KR20090130233A

KR20090130233A - 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스 데이터의 전송 및 수신 방법

Info

Publication number: KR20090130233A
Application number: KR1020090121552A
Authority: KR
Inventors: 김정임; 고영조; 김재흥; 이경석; 유병한; 방승찬
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2009-12-21
Also published as: KR101332403B1; EP2057774A4; KR20080018148A; EP2057774A1; WO2008023945A1; US20090286468A1; EP2057774B1; US20110044223A1

Abstract

본 발명은 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수 단말기에게 MBMS 데이터를 전송함에 있어 하이브리드 재전송(HARQ) 기술을 적용하여 데이터를 전송하는 방법과 이의 수신 방법에 관한 것으로, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (b) 단말기의 전용 피드백 채널 정보와 셀별로 상이하고 단말기별로 상이한 고유 스크램블링 코드를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (c) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계; (d) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)이 수신된 경우, 하향링크 제어 신호를 이용해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계를 포함한다.

패킷, 기반, 셀룰라, 이동, 통신, LTE, MBMS, 방송, HARQ, 재전송, 피드백

Description

패킷 기반 셀룰라 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스 데이터의 전송 및 수신 방법{MBMS Data Transmission and Receiving in Packet based on Cellular System}

본 발명은 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service) 데이터의 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 점대 다중점 방식으로 복수 단말기에게 MBMS 데이터를 전송함에 있어 하이브리드 재전송(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기술을 적용하여 데이터를 전송하는 방법과 이의 수신 방법에 관한 것이다.

방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS)는 이동통신망을 통해 단말기로 방송 서비스를 제공하는 것을 말한다. 그런데, 무선 채널을 통과하는 신호는 무선 채널의 페이딩(fading)과 간섭(interference) 신호에 의해 다양한 에러가 발생될 수 있다.

이동통신 시스템에서 에러를 정정하는 방식은 크게 재전송(ARQ: Automatic Repeat request) 방식과, 에러 정정 코드(forward error correction) 방식과, 재전송 방식과 에러 정정 코드 방식을 혼합한 하이브리드 재전송(HARQ) 방식이 있다.

재전송(ARQ) 방식과 하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 모두 수신기가 하나임을 전제로 데이터를 전송하고, 전송받은 데이터가 성공적으로 수신되었는지 실패했는지를 피드백 채널(feedback channel)을 통해 알리는 방식이다. 재전송 방식은 복수의 데이터 패킷들을 수신한 후 피드백 채널로 보고하기 때문에, 긴 시간적 지연이 발생될 수 있다.

하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 재전송과 물리 계층의 에러 정정 코드가 함께 동작하여 에러 정정 능력이 향상되도록 하는 것이다. 다시 말해, 하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 에러가 발생된 이전 데이터 패킷을 버리지 않고, 다음 재전송되는 데이터 패킷을 디코딩할 때, 에러 정정 디코더에 입력하여 에러 정정 능력이 향상되도록 한다. 통상, 에러는 패킷의 일부에서만 발생되기 때문에, 에러가 발생된 패킷을 버리지 않고, 디코더에 입력하면 에러 정정 능력이 향상된다.

물리 계층의 에러 정정 코드를 사용하기 위해서는 저장하여야 하는 데이터 양이 매우 증가된다. 이 저장해야 하는 데이터 양을 감소시키기 위해, HARQ 방식은 매우 빠르게 피드백 채널을 통해 데이터의 에러 발생 여부를 보고받고, 재전송이 빠르게 수행된다.

HARQ 방식은 크게 IR(Incremental Redundancy) 방식과 CR(Chase Combining) 방식으로 나눌 수 있다. IR 방식은 데이터를 재전송할 때, 채널 코딩의 이득을 더 얻기 위해, 재전송하는 데이터에 새로운 패러티 비트를 더 추가하여 전송하는 방식 이다. CR 방식은 재전송되는 데이터가 이전에 전송된 데이터와 동일한 데이터를 전송하는 방식이다. IR 방식은 CR 방식에 비해 성능이 더 우수하지만, 수신기의 복잡도가 매우 커진다는 단점이 있다. CR 방식은 IR 방식보다 수신기의 복잡도 측면에서 우수하지만, 성능이 IR 방식보다 떨어지는 단점이 있다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project) WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템에서 MBMS와 같은 방송 서비스는 재전송과 HARQ 방식을 수행하지 않고, 응용 계층에서 에러 정정 코드(forward error correction)로 에러 정정을 수행하였다. 여러 셀에서 동시에 동일한 MBMS 데이터를 전송하는 경우, 단말기는 여러 셀의 신호를 결합하여 더 높은 신호를 얻어 에러가 발생할 확률을 줄인다. 여러 셀의 신호를 결합하는 방법은 3GPP규격에서 소프트 결합(soft combining)과 선택적 결합(selective combining)으로 할 것을 명시하고 있다. 하지만, 종래의 WCDMA 시스템은 셀 특유의 서비스를 받는 경우에는 에러 정정 코드만 사용하여 에러 정정을 수행하였기 때문에, 소프트 결합과 선택적 결합을 사용할 수 없어 에러 정정 효율이 상대적으로 낮은 단점이 있다.

종래의 WCDMA 시스템에서 MBMS 서비스는 방송 서비스를 수신하는 단말기의 수가 적은 경우, 점대점(Point-to-Point) 방식으로 데이터를 전송하고, 단말기의 수가 많은 경우 점대다중점(Point-to-Multipoint) 방식으로 데이터를 전송하였다. 다시 말해, 점대다중점 방식이 이웃 셀에 더 많은 간섭(interference)을 발생시키기 때문에, 종래 WCDMA 시스템은 단말기의 수가 적은 경우 점대점 방식으로 전환(switching)하여 MBMS 데이터를 전송하였다.

통상 점대다중점 방식은 S-CCPCH(secondary common control channel) 채널을 사용하고, 점대점 방식은 DPCH(dedicated physical channel) 채널을 사용한다. S-CCPCH 채널은 기지국 전원을 약 5% 내지 10% 정도를 사용하므로, 많은 자원이 사용된다. DPCH 채널은 5% 보다 적게 하여, 무선 채널 상황에 따라 전원을 증감함으로, 더 적은 전원을 사용할 수 있다는 장점이 있다.

기지국은 점대점 방식으로 전환하기 위해 필요한 시점을 알고 전환을 수행해야 하므로, 서비스 수신 단말기의 수에 대한 정보가 필요하다. 기지국은 처음 서비스를 시작할 때, 점대점 방식과 점대다중점 방식 중 어느 하나를 선택하여 전송하고, 핸드오버 등의 이유로 단말기의 수가 변화한 경우, 다시 단말기의 수를 확인하고 전송 방식을 선택해야 한다.

서비스 초기에 단말기의 수를 확인하는 것을 집계(counting)라 하고, 서비스 중간에 단말기의 수를 확인하는 것을 재집계(recounting)라 한다. 기지국은 집계와 재집계를 수행할 때, 단말기에게 집계와 재집계를 수행할 것을 알리면, 단말기는 임의 접속(Random Access)을 통해 단말기가 서비스를 수신할 의사가 있음을 밝힌다. 그러나, 임의 접속은 제한된 코드를 사용하기 때문에, 복수 단말기들이 동시에 임의 접속을 수행하면, 충돌이 발생될 수 있다. 이때, 임의 접속은 MBMS 서비스를 받는 단말기만 사용하는 것이 아니기 때문에, 기지국은 임의 접속의 충돌을 제한해야 한다. 이를 위해, 기지국은 단말기들로 임의 접속 시도 확률을 알려준다. 기지국은 임의 접속 시도 확률을 계속 관리하고, 셀 안의 단말기의 상황에 따라 시도 확률을 갱신해야 한다.

MBMS 서비스는 점대점 방식 또는 점대다중점 방식으로 서비스가 가능하다. 그런데, 점대점 방식과 점대다중점 방식은 피드백 채널의 운용에 있어서 차이가 있다. 즉, 점대점 방식은 한 단말기만 피드백 채널을 사용하여 응답을 보내면 되지만, 점대다중점 방식은 복수 단말기가 피드백 채널을 사용하여 응답을 보낸다. 따라서 단말기의 수가 많은 상태에서 점대다중점 방식으로 MBMS 서비스를 제공하기 위해 각 단말기마다 피드백 채널을 할당하는 경우, 무선 자원을 너무 많이 사용하게 되는 문제점이 있다.

그러므로, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 점대다중점 방식으로 MBMS 서비스를 제공하는 경우, 자원 사용을 최소화할 수 있는 방안이 절실히 필요하다. 또한, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 점대다중점 방식으로 MBMS 서비스를 제공하는 경우에도 낮은 패킷 에러율로 서비스 받기 위해, 하이브리드 재전송(HARQ) 방식을 적용할 수 있는 방안이 절실히 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 점대 다중점 방식으로 복수 단말기에게 MBMS 데이터를 전송함에 있어, 자원 사용을 최소화하면서도 하이브리드 재전송(HARQ) 방식을 적용하여 데이터의 수신 에러율을 낮출 수 있는 데이터 전송 및 수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 전송방법은, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수의 단말기들로 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (b) 단말기의 전용 피드백 채널 정보와 셀별로 상이하고 단말기별로 상이한 고유 스크램블링 코드를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (c) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계; (d) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 전용 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)이 수신된 경우, 하향링크 제어 신호를 이용해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 전송방법은, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수의 단말기들로 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데 이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (b) 각 단말기들이 공통으로 사용할 공유 피드백 채널 정보와 적어도 하나 이상의 스크램블링 코드를 상기 단말기들로 전송하는 단계; (c) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계; (d) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 공유 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)이 수신된 경우, 하향링크 제어 신호를 이용해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 수신방법은, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수의 단말기들로 전송되는 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 그룹 식별자를 수신하는 단계; (b) 각 단말기에 할당된 전용 피드백 채널 정보와 셀별로 상이하고 단말기별로 상이한 고유 스크램블링 코드를 수신하는 단계; (c) MBMS 데이터를 수신하는 단계; (d) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과를 상기 전용 피드백 채널을 통해 전송하는 단계; (e) 하향링크 제어 신호를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신하는 단계; 및 (f) 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 수신방법은, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수의 단말기들로 전송되는 방송 및 멀티캐스트 서 비스(MBMS) 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자를 수신하는 단계; (b) 각 단말기들이 공통으로 사용할 공유 피드백 채널 정보와 적어도 하나 이상의 스크램블링 코드를 수신하는 단계; (c) MBMS 데이터 패킷을 수신하는 단계; (d) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과를 상기 공유 피드백 채널을 통해 전송하는 단계; (e) 하향링크 제어 신호를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신하는 단계; 및 (f) 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 수신방법은, 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 복수의 단말기들로 전송되는 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서, (a) MBMS 전용 제어 채널을 통해 전송 데이터의 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보 및 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자를 수신하는 단계; (b) 각 단말기들이 공통으로 사용할 공유 피드백 채널 정보와 적어도 하나 이상의 스크램블링 코드를 수신하는 단계; (c) MBMS 데이터 패킷을 수신하는 단계; (d) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과, 에러가 발생된 경우 기지국에 의해 할당된 피드백 채널 정보를 확인하는 단계; (e) 자신이 상기 CRC 에러 검사 결과를 전송하지 않은 상태에서 하향링크 제어 신호를 디코딩하여, 재전송 데이터와 관련된 무선자원 위치가 포함된 경우 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계; (f) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과를 상기 공유 피드백 채널을 통해 전송하는 단계; (g) 하향링크 제어 신 호를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신하는 단계; 및 (h) 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명은 MBMS 서비스를 수신하는 단말기들에게 MBMS 서비스를 위한 특유의 서비스 그룹 식별자(cell specific MBMS service identity)인 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI: Cell Radio Network Temporary Identity)를 할당하여, 단말기들이 하향 링크 제어 신호를 수신할 수 있도록 한다. 하향 링크 제어 신호는 재전송 데이터의 자원 정보와 재전송 데이터를 위한 피드백 채널의 자원 정보가 포함된다.

또한, 본 발명은 셀에서 사용하는 피드백 채널이 많은 간섭을 발생시키는 것을 방지하기 위해, 셀 마다 특유의 피드백 채널을 여러 개 두어 사용하는 것을 제시한다.

또한, 본 발명은 여러 개의 피드백 채널을 사용함에도 피드백 채널에서 큰 간섭 신호가 발생되는 경우, 기지국이 피드백 채널의 사용 확률로 간섭을 제어하는 것을 제시한다.

또한, 본 발명은 단말기의 수에 따라 MBMS 데이터를 점대점으로 전환하는 등의 복잡한 스위칭을 수행하지 않고, 점대다중점 방식으로만 MBMS 데이터를 전송하는 것을 제시한다.

상기와 같은 본 발명은, 패킷 기반 셀룰라 시스템(LTE 시스템)에서 점대다중점 방식으로 복수 단말기들로 MBMS 데이터를 전송하는 경우에도 자원 사용을 최소 화하면서 하이브리드 재전송(HARQ) 방식을 적용하여 수신 데이터의 에러 정정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 기지국이 단말기의 수에 관계없이 MBMS 데이터 패킷을 전송할 수 있어, 집계와 재집계와 같은 동작을 통해 단말기의 수에 따라 점대점 방식 또는 점대다중점 방식으로 베어러 스위칭(bearer switching)을 수행하는 복잡한 절차를 수행하지 않아도 되는 장점이 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명이 적용되는 MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크 구성도를 나타낸다. 도 1 및 도 2는 3GPP LTE UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 시스템의 일 예를 나타낸 것이다.

MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크는 MBMS 서비스 제공을 위한 서비스 센터(BM-SC)(10)와, MBMS 전용 게이트웨이인 MBMS 게이트웨이(GW)(20)와, 비MBMS 서비스인 유니캐스트 서비스 지원을 위한 액세스 게이트웨이(aGW)(30)와, 기지 국(eNB)(40)을 포함한다. 또한, MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크는 여러 셀을 통해 MBMS 데이터를 전송하기 위해, 여러 셀의 기지국을 관리하고, MBMS 패킷의 전송 스케줄링을 수행하기 위한 다중 셀 MBMS 공동 조합체(MCE: MBMS Coordination Entity)(60)가 포함된다. 다시 말해, MCE(60)는 MBMS 게이트웨이(20)와 기지국인 eNB(40) 사이에 연결되어, 여러 셀의 기지국을 관리하고, MBMS 패킷을 여러 셀들을 통해 전송하기 위해 스케줄링을 관리한다.

여기서, MBMS 게이트웨이(20)와 액세스 게이트웨이(30)가 분리된 형태로 구성됨을 나타내었으나, 상기 두 개의 게이트웨이를 분리하지 않고 구현하는 것도 가능하다.

일반적으로 MBMS 서비스 센터인 BM-SC(10)에는 실시간 처리 프로토콜인 RTP(Real Time Protocol)와 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP: User Datagram Protocol)이 탑재된다. RTP에는 에러 정정 인코더가 포함되고, UDP에는 UDP 체크섬 생성부가 포함된다.

기지국(40)과 단말기(50)의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어 신호(Signaling) 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(MAC: Medium Access Control)계층과 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결된다. 이 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동된다.

*제2계층의 매체접속제어(MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위 계층인 무선링크제어(RLC: Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(RLC) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스 데이터 단위(SDU: Service Data Unit)의 분할 및 연결(Segmentation and Concatenation) 기능을 수행할 수 있다.

제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(RRC: Radio Resource Control)계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.

한편, 무선링크제어(RLC) 계층 상위에는 패킷 헤더의 압축 및 팽창을 위한 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)가 탑재될 수 있다.

MBMS 데이터는 MBMS 게이트웨이(GW)(20)를 통과한 후, 기지국인 eNB(40)를 경유하여 단말기(50)로 전달된다. 단말기(50)의 물리 계층은 무선 채널을 통과한 데이터를 수신하여 디코딩을 수행한 후, CRC(Cyclic Redundancy Check) 에러를 검 사한다.

3GPP Release-6 TS25.322 규격에 따르면, 송신측인 기지국(40)의 무선링크제어(RLC) 계층은 SDU(Service Data Unit)를 연결하거나 분할하여 PDU(Protocol Data Unit)를 생성한다. 여기서, MBMS 시스템과 같은 통신 시스템은 복수의 프로토콜로 구성되는데, SDU는 모든 프로토콜에서 입력되는 데이터 단위를 말하며, PDU는 출력되는 데이터 단위를 말한다.

기지국인 eNB(40)는 MBMS 서비스 수행시 PDU 크기를 결정한다. RLC 계층에 SDU가 입력된 경우, PDU 크기보다 큰 경우에는 PDU 크기보다 크지 않게 분할한다. 만약, 이전에 도착한 SDU가 분할되어 남겨져 있다면, 남겨진 SDU와 현재 SDU를 연결하여 PDU를 생성한다.

RLC 계층에서 생성된 PDU는 MAC 계층을 통과한 후, 물리 계층에서 CRC 비트가 추가되고 인코딩된 후, 무선 채널을 통해 단말기로 전달된다.

단말기의 물리 계층은 채널 디코딩을 수행한 후, CRC 검사를 수행하여 데이터 패킷에 에러가 발생했는가를 판단하고, CRC 검사 결과와 CRC 비트를 제외한 데이터 패킷을 MAC 계층을 통해 RLC 계층으로 전달한다.

3GPP LTE에 기반한 시스템은 MBMS 서비스가 아닌 경우, 논리 채널로 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control Channel)과 전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic Channel)을 이용한다. 제어 신호는 전용 제어 채널인 DCCH을 통해 전송되고, 데이터는 전용 트래픽 채널인 DTCH을 통해 전송된다. 한편 MBMS 서비스는 논리채널로 전용 제어 채널(MCCH: Multicast Control Channel)와 MBMS 트래픽 채 널(MTCH: MBMS Traffic Channel)을 이용한다. 제어 신호는 MBMS 전용 제어 채널인 MCCH을 통해 전송되고, 데이터는 MBMS 데이터 전용 채널인 MTCH을 통해 전송된다.

패킷 기반 셀룰라 시스템은 하향링크(downlink) 제어 신호(L1/L2 제어 신호)로 단말기가 데이터를 송수신하는 시간과 주파수에 대한 스케줄링 정보를 알려준다. 하향 링크는 기지국에서 단말기로 전송되는 링크를 말한다.

보통 제어 신호(L1/L2 제어 신호)가 수신되는 시간에 하향 링크 데이터가 함께 전송되기 시작한다. 하향 링크 제어 신호를 통해 복수 단말기의 정보가 동시에 전송될 수 있는데, 그 단말기에게 할당되는 제어 신호의 공간은 단말기의 식별자(identity)로 구분된다. 그러므로, 단말기가 하향링크 제어 신호를 수신하기 위해서는, 먼저 자신에게 할당된 식별자를 알고 있어야 한다. 이러한 식별자를 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI)라 한다. 식별자는 한 개의 단말기에게 고유하게 할당될 수도 있고, 복수 단말기들에게 그룹 식별자로 할당될 수도 있다.

패킷 기반 셀룰라 시스템에서 MBMS 서비스가 아닌 유니캐스트(unicast) 서비스의 경우, 하이브리드 재전송(HARQ) 방식이 적용된다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 기지국은 단말기로 하향링크 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터 수신 후, 상향 링크 피드백 채널을 통해 데이터가 성공적으로 수신되었는가를 보고한다. 이때, 기지국은 서비스 시작 시점에 어떤 자원을 피드백 채널로 사용할 것인가를 단말기들로 알려준다. 또는 어떤 무선 자원을 사용하여 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 단말기에게 전송하였는가에 따라 묵시적으로 피드백 채널의 위치가 결정될 수도 있다. 일반적으로 단말기는 데이터를 수신한 후 일정 시간 후에 정해진 주파 수, 주어진 피드백 채널을 사용하여 피드백을 전송한다.

여기서, 피드백 채널의 위치는 정적(static)이거나 동적(dynamic)으로 변화될 수 있다. 피드백 채널이 정적인 경우, 서비스 초기에 기지국이 결정한 자원을 단말기는 피드백 채널로 사용한다. 피드백 채널이 동적인 경우, 피드백 채널의 위치가 변하여 단말기가 변화된 피드백 채널의 위치를 인식해야 할 필요가 있을 때, 기지국이 단말기로 피드백 채널에 대한 정보를 알려준다.

단말기는 수신된 데이터에 에러가 없이 성공적으로 수신된 경우 긍정 응답(ACK: Acknowledgement)을 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송하고, 성공적으로 수신되지 않은 경우 부정응답(NACK: Negative Acknowledgement)을 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송한다.

도 3은 본 발명에 따른 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 과정을 설명하기 위한 전체 흐름도이다. MBSM 데이터 패킷은 단일 기지국에서 복수 단말기들로 전송될 수 있고, 한편으로 여러 기지국에서 복수 단말기들로 전송될 수 있다. 여기서, 여러 기지국이 MBMS 데이터 패킷을 단말기로 전송한다는 것은 동일 MBMS 데이터 패킷을 여러 기지국에서 단말기로 전송한다는 것으로, 단말기는 여러 기지국으로부터 전송된 MBMS 데이터를 동시에 하나의 신호로 수신한다. 이하에서는 MBMS 데이터 패킷이 단일 기지국에서 전송되는 방식과 여러 기지국에서 전송되는 방식을 구분하여 설명할 것이다.

단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 경우와, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 경우에는 피드백 채널의 운용에 차이가 있을 수 있 다. 예를 들어, 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 경우에는 각 단말기에 대응되는 피드백 채널이 할당된다. 각 단말기에 대응되는 피드백 채널을 전용 피드백 채널(dedicated feedback channel)이라 한다. 하지만, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 경우에는 각 단말기마다 피드백 채널이 할당되지 않고, 피드백 채널을 여러 단말기들이 공유한다. 이를 공유 피드백 채널(shared feedback channel)이라 한다. 이 경우 기지국은 한 개 또는 복수 개의 공유 피드백 채널을 구비할 수 있다. 기지국은 복수 개의 공유 피드백 채널을 구비한 경우 단말기들의 수와 무선 채널 환경에 따라 공유 피드백 채널을 가변적으로 할당할 수 있다. 피드백 채널은 기지국에 의해 관리된다. 기지국은 MBMS 서비스 초기에 단말기들로 피드백 채널에 대한 정보를 전송한다. 그리고, 피드백 채널의 변경이 필요한 경우 기지국은 단말기로 변경되는 피드백 채널 정보를 전송한다.

또한, 기지국은 MBMS 서비스 초기에 각 단말기들이 피드백 채널을 통해 응답을 전송할 때 사용할 스크램블링 코드에 대한 정보를 전송한다. 다시 말해, 상기 스크램블링 코드는 피드백 채널을 통해 단말기들이 수신 데이터의 에러 유무 응답을 기지국으로 전송할 때, 단말기들간 간섭을 줄이기 위해 기지국에 의해 할당된 코드이다.

단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 상기 스크램블링 코드는 각 기지국마다 상이하고, 각 단말기마다 상이한 고유 코드로 할당된다. 즉, 기지국은 단말기들로부터 부정응답을 수신하였을 때, 해당 셀에 속한 단말기들이 보낸 부정응답(NACK)인지를 확인할 수 있어야 한다. 이를 위해 상기 스크램블링 코 드는 각 셀 간에도 구별될 수 있도록 할당되어야 한다. 이러한 스크램블링 코드의 한 예가 카자 코드(CAZAC: Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)와 하다마드 코드를 곱한 코드이다. 카자 코드는 셀과 단말기를 구별하고, 하다마드 코드 여러 개로 단말기들을 구별하여 간섭을 완화시킬 수 있다.

여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 상기 스크램블링 코드가 각 단말기마다 상이할 필요는 없으며, 각 단말기에게 고유한 코드를 할당하지 않아도 된다. 따라서, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에는 기지국이 각 단말기로 한 개 또는 복수개의 스크램블링 코드를 제공하고, 복수개의 스크램블링 코드를 제공한 경우, 각 단말기가 랜덤하게 스크램블링 코드를 선택하도록 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 기지국은 MBMS 서비스 초기에 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스를 위한 그룹 식별자를 전용 제어 채널(예컨데, MCCH)과 상기 전용 제어 채널(MCCH)과 매핑되는 전송 채널을 통해 단말기들로 전송한다(301). 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널(Transport Channel)로 하향링크 공유 채널(DL-SCH)을 이용할 수 있다. 또한 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널로 MCH(Multicast CHannel) 채널을 이용할 수 있다.

이와 같은 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스를 위한 그룹 식별자는 모든 단말기들이 공통적으로 수신해 야 하는 정보이다. 그러므로 전용 제어 채널(MCCH)은 어느 순간에도 단말기가 MBMS 서비스를 수신할 수 있도록 일정한 주기로 반복 전송되어야 한다. 본 발명에서 기지국은 전용 제어 채널(MCCH)을 일정 시간을 주기로 반복 전송한다.

또한 기지국은 MBMS 서비스 초기에 각 단말기들로 피드백 채널에 대한 정보와 스크램블링 코드 정보를 전송한다. 다시 말해, 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서, 기지국은 어떤 특정 단말기에게 어떤 피드백 채널을 할당할 것인가를 결정하고, 단말기가 MBMS 데이터를 수신하기 시작하는 시점에 각 단말기마다 전용 피드백 채널의 무선자원 위치와 스크램블링 코드에 대한 정보를 전송한다. 한편, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서, 기지국은 어떤 피드백 채널을 사용할 것인가를 결정하고, MBMS 서비스 초기에 공용 피드백 채널에 대한 정보와 스크램블링 코드에 대한 정보를 단말기들로 전송한다.

상기 데이터 전송에 관한 스케줄 정보는 데이터 수신을 위한 무선 자원 정보를 포함한다. 그리고, 상기 MBMS 서비스를 위한 그룹 식별자는 기지국에 의해 예약 할당된 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI: Cell Radio Network Temporary Identify)일 수 있다. 다시 말해, 기지국은 MBMS를 위해 C-RNTI를 예약 할당하고, 단말기들이 이 할당된 C-RNTI를 이용해 MBMS 서비스를 위한 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 수신할 수 있도록 한다.

하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보는 시스템이 IR과 CR 두 방식을 모두 지원하는 경우, 어떤 방식을 어떻게 사용할 것이며, 최대 재전송 횟수는 몇 번인지에 대한 정보를 포함한다. IR과 CR 중 한 가지 방식만 선택하는 경우, 어떤 방식인지 에 대한 정보를 포함하지 않는다.

한편, 기지국은 필요에 따라 MCCH 제어 정보에 부정응답(NACK)의 피드백 확률을 포함시켜 전송할 수 있다. 상기 부정응답(NACK) 피드백 확률은 전술한 바와 같은 스크램블링 코드를 사용하여 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송함에도 불구하고, 단말기들간 간섭 신호가 크게 발생되는 경우 단말기들이 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송하는 확률을 제어하기 위한 정보이다. 상기 부정응답 피드백 확률은 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 사용되지 않을 수 있다.

기지국은 단말기들로 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보와, 서비스별 그룹 식별자 정보 및 HARQ 관련 정보를 전송한 다음에, 단말기들로 MBMS 데이터 패킷을 전송한다(302). 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널로 MTCH를 이용하고, 상기 논리채널인 MTCH와 매핑되는 전송 채널로 하향링크 공유 채널(DL-SCH)을 이용할 수 있다. 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널로 MTCH를 이용하고, 상기 논리 채널인 MTCH와 매핑되는 전송 채널로 MCH 채널을 이용할 수 있다.

단말기의 물리 계층은 기지국으로부터 전송된 데이터 패킷에 대해 CRC 검사를 수행하고, CRC 에러가 발생된 경우, 기지국에 의해 할당된 피드백 채널을 통해 기지국으로 부정응답(NACK)을 전송한다(303). 여기서, 피드백 채널은 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 전용 피드백 채널이고, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 공유 피드백 채널이다. 단말기는 응 답을 기지국으로 전송하는 경우 기지국으로부터 전송된 스크램블링 코드를 이용해 응답을 스크램블링 하여 할당된 피드백 채널을 통해 전송한다.

단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 각 단말기에 고유하게 할당된 스크램블링 코드를 사용하지만, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 여러 스크램블링 코드가 존재하는 경우 어느 하나를 랜덤하게 선택하여 사용한다. 다시 말해, 복수 단말기들이 동시에 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)을 기지국으로 전송하면, 신호가 매우 커져 다른 셀에 큰 간섭(interference)으로 작용할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 간섭을 완화시키기 위해, 단말기들이 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)을 전송할 때, 단말기들에게 선택할 수 있는 복수의 스크램블링 코드를 제공한다. 단말기들은 복수의 스크램블링 코드 중 어느 하나를 랜덤하게 선택하여, 부정응답을 스크램블링 하여 피드백 채널을 통해 전송한다. 이에 따라 단말기들 간의 신호가 랜덤하게 되어 평균적으로 신호가 커지지 않아, 다른 셀에 큰 간섭으로 작용하지 않는다.

단말기는 CRC 에러가 없는 경우, 긍정응답(ACK)을 전송할 수도 있고, 긍정응답을 전송하지 않을 수도 있다. 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 CRC 에러가 없는 경우 단말기는 공유 피드백 채널을 통해 긍정응답을 전송하지 않는 것이 바람직할 수 있다.

기지국은 단말기로부터 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)을 수신하면, 하향링크 제어 신호를 통해 에러가 발생된 재전송 데이터의 무선자원 위치를 단말기들로 알려준다(304).

여기서, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 기지국은 단말기로부터 부정응답(NACK)을 수신하면, 공유 피드백 채널의 간섭 양을 검출하여 NACK 피드백 확률 인자의 갱신 필요성을 검사한다. 그리고 기지국은 피드백 확률 인자의 갱신이 필요한 경우, 피드백 확률 인자를 갱신하여 주기적으로 전송되는 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 단말기로 전송한다.

다시 말해, 본 발명은 전술한 바와 같은 스크램블링 코드로 부정응답(NACK)을 스크램블링 하여 전송함에도 불구하고, 큰 간섭 신호가 발생되는 경우, 기지국이 이를 제어 하기 위해 NACK 피드백 확률을 사용한다. 기지국은 NACK 피드백 확률을 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 단말기들로 전송한다. 단말기들은 상기 NACK 피드백 확률을 이용해 자신이 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송할 확률을 계산하고, 그에 따라 피드백 채널로 부정응답을 전송하거나 전송하지 않는다.

기지국은 하향링크 제어 신호를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 전송한 다음에 바로 전송 채널을 통해 재전송 데이터를 단말기들로 전송한다(305). 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 전송 채널로 하향링크 공유 채널(DL-SCH)을 이용할 수 있다. 그리고 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 전송 채널로 MCH 채널을 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 재전송되는 데이터가 단말기들에게 많은 주파수 다이버시티를 주도록 하기 위해, 특정 주파수에 한정하여 재전송 데이터를 전송하는 것이 아니라, 여러 주파수에 재전송 데이터를 분산시켜 전송할 수 있다.

한편, 단말기는 앞서 설명한 바와 같이 기지국에 의해 예약 할당되어 전용 제어 채널을 통해 전달된 MBMS 서비스 그룹 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하여 MBMS에 할당된 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)의 위치를 찾는다. 통상 단말기는 하향링크 제어 신호의 위치를 찾기 위해 제어 신호의 위치를 여러 번 디코딩할 수 있다. 본 발명은 단말기의 디코딩 복잡도를 감소시키기 위해, MBMS 전용 하향링크 제어 신호의 위치를 단말기가 부정응답(NACK)을 피드백 채널을 통해 전송한 후, 일정 시간 이내에 정해진 주파수 공간에 전송하는 방안을 제시한다.

단말기는 하향링크 제어 신호를 통해 획득한 무선자원 위치를 이용해 전송 채널을 통해 전송되는 재전송 데이터를 수신하고, 수신된 재전송 데이터에 대한 CRC 검사를 수행한다. 단말기는 CRC 검사 결과에 따라 피드백 채널로 부정응답을 전송하는 전술한 바와 같은 과정을 일정 회수 반복 수행할 수 있다. 또한 단말기는 MCCH 제어 정보의 내용이 변경된 경우와 같이 필요한 경우 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 제어 정보를 수신한다.

도 4는 본 발명에 따른 기지국에서의 MBMS 데이터 패킷의 전송 과정에 대한 처리 흐름도이다. 도 4는 여러 기지국이 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 기지국의 처리 흐름도이다.

기지국은 MBMS 서비스 초기에 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스 그룹 식별자인 C-RNTI를 전용 제어 채널인 MCCH과 상기 전용 제어 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널을 통해 단말기들로 전송한다(401). 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널(Transport Channel)로 하향링크 공유 채널(DL- SCH)을 이용할 수 있다. 또한 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널로 MCH 채널을 이용할 수 있다. 기지국은 전용 제어 채널(MCCH)을 일정 시간을 주기로 반복 전송한다.

또한, 기지국은 MBMS 서비스 초기에 단말기들이 사용할 피드백 채널에 대한 정보와 피드백 채널에 사용할 스크램블링 코드를 단말기들로 전송한다.

여러 기지국이 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 부정응답(NACK)의 피드백 확률이 단말기로 전송될 수 있다.

기지국은 단말기들로 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보와, 서비스별 그룹 식별자 정보 및 HARQ 관련 정보를 전송한 다음에, 단말기들로 MBMS 데이터 패킷을 전송한다(402). 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널로 MTCH를 이용하고, 상기 논리채널인 MTCH와 매핑되는 전송 채널로 하향링크 공유 채널(DL-SCH)을 이용할 수 있다. 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널로 MTCH를 이용하고, 상기 논리 채널인 MTCH와 매핑되는 전송 채널로 MCH 채널을 이용할 수 있다.

MBMS 데이터 패킷의 전송 이후, 기지국은 단말기로부터 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)을 수신하면(403), 피드백 채널의 간섭 양을 검출하여(404) 부정응답(NACK) 피드백 확률 인자의 갱신 필요성을 검사한다(405). 그리고 기지국은 피드백 확률 인자의 갱신이 필요한 경우(406), 피드백 확률 인자를 갱신하여 주기적으로 전송되는 전용 제어 채널(MCCH)의 확률 인자를 갱신한다(407). 물론, 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 피드백 확률 인자를 갱신하는 과 정이 생략될 수 있다.

기지국은 에러가 발생된 MBMS 데이터 패킷을 재전송하기 위해, 하향링크 제어 신호를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 단말기들로 알려준다(408). 이때 기지국은 단말기의 디코딩 복잡도를 감소시키기 위해 MBMS 하향링크 제어 신호를 단말기가 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)을 전송한 후, 일정 시간 이내에 정해진 주파수 공간에 전송한다.

그리고 기지국은 전송 채널을 통해 재전송 데이터를 단말기들로 전송한다(409). 이때 기지국은 재전송되는 데이터가 단말기들에게 많은 주파수 다이버시티를 주도록 하기 위해, 여러 주파수에 재전송 데이터를 분산시켜 전송한다.

한편, 여러 기지국이 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 단말기의 물리계층은 수신된 데이터에 대한 CRC 검사를 수행하여 에러가 발생되지 않은 경우 긍정응답(ACK)을 기지국으로 전송하지 않을 수 있다. 이 경우 기지국은 단말기들로부터 피드백 채널을 통해 부정응답(NACK)이 수신되지 않으면, 모든 단말기들이 데이터를 정상 수신한 것으로 판단하여, 데이터를 재전송하지 않는다. 일반적으로 시스템은 새로운 데이터에 대한 전송 시간을 결정해 놓고 운용하기 때문에, 새로운 데이터 패킷은 피드백 채널에 관계없이 전송된다.

도 5는 본 발명에 따른 단말기에서의 MBMS 데이터 수신 방법에 대한 처리 흐름도이다.

단말기는 MBMS 서비스 수신 초기에 기지국으로부터 제어 채널을 통해 피드백 채널에 대한 무선자원의 위치와 스크램블링 코드에 대한 정보를 수신한다.

또한 단말기는 기지국으로부터 MBMS 서비스 수신 초기에 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스 별 식별자인 C-RNTI를 수신한다(501). 단말기는 기지국으로부터 전달된 C-RNTI를 이용해 MBMS 서비스를 위한 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 수신할 수 있도록 한다.

또한 여러 기지국이 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 단말기는 전용 제어 채널인 MCCH를 통해 기지국으로부터 부정응답(NACK)의 피드백 확률을 전달받는다.

단말기는 MCCH 채널을 통해 전송된 스케줄 정보에 따라 전송되는 MBMS 데이터 패킷을 수신한다(502). 그리고 단말기의 물리 계층은 기지국으로부터 전송된 데이터 패킷에 대해 CRC 검사를 수행한다(503). CRC 검사 결과, CRC 에러가 발생된 경우(504), 단말기는 기지국으로부터 전달된 NACK 피드백 확률을 근거로 자신이 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송할 확률을 계산한다. 물론, 상기 피드백 확률을 이용하는 과정은 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 사용될 수 있고, 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 사용되지 않을 수 있다.

여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 단말기는, 계산된 피드백 확률에 따라 피드백 채널로 응답을 전송하는 것으로 결정되면, 부정응답을 전송하기 위한 공유 피드백 채널을 확인하고, 복수 스크램블링 코드들 중 어느 하나를 랜덤하게 선택한다(505). 그리고, 단말기는 선택된 스크램블링 코드를 이용해 부정응답을 스크램블링 하여 기지국에 의해 할당된 공유 피드백 채널을 통해 전송한다(506). 여기서, 공유 피드백 채널은 기지국에 의해 할당되며, 복수 단말기들이 공유하여 사용하는 피드백 채널을 의미한다.

한편, 단일 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 단말기는, CRC 에러 검사 결과를 기지국에 의해 할당된 고유 스크램블링 코드를 이용해 스크램블링하여 기지국에 의해 할당된 전용 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송한다.

단말기가 기지국으로 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송한 후, 단말기는 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신한다(507). 다시 말해, 단말기는 기지국에 의해 예약 할당되어 전용 제어 채널을 통해 전달된 MBMS 서비스별 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하여 MBMS에 할당된 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 디코딩한다.

그리고, 단말기는 하향링크 제어 신호를 통해 획득한 무선자원 위치를 이용해 전송 채널을 통해 전송되는 재전송 데이터를 수신하고(508), 수신된 재전송 데이터에 대한 CRC 검사를 수행한다. 단말기는 CRC 검사 결과에 따라 피드백 채널로 부정응답을 전송하는 전술한 바와 같은 과정을 일정 회수 반복 수행할 수 있다. 또한 단말기는 MCCH 제어 정보의 내용이 변경된 경우와 같이 필요한 경우에 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 제어 정보를 수신한다. 단말기는 CRC 에러가 없는 경우, 긍정응답(ACK)을 전송할 수도 있고, 전송하지 않을 수도 있다.

한편, 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서 본 발명은 피드백 채널을 단말기의 상태만큼 구비하는 것을 제시한다. 다시 말해, 본 발명은 피 드백 채널을 셀 내에 있는 MBMS 수신 단말기의 수만큼 구비하는 것이 아니라 단말기의 상태만큼 구비하는 것을 제시한다.

단일 기지국에서 MBMS 데이터를 전송하는 방식에서는 단말기는 상향링크 동기를 확보하고 있어야 한다. 하지만, 여러 기지국에서 MBMS 데이터를 전송하는 방식에서는 단말기들의 수가 많기 때문에 상향링크 동기가 확보되지 않은 단말기가 있을 수 있다.

다시 말해, 단말기는 크게 동기를 유지하고 있는 상태와 동기를 비유지하는 상태로 구분할 수 있다. 예컨데, 3GPP 기반 시스템의 경우 단말기는 RRC 연결 상태와 비연결 상태일 수 있다. RRC 연결 상태와 비연결 상태 모두 MBMS 서비스를 수신할 수 있어야 한다. RRC 연결 상태의 단말기는 기지국의 RRC 계층으로부터 셀에 대응되는 특유의 식별자를 할당받는다. RRC 연결 상태의 단말기는 상향 링크 동기를 유지하고 있거나 비유지할 수 있다. RRC 비연결 상태의 단말기는 셀 특유의 식별자를 할당받지 못했고, 상향 링크 동기를 유지하지 않는다.

도 7은 피드백 채널의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 셀 A와 셀 B가 동시에 MBMS 데이터 패킷에 대한 HARQ를 수행하는 경우, 기지국은 상향 링크 동기 유지 상태와 상향링크 동기 비유지 상태에 대해 서로 다른 크기를 갖는 두 개의 채널을 피드백 채널로 할당한다.

셀 A와 셀 B의 경우 모두 상향 링크 동기 유지 상태 단말기의 피드백 채널을 상향링크 동기 비유지 상태 단말기의 피드백 채널보다 시간적으로 먼저 할당한다. 도면에서 도면 부호 701과 703이 상향링크 동기 유지 상태 단말기에 할당된 피드백 채널을 나타내고, 702와 704가 상향링크 동기 비유지 상태 단말기에 할당된 피드백 채널을 나타낸다. 이때, 셀 A와 셀 B는 시간과 주파수에서 서로 다른 공간에 피드백 채널을 할당한다. 일 예로, 셀 A와 셀 B는 상향 링크 피드백 채널의 크기를 상향 링크 동기 유지 상태에서는 1ms 시간(1 서브프레임) 동안 1개 또는 2개의 부반송파로 할당하고, 상향 링크 동기 비유지 상태에서는 1ms 시간 동안 1.25MHz로 할당한다.

단말기의 상향링크 동기 상태에 따라 피드백 채널의 크기가 다른 이유에 대해 설명하면 다음과 같다. 단말기가 상향 링크로 피드백 채널을 보내기 위해 동기를 획득하고 있는 경우에는 피드백 내용만 보내면 되므로, 피드백 채널의 크기가 작아도 된다. 그러나, 상향링크 동기가 확보되지 않은 경우에는 동기에 관한 정보도 함께 기지국으로 전송해야 하므로, 피드백 채널의 크기가 커야 한다.

도 7을 참조하면, 상향링크 동기 유지 상태의 단말기에 대한 피드백 채널(701)이 상향 링크 동기 비유지 상태의 단말기에 대한 피드백 채널(702)보다 시간적으로 먼저 할당된다.

본 발명은 RRC 비연결 상태의 단말기의 전력 절약을 위해 하향 링크 제어 신호와 피드백 채널의 시간의 위치가 고정되는 것을 제안한다. 즉, 단말기가 언제 하향링크 제어 신호가 전송되는지 모르는 경우, 계속 하향링크 제어 신호를 디코딩하여야 하므로, 단말기의 전력 소모가 크다. 또한 피드백 채널의 위치가 고정되지 않은 경우, 피드백 채널의 위치에 대한 정보가 하향링크 제어 신호를 통해 전송되어야 한다. 이는 하향링크 제어 신호의 크기를 증가시키게 된다. 현재, 3GPP LTE 규 격에서 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)는 피드백 채널의 위치에 대한 언급이 없다. 본 발명에서 단말기의 상태에 따라 피드백 채널을 분리하는 이유는 이웃 셀에 주는 간섭 양을 적게 하기 위함이다.

한편, 본 발명에서는 상향링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기가 동시에 수신 데이터에 대한 에러가 발생된 경우, 동기 유지 상태 단말기만 피드백 채널을 전송하도록 한다. 기지국은 피드백 채널을 수신한 후, 하향링크 제어신호와 데이터를 전송하고, 상향링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기는 재전송되는 데이터를 수신한다.

다시 말해, 도 8에 도시된 바와 같이, 10ms 시간 동안에 상향 링크 동기 유지 상태 단말기에게 2번째 서브프레임에 피드백 채널의 전송 기회를 할당하고(801), 상향링크 동기 비유지 상태 단말기에게 5번째 서브프레임에 피드백 채널의 전송 기회를 할당한다(803). 본 발명은 각 상태의 단말기들에게 한 번씩 피드백 채널의 전송 기회를 할당한다. 상향 링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기 모두 수신 데이터에 대한 에러가 발생된 경우, 상향 링크 동기 유지 상태의 단말기가 먼저 피드백 채널을 통해 기지국으로 부정응답을 전송한다(801), 그리고, 두 단말기 모두 세 번째 서브프레임에 하향링크 제어 신호를 기지국으로부터 수신한다(802). 그리고 각 단말기는 세 번째 서브프레임에 데이터가 재전송되는지를 확인하여, 재전송되는 데이터를 수신한다. 이때, 상향 링크 동기 비유지 상태 단말기가 재전송 데이터를 수신한 경우, 5번째 서브프레임에 할당된 피드백 채널(803)을 전송하지 않는다. 기지국은 5번째 서브프레임에 할당된 피드백 채널을 MBMS가 아닌 유니캐스트 서비스에 관한 데이터를 전송하는데 할당할 수 있다.

도 6은 전술한 바와 같은 여러 기지국에서 MBMS 데이터를 전송하는 방식에서 단말기의 MBMS 데이터 수신 방법에 대한 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.

단말기는 기지국으로부터 MBMS 서비스 수신 초기에 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스 그룹 식별자인 C-RNTI를 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 수신한다(601).

또한, 단말기는 MBMS 서비스 수신 초기에 기지국으로부터 제어 채널을 통해 각 단말기들이 공통으로 사용할 공유 피드백 채널의 정보와 공유 피드백 채널에서 사용할 스크램블링 코드들을 전송받는다. 이때 기지국은 단말기의 상향링크 동기 여부에 따라 공유 피드백 채널을 상이하게 할당한다.

이후 단말기는 MCCH 채널을 통해 전송된 스케줄 정보에 따라 전송 채널(바람직하게는 MCH)을 통해 전송되는 MBMS 데이터 패킷을 수신한다(602). 그리고 단말기는 기지국들로부터 전송된 MBMS 데이터에 대해 CRC 검사를 수행한다(603). CRC 검사 결과, CRC 에러가 발생된 경우(604), 단말기는 자신에게 할당된 피드백 채널의 정보를 확인한다(605).

전술한 바와 같이 상항링크 동기 비유지 상태 단말기에 할당되는 피드백 채널은 상향링크 동기 유지 상태 단말기에 할당되는 피드백 채널보다 시간적으로 나중에 위치한다. 이에 따라 상향링크 동기 비유지 상태 단말기는 자신의 피드백 채널 전송 시간이 아직 아닌 상태에서(606), 상향링크 동기 유지 상태 단말기에 의해 전송된 피드백 채널에 따라 기지국으로부터 전송된 하향링크 제어신호(L1/L2 제어신호)를 디코딩한다(607). 단말기는 하향링크 제어신호의 디코딩 결과, 하향링크 제어신호에 재전송되는 데이터에 대한 무선자원 위치가 포함된 경우, MBMS 데이터 패킷의 재전송으로 판단하고(608), 하향링크 제어신호를 통해 획득한 무선자원 위치를 이용해 전송 채널을 통해 전송되는 재전송 데이터를 수신한다(612).

한편, 단말기는 하향링크 제어신호의 디코딩 결과, 하향링크 제어신호에 재전송되는 데이터에 대한 무선자원 위치가 포함되어 있지 않은 경우(608), 자신에게 할당된 피드백 채널의 전송 시간에(606), 기지국으로부터 전송된 스크램블링 코드들 중 어느 하나를 랜덤하게 선택한다(609). 그리고 단말기는 선택된 스크램블링 코드를 이용해 부정응답을 스크램블링하고, 스크램블링된 부정응답을 기지국에 의해 할당된 공유 피드백 채널을 통해 전송한다(610).

단말기가 기지국으로 공유 피드백 채널을 통해 부정응답을 전송한 후(610), 단말기는 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신한다(611). 다시 말해, 단말기는 기지국에 의해 예약 할당되어 전용 제어 채널을 통해 전달된 MBMS 서비스 그룹 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하여 MBMS에 할당된 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 디코딩한다.

그리고, 단말기는 하향링크 제어 신호를 통해 획득한 무선자원 위치를 이용해 전송 채널을 통해 전송되는 재전송 데이터를 수신하고(612), 수신된 재전송 데이터에 대한 CRC 검사를 수행한다. 단말기는 CRC 검사 결과에 따라 피드백 채널로 부정응답을 전송하는 전술한 바와 같은 과정을 일정 회수 반복 수행할 수 있다. 또 한 단말기는 MCCH 제어 정보의 내용이 변경된 경우와 같이 필요한 경우에 전용 제어 채널(MCCH)을 통해 제어 정보를 수신한다. 단말기는 수신된 MBMS 데이터 패킷에 CRC 에러가 없는 경우(604), 긍정응답(ACK)을 전송할 수도 있고, 전송하지 않을 수도 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 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.

도 1은 본 발명이 적용되는 MBMS 서비스 네트워크 구성도,

도 2는 도 1의 상세 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 MBMS 데이터 전송을 위한 전체 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 기지국에서의 MBMS 데이터 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 단말기에서의 MBMS 데이터 수신 과정을 설명하기 위한 일 실시 예 흐름도,

도 6은 본 발명에 따른 단말기에서의 MBMS 데이터 수신 과정을 설명하기 위한 다른 실시 예 흐름도,

도 7은 본 발명에 따른 피드백 채널의 예를 설명하기 위한 도면,

도 8은 본 발명에 따른 피드백 채널의 할당과, 데이터 재전송 과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims

MBMS 채널이 매핑된 하향링크 채널을 통해 셀 내의 단말기들에게 MBMS 서비스를 전송하는 단계;

상기 셀 내 단말기들에게 HARQ에 대한 응답을 보고할 수 있도록 전용 상향 링크 피드백 채널을 할당하는 단계;

단말기로부터 상기 전용 상향링크 피드백 채널을 통하여 HARQ 응답신호를 수신하는 단계; 및

상기 MBMS 서비스의 재전송이 필요한 경우, MBMS 서비스 그룹 식별자 정보를 이용하여 하향링크 채널을 통해 상기 단말기로 상기 MBMS 서비스를 재전송하는 단계를 포함하는, MBMS 서비스 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 MBMS 서비스에 대한 무선자원 스케줄링은 기지국에 의해 수행되는, MBMS 서비스 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전용 상향링크 피드백채널이 할당된 단말기는 RRC 연결 상태인 것인, MBMS 서비스 전송방법
제 1 항에 있어서,

상기 HARQ 응답신호는 주파수 방향으로 카자(CAZAC) 코드 및 시간 방향으로 하다마드 코드를 이용하여 스크램블링되는, MBMS 서비스 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 MBMS 서비스는 점 대 다중점 방식으로 상기 셀 내 단말기들에게 전송되는, MBMS 서비스 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 MBMS 채널은 MBMS 트래픽 채널(MTCH) 및 제어 채널(MCCH)을 포함하는, MBMS 서비스 전송방법.
MBMS 채널이 매핑된 하향링크 채널을 통해 기지국으로부터 MBMS 서비스를 수신하는 단계;

상기 기지국으로부터 HARQ에 대한 응답을 보고할 수 있는 전용 상향 링크 피드백 채널을 할당받는 단계;

상기 전용 상향링크 피드백 채널을 통하여 HARQ 응답신호를 전송하는 단계;

상기 기지국으로부터 MBMS 서비스 그룹 식별자 정보를 이용하여 하향링크 채널을 통해 상기 MBMS 서비스를 재수신하는 단계를 포함하는, MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 MBMS 서비스에 대한 무선자원 스케줄링은 상기 기지국에 의해 수행되는, MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 전용 상향링크 피드백 채널이 할당된 단말기는 RRC 연결상태인 것인 MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 HARQ 응답신호는 주파수 방향으로 카자(CAZAC) 코드 및 시간 방향으로 하다마드 코드를 이용하여 스크램블링되는, MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 MBMS 서비스는 점 대 다중점 방식을 상기 기지국 내 단말기들에게 전송되는, MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 MBMS 채널은 MBMS 트래픽 채널(MTCH) 및 제어채널(MCCH)을 포함하는, MBMS 서비스 수신방법.
제 7 항에 있어서,

상기 재수신된 MBMS 서비스를 상기 수신된 MBMS 서비스와 결합하는 단계를 더 포함하는, MBMS 데이터 수신방법.
MBMS 채널이 매핑된 하향링크 채널을 통해 셀 내의 단말기들에게 MBMS 서비스를 전송하는 단계;

상기 셀 내 단말기들에게 HARQ에 대한 응답을 보고할 수 있도록 전용 상향 링크 피드백 채널을 할당하는 단계;

단말기로부터 상기 전용 상향링크 피드백 채널을 통하여 HARQ 응답신호를 수신하는 단계; 및

상기 MBMS 서비스의 재전송이 필요한 경우, MBMS 서비스 그룹 식별자 정보를 이용하여 하향링크 채널을 통해 상기 단말기로 상기 MBMS 서비스를 재전송하는 단계를 포함하는 MBMS 서비스 전송방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
MBMS 채널이 매핑된 하향링크 채널을 통해 기지국으로부터 MBMS 서비스를 수신하는 단계;

상기 기지국으로부터 HARQ에 대한 응답을 보고할 수 있는 전용 상향 링크 피드백 채널을 할당받는 단계;

상기 전용 상향링크 피드백 채널을 통하여 HARQ 응답신호를 전송하는 단계;

상기 기지국으로부터 MBMS 서비스 그룹 식별자 정보를 이용하여 하향링크 채널을 통해 상기 MBMS 서비스를 재수신하는 단계를 포함하는 MBMS 서비스 수신방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.