KR20070084244A

KR20070084244A - 다중 모드 하이브리드 ａｒｑ 체계

Info

Publication number: KR20070084244A
Application number: KR1020077011041A
Authority: KR
Inventors: 마크 씨. 쿠닥; 브아이언 케이. 클라슨
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-08-24
Also published as: EP1813024A4; US20060117244A1; MX2007005754A; EP1813024A1; BRPI0517839A; CN101057409A; WO2006055171A1; RU2007122398A; US7096401B2

Abstract

H-ARQ 전송을 수행하기 위한 방법 및 장치가 기술된다. 제 1 전송에 수신된 비트들이 저장되고 이후의 전송들에 수신된 비트들과 결합되어 이에 의해 이후의 전송들의 정확한 디코딩의 가능성을 증가시킨다. 부가적으로, 복수의 코딩 체계들(예를 들면, 컨벌루션 부호들, 블록 터보 부호들, 컨벌루션 터보 부호들, 저밀도 패리티 체크 코드들 등)이 이용되고, 정보 요소는 어떠한 형태의 H-ARQ가 이용되는지를 신호화하도록 보존된다.

하이브리드 ARQ, 증분 리던던시, 체이스 결합, 컴팬딩된 서브 채널

Description

다중 모드 하이브리드 ＡＲＱ 체계{Multi-mode hybrid ARQ scheme}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 발명의 명칭이 "다중 모드 하이브리드 ARQ 체계"인 2004년 11월 15일 출원되어 계류중인 미국 특허 출원 제 호(대리인 문서 번호 제CML02101M)에 관련된다.

본 발명은 일반적으로 하이브리드 ARQ 체계들을 채용하는 시스템들에 관한 것으로서, 특히 다중 모드 하이브리드 ARQ 체계에 관한 것이다.

유선 및 무선 링크들을 통한 디지털 데이터 전송들은 종종 예를 들면 링크 또는 채널 내의 노이즈에 의해, 다른 전송들로부터의 간섭에 의해, 또는 다른 환경적인 팩터들에 의해 손상될 수 있다. 이들에게 높은 데이터 전송율을 제공하는 명확한 통신 채널들에서조차, 필수의 에러율로 데이터 스트림을 적절하게 디코딩하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위해, 다수의 현재의 통신 시스템들은 재전송을 위한 자동 반복 요청(automatic repeat request, ARQ) 체계를 채용한다. 이러한 시스템들에서는, 데이터가 오류의 검출시에 재전송되는 것을 요청하기 위한 기회가 존재한다. 더 복잡한 시스템들에서, 하이브리드 ARQ 체계가 채용된다.

하이브리드 ARQ(H-ARQ) 체계를 채용하는 시스템들에서, 수신기는 패킷의 진정한 콘텐트들을 성공적으로 확인하는 노력으로 한 패킷의 정보의 이전에 수신된 오류 전송들과 새로 수신된 전송을 결합한다. 즉, 제 1 오류 전송에서 수신된 코딩된 비트들이 저장되고 이후의 전송들에 수신된 코딩된 비트들과 결합되어 이에 의해 이후의 전송들의 정확한 디코딩의 가능성을 증가시킨다. 유사하게, 제 2 또는 이후의 전송들에 수신된 코딩된 비트들은 후속의 수신된 비트들과 결합하기 위해 저장된다.

당업자가 인식할 수 있는 바와 같이, 임의의 통신 시스템에 의해 이용되는 H-ARQ의 형태는 이용되는 코딩 모드의 유형에 직접적으로 의존한다. 예를 들면, 컨벌루션 부호들(Convolution Codes, CC), 블록 터보 부호들(Block Turbo Codes, BTC), 컨벌루션 터보 부호들(Convolution Turbo Codes, CTC) 및 저밀도 패리티 체크 부호들(Low Density Parity Check Codes, LDPC)과 같은 순방향 오류 정정(forward error correction, FEC) 모드들은 어떠한 FEC 모드가 H-ARQ와 관련하여 이용되고 있는지를 식별해야 한다. 더욱이, 정보 블록 크기(information block size), 리소스 할당 크기(resource allocation size) 및 증분 리던던시 버전(incremental redundancy version)과 같은 다수의 파라미터들이 FEC 모드에 의존할 수 있다. 다중 코딩 모드들을 채용하는 차세대 통신 시스템들로는, 단일의 H-ARQ 신호화 체계를 채용하고 모든 이용 가능한 FEC 모드들을 커버하는 것이 불가능하다. 따라서, 몇몇의 코딩 모드들을 채용하는 통신 시스템 내에서 다중 모드 하이브리드 ARQ의 방법 및 장치에 대한 요구가 존재한다.

상술한 요구를 해결하기 위해, H-ARQ 전송을 수행하기 위한 방법 및 장치가 본 명세서에 기술된다. 제 1 전송에 수신된 비트들이 저장되어 이후의 전송들에 수신된 비트들과 결합되어 이에 의해 이후의 전송들의 정확한 디코딩의 가능성을 증가시킨다. 부가적으로, 복수의 코딩 체계들(예를 들면, 컨벌루션 부호들, 블록 터보 부호들, 컨벌루션 터보 부호들, 저밀도 패리티 체크 코드들 등)이 이용되고, 정보 요소는 어떠한 형태의 H-ARQ가 이용되고 있는지를 신호화하도록 보존된다.

본 발명은 제어 정보를 전송하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 인코딩 유형을 결정하는 단계, 및 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드 내의 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 이들 필드들 내에 전송된 정보는 인코딩 유형에 기초한다.

본 발명은 부가적으로 인코딩 유형을 결정하는 단계, 복수의 필드들을 포함하는 메시지를 수신하는 단계 및 제 1 인코딩 유형이 지정될 때 제 1 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하고 제 2 인코딩 유형이 지정될 때 제 2 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하는 단계를 포함한다.

본 발명은 부가적으로 인코딩 유형을 결정하는 논리 회로, 및 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드 내의 정보를 전송하는 송신기를 포함하는 장치를 포함하고, 필드들 내에 전송된 정보의 유형은 인코딩 유형에 기초한다.

본 발명은 부가적으로 복수의 필드들을 포함하는 오버-더-에어(over-the-air) 메시지를 수신하는 수신기, 및 인코딩 유형을 결정하고 제 1 인코딩 유형이 지정될 때 제 1 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하고 제 2 인코딩 유형이 지정될 때 제 2 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하는 논리 회로를 포함하는 장치를 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템의 블록도.

도 2는 스위치-모드 IE 메시지의 블록도.

도 3은 송신기의 블록도.

도 4는 도 3의 송신기의 동작을 도시하는 흐름도.

도 5는 수신기의 블록도.

도 6은 도 5의 수신기의 동작을 도시하는 흐름도.

도 7은 도 5의 수신기의 동작을 도시하는 흐름도.

도 8은 도 3의 송신기의 동작을 도시하는 흐름도.

이제 유사한 도면 부호들이 유사한 구성 요소들을 지시하는 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템(100)의 블록도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 통신 시스템(100)은 IEEE 802.16 통신 시스템 프로토콜을 채용하지만, 대안적인 실시예들에서 통신 시스템(100)은 이들에 한정되지는 않지만 cdma2000 국제 전기 통신 연합-무선 통신(International Telecommunication Union-Radio communication, ITU-R) 무선 전송 기술(Radio Transmission Technology, RTT) 후보자 제안서에 기술된 바와 같은 802.11b, 차세대 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM) 프로토콜, 차세대 CDMA 아키텍쳐, 또는 "1.8 내지 2.0 GHz의 코드 분할 다중 접속(CDMA) 퍼스널 통신 시스템들용 개인국-기지국 호환성 요구들(Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 CDMA Personal Communication Systems)"[미국 표준 협회(ANSI)J-STD-008]에 기술된 바와 같은 CDMA 시스템 프로토콜과 같은 퍼스널 무선 LAN 표준들과 같은 다른 통신 시스템 프로토콜들을 이용할 수 있다.

통신 시스템(100)은 적어도 하나의 기지국(BS)(101) 및 다수의 가입자국들(SSs)(113 내지 115)을 구비한다. 도시되지는 않았지만, 통신 시스템(100)은 부가적으로 게이트키퍼들(GKs) 및 게이트웨이들(GWs)과 같은 공지의 네트워크 요소들을 포함한다. 통신 시스템(100) 내의 네트워크 요소들은 본 명세서에 기술된 기능을 수행하도록 임의의 적합한 방식으로 기능하는 프로세서들, 메모리들, 명령 세트들 등을 갖고 공지의 방식으로 구성된다.

도시된 바와 같이, 가입자국들(113 내지 115)은 각각 업링크 통신 신호들(103 내지 105)을 거쳐 BS(101)와 통신하고, BS(101)는 각각 다운링크 통신 신호들(123 내지 125)을 거쳐 가입자국들(113 내지 115)과 통신한다. 상술된 바와 같이, 유선 및 무선 링크들을 통한 디지털 데이터 전송들은 종종 예를 들면 링크 또는 채널에서의 노이즈에 의해, 다른 전송들로부터의 간섭에 의해, 또는 다른 환경적인 요인들에 의해 손상될 수 있다. 손상된 전송들을 정정하는 것을 보조하기 위 해, 통신 시스템(100)은 이용된 각각의 코딩 체계에 대해 복수의 FEC 코딩 모드들 및 H-ARQ 재전송 체계들, 하나의 H-ARQ 재전송 체계를 채용할 수 있다. 즉, 제 1 전송에 수신된 비트들이 저장되고 이후의 전송들에 수신된 비트들과 결합되어 이에 의해 이후의 전송들의 정확한 디코딩의 가능성을 증가시킨다. 유사하게, 제 2 또는 이후의 전송들에 수신된 비트들은 후속의 수신된 비트들과의 결합을 위해 저장된다.

통신 시스템(100)은 H-ARQ의 두 개의 주요 변형들, 특히 일반 체이스 결합(generic Chase Combining) 또는 증분 리던던시(IR)를 지원한다. H-ARQ 변형들은 컨벌루션 부호들(CC), 블록 터보 부호들(BTC), 컨벌루션 터보 부호들(CTC) 및 저밀도 패리티 체크 코드들(LDPC)과 같은 다양한 상이한 순방향 오류 정정(FEC) 모드들에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 대안적인 실시예들에서, 다른 형태들의 FEC 체계들이 이용될 수 있다.

IR에 대해, PHY 레이어(PHY layer)가 특정 정보 블록을 위해 인코딩된 블록들의 두 개 이상의 상이한 버전들을 생성할 수 있다. 몇몇 경우에, 인코딩된 블록들은 서브-패킷들이라 칭할 수 있다. 인코딩된 블록의 각각의 버전은 H-ARQ 신호화 체계에서 암시적으로 또는 명시적으로 식별되어야 한다. 예를 들면, 서브-패킷은 서브-패킷 식별자(SPID)를 이용하여 고유하게 식별될 수 있다. 체이스 결합에 대해, PHY 레이어는 인코딩된 패킷의 단지 하나의 버전을 생성하는 H-ARQ 패킷을 인코딩할 수 있다. 그 결과, SPID가 체이스 결합을 위해 요구되지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 시스템(100)은 인코딩의 유형에 기초하여 송신기[가입자국들(113 내지 115) 또는 기지국(101)이건 간에]에 의해 이용된 특정 H-ARQ 체계를 식별한다. 802.16 시스템 프로토콜은 필요한 시스템 정보를 가입자국들에 통지하기 위해 정보 요소들(IEs)을 규정하기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 기지국(101)에 의해 이용된 H-ARQ의 형태를 가입자국들(113 내지 115)에 통지하는 IE(스위치-모드 IE)가 제공된다. 이는 도 2에 도시된다.

도 2는 표 1과 함께 H-ARQ 모드를 포함하는 IEEE 802.16 스위치-모드 정보 요소(IE)를 도시한다.

구문	크기	주
Compact_DL-MAP_IE(){
DL-MAP 유형=7	3 비트
DL-MAP 서브-유형	5 비트	확장 서브 유형
길이	4 비트	바이트 단위의 IE의 길이
H-ARQ 모드	4 비트	서브-유형 의존 페이로드

표 1: 스위치-모드 IE

도시된 바와 같이, 스위치-모드 IE 메시지(200)는 DL-MAP 유형(201), DL-MAP 서브-유형(202), 길이(203) 및 H-ARQ 모드(204)를 포함한다. 스위치-모드 IE 메시지(200)의 필드들은 이하와 같이 규정된다.

· DL-MAP 유형(DL-MAP Type): 이 값은 콤팩트 DL-MAP IE의 유형을 지정한다. 7의 값은 확장 유형을 지시한다. 802.16에서, DL-MAP 유형=7은 확장된 DL-MAP 메시지 포맷의 일부로서 이 메시지를 식별한다. 확장된 포맷은 32개의 IE 유형들이 기본 DL-MAP 포맷에 규정된 8개의 IE 유형들을 넘어 추가될 수 있게 한다. 확장된 DL-MAP 메시지 포맷에서, DL-MAP 유형 다음에 32개의 확장된 포맷들이 이 메시지 내에 포함된 것을 식별하는 5-비트 DL-MAP 서브-유형 필드가 온다.

· DL-MAP 서브-유형(DL-MAP Sub-Type): 이 값은 H-ARQ 모드 스위치로서 확장된 맵 유형을 지정한다.

· 길이(Length): 이는 이 IE의 길이를 바이트로서 지시한다. 길이 필드는 레가시(legacy) 가입자들이 이들이 DL-MAP 메시지에 포함된 IE들의 리스트에 이해되지 않는 IE들을 스킵하도록 한다. H-ARQ 스위치-모드는 메시지의 콘텐트들이 정확하게 2 바이트이기 때문에 2로서 인코딩된다.

· H-ARQ 모드(H-ARQ mode): 이는 모든 후속의 콤팩트 DL-MAP IE들에 대한 H-ARQ 모드를 현재의 H-ARQ 맵의 종점으로 지정하는 4-비트 값이다. 802.16 DL-MAP 메시지에 의해 이용되는 바와 같은 다수의 바이트 배향 프로토콜들(byte oriented protocols)에서, 모든 IE들은 바이트의 정수배이어야 한다. 따라서, 4-비트값은 요구되는 3 비트의 DL-MAP 유형, 5 비트의 DL-MAP 서브-유형 및 4 비트 길이 필드가 주어지면 두 개의 바이트의 정확한 길이를 성취하는데 이용된다. 더 작거나 더 큰 필드들은 적절한 수의 코드점들이 FEC 모드들의 유형들을 신호화하도록 이용 가능하면 다른 프로토콜들로 치환될 수 있다. 이용되는 H-ARQ 모드는 수신기가 지원하는 FEC 코딩 모드들 및 H-ARQ 재전송 체계들에 의해 결정된다. 예를 들면, 일반 체이스가 CC, CTC, BTC 또는 LDPC 코딩 모드들에 관련하여 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신기(300)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 송신기(300)는 버퍼(301), 인코더(302), 패킷/IE 발생기(303), 송수신기(304) 및 논리 회로(305)를 포함한다. 버퍼(301)는 수신기에 전송되는 데이터의 저장을 위한 랜덤 액세스 메모리(random-access memory)와 같은 저장 수단을 포함한다. 인코더(302)는 몇몇의 인코딩 체계들(예를 들면, CC, BTC, LDPC, CTC 또는 CTC IR 서브-패킷들) 중 하나를 거쳐 버퍼링된 데이터를 인코딩하는 것이 가능하다. H-ARQ는 FEC 블록 레벨에서 동작한다. 인코더(302)는 IEEE 802.16 시스템 프로토콜의 관련 섹션에서 규정된 바와 같이 H-ARQ 패킷들 또는 IR에 대한 서브-패킷들을 생성하는 책임이 있다. 패킷들 또는 서브-패킷들은 디코딩 프로세스의 일부로서 수신기 FEC 디코더에 의해 결합된다. 패킷/IE 발생기는 수신기로 전송될 데이터 패킷들 또는 IE들을 구성하는 회로를 포함한다. 마지막으로, 논리 회로(305)는 프리스케일 인크(Freescale, Inc.)로부터 입수 가능한 프리스케일 PowerPC 마이크로프로세서와 같은 마이크로프로세서 제어기를 포함한다. 무엇보다도, 논리 회로(305)는 현재의 인코딩 체계를 분석하고 인코더에 의해 이용되는 인코딩의 유형에 기초하여 DL-MAP 유형, DL-MAP 서브-유형, 길이 및 H-ARQ 모드를 결정한다. DL-MAP 유형, DL-MAP 서브-유형, 길이 및 H-ARQ 모드에 대한 값들은 스위치-모드 IE 메시지(200)의 구성을 위해 패킷/IE 발생기(303)에 제공된다. 이용되는 H-ARQ 모드는 인코딩의 유형에 기초한다.

도 4는 송신기(300)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 특히, 도 4는 송신기에 의해 이용되는 H-ARQ 체계를 식별하는데 필요한 단계들을 도시한다. 논리 흐름은 논리 유닛(305)이 DL-MAP 유형, DL-MAP 서브-유형, 길이 및 H-ARQ 모드를 결정하는 단계 401에서 시작한다. 상술한 바와 같이, H-ARQ 모드는 이용되는 인코딩 체계(일반 체이스 결합 또는 증분 리던던시)를 결정하도록 분석 인코더(302)를 거쳐 결정된다. CTC IR이 이용되면, 4-비트 H-ARQ 모드 필드가 0으로 설정되고, 체이스 결합이 이용되면, 4-비트 H-ARQ 모드 필드가 1로 설정된다(단계 403). 다른 H-ARQ 코드들이 부가의 코드점들을 추가함으로써 지원될 수 있다. 이는 표 2에 나타낸다.

H-ARQ 모드	기술
0	CTC 증분 리던던시
1	일반 체이스
2	보존

표 2: HARQ-모드 필드값들

단계 405에서, DL-MAP 유형, DL-MAP 서브-유형, 길이 및 H-ARQ 모드의 값들이 IE 발생기(303)로 송신되고, 여기서 스위치-모드 IE 메시지(200)가 생성된다. 단계 407에서, 스위치-모드 IE 메시지(200)가 수신기로 전송되고, 단계 409에서, H-ARQ가 H-ARQ 모드를 이용하여 발생한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, IE 메시지는 H-ARQ 모드를 포함하는 IEEE 802.16 스위치-모드 IE를 포함한다. 통신은 이어서 H-ARQ 모드를 이용하여 H-ARQ 패킷들을 송신 및/또는 수신함으로써 수신기에 의해 발생한다.

도 5는 수신기(SS)(500)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, SS(500)는 송신기/수신기 조합(송수신기)(501), 디코더(503) 및 논리 회로(505)를 포함한다. 송수신기(501)는 표준 IEEE 802.16 송신기 및 수신기를 포함하고, 디코더(503)는 바람직하게는 LDPC 디코더를 포함한다. 논리 회로(505)는 바람직하게는 프리스케일 인크로부터 이용 가능한 PowerPC와 같은 마이크로프로세서 제어기이다. 수신기(501)는 H-ARQ 모드를 포함하는 오버-더-에어 메시지를 수신할 수 있고, 디코더(503)가 메시지에 기초하여 H-ARQ의 유형을 수행한다. 따라서, 디코더(503)는 제 1 H-ARQ 시도에 수신된 패킷을 디코딩하도록 시도할 수 있다. 디코딩이 성공하면, SS(500)는 송수신기(501)를 거쳐 송신기로 ACK를 송신할 수 있다. 디코딩이 실패하면, SS(500)는 BS에 NAK를 송신할 수 있다. 응답시에, 송신기는 다른 H-ARQ 시도를 송신할 수 있다. 송신기는 SS(500)가 패킷을 성공적으로 디코딩하고 확인 응답을 송신할 때까지 H-ARQ 시도들을 계속 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, H-ARQ가 성공적으로 이용되도록 하기 위해, H-ARQ 모드는 수신기(500)에 의해 인지되어야 한다. 이를 고려하여, 도 6은 수신기(500)가 H-ARQ를 성공적으로 수행하는데 필요한 단계들을 도시하는 흐름도이다.

논리 회로는 스위치-모드 IE 메시지(200)가 송수신기(501)에 의해 공중을 거쳐 수신되는 단계 601에서 시작한다. 단계 603에서, 4-비트 H-ARQ 모드 필드가 스위치-모드 IE 메시지(200)로부터 결정되고, 인코딩 모드(즉, H-ARQ 모드)가 논리 회로(505)에 의해 결정된다. H-ARQ 모드는 단계 605에서 디코더(503)에 제공되고, 여기서 도입 패킷들의 디코딩이 발생한다. 특히, 제 1 H-ARQ 모드는 IR 코딩이 발생할 때 이용되고, 제 2 H-ARQ 모드는 체이스 결합이 발생할 때 이용된다. 따라서, H-ARQ 모드가 수행되고, H-ARQ의 유형이 수신된 스위치-모드 IE 메시지에 기초한다.

H-ARQ MAP IE에서 발견된 IEEE 802.16 서브-패킷 식별자(SPID), 인코더 패킷 크기(Nep) 및 다수의 서브 채널들(Nsch)은 체이스 결합이 이용될 때 재규정될 필요가 있을 수 있다는 것을 주목해야 한다. 더 구체적으로는, SPID는 고유의 리던던시 패턴을 갖는 특정 서브-패킷을 식별하도록 증분 리던던시 H-ARQ 모드들에 고유적이다. 체이스 결합에 기초하는 H-ARQ 모드들은 고유의 서브-패킷들을 갖지 않고 따라서 서브-패킷 식별자를 필요로 하지 않는다. Nep 및 Nsch는 함께 CTC IR 모드를 위한 정보 블록 크기 및 리소스 할당쌍들의 정량화된 세트를 규정하는 제어 정보이다. 이 쌍형성(pairing)은 심벌당 정보 비트들의 수를 암시적으로 규정하고 적합한 구속이 변조 및 코딩율에 암시적으로 맵핑할 수 있다. 이들 Nep 및 Nsch 쌍들은 CTC IR에 적합할 수 있지만, 이들은 모든 FEC 모드들에 적합하지는 않다. 예를 들면, 몇몇 경우에, 리소스 할당에 더 미세한 세분성(finer granularity)을 갖는 것이 더 적절할 수 있다. 따라서, 변조 및 코딩율(modulation and coding rate, MPR) 및 리소스 할당의 독립적인 지정으로서 리소스들을 할당하는 것이 더 적절할 수 있다. H-ARQ 모드에 기초한 Nep 및 Nsch의 재규정은 최대 융통성을 허용한다.

체이스 결합을 허용하기 위해, 이들 3개의 파라미터들에 대한 대안적인 규정들이 체이스 결합이 이용될 때에만 이용을 위해 제공된다. IEEE 802.16 섹션 6.3.2.43 HARQ-MAP 메시지의 메시지 크기는 일정하게 유지되어야 하기 때문에, SPID(2 비트), Nep(4 비트) 및 Nsch(4 비트)를 위한 대안적인 규정들은 원래의 규정들로서 총 비트(즉, 10)의 동일한 수를 가져야 한다.

2-비트 SPID가 어떠한 증분 리던던시 인코딩 포맷이 현재 패킷을 전송하는데 이용되는지를 식별하도록 IEEE 802.16에 의해 이용된다. 체이스 H-ARQ에 대해, 모든 재전송은 제 1 전송과 동일하고, 따라서 SPID 필드가 불필요하다. 체이스 H-ARQ가 이용될 때, SPID 필드는 보존된 것으로 마킹되고 "00"으로 인코딩된다.

Nep 및 Nsch는 각각 802.16RevD/D5에 규정된 H-ARQ 신호화에서의 4-비트 필드들이다. 이들 4-비트 필드들은 변조, 정보 비트들의 수 및 할당된 서브-채널들의 수를 규정한다. 컨벌루션 터보 부호(CTC) 모드에서, 정보 비트들의 수는 802.16RevD/D5의 페이지 613의 표 330에 색인된 바와 같은 Nep의 값에 의해 규정된다. 할당된 서브 채널들의 수는 Nep 및 Nsch 모두에 의존하고 802.16RevD/D5의 페이지 609의 표 329의 다운링크에 어드레스된다. 마지막으로, 변조는 802.16RevD/D5의 페이지 608에 규정된 바와 같은 변조 프로덕트율(Modulation Product Rate, MPR)을 계산하고 이어서 임계 레벨들의 세트와 비교함으로써 결정된다. 대안적으로, 변조, 코딩율 및 할당된 서브 채널들의 수는 Nep 및 Nsch 값들의 16×16 표에 표시될 수 있다.

논의된 바와 같이, 체이스 결합은 Nep 및 Nsch의 대안적인 규정들을 필요로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, Nep 및 Nsch에 이용된 8 비트는 두 개의 필드들, 즉 3 비트의 단축된 DIUC/UIUC 필드 및 5 비트의 컴팬딩된(companded) 서브 채널 할당으로서 재규정된다. 이들 값들은 단지 일반 체이스 HARQ 할당이 신호화될 때(즉, 스위치-모드 IE에서 H-ARQ 모드=1)일 때에만 dl용된다. 단축된 DIUC 필드는 통상의 DL_MAP에서의(즉, IR이 이용될 때) DIUC 필드보다 1-비트 작은 3-비트이다. 단축된 DIUC는 통상의 DIUC에서 낮은 8개의 값들로 맵핑된다. 컴팬딩된 서브 채널 할당은 표 3에 나타낸 바와 같이 미리 규정된 룩업 테이블에 기초하여 서브 채널들의 수를 식별할 수 있다. 이 예에서, 할당된 서브 채널들은 균일한 로그함수 방식으로 규정된다.

표 3의 값들에 대해서, 기본 2 로그함수 연산이 적용되고 이어서 균일한 수의 값들이 2의 멱들의 정수인 (선형) 할당된 서브 채널 값들 사이에 정량화된다. 이는 128과 256, 256과 512 등 사이에 동일한 수(즉, 3)의 할당된 서브 채널 엔트리들이 존재하는 것을 알 수 있다. 컴팬딩은 OFDMA 심벌/보드(baud)의 32개의 서브 채널들 내에 더 양호한 정합/멀티플렉스를 위해 로그함수 연산 후에 순수한 균일한 정량화는 아니다. 그러나, 로그함수 연산 후의 순수 균일 정량화(pure uniform quantization)와 같은 다른 컴팬딩 연산이 또한 적용될 수도 있다. 예를 들면, 256과 512개의 서브 채널들 사이의 3개의 값들은 멱 8.25, 8.5 및 8.75에 대한 2에 대응하는 304, 362 및 431로서 선택될 수 있다.

컴팬딩된 서브 채널들	할당된 서브 채널들	컴팬딩된 서브 채널들	할당된 서브 채널들
0	1	16	40
1	2	17	48
2	3	18	56
3	4	19	64
4	5	20	80
5	6	21	96
6	7	22	112
7	8	23	128
8	10	24	160
9	12	25	192
10	14	26	224
11	16	27	256
12	20	28	320
13	24	29	384
14	28	30	448
15	32	31	512

표 3: 체이스 결합이 이용될 때의 컴팬딩된 서브 채널들

명백한 바와 같이, 5 비트가 컴팬딩된 서브 채널(일상의 9 대신에)에 의해 이용되기 때문에, 특정 서브 채널 할당들은 최대 허용 가능한 서브 채널 할당들(예를 들면, 512)을 얻기 위해 스킵된다. 부가적으로, 비-HARQ 할당들이 송신될 때, DIUC는 피크-대-평균 감소 구역들, 다운링크 맵의 종점 또는 확장된 DIUC 어드레스 공간에 대해 3개의 특정 미리 규정된 지시들 미만의 4 비트 신호화의 13개의 상이한 버스트 프로파일들을 포함한다. 이들 후자의 3개의 특정 인코딩들은 H-ARQ 인코딩에는 불필요하고, 따라서 3-비트의 단축된 DIUC의 이용은 단지 원래 13개의 값들로부터 9로 이용 가능한 버스트 프로파일들을 감소시킨다. 단축된 DIUC에 의해 가능화된 9개의 버스트 프로파일들은 효과적인 적응성 변조 및 코딩 동작을 위해 충분하다.

데이터를 랜덤화하기 위한 방법은 체이스 결합을 수용하도록 수정되어야 한다. 현재, PRBS 발생기가 시작 OFDM 심벌 번호 및 서브 채널 번호에 기초하여 시드(seed)된다. 이는 이들을 결합 불가능하게 하는 각각의 HARQ 시도에 대한 상이한 랜덤화 패턴을 초래할 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위해, PRBS는 CTC IR에 대해 수행된 바와 같이 셀 ID로 시드되는 것이 제안된다.

체이스 결합이 이용될 때 존재하는 Nep 및 Nsch에 대한 새로운 필드들에 의해, 섹션들 6.3.2.3.43.6.1, 6.3.2.3.43.6.2 및 6.3.2.3.43.6.3은 Nep 및 Nsch를 위한 테이블 엔트리들을 갖는다.

N_EP 코드	4 비트	인코더 패킷 비트들의 코드(8.4.9.2.3.5 참조)
N_SCH 코드	4 비트	할당된 서브 채널들의 코드(8.4.9.2.3.5 참조)

치환하면

if(H-ARQ mode="CTC IR"){
N_EP 코드	4 비트	인코더 패킷 비트들의 코드(8.4.9.2.3.5 참조)
N_SCH 코드	4 비트	할당된 서브 채널들의 코드(8.4.9.2.3.5 참조)
} elsif(H-ARQ mode=Generic){
단축된 DIUC	3 비트	단축된 DIUC
컴팬딩 SC	5 비트	할당된 서브 채널들의 코드(8.4.9.5 참조)
}

따라서, IEEE 802.16을 채용하는 모든 송신기들은 인코딩 유형을 결정하고(상술한 바와 같이), 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드를 전송할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 이들 필드들 내의 제어 정보 방송은 인코더에 의해 이용되는 인코딩 유형(예를 들면, 체이스 결합 또는 증분 리던던시)에 기초할 수 있다. 더 구체적으로는, 표준 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들은 증분 리던던시가 단기 체이스 결합만이 이용될 때 이용되는 이들 3개의 파라미터들을 위한 대안적인 정의들로 이용될 때 이용된다.

도 7은 도 5의 수신기의 동작, 특히 제어 정보의 전송을 도시하는 흐름도이다. 논리 흐름은 디폴트 802.16 SPID(2 비트), Nep(4 비트) 및 Nsch(4 비트) 필드들이 IR에 대한 논리 회로(505)에 의해 이용되는 단계 701에서 시작한다. 이들 필드들은 수신기(500)를 위한 디폴트 설정들로서 이용된다는 것을 주목해야 한다. 단계 703에서, IE 메시지가 수신되고 논리 유닛(505)은 스위치-모드 IE 메시지(200)로부터 도입 4-비트 H-ARQ 모드 필드를 분석한다. 단계 705에서, CTC IR 코딩이 이용되는지 여부에 대한 결정이 논리 회로(505)에 의해 이루어진다. 단계 705에서, 표준 CTC IR 코딩이 이용된다고 결정되면, 논리 흐름은 임의의 수신된 H-ARQ-MAP IE에 포함된 10 비트가 802.16 SPID(2 비트), Nep(4 비트) 및 Nsch(4 비트)로서 논리 회로(505)에 의해 이용되는 단계 701로 복귀한다. 그러나, 단계 705에서, 논리 회로(505)가 일반 체이스 코딩이 이용된다고 결정하면, 논리 흐름은 SPID 필드가 불필요하고 단축된 DIUC 및 컴팬딩 SC가 이용되는 단계 707로 계속된다. 논리 흐름은 단계 703으로 복귀한다. 따라서, 논리 회로는 인코딩 유형을 결정하고 제 1 인코딩 유형이 이용될 때 제 1 정보 유형을 위한 IE 내의 복수의 필드들을 이용하고 제 2 인코딩 유형이 이용될 때 제 2 정보 유형을 위한 IE 내의 복수의 필드들을 이용한다. 특히, IR이 이용될 때 제 1 채널 할당 테이블이 이용되고, 일반 체이스 결합이 이용될 때 제 2 채널 할당 테이블이 이용된다. 부가적으로, 일반 체이스 결합이 이용될 때, 단축된 DIUC가 통상의 DIUC의 낮은 8개의 값들로 맵핑된다. 따라서, 제 1 인코딩 유형이 이용될 때 스위치-모드 IE 내의 복수의 필드들이 제 1 정보를 위해 이용되고, 제 2 인코딩 유형이 이용될 때 제 2 정보에 대한 복수의 필드들을 이용한다.

도 8은 도 3의 송신기의 동작을 도시하는 흐름도이다. 논리 흐름은 데이터가 인코더(302)에 의해 수신되는 단계 801에서 시작한다. 인코더(302)에 의해 수신된 데이터는 수신기로 송신된다. 단계 803에서, 논리 유닛(305)은 인코더(302)에 의해 이용되는 인코딩 유형을 결정한다. 이 단계는 수신기로 송신될 데이터에 대한 인코딩 유형을 결정하는 것을 포함하고, 구체적으로는 일반 체이스 결합 또는 증분 리던던시가 이용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

단계 805에서, 논리 유닛(305)은 이어서 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드를 갖는 IE들을 구성하도록 패킷/IE 발생기(303)에 명령하고, 여기서 이들 필드들 내에 전송된 정보는 인코딩 유형에 기초한다. 특히, 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들은 CTC 증분 리던던시가 이용될 때 이용되고, "00"은 SPID 필드 및 3 비트의 단축된 DIUC/UIUC 필드에 이용되고, 체이스 결합이 이용될 때 5 비트의 컴팬딩된 서브 채널 할당이 이용된다.

마지막으로, 단계 807에서 IE가 송신기(304)를 거쳐 전송된다. 데이터는 또한 수신기로 전송되고, 여기서 데이터는 인코더(302)에 의해 적절하게 인코딩된다. 명백한 바와 같이, 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드 내의 정보의 유형은 인코딩 유형에 기초한다.

본 발명이 구체적으로 도시되고 특정 실시예를 참조하여 기술되었지만, 형태 및 상세들의 다양한 변경들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 수 있을 것이다. 예를 들면, 부가의 H-ARQ 모드들이 상이한 유형들의 오류 정정 코딩 체계들을 커버하도록 명세서에 추가될 수 있다. 대부분의 예측 가능한 오류 정정 코딩 체계들은 일반 체이스 모드를 이용할 수 있지만, 스위치-모드 IE를 이용하는 H-ARQ 프로토콜에 통합될 수 있는 새로운 증분 리던던시 모드들을 규정하는 것이 가능하다. 이들 새로운 증분 리던던시 모드들은 다수의 할당된 서브 채널들, 변조 및 코딩율을 인코딩하기 위한 대안적인 방법들을 이용할 수 있다. 이러한 변경들은 이하의 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

본 발명은 일반적으로 하이브리드 ARQ 체계들을 채용하는 시스템들에 관한 것으로서, 특히 다중 모드 하이브리드 ARQ 체계에 관한 것이다. 본 발명은 다수의 코딩 모드들을 채용하는 통신 시스템 내에서의 다중 모드 하이브리드 ARQ의 방법 및 장치로 이용할 수 있다.

Claims

IEEE 802.16 시스템 프로토콜을 채용하는 송신기에서의 제어 정보 전송 방법으로서,

인코딩 유형을 결정하는 단계; 및

서브-패킷 식별자(Sub-packet Identifier, SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(encoder packet size, Nep) 필드, 및 다수의 서브 채널들(a number of sub channels, Nsch) 필드 내의 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하고,

상기 필드들 내에 전송된 상기 정보는 상기 인코딩 유형에 기초하는, 제어 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

수신기로 전송될 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함하고,

상기 인코딩 유형 결정 단계는 상기 수신기로 전송될 상기 데이터에 대한 인코딩 유형을 결정하는 단계를 포함하는, 제어 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 인코딩 유형 결정 단계는 일반 체이스 결합(generic Chase combine) 또는 증분 리던던시(Incremental Redundancy)가 이용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 제어 정보 전송 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 정보 전송 단계는 CTC 증분 리던던시가 이용될 때 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들을 전송하는 단계를 포함하는, 제어 정보 전송 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 정보 전송 단계는 CTC 증분 리던던시가 이용될 때 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 SPID는 서브-패킷 식별자를 나타내고, 상기 Nep는 인코더 패킷 크기를 나타내고, 상기 Nsch는 다수의 서브 채널들을 나타내는, 제어 정보 전송 방법.
IEEE 802.16 시스템 프로토콜을 채용하는 수신기에서,

인코딩 유형을 결정하는 단계,

복수의 필드들을 포함하는 메시지를 수신하는 단계, 및

제 1 유형의 인코딩이 지정될 때 제 1 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하고, 제 2 인코딩 유형이 지정될 때 제 2 정보에 대한 복수의 필드들을 이용하는 단계를 포함하는, 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 인코딩 유형 결정 단계는 일반 체이스 결합 또는 증분 리던던시가 지정되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 메시지 수신 단계는 서브-패킷 식별자(SPID) 필드, 인코더 패킷 크기(Nep) 필드 및 다수의 서브 채널들(Nsch) 필드를 포함하는 메시지 수신 단계를 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 복수의 필드들을 이용하는 단계는 증분 리던던시가 지정될 때 표준 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들로서 복수의 필드들을 이용하는 단계를 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 복수의 필드들을 이용하는 단계는 증분 리던던시가 이용될 때 표준 802.16 SPID, Nep 및 Nsch 필드들로서 복수의 필드들을 이용하는 단계를 포함하고, 상기 SPID는 서브-패킷 식별자를 나타내고, 상기 Nep는 인코더 패킷 크기를 나타내고, 상기 Nsch는 다수의 서브 채널들을 나타내는, 방법.