KR20110046370A - 재전송 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20110046370A
KR20110046370A KR1020100105926A KR20100105926A KR20110046370A KR 20110046370 A KR20110046370 A KR 20110046370A KR 1020100105926 A KR1020100105926 A KR 1020100105926A KR 20100105926 A KR20100105926 A KR 20100105926A KR 20110046370 A KR20110046370 A KR 20110046370A
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박지수
이남석
이숙진
최용석
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한국전자통신연구원
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]

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Abstract

단말과 기지국 중 어느 하나에서의 재전송 방법으로서, 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계, 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 피드백 신호를 전송하기 위한 전송 시점을 결정하는 단계, 전송 시점에 단말과 기지국 중 다른 하나로 상기 피드백 신호를 전송하는 단계, 그리고 피드백 신호에 포함된 NACK 메시지를 수신한 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 재전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

재전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RETRANSMISSION}
본 발명은 재전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
재전송 방식 중 복합 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat reQuest, HARQ) 방식은 순방향 오류 정정(Forward Error Correction, FEC) 방식과 자동 재전송 요청(Automatic Repeat Request, ARQ) 방식을 결합한 통신 방식이다. HARQ 방식은 재전송(retransmission)하는 패킷의 전송 시점(timing)에 따라 동기식(synchronous) HARQ 방식과 비동기식(asynchronous) HARQ 방식으로 구분할 수 있다. 동기식 HARQ 방식은 초기 전송 패킷에 대한 재전송 패킷을 미리 정해진 시점에 전송하는 방식으로서 상향링크 HARQ 재전송에 적용될 수 있다. 비동기식 HARQ 방식은 재전송 패킷의 전송 시점을 기지국의 스케줄러가 결정하여 패킷을 전송하는 방식으로서 하향링크 HARQ 재전송에 적용될 수 있다. 또한 HARQ 프로토콜은 할당되는 자원의 양과 위치의 변화 여부에 따라 적응적(adaptive) HARQ 방식과 비적응적(non-adaptive) HARQ 방식으로 구분할 수 있다. 적응적 HARQ 방식은 할당되는 자원의 양과 위치를 변경하면서 전송하는 방식이며, 비적응적 HARQ 방식은 할당되는 자원의 양과 위치를 고정하여 전송하는 방식이다. 무선 통신 시스템은 동기식 및 비동식 HARQ 방식과 적응적 및 비적응적 HARQ 방식을 적절히 혼용하고 적은 시그날링 오버헤드를 사용하여 높은 스케줄링 이득과 고속의 데이터 전송 효과를 얻을 수 있다.
기지국(Base station, BS)이 하향링크(DownLink, DL)를 이용하여 데이터 버스트(data burst)를 전송하는 하향링크 HARQ 동작을 살펴보면, 먼저 기지국이 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보와 부호화한 데이터 버스트인 HARQ 서브패킷을 단말로 전송한다. 제어 정보는 정보 요소(Information Element, IE)로 맵(MAP)에 삽입될 수 있으며, 맵은 예를 들면 하향링크 기본 배치 맵(DownLink Basic Assignment Advanced-MAP, DL B-A-A-MAP)일 수 있다. 데이터 버스트를 수신한 단말은 제어 정보를 이용하여 데이터 버스트를 복호화하고, 피드백 신호의 전송 시점을 결정하여 ACK(positive acknowledgement) 메시지 또는 NACK(negative acknowledgement) 메시지를 기지국으로 보낸다.
단말(Mobile Station, MS)이 상향링크(UpLink, UL)를 이용하여 데이터 버스트를 전송하는 상향링크 HARQ 동작을 살펴보면, 단말이 기지국으로부터 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 수신하고, 수신한 제어 정보를 이용하여 데이터 버스트를 부호화한다. 이후 단말은 부호화한 데이터 버스트인 HARQ 서브패킷을 정해진 전송 시점에 기지국으로 전송한다. 이때 제어 정보는 맵에 삽입될 수 있으며, 맵은 예를 들면 상향링크 기본 배치 맵(UpLink Basic Assignment Advanced-MAP, UL B-A-A-MAP)일 수 있다. 그리고 기지국은 수신한 데이터 버스트를 복호화하고, 피드백 신호로서 ACK 메시지 또는 NACK 메시지를 단말로 보낸다. 만약 단말이 NACK 메시지를 수신하면, 단말은 정해진 재전송 시점에서 데이터 버스트 재전송한다.
HARQ 동작에서 전송 시간 단위로 TTI(Transmission Time Interval)가 사용된다. TTI는 무선 인터페이스(radio air interface)에서 부호화된 패킷(encoded packet)이 물리계층을 점유하는 시간(duration)이다. TTI는 서브프레임 단위의 정수(integer number)로 표현되며, 예를 들어 1TTI는 1개의 서브프레임에 해당하는 시간을 나타낸다. 데이터 버스트는 적어도 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있는데, 일반적으로 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 TTI로 나타낼 수 있다. 그리고 데이터 버스트가 하나의 서브프레임으로 전송되는 경우 1TTI 전송 또는 디폴트(default) TTI 전송이라 하고, 연속된 서브프레임에 걸쳐 전송되는 경우 롱(long) TTI 전송이라고 한다.
이와 같이 기지국과 단말은 미리 정해진 전송 시점 결정 방법에 따라 전송 시점을 결정하여 해당 HARQ 동작을 수행하므로, 자원이 여유가 있더라도 정해진 전송 시점까지 기다려서 해당하는 HARQ 동작을 할 수밖에 없다. 따라서 전송 시점을 결정하는 방법에 따라 피드백 신호를 전송하는 시점이 불필요하게 늦어질 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 빠른 시점에 피드백 신호를 전송할 수 있도록 전송 시점을 결정하는 재전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 단말과 기지국 중 어느 하나에서 재전송을 위해 동작하는 방법으로서, 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계, 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 피드백 신호를 전송하기 위한 전송 시점을 결정하는 단계, 상기 전송 시점에 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로 상기 피드백 신호를 전송하는 단계, 그리고 상기 피드백 신호에 NACK 메시지가 포함된 경우, 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 재전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 데이터 버스트의 전송 정보는 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스 및 한 프레임에 포함된 서브프레임 수를 더 포함할 수 있다.
상기 전송 시점을 결정하는 단계는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 상기 프레임 오프셋의 합에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프레임 인덱스를 결정하는 단계는 상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스에서 상기 합만큼 떨어진 시점에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스를 결정할 수 있다.
상기 단말에서 상기 피드백 신호를 전송하는 경우, 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스는
Figure pat00001
로 결정되며, i'은 상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스, m' 은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고 z'은 상기 프레임 오프셋일 수 있다.
상기 기지국에서 상기 피드백 신호를 전송하는 경우, 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스는
Figure pat00002
로 결정되며, j'은 상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스, m' 은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고
Figure pat00003
은 상기 프레임 오프셋일 수 있다.
상기 전송 시점을 결정하는 단계는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 서브프레임 인덱스를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전송 시점을 포함하는 서브프레임 인덱스는
Figure pat00004
로 결정되며, m'은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수 그리고 mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋일 수 있다.
상기 프레임 오프셋은 상기 데이터 버스트를 처리하는데 필요한 서브프레임 수와 한 프레임에 포함된 서브프레임 수의 관계에 따라 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단말에서의 재전송 방법으로서, 데이터 버스트를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 기지국으로부터 NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 수신하는 단계, 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 재전송 시점을 결정하는 단계 그리고 상기 재전송 시점에 상기 데이터 버스트를 상기 기지국으로 재전송하는 단계를 포함한다.
상기 데이터 버스트의 전송 정보는 상기 피드백 신호가 전송된 서브프레임 인덱스 및 한 프레임에 포함된 서브프레임 수를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값은 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 홀수인지 짝수인지에 따라 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 다르게 반영할 수 있다.
상기 재전송 시점을 결정하는 단계는 상기 데이터 버스트를 전송한 서브프레임의 인덱스를 상기 재전송할 서브프레임 인덱스로 결정하는 단계, 그리고 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 상기 프레임 오프셋의 합에 기초하여 상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정하는 단계는 상기 피드백 신호가 전송된 프레임 인덱스에서 상기 합만큼 떨어진 시점에 기초하여 상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정할 수 있다.
상기 재전송할 프레임 인덱스는
Figure pat00005
로 결정되며, 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 홀수인 경우 K는 [F-(NTTI-mF+1)]이고 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 짝수인 경우 K는 [F-(NTTI-mF)]이며, k'은 상기 피드백 신호가 전송된 프레임 인덱스, n'은 상기 피드백 신호가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고
Figure pat00006
'은 상기 프레임 오프셋일 수 있다.
상기 프레임 오프셋은 상기 데이터 버스트를 처리하는데 필요한 서브프레임 수와 한 프레임에 포함된 서브프레임 수의 관계에 따라 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말과 기지국 중 어느 하나의 재전송 장치로서, 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 전송된 데이터 버스트 또는 전송한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 수신부, 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로 상기 수신한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하거나 상기 수신한 피드백 신호에 기초하여 상기 전송한 데이터 버스트를 재전송하는 송신부, 그리고 상기 피드백 신호를 전송하는 시점과 상기 데이터 버스트를 재전송하는 시점을 결정하는 전송 시점 결정부를 포함하며, 상기 전송 시점 결정부는 상기 수신한 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 수신한 데이터 버스트의 전송 정보에 기초하여 상기 피드백 신호를 전송하는 시점을 결정하고, 상기 재전송할 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 재전송할 데이터 버스트의 전송 정보에 기초하여 상기 재전송하는 시점을 결정한다.
상기 전송 시점 결정부는 상기 수신한 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 상기 피드백 신호를 전송하는 시점을 결정할 수 있다.
상기 전송 시점 결정부는 상기 재전송할 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 상기 재전송하는 시점을 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 재전송에 관련된 동작을 빠르게 수행함으로써 재전송 장치의 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 재전송 장치의 개략적인 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접속점(Access Point, AP), 무선 접속국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node-B), eNB(Evolved Node-B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접속점, 무선 접속국, 노드B, eNB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 재전송 방법에 대하여 HARQ 방식을 한 예로 들어서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
먼저 도 1을 참고하면, 기지국(100)은 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보와 데이터 버스트를 전송한다(S110). 이때 기지국이 인덱스가 'i'인 프레임[앞으로 프레임(i)으로 나타냄]에서 인덱스가 'm'인 서브프레임[앞으로 서브프레임(m)으로 나타냄]을 이용하여 제어 정보와 데이터 버스트를 전송한다고 가정한다. 프레임 인덱스(frame index)는 수퍼프레임에 N개의 프레임이 포함되는 경우, 프레임 순서대로 0부터 'N-1'까지 붙여진 인덱스일 수 있다. 그리고 서브프레임 인덱스(subframe index)는 한 프레임에 F개의 서브프레임이 포함되는 경우, 서브프레임 순서대로 붙여지며, 예를 들어 서브프레임 인덱스의 시작 값이 0이면 0부터 'F-1'까지 붙여진 인덱스일 수 있다.
제어 정보와 데이터 버스트를 수신한 단말(200)은 피드백 신호를 전송할 프레임(j)의 서브프레임(n)을 결정하여(S120), 기지국(100)으로 피드백 신호를 전송한다(S130). 이때 단말(200)은 피드백 신호의 전송 시점인 프레임과 서브프레임의 인덱스(j, n)를 수학식 1 내지 수학식 3으로 구할 수 있다. 이때 z는 프레임 인덱스 결정을 위한 프레임 오프셋(frame offset)으로서 0 또는 1의 값을 가진다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
수학식 1 내지 수학식 3의 ceil 함수는 해당 값보다 크거나 같은 가장 가까운 정수를 반환하는 함수이고, floor 함수는 해당 값보다 작거나 같은 가장 가까운 정수를 반환하는 함수이며, mod 함수는 모듈러(moduler) 연산을 하는 함수이다. N은 수퍼프레임에 포함된 프레임 수이고 F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수를 나타낸다. NTTI는 TTI(Transmission Time Interval) 값으로서 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 나타내며, Tproc은 데이터 버스트 처리에 필요한 시간으로서 서브프레임 단위로 나타낸다.
다음 도 1과 도 2를 함께 참고하면, 주파수 분할 다중(Frequency Division Duplexing, FDD) 모드에서의 HARQ 동작은 하향링크(DownLink, DL) 및 상향링크(UpLink, UL) 프레임을 이용하여 수행되는데, 앞으로 한 프레임에 포함된 서브프레임이 8개(즉, F=8)로서 각 서브프레임은 0에서 7까지 인덱스를 가지고, 데이터 버스트가 4개의 서브프레임에 걸쳐 전송되며(즉, NTTI=4), 데이터 버스트 처리에 필요한 시간이 3개의 서브프레임에 해당하는 시간(즉, Tproc=3)인 HARQ 동작을 가정한다.
기지국(100)이 하향링크 프레임(i)의 서브프레임(0)부터 4개의 서브프레임을 이용하여 제어 정보와 데이터 버스트를 전송하면(S110), 단말(200)은 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i+1)의 서브프레임(4)에서 피드백 신호를 전송한다(S130). 만약 기지국(100)이 NACK 메시지를 수신하면 기지국(100)은 재전송 시점을 임의로 결정할 수 있는데, 예를 들어 기지국(100)은 하향링크 프레임(i+2) 중 앞서 전송에 이용한 서브프레임과 같은 서브프레임(0)에서 재전송할 수 있다(S110).
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
먼저 도 3을 참고하면, 기지국(100)이 프레임(i)의 서브프레임(l)에서 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 전송한다(S310).
제어 정보를 수신한 단말(200)은 데이터 버스트의 전송 시점인 프레임(j)과 서브프레임(m)을 결정하여(S320) 기지국(100)으로 데이터 버스트를 전송한다(S330). 단말(200)에서 데이터 버스트를 전송하는 시점인 프레임과 서브프레임의 인덱스(j, m)는 수학식 4 내지 수학식 6으로 구할 수 있다. 이때
Figure pat00010
는 프레임 오프셋으로서 0 또는 1의 값을 가진다.
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
데이터 버스트를 수신한 기지국(100)은 ACK 또는 NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 전송할 시점인 프레임(k)의 서브프레임(n)을 결정하여(S340), 단말(200)로 피드백 신호를 전송한다(S350). 기지국(100)에서 피드백 신호를 전송하는 프레임의 인덱스(k)는 수학식 7과 수학식 8을 이용하여 구해질 수 있고, 서브프레임의 인덱스(n)는 제어 정보를 전송한 서브프레임의 인덱스(l)와 같도록 결정될 수 있다. 이때
Figure pat00014
는 프레임 오프셋으로서 0 또는 1의 값을 가진다.
Figure pat00015
Figure pat00016
만약 단말(200)에서 수신한 피드백 신호가 NACK 메시지인 경우, 단말(200)은 데이터 버스트를 재전송할 시점인 프레임(p)을 결정하여(S360) 기지국(100)으로 데이터 버스트를 재전송한다(S370). 단말(200)은 수학식 5 및 수학식 9를 이용하여 결정한 프레임(p) 중에서 앞서 데이터 버스트 전송에 이용한 서브프레임(m)의 위치에서 재전송한다.
Figure pat00017
다음 도 3과 도 4를 함께 참고하면, 기지국(100)이 하향링크 프레임(i)의 서브프레임(0)에서 제어 정보를 전송하면(S310), 단말(200)은 수학식 4 내지 수학식 6을 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i)의 서브프레임(4)부터 적어도 하나의 서브프레임, 예를 들면 4개의 서브프레임을 점유하여 데이터 버스트를 전송한다(S330). 데이터 버스트를 수신한 기지국(100)은 수학식 7과 수학식 8을 이용하여 결정한 하향링크 프레임(i+2) 중 앞서 제어 정보를 전송한 서브프레임(0)에서 피드백 신호를 전송한다(S350). 만약 단말(200)이 NACK 메시지를 수신하면, 단말(200)은 수학식 5와 수학식 9를 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i+2) 중에서 앞서 데이터 버스트를 전송한 서브프레임(4)부터 점유하여 재전송한다(S370).
이상 살펴본 바와 같이, 도 2에서 단말(200)은 하향 링크 프레임(i+1)의 서브프레임(4)이 되어야 비로소 피드백 신호를 전송할 수 있다. 따라서 단말(200)이 NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 전송하면 이를 수신한 기지국(100)에서 수행하는 재전송도 늦어지고, 단말(100)이 ACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 전송하더라도 상향링크 프레임(i+1)의 서브프레임(4)이 지나야 HARQ 동작에 사용된 각종 블록(block), 예를 들면 HARQ(FEC) 블록, ARQ 블록 그리고 데이터 버스트 전송을 위해 사용한 블록의 버퍼를 소거할 수 있다. 마찬가지로 도 4에서 기지국(100)은 상향링크 프레임(i+2)이 되어야 비로소 피드백 신호를 전송하므로 결과적으로 HARQ 동작이 지연되고 HARQ 동작에 사용된 블록의 소거 시점이 늦어질 수 있다.
다음에서 HARQ 동작을 빠르게 수행할 수 있는 전송 시점 결정 방법에 대해 살펴본다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
먼저 도 5를 참고하면, 기지국(100)은 하향링크 프레임(i')의 서브프레임(m')에서 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보와 데이터 버스트를 전송한다(S510).
제어 정보와 데이터 버스트를 수신한 단말(200)은 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋(z')에 기초하여 피드백 신호를 전송할 프레임(j')과 서브프레임(n')을 결정한다(S520). 이때 데이터 버스트의 전송 정보는 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수(NTTI), 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스(m')와 한 프레임에 포함된 서브프레임 수(F)를 포함한다. 피드백 신호를 전송할 프레임과 서브프레임의 인덱스(j', n')는 수학식 10 내지 수학식 12와 같이 결정된다.
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
이때 데이터 버스트의 전송 정보는 서브프레임 인덱스 오프셋(subframe index offset)(mF)을 더 포함한다. 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)은 서브프레임 인덱스가 시작하는 값에 따라 ceil 함수가 반환하는 값을 조정하기 위한 역할을 하며, 서브프레임 인덱스가 시작하는 값과 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)의 합이 1이 되도록 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)을 결정한다. 예를 들면, 서브프레임의 인덱스가 0부터 시작하면 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)은 1이며, 서브프레임의 인덱스가 1부터 시작하면 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)은 0으로 설정된다.
그리고 단말(200)은 수학식 10 내지 수학식 12를 이용하여 결정한 전송 시점에 피드백 신호를 전송한다(S530). 이후 기지국(100)이 NACK 메시지를 수신하면 데이터 버스트와 피드백 신호를 송수신하는 HARQ 동작이 반복될 수 있다.
수학식 10 내지 수학식 12를 이용한 하향링크 HARQ 전송 시점을 정리하면 표 1과 같다.
구분 서브프레임 인덱스 프레임 인덱스
제어정보전송
Figure pat00021
Figure pat00022
데이터버스트 전송
Figure pat00023
Figure pat00024
피드백 신호 전송
Figure pat00025
Figure pat00026

Figure pat00027
다음 도 5와 도 6을 함께 참고하면, 기지국(100)이 하향링크 프레임(i)의 서브프레임(0)부터 4개의 서브프레임을 점유하여(즉, NTTI=4) 제어 정보와 데이터 버스트 전송하는 경우(S510), 기지국(100)이 전송한 데이터 버스트를 수신한 단말(200)은 수학식 10 내지 수학식 12를 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i)의 서브프레임(7)에서 피드백 신호를 전송한다(S530). 만약 기지국(100)이 NACK 메시지를 수신하면 기지국(100)은 이용할 수 있는 자원에 따라 재전송 시점을 임의로 결정할 수 있는데, 예를 들어 기지국(100)은 피드백 신호의 전송 시점을 기준으로 수학식 10 내지 수학식 12를 이용하여 결정한 하향링크 프레임(i+1)의 서브프레임(3)부터 재전송한다.
도 6과 도 2를 비교하면, 단말(200)이 피드백 신호의 전송 시점을 결정할 때 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수(NTTI)를 반영하면 피드백 신호의 전송 시점이 빨라지는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 서브프레임 수(F)에서 (NTTI - mF)성분을 뺀 길이만큼의 이득(margin)으로 피드백 신호를 빨리 보낼 수가 있다. 특히 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)이 1인 경우, 수학식 10 내지 수학식 12에 기초하여 전송 시점을 결정하는 방법은 수학식 1 내지 수학식 3에 기초하여 전송 시점을 결정하는 방법에 비해 [F-(NTTI-mF)]개, 즉 (F-NTTI+1)개의 서브프레임에 해당하는 여유이득(margin)만큼 빠른 위치에서 피드백 절차를 수행한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 HARQ 동작을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향링크 HARQ 전송 시점을 나타내는 도면이다.
먼저 도 7을 참고하면, 기지국(100)이 프레임(i')의 서브프레임(l')에서 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 전송한다(S710).
제어 정보를 수신한 단말(200)은 데이터 버스트의 전송 시점인 프레임(j')과 서브프레임(m')을 결정하여(S720) 해당 시점에 데이터 버스트를 전송한다(S730). 이때 단말(200)은 데이터 버스트를 전송하는 프레임(j') 및 서브프레임(m')의 인덱스를 결정할 때 제어 정보의 전송 시점인 프레임(i')의 서브프레임(l')을 기준 시점으로 하는 수학식 13 내지 수학식 15를 이용한다. 이때
Figure pat00028
는 프레임 오프셋으로서, 수학식 11의 z'과 동일한 식으로 구할 수 있다.
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
다음 데이터 버스트를 수신한 기지국(100)은 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋(
Figure pat00032
)에 기초하여 피드백 신호를 전송할 프레임(k')의 서브프레임(n')을 결정한다(S740). 이때 데이터 버스트의 전송 정보는 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수(NTTI), 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스(m'), 한 프레임에 포함된 서브프레임 수(F) 그리고 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)을 포함한다. 피드백 신호를 전송하는 프레임과 서브프레임의 인덱스(k', n')는 수학식 16과 수학식 17과 같이 결정되며, 프레임 오프셋(
Figure pat00033
)은 프레임 오프셋(
Figure pat00034
)과 같은 수학식 14로 결정된다. 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)은 앞서 설명한 바와 같이 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 값을 가진다.
Figure pat00035
Figure pat00036
기지국(100)은 결정한 전송 시점에 피드백 신호를 전송한다(S750).
단말(200)에서 수신한 피드백 신호가 NACK 메시지인 경우, 단말(200)은 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋(
Figure pat00037
)에 기초하여 데이터 버스트를 재전송할 시점인 프레임(p')을 결정하여(S760) 기지국(100)으로 재전송한다(S770). 재전송할 프레임의 인덱스(p')는 수학식 14와 수학식 18을 이용하여 결정되며, 이때 재전송할 서브프레임은 앞서 데이터 버스트를 전송한 서브프레임(m')과 같도록 결정될 수 있다.
Figure pat00038
수학식 18에서 K는 데이터 버스트가 한 개의 서브프레임으로 전송되면 0으로 정의하고, 데이터 버스트가 복수의 서브프레임에 걸쳐 전송되는 경우라면 서브프레임의 수(F)가 홀수인지 짝수인지에 따라 각각 [F-(NTTI-mF+1)]의 값과 [F-(NTTI-mF)]의 값으로 정의한다.
수학식 13 내지 수학식 18을 이용한 상향링크 HARQ 전송 시점을 정리하면 표 2와 같다.
구분 서브프레임 인덱스 프레임 인덱스
제어정보전송
Figure pat00039
Figure pat00040
데이터버스트 전송
Figure pat00041
Figure pat00042

Figure pat00043
피드백 신호 전송
Figure pat00044
Figure pat00045
재전송
Figure pat00046
Figure pat00047
다음 도 7과 도 8을 참고하면, 기지국(100)이 하향링크 프레임(i)의 서브프레임(0)에서 제어 정보를 전송하면(S710), 단말(200)은 수학식 13 내지 수학식 15를 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i)의 서브프레임(4)부터 데이터 버스트를 위한 서브프레임을 점유하여 데이터 버스트를 전송한다(S730).
데이터 버스트를 수신한 기지국(100)은 수학식 14, 수학식 16 그리고 수학식 17을 이용하여 결정한 하향링크 프레임(i+1)의 서브프레임(3)에서 피드백 신호를 전송한다(S750). NACK 메시지를 수신한 단말(200)은 수학식 14와 수학식 18을 이용하여 결정한 상향링크 프레임(i+2)의 서브프레임(4)부터 서브프레임을 점유하여 데이터 버스트를 재전송한다(S770).
결과적으로, 서브프레임 수(F)에서 (NTTI-mF)성분을 뺀 길이만큼의 이득(margin)으로 피드백 신호를 빨리 보낼 수가 있다. 특히 서브프레임 인덱스 오프셋(mF)이 1인 경우, 도 8과 도 4를 비교하면, 기지국(100)이 피드백 신호의 전송 시점을 결정할 때 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수(NTTI)를 반영하면 [F-(NTTI-mF)]개, 즉 (F-NTTI+1)개의 서브프레임에 해당하는 여유이득(margin)만큼 빠른 위치에서 피드백 절차를 수행한다.
다음 도 9를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 재전송 방법을 수행하는 재전송 장치에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 재전송 장치의 개략적인 블록도이다.
도 9를 참고하면, 재전송 장치는 수신부(910), 전송 시점 결정부(920) 그리고 송신부(930)를 포함하며, 재전송 장치는 단말 또는 기지국에 형성될 수 있다.
재전송 장치가 단말에 형성되는 경우, 수신부(910)는 기지국으로부터 데이터 버스트를 수신하며, 전송 시점 결정부(920)는 앞서 설명한 것처럼 수신한 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스, 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수 등에 기초하여 피드백 신호를 전송할 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스를 결정한다. 그리고 송신부(930)는 결정한 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스에서 피드백 신호를 기지국으로 전송한다. 또는 송신부(930)는 기지국으로 데이터 버스트를 전송하고, 수신부(910)는 전송한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 기지국으로부터 수신하며, NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 수신한 경우 전송 시점 결정부(920)는 재전송 시점을 결정한다. 그리고 송신부(930)는 결정한 전송 시점에 데이터 버스트를 기지국으로 재전송한다.
재전송 장치가 기지국에 형성되는 경우, 수신부(910)는 단말로부터 데이터 버스트를 수신하며, 전송 시점 결정부(920)는 앞서 설명한 것처럼 수신한 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스, 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수 등에 기초하여 피드백 신호를 전송할 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스를 결정한다. 그리고 송신부(930)는 결정한 프레임 인덱스와 서브프레임 인덱스에서 피드백 신호를 단말로 전송한다. 또는 송신부(930)는 단말로 데이터 버스트를 전송하고, 수신부(910)는 전송한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 단말로부터 수신하며, NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 수신한 경우 전송 시점 결정부(920)는 재전송 시점을 결정하고, 송신부(930)는 결정한 재전송 시점에 데이터 버스트를 재전송한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 기지국(100) 또는 단말(200)이 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수(NTTI)를 포함하는 데이터 버스트의 전송 정보에 기초하여 전송 시점을 결정하면 피드백 신호를 빠른 시점에 전송할 수 있다. 이에 따라 HARQ(FEC) 블록, ARQ 블록 또는 데이터 버스트 전송을 위해 사용되는 block 등에 포함된 버퍼의 대기시간을 줄이므로 결과적으로 시스템 버퍼의 크기를 줄일 수 있게 된다. 그리고 본 발명의 실시예는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수(F)가 8이 아닌 다른 값, 예를 들면 5, 6 또는 7인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (19)

  1. 단말과 기지국 중 어느 하나에서 재전송을 위해 동작하는 방법으로서,
    상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계,
    상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 피드백 신호를 전송하기 위한 전송 시점을 결정하는 단계,
    상기 전송 시점에 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로 상기 피드백 신호를 전송하는 단계, 그리고
    상기 피드백 신호에 NACK 메시지가 포함된 경우, 상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 재전송된 데이터 버스트를 수신하는 단계
    를 포함하는 재전송 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 데이터 버스트의 전송 정보는 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스 및 한 프레임에 포함된 서브프레임 수를 더 포함하는 재전송 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 전송 시점을 결정하는 단계는
    상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 상기 프레임 오프셋의 합에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스를 결정하는 단계를 포함하는 재전송 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 프레임 인덱스를 결정하는 단계는
    상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스에서 상기 합만큼 떨어진 시점에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스를 결정하는 재전송 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 단말에서 상기 피드백 신호를 전송하는 경우,
    상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스는
    Figure pat00048
    로 결정되며,
    i'은 상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스, m'은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고 z'은 상기 프레임 오프셋인 재전송 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 기지국에서 상기 피드백 신호를 전송하는 경우,
    상기 전송 시점을 포함하는 프레임 인덱스는
    Figure pat00049
    로 결정되며,
    j'은 상기 데이터 버스트가 전송된 프레임 인덱스, m'은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고
    Figure pat00050
    은 상기 프레임 오프셋인 재전송 방법.
  7. 제3항에서,
    상기 전송 시점을 결정하는 단계는
    상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값에 기초하여 상기 전송 시점을 포함하는 서브프레임 인덱스를 결정하는 단계를 더 포함하는 재전송 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 전송 시점을 포함하는 서브프레임 인덱스는
    Figure pat00051
    로 결정되며,
    m'은 상기 데이터 버스트가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수 그리고 mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋인 재전송 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 프레임 오프셋은 상기 데이터 버스트를 처리하는데 필요한 서브프레임 수와 한 프레임에 포함된 서브프레임 수의 관계에 따라 0 또는 1의 값을 가지는 재전송 방법.
  10. 단말에서의 재전송 방법으로서,
    데이터 버스트를 기지국으로 전송하는 단계,
    상기 기지국으로부터 NACK 메시지를 포함하는 피드백 신호를 수신하는 단계,
    상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 재전송 시점을 결정하는 단계, 그리고
    상기 재전송 시점에 상기 데이터 버스트를 상기 기지국으로 재전송하는 단계
    를 포함하는 재전송 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 데이터 버스트의 전송 정보는 상기 피드백 신호가 전송된 서브프레임 인덱스 및 한 프레임에 포함된 서브프레임 수를 더 포함하는 재전송 방법.
  12. 제10항에서
    상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값은 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 홀수인지 짝수인지에 따라 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 다르게 반영하는 재전송 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 재전송 시점을 결정하는 단계는
    상기 데이터 버스트를 전송한 서브프레임의 인덱스를 상기 재전송할 서브프레임 인덱스로 결정하는 단계, 그리고
    상기 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 상기 프레임 오프셋의 합에 기초하여 상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정하는 단계
    를 포함하는 재전송 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정하는 단계는
    상기 피드백 신호가 전송된 프레임 인덱스에서 상기 합만큼 떨어진 시점에 기초하여 상기 재전송할 프레임 인덱스를 결정하는 재전송 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 재전송할 프레임 인덱스는
    Figure pat00052
    로 결정되며, 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 홀수인 경우 K는 [F-(NTTI-mF+1)]이고 한 프레임에 포함된 서브프레임 수가 짝수인 경우 K는 [F-(NTTI-mF)]이며,
    k'은 상기 피드백 신호가 전송된 프레임 인덱스, n'은 상기 피드백 신호가 전송된 서브프레임 인덱스, NTTI는 상기 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수, F는 한 프레임에 포함된 서브프레임 수, N은 한 수퍼프레임에 포함된 프레임 수, mF는 서브프레임 인덱스의 시작 값에 따라 결정되는 서브프레임 인덱스 오프셋 그리고
    Figure pat00053
    '은 상기 프레임 오프셋인 재전송 방법.
  16. 제10항에서,
    상기 프레임 오프셋은 상기 데이터 버스트를 처리하는데 필요한 서브프레임 수와 한 프레임에 포함된 서브프레임 수의 관계에 따라 0 또는 1의 값을 가지는 재전송 방법.
  17. 단말과 기지국 중 어느 하나의 재전송 장치로서,
    상기 단말과 기지국 중 다른 하나로부터 적어도 하나의 서브프레임을 점유하여 전송된 데이터 버스트 또는 전송한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 수신부,
    상기 단말과 기지국 중 다른 하나로 상기 수신한 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하거나 상기 수신한 피드백 신호에 기초하여 상기 전송한 데이터 버스트를 재전송하는 송신부, 그리고
    상기 피드백 신호를 전송하는 시점과 상기 데이터 버스트를 재전송하는 시점을 결정하는 전송 시점 결정부를 포함하며,
    상기 전송 시점 결정부는
    상기 수신한 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 수신한 데이터 버스트의 전송 정보에 기초하여 상기 피드백 신호를 전송하는 시점을 결정하고, 상기 재전송할 데이터 버스트가 점유하는 서브프레임 수를 포함하는 상기 재전송할 데이터 버스트의 전송 정보에 기초하여 상기 재전송하는 시점을 결정하는 재전송 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 전송 시점 결정부는
    상기 수신한 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 상기 피드백 신호를 전송하는 시점을 결정하는 재전송 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 전송 시점 결정부는
    상기 재전송할 데이터 버스트의 전송 정보에 의해 결정되는 값과 프레임 오프셋에 기초하여 상기 재전송하는 시점을 결정하는 재전송 장치.
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