KR20080010640A - Method for combining data block and method for hybrid automatic repeat request - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 통신 시스템을 이용한 복합 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a complex retransmission method using the communication system of FIG. 1.
도 3은 도 2의 단계 S150의 동작을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of step S150 of FIG. 2.
도 4는 제2 데이터 블록의 신뢰도에 따른 FER(frame error rate)를 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating a frame error rate (FER) according to the reliability of the second data block.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a complex retransmission method according to another embodiment of the present invention.
도 6은 피드백되는 NACK 신호를 나타낸 예시도이다. 6 shows an example of a feedback NACK signal.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 블록 결합 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a data block combining method according to another embodiment of the present invention.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **** Explanation of symbols in main part of drawing **
100 : 송신기100: transmitter
200 : 수신기200: receiver
220 : 데이터 블록 결합부 220: data block combiner
250 : 재전송 결정부250: retransmission decision unit
본 발명은 데이터 블록 결합 방법 및 복합 재전송 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 재전송된 데이터를 결합하는 데이터 블록 결합 방법 및 복합 재전송 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a data block combining method and a complex retransmission method, and more particularly, to a data block combining method and a complex retransmission method for combining retransmitted data.
최근 고속의 멀티미디어 무선 통신 서비스와 같은 무선 환경 하에서 고속의 데이터 전송과 더불어 차등적인 QoS(quality of service)의 보장이 필수적으로 요구되고 있다. Recently, in a wireless environment such as a high-speed multimedia wireless communication service, it is essential to guarantee high quality data and differential quality of service (QoS).
통신의 신뢰성을 확보하기 위한 에러 보상 기법으로는 FEC(forward error correction) 방식(scheme)과 ARQ(automatic repeat request) 방식이 있다. FEC 방식에서는 정보 비트들에 여분의 에러 정정 코드를 추가시킴으로써, 수신단에서의 에러를 정정한다. ARQ 방식에서는 데이터 재전송을 통해 에러를 정정하며, SAW(stop and wait), GBN(Go-back-N), SR(selective repeat) 방식 등이 있다. FEC 방식은 시간 지연이 적고 송수신단 사이에 별도로 주고 받는 정보가 필요 없다는 장점이 있지만, 양호한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다. ARQ 방식은 시간 지연이 생기게 되고 열악한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 제안된 것이 FEC와 ARQ를 결합한 복합 재전송(hybrid automatic repeat request, 이하 HARQ) 방식이다. HARQ 방식은 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하고 있을 때, 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다. HARQ 방식의 일예에 관하여는 S. Lin, D.J. Costello, M.J. Miller, Automatic repeat request error control schemes, IEEE Communications Magazine, Vol. 22, No. 12, pp. 5-17, Dec. 1984를 참조할 수 있다. Error compensation techniques for securing communication reliability include a forward error correction (FEC) scheme and an automatic repeat request (ARQ) scheme. In the FEC scheme, an error at the receiving end is corrected by adding an extra error correction code to the information bits. In the ARQ scheme, errors are corrected through data retransmission, and there are a stop and wait (SAW), a go-back-N (GBN), and a selective repeat (SR) scheme. The FEC method has a low time delay and does not require information to be transmitted and received separately between the transmitter and the receiver, but has a disadvantage in that the system efficiency is poor in a good channel environment. The ARQ method has a time delay and a poor system efficiency in a poor channel environment. To solve these shortcomings, a hybrid automatic repeat request (HARQ) scheme combining FEC and ARQ is proposed. The HARQ scheme improves performance by requiring retransmission when the received data contains an error that cannot be decoded. As an example of the HARQ method, S. Lin, D.J. Costello, M.J. Miller, Automatic repeat request error control schemes, IEEE Communications Magazine, Vol. 22, no. 12, pp. 5-17, Dec. See 1984.
HARQ 방식은 Type I, Type II, Type III로 구분할 수 있다. Type I은 에러가 검출된 데이터를 버리고(discard), 새로운 데이터의 재전송을 요구한다. Type II는 에러가 검출된 데이터를 버리지 않고, 재전송된 데이터와 이전 데이터를 결합시킨다. 재전송된 데이터와 이전 데이터는 서로 다른 부호율을 가질 수 있다. Type III는 Type II와 비교하여 재전송된 데이터가 자기-복호가능한(self-decodable) 부호라는 차이가 있다. 즉 재전송된 데이터는 이전 데이터와의 결합없이 복호될 수 있다. HARQ can be classified into Type I, Type II, and Type III. Type I discards the data from which an error was detected and requires retransmission of new data. Type II combines retransmitted data with previous data without discarding the data from which an error was detected. Retransmitted data and previous data may have different code rates. Type III differs from Type II in that the retransmitted data is a self-decodable code. That is, the retransmitted data can be decoded without combining with previous data.
또한, HARQ 방식은 chase combining과 IR(incremental redundancy)로 구분할 수 있다. Chase combining은 상기 Type I의 변형된 방식으로, 에러가 검출된 데이터를 버리지 않고 재전송된 데이터와 결합시킨다. IR은 상기 Type II 또는 상기 Type III 방식을 말한다. Type II 또는 Type III에서는 재전송되는 데이터에 추가적인 부가 정보(additional redundant information)가 증분적으로(incrementally) 전송되기 때문이다. Type II와 Type III를 구분하여, Type II는 full IR, Type III는 partial IR이라고도 한다. In addition, the HARQ scheme may be classified into chase combining and incremental redundancy (IR). Chase combining is a modified method of Type I, which combines the retransmitted data without discarding the data in which an error is detected. IR refers to the Type II or Type III scheme. This is because in Type II or Type III, additional redundant information is incrementally transmitted to retransmitted data. Distinguishing between Type II and Type III, Type II is also known as full IR and Type III is partial IR.
HARQ에서 일반적으로 이전 데이터와 재전송된 데이터의 결합이 필요하다. 결 합의 일례가 체이스(D. Chase)에 의해 "Code Combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets"라는 제목으로 IEEE Trans. on Commun., Vol. 33, pp. 593-607, May, 1985에 개시된 바 있다. 체이스에 의하면, 채널 추정의 결과에 따라 재전송된 데이터에 가중치(weight)를 두어 결합에 반영한다.In HARQ, a combination of previous data and retransmitted data is generally required. An example of the agreement is described by D. Chase under the heading "Code Combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets." on Commun., Vol. 33, pp. 593-607, May, 1985. According to the chase, the weight is given to the retransmitted data according to the channel estimation result and reflected in the combining.
전송된 데이터에서 에러가 검출된 경우, 재전송을 요청하고 재전송된 데이터와 이전 데이터를 결합시킨다. 채널 환경이 좋지 못한 상태로 수신된 이전 데이터는 계속된 재전송에도 불구하고, 결합된 결과에 지속적으로 악영향을 미친다. 재전송에도 불구하고 결합된 결과는 악화될(deteriorate) 수도 있다. 이는 버퍼의 낭비, 데이터 처리량(throughput)의 감소를 초래한다. 따라서, 채널 환경에 따라 결합 여부를 결정하는 방식이 필요하다.If an error is detected in the transmitted data, request retransmission and combine the retransmitted data with the previous data. Previous data received in poor channel conditions continues to adversely affect the combined result despite continued retransmission. Combined results may be deteriorated despite retransmission. This leads to wasted buffers and reduced data throughput. Therefore, there is a need for a method of determining whether to combine according to the channel environment.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 채널 환경에 따라 효율적으로 데이터를 결합하는 데이터 블록 결합 방법 및 복합 재전송 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a data block combining method and a complex retransmission method for efficiently combining data according to a channel environment.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 재전송으로 인한 데이터 악화를 방지하는 데이터 블록 결합 방법 및 복합 재전송 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a data block combining method and a complex retransmission method for preventing data deterioration due to retransmission.
본 발명의 일 양태에 따르면 데이터 블록 결합 방법을 제공한다. 상기 데이터 블록 결합 방법은 제1 데이터 블록을 전송받고, 상기 제1 데이터 블록에서 에러가 검출된 경우 재전송을 요청한다. 재전송에 따라 제2 데이터 블록을 전송받는다. 이어서, 전체 신뢰도가 전체 문턱값보다 큰 경우 상기 제2 데이터 블록과 상기 제1 데이터 블록을 결합시키고, 상기 전체 신뢰도가 상기 전체 문턱값보다 작은 경우 각 데이터 블록들의 신뢰도가 블록 문턱값보다 클 때 상기 제1 데이터 블록과 상기 제2 데이터 블록을 결합시킨다. According to an aspect of the present invention, a data block combining method is provided. The data block combining method receives a first data block and requests retransmission when an error is detected in the first data block. The second data block is received according to the retransmission. Subsequently, when the overall reliability is greater than the overall threshold, the second data block and the first data block are combined. When the reliability is smaller than the overall threshold, the reliability of each data block is greater than the block threshold. Join the first data block and the second data block.
본 발명의 다른 양태에 따르면 복합 재전송 방법을 제공한다. 상기 복합 재전송 방법은 데이터 블록들을 1회 이상 재전송받는다. 전체 신뢰도가 전체 문턱값보다 큰 경우 상기 데이터 블록들을 결합시키고, 상기 전체 신뢰도가 상기 전체 문턱값보다 작은 경우 각 데이터 블록의 신뢰도가 블록 문턱값보다 클 때, 해당하는 데이터 블록을 결합시킨다. 결합된 상기 데이터 블록에 대한 에러가 검출되는 경우 재전송을 요청한다.According to another aspect of the present invention, a complex retransmission method is provided. The complex retransmission method retransmits data blocks one or more times. The data blocks are combined when the overall reliability is greater than the overall threshold. When the reliability of each data block is greater than the block threshold, the corresponding data blocks are combined when the overall reliability is less than the overall threshold. If an error is detected for the combined data block, request retransmission.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout.
이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다(deploy). 이 기술은 다운링크(downlink) 또는 업링크(uplink)에 사용될 수 있다. 다운링크는 기지국(base station; BS)에서 단말기(mobile station; MS)로의 통신을 의미하며, 업링크는 단말기에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어(terminology)로 불릴 수 있다. 단말기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), UT(user terminal), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The following techniques can be used in various communication systems. Communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like. This technique can be used for downlink or uplink. The downlink means communication from a base station (BS) to a mobile station (MS), and the uplink means communication from a terminal to a base station. A base station generally refers to a fixed station that communicates with a terminal and may be referred to as another terminology, such as a base transceiver system (BTS), an access point, or the like. The terminal may be fixed or mobile and may be called in other terms such as user equipment (UE), user terminal (UT), wireless device (wireless device), and the like.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 통신시스템은 본 발명에 따라 구현된 전형적인 무선 통신 시스템이다. 1 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system is a typical wireless communication system implemented in accordance with the present invention.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 송신기(transmitter; 100)와 수신기(receiver; 200)를 포함한다. 여기서, 송신기(100)는 재전송 요청을 받아 재전송 데이터를 보내는 일방을 말하고, 수신기(200)는 수신된 데이터에 대해 에러를 검출하여 재전송을 요청하는 타방을 말하며, 반드시 데이터 송신 측 또는 데이터 수신 측으로 한정하는 것은 아니다. 송신기(100)는 기지국의 일부분(part)일 수 있다. 수신기(200)는 단말기의 일부분일 수 있다. 또는(alternatively), 송신기(100)는 단말기의 일부분일 수 있고, 수신기(200)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다. 단말기는 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a communication system includes a
송신기(100)는 에러검출코딩부(110), 인코딩부(120), 데이터 처리부(130), 변조부(140), 복조부(150) 및 재전송 제어부(160)를 포함한다.The
에러검출코딩부(110)는 정보 비트들(information bits)을 입력받아, 정보 비트들에 에러 검출 비트들을 추가한다. 정보 비트들은 텍스트, 음성, 영상 또는 기타 데이터를 포함할 수 있다. 에러 검출 비트들은 CRC(cyclic redundancy check) 비트들일 수 있다. The error
인코딩부(120)는 에러 정정 코드를 통해 정보 비트들을 인코딩한다. 에러 정 정 코드는 터보 부호(turbo code)일 수 있다. 터보 부호는 정보 비트들을 구조적 비트(systematic bits)로써 포함시키는 구조적 코드이다. 부호률(code rate)이 1/3인 터보 코드의 경우, 2개의 패리티 비트들이 하나의 구조적 비트에 할당된다. 다만, 에러 정정 코드는 터보 부호에 한하지 않고 LDPC(low density parity check code)이나 기타 컨볼루션(convolution) 부호 등에도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다. The
데이터 처리부(130)는 인코딩된 정보 비트들을 한번에 전송할 양인 데이터 블록을 형성한다. 데이터 블록은 패킷(packet)일 수 있다. 즉 데이터 처리부(130)는 상기 정보 비트들을 천공(puncturing)하거나, 반복시켜 물리적 채널(physical channel)의 크기에 맞춘다.The
천공의 경우, 하나의 정보 비트들의 블록에서 블록의 길이를 줄이기 위해 여분의 비트들을 삭제하여 제1 데이터 블록을 형성한다. 예를 들어, 2개의 패리티 부호가 2개의 정보 비트들에 할당되면 부호률은 2/5가 된다. 이 경우 에러 정정 능력을 저하될 수 있지만, 전송률을 향상된다. 삭제된 비트들을 이용하여, 재전송에 필요한 제2 데이터 블록, 제3 데이터 블록, ..., 제n 데이터 블록을 형성할 수 있다. n은 재전송이 이루어지는 최대 횟수를 말한다.In the case of perforation, the extra bits are deleted to form the first data block in order to reduce the length of the block in one block of information bits. For example, if two parity codes are assigned to two information bits, the code rate is 2/5. In this case, the error correction capability may be degraded, but the transmission rate is improved. The erased bits may be used to form a second data block, a third data block, ..., an n-th data block required for retransmission. n is the maximum number of times a retransmission is made.
이하에서, 제1 데이터 블록은 하나의 정보 비트들의 블록에서 첫번째로 전송되는 데이터 블록을 말하고, 제n 데이터 블록은 에러가 검출되어 n번째로 재전송이 이루어지는 데이터 블록을 말한다. 제n 데이터 블록을 형성하는 방법에 대하여는 제한이 없으며, 각 데이터 블록끼리 부호률을 달리하여 형성할 수 있고, 동일한 데 이터 블록을 반복하여 형성할 수도 있다. Hereinafter, the first data block refers to a data block transmitted first in a block of one information bits, and the nth data block refers to a data block in which an error is detected and retransmitted for the nth time. There is no restriction on the method of forming the n-th data block, and each data block may be formed with different code rates, or the same data block may be repeatedly formed.
변조부(140)는 데이터 처리부(130)에서 출력된 데이터 블록들을 변조한다. 변조 방식으로는 QPSK(quadrature phase shift keying), 16 QAM(quadrature amplitude modulation), 64 QAM 방식 등이 사용될 수 있다. 변조부(140)에 의해 변조된 데이터 블록은 채널을 통해 수신기(200)로 전송된다. 복조부(150)는 후술할 수신기(200)로부터 전송되는 수신 신호(ACK, NACK)를 복조한다. 재전송 제어부(160)는 수신 신호에 따라 데이터 블록들의 재전송을 제어한다. The
수신기(200)는 복조부(210), 데이터 블록 결합부(220), 디코딩부(230), 에러검출부(240), 재전송 결정부(250) 및 변조부(260)를 포함한다.The
복조부(210)는 수신 신호를 복조한다. 데이터 블록 결합부(220)는 후술하는 바와 같이 재전송되는 데이터 블록이 있는 경우 이를 기존의 데이터 블록과 결합시킨다. 디코딩부(230)는 결합된 데이터 블록을 디코딩하고, 에러 검출부(240)는 디코딩된 데이터 블록에서 에러가 검출되는지 여부를 확인한다. 재전송 결정부(250)는 에러 검출 여부에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 결정한다. 데이터 블록에 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 발생시키고, 에러가 검출되면 NACK 신호를 발생시킨다. ACK/NACK 신호는 변조부(260)에 의해 변조되어 송신기(100)로 전송된다. The
도 2는 도 1의 통신 시스템을 이용한 복합 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a complex retransmission method using the communication system of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 먼저 제1 데이터 블록을 전송한다(S110). 수신기(200)는 수신한 제1 데이터 블록을 디코딩하고, 에러 여부를 판단한 다(S120). 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 송신기(100)로 송신하고, 다음 정보 비트들에 대한 데이터 블록의 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 에러가 검출되어 NACK 신호를 전송한다고 한다(S130). NACK 신호가 수신되면, 송신기(100)는 제2 데이터 블록을 전송한다(S140). 수신기(200)는 수신된 제2 데이터 블록을 기존의 제1 데이터 블록과 선택적으로 결합시켜 에러 여부를 검출한다(S150). Referring to FIG. 2, the
도 3은 도 2의 단계 S150의 동작을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of step S150 of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 데이터 블록의 결합을 수행하기 위해 먼저 전체 신뢰도(total reliability; TR)를 계산한다(S151). 전체 신뢰도는 수신된 데이터 블록들의 전체에 대한 신뢰도를 말한다. 전체 신뢰도(TR)는 각 데이터 블록의 신뢰도(BR)의 합의 평균일 수 있다. 데이터 블록의 신뢰도는 데이터 블록에 대한 채널 오차율(channel error rate)로 볼 수 있다. Referring to FIG. 3, first, total reliability (TR) is calculated to perform data block combining (S151). Overall reliability refers to the reliability of the entirety of the received data blocks. The overall reliability TR may be an average of the sum of the reliability BRs of each data block. The reliability of a data block may be viewed as a channel error rate for the data block.
신뢰도는 데이터 블록의 신호대잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)로 구할 수 있다. 이때, 전체 신뢰도(TR)는 각 데이터 블록의 신뢰도(BR)의 합의 평균 즉, 각 데이터 블록의 SNR의 합의 평균일 수 있다. Reliability can be obtained from the signal-to-noise ratio (SNR) of the data block. In this case, the overall reliability TR may be an average of the sum of the reliability BR of each data block, that is, the average of the sum of the SNRs of each data block.
다른 예로, 신뢰도는 각 데이터 블록에 삽입된 동기 수열(synchronization sequence)의 오차를 계산하여 구할 수 있다. 이를 계산하기 위해서 데이터 블록에는 정보 비트들 및 에러 검출 비트들과 더불어 동기 비트들이 더 추가될 수 있다. As another example, the reliability may be obtained by calculating an error of a synchronization sequence inserted into each data block. In order to calculate this, sync bits may be further added to the data block as well as information bits and error detection bits.
또 다른 예로, 신뢰도는 이전에 수신된 데이터 블록들을 결합한 블록(여기서는, 제1 데이터 블록)으로부터 데이터 블록을 추정하여, 현재 수신된 데이터 블록(제2 데이터 블록)과 비트 단위(bit-by-bit)로 비교함으로써 그 차이를 통해 구 할 수 있다. As another example, the reliability is estimated by a data block from a block that combines previously received data blocks (here, the first data block), so that the currently received data block (second data block) and bit-by-bit Can be obtained from the difference.
전체 신뢰도(TR)와 전체 문턱값(total threshold; TT)을 비교하여(S152), 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 크면(TR > TT), 수신된 모든 데이터 블록을 결합한다(S153). 즉 제1 데이터 블록과 제2 데이터 블록을 결합한다. 전체 신뢰도(TR)가 일정 수준 이상을 가지면, 채널 환경이 비교적 양호한 것으로 보아 수신된 전체 데이터 블록을 결합한다. 이 경우 QoS(quality of service)가 일정 수준을 만족한다고 볼 수도 있기 때문이다. The total reliability TR and the total threshold TT are compared (S152), and if the overall reliability TR is greater than the total threshold TT (TR> TT), all received data blocks are combined. (S153). That is, the first data block and the second data block are combined. If the overall reliability (TR) is above a certain level, the channel environment is considered to be relatively good to combine the entire received data blocks. This is because the quality of service (QoS) may be regarded as satisfying a certain level.
전체 문턱값(TT)은 수신기(200)에 미리 설정된 값일 수 있다. 이때, 전체 문턱값(TT)은 수신기(200)의 버퍼에 미리 저장될 수 있다. 전체 문턱값(TT)은 시스템의 원하는 QoS에 따라 설정할 수 있다. 전체 문턱값(TT)이 작으면 데이터 블록이 전부 결합되는 비율이 높아지므로, 데이터 처리량은 늘어날 수 있지만 채널 환경에 따라 결합된 데이터 블록이 더 악화될 수 있다. The overall threshold value TT may be a value preset in the
다른 예로, 수신기(200)는 설정된 전체 문턱값(TT)을 채널 상태에 따라 변화시킬 수 있다. 수신기(200)는 전체 문턱값(TT)을 이전의 전체 신뢰도(TR)를 통해 변화시킬 수도 있다. As another example, the
또 다른 예로, 전체 문턱값(TT)은 송신기(100)를 통해 전송받을 수 있다. 즉 송신기(100)는 다수의 수신기(200)들로부터 채널 환경을 피드백 받아 전체 문턱값(TT)을 정하고, 구해진 전체 문턱값(TT)을 수신기(200)로 전송할 수 있다.As another example, the overall threshold TT may be transmitted through the
만약 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 작으면(TR <= TT), 블록 문턱값을 계산한다(S154). If the overall reliability TR is less than the total threshold TT (TR <= TT), the block threshold is calculated (S154).
블록 문턱값(BT)은 다음 수학식 1과 같이 구할 수 있다.The block threshold BT may be obtained as in
여기서, BTn 은 n번째 데이터 블록의 블록 문턱값, An은 n번째 데이터 블록을 제외한 나머지 데이터 블록들에 대한 신뢰도의 합의 평균, C는 미리 설정된 값이다. C는 FEC 방식에 따라 통계적으로 구할 수 있다. C는 수신기(200)에 미리 설정된 값일 수 있고, 또는 송신기(100)로부터 전송받은 값일 수 있다.Here, BTn is a block threshold value of the n-th data block, An is the average of the sum of the reliability of the remaining data blocks except the n-th data block, C is a preset value. C can be found statistically according to the FEC method. C may be a value preset in the
도 4는 제2 데이터 블록의 신뢰도에 따른 FER(frame error rate)를 나타낸 그래프이다. 제1 데이터 블록의 SNR(B1)과 제3 데이터 블록의 SNR(B3)을 고정시키고, 제2 데이터 블록의 SNR(가로축, B2)의 변화에 따른 FER를 나타낸다.4 is a graph illustrating a frame error rate (FER) according to the reliability of the second data block. The SNR (B1) of the first data block and the SNR (B3) of the third data block are fixed, and the FER according to the change of the SNR (horizontal axis, B2) of the second data block is shown.
도 4를 참조하면, 제2 데이터 블록의 SNR(B2)이 저하됨에 따라, 제2 데이터 블록의 SNR(B2)를 포함한 경우(B1+B2+B3)의 FER은 급격히 저하되는데 반해, 제2 데이터 블록의 SNR(B2)를 포함하지 않은 경우(B1+B3)의 FER은 별로 차이가 없다. 즉 2개의 선이 교차하는 지점(X)을 기준으로 좌측 부분에서는 제2 데이터 블록을 제외하고 결합시키는 것이 좋고, 교차점(X)을 기준으로 우측 부분에서는 제2 데이터 블록을 포함시키더라도 성능이 별다른 영향이 없다. 상기 교차점(X)이 일종의 제2 데이터 블록의 블록 문턱값(BT2)이 된다.Referring to FIG. 4, as the SNR (B2) of the second data block is lowered, the FER in the case of including the SNR (B2) of the second data block (B1 + B2 + B3) is sharply lowered, whereas the second data is reduced. If the SNR (B2) of the block is not included (B1 + B3), the FER is not very different. That is, it is better to combine the second data block except the second data block on the left side based on the point X where the two lines intersect, and the performance is very different even if the second data block is included on the right side based on the intersection point X. No influence The intersection point X becomes a block threshold BT2 of a second type of data block.
따라서, 블록 문턱값(BT2)을 수학식 1과 같이 현재 데이터 블록을 제외한 나머지 데이터 블록들에 대한 신뢰도의 합의 평균을 기준으로 하여 구함으로써 결합 된 결과가 더 악화되는 것을 방지한다. Accordingly, the block threshold value BT2 is obtained based on the average of the sum of the reliability of the remaining data blocks except for the current data block, as shown in
다만, 블록 문턱값(BT)을 구하는 기술은 수학식 1에 한정되지 않고, 재전송된 데이터 블록을 선택적으로 결합하기 위해 기타 다양한 기술로 변형이 가능하다. 다른 예로, 블록 문턱값(BT)은 수신기(200)에 미리 설정된 값일 수 있다. 블록 문턱값(BT)은 수신기(200)의 버퍼에 미리 저장할 수 있다. 또 다른 예로, 수신기(200)는 블록 문턱값(BT)을 채널 상태에 따라 변화시킬 수 있다. 수신기(200)는 블록 문턱값(BT)을 이전의 부분 신뢰도(BR)를 통해 변화시킬 수 있다. 또 다른 예로, 블록 문턱값(BT)은 송신기(100)를 통해 전송받을 수 있다. 즉 송신기(100)는 다수의 수신기(200)들로부터 채널 환경을 피드백받아 블록 문턱값(BT)을 정하고, 구해진 블록 문턱값(BT)을 수신기(200)로 전송할 수 있다.However, the technique for obtaining the block threshold BT is not limited to
다시 도 3을 참조하면, 데이터 블록의 신뢰도(BR)에 따라 데이터 블록을 선택적으로 결합한다(S155). 데이터 블록의 신뢰도(BR)가 블록 문턱값(block thrshold; BT)보다 크면(BR > BT), 해당하는 데이터 블록을 결합시킨다(S156). 데이터 블록의 신뢰도(BR)가 블록 문턱값(BT)보다 작으면(BR <= BT), 해당하는 데이터 블록을 결합시키지 않는다. 즉, 제2 데이터 블록의 신뢰도(BR1)가 제2 데이터 블록의 블록 문턱값(BT1)보다 작으면, 제2 데이터 블록을 제1 데이터 블록과 결합시키지 않는다. 제2 데이터 블록의 신뢰도(BR2)가 제2 데이터 블록의 블록 문턱값(BT2)보다 크면, 제2 데이터 블록을 제1 데이터 블록과 결합시킨다.Referring back to FIG. 3, the data blocks are selectively combined according to the reliability BR of the data blocks (S155). If the reliability BR of the data block is greater than the block thrshold BT (BR> BT), the corresponding data block is combined (S156). If the reliability BR of the data block is smaller than the block threshold BT (BR <= BT), the corresponding data block is not combined. That is, when the reliability BR1 of the second data block is smaller than the block threshold BT1 of the second data block, the second data block is not combined with the first data block. If the reliability BR2 of the second data block is greater than the block threshold BT2 of the second data block, the second data block is combined with the first data block.
결합된 데이터 블록에 대해 디코딩을 행한다(S157). 그리고 디코딩된 데이터를 통해 에러를 검출하여(S158), 에러가 검출되지 않은 경우 ACK를 송신 신호로 결 정하고(S159-1), 에러가 검출된 경우 NACK를 송신 신호로 결정한다(S159-2).Decoding is performed on the combined data block (S157). An error is detected through the decoded data (S158). If an error is not detected, an ACK is determined as a transmission signal (S159-1), and if an error is detected, a NACK is determined as a transmission signal (S159-2). .
본 발명에서는 신뢰도가 낮은 데이터 블록은, 재전송되더라도 기존의 데이터 블록과 결합시키지 않는다. 신뢰성있는 데이터 블록만을 선택적으로 결합시킴으로써 불필요한 에러 정정 처리가 이루어지지 않아, 데이터 처리에 따른 시간과 전원 소비를 줄일 수 있다. 불필요한 결합으로 인한 데이터 저하를 방지할 수 있다.In the present invention, a low reliability data block is not combined with an existing data block even if retransmitted. By selectively combining only reliable data blocks, unnecessary error correction processing is not performed, thereby reducing time and power consumption due to data processing. Data degradation due to unnecessary coupling can be prevented.
다시 도 2를 참조하면, 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 송신기(100)로 송신하고, 다음 정보 비트들에 대한 데이터 블록의 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 에러가 검출되어 NACK 신호를 전송한다고 한다(S160). NACK 신호가 수신되면, 송신기(100)는 제3 데이터 블록을 전송한다(S170). Referring back to FIG. 2, if an error is not detected, an ACK signal is transmitted to the
수신기(200)는 수신된 제3 데이터 블록을 기존의 제1 및 제2 데이터 블록과 선택적으로 결합시켜 에러 여부를 검출한다(S180). 즉, 수신된 제1 내지 제3 데이터 블록에 대한 전체 신뢰도(TR)를 구한다. 전체 신뢰도(TR)와 전체 문턱값(TT)을 비교하여, 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 크면 수신된 모든 데이터 블록을 결합한다(S153). 즉 제1 데이터 블록, 제2 데이터 블록 및 제3 데이터 블록을 결합한다. 만약 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 작으면, 각 데이터 블록의 부분 신뢰도(BR)에 따라 데이터 블록을 선택적으로 결합한다. 이를 구체적으로 설명하면, 제2 데이터 블록의 신뢰도(BR2)가 제2 데이터 블록의 블록 문턱값(BT2)보다 작으면, 제1 데이터 블록과 결합시키지 않는다. 만약 제2 데이터 블록의 신뢰도(BR2)가 제2 데이터 블록의 블록 문턱값(BT2)보다 크면, 제2 데이터 블록을 제1 데이터 블록과 결합시킨다. 이어서, 제3 데이터 블록의 신뢰도(BR3)가 제3 데이터 블록의 블록 문턱값(BT3)보다 작으면, 제1 데이터 블록과 결합시키지 않는다. 만약 제3 데이터 블록의 신뢰도(BR3)가 제3 데이터 블록의 블록 문턱값(BT3)보다 크면, 제3 데이터 블록을 제1 데이터 블록과 결합시킨다. 결합이 완료된 후, 결합된 데이터 블록에 대해 디코딩을 행한다. 디코딩된 데이터를 통해 에러를 검출하여, 에러가 검출되지 않은 경우 ACK를 송신 신호로 결정하고, 에러가 검출된 경우 NACK를 송신 신호로 결정한다.The
에러 검출 여부에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 송신기(100)로 전송한다(S190). The ACK signal or the NACK signal is transmitted to the
ACK 신호가 전송되면, 해당하는 정보 비트들의 블록에 대한 재전송은 종료된다. 재전송은 미리 설정된 n번째까지 이루어질 수 있다. n번째의 재전송에 의해서도 계속 에러가 검출되면 재전송 처리를 리셋(reset)하고, 다음 정보 비트들의 블록에 대한 전송을 개시할 수 있다. 또는 현재 정보 비트들의 블록에 대해 처음부터 다시 전송이 행해질 수 있다. When the ACK signal is sent, retransmission for the corresponding block of information bits is terminated. The retransmission may be made up to the nth preset time. If the error is still detected by the n-th retransmission, the retransmission process can be reset and transmission of the next block of information bits can be started. Or transmission may be done again from the beginning for the block of current information bits.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a complex retransmission method according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 송신기(100)는 제1 데이터 블록을 전송한다(S210). 수신기(200)는 제1 데이터 블록을 디코딩하고, 에러 여부를 판단한다(S220). 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 송신기(100)로 송신하고, 다음 정보 비트들에 대한 데이터 블록의 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 에러가 검출되어 제1 NACK 신호를 전송한다고 한다(S230). 제1 NACK 신호가 수신되면, 송신기(100)는 제2 데이터 블록을 전송한다(S240). 수신기(200)는 수신된 제2 데이터 블록을 기존의 제1 데이터 블록과 선택적으로 결합시켜 에러 여부를 검출한다(S250). Referring to FIG. 5, the
에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 송신기(100)로 송신하고, 다음 정보 비트들에 대한 데이터 블록의 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 에러가 검출되어 제2 NACK 신호를 전송한다고 한다(S260). 제2 NACK 신호가 수신되면, 송신기(100)는 제3 데이터 블록을 전송한다(S270). 수신기(200)는 수신된 제3 데이터 블록을 기존의 제1 및 제2 데이터 블록과 선택적으로 결합시켜 에러 여부를 검출한다(S280). 에러 검출 여부에 따라 ACK 신호 또는 제3 NACK 신호를 송신기(100)로 전송한다(S290). If no error is detected, an ACK signal is transmitted to the
상술한 도 5의 실시예는 에러가 검출되었다는 NACK 신호를 제1 NACK 신호, 제2 NACK 신호, 제3 NACK 신호로 구별하여 전송하는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 있다. 즉 도 2의 실시예에서는 NACK 신호는 항상 일정한 신호를 보낼 수 있다. 그러나 도 5의 실시예에서는 서로 다른 NACK 신호를 통해 추가 정보를 실어 보낼 수 있다. The above-described embodiment of FIG. 5 differs from the embodiment of FIG. 2 in that a NACK signal indicating that an error is detected is distinguished and transmitted into a first NACK signal, a second NACK signal, and a third NACK signal. That is, in the embodiment of FIG. 2, the NACK signal may always transmit a constant signal. However, in the embodiment of FIG. 5, additional information may be carried through different NACK signals.
각 NACK 신호들은 서로 다른 레벨을 취할 수 있다. NACK 신호의 레벨은 신호의 위상(phase)을 달리함으로써 변화시킬 수 있다. NACK 신호의 레벨에 따라 재전송 횟수나 데이터 블록의 결합 여부를 송신기(100) 측에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 NACK 신호의 위상을 제1 NACK 신호의 위상과 다르게 하여, 1회의 재전송이 이루어짐을 송신기(100) 측으로 전달할 수 있다. 제3 NACK 신호의 위상을 제1 및 제2 NACK 신호의 위상과 다르게 하여, 2회의 재전송이 이루어짐을 송신기(100) 측으로 전달할 수 있다. 송신기(100)는 수신된 NACK 신호 레벨에 따라 재전송 횟수를 파악할 수 있다. 또한, 송신기(100)는 수신된 NACK 신호 레벨에 따라 처음부터 다시 새로운 데이터 블록을 전송하거나, 전송 파워(transmission power)를 높여서 이후의 데이터 블록을 전송할 수 있다.Each NACK signal may take a different level. The level of the NACK signal can be changed by varying the phase of the signal. Depending on the level of the NACK signal, the number of retransmissions or whether data blocks are combined may be transmitted to the
다른 예로, 각 NACK 신호들은 추가 정보를 포함할 수 있다. 도 6은 피드백되는 NACK 신호를 나타낸 예시도이다. As another example, each NACK signal may include additional information. 6 shows an example of a feedback NACK signal.
도 6을 참고하면, NACK 신호에는 NACK를 위한 비트와 더불어 재전송 정보를 포함하기 위한 추가 비트들을 포함한다. 재전송 정보는 재전송 횟수나 데이터 블록의 결합 여부 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 NACK 신호에는 NACK 신호와 더불어 1회의 재전송에 대한 비트를 추가하여 송신기(100) 측으로 전달할 수 있다. 제2 NACK 신호에는 NACK 신호와 더불어 2회의 재전송에 대한 비트를 추가하여 송신기(100) 측으로 전달할 수 있다. 송신기(100)는 수신된 NACK 신호의 추가 정보에 따라 재전송 횟수를 파악할 수 있다. 또한, 송신기(100)는 수신된 NACK 신호의 추가 정보에 따라 처음부터 다시 새로운 데이터 블록을 전송하거나, 전송 파워를 높여서 이후의 데이터 블록을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 6, the NACK signal includes additional bits for including retransmission information as well as bits for NACK. The retransmission information may include the number of retransmissions or whether the data blocks are combined. For example, the first NACK signal may be transmitted to the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 블록 결합 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a data block combining method according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 먼저 전체 신뢰도(TR)를 계산한다(S310). 전체 신뢰도(TR) 와 전체 문턱값(TT)을 비교하여(S311), 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 크면(TR > TT), 수신된 모든 데이터 블록을 결합한다(S3122). Referring to FIG. 7, first, a total reliability (TR) is calculated (S310). Comparing the overall reliability (TR) with the total threshold (TT) (S311), if the overall reliability (TR) is greater than the overall threshold (TT) (TR> TT), all received data blocks are combined (S3122). .
만약 전체 신뢰도(TR)가 전체 문턱값(TT)보다 작으면(TR <= TT), 블록 문턱값을 계산한다(S313). 데이터 블록의 신뢰도(BR)에 따라 데이터 블록을 선택적으로 결합한다(S314). 데이터 블록의 신뢰도(BR)가 블록 문턱값(BT)보다 크면(BR > BT), 해당하는 데이터 블록을 결합시킨다(S315). 데이터 블록의 신뢰도(BR)가 블록 문턱값(BT)보다 작으면(BR <= BT), 해당하는 데이터 블록을 폐기한다(discard). If the overall reliability TR is less than the overall threshold TT (TR <= TT), the block threshold is calculated (S313). The data blocks are selectively combined according to the reliability BR of the data blocks (S314). If the reliability BR of the data block is greater than the block threshold BT (BR> BT), the corresponding data block is combined (S315). If the reliability BR of the data block is smaller than the block threshold BT (BR <= BT), the corresponding data block is discarded.
결합된 데이터 블록에 대해 디코딩을 행한다(S317). 그리고 디코딩된 데이터를 통해 에러를 검출하여(S318), 에러가 검출되지 않은 경우 ACK를 송신 신호로 결정하고(S320), 에러가 검출된 경우 NACK를 송신 신호로 결정한다(S319).Decoding is performed on the combined data block (S317). An error is detected through the decoded data (S318). If an error is not detected, an ACK is determined as a transmission signal (S320). If an error is detected, a NACK is determined as a transmission signal (S319).
상술한 도 7의 실시예는 데이터 블록의 신뢰도가 블록 문턱값보다 작은 경우 버퍼에 저장하지 않고 폐기하는 점에서 도 3의 실시예와 차이가 있다. 즉, 신뢰도가 낮은 데이터 블록은 버퍼에 저장하지 않고 폐기함으로써, 이후의 결합에는 반영을 시키지 않는다. 폐기된 데이터 블록은 차후의 재전송 단계에서 전체 신뢰도에도 반영되지 않는다. 이 경우 전체 신뢰도가 높아져 데이터 블록이 한번에 결합될 확률이 높아진다.The above-described embodiment of FIG. 7 differs from the embodiment of FIG. 3 in that the data block is discarded without being stored in the buffer when the reliability of the data block is smaller than the block threshold. In other words, data blocks with low reliability are discarded without being stored in the buffer, so that subsequent combining is not reflected. Discarded data blocks are not reflected in the overall reliability in subsequent retransmission steps. In this case, the overall reliability is high, which increases the probability that the data blocks are combined at once.
즉, 신뢰도가 낮은 데이터 블록을 선택적으로 폐기하여, 차후에 재전송이 있더라도 신뢰성있는 데이터 블록만을 선택적으로 결합시킬 수 있다. 따라서 불필요한 에러 정정 처리가 이루어지지 않아, 데이터 처리에 따른 시간과 전원 소비를 줄일 수 있다. 또한, 불필요한 결합으로 인한 데이터 저하를 방지할 수 있다. 데이터 블록의 폐기에 따라 수신기에서의 버퍼 용량을 절약할 수 있다.That is, by selectively discarding a data block having low reliability, only a reliable data block may be selectively combined even if there is a retransmission later. Therefore, unnecessary error correction processing is not performed, thereby reducing time and power consumption due to data processing. In addition, data degradation due to unnecessary coupling can be prevented. The discarding of data blocks can save buffer capacity at the receiver.
상술한 데이터 블록 결합 기술 및 복합 재전송 기술은 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 데이터 블록 결합부는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 데이터 블록 결합부는 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The aforementioned data block combining technique and complex retransmission technique may be implemented by various means. For example, the data block combiner may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. In hardware implementation, an application specific integrated circuit (ASIC), a digital signal processing (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, and a microprocessor are designed to perform the above functions. , Other electronic units, or a combination thereof. In a software implementation, the data block combiner may be implemented as a module that performs the above-described function. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. I can understand.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 재전송시 신뢰성있는 데이터만을 선택적으로 결합시킴으로써 불필요한 에러 정정 처리가 이루어지지 않아, 데이터 처리에 따른 시간과 전원 소비를 줄일 수 있다. 또한, 불필요한 결합으로 인한 데이터 저하를 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, by selectively combining only reliable data during retransmission, unnecessary error correction processing is not performed, thereby reducing time and power consumption according to data processing. In addition, data degradation due to unnecessary coupling can be prevented.
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