KR20090017398A - Ｈａｒｑ를 이용한 데이터 전송방법 - Google Patents

Abstract

HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 HARQ 데이터의 전송을 처리하는 HARQ 프로세스에 의해 HARQ 버퍼에 채워진 상기 HARQ 데이터를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 HARQ 데이터에 관한 ACK을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 HARQ 버퍼를 상기 HARQ 데이터가 채워진 채로 유지하고(not empty) 상기 기지국으로부터 상향 그랜트가 전송되는 전송시간 간격(TTI)동안 대기하는 단계를 포함한다. 상기 HARQ 데이터는 상기 전송시간 간격(TTI)동안 상기 상향 그랜트(UL grant)의 전송여부 또는 상기 상향 그랜트의 지시(indication)에 따라 적응적으로 재전송된다. 데이터 재전송 여부를 적응적으로 판단할 수 있어 단말간의 데이터 전송충돌을 방지하고, 보다 안정적인 데이터 전송률을 유지할 수 있게 한다.

HARQ, ACK/NACK, 스케줄링 정보, 상향 그랜트, 하향 그랜트

Description

ＨＡＲＱ를 이용한 데이터 전송방법{Method of Transmitting Data using HARQ}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서 보다 상세하게는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 관한 것이다.

차세대 이동 통신 시스템은 이전 세대의 이동 통신 시스템들과 같이 단순한 무선 통신 서비스에 그치지 않고 유선 통신 네트워크와 무선 통신 네트워크와의 효율적 연동 및 통합 서비스를 목표로 하여 표준화되고 있다. 이렇게, 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 대용량 통신 시스템이 요구됨에 따라, 무선 통신 네트워크에 유선 통신 네트워크의 용량(capacity)에 근접하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.

자동 반복 요청(Automatic Repeat reQuest:이하 ARQ)방식은 수신기가 데이터를 성공적으로 수신하였을 경우, 수신기는 송신기로 수신오류메세지(acknowledgement: 이하 ACK)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송하도록 한다. 반대로 수신기가 데이터를 제대로 수신하지 못하였을 경우, 수신기는 송신기 로 재전송요구메세지(Not Acknowledgement:이하 NACK)를 전송하여 송신기가 그 데이터를 재전송하도록 한다.

최근에는 데이터 처리시 전송효율을 향상시키기 위해 기존의 ARQ 방식에 물리계층의 채널코딩(Channel Coding)을 결합한 기술인 혼합 ARQ(Hybrid-ARQ: 이하 HARQ) 방식이 제안되고 있다. HARQ 방식은 데이터의 전송오류를 물리계층에서 처리하므로 상위계층에서 수행되는 ARQ보다 더 신속한 오류정정이 가능하다. 따라서 HARQ 방식은 고속 데이터 전송에 적합하며, 이러한 이유로 HARQ 방식은 4세대 통신시스템에서 채택된 중요한 기술이다.

하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다. 이하에서 HARQ 방식으로 전송되는 데이터를 HARQ 데이터라 하고, ARQ 방식으로 전송되는 데이터를 ARQ 데이터라 한다.

송신기는 수신기로 HARQ 데이터를 전송하고, 수신기는 ACK/NACK 신호를 송신기로 전송한다. 송신기가 수신기로부터 ACK을 수신하면, 송신기는 새로운 HARQ 데이터를 전송한다. 반면, 송신기가 수신기로부터 NACK을 수신하면, 송신기는 이전에 전송한 HARQ 데이터를 재전송하고, 다시 NACK을 수신하면 송신기는 최대 재전송 횟수만큼 이전에 전송한 HARQ 데이터를 재전송한다. HARQ는 단말 또는 기지국에 있는 적어도 하나의 HARQ 개체(entity)에 의해 수행된다. 상기 HARQ 개체는 직전의 데이 터 전송의 성공적인 또는 비성공적인 수신에 대한 피드백(ACK 또는 NACK)을 기다리는 동안에 데이터의 전송이 연속적으로 진행될 수 있도록 한다.

상향링크 전송에 있어서, 단말은 기지국으로부터 자원할당(assignment)을 수신하고, 관련된(associated) HARQ 정보를 상기 HARQ 개체에 지시하면, 상기 HARQ 개체는 상기 HARQ 정보에 의해 지시된 HARQ 프로세스(HARQ process)를 수행한다. 단말에서는 상기 HARQ 개체를 지원하기 위해 복수의 병렬적인 HARQ 프로세스가 사용될 수 있다.

단말과 기지국간에 데이터 통신을 함에 있어서, ACK이 NACK으로 잘못 전송되거나 또는 그 반대로 NACK이 ACK으로 잘못 전송되는 경우와 같이 ACK/NACK신호에 오류가 발생할 수 있다. ACK/NACK 신호는 일반적으로 1비트 정보이므로 채널이 악화되면 오류가 발생할 확률이 높아진다. ACK/NACK 신호의 수신오류는 이후 수신되는 자원할당정보의 수신실패로 인한 복수의 단말간의 전송충돌(collision in transmission)을 야기할 수 있다. 또한 이러한 오류가 발생하면 HARQ에 의하여서는 송신기가 미리 결정된 최대전송횟수만큼 HARQ 데이터를 재전송하여도 오류가 복구될 수 없다. 결국 상위계층의 ARQ에 의해 오류정정이 수행되므로, 시간지연이 길어진다. 즉, ACK/NACK 신호의 오류가 발생할 경우 수율(throughput)이 떨어진다. 즉, ACK/NACK 신호만으로 데이터의 재전송 여부를 결정하는 것은 높은 데이터 전송률을 요구하는 시스템에 적합하지 않다.

따라서, ACK/NACK 신호 뿐만 아니라, 적응적으로 HARQ 재전송을 수행하도록하는 데이터 재전송 방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 HARQ 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 HARQ 데이터에 오류가 있음을 나타내는 NACK을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 및 상기 HARQ 데이터와 다른 새로운 HARQ 데이터의 전송을 위해 사용되는 하향링크 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 기지국이 상기 NACK을 ACK으로 잘못 판단하였음을 나타내는 ACK/NACK 오류 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 HARQ 데이터를 단말로부터 수신하는 단계, 상기 HARQ 데이터에 오류가 있음을 나타내는 NACK을 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 HARQ 데이터의 수신을 위해 소정시간동안 대기하여도 상기 HARQ 데이터의 수신을 감지하지 못한 경우, 상기 HARQ 데이터의 재전송을 위해 사용되는 상향링크 스케줄링 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 HARQ를 이용한 데이터 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 HARQ 데이터의 전송을 처리하는 HARQ 프로세스에 의해 HARQ 버퍼에 채워진 상기 HARQ 데이터를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 HARQ 데이터에 관한 ACK 을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 HARQ 버퍼(buffer)를 상기 HARQ 데이터가 채워진 채로 유지하고(not empty) 상기 기지국으로부터 상향 그랜트가 전송되는 전송시간 간격(TTI)동안 대기하는 단계를 포함한다. 상기 HARQ 데이터는 상기 전송시간 간격(TTI)동안 상기 상향 그랜트(UL grant)의 전송여부 또는 상기 상향 그랜트의 지시(indication)에 따라 적응적으로 재전송된다.

본 발명은 데이터 재전송 여부를 적응적으로 판단할 수 있어 단말간의 데이터 전송충돌을 방지하고, 보다 안정적인 데이터 전송률을 유지할 수 있게 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 기지국(20; Base Station, BS) 및 단 말(10; User Equipment, UE)을 포함한다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.

하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있다.

무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법들에 기초할 수 있다. 이들 변조 기법들은 통신 시스템 의 다중 사용자들로부터 수신된 신호들을 복조하여 통신 시스템의 용량을 증가시킨다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 OFDMA 기반의 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.

한편, 단말(10)과 기지국(20)사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.

도 2는 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸 블록도이다. 도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸 블록도이다.

도 2 및 3을 참조하면, 제1 계층인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. MAC 계층에서 전송하는 데이터의 단위를 PDU(Protocol Data Unit)라 한다. MAC 계층에서 하위계층으로 전송되는 데이터를 MAC PDU라 한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널(logical channel), 전송채널(transport channel) 및 물리채널들의 제어를 담당한다.

하향링크 전송채널에는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 DL-MCH(Downlink-Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 단말이 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink-Shared Channel)가 있다.

상향링크 전송채널이 맵핑되는 상향링크 물리채널에는 RACH가 매핑되는 PRACH (Physical Random Access Channel) 및 UL-SCH가 맵핑되는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 있다. PUSCH는 물리 상향링크 공용 채널로서, 단말이 상향링크로 데이터를 전송하는 데 사용되는 채널이다.

하향링크 전송채널이 매핑되는 하향링크 물리채널에는 DL-SCH가 매핑되는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)와 제어신호를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)가 있다. PDCCH는 하향링크 제어채널로서 PUSCH 또는 PDSCH를 위한 제어정보를 전송한다. 상향링크 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보인 상향 그랜트(Uplink grant)와 하향링크 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보인 하향 그랜트(Downlink grant)는 PDCCH를 통해 전송된다.

여기서 스케줄링(scheduling)은 기지국이 단말로 하향링크 데이터를 전송하거나, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하기 위한 무선자원의 할당 및 변조, 코딩방식등을 결정하는 과정(procedure)을 총칭한다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다. 무선 패킷 통신 시스템의 하향링크 물리 계층에 적용되는 HARQ의 구체적인 구현 방식을 나타낸다. 도 4는 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호의 전송에 오류가 없는 경우이다.

도 4를 참조하면, 기지국은 하향링크 제어 채널을 통해 스케줄링 정보 #1을 단말로 보낸다(S100). 스케줄링 정보는 그랜트(grant) 또는 스케줄링 그랜트(scheduling grant)라 불릴 수 있다. 스케줄링 정보는 HARQ 데이터가 전송되는 채널에 관한 정보인 HARQ 채널ID(HARQ channel ID), HARQ 데이터가 신규 데이터인지 여부를 알려주는 신규 데이터 지시자(New Data Indicator; NID) 및 HARQ 데이터의 재전송 횟수를 알려주는 중복버젼(Redundancy Version; RV) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

HARQ 채널 ID는 기지국이 주기적으로 한 세트(set)의 HARQ를 수행함에 있어서, 한 세트에서 어느 단말이 몇 번째의 HARQ를 수행하는지에 관한 순서정보이다. HARQ 채널 ID는 HARQ 프로세스 번호(HARQ process number)라 불릴 수도 있다. 특히 하향링크 전송에서와 같은 비동기(asyncronous)방식의 HARQ는 반드시 주기적인 HARQ 수행이 보장되지 않으므로 단말은 자신에게 할당된 HARQ 채널 ID를 먼저 확인한 후 HARQ를 수행한다.

신규 데이터 지시자는 0 또는 1의 비트정보일 수 있다. 예를 들어 신규 데이터 지시자가 0이면 HARQ 데이터가 '비신규(not new)'함을 지시하고, 1이면 HARQ 데이터가 '신규(new)'함을 지시할 수 있다. 신규 데이터 지시자 0과 1이 지시하는 바(new or not new)는 서로 바뀔 수 있음은 물론이다. 신규 데이터 지시자가 '신규'를 지시할 경우, 중복버젼은 0이다. 신규 데이터 지시자가 '비신규'를 지시할 경우, 중복버젼은 0을 제외한 다른 수를 가질 수 있다. 예를 들어, 단말이 HARQ 데이터를 3회 재전송을 하는 경우, 신규 데이터 지시자는 '비신규'이고, 중복버젼은 3이다.

상기 스케줄링 정보 #1과 연관된 시점에서 기지국은 HARQ 데이터 #1을 하향링크 공유 채널을 통해 단말로 보낸다(S110). HARQ 데이터는 전술된 바와 같이 HARQ 방식에 의해 전송되는 데이터를 의미하며, 동일한 의미를 가진 다른 용어로 대체될 수 있음은 물론이다. 하향링크 제어채널은 PDCCH일 수 있고, 하향링크 데이터채널은 PDSCH일 수 있다. 해당 단말은 하향링크 제어채널을 수신하여 자신에게 전송될 데이터의 형식과 전송 시점을 알게 되고, 해당 데이터를 수신할 수 있다. 스케줄링 정보 #1이 신규 데이터 지시자를 포함한 경우, 신규 데이터 지시자는 '신규'를 지시한다. 스케줄링 정보 #1이 중복버젼을 포함한 경우, 중복버젼은 0이다. 신규한 HARQ 데이터이기 때문이다.

HARQ 데이터 #1을 수신한 단말이 HARQ 데이터 #1의 복호화에 실패했을 경우 단말은 NACK(Not-Acknowledgment) 신호를 기지국으로 전송한다(S120). NACK 신호는 상향링크 제어채널을 통해 전송될 수 있다. 이때 단말은 수신에 실패한 HARQ 데이 터 #1을 다음에 재전송될 동일한 HARQ 데이터 #1과 결합하여 다이버시티 효과를 얻기 위해 수신에 실패한 HARQ 데이터 #1을 수신 버퍼(buffer)에서 삭제하지 않고 저장해 둘 수 있다.

NACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말로의 HARQ 데이터 #1의 전송이 실패했음을 감지하고 적절한 시점에서 스케줄링 정보 #2를 전송한다(S130). 상향링크 데이터 전송과 달리, 하향링크 데이터 전송이 실패하는지 또는 성공하는지 여부에 관계없이 기지국은 스케줄링 정보를 단말로 전송한다. 이에 관하여는 후술하도록 한다. 기지국은 HARQ 데이터 #1을 재전송해야한다. 따라서, 스케줄링 정보 #2는 스케줄링 정보 #1에서의 HARQ 채널 ID와 동일한 HARQ 채널 ID를 포함한다. 스케줄링 정보 #2가 신규 데이터 지시자를 포함한 경우, 신규 데이터 지시자는 '비신규'를 지시한다. 스케줄링 정보 #2가 중복버젼을 포함한 경우, 중복버젼은 1이다.

기지국은 동일한 HARQ 데이터 #1을 동일한 형식, 또는 새로운 형식으로 재전송한다(S140). 이때 HARQ 데이터 #1을 재수신한 단말은 재전송된 HARQ 데이터 #1을 이전에 수신했지만 복호화에 실패한 HARQ 데이터 #1과 다양한 방식으로 결합하여 다시 복호화를 시도할 수 있다.

HARQ 데이터 #1을 재수신한 단말이 HARQ 데이터 #1의 복호화에 성공했을 경우 단말은 ACK(Acknowledgment) 신호를 기지국으로 전송한다(S150). ACK 신호는 상향링크 제어채널을 통해 전송될 수 있다. ACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말로의 HARQ 데이터 #1이 성공적으로 전송되었음을 감지하고 다음 HARQ 데이터 #2의 전송 작업을 수행한다. ACK/NACK 신호를 전송하기 위해 사용되는 채널을 ACK/NACK 채 널이라고 한다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5는 하향링크 데이터에 대해 단말이 NACK을 전송하였으나 오류가 발생하여 기지국이 ACK을 수신하는 경우이다. 이하에서 ACK/NACK 신호를 수신하는 측(receiving station)이 NACK을 ACK으로 잘못 수신하는 것을 NACK->ACK 오류라 한다.

도 5를 참조하면, 기지국이 단말로 스케줄링 정보 #1을 전송하고, HARQ 데이터 #1를 전송한다(S200, S210). 스케줄링 정보 #1은 HARQ 데이터 #1이 전송되는 채널에 관한 정보인 HARQ 채널ID, HARQ 데이터 #1이 신규 데이터인지 여부를 알려주는 신규 데이터 지시자 및 HARQ 데이터 #1의 재전송 횟수를 알려주는 중복버젼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 스케줄링 정보 #1이 HARQ 데이터 #1이 '신규'함을 지시하는 신규 데이터 지시자만을 포함한다고 가정한다.

단말이 HARQ 데이터 #1의 수신에 실패하여, 기지국으로 HARQ 데이터 #1에 전송오류가 있음을 나타내는 NACK을 전송하지만 NACK->ACK 오류가 발생한다(S220). ACK/NACK 신호는 일반적으로 ACK 또는 NACK을 나타내는 1비트정보이다. ACK/NACK 신호에는 데이터와 같이 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 덧붙여지지 않으므로, ACK/NACK 신호의 전송에 오류가 발생할 확률이 높아진다.

기지국은 NACK이 아닌 ACK을 수신하였으므로, 신규한 HARQ 데이터 #2의 전송을 위한 스케줄링 정보 #2를 전송하고, HARQ 데이터 #2를 전송한다(S230,S240). 스케줄링 정보 #2가 신규 데이터 지시자와 중복버젼을 포함하는 경우, 신규 데이터 지시자는 '신규'를 지시하고, 중복버젼은 0이다.

단말은 수신된 스케줄링 정보 #2를 이용하여 NACK->ACK 오류를 검사한다(S250). 단말이 스케줄링 정보 #2를 복호화한 결과, 스케줄링 정보 #2가 '신규'함을 지시하는 신규 데이터 지시자를 포함하므로, 단말은 스케줄링 정보 #2가 신규한 하향링크 데이터의 전송을 위한 것임을 알 수 있다. 즉, ACK/NACK 신호의 전송에 오류가 발생한 것임을 파악할 수 있다.

다시 말하면, 단말은 기지국으로부터 HARQ 데이터 #1이 재전송되기를 기대한다. 만약 기지국이 HARQ 데이터 #1을 재전송하는 경우, 신규 데이터 지시자는 '비신규'를 지시하여야 한다. 그런데 신규 데이터 지시자가 '신규'를 지시하므로, 단말은 기지국이 NACK이 아닌 ACK을 수신한 것, 즉 NACK->ACK 오류가 발생한 것임을 알 수 있다.

단말은 NACK->ACK 오류를 상위계층인 RLC 계층으로 보고한다(S260). HARQ에서 복구될 수 없는 데이터는 상위계층에 속하는 RLC 계층에서 복구될 수 있다. HARQ와 별도로 데이터의 재전송을 위해 단말의 RLC 계층이 기지국의 RLC계층으로 RLC 상태보고(RLC Status Report) 메시지를 전송하고, 기지국의 RLC 계층이 단말의 RLC 계층으로 RLC 상태보고응답 메시지를 전송하는 과정을 ARQ 과정이라 한다.

단말의 RLC 계층은 기지국으로 RLC 상태보고(RLC Status Report) 메시지를 전송한다(S270). NACK->ACK 오류를 전달받은 RLC 계층은 수신오류가 발생한 HARQ 데이터의 일련정보(sequence information)를 확인하고, 상기 일련정보에 해당하는 HARQ 데이터를 재수신하기 위해 RLC 상태보고 메시지를 기지국으로 전송한다. 단말 이 NACK->ACK 오류를 RLC 계층으로 전달하는 과정에서, 새로운 HARQ 데이터를 수신하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 단말은 새로운 HARQ 데이터의 CRC 검사결과에 의한 ACK/NACK 신호를 RLC 상태보고 메시지와 함께 전송할 수 있다.

기지국은 스케줄링 정보 #3을 전송하고, HARQ 데이터 #1을 재전송한다(S280,S290). 기지국의 RLC 계층이 단말로부터 RLC 상태보고 메시지를 수신하면, 상기 일련정보에 해당하는 HARQ 데이터를 재전송해야함을 알 수 있다. 따라서 기지국은 HARQ 데이터 #1의 재전송을 위한 스케줄링 정보 #3을 전송하고, HARQ 데이터 #1을 재전송한다.

종래 기술에 있어서, 하향링크 데이터 전송에서 HARQ 데이터 #1에 NACK->ACK 오류가 발생하는 경우, 기지국은 새로운 HARQ 데이터 #2를 전송하고, 단말은 다이버시티 이득을 얻기 위해 이전에 수신한 HARQ 데이터 #1과 상기 HARQ 데이터 #2를 결합한다. HARQ 데이터 #1과 HARQ 데이터 #2는 동일한 데이터가 아니므로 결국 단말은 복호화에 실패한다. 따라서 단말은 다시 NACK을 전송할 것이고, 기지국이 NACK을 수신하면, 이를 HARQ 데이터 #2의 수신실패로 받아들여 HARQ 데이터 #2를 재전송하게 된다. 단말이 다시 HARQ 데이터 #1의 복호화에 실패하고, NACK 을 전송하는 과정이 최대전송횟수만큼 지속된 후에야 비로소 상위계층의 ARQ 과정에 의해 오류복구가 이루어진다. 이렇게 오류복구에 소요되는 긴 지연시간은 고속 데이터 전송을 위한 수율의 향상을 저해한다.

반면, 본 발명에 따르면 NACK->ACK 오류가 즉각적으로 검출될 수 있다. 또한 NACK->ACK 오류로 인한 불연속적인 HARQ 데이터의 전송이 발생하였을 때 신속히 누 락된 일련번호(sequence number)에 해당하는 HARQ 데이터를 재전송하여 수신기로 하여금 데이터의 누락없이 데이터를 상위계층으로 전달할 수 있도록 할 수 있다. 따라서 고속 데이터의 전송에 적합하다.

스케줄링 정보 #1, #2는 신규 데이터 지시자만을 포함할 수 있다. 또는 스케줄링 정보 #1, #2는 중복버젼만을 포함할 수 있다. 또는 스케줄링 정보 #1, #2는 신규 데이터 지시자와 중복버젼을 모두 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 도 6은 하향링크 데이터에 대해 단말이 NACK을 전송한 경우로서, NACK->ACK 오류가 발생한 경우의 HARQ 프로세스을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 단말은 하향링크 스케줄링 정보를 수신한다(S300). 스케줄링 정보는 단말의 MCS(Modulation and Coding Scheme), 자원할당상태, MIMO(Multiple Input Multiple Output)등과 같은 정보를 포함하는 하향 그랜트(downlink grant)일 수 있다. 하향 그랜트는 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 수신될 수 있다. 스케줄링 정보는 단말이 수신할 HARQ 데이터가 새로운 HARQ 데이터인지 아니면 이전에 수신한 HARQ 데이터와 동일한 HARQ 데이터인지를 알려주는 지시정보를 포함할 수 있다. 상기 지시정보는 전술된 신규 데이터 지시자(New Data Indicator)일 수 있다.

단말은 NACK->ACK 오류를 검사한다(S310). NACK->ACK 오류의 검사에 이용되는 정보는 신규 데이터 지시자일 수 있다. 신규 데이터 지시자는 '신규' 또는 '비신규'를 가리키는 1비트정보일 수 있다. 단말은 1비트의 신규 데이터 지시자로부터 스케줄링 정보에 따라 수신할 HARQ 데이터가 신규한지 비신규한지 알 수 있다. 이 단계를 외견상(superficially)으로 볼 때, 단말이 수신할 HARQ 데이터가 신규한지 비신규한지를 판단하는 과정(whether scheduling information is for new HARQ data transmission)이다. 그러나, 이 단계는 HARQ 데이터의 신규 또는 비신규성으로부터 결과적으로 ACK/NACK 신호의 전송오류 여부를 판단하는 것이다. 즉, 단말이 수신할 HARQ 데이터가 신규할 경우, 이전에 단말이 전송한 NACK이 ACK으로 바뀌는 NACK->ACK 오류가 발생한 것임을 알 수 있다. 또한 단말이 수신할 HARQ 데이터가 비신규할 경우, 이전에 단말이 전송한 NACK이 정상적으로 전송되었음을 알 수 있다. 이와 같은 이유로 편의상 이 단계가 NACK->ACK 오류를 검사하는 단계라 명명되었으나, 이 단계는 단말이 수신할 HARQ 데이터의 신규 또는 비신규여부를 판단하는 개념을 포함하는 것임은 물론이다.

NACK->ACK 오류 검사결과, ACK/NACK 전송에 오류가 발생한 경우 단말은 ACK을 NACK으로 간주하고, 이러한 판단결과를 나타내는 ACK/NACK 오류 메시지를 기지국으로 전송한다(S320). ACK/NACK 전송에 오류가 발생한 경우, 이를 처리하는 방법은 다양하게 선택될 수 있다.

일 예에 따르면, ACK/NACK 오류 메시지는 RLC 계층에서 처리된 RLC 상태 PDU(Status Protocol Data Unit)일 수 있다. 전술된 바와 같이 수신기의 RLC 계층은 HARQ 데이터의 전송 중 일부의 HARQ 데이터가 누락된 때 이를 송신기의 RLC 계층으로 보고하는 RLC 상태 보고메시지를 전송할 수 있다.

다른 예에 따르면, ACK/NACK 오류 메시지는 RLC 계층의 하위계층인 MAC 계층 에서 전송되는 메시지일 수 있다. 에러복구에 좀더 신속히 대응하기 위함이다.

ACK/NACK 오류 메시지의 전송과 관련하여 단말은 이미 수신한 새로운 HARQ 데이터를 HARQ 버퍼(buffer)에 저장할 수 있다. 이때 HARQ 버퍼에 저장되어 있던 원래 재수신해야할 HARQ 데이터는 삭제되며, 새로운 HARQ 데이터만이 복호화된다. ACK/NACK 오류 메시지가 RLC 계층에서의 RLC 상태 보고메시지인 경우, RLC 계층은 먼저 NACK->ACK 오류를 하위계층으로부터 보고받을 수 있다. NACK->ACK 오류를 처리하는 방법은 구현의 문제이므로 상기와 같은 방법 이외에도 여러가지 방법이 존재할 수 있다.

NACK->ACK 오류 검사결과, ACK/NACK 전송에 오류가 없는 경우(단말이 이전에 수신한 HARQ 데이터를 재수신한 경우) 단말은 재수신한 HARQ 데이터를 HARQ 버퍼에 저장된 이전에 수신한 HARQ 데이터와 결합하여 복호화할 수 있다(S330).

하향링크 스케줄링 정보는 신규 데이터 지시자만을 포함할 수 있다. 또는 하향링크 스케줄링 정보는 중복버젼만을 포함할 수 있다. 또는 하향링크 스케줄링 정보는 신규 데이터 지시자와 중복버젼을 모두 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 상향링크 데이터에 대해 기지국이 NACK을 전송하였으나 오류가 발생하여 단말이 ACK을 수신하는 경우이다.

도 7을 참조하면, 기지국이 단말로 스케줄링 정보 #1을 전송하고(S400), 단말이 기지국으로 스케줄링 정보 #1에 따라 HARQ 데이터 #1을 전송한다(S410). 링크 스케줄링 정보 #1은 HARQ 데이터 #1이 '신규' 또는 '비신규'함을 지시하는 신규 데 이터 지시자(New Data Indicator; NID)를 포함할 수 있다. 기지국이 HARQ 데이터 #1의 수신에 실패하여, 단말로 NACK을 전송하지만 NACK->ACK 오류가 발생한다(S420). ACK/NACK 신호는 일반적으로 ACK 또는 NACK을 나타내는 1비트정보이다. ACK/NACK 신호에는 데이터와 같이 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 덧붙여지지 않으므로, ACK/NACK 신호의 전송에 오류가 발생할 확률이 높아진다. 단말은 ACK/NACK 신호에 오류가 존재하는지 알 수 없으므로 일단 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터 #1의 삭제하지 않고 저장해둔다.

단말은 ACK을 수신하였으므로, 신규한 HARQ 데이터 #2의 전송을 위한 스케줄링 정보 #2의 수신을 기대한다. 그런데, 기지국이 NACK을 전송하는 경우에는 새로운 스케줄링 정보를 별도로 단말에게 전송하지 않고, 단말로 하여금 이전의 스케줄링 정보에 따라 HARQ 데이터를 전송하도록 한다. 스케줄링 정보가 상향 그랜트(uplink grant)인 경우 상향 그랜트는 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 한편 단말은 PDCCH를 복호화하더라도 자신을 위한 상향 그랜트가 할당되지 않으면 HARQ 데이터를 전송하지 않는다(S430).

기지국은 NACK->ACK 오류를 검사한다(S440). NACK->ACK 오류 검사는 단말로부터 재수신할 HARQ 데이터가 수신되었는지 여부를 판단함으로써 행해질 수 있다. 기지국은 이전에 수신한 HARQ 데이터 #1의 수신에 실패하여 NACK을 전송하였으므로 단말이 HARQ 데이터 #1을 재전송할 것을 기대한다. 그러나 단말이 HARQ 데이터 #1을 재전송하지 못하면 기지국은 이를 NACK->ACK 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 피상적으로는 기지국이 HARQ 데이터가 수신되었는지 여부를 판단하는 것 처럼 보이나, 본질적으로는 HARQ 데이터의 수신여부를 이용하여 NACK->ACK 오류를 검사하는 것이다.

HARQ 데이터의 수신여부를 판단하는 방법은 여러가지가 있을 수 있으며, 일 예로서 소정시간동안 수신신호의 강도(energy level of a received signal)를 측정하여 HARQ 데이터의 수신여부를 판단할 수 있다. 소정시간동안 수신신호의 측정치가 미리 결정된 임계치보다 낮으면 HARQ 데이터가 수신되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이는 구현상의 문제이므로 NACK->ACK 오류의 검사방법은 다양하게 이루어질 수 있으며, 본 발명이 HARQ 데이터의 수신여부를 이용하여 NACK->ACK 오류를 판단하는 것으로 제한되는 것은 아니다.

단말로부터 소정시간동안 수신신호를 측정한 결과, 상기 단말로부터 수신된 신호의 측정치가 임계치보다 낮은 경우, 기지국은 다시 NACK을 전송한다(S450). 물론, 기지국은 다시 NACK을 전송할지 여부는 선택적이다. 이때 HARQ 데이터 #1의 재전송을 위한 스케줄링 정보 #2를 전송한다(S460). 스케줄링 정보 #2는 '비신규'함을 지시하는 신규 데이터 지시자를 포함할 수 있다. 단말이 스케줄링 정보 #2를 복호화한 결과, 스케줄링 정보 #2가 '비신규'함을 지시하는 신규 데이터 지시자를 포함하는 경우, 단말은 스케줄링 정보 #2가 HARQ 데이터 #1의 재전송을 위한 것임을 알 수 있다. 즉, 단말은 ACK/NACK 신호에 NACK->ACK 오류가 발생한 것임을 파악할 수 있다. 따라서 단말은 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터 #1을 스케줄링 정보 #2에 따라 재전송한다(S470).

스케줄링 정보 #1, #2는 신규 데이터 지시자만을 포함할 수 있다. 또는 스케 줄링 정보 #1, #2는 중복버젼만을 포함할 수 있다. 또는 스케줄링 정보 #1, #2는 신규 데이터 지시자와 중복버젼을 모두 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 도 8은 상향링크 데이터에 대해 기지국이 NACK을 전송한 경우로서, NACK->ACK 오류가 발생한 경우 기지국이 수행하는 HARQ 프로세스를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 기지국은 NACK을 전송한다(S500). 기지국이 단말로부터 수신한 HARQ 데이터에 CRC 오류가 있는 경우, NACK을 전송하고 단말을 위한 상향링크 스케줄링 정보를 전송하지 않을 수 있다. 물론 기지국은 NACK을 전송하면서도 상향링크 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 그러나 제어정보로 인한 오버헤드를 줄이기 위해 기지국은 단말이 HARQ 데이터의 재전송을 위한 상향링크 스케줄링 정보를 명시적으로(explicit) 전송하지 않을 수 있다.

상향링크 스케줄링 정보는 단말의 MCS, 자원할당상태, MIMO등과 같은 정보를 포함하는 상향 그랜트(uplink grant)일 수 있다. 상향 그랜트는 제어채널인 PDCCH을 통해 수신될 수 있다. 상향링크 스케줄링 정보는 HARQ 데이터가 전송되는 채널에 관한 정보인 HARQ 채널ID, 단말이 수신할 HARQ 데이터가 새로운 HARQ 데이터인지 아니면 이전에 수신한 HARQ 데이터와 동일한 HARQ 데이터인지를 알려주는 신규 데이터 지시자 및 HARQ 데이터의 재전송 횟수를 알려주는 중복버젼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

기지국은 NACK->ACK 오류를 검사한다(S510). NACK->ACK 오류는 기지국이 단 말로부터 전송되는 HARQ 데이터의 신호를 측정함으로써 행해질 수 있다. 기지국은 소정시간동안 단말의 신호 측정치를 특정한 임계값과 비교하여, 측정치가 임계값보다 작으면 단말이 HARQ 데이터를 전송하지 않은 것으로 간주하여 다음 과정을 진행한다. 즉, 기지국은 소정시간동안 HARQ 데이터의 신호 측정치를 이용하여 NACK->ACK 오류를 판단한다. 측정치가 임계값보다 작으면 NACK->ACK 오류가 있는 것으로 판단(즉, ACK을 NACK으로 간주)하고, 측정치가 임계값보다 크면 NACK->ACK 오류가 없는 것으로 판단한다.

NACK->ACK 오류의 검사결과, 만약 NACK->ACK 오류가 존재하면(HARQ 데이터의 신호 측정치가 임계값보다 낮게 측정된 경우), 기지국은 다시 NACK을 전송하고, HARQ 데이터의 재전송을 위한 상향링크 스케줄링 정보를 단말로 전송한다(S520). 이때 기지국은 상향링크 스케줄링 정보에 '비신규'를 지시하는 신규 데이터 지시자를 포함시켜 전송할 수 있다. NACK->ACK 오류의 검사결과, 만약 NACK->ACK 오류가 없으면(HARQ 데이터의 신호 측정치가 임계값보다 높게 측정된 경우), 기지국은 다시 NACK을 전송하고 단말로부터 HARQ 데이터의 재전송을 기다린다. 이때 별도의 상향링크 스케줄링 정보는 전송되지 않는 있다.

상향링크 스케줄링 정보는 신규 데이터 지시자만을 포함할 수 있다. 또는 상향링크 스케줄링 정보는 중복버젼만을 포함할 수 있다. 또는 상향링크 스케줄링 정보는 신규 데이터 지시자와 중복버젼을 모두 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 도 9는 상향링크 데이터에 대해 기지국이 NACK을 전송한 경우로서, NACK->ACK 오류가 발생한 경우 단말이 수행하는 HARQ 프로세스를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 단말은 ACK을 수신한다(S600). 단말은 ACK/NACK 신호에 오류가 존재하는지 알 수 없다. 단말은 다음 단계에 기지국이 취할 조치(action)로부터 NACK->ACK 오류를 판단할 수 있으므로 기지국으로부터의 시그널링(signaling)(예를 들어 새로운 상향링크 스케줄링 정보)을 기다린다. 따라서 단말은 HARQ 버퍼에 저장된 이전에 전송한 HARQ 데이터를 삭제하지 않고 보관한다.

단말은 상향링크 스케줄링 정보를 수신한다(S610). 상향링크 스케줄링 정보는 단말의 MCS, 자원할당상태, MIMO등과 같은 정보를 포함하는 상향 그랜트(uplink grant)일 수 있다. 상향 그랜트는 제어채널인 PDCCH을 통해 수신될 수 있다. 상향링크 스케줄링 정보는 단말이 수신할 HARQ 데이터가 새로운 HARQ 데이터인지 아니면 이전에 수신한 HARQ 데이터와 동일한 HARQ 데이터인지를 알려주는 지시정보를 포함할 수 있다. 상기 지시정보는 전술된 신규 데이터 지시자일 수 있다.

상향링크 스케줄링 정보가 신규 데이터 지시자를 포함하는 경우, 단말은 신규 데이터 지시자를 이용하여 NACK->ACK 오류 여부를 판단한다(S620). 신규 데이터 지시자는 '신규' 또는 '비신규'를 가리키는 1비트정보일 수 있다. 단말은 1비트의 신규 데이터 지시자로부터 기지국으로부터 수신한 ACK/NACK 신호에 오류가 존재함을 판단할 수 있다. 그러나, 이 단계는 기지국이 수신하고자 하는 HARQ 데이터의 '신규' 또는 '비신규성'으로부터 결과적으로 ACK/NACK 신호의 전송오류 여부를 판단하는 것이다. 즉, 기지국이 수신해야할 HARQ 데이터가 '신규'할 경우, 기지국이 전 송한 ACK은 정상적인 ACK/NACK 신호임을 알 수 있다. 반면, 기지국이 수신해야할 HARQ 데이터가 '비신규'할 경우, 기지국이 원래 NACK을 전송하였으나 이것이 ACK으로 잘못 수신되는 NACK->ACK 오류가 발생한 것임을 알 수 있다.

전술된 바와 같이, 상향링크 스케줄링 정보의 신규 데이터 지시자를 이용하여 NACK->ACK 오류를 판단하는 것은 일 예에 불과할 뿐이며, NACK->ACK 오류를 판단함에 있어 새로운 HARQ 데이터의 전송 또는 이전의 HARQ 데이터의 재전송을 위한 것인지를 알려주는 어떠한 지시정보를 이용할 수 있음은 물론이다.

NACK->ACK 오류의 검사결과 NACK->ACK 오류가 존재하면(신규 데이터 지시자가 '비신규'를 지시하는 경우), 단말은 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터를 재전송한다(S630).

NACK->ACK 오류의 검사결과 NACK->ACK 오류가 없으면(신규 데이터 지시자가 '신규'를 지시하는 경우), 단말은 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터를 삭제하고 새로운 상향링크 스케줄링 정보에 따라 새로운 HARQ 데이터를 전송한다(S640).

한편, 단말이 무선 채널의 악화로 인하여 HARQ 데이터용 상향링크 스케줄링 정보를 제대로 수신하지 못할 수 있다. 이때 단말은 HARQ 데이터를 전송할 수 없으므로, 기지국이 다시 '신규'를 지시하는 신규 데이터 지시자를 포함하는 상향링크 스케줄링 정보를 다시 단말로 전송해야하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 신규 데이터 지시자가 '신규'를 가리키거나 변경된 경우, 단말은 아무런 조치를 취하지 않을 수 있다. 이는 단말이 아무런 조치를 취하지 않아도 기지국이 새로운 HARQ 데이터를 받은 적이 없기 때문에 상위 계층에서의 일련정보에 공백이 생기지 않기 때 문이다.

한편, 기지국은 자신이 ACK을 전송한 후 새로운 HARQ 데이터용 상향링크 스케줄링 정보를 전송하였는데, 단말로부터의 새로운 HARQ 데이터에 대한 신호를 감지하지 못한 경우에는, 아예 해당 HARQ 프로세스를 종료시킨 후 이전에 수신한 HARQ 데이터의 재전송용 상향링크 스케줄링 정보가 아닌 새로운 HARQ 데이터용 상향링크 스케줄링 정보를 전송할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 도 10은 단말이 HARQ 데이터를 기지국으로 전송한 후, 기지국으로부터 상기 HARQ 데이터의 성공적인 또는 비성공적인 수신에 관한 피드백(ACK 또는 NACK)을 수신하는 경우에 있어서, 상기 단말이 HARQ를 수행(operation)하는 방법을 나타낸다. 여기서 상기 스케줄링 정보는 단말이 상향링크로 데이터를 전송하는데 필요한 자원할당, 변조, 코딩등의 정보를 지시하는 상향 그랜트(uplink grant)일 수 있다.

상기 상향 그랜트는 매 전송시간간격(TTI)마다 PDCCH에서 또는 랜덤 액세스 응답(random access response)으로서 단말로 전송되도록 예정된다. 상기 랜덤 액세스 응답은 기지국에 연결되기 위한 초기단계에서, 단말이 RACH(Random Access Channel)을 통해 랜덤 액세스 요청(random access request)을 기지국에 전송한데 대한 응답이다.

주어진 매 전송시간간격에 대해 상기 상향 그랜트가 지시되는(indicated) 경우, 단말의 HARQ 개체는 데이터 전송이 일어날(take place) HARQ 프로세스를 식 별(identify)해 낸다.

도 10을 참조하면, 단말의 HARQ 개체는 주어진 전송시간 간격에 대한 상향 그랜트가 새로운 데이터의 전송을 가리키는지 여부를 판단한다(S700). 기지국은 새로운 상향링크 HARQ 데이터 전송을 지시하는 상향 그랜트를 단말로 전송하는 것은 단말이 이전에(previous) 전송한 HARQ 데이터에 대해 기지국이 ACK을 상기 단말로 피드백한 것을 의미한다. 반면, 별도의 상향 그랜트를 전송하지 않거나, 아니면 재전송을 위한 상향 그랜트를 전송하는 것(No uplink grant or uplink grant for retransmission)은 상기 기지국이 NACK을 상기 단말로 피드백한 것을 의미한다.

만약 상기 상향 그랜트가 새로운 데이터의 전송을 가리키는 경우, 이를 상향링크 우선순위 선정 개체(uplink prioritization entity; UPE)에 알린다(S710). 상기 HARQ 개체는 상기 상향링크 우선순위 선정 개체가 상기 주어진 전송시간 간격에서 새로운 HARQ 데이터의 전송을 가리키는지 여부를 판단한다(S720).

만약 상기 상향링크 우선순위 선정 개체가 새로운 HARQ 데이터의 전송을 필요로함을 지시하면, 상기 HARQ 개체는 다중화 및 조합 개체(Multiplexing and assembly entity)로부터 전송될 MAC PDU를 얻는다(S730). 상기 HARQ 개체는 식별된 파라미터들(identified parameters)을 이용하여 상기 주어진 전송시간 간격에 상응하는(corresponding) HARQ 프로세스로 하여금 새로운 페이로드(payload)의 전송을 유발(trigger)하도록 명령한다(S740).

만약 상기 상향링크 우선순위 선정 개체가 새로운 HARQ 데이터의 전송을 필요로함을 지시하지 않으면, 상기 HARQ 개체는 HARQ 데이터를 저장하는 HARQ 버 퍼(buffer)를 플러쉬(flush)한다(S750).

만약 상기 상향 그랜트가 새로운 데이터의 전송을 가리키지 않는 경우로서, 상기 단말이 재전송을 위한 상향 그랜트를 수신한 경우 또는 상기 주어진 전송시간 간격에 대한 HARQ 프로세스의 HARQ 버퍼에 HARQ 데이터가 플러쉬되지 않고 남아 있는 경우(not empty), 상기 HARQ 개체는 상기 HARQ 프로세스가 재전송을 유발하도록(generate)한다(S760).

여기서 HARQ 버퍼에 HARQ 데이터가 플러쉬되지 않고 남아있는 이유는 다음과 같다. 단말은 바로 이전 전송시간간격에 ACK을 피드백 받았으나 다음 전송시간 간격에 상향 그랜트가 없는 경우 또는 상향 그랜트가 재전송을 위한 것인 경우에 NACK->ACK 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이렇게 ACK->NACK 오류가 발생할 수 있음을 감안하여 HARQ 프로세스는 HARQ 버퍼를 플러쉬하지 않고 남겨 놓는다. 따라서, HARQ 프로세스는 매 전송시간간격마다 ACK을 수신하더라도 HARQ 버퍼를 플러쉬하지 않고 유지하고, 바로 다음 전송시간간격의 상향 그랜트에 따라 ACK->NACK 오류를 판단하며, 이러한 ACK->NACK 오류의 판단에 근거하여 HARQ 데이터의 재전송 또는 HARQ 버퍼의 플러쉬를 수행한다.

도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 기지국이 스케줄링 정보 #1을 단말로 전송하고(S800), 단말이 스케줄링 정보 #1에 따라 HARQ 데이터 #1을 기지국으로 전송한다(S810). 기지국이 HARQ 데이터 #1의 수신에 성공하여, 단말로 ACK을 전송하지만 ACK->NACK 오류 가 발생한다(S820). 단말은 ACK/NACK 신호에 오류가 존재하는지 알 수 없으므로 일단 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터 #1을 비우지(empty) 않고 유지한다(keep).

단말은 ACK->NACK 오류를 검사한다(S830). ACK->NACK 오류 검사는 소정시간(ΔT)이내에 기지국으로부터 새로운 스케줄링 정보 #2를 수신하는지 여부로 검사할 수 있다. 여기서 상기 소정시간(ΔT)은 전송시간 간격(Transmission Time Interval; TTI)일 수 있다. 일 예로서, 상기 전송시간 간격은 데이터가 전송블록(transport block) 조합(sets)의 형태로서 코딩부/다중화부(coding/multiplexing unit)에 매 번 도달하는 시간으로 정의될 수 있으며, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms 등과 같다. 다른 예로서, 상기 전송시간 간격은 하나의 서브프레임(subframe)이 전송되는 시간으로 정의될 수 있다.

HARQ 데이터 #1을 저장한 단말은 상기 소정시간(ΔT)동안 신규한 HARQ 데이터 #2의 전송을 위한 스케줄링 정보 #2를 수신할 때까지 대기한다. 그런데, 기지국이 ACK을 전송하는 경우에는, 별도의 새로운 스케줄링 정보 #2를 단말에게 전송하여 새로운 HARQ 데이터 #2를 전송하도록 할 수 있다. 따라서 상기 소정시간(ΔT)동안 스케줄링 정보 #2가 기지국으로부터 전송되면, 단말은 비록 NACK을 수신하였으나 기지국은 실질적으로 ACK을 전송한 경우로서, ACK->NACK 오류가 발생한 것으로 판단하고 버퍼에 저장된 HARQ 데이터 #1을 플러쉬(flush)한다(S840). 단말은 스케줄링 정보 #2에 따라 HARQ 데이터 #2를 기지국으로 전송한다(S850).

도 12는 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 각 HARQ 프로세스는 HARQ 버퍼와 관련된다. 각 HARQ 프로세스는 현재(currently) HARQ 버퍼에 있는 MAC PDU를 위한 전송이 일어나는(take place) 횟수를 가리키는 현재전송횟수(CURRENT_TX_NB)를 유지한다(maintain). HARQ 프로세스가 설정되면, 상기 현재전송횟수는 0으로 초기화된다. 단말은 모든 논리채널과 모든 HARQ 프로세스에 공통으로 적용되는 최대전송횟수(maximum number of transmission)로 설정된다. 상기 현재전송횟수가 상기 최대전송횟수와 같아지면, 상기 HARQ 프로세스는 상기 HARQ 버퍼를 비운다(flush). 도 12는 HARQ 개체가 HARQ 프로세스에 새로운 MAC PDU를 제공한 경우로부터 HARQ 프로세스가 수행하는 동작에 관한 순서 총괄하여 설명해준다.

도 12를 참조하면, HARQ 개체는 현재전송횟수를 0으로 초기화한다(S900). 상기 HARQ 개체는 현재의 점진적 증분 버전(current incremental redundancy version; CURRENT_IRV)를 0으로 설정한다(S910). 상기 HARQ 개체는 연관된 HARQ 버퍼에 MAC PDU를 저장한다(S920). 상기 HARQ 프로세스는 상기 MAC PDU에 따른 HARQ 데이터의 전송을 유도한다(S930). HARQ 데이터의 전송을 유도하는 방법에 관하여는 후술된다.

도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다. 도 13은 HARQ 개체가 HARQ 프로세스에 재전송을 요청하는 경우 상기 HARQ 프로세스가 수행하는 동작에 관한 순서를 설명해준다.

도 13을 참조하면, HARQ 프로세스는 재전송의 시간에 측정간격(measurement gap)이 있는지 판단한다(S1000). 만약 상기 측정간격이 있는 경우, HARQ 프로세스는 현재전송횟수를 1만큼 증가시킨다(S1010). 만약 상기 측정간격이 없는 경우, HARQ 프로세스는 PDCCH에서 재전송을 위해 상향 그랜트를 수신하였는지 여부를 판단한다(S1020). 만약 상향 그랜트를 수신한 경우, 상기 HARQ 프로세스는 상기 상향 그랜트에 지시된 대로 현재 점진적 증분 버전(CURRENT_IRV)를 설정한다(S1030). 상기 HARQ 프로세스는 HARQ 데이터 전송을 유도한다(S1050).

만약 상향 그랜트를 수신하지 못한 경우, 상기 HARQ 프로세스는 바로 직전 전송시간간격에 전송된 동일한 데이터에 대해 ACK이 수신되었는지 판단한다(S1040). 만약 바로 직전 전송시간간격에 전송된 동일한 데이터에 대해 ACK이 수신된 경우, 상기 현재전송횟수를 1만큼 증가시킨다(S1010). 만약 바로 직전 전송시간간격에 전송된 동일한 데이터에 대해 ACK이 수신되지 않은 경우, 상기 HARQ 프로세스는 HARQ 데이터 전송을 유도한다(S1050).

단말의 HARQ 개체는 ACK/NACK 신호에 오류가 존재하는지 알 수 없으므로 비록 ACK이 수신되더라도 일단 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 데이터를 플러쉬(flush)하지 않고 보관(keep)한다. 왜냐하면 NACK->ACK 오류임이 밝혀진 경우에는 다시 이전 HARQ 데이터를 재전송해야하기 때문이다. 즉, 단말은 ACK을 수신하더라도 상기 ACK이 잠재적인 NACK일 가능성을 고려하여, 상향링크 전송을 일시 중지(suspend)한다(이때, HARQ 버퍼를 비우지 않는다). 한편, 상기 단말은 이후에 상향 그랜트 수신여부와 상향 그랜트의 지시대상등을 지속적으로 감시(monitoring)하여 적응적으로 재전송여부를 결정함으로써 보다 안정적인 데이터 전송을 이룰 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 과정의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 14를 참조하면, 단말은 HARQ 데이터를 기지국으로 전송한다(S1100). 단말은 기지국으로부터 상기 HARQ 데이터에 관한 ACK/NACK신호를 수신한다(S1110). 단말은 타이머(timer)를 구동시킨다(S1120). 타이머를 구동시킨 후 소정시간(ΔT) 이내에 스케줄링 정보를 수신하는지 판단한다(S1130). 만약 ΔT이내에 스케줄링 정보를 수신하지 못하면 단말은 ACK/NACK신호를 NACK으로 판단한다(S1140). ACK/NACK신호를 NACK으로 판단하면, 단말은 상기 HARQ 데이터를 재전송한다(S1150).

만약 ΔT이내에 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 ACK/NACK신호를 ACK으로 판단한다(S1160). ACK/NACK신호를 ACK으로 판단하면, 단말은 상기 버퍼에 저장된 상기 HARQ 데이터를 플러쉬(flush)하고(S1170), 새로운 상기 스케줄링 정보에 따라 HARQ 데이터를 전송한다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

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. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 무선 인터페이스 프로토콜의 제어 평면을 나타낸 블록도이다.

도 3은 무선 인터페이스 프로토콜의 사용자 평면을 나타낸 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일 예에 따른 하향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 7은 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.

도 12는 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 프로세스의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

도 14는 본 발명의 일 예에 따른 상향링크 전송에서의 HARQ 과정의 수행방법을 나타내는 순서도이다.

Claims (19)

1. HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,

   HARQ 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계;

   상기 HARQ 데이터에 오류가 있음을 나타내는 NACK을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및

   상기 HARQ 데이터와 다른 새로운 HARQ 데이터의 전송을 위해 사용되는 하향링크 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 기지국이 상기 NACK을 ACK으로 잘못 판단하였음을 나타내는 ACK/NACK 오류 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하향링크 스케줄링 정보는 상기 하향링크 스케줄링 정보가 상기 새로운 HARQ 데이터의 전송을 위해 사용됨을 알려주는 신규 데이터 지시자를 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 하향링크 스케줄링 정보는 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)에서 전송되는 하향 그랜트(downlink grant)인, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   ACK/NACK 오류 메시지를 전송하기 전에, 상기 기지국이 상기 NACK을 ACK으로 잘못 판단하였음을 RLC(Radio Link Control) 계층으로 보고하는 단계를 더 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
5. HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,

   HARQ 데이터를 단말로부터 수신하는 단계;

   상기 HARQ 데이터에 오류가 있음을 나타내는 NACK을 상기 단말로 전송하는 단계; 및

   상기 HARQ 데이터의 수신을 위해 소정시간동안 대기하여도 상기 HARQ 데이터의 수신을 감지하지 못한 경우, 상기 HARQ 데이터의 재전송을 위해 사용되는 상향링크 스케줄링 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 상향링크 스케줄링 정보는 상기 상향링크 스케줄링 정보가 상기 HARQ 데이터의 재전송을 위해 사용됨을 알려주는 신규 데이터 지시자를 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 HARQ 데이터의 수신은 상기 단말로부터 수신되는 신호의 수신강도의 측정치를 임계치와 비교함으로써 감지하되, 상기 측정치가 상기 임계치보다 작을 경우 상기 HARQ 데이터의 수신을 감지하지 못하는 것으로 판단하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
8. HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,

   HARQ 데이터를 기지국으로 전송하는 단계;

   상기 HARQ 데이터에 관한 ACK을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;

   상기 HARQ 데이터의 재전송을 위해 사용되는 상향링크 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및

   상기 상향링크 스케줄링 정보에 포함된 현재 점진적 증분 버전(CURRENT IRV)에 따라 상기 HARQ 데이터를 재전송하는 단계를 포함하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 스케줄링 정보가 상기 HARQ 데이터의 재전송을 위해 사용되는 것임을 알려주는 신규 데이터 지시자를 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 상향링크 스케줄링 정보는 상기 HARQ 데이터의 재전송횟수를 알려주는 중복버젼(Redundancy Version)을 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 상향링크 스케줄링 정보는 PDCCH에서 전송되는 상향 그랜트(uplink grant)인, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 ACK을 상기 기지국으로부터 수신한 후에 상기 HARQ 데이터를 버퍼(buffer)에 저장하는 단계를 더 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
13. HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,

    HARQ 데이터를 기지국으로 전송하는 단계;

    상기 HARQ 데이터에 관한 ACK/NACK신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;

    타이머를 구동하는 단계;

    상기 타이머에 따른 소정시간동안 상향링크 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는지 판단하는 단계;

    상기 소정시간내에 상기 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 경우 상기 HARQ 데이터를 저장하는 버퍼(buffer)를 플러쉬(flush)하는 단계; 및

    새로운 HARQ 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
14. HARQ를 이용한 데이터 전송방법에 있어서,

    HARQ 데이터의 전송을 처리하는 HARQ 프로세스에 의해 HARQ 버퍼(buffer)에 채워진 상기 HARQ 데이터를 기지국으로 전송하는 단계;

    상기 HARQ 데이터에 관한 ACK을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및

    상기 HARQ 버퍼를 상기 HARQ 데이터가 채워진 채로 유지하고(not empty) 상기 기지국으로부터 상향 그랜트가 전송되는 전송시간 간격(TTI)동안 대기하는 단계를 포함하되,

    상기 HARQ 데이터는 상기 전송시간 간격(TTI)동안 상기 상향 그랜트(UL grant)의 전송여부 또는 상향 그랜트의 지시(indication)에 따라 적응적으로 재전송되는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 상향 그랜트는 PDCCH를 통해 전송되는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 상향 그랜트가 새로운 데이터 전송을 가리키는 경우, 상기 HARQ 버퍼를 비우는(flush) 단계를 더 포함하는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 HARQ 데이터는, 상기 상향 그랜트가 데이터의 재전송을 가리키는 경우 또는 상기 HARQ 버퍼가 비워지지 않은 경우에, 재전송되는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 전송시간 간격동안 상기 상향 그랜트가 전송되지 않는 경우, 상기 HARQ 버퍼에 저장된 상기 HARQ 데이터를 위한 전송이 발생하는 횟수를 가리키는 현재전송횟수(CURRENT_TX_NB)를 1만큼 증가시키는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 HARQ 버퍼는, 상기 현재전송횟수가 HARQ 데이터를 재전송할 수 있는 최대횟수인 최대전송횟수(maximum number of transmission)와 같아지는 경우에, 비워지는, HARQ를 이용한 데이터 전송방법.

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