 최초의 전송이 심각하게 손상되었다는 것을 지시하는 경우, 재전송된 TBS의 결합은 결코 통과될 수 없어서 전송이 실패하게 된다.
H-ARQ 및 AMC의 양쪽 모두를 사용하는 시스템에서는 요청된 TBS 재전송의 성공적인 전달을 실현하는데 필요한 변조 및 코딩 세트에서의 변경이 결정될 수 있다. 이러한 상황에서, TTI 내에 허용 가능한 물리적인 데이터 비트의 최대량은 변조 및 코딩 세트에 따라 변경된다.
TTI 마다 단지 하나의 TBS가 존재하기 때문에, 효율적인 사용자 데이터 전송률은 각각의 TTI에 적용된 TBS의 크기에 대응한다. 최대의 데이터 전송률을 달성하기 위해, 최대의 TBS 크기는 TTI 내에서 최소로 견고한 변조 및 코딩 세트로 적용된다. TBS 크기가 TTI 내에서 지원될 수 없는 경우 등에는 무선 채널 상태가 성공적인 전송을 위해 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트를 필요로 한다. 따라서, 더욱 견고한 변조 및 코딩 요구 조건이 실현될 때마다, MCS에 의하여 지원되지 않는 동시에 성공적으로 승인되지 않은 TBS 크기를 갖는 H-ARQ 처리의 모든 미해결의 전송은 폐기되어야만 한다.
현재의 시스템의 실시에 있어서, TBS가 AMC 및 H-ARQ 메카니즘을 이용하여 성공적으로 전송될 수 없는 경우, 복구는 무선 링크 제어(RLC) 프로토콜(계층 2)에 의하여 처리된다. 실패한 전송의 H-ARQ 복구와는 달리, RLC 오류 검출, 데이터 복구 및 노드-B 내의 대기 상태에 있는 TBS의 버퍼링은 전송 채널 블록 오류율과 전송 지연을 증가시켜, 잠재적으로는 서비스 품질(QOS) 요구량을 만족시키지 못하게 된다.
따라서, AMC 및 H-ARQ 기술이 적용되는 경우에, 높은 데이터 전송률을 지원 가능하도록 하기 위해 상기한 시스템 내에서 성공하지 못한 전송을 복구하기 위한다른 방법을 갖도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 무선 H-ARQ 통신 시스템의 일실시예를 도시하는 도면이다.
도 2는 분할된 전송 블록 세트(TBS)를 예시하는 도면이다.
도 3a는 대역외 전송되는 제어 메시지를 갖는 분할된 TBS를 예시하는 도면이다.
도 3b는 세그먼트 식별자를 갖는 분할된 TBS를 예시하는 도면이다.
도 3c는 대역외 전송되는 세그먼트 식별자를 갖는 분할된 TBS를 예시하는 도면이다.
도 4는 전송 시퀀스 번호를 갖는 분할된 TBS를 예시하는 도면이다.
도 5는 분할된 TBS 무선 통신 시스템의 일실시예를 도시하는 도면이다.
도 6은 TBS의 분할을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 TBS를 3개의 세그먼트로의 분할을 예시하는 도면이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
20, 30, 44 : 송신기
22, 32 : ARQ 수신기
24, 36 : 무선 인터페이스
26, 38, 46 : 수신기
28, 40 : ARQ 송신기
30, 42 : H-ARQ 디코더
34 : AMC 제어기
46 : TBS 분할 장치
48 : 분할 결정 장치
본 고안에 따른 기지국은 적응 변조 및 코딩(AMC)을 이용하여 전송 블록 세트(TBS)의 데이터를 전송하고, 물리적 계층의 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 메카니즘을 구비하고 있다. 기지국은 송신기를 포함하고 있다. 송신기는 안테나에 결합되어 전송 블록 세트를 지정된 제1 변조 및 코딩 방식으로 전송한다. 송신기는 상기 전송 블록 세트의 세그먼트를 전송할 수 있다. 적어도 2개의 세그먼트가 독립적으로 전송되고 있다. 자동 반복 요청 수신기는 반복 요청을 수신한다. 적응 변조 및 코딩 제어기는 송신기에 결합되어 지정된 제1 변조 및 코딩 세트를 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경시킨다. 분할 장치는 반복 요청의 수신에 응답하여 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경하며, 상기 송신기에 의한 전송용 분할 정보에 따라서 상기 전송 블록 세트를 복수 개의 세그먼트로 분할한다.
양호한 실시예의 상세한 설명
전송 블록 세트의 분할은 FDD/CDMA, TDD/CDMA 및 OFDM 통신 시스템 등과 같은 여러가지 유형의 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다.
높은 데이터 전송률을 지원하기 위해서, 각각의 TTI에는 큰 TBS 크기가 적용된다. 성공적이 전달을 보장하도록 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트에서 큰 TBS 크기로 재전송 가능하도록 하기 위해서, TBS 전송에 의해 분할 정보가 공급된다. 도 2는 TTI 내의 분할 정보(SI)로 전송 블록 세트(TBS)를 예시하고 있다. 예시된 TBS 내의 데이터는 다수의 세그먼트, 즉 세그먼트 1 내지 세그먼트 N으로 분할되고 있다. 각 세그먼트는 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트에 의해 지원될 수 있는 데이터 크기를 유지하도록 크기화된다. 분할 정보(SI)는 TBS 데이터로 다중화된다. 분할 정보가 도 2에 헤더로서 도시되고 있을지라도, 그 분할 정보는 TBS 전송(대역내)의 구조 내의 어디에나 배치될 수 있다. 분할 정보는 TBS의 분할을 위해 사용될 수 있다.
또한, 도 3a는 분할 정보를 전송하기 위한 제어 신호 전달의 사용을 예시하고 있다. 제어 신호는 세그먼트 데이터, 즉 세그먼트 1 내지 세그먼트 N(대역내)으로부터 분리된 채널(대역외) 상으로 전송되고 있다. 분할 정보는 TBS가 수신기 내의 최초의 TBS를 재구성하는 데에 사용하기 위해 분할되는 방법을 나타낸다.
도 3b는 대역내 분할 정보로서 세그먼트 식별자(SID)의 사용을 예시하고 있다. 각각의 세그먼트, 즉 세그먼트 1 내지 세그먼트 N은 그 세그먼트의 데이터(대역내)로 다중화되는 각각의 대응하는 세그먼트 식별자(SID 1∼SID N)를 가지고 있다. 도 3c는 대역외 전송되는 세그먼트 정보로서 세그먼트 식별자(SID)의 사용을 예시하고 있다.
도 4는 분할된 TBS에 대해 바람직한 세그먼트 식별자(SID)를 예시하고 있다. 매체 액세스 제어기(MAC)는 각각의 잠재적인 세그먼트로 전송 시퀀스 번호(TSN)를 할당한다. TBS가 분할되면, 각 세그먼트의 데이터는 그 세그먼트의 TSN과 결합된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 세그먼트는 이 세그먼트 자체의 TSN, 즉 TSN 1∼TSN N을 가지고 있다. H-ARQ를 채택한 무선 통신 시스템에 있어서, TSN은 각각의 TBS에 순차적인 처리가 가능하도록 할당된다. 세그먼트 식별자로서 TSN을 사용하면, 분할을 수용하는 데에 요구되는 변형을 감소시키고, 또한 분할을 수용하기 위한 시스템의 추가의 복잡성을 최소화한다.
도 5는 세그먼트 내에 TBS를 재전송하기 위한 송신기(44) 및 수신기(46)에 대한 개략도이다. 송신기(44)는 사용자 장치나 또는 기지국/노드 B 중 어느 한 쪽에 배치될 수 있다. 수신기(46)는 기지국/노드 B나 또는 사용자 장치 중 어느 한 쪽에 배치될 수 있다. 현재의 시스템의 실시에 있어서, 적응 변조 및 코딩(AMC)은 통상적으로 다운링크에서만 사용된다. 따라서, 전송 블록 분할의 바람직한 실행은 다운링크용의 적응 변조 및 코딩(AMC)을 지원하는데 사용하기 위한 것이다. 업링크 내에서 적응 변조 및 코딩(AMC)을 사용하는 다른 시스템에 대해서, 전송 블록 분할은 업링크에 적용될 수 있다.
송신기(30)는 무선 인터페이스(36)를 통해 TBS를 전송한다. 수신기(38)는 전송된 TBS를 수신한다. H-ARQ 디코더(42)는 각각의 수신된 TBS를 디코드한다. 상기 TBS가 품질 시험에 실패하는 경우, 재전송에 대한 요청이 ARQ 송신기(40)에 의해 이루어진다. ARQ 수신기(32)는 요청을 수신하고 상기 TBS를 재전송하도록 유도한다. 재전송된 TBS는 H-ARQ 디코더(42)에 의해 결합되고, 또 다른 품질 시험이 실행된다. TBS가 품질 시험을 통과한 경우에는 추가의 처리를 위해 복구된다.
또한, 도 5에는 AMC 제어기(34)가 도시되어 있다. 채널 상태가 변경되는 경우, AMC 제어기는 데이터를 전달하는데 사용되는 변조 및 코딩 세트 내에서 변경을 개시할 수 있다. 도 6은 H-ARQ 재전송 사이에서 AMC에서 발생하는 상기한 변경을 예시하는 흐름도이다. 전송된 TBS가 품질 시험에 실패하면, 재전송이 요청된다(단계 50). 도 7에 예시한 바와 같이, TBS는 전송되고, 수신된 전송은 "X"로 표시된 바와 같이 품질 시험에 실패한다. 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트로의 변경이 성공적인 전송을 위해 요구되고 있음을 결정한다(단계 52). 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트가 필요하기 때문에, 동일한 크기의 TBS의 재전송은 가능하지 않게 될 수 있다. H-ARQ 처리가 리셋되고, TBS는 TBS 분할 장치(46)를 사용하여 분할된다(단계 54). 통상적으로, 물리적 계층 분할로서, H-ARQ 처리의 리셋팅은 적절한 동작을 위해서 반드시 필요하지는 않다. 최초의 TBS의 각 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합은 새로운 변조 및 코딩 세트와도 호환가능한 크기이다. 도 7에 예시한 바와 같이, 최초의 TBS는 3개의 세그먼트(SEG 1, SEG 2, SEG 3)로 분할된다. 각 세그먼트는 더욱 견고한 변조 및 코딩 세트로 재전송되고 있다(단계 56).
각 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합은 새로운 변조 및 코딩 세트를 사용하여 개별적으로 전송된다. 도 7에 예시된 바와 같이, 세그먼트(SEG 1, SEG 2, SEG 3)는 독립적으로 송신 및 수신되고 있다. 임의의 부분 집합이 독립적으로 송신 및 수신(SEG 1과 SEG 3, 또는 SEG 2와 SEG 3 등)될 수 있음을 변조 및 코딩 세트의 선택에 의해 좌우될 가능성도 있다. 각 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합의 전송이 실패하면, ARQ 송신기(40)는 각각의 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합의 재전송을 요청한다. 각 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합의 전송 및 재전송은 각 세그먼트나 세그먼트들의 부분 집합이 품질 시험을 통과할 때까지 결합된다.
분할 정보에 의해 요구되는 추가의 부담을 감소시키기 위해서, 노드 B는 분할 선택권이 이용되는 시점을 선택적으로 지시하는 것이 바람직하다. 예시의 목적으로, 채널 상태가 열화되거나 또는 열화가 예측되는 경우라면, 분할 선택권이 이용될 수 있다. 이와 같은 결정은 채널 품질 측정값, 특정 변조 및 코딩 세트나 또는 다른 기준에 대한 이전의 전송 성공율/실패율에 기초할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 바람직하게 노드 B 내의 분할 결정 장치(48)는 분할이 지원될지의 여부를 결정한다. 이 분할 결정 장치는 MAC와 연산을 통합하여 그 분할 정보를 TBS에 부가한다. 분할 결정은 셀 로딩(cell loading), 추가의 사용자, 사전 재전송의 수 및 측정된 채널의 품질 등과 같은 여러가지 요인에 따라 결정될 수 있다.
본 고안에 따른 기지국에 의하면, 적응 변조 및 코딩(AMC)과 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 기술을 이용하여 무선 통신 시스템 내에서 데이터의 전송과 관련해서 무선 자원의 이용과 서비스 품질(QOS) 사이의 최적화를 효율적으로 실현할 수 있다.

Claims (1)

  1. 적응 변조 및 코딩(AMC; Adaptive Modulation and Coding)을 이용하여 전송 블록 세트(TBS; Transport Block Set)의 데이터를 전송하고, 물리적 계층의 하이브리드 자동 반복 요청(H-ARQ) 메카니즘을 구비한 기지국에 있어서,
    안테나에 결합되어, 상기 전송 블록 세트를 지정된 제1 변조 및 코딩 방식으로 전송하고, 상기 전송 블록 세트의 세그먼트들을 전송할 수 있는 송신기 - 여기서, 상기 세그먼트들 중 적어도 2개의 세그먼트는 독립적으로 전송됨 - 와;
    반복 요청을 수신하기 위한 자동 반복 요청 수신기와;
    상기 송신기에 결합되어, 지정된 제1 변조 및 코딩 세트를 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경하기 위한 적응 변조 및 코딩 제어기와;
    반복 요청의 수신에 응답하여 지정된 제2 변조 및 코딩 세트로 변경하며, 상기 송신기에 의한 전송용 분할 정보에 따라서 상기 전송 블록 세트를 복수 개의 세그먼트로 분할하는 분할 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
KR20-2003-0004202U 2002-02-13 2003-02-13 전송 블록 세트의 분할 기지국 KR200312212Y1 (ko)

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