KR20120006088A - 무선통신장치 및 무선통신방법 - Google Patents

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Abstract

무선통신장치는, 적어도 자동 재송 요구의 제어를 수행하고, 소정의 복수의 주파수대역을 차지하는 프레임에서 무선통신을 수행한다. 본 장치는, 복수의 주파수대역 각각에 대한 피드백 정보를 통신상대측으로부터 수신하는 수단과, 피드백 정보를 나타내는 재송 패킷을, 복수의 주파수대역 중 어느 주파수대역으로 재송할지를 결정하는 수단과, 결정된 1 이상의 주파수 대역으로 재송 패킷을 송신하는 수단을 구비한다.

Description

무선통신장치 및 무선통신방법{WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 무선통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 자동 재송 요구(ARQ: Automatic Repeat Request)의 제어를 수행하는 무선통신장치 및 무선통신방법에 관한 것이다.
IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000)으로 대표되는 제3세대 통신 방식에서는 특히 하향링크(downlink)의 고속 대용량화가 요구되며, 일 예로 5MHz의 주파수대역을 이용하여 2Mbps의 정보 전송 레이트가 실현되고 있다. IMT-2000에서는 싱글 캐리어(single carrier) 방식의 광대역 부호 분할 다중 접속(W-CDMA: Wideband-CDMA) 방식이 채용되고 있다. 또, 고속 하향 패킷 접속(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access)이라 불리는 방식이 사용되는 경우도 있다. HSDPA는 적응형 변복조 및 부호화(AMC: Adaptive Modulation and channel Coding) 방식과, MAC(Medium Access Control) 레이어에서의 패킷의 자동 재송 요구(automatic repeat request : ARQ) 방식 등을 채용함으로써, 전송 레이트의 고속화와 고품질화를 도모하고 있다. AMC에 대해서는 예를 들면 비특허문헌 1에 기재되어 있다. 또, ARQ에 대해서는 예를 들면 비특허문헌 2에 기재되어 있다. 주파수대역을 복수의 대역(주파수 블록)으로 나누고, 주파수 블록마다 변조방식을 결정하는 기술에 대해서는 비특허문헌 3에 기재되어 있다.
비특허문헌 1: T.Ue,S.Aampei,N.Morinaga and K.Hamaguchi,"Symbol Rate and Modulation Levelel-Controlled Adaptive Modulation/TDMA/TDD System for High-Bit-Rate Wireless Data Transmission",IEEE Trans.VT,pp.1134-1147,vol.47,No.4, Nov.1998
비특허문헌 2: S.Lin,Costello,Jr.and M.Miller,"Automatic-Repeat-Request Error Control Schemes",IEEE Communication Magazine,vol.12,No.12,pp.5-17,Dec.1984
비특허문헌 3: P.Chow,J.Cjoffi,J.Bingham,"A Practical Discrete Multitone Transceiver Loading Algorithm for Data Transmission over Spectrally Shaped Channel",IEEE Trans.Commun.vol.43,No.2/3/4,February/March/April 1995
이러한 종류의 기술분야에서는 무선전송의 보다 나은 고속화 및 대용량화가 요구되고 있으며, 장래적인 시스템에서는 현재 시스템에서 사용되고 있는 것보다 더욱 넓은 주파수대역을 이용할 필요가 있다. 그러나, 무선전송에 사용되는 주파수대역이 넓어지면 멀티패스 페이딩(multi-path fading)에 기인하는 주파수 선택성 페이딩(frequency selective fading)의 영향도 커지게 된다. 도 1은 주파수 선택성 페이딩의 영향을 받은 신호의 수신 레벨을 모식적으로 나타내고 있다. 도 1(A)에 나타낸 바와 같이, 무선전송에 사용되는 주파수대역이 비교적 협대역이면 그 대역 내에서의 수신 레벨은 일정한 것으로 취급할 수 있다. 그러나, 도 1(B)에 나타낸 바와 같이, 그것이 광대역이 되면 수신 레벨의 주파수 의존성이 현저해져, 그것을 일정값으로 근사하는 것은 타당하지 않다. 대역의 광협은 상대적인 것이며, 여기서는 5MHz 정도의 현행 시스템에서 사용되고 있는 대역은 협대역에 속하고, 100MHz와 같은 차세대 시스템에서 사용 예정인 대역은 광대역에 속한다. 상기한 적응형 변복조 및 부호화(AMC)에서는 수신품질(SIR : Signal-to-Interference Ratio)에 기초하여 변조(modulation)방식 및 부호화율(coding rate)을 결정하므로, 수신품질 평가의 기초인 수신 레벨이 크게 변동하면 적절한 변조방식 등을 결정하기가 곤란해진다. 이 문제에 대처하기 위해, 비특허문헌 3에 기재된 발명에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 주파수대역 전체를 복수의 주파수대역(주파수 블록)으로 분할하고, 주파수 블록마다 변조방식을 변경하고 있다. 도 2에서는 주파수대역을 4개의 주파수 블록으로 분할하고, 주파수 블록마다 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등의 변조방식을 설정하고 있다.
그러나, 장래의 무선통신시스템에서는 음성도 포함한 모든 데이터를 패킷(packet)으로 전송하는 패킷 전송이 적합하다고 생각된다. 이와 같은 패킷 전송에서는 무선구간에서 발생하는 오류를 보상하는 방법으로 자동 재송 요구(ARQ)가 적합하다. 또, 무선구간의 오류를 보상하는 방법으로, 정보의 리던던시 비트(redundancy bit)를 송신하고, 수신측에서 이들 정보에 기초하여 오류를 보상하는 오류 정정 부호화(error correction coding)도 필수 기술이다. 여기서, 오류 정정 부호화는 전 대역에 대해 제어함으로써 주파수 다이버시티(diversity) 효과를 얻을 수 있고 특성이 개선된다. 한편, 적응 변복조 부호화(AMC), ARQ는 주파수 블록(frequency block)으로 분할하여 제어하는 것이 특성이 우수할 것이라 생각된다. 다만, 주파수 블록의 분할은 각각의 제어신호가 주파수 블록에 필요하다는 문제점도 있다. 따라서, 장래 통신시스템에 대해서는 더 나은 무선전송의 효율화와 주파수대역의 이용효율을 더욱더 향상시킬 것이 요망되고 있다.
본 발명의 일반적인 과제는 무선전송에 있어서의 주파수 이용효율을 종래보다 향상시키는 무선통신장치 및 무선통신방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체적인 과제는 상기한 특성 및 제어신호 증대의 트레이드 오프(trade-off)를 고려하여, 적응 변복조 부호화(AMC), ARQ, 채널 부호화(channel coding)의 단위를 주파수 블록화를 수행하는 방법 및 수행하지 않는 방법을 병용함으로써, 제어신호 증대가 비교적 적으면서 주파수 이용효율을 증대시킬 수 있는 무선통신장치 및 무선통신방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 적어도 자동 재송 요구의 제어를 수행하여, 소정의 복수 주파수대역을 차지하는 프레임(frame)으로 무선통신을 수행하는 무선통신장치가 사용된다. 본 장치는 복수의 주파수대역 각각에 대한 피드백(feedback) 정보를 통신상대측으로부터 수신하는 수단과, 피드백 정보를 나타내는 재송 패킷(retransmission packet)을, 복수의 주파수대역 중 어느 주파수대역으로 재송할지를 결정하는 수단과, 결정된 1개 이상의 주파수대역으로 재송 패킷을 송신하는 수단을 구비한다.
본 발명에 따르면 무선전송에 있어서의 주파수 이용효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 주파수 선택성 페이딩의 상태를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 복수의 주파수 블록마다 변조방식을 변경하는 상태를 나타내는 도이다 .
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 송신기의 부분 블록도이다.
도 4는, 주파수 블록마다 결정된 변조방식을 예시하는 도표이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 의한 송신기의 부분 블록도이다.
도 6은, 재송 패킷과 주파수 블록과의 대응관계를 결정할 제어신호를 작성하는 흐름도를 나타낸다.
도 7은, MCS(Modulation and Coding Scheme) 결정부에서 수행되는 처리의 일부를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 부분 블록도이다.
도 9는, 실시예 3의 동작에 관한 설명도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 의한 송신기의 부분 블록도이다.
도 11은, 각 실시예를 처리단위의 관점에서 대비한 도표를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 소정의 복수의 주파수대역(주파수 블록)을 차지하는 프레임으로 무선통신을 수행하는 무선통신장치에 있어서, 주파수 블록마다의 피드백 정보에 기초하여, 피드백 정보(feedback information)를 나타내는 재송 패킷을, 복수의 주파수 블록 중 어느 주파수 블록으로 재송할지가 결정되고, 결정된 1개 이상의 주파수 블록으로 재송 패킷이 송신된다. 이에 따라, 광대역의 주파수 리소스(resource)를 효율적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 피드백 정보에, 통신상대측의 수신신호 품질을 나타내는 품질정보(quality information)와, 재송 패킷을 특정하는 패킷 식별 정보(packet identification information)가 포함된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 통신상대측의 수신신호 품질을 나타내는 품질정보에 기초하여, 재송 패킷을 재송할 주파수대역이 결정된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 패킷을 송신할 때의 변조(modulation)방식 및 부호화율(coding rate)이, 복수의 주파수대역 각각에 대해 결정된다. AMC 및 ARQ의 제어가 주파수 블록마다 수행되므로 주파수 이용효율을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 복수의 주파수대역 중 1개 이상에서 재송 패킷이 송신되고, 복수의 주파수대역 중 1개 이상에서 신규 패킷이 송신된다. 1개의 프레임 내의 사용하지 않는 주파수 블록을 줄임으로써, 주파수 이용효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 오류 정정 부호화(error correction coding)의 처리가 프레임마다 수행된다. 주파수 대역 전체에 걸쳐 부호화를 수행함으로써, 주파수 다이버시티 효과를 크게하고 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 오류 정정 부호화의 처리가 프레임 중의 재송 패킷 이외의 패킷 전체에 대해 수행된다. 이에 따라, 오류 정정 능력의 향상을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 송신기의 다양한 실시예가 설명된다. 설명되는 실시예에서는 적응 변조 부호화(AMC), 오류 정정 부호화(예를 들어, FEC(forward error correction)), 및 자동 재송 요구(ARQ)에 관한 처리가 이루어지고, AMC, FEC, 및 ARQ 중 1 이상에 관한 처리가 복수의 주파수 블록 각각에 대해 이루어진다. 무선전송에 사용되는 주파수대역 전체(시스템이 차지하는 대역)는 복수의 주파수 블록을 포함하며, 필요에 따라 그것들이 구별된다. 대체로, 실시예 1에서는 AMC에 관한 처리가 주파수 블록마다 이루어진다. 실시예 2, 3에서는 ARQ에 관한 처리가 주파수 블록마다 이루어진다. 실시예 4, 5에서는 AMC 및 ARQ에 관한 처리가 주파수 블록마다 이루어진다. 실시예 6에서는 AMC, FEC, 및 ARQ 모두에 관한 처리가 주파수 블록마다 이루어진다. 각 실시예를 처리단위의 관점에서 대비한 도표는 도 11에 나타내었다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치의 부분 블록도를 나타낸다. 도 3에는 패킷 생성부(302), 채널 부호화부(304), 직병렬 변환부(306), 주파수 블록 수개(N개)의 데이터 변조부(308-1~N), 및 제어부(310)가 도시되어 있다. 제어부(310)는 재송 제어부(312)와 MCS 결정부(314)를 갖는다.
패킷 생성부(302)는 제어부(310)로부터의 제어신호에 따라, 재송 패킷 또는 신규 패킷을, 패킷 생성부(302)에 입력된 데이터 계열로부터 작성한다. 재송 패킷이란, 송신기로부터 이전에 송신완료된 패킷이며, 수신기측으로부터 지정된 패킷 번호를 갖는다. 신규 패킷이란, 송신기로부터 아직 송신되지 않은 패킷이다. 변조방식에 의존하여 송신 비트수(즉, 1 패킷의 비트수)가 다르므로 제어신호는 변조방식에 관한 정보를 포함한다.
채널 부호화부(304)는 제어부(310)로부터의 제어신호(에 포함되는 부호화율을 나타내는 정보)에 따라, 송신할 패킷을 부호화한다. 채널 부호화부(304)는 오류 정정 부호화(error correction coding, 예를 들어, FEC(Forward Error Correction))를 프레임마다 수행한다(주파수대역 전체에 걸쳐 수행).
직병렬 변환부(306)는 그곳에 입력된 직렬적인 신호계열을 주파수 블록 복수개(N개)의 병렬적인 신호계열로 변환하고 그것들을 출력한다.
N개의 데이터 변조부(308-1~N)는 제어부(310)로부터의 제어신호에 따라, 송신할 신호를 주파수 블록마다 변조한다. 제어신호는 변조방식을 구별하는 정보를 포함한다. QPSK, 16QAM, 64QAM과 같은 적절한 어떠한 변조방식이 이루어져도 좋다.
제어부(310)는 송신기 내의 각 요소의 동작을 제어하는 제어신호를 출력한다. 재송 제어부(312)는 통신상대측에 대한 재송 필요 여부를 피드백 정보에 기초하여 판단한다. 피드백 정보는, 통신상대측 주파수 블록마다의 수신신호 품질(수신 SIR), 재송 필요 여부, 재송을 필요로 하는 패킷의 식별 정보(예를 들면, 패킷 번호), 오류 정정 부호화 정보 등의 정보를 포함한다. 재송 필요 여부는 예를 들면, 긍정응답(ACK) 또는 부정응답(NACK)을 나타내는 신호로 판별할 수 있다. MCS 결정부(314)는 수신 SIR에 기초하여 재송 또는 신규 패킷을 송신할 때의 변조방식을 주파수 블록마다 결정한다. 부호화율은 프레임마다(주파수대역 전체에 걸쳐) 1개 결정된다. 1 프레임 전체에서 사용되는 주파수대역은 복수의 주파수 블록으로 나누어져 있다.
적절한 변조방식은 예를 들면, 미리 정해져 있는 대응관계를 참조함으로써 수행된다. 그 대응관계는 예를 들면 다음과 같이 구성되어도 좋다.
SIR<S1 이면 Mod(1)이 채용된다.
S1≤SIR<S2 이면 Mod(2)가 채용된다.
S2≤SIR<S3 이면 Mod(3)이 채용된다.
...
SS -1≤SIR 이면 Mod(S)가 채용된다.
단, SIR은 통신상대측에서 측정된 수신신호 품질(수신 SIR)을 나타내고, S1, ..., SS는 소정의 신호품질을 나타내며(S1<…<SS -1), Mod(1), ..., Mod(S) 각각은 BPSK(Binary Phase Shift Key), QPSK, 16QAM, 64QAM과 같은 변조방식을 나타낸다. 도 4는 이렇게 하여 정해진 변조방식의 일 예를 나타낸다.
도 3의 송신기는 통신상대로부터 피드백 정보를 수신하고, 재송 필요 여부 및 변조방식 등을 결정한다. 송신기는 패킷마다 ACK 또는 NACK를 나타내는 신호에 기초하여, 재송 필요 여부를 판단한다. 재송은 통신상대로부터 NACK가 통지되었을 경우에 수행되며, ACK가 통지된 경우 제어부는 신규 패킷을 송신하도록 동작한다. 이 판단은 프레임 전체를 재송할지 여부의 판단이다(즉, 재송 단위는 주파수 블록마다가 아님). 송신기는 수신 SIR에 기초하여, 적절한 변조방식을 주파수 블록마다 결정하고, 부호화율을 주파수대역 전체에 대해 1개 결정한다. 결정 및 판별된 내용에 기초하여, 송신할 패킷이 마련되고, 그 패킷은 부호화되며, 복수의 주파수 블록 각각에 맞추어 병렬화되고, 각 주파수 블록마다 독립적으로 변조되어, 도시하지 않은 요소를 통해 무선송신된다. 무선송신은 예를 들면, 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식과 같은 멀티캐리어(multi-carrier) 방식으로 수행된다. 또한, 패킷을 재송할 때의 무선 파라미터(변조방식, 부호화율 등)는 이전에 송신되었을 때의 무선 파라미터와 동일해도 좋으며, 새로이 제어부(310)에서 다시 설정해도 좋다. 또, 부호화율도 주파수 블록마다 변경하는 것도 가능하다.
본 실시예에 따르면, 적응 변조 부호화(AMC)에 관한 처리가 주파수 블록마다 수행된다. 주파수대역을 복수의 블록으로 나눔으로써, 수신 SIR의 변동을 작게 할 수 있고, 적절한 무선 파라미터(radio parameter)를 설정할 수 있다. AMC를 주파수 블록마다 수행함으로 인해 변조방식을 지정하는 제어신호도 주파수 블록마다 필요해지므로, 제어신호의 증가가 예상된다. 그러나, 변조방식의 종류는 기껏해야 수십 개 정도에 지나지 않으므로(2~3 비트로 구별가능하므로), 제어 정보량의 증가는 그렇게 많지 않다. 또, 오류 정정 부호화(FEC)는 프레임의 주파수대역 전체에 걸쳐 수행하고 있으므로 주파수 다이버시티 효과가 크고 오류 정정 능력을 높게 유지할 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치의 부분 블록도를 나타낸다. 도 5에는 패킷 생성부(502), 채널 부호화부(504), 직병렬 변환부(506), 주파수 블록 수개(N개)의 스위치(507-1~N), N개의 데이터 변조부(508-1~N), 및 제어부(510)가 도시되어 있다. 제어부(510)는 재송 제어부(512)와 MCS 결정부(514)를 갖는다. 이미 설명된 요소에 관한 중복 설명은 생략한다.
패킷 생성부(502)는 제어부(510)로부터의 제어신호에 따라, 재송 패킷 또는 신규 패킷을, 패킷 생성부(502)에 입력된 데이터 계열로부터 작성한다.
채널 부호화부(504)는 제어부(510)로부터의 제어신호에 포함되는 부호화율에 따라, 송신할 패킷을 부호화한다. 채널 부호화부(504)는 오류 정정 부호화(FEC)를 주파수대역 전체에 걸쳐 수행한다.
직병렬 변환부(506)는 그곳에 입력된 직렬적인 신호계열을 주파수 블록 수개(N개)의 병렬적인 신호계열로 변환하고 그것들을 출력한다.
스위치(507-1~N)는 그곳에 입력된 신호를 후단의 데이터 변조부에, 제어부(501)로부터의 제어신호에 따라 접속한다.
N개의 데이터 변조부(508-1~N)는 제어부(510)로부터의 제어신호에 따라, 송신할 신호를 변조한다. QPSK, 16QAM, 64QAM과 같은 적절한 어떠한 변조방식이 이루어져도 좋다. 단, 본 실시예에서는 N개의 데이터 변조부(508-1~N)는 모두 동일한 변조방식으로 신호를 변조한다(AMC는 프레임마다 수행된다).
제어부(510)는 송신기 내의 각 요소의 동작을 제어하는 제어신호를 출력한다. 재송 제어부(512)는 통신상대측에 대한 재송 필요 여부를 피드백 정보에 기초하여 판단한다. 피드백 정보에는, 통신상대측의 수신신호 품질(예를 들면, 수신 SIR), 주파수 블록마다 재송 필요 여부, 주파수 블록마다 재송을 필요로 하는 패킷의 식별 정보(예를 들면, 패킷 번호) 등의 정보가 포함된다. 재송 필요 여부는 예를 들면, 긍정응답(ACK) 또는 부정응답(NACK)을 나타내는 신호로 판별할 수 있다. 재송 제어부(512)는 어느 주파수 블록으로 재송 패킷을 송신할지도 결정한다. MCS 결정부(514)는 수신 SIR에 기초하여 재송 또는 신규 패킷을 송신할 때의 변조방식을 주파수 블록마다 결정한다. 적절한 변조방식 및 부호화율은 예를 들면, 미리 정해져 있는 대응관계를 참조함으로써 수행된다. 본 실시예에서는 프레임마다(주파수 전역에 걸쳐) 1개의 변조방식 및 1개의 부호화율이 적응적으로 결정되고, 재송할 패킷이 주파수 블록마다 결정된다.
송신기는 통신상대로부터 피드백 정보를 수신하고, 재송 필요 여부 및 변조방식 등을 결정한다. 송신기는 패킷마다의 ACK 또는 NACK를 나타내는 신호에 기초하여, 재송 필요 여부를 주파수 블록마다 판단한다. 재송은 통신상대로부터 NACK가 통지되었을 경우에 수행되며, ACK가 통지된 경우 제어부는 신규 패킷을 송신하도록 동작한다. 송신기는 수신 SIR에 기초하여, 적절한 변조방식 및 부호화율을 주파수 대역 전체에 대해 1개 결정한다. 결정 및 판별된 내용에 기초하여, 송신할 패킷이 마련되고, 그 패킷은 부호화되며, 복수의 주파수 블록 각각에 맞추어 병렬화되고, 패킷의 재송에 사용되는 주파수 블록에 관한 데이터 변조부에서 변조되어, 도시하지 않은 요소를 통해 무선송신된다. 재송 패킷에 사용되는 주파수 블록에 관한 스위치는 닫히고 그 이외의 스위치는 개방된다. 무선송신은 예를 들면, OFDM 방식과 같은 멀티캐리어(multicarriar) 방식으로 수행된다. 또한, 패킷을 재송할 때의 무선 파라미터(변조방식, 부호화율 등)는 이전에 송신되었을 때의 무선 파라미터와 동일해도 좋으며, 새로이 제어부(510)에서 다시 설정해도 좋다. 또한, 패킷을 재송 할 때의 주파수 블록도 이전에 송신되었을 때의 주파수 블록과 동일해도 좋으며 상이해도 좋다.
도 6은 재송 제어부(512)에서 수행되는 처리 중, 송신할 패킷과 주파수 블록과의 대응관계를 정하는 제어신호를 작성하는 부분을 나타낸다. 흐름은 단계 602부터 시작한다. 단계 602에서는 피드백 정보에 기초하여, 복수의 주파수 블록 중 재송을 필요로 하는 주파수 블록이 이미 판별 완료된 것으로 한다. 예를 들면, 5개의 주파수 블록 B1, B2, B3, B4, B5로 송신한 패킷 중, 주파수 블록 B3, B4, B5으로 송신된 패킷에 대해 NACK 신호가 보고되고, 이들 3개의 패킷이 재송되는 것으로 한다. 재송하는 패킷의 총 수는 K로 나타내며(1≤K≤주파수 블록 수 N), 이 예에서는 K=3, N=5이다. 본 실시 예에서는 K≥1의 경우에 재송이 수행되고, 신규 패킷 송신의 경우에는 K=0이다.
단계 604에서는 재송을 필요로 하는 패킷을 각각 구별하는 파라미터 k가 초기값으로 설정된다(k=1). 파라미터 k는 1 이상 K 이하의 정수값이다. 현재 예에서, k=1의 패킷은 주파수 블록 B3로 송신된 것이며, k=2, 3의 패킷은 주파수 블록 B4,5로 송신된 것이다.
단계 606에서는 패킷을 재송할 때 사용할 주파수 블록이 결정된다. 가장 간편한 결정법은 이전에 사용한 주파수 블록과 동일한 주파수 블록으로 패킷을 재송하는 것이다. 즉, k=1의 패킷을 주파수 블록 B3로 재송하는 것이다. 다른 결정법은 5개의 주파수 블록 중, 최량의 수신신호 품질을 나타내는 주파수 블록으로 패킷을 재송하는 것이다. 예를 들면, 5개의 주파수 블록 중, 2번째 주파수 블록 B2의 수신신호 품질이 최량이라고 하면, 이전에 주파수 블록 B3로 송신된 패킷(k=1)이 주파수 블록 B2로 재송된다. 이렇게 함으로써 재송 패킷이 확실하게 통신 상대에게 도착하는 것을 기대할 수 있다.
단계 608에서는 패킷을 구별하는 파라미터 k가 증가되고 갱신된다.
단계 610에서는 파라미터 k가 상한값 K에 달했는지 여부가 판별된다. 파라미터 k가 상한값에 달하지 않았다면, 흐름은 단계 606으로 돌아가고, 다른 주파수 블록으로 송신된 패킷에 대해 동일한 처리가 반복된다. 파라미터 k가 상한값 K를 웃돌 경우는, 흐름은 단계 612로 진행한다.
단계 612에서는 결정된 주파수 블록으로 각 패킷이 재송되도록 제어신호가 작성된다. 이 제어신호는 재송 패킷과 주파수 블록과의 대응관계를 정하고, 스위치(507-1~N)의 개폐상태 등을 제어한다. 본 실시 예에서는 재송 패킷에 사용되는 주파수 블록에 관한 스위치는 닫히고, 그 이외는 개방된다. 이후, 흐름은 단계 614로 진행하여 종료된다.
도 7은 MCS 결정부(514)에서 수행되는 처리의 일부를 나타내는 흐름도이다. 흐름은 단계 702부터 시작한다. 도 6의 경우와 마찬가지로, 단계 702에서는 피드백 정보에 기초하여, 복수의 주파수 블록 중 재송을 필요로 하는 주파수 블록이 이미 판별 완료된 것으로 한다. 예를 들면, 5개의 주파수 블록 B1, B2, B3, B4, B5로 송신한 패킷 중, 주파수 블록 B3, B4, B5로 송신된 패킷에 대해 NACK 신호가 얻어지고, 이들 3개의 주파수 블록으로 송신된 패킷이 재송되는 것으로 한다.
단계 704에서는 복수의 주파수 블록을 구별하는 파라미터 n이 초기값으로 설정된다(n=1). 파라미터 n은 1 이상 N 이하의 정수값이다. N은 주파수 블록의 총 수이다(현재 예에서, N=5이다).
단계 706에서는 파라미터 n으로 지정되는 주파수 블록으로 전송될 패킷이, 재송 패킷인지 여부가 판별된다. 재송 패킷이 아닌 경우 흐름은 단계 708로 진행하고, 재송 패킷인 경우 흐름은 단계 710으로 진행한다.
단계 708에서는 신규 패킷을 송신할 때의 변조방식 및 부호화율이 결정된다. 이 결정은 과거의 수신신호 품질 등에 기초하여 수행된다.
단계 710에서는 재송 패킷을 송신할 때의 변조방식 및 부호화율이 결정된다. 재송 패킷에 대해서도 신규 패킷과 마찬가지로 변조방식 등의 무선 파라미터를 다시 결정해도 좋다. 또는 무선 파라미터를 간편하게 결정하는 관점에서, 재송 패킷의 무선 파라미터는 이전에 사용된 무선 파라미터를 이용해도 좋다. 또한, 다른 관점으로 무선 파라미터를 결정해도 좋다. 예를 들면, 50비트로 표현되는 정보 A와 50비트로 표현되는 리던던시(redundancy) 정보 B를 포함하는 총 100비트가 송신되고, 재송시에 50비트의 리던던시 정보(B와 동일해도 좋으며 상이해도 좋음)만이 송신되어도 좋다. 이 경우, 수신측에서는 당초 부호화율은 1/2이지만, 재송된 정보를 가미하면 부호화율은 1/3이 되어 수신정보의 정정 능력을 향상시킬 수 있다.
단계 712에서는 패킷을 구별하는 파라미터 n이 증가되고 갱신된다.
단계 714에서는 파라미터 n이 상한값 N에 달했는지 여부가 판별된다. 파라미터 n이 상한값에 달하지 않았다면, 흐름은 단계 706으로 돌아가고, 다른 주파수 블록에 대해 동일한 처리가 반복된다. 파라미터 n이 상한값 N을 웃도는 경우는, 흐름은 단계 716으로 진행하여 종료된다.
본 실시예에 따르면 자동 재송 요구(ARQ) 처리가 주파수 블록마다 수행되고 주파수 블록마다 패킷이 재송된다. 이에 따라, 특성이 열화한 주파수 영역에 관한 패킷만을 재송 대상으로 할 수 있어 재송 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 부분 블록도이다. 도 8에는 도 5에 도시된 바와 동일한 채널 부호화부, 직병렬 변환부, 및 N개의 데이터 변조부를 포함하는 1군의 처리요소가, N세트 존재하도록 도시되어 있다. 또, 도 8에는 제어부(510)에 의해 제어되는 N개의 스위치(802-1~N)도 도시되어 있다. 개개의 요소에 대해서는 도 5에 이미 설명된 바와 동일하므로 중복적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 실시예 2의 도 5의 스위치(507-1~N)에 주어지는 제어신호는, 재송 패킷과 주파수 블록과의 대응관계에 따라, 스위치(507-1~N)의 개폐상태를 제어한다. 실시예 2에서는 재송 패킷에 사용되는 주파수 블록에 관한 스위치는 닫히고, 그 이외는 개방되어있다. 이하에 설명되는 실시예 3에서는 재송 패킷에 사용되지 않는 주파수 블록이 신규 패킷 송신에 사용된다.
도 9는 본 실시예에 관한 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 간단히, 5개의 주파수 블록 B1, B2, B3, B4, B5로 패킷이 송신되는 것으로 한다. 채널 부호화는 전 주파수 대역에 걸쳐 프레임마다 수행된다. 제1 프레임에서 주파수 블록마다 송신된 5개의 패킷에 관해, 주파수 블록 B2, B3로 송신된 패킷에 대해 NACK 신호가 보고되고, 이들 2개의 주파수 블록으로 전송된 패킷이 재송되는 것으로 한다. 재송은 N번째 프레임에서 수행되는 것으로 한다. 이 경우에, 실시예 2의 수법에서는 N번째 프레임 중 5개의 주파수 블록 내의 2개가 재송에 사용되고, 3개가 사용되지 않았다. 본 실시예에서는 이 3개의 주파수 블록을 사용하여 신규 패킷이 송신된다. 간단히, 도시된 예에서는 재송 패킷은 이전과 동일한 주파수 블록으로 송신되는 것으로 하고 있다. 따라서, 주파수 블록 B2, B3로 재송 패킷이 송신되고, 다른 주파수 블록 B1, B4, B5으로 신규 패킷이 송신된다. 채널 부호화는 신규 패킷 전체에 대해 수행되며, 도시된 예에서는 3개의 주파수 블록에 대해 수행된다. N번째 프레임에 관하여, 주파수 블록 B5로 송신된 패킷에 대해서 NACK 신호가 보고되었다고 하면, 2N번째 프레임 #2N 중의 주파수 블록 B5로 재송 패킷이 송신되고, 다른 주파수 블록으로는 4개의 신규 패킷이 송신된다. 채널 부호화는 신규 패킷 전체에 대해 수행되며, 도시된 예에서는 4개의 주파수 블록 전역에서 수행된다. 프레임 #N 및 프레임 #2N에 나타난 바와 같은 프레임 구성으로 패킷을 전송하는 것은 스위치(802-1~N)를 적절히 절환함으로써 수행될 수 있다.
본 실시예에서도 제어부(510) 중의 재송 제어부(512)는, 재송 패킷과 주파수 블록과의 대응관계를, 도 6에서 설명한 흐름에 따라 결정할 수 있다. 또한 본 실시예에서는 도 6의 단계 606에서, 수신신호 품질이 최악인 주파수 블록으로 패킷이 재송되도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 재송 패킷보다도 신규 패킷에 우수한 리소스를 우선적으로 할당할 수 있다. 혹은, 오류 없이 수신하는데 필요한 수신 품질 값과, 통신상대로부터 보고된 수신 품질 값(수신 SIR)과의 차이 이상의 품질을 갖는 주파수 블록으로 재송 패킷을 송신해도 좋다. 예를 들면, 오류 없이 수신하는데 필요한 수신 레벨이 10dB이고, NACK가 보고된 패킷의 수신 SIR이 6dB이라고 하면, 4dB 이상의 품질 값과 함께 보고된 주파수 대역이 재송에 사용된다. 이렇게 하면, 최소한으로 필요한 수신 레벨에 기초하여, 주파수 블록의 할당을 결정할 수 있어, 재송 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예 4
실시예 2에서는 ARQ에 관한 처리가 주파수 블록마다 수행되었으나, 본 실시예에서는 AMC 및 ARQ 쌍방에 관한 처리가 주파수 블록마다 수행된다. 송신기의 장치구성은, 도 5에 도시된 것과 대체적으로 동일하다. 본 실시예에서 제어부(510)에 입력되는 피드백 정보는, 주파수 블록마다의 수신 SIR(통신상대측에서의 수신신호 품질), 주파수 블록마다의 재송 패킷 필요 여부, 재송을 필요로 할 경우의 주파수 블록마다의 패킷 번호 등을 포함한다. 채널 부호화는 프레임 전체(전 주파수 블록)에 걸쳐 수행된다. 본 실시예에서는 변조방식이 주파수 블록마다 결정되므로 데이터 변조부(508-1~N)에서 수행되는 변조방식은 반드시 동일하지 않으며, 그것들은 서로 따로 결정된다. 본 실시예에 따르면 변조방식도 재송 단위도 주파수 블록마다 결정되므로 재송 패킷을 더욱더 적절한 무선파라미터로 전송할 수 있다.
실시예 5
실시예 3에서는 ARQ에 관한 처리가 주파수 블록마다 수행되었으나, 본 실시예에서는 AMC 및 ARQ 쌍방에 관한 처리가 주파수 블록마다 수행된다. 송신기의 장치구성은, 도 8에 도시된 것과 대체적으로 동일하다. 단, 실시예 4의 경우와 마찬가지로, 데이터 변조부(508-11~NN)에서 수행되는 변조방식은 반드시 동일하지 않으며, 그것들은 서로 따로 결정된다. 본 실시예에 따르면 변조방식도 재송 단위도 주파수 블록마다 결정되는 것에 더해, 재송 패킷과 신규 패킷이 혼재한 프레임을 작성하고, 부호화 단위를 동적으로 변경함으로써, 패킷 전송의 효율화를 더욱더 도모할 수 있다.
실시예 6
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 부분 블록도이다. 도 10에는 주파수 블록 수개(N개)의 패킷 생성부(1002-1~N), 채널 부호화부(1004-1~N), 데이터 변조부(1008-1~N), 블록 할당부(1010), 및 제어부(1012)가 도시되어 있다. 이미 설명된 요소와 동일한 요소에 대해서는 중복적인 설명은 생략된다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 AMC, FEC, 및 ARQ 모두에 대해 주파수 블록마다의 처리가 이루어진다. 따라서, 피드백 정보에 포함되는 수신 SIR 및 재송 요구 신호도 주파수 블록마다 얻어진다. 송신하는 패킷은 주파수 블록마다, 작성되고 부호화되며 변조된다. 변조된 패킷의 각각은 복수의 주파수대역 어느 하나에서 송신된다. 변조 후의 패킷과 주파수대역과의 대응관계는 제어부(1012)에 의한 제어하에, 블록 할당부(1010)에서 조정된다. 본 실시예에 따르면 AMC, FEC, 및 ARQ 모두에 대해 주파수 블록마다의 처리가 이루어지므로 전송 효율을 최대한 향상시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
도 11은 실시예 1 내지 실시예 6의 각 수법을 대비하는 도표를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 실시예 1에서는 AMC가 주파수 블록마다 수행되고, FEC 및 ARQ가 프레임마다 수행된다. 1개의 프레임에서 사용되는 전 주파수 대역은 복수의 주파수 블록으로 나누어진다. 실시예 2에서는 AMC 및 FEC가 프레임마다 수행되고 ARQ가 주파수 블록마다 수행된다. 실시예 3에서는 AMC가 프레임마다 수행되고, FEC는 프레임 중의 신규 패킷 전체에 대해 수행되며, ARQ는 주파수 블록마다 수행된다. 실시예 4에서는 AMC 및 ARQ가 주파수 블록마다 수행되고, FEC는 프레임마다 수행된다. 실시예 5에서는 AMC가 주파수 블록마다 수행되고, FEC가 프레임 중의 신규 패킷 전체에 대해 수행되며, ARQ는 주파수 블록마다 수행된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 설명의 편의상, 본 발명을 몇 개의 실시예로 나누어 설명하였는데 각 실시예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 1개 이상의 실시예가 필요에 따라 사용되어도 좋다.
본 국제출원은 2005년 4월 1일 출원된 일본국제 특허출원 제2005-106912호를 기초로 한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체내용을 본 국제출원에 원용한다.
302 : 패킷 생성부(packet generation portion)
304 : 채널 부호화부(channel coding portion)
306 : 직병렬 변환부(serial to parallel conversion portion)
308-1~N : 데이터 변조부(data modulation portion)
310 : 제어부(control portion)
312 : 재송 제어부(retransmission control portion)
314 : MCS 결정부(MCS determination portion)
502 : 패킷 생성부(packet generation portion)
504 : 채널 부호화부
506 : 직병렬 변환부
507-1~N : 스위치(switch)
508-1~N : 데이터 변조부
510 : 제어부
512 : 재송 제어부
514 : MCS 결정부
802-1~N : 스위치
1002-1~N : 패킷 생성부
1004-1~N : 채널 부호화부
108-1~N : 데이터 변조부
1010 : 블록 할당부(block allocation portion)
1012 : 제어부

Claims (5)

  1. 적어도 자동 재송 요구(automatic repeat request)의 제어를 수행하고, 소정의 복수의 주파수대역을 차지하는 프레임에서 무선통신을 수행하는 무선통신장치로서,
    복수의 주파수대역 각각에 대한 피드백 정보를 통신상대측으로부터 수신하는 수단;
    피드백 정보를 나타내는 재송 패킷을, 복수의 주파수대역 중 어느 주파수대역으로 재송할지를 결정하는 수단;
    결정된 1 이상의 주파수대역에 의한 재송 패킷(retransmission packet)의 송신, 및 다른 하나 이상의 주파수대역에 의한 신규 패킷의 송신을 프레임마다 수행하는 수단;을 구비하고,
    상기 다른 하나 이상의 주파수대역에 있어서의 상기 신규 패킷 전체에 관해 오류 정정 부호화가 수행되고 있는 무선통신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 피드백 정보에,
    통신상대측의 수신신호 품질을 나타내는 품질정보(quality information)와, 재송 패킷을 특정하는 패킷 식별 정보(packet identification information)가 포함되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    통신상대측의 수신신호 품질을 나타내는 품질정보에 기초하여, 재송 패킷을 송신할 주파수대역이 결정되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    복수의 주파수대역 중 1 이상에서 재송 패킷이 송신되고, 복수의 주파수대역 중 1 이상에서 신규 패킷이 송신되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  5. 적응 변조 부호화 및 자동 재송 요구의 제어를 수행하고, 소정의 복수의 주파수대역을 차지하는 프레임에서 무선통신을 수행하는 무선통신방법으로서,
    복수의 주파수대역 각각에 대한 피드백 정보를 통신상대측으로부터 수신하고,
    피드백 정보를 나타내는 재송 패킷을, 복수의 주파수대역 중 어느 주파수대역으로 재송할지를 결정하고,
    상기 피드백 정보에 기초하여 결정된 변조방식 및 부호화율에 의해 변조 및 부호화된 재송 패킷을 생성하고,
    결정된 1 이상의 주파수대역에 의한 재송 패킷의 송신, 및 다른 하나 이상의 주파수대역에 의한 신규 패킷의 송신을 프레임마다 수행하는 단계를 가지며,
    상기 다른 하나 이상의 주파수대역에 있어서의 상기 신규 패킷 전체에 관해 오류 정정 부호화가 수행되고 있는 무선통신방법.
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