KR20060073991A

KR20060073991A - Ｏｆｄｍａ 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구지원 방법

Info

Publication number: KR20060073991A
Application number: KR1020040112929A
Authority: KR
Inventors: 임빈철; 윤애란
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-06-30
Also published as: KR101079095B1

Abstract

본 발명은 자동 재전송 요구(HARQ: Hybrid Auto Retransmission reQest) 방식을 지원하는 OFDMA 무선 접속 시스템에서 단말이 자신에게 할당되는 ACK/NACK 신호의 전송 위치를 파악하기 위해 이전의 메시지까지 모두 확인해야 하는 번거로움과 오류 발생가능성을 줄일 수 있는 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법은, HARQ(Hybrid Auto Retransmission Request) 방식을 지원하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 무선 접속 시스템에 에 있어서, 적어도 둘 이상의 단말들에게 데이터 버스트(data burst)를 할당하기 위한 특정 메시지에 상기 각 단말이 전송할 수신 오류 확인 정보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보가 포함되어 전송되는 것을 특징으로 한다.

OFDMA, 데이터 버스트, HARQ MAP, DL-MAP, UL-MAP

Description

ＯＦＤＭＡ 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법 {Method of supporting HARQ in OFDMA radio access system}

도1a 내지 도1c는 ARQ 방식의 종류에 따른 특징을 설명하기 위한 도면임.

도2 내지 도5는 HARQ 방식의 종류에 따른 특징을 설명하기 위한 도면임.

도6은 OFDM 방식 변복조기의 개념적 구성을 도시한 것임.

도7은 종래의 OFDMA 무선 통신 시스템에서의 데이터 프레임의 구성을 도시한 것임.

도8은 종래기술에 있어서 HARQ 버스트를 할당하는 데이터 프레임의 구성을 도시한 것임.

도9는 종래기술에 있어서 HARQ MAP 메시지에서의 HARQ 신호 구역의 할당 방식을 설명하기 위한 도면임.

도10a 및 도10b는 종래기술에 따른 HARQ MAP 메시지에서의 HARQ 신호 구역의 할당 방식의 문제점을 설명하기 위한 도면임.

도11 내지 도13은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 도면임.

도14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 단말이 MAP 메시지를 수신하여 자신에게 할당된 ACK 신호 구역을 판단하는 과정을 설명하는 절차 흐름도임.

본 발명은 OFDMA 무선 접속 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동 재전송 요구(HARQ: Hybrid Auto Retransmission reQest) 방식을 지원하는 OFDMA 무선 접속 시스템에서 단말이 자신에게 할당되는 ACK/NACK 신호의 전송 위치를 파악하기 위해 이전의 메시지까지 모두 확인해야 하는 번거로움과 오류 발생가능성을 줄일 수 있는 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법에 관한 것이다.

ARQ(Automatic Repeat Request)란 통신 시스템에서 수신측이 송신측으로부터 전송된 데이터를 수신한 후에 데이터를 제대로 수신했는지를 알려주는 응답 메시지이다. 상기 ARQ 방식에는 도1a 내지 도1c에 도시된 바와 같은 세 가지 방식이 있다.

도1a는 'Stop-and-wait' ARQ 방식으로서 데이터 전송 후 수신측에서 ACK 또는 NACK 메시지가 올 때까지 기다렸다가 새로운 데이터를 보내거나 재전송을 하는 방식이다. 도1b는 'Go-back-N' ARQ 방식으로서 송신측이 수신측의 응답에 상관없이 데이터를 계속 전송하다가 NACK 신호를 받으면 그 부분부터 차례로 다시 재전송을 하는 방식이고, 도1c에 도시된 'Selective-repeat' ARQ는 마찬가지로 데이터를 계속 전송하며 NACK 신호를 받은 데이터만 재전송을 해주는 방식이다.

HARQ(Hybrid ARQ)는 패킷 전송 통신 시스템에서 데이터 레이트(data rate)가 2 Mbps, 10 Mbps 이상이 요구되면서, 보다 높은 코딩 레이트(coding Rate), 보다 고차의 변조 방법 등을(Rc= 5/6, 3/4, Mod=16-QAM, 64-QAM) 선택하게 되면서, 채널 상에서 더 큰 에러가 발생하기 때문에 이 문제를 해결하는 하나의 방법으로 제시되고 있는 기술이다.

ARQ 방식에서는 전송 중에 에러가 발생한 데이터를 버리지만, HARQ 방식은 에러가 발생한 데이터를 버퍼(buffer)에 저장하였다가 재전송되는 정보와 결합하여 FEC(Forward Error Correction)를 적용한다. 즉, HARQ 방식은 FEC 와 ARQ를 합친 방식이라고 볼 수 있다. HARQ 는 아래와 같이 크게 4가지로 구분할 수 있다.

첫 번째 방식은 도2에 도시된 것과 같은 Type I HARQ 방식으로, 데이터는 언제나 에러 검출 코드(error detection code)에 덧붙여 FEC(forward error correction)를 우선 검출한다. 그리고 패킷에 여전히 에러가 남아있다면 재전송을 요구한다. 에러가 있는 패킷은 버려지고 재전송된 패킷이 같은 FEC 코드로 사용된다.

두 번째의 도3에 도시된 Type II HARQ 방식은 IR ARQ(Incremental Redundancy ARQ)로 불리는 방식으로서, 에러가 발생한 패킷을 버리지 않고 버퍼에 저장하였다가 재전송된 리던던시 비트(redundancy bits)와 결합한다. 재전송 시에는 데이터 비트를 제외한 패리티 비트만을 재전송한다. 재전송하는 패리티 비트는 매 재전송시마다 다른 것으로 한다.

세 번째의 Type III HARQ 방식은 Type II의 특별한 경우로서 도4에 도시된 바와 같다. 각각의 패킷은 자체적으로 디코딩 가능(self-decodable)하다. 재전송은 에러가 난 부분과 데이터가 모두 포함된 패킷으로 구성되어 재전송된다. 이 방식은 Type II에 비해서 더 정확한 디코딩이 가능하지만, 코딩 게인(coding gain 면에서 불리하다.

마지막으로 도5에 도시된 바와 같은 'Type I with soft combining' 방식은 Type I 기능에, 수신측에서 처음 전송 받은 데이터를 저장하여 재전송된 데이터와 컴바이닝(combining)하는 기능이 추가된 것으로, 메트릭 컴바이닝(metric combining) 또는 체이스 컴바이닝(chase combining)이라고 부르기도 한다. 이 방식은 SINR면에서 이득이 있으며, 재전송되는 데이터의 패리티 비트는 항상 같은 것을 사용한다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 활발히 연구되고 있다. OFDM 방식에서는 상호 직교성을 갖는 다수의 반송파를 사용하므로 주파수 이용 효율이 높아지고, 송수신단에서 이러한 다수의 반송파를 변복조하는 과정은 각각 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)와 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 것과 같은 결과가 되어 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하여 고속으로 구현할 수 있다.

OFDM의 원리는 고속의 데이터 스트림을 다수의 저속 데이터 스트림으로 분할하여 다수의 부반송파(subcarrier)를 사용하여 동시에 전송함으로써 심벌 구간(symbol duration)을 증가시켜 다중 경로 지연 확산(multi-path delay spread)에 의한 시간 영역에서 상대적인 분산(dispersion)을 감소시키는 것이다. OFDM 방식에 의한 데이터의 전송은 전송 심벌을 단위로 한다.

OFDM 방식에 있어서의 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 모든 부반송파에 대해 일괄적으로 처리할 수 있기 때문에 개별 부반송파 각각에 대해 변복조기를 설계할 필요가 없다.

도6은 OFDM 방식 변복조기의 개념적 구성을 도시한 것이다. 도6에 도시된 바와 같이, 직렬로 입력되는 데이터 스트림을 부반송파 수 만큼의 병렬 데이터 스트림으로 전환하여 각각의 병렬 데이터 스트림을 역이산 퓨리에 변환한다. 고속의 데이터 처리를 위해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)가 사용된다. 역이산 퓨리에 변환된 데이터는 다시 직렬 데이터로 전환되어 주파수 변환을 거쳐 송신되고, 수신측에서는 신호를 수신하여 역과정을 거쳐 복조한다.

이동통신 시스템에서의 자원은 주파수 채널, 즉 주파수 대역이며, 유한한 주파수 대역을 사용자간에 효율적으로 할당하여 사용하는 방법론이 다중 접속(Multiple Access)이고, 양방향 통신에서 UL(Up Link)과 DL(Down Link)의 연결을 구분하는 연결 방법론이 다중화(Duplexing)이다. 무선 다중 접속 및 다중화 방식은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위한 무선 전송 기술의 가장 기본이 되는 플랫폼 기술이며, 할당된 주파수 대역, 사용자 수, 전송률, 이동성, 셀 구조, 무선 환경 등에 따라 결정된다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수반송파 전송/변조(MultiCarrier Transmission/Modulation: MCM) 방식의 일종으로 입력 데이터를 사용 반송파의 수만큼 병렬화하고 데이터를 각 반송파 에 실어 전송하는 방식이다. OFDM은 4세대 이동통신의 요구 특성을 만족시키는 유력한 무선 전송 기술의 후보로 대두되고 있으며, 사용자의 다중 접속 방식에 따라 OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA로 나눌 수 있다. 각 방식은 각자 장단점이 있으며, 또한 각자의 단점을 보완하기 위한 기법들이 존재한다.

이들 중 OFDM-FDMA(OFDMA)는 4세대 매크로/마이크로 셀룰러 인프라에 적합한 방식으로 셀 내 간섭이 없고 주파수 재사용 효율이 높으며, 적응 변조 및 granularity가 뛰어나다. 또한, OFDM-FDMA의 단점을 보완하기 위해 분산 주파수 도약 기법, 다중 안테나 기법, 강력한 부호화 기법 등을 사용하여 다이버시티를 높이고 셀 간 간섭의 영향을 줄일 수 있다. OFDMA 방식은 각 사용자가 요구하는 전송률에 따라 부반송파의 개수를 다르게 할당함으로써 자원분배를 효율적으로 할 수 있으며, OFDM-TDMA와 같이 각 사용자마다 데이터를 수신하기 전에 프리앰블을 사용하여 초기화할 필요가 없기 때문에 전송 효율이 증가하게 된다. 특히, OFDMA 방식은 많은 수의 부반송파를 사용할 경우(즉, FFT 크기가 큰 경우)에 적합하기 때문에 시간지연확산(Time Delay Spread)이 비교적 큰 넓은 지역의 셀을 갖는 무선통신 시스템에 효율적으로 적용된다. 또한 frequency-hopping OFDMA 방식은 무선 채널에서 깊은 페이딩에 빠진 부반송파가 존재하는 경우나 다른 사용자에 의한 부반송파 간섭이 존재하는 경우에 이를 극복하여 주파수 다이버시티 효과를 높이고 간섭평균효과를 얻는데 사용된다. (그림 3)은 주파수 영역에서 할당 받은 격자가 시간 슬롯에 따라 frequency-hopping하는 OFDMA 방식을 나타낸다.

도7은 종래의 OFDMA 무선 통신 시스템에서의 데이터 프레임의 구성을 도시한 것이다. 도7에서 가로축은 시간 축으로서 심벌 단위로 표시한 것이고, 세로축은 주파수 축으로서 서브채널(subchannel) 단위로 표시한 것이다. 상기 서브채널은 다수의 부반송파의 묶음을 의미한다. 구체적으로 설명하면, OFDMA 물리계층에서는 활성 반송파를 그룹으로 분리해서, 그룹별로 각기 다른 수신단으로 송신된다. 이렇게 한 수신단에 전송되는 반송파의 그룹을 서브채널(subchannel)이라고 부른다. 이 때 각 서브채널을 구성하는 반송파는 서로 인접하거나 또는 등간격으로 떨어져 있을 수도 있다.

각 사용자에게 할당되는 슬롯(slot)은, 도7에 도시된 바와 같이, 2차원 공간의 데이터 영역(Data Region)에 의해서 정의되며, 이는 버스트(burst)에 의해 할당되는 연속적인 서브채널의 집합이다. OFDMA에서 하나의 데이터 영역은, 도2에 도시된 바와 같이, 시간 좌표와 서브채널 좌표에 의해 결정되는 직사각형으로 도시화된다. 이러한 데이터 영역은 특정 사용자의 상향링크에 할당되거나 또는 하향링크에서는 특정한 사용자에게 기지국이 데이터 영역을 전송할 수 있다.

OFDM/OFDMA 무선 통신 시스템의 종래기술에서 기지국은 단말에게 송신할 데이터가 존재할 경우, DL-MAP(Downlink-MAP)을 통해서 송신할 데이터 영역을 할당해준다. 단말은 할당된 영역(도7에서 DL burst #1 ~ #5)을 통해서 데이터를 수신한다.

도7에서, 하향링크 서브프레임은 물리계층에서의 동기화와 등화를 하기 위해 사용되는 프리앰블(Preamble)로 시작하고, 그 다음에는 하향링크와 상향링크에 할당되는 버스트의 위치와 용도를 정의하는 방송형태의 하향링크 MAP(DL-MAP) 메시지 와 상향링크 MAP(UL-MAP) 메시지를 통해 프레임 전체에 대한 구조를 정의한다.

DL-MAP 메시지는 버스트 모드 물리계층에서 하향링크 구간에 대해 버스트 별로 할당된 용도를 정의하며, UL-MAP 메시지는 상향링크 구간에 대해 할당된 버스트의 용도를 정의한다. DL-MAP을 구성하는 정보 요소(IE: Information Element)는 DIUC(Downlink Interval Usage Code)와 CID(Connection ID) 및 버스트의 위치 정보(서브채널 오프셋, 심볼오프셋, 서브채널 수, 심볼 수)에 의해 사용자 단에 하향링크 트래픽 구간이 구분된다. 한편, UL-MAP 메시지를 구성하는 정보 요소는 각 CID(Connection ID) 별로 UIUC(Uplink Interval Usage Code)에 의해 용도가 정해지고, 'duration'에 의해 해당 구간의 위치가 규정된다. 여기서 UL-MAP에서 사용되는 UIUC 값에 따라 구간별 용도가 정해지며, 각 구간은 그 이전 IE 시작점으로부터 UL-MAP IE에서 규정된 'duration'만큼 떨어진 지점에서 시작한다.

DCD(Downlink Channel Descriptor) 메시지와 UCD (Uplink Channel Descriptor)메시지는 각각 하향링크와 상향링크에 할당된 버스트 구간에서 적용될 물리계층 관련 파라미터로서 변조 타입(modulation type), FEC 코드 타입(FEC Code type) 등을 포함한다. 또한, 여러 가지 순방향 오류 정정 코드 유형에 따라 필요한 파라미터들(예를 들어, R-S Code의 K,R 값 등)을 규정한다. 이와 같은 파라미터들은 UCD 및 DCD 내부에서 각각 UIUC(Uplink Interval Usage Code) 및 DIUC(Downlink Interval Usage Code)별로 규정된 버스트 프로파일(Burst Profile)에 의해 주어진다.

OFDMA 통신 시스템에서 버스트 할당 방식은 HARQ 방식을 지원하느냐 그렇지 않느냐에 따라 일반 MAP 방식과 HARQ 방식으로 구분될 수 있다.

하향링크(downlink)에서 일반 MAP에서의 버스트(burst) 할당 방식은, 도7에 도시된 바와 같이, 시간축과 주파수축으로 이루어진 사각형 모양을 가르쳐주는 것이다. 즉, 시작 심볼 번호(symbol offset), 시작 서브채널 번호(subchannel offset), 사용되는 심볼의 개수와 사용되는 서브채널의 개수(No. OFDMA symbols, No. Subchannels)를 가르쳐 준다. 상향링크에서는 심볼 축으로 차례로 할당하는 방식을 사용하므로 사용되는 심볼의 개수만 가르쳐 주면 상향링크의 버스트를 할당할 수 있다.

도8은 HARQ MAP에 따른 데이터 프레임을 도시한 것이다. HARQ MAP에서는, 일반 MAP과는 달리, 상향링크와 하향링크 모두 서브채널(subcarrier) 축으로 차례로 할당하는 방식을 사용한다. HARQ MAP에서는 버스트의 길이만 알려준다. 이 방법은, 도8에 도시된 바와 같이, 버스트를 순차적으로 할당한다. 버스트의 시작 위치는 이전 버스트가 끝난 위치이며 시작 위치로부터 할당된 길이만큼 무선자원을 점유한다. 이하에서 설명되는 방식은 주파수축에 따라 버스트를 누적형으로 할당하는 방식에 관한 것으로서, 시간축을 따라 할당하는 방식도 동일한 원리에 따른다.

또한, HARQ MAP에서는 MAP 메시지를 여러 개로 나누어(도8 참조: HARQ MAP#1, #2, ···, #N) 각 MAP 메시지가 임의의 버스트의 정보를 갖고 있도록 할 수 있다. 예를 들면, MAP 메시지 #1은 버스트 #1, MAP 메시지 #2는 버스트 #2, MAP 메시지 #3은 버스트 #3 ~ #5의 정보를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, OFDMA 시스템에서 HARQ를 지원하기 위해서 HARQ MAP을 이 용한다. HARQ MAP은 DL MAP안에 HARQ MAP 포인터(pointer) IE가 있어서 HARQ MAP 위치를 알려주면 HARQ MAP에서 하향 링크의 부채널 축으로 순차적으로 버스트를 할당하는 방식을 사용한다. 버스트의 시작 위치는 이전 버스트가 끝난 위치이며 시작 위치로부터 할당된 길이만큼 무선자원을 점유한다. 상향 링크에서도 그대로 적용된다.

전송된 데이터 버스트가 성공적으로 수신되었는지의 여부를 상향 링크의 ACK 신호 구역(ACK Signal Region)에 ACK/NACK 신호로 알려준다. 단말이 i 번째 프레임에서 버스트를 받았다면 ACK/NACK 신호는 (i + j) 번째 프레임의 상향 링크의 ACK 신호 구역에 보내게 된다. ACK 신호 구역을 할당하는 방법은 각 HARQ MAP 메시지 마다 상향 링크에 각 메시지마다 ACK 신호 구역을 할당하는 방법과 프레임의 여러 개의 HARQ MAP 메시지 중에서 두 개 이상의 HARQ MAP 메시지가 하나의 ACK 신호 구역을 이용하는 방법이 있다.

프레임의 HARQ ACK 구역을 하나로 정하고 HARQ MAP 메시지가 가리키는 버스트의 ACK/NACK 신호의 슬롯(slot)을 순서대로 알려주는 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

도9는 HARQ MAP 메시지에서의 HARQ 신호 구역의 할당 방식을 설명하기 위한 도면이다. HARQ MAP 메시지에서 ACK 신호 구역의 할당하기 위해서 ACK 신호 구역의 시작 위치와 크기의 네 가지 정보(OFDMA Symbol offset, Subchannel offset, No. OFDMA Symbols, No. Subchannels)를 이용하여 상향 링크에 할당한다. 각각의 단말은 각 버스트가 성공적으로 수신하였는지의 ACK/NACK 신호를 상향 링크에 할당된 ACK 신호 구역(도9)에 순차적으로 입력한다. ACK/NACK 신호의 시작 위치는 이전에 수신된 ACK/NACK 정보의 다음 위치이다. ACK.NACK 신호의 순서는 HARQ MAP 메시지에 있는 하향 링크의 버스트 순서대로 따른다. 즉 버스트 #1, #2, #3, #4의 순서대로, 이미 할당되어 있는 상향 링크의 HARQ ACK 구역 내에서의 ACK/NACK 신호도 #1, #2, #3, #4로써 버스트에 상응하는 순서대로 보내게 된다.

도9에 도시된 바와 같이, MAP Message #1은 버스트 #1, #2의 할당정보를 담고 있고, MAP Message #2는 버스트#3, #4에 대한 할당 정보를 담고 있으며, MAP Message #3는 버스트 #5, #6, #7에 대한 할당 정보를 담고 있다. MSS#1은 MAP Message #1의 내용 중 버스트 #1의 정보를 보고 전송된 데이터가 성공적으로 수신하였는지의 여부를 HARQ MAP 메시지에서 가리키는 ACK 신호 구역 내에서의 처음 슬롯에 알려준다. MSS#2는 ACK 신호 구역 내에서 버스트#1의 ACK/NACK 신호 슬롯의 다음 순서에 알려준다. (MAP message #1의 내용 중 버스트 #1의 카운트를 하나 증가시켜서 HARQ ACK 구역 내에서의 위치를 알게 된다.) MSS#3은 MAP Message #1의 버스트 #1, #2의 카운트 합을 계산하여 HARQ ACK 구역 내에서의 위치를 알게 된다. 이런 방식으로 모든 HARQ ACK 구역의 위치를 순차적으로 알 수 있다.

MSS는 자신에게 할당된 ACK 신호 구역 내에서의 ACK/NACK위치를 알기 위해서 다른 MSS에게 전달되는 MAP 메시지를 읽어야 하며, 그 안의 버스트를 전부 누적 계산해야 한다. 이 과정에서 지금 읽으려는 HARQ MAP 메시지의 이전에 HARQ MAP 메시지 중에서 어느 하나라도 오류가 발생하는 경우 ACK 신호 구역 내에서의 데이터의 버스트에 매핑되는 슬롯의 정확한 위치를 알아낼 수 없다. 예를 들어, 도10a 및 도 10b에서 HARQ MAP 메시지 #1에서 오류가 발생한 경우 HARQ MAP 메시지 #2의 MSS(단말)#3, #4 뿐만이 아니라 HARQ MAP 메시지 #3의 MSS#5, #6, #7까지 ACK 신호 구역 내에서의 ACK/NACK의 신호를 입력하는 슬롯의 위치를 알 수가 없게 된다. 따라서 하나의 HARQ MAP 메시지만 오류가 발생해도 전체 데이터를 모두 다시 보내야 하는 오버헤드(overhead)가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단말에 데이터 버스트를 할당하기 위한 메시지를 다른 메시지들과는 독립적으로 구성함으로써 단말이 자신에게 할당되는 ACK/NACK 신호의 전송 위치를 파악하기 위해 이전의 메시지까지 모두 확인해야 하는 번거로움과 오류 발생가능성을 줄일 수 있는 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 다수의 단말에 데이터 버스트를 할당하기 위하여 전송하는 HARQ MAP 메시지에 포함되는 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 단말(MSS: Mobile Subscriber Station)이 상기 데이터 버스트에 대한 수신 오류 확인 정보인 ACK 또는 NACK 신호를 전송할 ACK 신호 구역(ACK Signal Region) 내에서의 위치 정보(이하 '전송 위치 정보'라 함.)를 알려주는 정보를 삽입하는 방법을 제안한다.

본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자 동 재전송 요구 지원 방법은, HARQ(Hybrid Auto Retransmission Request) 방식을 지원하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 무선 접속 시스템에 에 있어서, 적어도 둘 이상의 단말들에게 데이터 버스트(data burst)를 할당하기 위한 특정 메시지에 상기 각 단말이 전송할 수신 오류 확인 정보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보가 포함되어 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법은, HARQ 방식을 지원하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 광대역 무선 접속 시스템의 단말에 있어서, 상기 단말로 전송되는 데이터 버스트(data burst)에 대한 수신 오류 확인 정보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 데이터 버스트의 수신 오류 확인 결과에 의해 상기 ACK 또는 NACK 신호를 상기 전송 위치 정보에 따라 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

도11은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도11에서, 'ACK offset'은 각 HARQ MAP 메시지에 포함되는 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 단말이 상기 데이터 버스트에 대한 수신 오류 확인 정보인 ACK 또는 NACK 신호를 전송할 ACK 신호 구역(ACK Signal Region) 내에서의 슬롯(slot)의 위치 정보이다. 예를 들면, MAP 메시지 #2에서 'ACK Offset'이 3이기 때문에 버스트 #3을 할당 받는 MSS #3은 해당 프레임에서 기지국으로부터 전송받는 데이터 버스트에 대한 ACK 또는 NACK 신호를 상기 ACK 신호 구역(도9 참조)의 처음 시작 위치로부터 3번째 슬롯을 통하여 상기 기지국으로 전송할 수 있다. MSS#4는 상기 ACK 신호 구역의 4번째 슬롯을 통하여 ACK 또는 NACK 신호를 전송할 수 있다.

도12는 본 발명의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도12에서, 'Burst Number'는 각 HARQ MAP 메시지에 포함되는 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 단말이 상기 데이터 버스트에 대한 수신 오류 확인 정보인 ACK 또는 NACK 신호를 전송할 ACK 신호 구역 내에서의 슬롯(slot)의 위치 정보를 버스트 수로 알려주는 것이다. 예를 들면, MAP 메시지 #3에서 'Burst Number'가 5이기 때문에 버스트 #5를 할당 받는 MSS #5는 해당 프레임에서 기지국으로부터 전송받는 데이터 버스트에 대한 ACK 또는 NACK 신호를 상기 ACK 신호 구역(도9 참조)의 처음 시작 위치로부터 5번째 슬롯을 통하여 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

도13은 본 발명에 따른 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도13에서는 각 HARQ MAP 메시지에 포함되는 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 단말이 상기 데이터 버스트에 대한 수신 오류 확인 정보인 ACK 또는 NACK 신호를 전송할 ACK 신호 구역 내에서의 슬롯(slot)의 위치 정보를 'Symbol Offset' 및 'Half subchannel offset'에 의해 단말이 상기 ACK 또는 NACK이 전송하는 상향링크 서브프레임(uplink sub-frame) 에서의 2차원 좌표로 표시한 것이다.

표1은 본 발명에 따른 기술적 사상을 IEEE802.16d/e OFDMA 시스템에서 구체적으로 응용하기 위하여 HARQ MAP 메시지에 Compact UL-MAP IE를 삽입하여(UL-MAP Type = 6) 도11에서의 'ACK Offset'을 단말에게 알려주는 실시예이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
Compact UL-MAP IE()
UL-MAP Type = 6	3
Length	4	Length of the IE bytes
ACK Offset	8	Start location of the first burst's ACK
}

표2는 본 발명에 따른 기술적 사상을 IEEE802.16d/e OFDMA 시스템에서 구체적으로 응용하기 위하여 HARQ MAP 메시지에 Compact UL-MAP IE(UL-MAP Type = 6)를 삽입하여 도12에서의 'Burst Number'를 단말에게 알려주는 실시예이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
Compact UL-MAP IE()
UL-MAP Type = 6	3
Length	4	Length of the IE bytes
Burst Number	8	The number of burst
}

표3은 본 발명에 따른 기술적 사상을 IEEE802.16d/e OFDMA 시스템에서 구체적으로 응용하기 위하여 HARQ MAP 메시지에 Compact UL-MAP IE(UL-MAP Type = 6)를 삽입하여 도13에서의 'Symbol Offset'과 'Half subchannel offset'을 단말에게 알려주는 실시예이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
Compact UL-MAP IE()
UL-MAP Type = 6	3
Length	4	Length of the IE bytes
Symbol Offset	8	Start location along symbol of the first burst's ACK signal in following Compact UL-MAP IE
Half subchannel Offset	8	Start location along subchannel of the first burst's ACK signal in following Compact UL-MAP IE
reserved	4
}

표4, 표5 및 표6은 본 발명에 따른 기술적 사상을 IEEE802.16d/e OFDMA 시스템에 적용하기 위하여 HARQ MAP 메시지에 UL-MAP_IE 확장(extension) 타입(Compact UL MAP IE Types = 7)을 사용하여, 각각 'ACK Offset', 'Burst Number' 및 'Symbol offset'과 'Half subchannel offset'을 단말에게 알려주는 실시예들이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
Start_Offset_Compact_UL-MAP_IE(){
UL-MAP Type=7	3
UL-MAP sub-type	5	Extension sub type = 3
Length	4	Length of the IE in bytes
ACK Offset	8	Start location of the first burst's ACK Signal in following UL_MAP IE
Reserved	4
}

Syntax	Size(bits)	Notes
Start_Offset_Compact_UL-MAP_IE(){
UL-MAP Type=7	3
UL-MAP sub-type	5	Extension sub type = 3
Length	4	Length of the IE in bytes
Burst Number	8	The number of burst
Reserved	4
}

Syntax	Size(bits)	Notes
Start_Offset_Compact_UL-MAP_IE(){
UL-MAP Type = 7	3
UL-MAP sub-type	5	Extension sub type = 3
Length	4	Length of the IE in bytes
Symbol Offset	8	Start location along symbol of the first burst's ACK Signal in following Compact UL-MAP IE
Half subchannel Offset	9	Start location along subchannel of the first burst's ACK signal in following Compact DL-MAP IE
Reserved	3
}

단말의 입장에서는 상기 단말로 전송되는 데이터 버스트(data burst)에 대한 수신 오류 확인 정보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 데이터 버스트의 수신 오류 확인 결과에 의해 상기 ACK 또는 NACK 신호를 상기 전송 위치 정보에 의해 자신에게 할당된 상기 ACK 신호 구역(ACK signal region) 내의 슬롯을 통하여 전송한다.

도14는 도11에 따른 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 단말이 다수의 MAP 메시지를 포함하는 데이터 프레임을 수신하여 자신에게 할당된 ACK 신호 구역을 판단하는 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.

상기 단말은 수신한 데이터 프레임에 포함된 MAP 메시지들을 하나씩 체크한다[S11]. 체크 대상인 현재 MAP 메시지가 새로운 ACK 신호 구역을 정의하고 있는지를 판단하여[S12], 새로운 ACK 신호 구역을 정의하고 있으면 'ACK offset'을 0으로부터 시작하고[S13], 그렇지 않으면 'ACK offset'을 읽는다[S14]. 그 다음으로 상기 MAP 메시지가 DL MAP IE를 포함하고 있는지를 판단하여[S15], 포함하고 있지 않으면 다음 MAP 메시지의 체크로 넘어 가고[S16], 포함하고 있으면 포함된 DL-MAP IE를 하나씩 체크해 나간다[S17]. 체크 대상이 되는 DL-MAP IE가 자신에게 할당되는 것인지를 체크하여[S18], 자신에게 할당되는 DL-MAP IE인 경우에는 'ACK offset'을 저장하고[S19] 'ACK offset'에 1을 추가한다[S20]. 다음으로 해당 DL-MAP IE가 마지막인지를 판단하여[S21], 마지막일 경우에는 상기 단말이 수신한 데이터 프레임에 포함된 다음 MAP 메시지를 S11 단계부터 다시 체크하고, 마지막이 아닐 경우에는 S17 단계에서부터 다음 DL-MAP IE를 체크한다

종래기술에서는 각 단말은 자신에게 할당된 상기 ACK 또는 NACK 신호 전송 위치 정보를 획득하기 위하여 다른 단말에게 전달되는 MAP 메시지도 읽어야 하기 때문에, 그 과정에서 이전의 MAP 메시지 중 어느 하나라도 오류가 발생하는 경우 자신에게 할당된 상기 전송 위치 정보를 알아낼 수 없게 되는데 반해, 본 발명에서 각 단말은 자신에게 할당된 상기 전송 위치 정보를 획득하기 위해서 다른 단말에게 전달되는 MAP 메시지를 읽을 필요 없이 자신에게 전달되는 MAP 메시지만을 읽으면 된다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 의한 OFDMA 무선 접속 시스템에서의 자동 재전송 요구 지원 방법에 따르면, 단말에 데이터 버스트를 할당하기 위한 메시지를 다른 메시지들과는 독립적으로 구성함으로써 하나의 MAP 메시지에 오류가 발생해도 오류가 발생하지 않은 MAP 메시지의 데이터 버스트들에 대해서 ACK 또는 NACK 신호를 알려줄 수 있으므로 전체 데이터를 다시 보내야 하는 오버헤드를 줄일 수 있고, 오류가 발생한 데이터만을 따로 전송할 수 있으며, 또한 오류가 발생하지 않은 데이터를 연속적으로 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims

HARQ(Hybrid Auto Retransmission Request) 방식을 지원하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 무선 접속 시스템에 에 있어서,

적어도 둘 이상의 단말들에게 데이터 버스트(data burst)를 할당하기 위한 특정 메시지에 상기 각 단말이 전송할 수신 오류 확인 정보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보가 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제1항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 메시지에 포함된 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 특정 단말이 전송하는 ACK 또는 NACK 신호의 전송 위치 정보인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제2항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상향링크 서브 프레임(uplink sub-frame)에 할당되는 ACK 신호 구역(ACK signal region) 내에서의 ACK 또는 NACK 신호 슬롯의 시작 위치인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제3항에 있어서,

상기 ACK 또는 NACK 신호 슬롯의 시작 위치는 상기 ACK 신호 구역의 첫 번째 슬롯으로부터의 옵셋(offset) 값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제3항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 상향링크 서브 프레임에서의 주파수축 및 시간축의 2차원 좌표값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서,

상기 메시지는 HARQ MAP 메시지인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제6항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 HARQ MAP 메시지에 IE(Information Element) 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
HARQ 방식을 지원하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 광대역 무선 접속 시스템의 단말에 있어서,

상기 단말로 전송되는 데이터 버스트(data burst)에 대한 수신 오류 확인 정 보(ACK 또는 NACK 신호)의 전송 위치 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 데이터 버스트의 수신 오류 확인 결과에 의해 상기 ACK 또는 NACK 신호를 상기 전송 위치 정보에 따라 전송하는 단계를 포함하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제8항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 메시지에 포함된 첫 번째 데이터 버스트를 할당 받는 특정 단말이 전송하는 ACK 또는 NACK 신호의 전송 위치 정보인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제9항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상향링크 서브 프레임(uplink sub-frame)에 할당되는 ACK 신호 구역(ACK signal region) 내에서의 ACK 또는 NACK 신호 슬롯의 시작 위치인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제10항에 있어서,

상기 ACK 또는 NACK 신호 슬롯의 시작 위치는 상기 ACK 신호 구역의 첫 번째 슬롯으로부터의 옵셋(offset) 값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제10항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 상향링크 서브 프레임에서의 주파수축 및 시간축의 2차원 좌표값인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제8항 내지 제12항의 어느 한 항에 있어서,

상기 메시지는 HARQ MAP 메시지인 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.
제13항에 있어서,

상기 전송 위치 정보는 상기 HARQ MAP 메시지에 IE(Information Element) 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 재전송 요구 지원 방법.