KR20070103559A - 자동 재전송 요구 방식에 적용되는 자원 할당 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최초 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 디코딩을 수행하는 시스템에 적용되는 자원 할당 방법에 관한 것으로, n 개의 자원 블록을 이용하여 패킷을 전송하는 단계와, 상기 패킷에 대한 제 1 수신 실패(NACK) 신호를 수신하는 단계 및 상기 제 1 수신 실패 신호(NACK)에 따라, 상기 n 보다 작은 m 개의 자원 블록을 사용하여 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함하여 이루어지며, 재전송을 수행하는 경우 효율적으로 자원을 할당할 수 있도록 하는 효과가 있다.
HARQ, 자원 블록, 자원 할당, 재전송

Description

자동 재전송 요구 방식에 적용되는 자원 할당 방법{Method for Resource Allocation in HARQ}
도 1 은 자원 블록을 나타낸 일실시예 설명도.
도 2 는 동기 채널 고정형(Synchronous non-adaptive) HARQ 방식에 있어서, 무선 자원 할당 방법을 나타낸 일실시예 설명도.
도 3 은 동기 채널 고정형(Synchronous non-adaptive) HARQ 방식에 있어서, 무선 자원 할당 방법을 나타낸 일실시예 설명도.
본 발명은 통신 시스템에 적용되는 자원 할당 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 최초 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 디코딩을 수행하는 시스템에 적용되는 자원 할당 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템에 있어서, 하나의 기지국은 무선 채널을 통해 적어도 하나의 이동국과 데이터를 송수신한다. 다중 반송파를 이용하여 패킷을 전송하는 시스템에서, 기지국은 유선 인터넷 망으로부터 패킷을 수신하고, 수신된 패킷을 일정한 통신 방식에 따라 각 이동국에 전송한다. 이때, 기지국이 어떤 시점에서 어떤 주파 수 대역을 사용해서 어떤 이동국에 데이터를 전송할 것인지를 제어하는 것을 하향링크 스케줄링(Downlink Scheduling)이라고 한다. 또한, 정해진 형태의 통신 방식을 사용하여 이동국으로부터 송신된 데이터를 수신하고 복조하여 유선 인터넷망으로 패킷을 전송한다.
기지국이 어떤 시점에서 어떤 주파수 대역을 사용하여 어떤 이동국에 상향 링크 데이터를 전송할 수 있도록 할 것인지를 제어하는 것을 상향 링크 스케줄링(Uplink Scheduling)이라고 한다. 일반적으로 채널 상태가 좋은 이동국이 보다 많은 시간, 많은 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있도록 한다.
2 이상의 반송파를 사용하여 통신을 수행하는 시스템에 있어서, 통신을 위한 자원은 크게 시간 영역 자원과 주파수 영역 자원을 포함하는데, 상기 시간 영역 자원 및 주파수 영역 자원을 일정한 단위로 정의할 수 있다. 예를 들어, N 개의 부반송파와 M 개의 시간 단위(예를 들어, 서브프레임)로 이루어진 자원 블록(resource block)을 정의할 수 있다. 여기서, N 및 M 은 1 이상의 정수값을 가질 수 있다.
도 1 은 자원 블록을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 1 에서, 각 사각형은 하나의 자원 블록을 의미하며, 상기 자원 블록은 하나의 자원 블록은 정해진 시간 내에 전송되는 일정한 수의 부반송파의 집합으로 이루어진다. 하향 링크에 있어서, 기지국은 정해진 스케줄링 규칙에 따라, 선택된 이동국에 자원 블록을 할당하고, 기지국은 할당된 자원 블록을 이용하여 이동국에 데이터를 전송한다.
한편, 상향 링크에 있어서는, 기지국이 정해진 스케줄링 규칙에 따라, 선택된 이동국에 자원 블록을 할당하고, 이동국은 상기 자원블록을 이용하여 기지국에 데이터를 전송한다.
패킷의 수신 실패에 대한 제어 방법으로는 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request; 이하 'ARQ') 및 하이브리드 자동 재전송 요구(Hybrid Automatic Repeat Request; 이하 'HARQ') 가 있다. 상기 ARQ 에 있어서, 송신측에서는 하나의 패킷(또는 프레임, 이하 같다)을 전송한 후, 수신 확인(Acknowledgement; 이하 'ACK') 신호가 전송되면, 새로운 패킷을 전송하고, 수신 실패(Negative Acknowledgement; 이하 'NACK') 신호가 전송되면, 상기 패킷을 재전송한다.
한편, 수신측에서는 하나의 패킷을 수신하여 디코딩 한 결과, 디코딩에 성공한 경우에는, ACK 를 전송하고, 디코딩에 실패한 경우에는 NACK 을 전송하고, 수신된 패킷을 버퍼에서 삭제하고, 재전송되는 패킷을 기다린다.
한편, 상기 HARQ 에 있어서는, 송신측에서는 하나의 패킷을 전송한 후, 수신 확인(Acknowledgement; 이하 'ACK') 신호가 전송되면, 새로운 패킷을 전송하고, 수신 실패(Negative Acknowledgement; 이하 'NACK') 신호가 전송되면, 상기 패킷을 재전송한다. 이때, 순방향 오류 정정(FEC; Forward Error Correction) 기능을 가지는 코딩이 적용된 패킷이 재전송된다.
따라서, 수신측에서는 하나의 패킷을 수신하여 디코딩 한 결과, 디코딩에 성공한 경우에는, ACK 를 전송하고, 디코딩에 실패한 경우에는 NACK 을 전송하고, 버퍼에 수신된 패킷을 저장한다. 그리고, 상기 NACK 신호에 따른 재전송 패킷이 수신되면, 상기 버퍼에 수신된 패킷과 결합하여 디코딩을 수행함으로써, 패킷의 수신 성공율을 높일 수 있게 된다.
HARQ 방식은, 재전송하는 타이밍에 따라, 동기(synchronous) HARQ 방식과 비동기(asynchronous) HARQ 방식으로 구분할 수 있다. 동기 HARQ 방식에 있어서, 초기 전송이 실패했을 경우, 이 후의 재전송은 시스템에 의해 정해진 시점에 수행된다. 예를 들어, 초기 전송 실패 후에 매 4 번째 시간 단위에 재전송이 수행되도록 정해진 경우에는, 추가로 재전송 시점에 대한 정보를 수신측에 알릴 필요가 없다. 따라서, 데이터 송신 측에서 NAK 신호를 수신한 경우, ACK 신호를 받기까지 매 4 번째 시간 단위에 패킷을 재전송한다. 한편, 비동기(Asynchronous) HARQ 방식에 따르면, 재전송 시점에 관한 정보가 별도로 스케줄링 된다. 따라서, NACK 신호에 상응하는 패킷의 재전송 시점은 채널 상태 등 여러가지 요건에 의해 가변된다.
또한, 재전송 시 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는 지의 여부에 따라 채널 적응형(channel-adaptive) 과 채널 고정형(channel-non-adaptive) 방식으로 구분할 수 있다.
채널 고정형(channel-non-adaptive) HARQ 방식은 재전송시 패킷의 변조(modulation) 방식 사용되는 자원 블록의 수 등이 초기 전송 시 정해진 대로 이루어진다. 예를 들어, 송신 측에서 초기 전송 시 8 개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송하면, 이후 재전송 시에도 동일하게 8 개의 자원 블록을 이용하여 재전송한다.
한편, 채널 적응형(channel-adaptive) 방식은 패킷의 변조(modulation) 방식 사용되는 자원 블록의 수 등이 채널의 상태에 따라 가변 되는 방식이다. 예를 들어, 초기에 8 개를 이용하여 전송이 수행된 경우에도, 이후에 채널 상태에 따라서 는 8 개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송 할 수 있다.
동기(synchronous) HARQ 방식과 비동기(asynchronous) HARQ 방식, 채널 고정형(channel-non-adaptive) HARQ 방식과 채널 적응형(channel-adaptive) HARQ 방식을 조합하여 네가지의 HARQ 제어 방식을 고려할 수 있다. 이 중에서 주로 사용되는 방식은 비동기 채널 적응형(asynchronous channel-adaptive) HARQ 방식과 동기 채널 고정형(synchronous channel-non-adaptive) HARQ 방식이다.
비동기 채널 적응형(asynchronous channel-adaptive) HARQ 방식에 따르면, 재전송 타이밍과 사용하는 자원의 양을 채널의 상태에 따라 적응적으로 달리함으로써 보다 효율적으로 재전송을 수행할 수 있으나, 오버헤드가 커지는 문제점이 있다. 한편, 동기 채널 고정형(synchronous and channel-non-adaptive) HARQ 방식에 따르면, 재전송을 시점 및 재전송에 필요한 자원이 미리 정해져 있으므로, 재전송 수행을 위한 오버헤드가 거의 없으나, 재전송 효율이 저하되는 문제점이 있다.
2 이상의 반송파를 사용하여 신호를 전송하는 시스템에 있어서, 무선 자원은 정해진 시간 내에 전송되는 일정한 수의 부반송파의 집합으로 이루어지는 자원 블록 단위로 할당된다. 이와 같이, 자원 블록 단위로 무선 자원이 할당되는 경우, 재전송을 수행하는 이동국에 대하여 효율적으로 무선 자원을 할당할 수 있는 방법이 문제된다.
본 발명은, 최초 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 디코딩을 수행하는 시스템에 있어서, 재전송을 수행하는 경우 효율적으로 자원 할당을 수행하는 방 법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 최초 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 디코딩을 수행하는 시스템에 적용되는 자원 할당 방법에 있어서, n 개의 자원 블록을 이용하여 패킷을 전송하는 단계와, 상기 패킷에 대한 제 1 수신 실패(NACK) 신호를 수신하는 단계 및 상기 제 1 수신 실패 신호(NACK)에 따라, 상기 n 보다 작은 m 개의 자원 블록을 사용하여 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 동기 채널 고정형(Synchronous non-adaptive) HARQ 방식에 있어서, 무선 자원 할당 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 동기 채널 고정형(Synchronous non-adaptive) 방식의 HARQ 에 있어서, 최초 전송시에 할당된 자원 블록의 수가 재전송 시에도 그대로 유지하고, 일정한 시간 간격을 두고 재전송을 수행할 수 있다.
도 2 의 일례에서는, 매 4 시간 단위마다 재전송이 수행되고, 최대 재전송 횟수는 4 회로 가정하였다. 단말 A 는 시간 T1 에서 3 개의 자원 블록을 할당받아 초기 전송을 시작하고, 이후 시간 T4 에서도 초기에 할당 받아 사용하였던 것과 같은 개수와 같은 주파수 위치에서 재전송을 하고, 최대 4 회의 재전송을 수행한다. 따라서, 시간 T12 이후에는 수신 성공 여부와 관계 없이 더 이상 재전송이 이루어 지지 않는다. 반면, 시간 T16 에서 초기 전송을 시작한 단말 D의 경우에는, 재 전송을 2 회만 하였으나 ACK신호를 받았으므로 더 이상 재전송 하지 않는다.
또한, 단말 C 의 경우, 최초 전송에 3 개의 자원 블록을 할당 받았으므로, ACK 신호가 수신될 때까지 3 개의 자원 블록을 이용하여 재전송을 수행한다. 또한, 재전송 타이밍에 대한 시그널링 없이도 일정한 재전송 시간 간격을 두고 재전송을 수행한다.
도 3 은 동기 채널 고정형(Synchronous non-adaptive) HARQ 방식에 있어서, 무선 자원 할당 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 최초 전송시에 일정한 수의 자원 블록을 할당하고, 재전송이 거듭될 때마다 일정한 비율로 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킬 수 있다. 즉, 초기 전송 시에는 많은 자원을 할당하여 높은 데이터 레이트로 전송되도록 하고, 재전송시에는 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킴으로써 무선자원을 보다 효율적으로 이용할 수 있다.
예를 들어, 단말 C 는 초기 전송하는 시점인 T1 에서 3 개의 자원 블록을 할당받아 전송하지만, 두 번째 재전송 시에는 2 개, 이후의 재전송 시에는 1 개의 자원 블록을 사용하여 재전송을 수행한다. 또한, 단말 D 도 시간 T16 에서는 4 개의 자원 블록을 이용하여 초기 전송을 수행하지만, 이후에는 2 개, 그리고 1 개의 자원 블록만을 이용하여 재전송을 수행한다. 따라서, 재전송시 사용하는 자원 블록의 수가 줄어들게 되면, 이를 다른 이동국에 할당할 수 있으므로 효율적으로 무선 자원을 사용할 수 있다.
상기와 같이 재전송이 반복될 때마다 할당되는 자원 블록을 수를 감소시키는 방법 이외에, 최초 전송 이후 첫번째 재전송시에만 할당되는 자원 블록의 수를 감소시키고 그 이후의 재전송에는 할당되는 자원 블록의 수를 유지시키는 방법을 고려할 수 있다. 또한, N 번째 재전송시에만 할당되는 자원 블록의 수를 감소시키는 방법도 고려할 수 있다.
수학식 1 은 최대 K 회의 재전송이 정의될 때, k (k<K) 번째 재전송에 할당되는 자원 블록의 수를 산출하는 방법을 나타낸 것이다.
Figure 112006027127290-PAT00001
수학식 1 에서, R(k-1)은 k-1 번째 재전송 시에 사용되는 자원 블록의 수이고,
Figure 112006027127290-PAT00002
는 이후 재전송 시에 감소되는 비율이고, R(k)는 k 번째 재전송 시에 할당되는 자원 블록의 수를 의미한다.
예를 들어, 재 전송 시 할당되는 자원 블록의 수를 50% 씩 감소시키는 경우를 가정하면, 이때의 p = 0.5 가 되고, 최초 전송시에 할당된 자원 블록이 4 개일 때 이후 두 번째 재전송 시에 사용하는 자원 블록은 2 개가 되고, 세 번째 재 전송 시 사용하는 자원 블록은 1 개, 그리고 이후의 재전송 시에는 1 개의 자원 블록을 이용하여 재전송이 수행된다.
도 2 의 일례와 같이 재전송시에도 할당되는 자원 블록의 수를 일정하게 유지할 것인지 혹은 도 3 의 일례와 같이 재전송시에 할당되는 자원 블록의 수를 감 소시킬 것인지를 미리 규정할 수 있다. 또한, 재전송시에 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킨다면, 어떤 규칙에 따라 감소시킬지에 관한 사항도 미리 규정해 둘 수 있다. 상기와 같이, 이동국과 기지국 사이에 자원 블록 감소 여부 및 감소 규칙 등을 규정해 두면, 별도의 시그널링 없이도 HARQ 가 동작할 수 있다.
한편, 재전송시에도 할당되는 자원 블록의 수를 일정하게 유지할 것인지 혹은 재전송시에 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킬 것인지에 관한 사항을 필요한 때마다 시그널링할 수 있다. 또한, 재전송시에 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킨다면, 어떤 규칙에 따라 감소시킬지에 관한 사항도 시그널링할 수 있다.
또한, 재전송시에도 할당되는 자원 블록의 수를 일정하게 유지할 것인지 혹은 재전송시에 할당되는 자원 블록의 수를 감소시킬 것인지에 관한 사항은 미리 규정해 놓고, 어떤 규칙에 따라 할당되는 자원 블록을 감소시킬지에 관한 사항만을 시그널링 할 수도 있다.
하향 링크에서는 기지국이 재전송 데이터를 보낼 때 그 시점에서 재전송되는 프레임이 초기 전송 시보다 줄어든 자원 블록 수를 이용하여 전송이 되는 것인지, 아니면 초기 전송 시 이용했던 만큼의 자원 블록을 이용하여 전송이 되는지 여부를 이동국에게 알려줄 수 있다. 상향 링크에서는 재전송 패킷이 초기 전송 시보다 줄어든 자원 블록 수를 이용하여 전송할 것인지, 아니면 초기 전송 시 이용했던 만큼의 자원 블록을 이용하여 전송할 것인지를 기지국이 이동국에 알려주면, 이동국은 기지국이 알려주는 자원 블록의 수에 따라 재전송을 수행할 수 있다.
재전송시 할당되는 자원 블록의 수를 감소시키면, 데이터가 전송되는 자원 블록은 초기에 스케줄링을 받았던 그 대역 내에서 어떤 패턴으로 할당되는 자원 블록이 감소되는지에 관한 정보가 필요하다. 한편, 주파수 도약(hopping)에 따라 무선 자원이 할당된 경우에는 주파수 도약 패턴에 상응하여 어떤 방식으로 할당되는 자원 블록이 감소되는지에 관한 정보가 필요하다. 예를 들어, 도 3 에 도시된 바와 같이 최초 전송시에 3 개의 자원 블록이 할당되고, 그 후로 가장 낮은 주파수에 해당하는 자원 블록부터 할당에서 배제할 수 있다. 또한, 최초 전송 이후에 가장 높은 주파수에 해당하는 자원 블록부터 자원 블록 할당에서 배제할 수도 있다. 따라서, 이러한 자원 블록 감소 패턴에 관한 정보가 필요하다. 이러한 정보는 기지국과 이동국에 미리 약속되어 있을 수도 있고, 상위계층 시그널링으로 자원 블록 감소 패턴에 관한 정보를 제공할 수도 있다.
상기 자원 블록을 감소시키는 패턴에 있어서, 자원 블록이 할당되지 않음으로써 발생하는 잉여 자원 블록은 다른 이동국에게 할당될 수 있으므로, 이러한 잉여 자원 블록이 주파수 축을 기준으로 최대한 연속적으로 배치되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 재전송을 수행하는 경우 효율적으로 자원을 할당할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 최초 전송된 패킷과 재전송된 패킷을 결합하여 디코딩을 수행하는 시스템에 적용되는 자원 할당 방법에 있어서,
    n 개의 자원 블록을 이용하여 패킷을 전송하는 단계;
    상기 패킷에 대한 제 1 수신 실패(NACK) 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 수신 실패 신호(NACK)에 따라, 상기 n 보다 작은 m 개의 자원 블록을 사용하여 상기 패킷을 재전송하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 자원 할당 방법(n, m 은 0 보다 큰 정수).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 m 개의 자원 블록을 통해 전송한 패킷에 대한 제 2 수신 실패 신호(NACK)를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 수신 실패 신호(NACK)에 따라, 상기 m 보다 작은 l 개의 자원 블록을 사용하여 상기 패킷을 재전송하는 단계
    를 더 포함하여 이루어지는 자원 할당 방법(
    Figure 112006027127290-PAT00003
    이고, l 은 0 보다 큰 정수)
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 p 값은 미리 정해진 값인 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 p 값은 시그널링 된 값인 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 n 개의 자원 블록을 사용하여 패킷을 전송하는 시점으로부터 상기 제 1 수신 실패 신호에 따라 패킷을 재전송하는 시점의 시간 간격은, 상기 제 1 수신 실패 신호에 따라 패킷을 재전송하는 시점으로부터 상기 제 2 수신 실패 신호에 따라 패킷을 재전송하는 시점 사이의 시간 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    주파수 축 상에서 상기 m 개의 자원 블록들의 위치는 상기 n 개의 자원 블록들의 위치 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 m 개의 자원 블록을 이용하여 전송되는 패킷은 최초 전송 패킷인 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 n 개의 자원 블록들 및 m 개의 자원 블록들은 일정한 호핑 패턴에 따라 할당되는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
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