KR20120003490A - 무선 시스템을 위한 ｈａｒｑ 버퍼 관리 및 피드백 설계 - Google Patents

무선 시스템을 위한 ｈａｒｑ 버퍼 관리 및 피드백 설계 Download PDF

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KR20120003490A
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Abstract

HARQ 버퍼 관리를 수행하기 위한 방법이 개시된다. HARQ 버퍼 관리 방법은, 기지국보다는 이동국이 그것의 버퍼의 크기를 제어하도록 하는 버퍼 오버플로우 관리의 새로운 접근법이다. HARQ 버퍼 관리는 기지국과 이동국 사이의 효과적인 통신을 용이하게 하기 위해 버퍼 크기, 버퍼 점유 상태, 및 버퍼 오버플로우를 기지국에 보고한다.

Description

무선 시스템을 위한 ＨＡＲＱ 버퍼 관리 및 피드백 설계{HARQ BUFFER MANAGEMENT AND FEEDBACK DESIGN FOR A WIRELESS SYSTEM}
본 출원은 진보한 에어 인터페이스 표준 하의 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ; hybrid automatic repeat request) 버퍼 관리에 관한 것이다.
IEEE 802.16은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 공포된 무선 광대역 표준의 세트이다. IEEE 802.16m은 진보한 에어 인터페이스 표준으로 알려져 있다. 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ)은 현재의 최신 무선 통신 표준들에서 광범위하게 지원된다. 자동 반복 요청(ARQ) 하에서, 송신 전에 에러 검출 정보가 데이터에 추가되어 수신자가 상기 데이터를 디코딩할 수 있는 것을 보증한다. HARQ를 사용하여, 추가적인 순방향 에러 정정(FEC) 비트들이 또한 데이터에 추가된다.
802.16e(광대역 무선 액세스) 및 802.16m(진보된 에어 인터페이스 표준)을 포함하는 몇몇 무선 통신 표준들이 IEEE에 의해 정의된다. IEEE 802.16e는 본원에서 "802.16e" 또는 "광대역 무선 액세스 표준"으로 명명된다. IEEE 802.16m은 본원에서 "802.16m" 또는 "진보된 에어 인터페이스 표준"으로 명명된다.
또한, 이 표준 하에 두 종류의 업링크 고속 피드백 채널들이 존재한다: 최대 6비트의 정보를 지원하는 제1(primary) 고속 피드백 채널(PFBCH); 및 최대 24비트의 정보를 지원하는 제2(secondary) 고속 피드백 채널(SFBCH). SFBCH는 잠재적으로 PFBCH의 최대 세 배의 스토리지를 갖는다. 다수의 기준들에 따라, PFBCH, SFBCH, 또는 양쪽 고속 피드백 채널들의 가용성이 변할 것이다.
실제의 구현들에서, 이동국은 바르게 디코딩되지 않은 버스트들(bursts)로부터의 정보를 HARQ 버퍼로 알려진 버퍼에 저장한다. 이 버퍼는 유한한 크기를 가지며, 버퍼가 가득 찼을 때 추가적인 버스트들이 더 저장될 수 없다. 이 버퍼의 크기 및 관리 체계는 이동국의 최대 스루풋(throughput) 및 HARQ의 성능 양쪽 모두에 영향을 준다. 802.16m에서 지원되는 트래픽 레이트를 처리하기 위해 큰 버퍼들이 요구되므로, 버퍼 관리 체계는 버퍼 이용과 HARQ 성능의 균형을 맞추어야 한다.
하기 상세한 설명을 수반하는 도면들과 함께 참조함으로써 본 발명의 상기 양태들 및 많은 부수적인 이점들이 더 잘 이해됨에 따라, 그것들은 더 쉽사리 인식될 것이며, 달리 특정되지 않은 이상 다양한 도면들에 걸친 유사한 참조 번호들은 유사한 부분들을 지시한다.
도 1은 일부 실시예들에 따른, HARQ 버퍼 관리 방법의 개략도이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른, 이동국이 기지국으로부터 수신한 블록들을 어떻게 버퍼링하는지를 도시하는 개략도이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 기지국이 이동국의 버퍼 크기를 어떻게 계속 추적할 수 있는지를 도시하는 개략도이다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 각각의 송신에서 0.3의 실패 확률을 가정하여, 16개의 시도들 중 x개의 실패가 존재할 때 완전히 점유된 버퍼를 가질 확률을 도시하는 그래프이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 이동국이 그것의 버퍼의 크기를 증가시키는 네 가지 방법들을 도시하는 도면이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 도 1의 HARQ 버퍼 관리 방법을 사용하여 기지국에 HARQ 버퍼 상태를 보고하기 위해 정의된 가능한 코드워드 시퀀스를 도시하는 표이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 도 1의 HARQ 버퍼 관리 방법에 의한 버퍼 오버플로우(overflow), 버퍼 점유 상태, 및 버퍼 크기의 가능한 채널 보고를 도시하는 표이다.
본원에 설명한 실시예들에 따라, HARQ 버퍼 관리를 수행하기 위한 방법이 개시된다. HARQ 버퍼 관리는 기지국보다는 이동국이 그 자신의 버퍼의 크기를 제어하도록 허용한다. HARQ 버퍼 관리는 기지국과 이동국 사이의 효과적인 통신을 용이하게 하기 위해 버퍼 오버플로우, 버퍼 점유 상태, 및 버퍼 크기를 기지국에 보고한다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 HARQ 버퍼 관리 방법(100)의 블록도이다. HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 버퍼 오버플로우 관리 및 버퍼 점유 피드백 보고를 포함한다. HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 이동국(60)에 의해 버퍼 오버플로우(30), 버퍼 점유(40), 및 버퍼 크기(50)를 기지국(70)에 보고한다. HARQ 버퍼 관리 방법(100)의 동작들은 하기 문단들에 더 상세히 설명된다.
이동국(60)은 HARQ 버퍼(200)를 포함한다. 기지국(70)이 인코딩된 데이터를 복수의 블록들로 송신할 수 있기 때문에, 이동국(60)은 기지국으로부터 모든 블록들이 수신될 때까지 블록들의 일부를 저장한다. 이동국(60)은 그 후 블록들을 함께 디코딩한다. 블록들 중 하나가 에러로 송신되면, 이동국(60)은 기지국(70)으로부터 잘못 송신된 블록의 재송신을 요청한다.
일부 실시예들에 따라, 이러한 동작들이 도 2에 개략적으로 도시된다. 도 2에서, 데이터 송신은 네 개의 개별적인 블록들(80A, 80B, 80C, 및 80D)(집합적으로, "블록들(80)"), 또는 크기가 다를 수 있는 부분적인 송신들로 구성된다. 블록들(80)은 이동국(60)으로의 송신 전에 기지국(70)에서 인코딩된다. 네 개의 블록들 중 세 개 80A, 80B, 및 80D가 성공적으로 기지국(70)으로 송신되며, 이동국(60)은 성공적인 송신들 각각에 대해 승인("ACK")을 기지국으로 송신한다. 그러나, 블록(80C)는 잘못 송신되며, 이동국(60)은 블록(80C)을 재송신하도록 기지국(70)에 알리기 위해 네거티브 승인("NACK")을 송신한다. 그러므로, 기지국(70)은 블록(80C)를 이동국에 재송신하며, 이 후 이동국(60)은 성공적인 송신을 승인한다.
이동국(60)에 위치한 HARQ 버퍼(200)는 블록들(80)이 기지국(70)으로부터 수신될 때 그것들을 저장한다. 도 2에서, HARQ 버퍼(200)는 선입선출(FIFO) 메모리 버퍼지만, 이동국은 다른 종류들의 버퍼 스토리지를 또한 가질 수 있다. 원래의 데이터 송신의 모든 블록들(80)이 수신될 때까지 4-블록 데이터 송신은 디코딩되지 않는다. 그러므로, HARQ 버퍼(200)는 모든 블록들이 수신될 때까지(블록(80C)) 성공적으로 수신된 송신의 부분들(블록들(80A, 80B, 및 80D)을 저장한다. 그 후, 이동국(60)은 데이터를 디코딩할 수 있다.
도 2는 HARQ 버퍼(200)가 사용되는 일반적인 원리들을 도시한다. 송신되는 블록들(80)을 위한 이용 가능한 스토리지가 존재하는 한, 이동국(60)은 블록이 잘못 송신될 때마다 재송신("NACK")을 요청하기만 하면 될 것이다. 재송신이 필요할 다른 방법은, 버퍼(200)가 오버플로우하여 이동국(60)이 부분적인 송신을 저장할 수 없는 때이다. 그 안에 추가적인 데이터가 저장될 수 없도록 버퍼가 데이터로 가득 찼을 때 HARQ 버퍼(200)가 오버플로우한다고 한다. 버퍼(200)가 기지국(70)으로부터 수신한 블록들(80)을 저장 가능할(오버플로우되지 않은) 때까지 이동국(60)은 재송신을 요청하도록 강요된다.
이동국(60)에서의 충분한 크기의 버퍼의 가용성은 이동국과 기지국(70) 사이의 송신들의 스루풋과 직접적으로 연관된다. (HARQ 버퍼 크기 50에 의해 주어진) HARQ 버퍼(200)의 크기가 매우 작다면, 버퍼는 빠르게 찰 것이며, 이동국(60)은 기지국(70)에 의한 재송신을 강요할 것이다. 그러므로, 전통적으로, 버퍼는 기지국(70)이 이동국(60) 내의 HARQ 버퍼(200)를 제어하도록 보수적으로 관리되어 왔다.
HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 전통적인 버퍼 관리 방법들과 상이한 접근을 취한다. 일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 버퍼 크기의 제어를 이동국(60)에 부여하고, 기지국이 지적으로 데이터를 이동국으로 송신할 수 있게 하기 위해 이동국(60)은 기지국(70)에 HARQ 버퍼(200)에 대한 충분한 상태 정보를 제공한다.
버퍼 오버플로우 관리
본원에 사용된 버퍼 오버플로우는, 버퍼가 처리할 수 있는 것보다 많은(잘못 디코딩된) 데이터의 HARQ 버퍼(200) 내로의 수신으로 정의된다. 버퍼가 오버플로우하면 HARQ 성능이 악화된다. 바꾸어 말하면, HARQ 버퍼(200)가 오버플로우하면 기지국(70)과 이동국(60) 사이의 송신들의 스루풋이 손상된다.
스루풋 문제는 두 가지 이유 때문에 증분 리던던시(incremental redundancy) HARQ(IR-HARQ 또는 HARQ-IR) 및 적응(adaptive) HARQ에 대해 더 심각해진다. 먼저, HARQ-IR에서, 재송신은 패리티 비트들(parity bits)만을 포함할 수 있다. 시스템 비트들(systematic bits)에 대한 어떤 초기 정보 없이, 채널간(CTC) 디코더 성능은 바람직하지 않다. 더욱이, 일부 경우들에서, 원래의 송신을 사용하지 않고 재송신을 디코딩하는 것은 잡음이 없더라도 (SNR → ∞) 불가능하다. 또한, 적응 HARQ에서, 디코딩을 위해 필요한 정보 대부분이 이전의 송신들에서 수신되었다는 것을 가정하면, 재송신의 크기는 매우 작을 수 있다.
따라서, 일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100) 하에서 HARQ 버퍼(200)의 오버플로우는 이동국(60)으로의 데이터 송신을 관리하는 기지국의 스케줄러에 의해 관리된다. 이동국(60)은 그것의 HARQ 버퍼 크기(50)를 기지국(70)에 보고하며, 그 후 기지국은 이동국의 버퍼(200) 내의 점유 레벨을 추적한다(HARQ 버퍼 크기의 다음 보고까지). 일부 실시예들에서, 버퍼 크기(50)를 알고 이동국(60)의 송신들을 계속 추적함으로써, 기지국(70)은 개선된 스루풋이 실현되도록 이동국(60)으로의 데이터의 송신을 제어한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 HARQ 버퍼 관리 방법(100)에 의한 버퍼 오버플로우 관리를 개략적으로 도시한다. 이동국(60)은 HARQ 버퍼 크기(50)를 기지국(70)에 보고한다. 기지국(70)은 기지국에 의해 서비스되는 각각의 이동국에 대한 데이터를 포함하여 기지국에 의해 수행된 다양한 데이터 및 동작들을 계속 추적하는 스케줄러(300)를 갖는다. 스케줄러(300)는 또한 HARQ 버퍼(200)의 크기에 영향을 끼칠 이동국(60)으로의 데이터 송신들을 계속 추적하기 위해 프로세서(90)를 갖는다. (프로세서(90)는 이동국으로의 송신들을 계속 추적하기 위한 간단한 카운터 또는 타이머일 수 있다.) 이동국(60)은 (그것의 "서빙 기지국"으로 알려진) 기지국(70)으로부터의 송신들만을 수신하므로, 기지국은 먼저 이동국(60)으로부터 크기 정보(버퍼 크기(50))를 취득하고, 그 후 기지국에 의한 이동국으로의 송신들, 버퍼의 가득참 또는 빔(emptiness)에 영향을 끼칠 송신들을 계속 추적함으로써 HARQ 버퍼(200)의 크기를 계속 추적할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이동국(60)은 버퍼 크기(50)를 기지국(70)에 주기적으로 송신한다. 이동국(60)이 버퍼 크기(50)를 기지국(70)에 송신할 때마다, 스케줄러(300)는 프로세서(90)를 재시작한다.
최대 스루풋 및 HARQ 버퍼 점유
오버플로우를 피하는 보수적인 버퍼 관리 체계는 주어진 HARQ 버퍼 크기로 이동국(60)에 의해 달성될 수 있는 최대 스루풋을 제한한다. 진보한 에어 인터페이스 표준(802.16m)의 목표들 중 하나는 하이 스루풋 트래픽, 20 MHz 대역폭의 2 x 2 MIMO(multiple-input-multiple-output schemes)에 대해 약 180 Mbits/sec를 지원하는 것이다. 모바일 광대역 무선 표준(802.16e)에 적용된 것과 같은 보수적인 설계가 802.16m을 위해 사용될 수 있으나, 하기 계산에 묘사된 것과 같이, 그러한 구현은 그러한 스루풋을 지원하기 위해 큰 버퍼들을 사용할 수 있다. 그러나, 큰 버퍼들은 이동국의 비용을 추가하며, 그것들이 완전히 이용되지 않으면 비효율적이다.
최대 지원되는 스루풋은:
Figure pct00001
로 주어지며, 여기서 Rmax는 최대 코드-레이트(예컨대, 5/6)이며, RTT(왕복 시간)는 송신으로부터 그것의 재송신 또는 새로운 송신까지의 시간이다. 새로운 송신은 수신기 처리 시간, (N)ACK 채널 신호 및 재송신/새로운 송신의 스케줄링을 포함하며, 802.16m에서, 적어도 하나의 서브-프레임(5 ms)이며, BufferSize는 버퍼 내의 소프트 비트 또는 메트릭의 수이다.
이 스루풋의 더 높은 한계에 대한 이유는, 기지국(70)은 일부 버스트들이 바르게 수신되고 디코딩되어 새로운 정보를 위한 공간을 만들었다는 승인을 수신하기 전에 이동국(60)의 버퍼 크기보다 더 많은 코딩된 비트들을 전송할 수 없기 때문이다.
이 최악의 경우의 접근법은 HARQ 버퍼가 (제어 신호에 에러가 있지 않는 한) 절대 오버플로우하지 않는다는 것을 보증한다. 그러나, 실제로 이 접근은 버퍼링 능력의 빈약한 사용을 야기한다. 하나의 프레임 내의 정보가 같은 크기의 16개의 버스트로 나뉘어지고, 각각은 서로 다른 HARQ 채널 상에 있으며, 에러의 확률은 각각의 버스트에 대해 0.3이며 버스트들에 사이에 독립적이라 가정한다. 프레임의 말단에서 완전히 점유된 버퍼를 가질 확률은 4*10-9만큼 낮다. 이것은 더 많은 정보가 무시할 수 있는 에러 확률로 이동국(60)으로 전송되었을 수 있다는 것을 보여준다. 도 4는 각각의 송신에서 0.3의 실패 확률을 가정하여, 16번의 시도에 x번(0 <= x <= 16)의 실패가 있을 때 완전히 점유된 버퍼를 가질 확률을 도시하는 그래프이다. 도 4는, 10-2의 확률로, 프레임의 말단에서 버퍼의 최대 절반(8 버스트)이 점유된다는 것을 도시한다.
오버플로우를 피하는 보수적인 버퍼 관리 프로토콜은 자원을 낭비하고 최대 사용자 스루풋을 제한한다. 그러므로, 기지국(70)은 프레임에서의 실패의 최대수(버퍼 오버플로우를 야기하지 않는)의 통계적인 추측을 사용하여 선언된 이동국 버퍼 크기보다 많은 정보를 송신함으로써 이동국(60)을 남용(over-use)할 수 있다. 그러나, 버퍼 남용을 위한 통계적인 추측은 이동국 버퍼 관리에 의존한다.
기지국(70)이 HARQ 버퍼(200)의 크기를 제어하는 종래 기술 해법에 반해, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 이동국(60)이 그것의 버퍼 크기를 더 크게 또는 더 작게 제어하도록 허용하므로 더 효과적인 버퍼 사용을 허용한다.
일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 이동국(60)이 몇몇 방법으로 그것의 버퍼 크기(50)를 확대하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에 따라, 옵션들은 도 5에 개략적으로 도시되며, 버퍼(200)로부터 제외된 항목들은 점선들을 사용하여 표시된다. 예컨대, 이동국(60)은 버퍼(200)로부터 바르게 디코딩된 순방향 에러 정정(FEC; forward error correction) 블록들(82)을 소개(evacuate)할 수 있다. 순방향 에러 정정 인코딩은 "데이터 비트들"뿐 아니라, 순환 리던던시 체크(CRC) 또는 체크섬 비트들(checksum bits)과 같은 에러 검출 비트들을 인코딩한다. 그러므로, FEC 인코딩은 송신된 비트들의 수를 부풀린다. 예컨대, 코드 레이트가 1/2이라면, 100개의 "데이터 비트들"이 200개의 "코딩된 비트들"에 의해 송신된다. 코딩된 비트들은 이동국(60)에서의 복조(demodulation) 동안, 전형적으로 다수의 에러들과 함께 취득된다. 코딩된 비트들은 "메트릭"의 형태로 저장되며, 여기서 각각의 메트릭은 송신된 코딩된 비트들과 함께 그것의 신뢰성의 추측이다. 예컨대, ∞의 메트릭은 코딩된 비트가 반드시 "0"이라는 것을 의미하는 반면, -∞의 메트릭은 코딩된 비트가 반드시 "1"이라는 것을 의미한다. 0의 메트릭은 코딩된 비트가 동일한 확률로 "1" 또는 "0"일 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 메트릭들은 때로는 "소프트 비트들"로 불린다. 메트릭들은 일 예로서, 8비트 형태로 양자화되고 저장된다.
예컨대, 100개의 데이터 비트들이 존재하고 코드 레이트가 1/2이라면, 이동국(60)은 100/1/2, 또는 200개(각각의 코딩된 비트에 대해 하나)의 소프트 비트들을 저장할 필요가 있을 것이며, 이는 버퍼(200) 내에 200 곱하기 8, 즉 1600개의 (현재의 디코딩 및 HARQ 결합을 위한) 비트를 요구한다. 그러나, 버퍼(200) 내에 데이터 비트들만이 저장된다면, 버퍼 내에 100 비트의 공간만이 필요하다. 더욱이, 데이터 비트들이 에러 검출 비트들(예컨대, CRC)을 포함한다면, 그것들의 저장은 필수가 아니며, 잠재적인 저장은 비교적 작다.
대안적으로, 도 5에 도시된 것과 같이, 이동국(60)은 버퍼 오버플로우 핸들러(210)를 사용하여 더 많은 버퍼링 자원들의 동작 중(on-the-fly) 할당과 같은 버퍼 오버플로우 이벤트들의 스마트한 핸들링을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 버퍼 오버플로우로 인해, 또는 버퍼(200)가 가득 차서 이동국(60)이 막히고 리셋되어야 한다면 버퍼 오버플로우 핸들러(210)가 발동(invoke)된다. 또는, 버퍼 오버플로우 핸들러(210)는 버퍼(200)가 오래된 송신들을 임의의 순서로 또는 어떤 규칙에 따라 소개함으로써 새로운 송신들을 디코딩할 공간을 항상 갖는다는 것을 보증할 수 있다. 예컨대, 기지국(70)이 더 오래된 데이터를 더이상 재송신할 수 없으므로 버퍼(200)는 가장 오래된 송신을 먼저 삭제할 수 있다(FIFO 버퍼).
더 정교한 접근에서, 버퍼 오버플로우 핸들러(210)는 패리티 소프트 비트들만을 소개할 수 있고 시스템 비트들의 메트릭들의 저장을 시도할수 있다. 시스템 비트들은 다른 비트들보다 디코더 성능에 더 중요한 코딩된 비트들이다. 그러므로, 시스템 비트들 전에 다른 비트들을 소개하는 것이 이치에 맞다. 다른 옵션으로서, 버퍼 오버플로우 핸들러(210)는 버퍼(200) 내의 더 많은 공간을 복구하기 위해 더 적은 수의 비트들, 예컨대, 메트릭 당 8비트 대신 메트릭 당 2비트와 함께 각각의 메트릭을 저장할 수 있다. 이러한 옵션들은 제한된 버퍼 크기와 성능(HARQ 결합 이득)을 타협(trade off)하기 위한 방법들이다.
또 다른 옵션으로서, 이동국(60)은 마더 코드 비트들(84)을 위한 버퍼 공간을 예약하는 것을 삼가고, 실제로 수신된 코딩된 비트들(86)만을 위해 메트릭들을 저장할 수 있다. 증분 리던던시 HARQ에서는, 재송신에서 새로운 코딩된 비트들이 송신되며, 이는 재송신 후 더 큰 버퍼 크기를 필요로 한다. 소박한 구현은 제1 송신의 수신 동안 후속의 송신들 모두를 위해 충분한 버퍼 크기를 할당하는 것이다. 버퍼의 크기는 최소 유효 코드 레이트, 즉 "마더 코드 레이트"에 따라 결정된다. 802.16m 시스템들에서, 마더 코드 레이트는 1/3인 반면, 송신의 실제 코드 레이트는 예컨대 1/2 또는 5/6일 수 있고 현저히 더 작은 버퍼를 사용할 수 있다. HARQ 버퍼 관리 방법(100) 하에서, 마더 코드 비트들(84), 즉, 재송신을 위해 사용되는 새롭게 코딩된 비트들은 종래 기술 구현들과 달리 HARQ 버퍼(200) 내에 저장되지 않을 것이다.
또는, 이동국(60)은 버퍼 크기를 위해 성능을 타협할 수 있다(수신된 정보의 손실 많은 압축).
상기 목록으로부터 알 수 있는 것과 같이, 이동국의 내부 버퍼 관리를 완전히 표준화하는 것은 어렵고 바람직하지 않을 수 있다. 예컨대, 버퍼(200)로부터 기지국(70)으로의 FEC 블록들(82)의 제거를 완전히 지정하기 위해, 이동국(60)은 소프트 비트 버퍼의 크기, 디코딩된 비트 버퍼의 크기, 및 기지국으로 바르게 수신된 블록들을 소개하는 것의 지연에 관한 일부 파라미터들을 보고해야 할 것이다. 이 정보를 갖더라도, 이러한 버퍼들의 이용은 궁극적으로 채널 거동에 의존하기 때문에, 기지국(70)은 전송할 최대 트래픽을 결정하기에 충분한 정보가 부족하다.
따라서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 다른 접근 하에 동작한다. 이동국 내부 버퍼 관리는 기지국(70)에 노출되지 않는다. 대신, 기지국(70)은 기지국(70)이 트래픽 레이트를 관리하도록 허용할 메트릭들을 이동국(60)으로부터 수신한다. 이 메트릭들은 채널 거동뿐 아니라 특정 이동국 구현을 포함할 것이다.
일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)에 따라, 이동국(60)은 현명하게 HARQ 버퍼(200) 내에 비트들을 저장한다. 일부 수신된 비트들이 바르게 디코딩되는 반면 다른 비트들이 디코딩될 수 없다면, HARQ 재송신이 개시된다. 종래 기술의 해법들에서, 소프트 비트들 모두가 HARQ 재송신과의 결합을 위해 버퍼(200) 내에 저장된다. HARQ 버퍼 관리 방법(100)에서, 이동국(60)은 바르게 디코딩된 FEC 블록들을 데이터 비트로서 저장하는 반면, 코딩된 소프트 비트들은 버퍼(200)로부터 소개된다. 바르게 디코딩되지 않은 FEC 블록들만이 소프트 비트의 형태로 저장된다.
버퍼 점유 피드백
기지국(70)이 HARQ 버퍼(200)를 최적으로 사용하도록 하기 위해, 도 1에 도시된 것과 같이 HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 이동국(60)으로부터 기지국(70)으로의 두 가지 종류의 피드백을 사용한다. 먼저, HARQ 버퍼 크기(50)가 이동국(60)에 의해 기지국으로 보고된다. 일부 실시예들에서, 이동국(60)은 그것의 HARQ 버퍼(200) 내에 저장될 수 있는 코딩된 소프트 비트들의 수를 용량으로서 보고한다. 또한, 버퍼 점유 알림(40)이 이동국(60)에 의해 기지국(70)으로 보고된다. 버퍼 점유(40)는 버퍼 사용 효율의 측정이다. 일부 실시예들에서, 버퍼 점유(40)는 요청과 동시에(수요에 따라) 또는 주기적으로 기지국(70)에 보고된다.
주문형 버퍼 점유 피드백 보고 메커니즘
HARQ 버퍼 오버플로우는 불규칙적으로 일어나므로, 버퍼 관리에 관한 정보를 수요에 따라 피드백하는 것이 더 효과적이다. 일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 두 가지 종류의 상태를 보고한다. 버퍼 점유(40)를 위해, 비율 역치(ratio threshold), BufThr이 미리 결정된다. 버퍼 점유(40)가 BufThr 역치를 초과하면, 이동국(60)은 기지국(70)에 알림을 전송한다.
예컨대, 버퍼 역치, BufThr이 40%라 가정한다. 버퍼 점유(40)가 40%를 초과하면(버퍼(200)의 적어도 40%가 점유되었거나 데이터로 가득 찼다는 것을 의미함), 이동국(60)은 기지국(70)에 통보할 것이다. 그러므로, 일부 실시예들에서 알림은 하나의 비트로 달성될 수 있다. 버퍼 점유(40)가 40% 이하인 동안, 알림은 전송되지 않을 것이다.
두 번째로, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 버퍼 오버플로우 정보(30)를 기지국(70)에 피드백한다. 이 경우, 이동국(60)은 HARQ 버퍼(200)가 마지막 보고된 이후 오버플로우할 때 기지국(70)에 알림을 전송한다.
상기 언급한 버퍼 점유(40) 및 버퍼 크기(50)를 수요에 따라 보고하기 위한 상이한 방법들이 존재한다. 일부 실시예들에서, HARQ 버퍼 관리 방법(100)은 1차 고속 피드백 채널(PFBCH)의 두 개의 코드워드들(하나의 코드워드는 버퍼 점유을 나타내고, 다른 코드워드는 수요에 따라 버퍼 오버플로우를 나타냄)을 예약함으로써 수요에 따른 버퍼 점유(40) 및 오버플로우 알림을 피드백하기 위해 PFBCH를 사용한다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, HARQ 버퍼 관리 방법(100)에 의해 PFBCH를 사용하여 버퍼 오버플로우(30) 및 버퍼 점유(40)를 보고하기 위한 가능한 코드워드 시퀀스를 도시하는 표(24)이다. 시퀀스들 중 일부는 채널 품질 지시자(CQI) 보고를 위해 예약된다. X+1 및 X+2로 표시된 두 개의 코드워드들은 이동국(60)에 의해 기지국(70)에 버퍼 정보를 보고하기 위해 정의된다. 코드워드 X+1은 버퍼 점유(40), 버퍼(200)가 미리 결정된 역치, BufThr를 초과하는지 여부를 나타낸다. 코드워드 X+2는 HARQ 버퍼(200)의 오버플로우(버퍼 오버플로우(30))를 기지국(70)에 알린다.
다른 옵션으로서, 수요에 따라 버퍼 점유(40) 및 버퍼 오버플로우(30)를 나타내기 위한 1비트 메시지를 송신하기 위해 대역폭 요청 채널(BWRCH)이 사용될 수 있다. 그러므로, 표(24)(도 6)에 정의된 코드워드들 대신에, 이러한 버퍼 상태 지시자들 각각을 위해 하나의 비트가 정의될 수 있다. 추가적으로, 버퍼 크기(50)를 피드백하기 위해 제2 고속 피드백 채널(SFBCH)이 사용될 수 있다. 도 7은 이동국(60)에 의해 이 데이터를 기지국(70)에 보고하기 위한 다양한 옵션들을 도시하는 표를 갖는다.
그러므로, 버퍼 크기(50), 버퍼 오버플로우 지시자(30), 및 버퍼 점유 상태(40)는 PFBCH, SFBCH, BWRCH, 또는 다른 채널들과 같은 업링크 피드백 채널을 사용하여 보고될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 버퍼 크기(50), 버퍼 오버플로우 지시자(30), 및 버퍼 점유 상태(40)는 LTE(long-term evolution) 시스템들 내의 물리적 업링크 제어 채널(PUCCH)과 같은 단일 종류의 피드백 채널을 사용하여 보고될 수 있다.
본 출원은 제한된 수의 실시예들에 관하여 설명되었으나, 본 기술분야의 당업자들은 다양한 변형들 및 변경들을 인식할 것이다. 첨부된 청구항들은 본 발명의 진의 및 범위 내에 있는 모든 그러한 변형들 및 변경들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 버퍼를 관리하기 위한 방법으로서,
    버퍼 크기를 기지국에 송신하는 단계 - 상기 버퍼 크기는 상기 HARQ 버퍼의 크기를 나타내고, 여기서 상기 버퍼 크기는 상기 HARQ 버퍼의 크기가 변할 때 송신됨 -;
    상기 HARQ 버퍼가 오버플로우한다면, 상기 기지국에 버퍼 오버플로우 지시자를 송신하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터의 입력 없이 상기 HARQ 버퍼의 크기를 관리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼의 점유가 미리 결정된 역치를 초과하면, 버퍼 점유 알림을 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    버퍼 크기를 기지국으로 송신하는 단계는,
    상기 버퍼 크기를 제2 고속 피드백 채널에서 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    버퍼 점유 알림을 상기 기지국에 송신하는 단계는,
    제1 고속 피드백 채널을 사용하여 상기 버퍼 점유 알림을 코드워드로서 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    버퍼 점유 알림을 상기 기지국에 송신하는 단계는,
    대역폭 요청 채널을 사용하여 상기 버퍼 점유 알림을 비트로서 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    제1 고속 피드백 채널을 사용하여 상기 버퍼 점유 알림 및 버퍼 오버플로우 지시자를 코드워드로서 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    업링크 피드백 채널을 사용하여 상기 버퍼 크기, 버퍼 점유 알림, 및 버퍼 오버플로우 지시자를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 입력 없이 상기 HARQ 버퍼의 크기를 관리하는 단계는,
    상기 HARQ 버퍼로부터 바르게 디코딩된 순방향 에러 정정 블록들을 소개(evacuate)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 입력 없이 상기 HARQ 버퍼의 크기를 관리하는 단계는,
    상기 HARQ 버퍼로부터 소프트 패리티 비트들을 소개하는 단계; 및
    상기 HARQ 버퍼 내에 시스템 비트들을 저장하는 단계 - 상기 시스템 비트들은 디코더 성능에 긍정적 영향을 끼침 -
    를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 입력 없이 상기 HARQ 버퍼의 크기를 관리하는 단계는,
    상기 HARQ 버퍼 내에 마더 코딩된 비트들(mother coded bits)을 저장하지 않는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 입력 없이 상기 HARQ 버퍼의 크기를 관리하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 수신된 일부 블록들을 더 적은 메모리 비트들을 사용하면서 HARQ 조합 이득을 가능하게 하는 압축된 방식으로 상기 HARQ 버퍼 내에 저장하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 수신된 일부 다른 블록들을 상기 HARQ 버퍼 내에 저장하지 않는 단계 - 상기 저장된 블록들은 상기 기지국에 의해 송신된 데이터의 손실이 있는 버전으로서 디코딩하기에 충분함 -
    를 더 포함하는 방법.
  12. 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 버퍼를 관리하기 위한 방법으로서,
    버퍼 크기를 이동국으로부터 수신하는 단계 - 상기 버퍼 크기는 상기 이동국 내의 상기 HARQ 버퍼의 크기를 나타내고, 여기서 상기 버퍼 크기는 상기 HARQ 버퍼의 크기가 변할 때 수신됨 -;
    상기 HARQ 버퍼가 오버플로우한다면, 상기 이동국으로부터 버퍼 오버플로우 지시자를 수신하는 단계; 및
    상기 HARQ 버퍼의 관리 없이 상기 이동국으로의 트래픽 레이트를 관리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 HARQ 버퍼의 점유가 미리 결정된 역치를 초과하면, 상기 이동국으로부터 버퍼 점유 알림을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    이동국으로부터 버퍼를 수신하는 단계는,
    제2 고속 피드백 채널로부터 상기 버퍼 크기를 수신하는 단계 - 상기 제2 고속 피드백 채널은 최대 24 비트를 포함함 -
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 고속 피드백 채널에서 상기 버퍼 오버플로우 지시자 및 버퍼 점유 알림을 코드워드로서 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    대역폭 요청 채널에서 상기 버퍼 오버플로우 지시자를 비트로서 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    대역폭 요청 채널에서 상기 버퍼 점유 알림을 비트로서 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 무선 시스템에서의 사용을 위한 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ) 버퍼를 관리하는 단계를 포함하고,
    상기 관리하는 단계는,
    상기 HARQ 버퍼의 크기가 변경될 때 상기 HARQ 버퍼의 크기를 서빙 기지국에 전송하는 단계;
    상기 버퍼가 가득 차면 버퍼 오버플로우 표시를 상기 기지국에 전송하는 단계; 및
    버퍼 콘텐츠가 미리 결정된 역치를 초과하면 버퍼 점유 지시자를 상기 기지국에 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 HARQ 버퍼를 관리하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 블록들을 수신하는 단계 - 상기 블록들은 디코드 비트들 및 수신 비트들 모두를 포함함 -;
    상기 HARQ 버퍼 내에 상기 디코드 비트들을 저장하는 단계; 및
    상기 HARQ 버퍼 내에 상기 수신 비트들을 저장하지 않는 단계
    을 더 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 HARQ 버퍼 내에 상기 수신 비트들을 저장하지 않는 단계는,
    상기 HARQ 버퍼 내에 순방향 에러 정정 비트들을 저장하지 않는 단계를 더 포함하는 방법.
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