KR20120016589A

KR20120016589A - 이동 통신 시스템의 ｈａｒｑ 및 ａｒｑ 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120016589A
Application number: KR1020110079978A
Authority: KR
Inventors: 김경진; 김성관; 하윤정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2012-02-24
Also published as: US20120039301A1; WO2012023769A2; EP2606598A4; EP2606598A2; WO2012023769A3

Abstract

이동통신 시스템의 HARQ 제어 방법이, 디폴트 BE 커넥션을 수행하는 과정과, 신규 서비스를 위한 DSA 요청시, 기지국(또는 단말)이 추가할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSA-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 과정과, 상기 AAI_DSA-REQ 메시지를 수신하는 단말(또는 기지국)이 상기 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널 매핑을 수행하고 상기 기지국(또는 단말)에 AAI_DSA-RSP 메시지를 전송하는 과정으로 이루짐을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템의 ＨＡＲＱ 및 ＡＲＱ 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING HARQ AND ARQ IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템의 HARQ 및 ARQ 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 HARQ 및 ARQ 파라미터를 추가 및 변경하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

IEEE 802.16m 규격에 기반한 망 내에서 기지국은 단말들의 QoS 지원을 위해 등록(Registration: REG) 과정을 통한 초기 접속(Default BE(best effort) connection) 설정 혹은 DSA(Dynamic Service Addition) 절차를 통해 유니캐스트 커넥션(unicast connection)을 설정하며, 이 때 QoS 파라미터(Quality of Service(QoS) Parameter)를 기지국과 단말이 서로 주고받게 된다. 이후 단말 혹은 기지국에서 필요에 의해 DSC(Dynamic Service Change) 절차를 이용하여 필요한 QoS parameter를 변경할 수 있는 있으며, DSC 절차가 종료된 이후 변경된 parameter를 이용하여 service를 지속적으로 제공한다.

이때 상기 802.16m 규격에서는 AAI_REG-REQ/RSP 메시지를 통한 등록(Registration) 절차 내에서 미리 설정된 QoS 파라미터(predefined QoS Parameter)를 가지고 단말과 기지국이 각각 업링크/다운링크 BE 커넥션(Uplink/Downlink BE connection)을 생성한다. 이때 상기 default BE connection 수행시, IP를 할당하기 위한 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 메시지를 in-band 시그널링으로 주고 받아야 한다. 그러나 상기 802.16m 규격에서는 default BE connection에 대하여 HARQ는 적용하고, ARQ는 적용하지 않는 것으로 정의되어 있다. HARQ의 경우, 재전송을 통하여 time diversity gain을 얻음은 물론, 다수의 수신된 packet을 중첩하여 coding gain을 얻음으로써 수신율을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만, 무선 채널환경은 순간적으로 deep fading에 빠질 수 있으며, 이 경우 짧은 기간 동안의 재전송 시도가 모두 실패하여 time diversity gain을 획득할 수 없게 된다. 802.16m의 경우, 기존 802.16e 기술에 비해 TTI (Transmission Time Interval)가 매우 짧아졌기 때문에 확률적으로 time diversity gain을 획득하지 못할 가능성이 높다. 결국 DHCP와 같은 signaling traffic에 대한 reliable 전송을 위해 HARQ 재전송에만 의존하는 방식에는 무리가 있으며, 상위계층(즉 MAC layer)에서의 재전송인 ARQ의 지원이 필요하다.

또한 HARQ paramter의 경우 최신 규격 버전인 IEEE 802.16m/D7 규격을 살펴보면, DSA 및 DSC에 정의되어 있지 않으며, 그 정의 또한 명확하지 않다. HARQ는 기지국의 capability이므로, 제조사별로 혹은 기지국 별로 그 parameter 정의가 다를 수 있다. 특히, 관련 parameter 중 HARQ Channel(ACID) 개수의 경우, 서비스 유형별, 기지국 성능별, 사업자의 정책 등에 따라 다른 parameter 값으로 운용할 수 있다. 따라서 DSA/DSC로 해당 값을 설정/변경할 수 없다면, multi-vendor 형태로 운용되는 망의 경우에는 타 vendor 장비와 연동에 심각한 문제를 야기할 수 있게 된다. 그러므로 DSA시 어떤 HARQ parameter를 이용할 지 협상할 수 있어야 하며, 또한 타 기지국으로 Handover하여 넘어간 경우 Serving BS의 HARQ parameter를 Target BS가 100% 지원할 수 있는 보장이 없다. 따라서 현재 정의된 16m 규격과 같이 DSC를 통해 Target BS에서 HARQ parameter를 재조정할 수 없는 경우, 단말은 서비스의 quality 및 continuity를 보장받을 수 없게 된다.

마찬가지로 ARQ parameter에 대해서도 살펴보면, 상기 IEEE 802.16m/D7 규격은 DSA에만 정의되어 있고, DSC에는 정의되어 있지 않다. 이와 같은 제약에 따라 Network Entry시 결정된 ARQ parameter에 따라 air 상황이 바뀌어도 이를 반영하지 못하고, 고정된 방식으로 ARQ를 운용해야 하며, 이로 인한 Traffic 손실이 야기될 수 있다.

따라서 본 발명은 802.16m 규격의 DSA 및 DSC 정의를 수정하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 및 ARQ parameter 변경에 대한 권한을 추가하고, 이로인해 망 상황에 따라 dynamic한 운용을 가능하게 하도록 하여 QoS 품질을 향상할 수 시킬 수 있다.

첫 번째로 본 발명의 실시예는 DSA 및 DSC 절차를 통해 HARQ channel mapping 협의 기능을 지원한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 AAI(Advanced Air Interface)_DSA-REQ 및 AAI_DSA-RSP에 HARQ channel mapping 등 HARQ parameter를 추가하며, DSA 절차를 통해 HARQ channel mapping을 결정하고, AAI_DSC-REQ 및 AAI_DSC-RSP에 HARQ channel mapping 등 HARQ parameter를 변경하며, DSC 절차를 통해 HARQ channel mapping을 변경할 수 있는 방법을 제안한다.

두 번째로 본 발명의 실시예는 DSC에서 ARQ enable 및 ARQ parameter 협의 기능을 지원한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 AAI_DSC-REQ 및 AAI_DSC-RSP에 ARQ parameter를 변경하고, DSC 절차를 통해 ARQ on/off를 변경하며, DSC 절차를 통해 ARQ parameter를 변경할 수 있는 방법을 제안한다.

본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 HARQ 제어 방법은, 디폴트 BE 커넥션을 수행하는 과정과, 신규 서비스를 위한 DSA 요청시, 기지국이 상기 요청된 서비스에 사용할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSA-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 과정과, 상기 AAI_DSA-REQ 메시지를 수신하는 단말이 상기 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 매핑을 수행하고 상기 기지국에 AAI_DSA-RSP 메시지를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 ARQ 제어 방법은, 단말과 기지국이 커넥션 상태를 유지하는 과정과, 상기 커넥션 상태에서 ARQ 변경이 필요한 서비스 요구시 기지국이 변경된 서비스의 ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 과정과, 상기 AAI_DSC-REQ 메시지를 수신하는 단말이 상기 ARQ 파라미터를 변경하고 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 HARQ 제어 장치는, 디폴트 BE 커넥션을 수행하며, 신규 서비스를 위한 DSA 요청시, 상기 요청된 서비스에 사용할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSA-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 기지국과, 상기 디폴트 BE 커넥션을 수행한 후 상기 기지국에 신규 서비스를 요청하며, 상기 기지국에서 전송되는 AAI_DSA-REQ 메시지에 포함된 상기 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 매핑을 수행하며, 상기 기지국에 AAI_DSA-RSP 메시지를 전송하는 단말로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 ARQ 제어 장치는, 단말과 커넥션 상태에서 ARQ 변경이 필요한 서비스 요구시,변경된 서비스의 ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 기지국과, 상기 AAI_DSC-REQ 메시지를 수신하여 상기 ARQ 파라미터를 변경하고 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 단말로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 HARQ 및 ARQ 제어방법을 사용하면, 망 air condition 상황에 맞는 ARQ 및 HARQ paramter를 dynamic하게 운용할 수 있다. 이에 따라 단말에 대한 QoS가 좋아질 수 있으며, 타 사 기지국간에도 서비스의 중단없이 각 기지국의 capability에 맞는 운용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 VoIP 용 HARQ 채널 매핑의 사용 예를 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 VoIP를 위해 DSA를 통한 HARQ 채널 매핑 설정 절차를 도시하는 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 핸드오버를 수행한 후 DSC를 이용하여 HARQ 채널 매핑을 변경하는 예를 도시하는 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 핸드오버를 수행한 후 DSC를 이용하여 HARQ 채널 매핑을 변경하는 절차를 도시하는 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 디폴트 BE에 대해 DSC를 통해 ARQ on으로 변경하는 예를 도시하는 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 ARQ 파라미터를 변경하는 예를 도시하는 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 셀 내 ARQ 설정을 갱신하기 위한 절차를 도시하는 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 서로 다른 ARQ 파라미터로 운용되는 기지국간에 핸드오버를 수행하는 예를 도시하는 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 핸드오버를 수행한 후 ARQ 파라미터를 갱신하는 절차를 도시하는 흐름도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

또한, 하기 설명에서는 각 어트리뷰트의 사이즈(bits), 어트리뷰트 설정 값 등과 같은 구체적인 특정 사항들이 나타내고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에서는 802.16m 규격에 정의된 AAI_DSA-REQ/RSP 및 AAI_DSC-REQ/RSP 메시지에 HARQ 파라미터 및 ARQ 활성 및 비활성(enable/disable)을 협의(negotiation)할 수 있는 권한을 부여하고, 또한 ARQ 활성화(enable)시 ARQ 관련 QoS 파라미터를 협의할 수 있는 권한을 부여하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 DSA에서 HARQ channel mapping 협의 기능을 지원하고, DSC에서 ARQ enable 및 ARQ parameter 협의 기능을 지원하는 방법을 제안한다.

먼저 상기 DSA에서 HARQ channel mapping 협의 기능을 지원하는 경우, AAI_DSA-REQ 및 AAI_DSA-RSP에 HARQ channel mapping 등 HARQ parameter를 추가하며, DSA 절차를 통해 HARQ channel mapping을 결정하고, AAI_DSC-REQ 및 AAI_DSC-RSP에 HARQ channel mapping 등 HARQ parameter를 변경하며, DSC 절차를 통해 HARQ channel mapping을 변경할 수 있도록 한다. 그리고 상기 DSC에서 ARQ enable 및 ARQ parameter 협의 기능을 지원하는 경우, AAI_DSC-REQ 및 AAI_DSC-RSP에 ARQ paramter를 변경하고, DSC 절차를 통해 ARQ on/off를 변경한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에서는 하기 <표 1> 및 <표 2>에 나타낸 바와 같이 AAI_DSA-REQ/RSP 및 AAI_DSC-REQ/RSP 메시지의 어트리뷰트(attribute)들을 신규 추가하여 보완한다. 하기 <표 1> 및 <표 2>는 본 발명의 실시예에서 추가하고자 하는 파라미터들이 된다. 802.16e 규격 기준으로 보면 HARQ context는 HARQ enable 여부, HARQ channel mapping 정의 및 PDU SN Reordering Type for HARQ으로 정의된다. 802.16m에서는 HARQ가 mandatory 이므로 HARQ enable은 16m HARQ parameter에서 제외되며, PDU SN 역시 802.16m에서는 SN으로 통폐합 되었으므로 제외한다. 하기 <표 1> 및 <표 2>에서 HARQ channel mapping attribute는 크기(volume)가 16비트인 경우로 나타내고 있다. 이는 16개의 ACID에 대응되는 HARQ channel index를 표현할 수 있으며, 해당 비트가 1로 설정되어 있으면 해당 ACID가 사용되는 것을 의미한다. 여기서 비트0-비트15는 각각 ACID 0 ACID 15가 될 수 있으며, 따라서 HARQ channel mapping은 16개 이하의 ACID들과 매핑시킬 수 있다. 이때 본 발명의 실시예에서는 상기 에서 HARQ channel mapping attribute를 16비트로 표현하고 있지만, 필요에 따라 4*16 또는 8*16 비트로 표현할 수도 있다.

이하의 설명에서는 먼저 HARQ 채널 매핑(channel mapping)의 설정 및 변경 방법을 살펴보고, 다음으로 ARQ 지원 여부 및 파라미터 변경 방법을 살펴본다.

먼저 새로운 서비스를 추가 및 변경을 위한 HARQ 채널 매핑에 대하여 살펴본다.

이하의 설명에서는 DSA를 통해 VoIP(Voice Over Internet Protocol)를 위한 HARQ 채널 매핑 추가 및 서비스 변경시 DSC를 통해 HARQ 채널 매핑을 변경하는 경우를 예로들어 살펴보기로 한다. 여기서 상기 서비스 변경은 서비스 기지국이 변경되는 경우 및 VoIP connection이 변경되는 경우(VoIP connection ON 상태에서 off 상태로 천이되거나 또는 VoIP connection OFF 상태에서 ON 상태로 천이되는 경우)가 될 수 있다. 또한 상기 서비스 기지국이 변경되는 경우는 핸드오버 및 단말이 idle mode에서 active mode로 천이되는 idle mode exit(QCS: Quick Connection Setup)가 될 수 있다. 이하의 설명에서는 서비스 변경이 핸드오버에 의해 발생된 경우로 가정하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 새로운 서비스를 추가를 위한 HARQ 채널 매핑 설정 절차를 도시하는 도면이며, 도 3 및 도 4는 서비스 변경을 위한 HARQ 채널 매핑 설정 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 1은 본 발명의 실시예에 따라 DSA 절차를 수행하여 새로운 서비스의 추가를 위한 HARQ 채널 매핑의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 상기 도 2는 상기 도 1과 같은 경우, DSA를 통해 VoIP를 위한 HARQ 채널 매핑의 설정 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 1을 참조하면, 단말과 기지국 BS#1은 초기 NE(initial Network Entry)를 통해 호를 설정한다. 상기와 같은 상태에서 추가 서비스(예를들면 VoIP 서비스)가 요구되면, 기지국 BS#1은 상위의 요청에 의해 단말과 신규 커넥션을 설정한다.

따라서 상기 도 2를 참조하면, 단말 AMS와 서빙 기지국(SBS: serving BS)은 111단계 - 113단계를 수행하면서 네트워크 엔트리 절차(network entry procedure)를 수행한다. 상기 네트워크 엔트리 절차에서 단말AMS와 기지국 SBS는 RNG-REQ/RSP, SBC-REQ/RSP, REG-REQ/RSP 메시지를 교환한다. 상기와 같은 네트워크 엔트리 절차를 수행하면, 상기 단말AMS와 기지국 SBS는 125단계에서 네트워크 진입이 이루어지며(initial NE success), 이는 UL/DL(uplink/downlink)에 대해 default BE connection이 설정되었음을 의미한다.

상기와 같은 상태에서 상기 단말AMS와 기지국 SBS는 DSA를 통해 새로운 서비스를 추가할 수 있다. 이때 본 발명의 실시예에서는 상기 새로운 서비스의 보장을 위해 HARQ 채널 매핑을 설정한다. 새로운서비스 추가가 요청되면, 상기 기지국 SBS는 새로운 서비스 추가를 위한 HARQ 채널 매핑을 설정하기 위해 127단계에서 상기 단말 AMS에 AAA_DSA-REQ 메시지를 전송하며, 상기 단말 AMS는 HARQ 채널 매핑 설정 절차를 수행하고 129단계에서 이에 따른 응답 메시지인 AAI_DAS-RSP를 상기 기지국 SBS에 전송한다. 그러면 상기 상기 기지국 SBS는 131단계에서 AAI_DSA-ACK 메시지를 단말 AMS에 전송하고 절차를 종료한다.

여기서 상기 새로운 추가 서비스가 VoIP인 경우를 예로들어 상기 DSA를 통한 HARQ 채널 매핑 설정 차를 구체적으로 살펴본다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 802.16m 규격 및 VoIP를 지원하는 단말이 기지국과 Network Entry(NE) 절차를 수행하여 호를 설정한다고 가정한다. 이 경우 NE가 종료되면, 기본적으로 BE(Best Effort) service type의 REG 절차를 통해 predefine된 QoS Parameter 기준으로 세트업(setup)된다. 이후 VoIP를 위해 UGS (Unsolicited Grant Service) 혹은 ertPS(Extended Real-Time Polling Service) scheduling type으로 추가적인 DSA 절차를 수행하여 traffic path를 설정하게 된다. 상기 VoIP는 특성상 service에 대한 보장이 중요하다. 그러나 모든 service type에 대해 traffic이 많고 HARQ 재전송 또한 많이 발생하는 경우, 한정된 ACID(HARQ Channel Index)가 다 사용될 수 있다. 즉, 특정/불특정 service flow에 traffic 처리가 몰리다 보면, ACID가 모두 사용되어 정작 VoIP에 대한 traffic 처리를 하기 위해서는 가용한 ACID가 없을 수 있다. 이런 경우 VoIP 통신에 대한 보장이 이루어 지지 않는다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 NE 종료 후 DSA를 통해 상기 <표 1>에서 정의한 HARQ channel mapping 항목에 대한 negotiation을 수행한다. 이때 일부 ACID들은 특정 service type에 사용될 수 있도록 reservation한다. 본 발명의 실시예에서 단말과 주고 받는 HARQ channel mapping TLV는 air 자원 loss를 줄이기 위해 bit 설정으로 하며, LSB BIT #0을 ACID 0으로 하며 MSB BIT #15를 ACID 16으로 하는 것으로 가정한다. 그러나 상기한 바와 같이 ACID 설정은 4비트 또는 8비트 단위로 설정할 수도 있다. 만약 HARQ Channel mapping Attribute가 0b0000000000000111로 설정되어 있다면, 이는 ACID 0, 1, 2를 해당 service flow로 쓰겠다는 의미이다. 만약 해당 Attribute가 생략되거나 all 1로 설정된 경우 모든 ACID를 사용하는 것을 의미한다.

만약 단말에 의해 VoIP connection setup이 triggering되는 경우, AAI_DSC-REQ가 단말 AMS에서 기지국 SBS로 전송되며, 이런 경우 상기 도 2에서 DSA 메시지의 방향만 반대로 이루어지고 그 절차는 동일한 수순으로 진행된다.

상기 도 3은 DSC를 이용하여 HARQ 채널 매핑을 변경하는 예를 도시하는 도면이며, 상기 도 4는 상기 도 3과 같은 예에서 DSC를 이용하여 HARQ 채널 매핑을 변경하는 절차를 도시하는 도면이다. 이때 서비스 변경은 상기한 바와 같이 기지국이 변경되거나 또는 VoIP connection이 변경(ON에서 off상태로 또는 off에서 ON 상태로 변경)된 경우가 될 수 있으며, 기지국 변경은 단말의 핸드오버 또는 idle mode exit(idle to active)인 경우가 될 수 있다. 이하의 설명에서는 핸드오버 상태를 가정하여 설명하기로 한다.

상기 도 3을 참조하면, 핸드오버 수행 후, 타겟 기지국과 단말 간에 HARQ 채널 매핑을 변경할 필요가 발생될 수 있다. 즉, 단말 AMS#1이 기지국 BS#1(serving BS: SBS)의 서비스 영역(coverage) 내에서 BS#1의 HARQ 채널 매핑 룰(rule: 여기서는 VoIP 용도로 ACID 0,1,2를 사용한다고 가정)을 사용한다. 이후 상기 단말 AMS#1이 기지국 BS#2(target BS: TBS)의 서비스 영역으로 이동하여 핸드오버를 수행한 경우, 상기 기지국 BS#2의 HARQ 채널 매핑 룰(여기서는 VoIP 용도로 ACID 5,6,7을 사용한다고 가정)로 변경하여야 한다. 즉, 핸드오버한 기지국 BS#2(도 4의 TBS)가 이전의 서빙 기지국 BS#1(도 4의 SBS)의 채널 매핑 룰을 지원하지 못하는 경우, 단말 AMS#1과 타겟 기지국 BS#2는 DSC 절차를 이용하여 BS#2가 지원하는 HARQ 채널 매핑 룰로 변경하여야 한다.

도 4를 참조하여 상기와 같은 채널 매핑 변경 절차를 살펴보면, 211단계는 단말 AMS와 서빙 기지국 SBS가 초기 NE 절차를 성공하여 UL/DL에 대해 디폴트 BE 커넥션이 설정된 상태를 의미한다. 그리고 상기 초기 NE 절차는 상기 도 2의 111단계 - 123단계로 수행될 수 있다. 상기와 같은 상태에서 새로운 서비스의 추가가 요청되면, 상기 단말기 AMS와 서빙 기지국 SBS는 213단계 - 217단계를 수행한다. 여기서 상기 새로운 서비스는 VoIP가 될 수 있으며, 기본 호가 종료된 후 VoIP를 추가하기 위한 DSA를 절차를 수행한다. 이때 VoIP의 서비스 보장을 위해 HARQ 채널 매핑을 설정하며, 이는 상기 도 2에서 설명된 바와 같다. 상기와 같은 상태에서 단말 AMS가 타겟 기지국 TBS의 서비스 영역으로 핸드오버하게 되면, 상기 단말 AMS와 타겟 기지국 TBS는 219단계 및 221단계에서 AAI_RNG-REQ/RSP 메시지를 교환하면서 핸드오버 절차를 수행한다. 또한 상기 219단계 및 221단계의 핸드오버는 상기 211단계를 수행한 후에 발생될 수 있다. 즉, 상기 핸드오버는 DSA를 통해 HARQ 채널 매핑을 설정하지 않은 경우에도 발생될 수 있다.

이때 상기 핸드오버를 수행한 후, 서빙 기지국 SBS에서 제공하던 HARQ 채널 매핑 룰을 타겟 기지국 TBS에서 제공하지 못하는 경우, 상기 타겟 기지국 TBS는 자신의 HARQ 채널 매핑 룰로 변경하여야 한다. 이런 경우, 상기 타겟 기지국 TBS는 223단계에서 핸드오버 종료 후 DSC 절차를 수행하며, 225단계에서 변경할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 단말 AMS에 전송하며, 단말 AMS는 227단계에서 이에 대한 응답 메시지 AAI_DSC-RSP를 타겟 기지국 TBS에 전송한다. 그러면 상기 타겟 기지국 TBS는 229단계에서 AAI_DSC-ACK 메시지를 단말 AMS에 전송하고 DSC를 이용하여 HARQ 채널 매핑을 변경하는 절차를 종료한다.

상기한 바와 같이 기지국 성능에 따라 혹은 제조사 정책에 따라 해당 기지국의 HARQ channel mapping rule이 다를 수 있다. 그러므로 단말이 핸드오버 등에 의해 서비스 변경이 발생된 경우, serving BS에서 지원했던 HARQ channel mapping rule을 target BS에서 그대로 지원한다는 보장이 되지 않는다. 이러한 경우 Target BS로 넘어간 이후 HARQ channel mapping rule을 정정하지 않는 경우 정상적으로 통신을 할 수 없으며, traffic throughput도 떨어지게 된다. 이러한 경우를 보완하기 위해 상기 <표 2>에서 정의한 DSC 메시지를 이용하여 상기 도 4와 같은 절차로 각 기지국에 맞는 HARQ channel mapping rule로 변경한다.

두 번째로 ARQ 지원 여부 및 parameter 변경 방법을 살펴본다.

단말, 혹은 기지국이 REG 절차를 통해 미리 IP할당을 하는 Host Configuration 기능을 지원하지 않는 경우, predefine된 default BE connection을 통해 IP할당을 위한 DHCP 메시지를 in-band signaling으로 주고 받게 된다. signaling의 경우 reliable한 통신이 중요하므로, 이를 위해서 HARQ 및 ARQ를 모두 적용하는 것이 좋다. 그러나 현재 802.16m 및 WiMAX profile에서는 AAI_REG-REQ/RSP를 통해 설정하는 default BE connection의 경우 ARQ off로 정의되어 있다. 이를 보완하기 위해 기본호가 설정된 이후 default BE connection을 DSC 절차를 통해 ARQ on 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 ARQ enable 필드 뿐 아닐 관련 ARQ parameter들이 모두 전송할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 default BE에 대해 DSC를 통해 ARQ on으로 변경하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 단말 AMS와 기지국 ABS가 311단계에서 초기 NE 절차를 성공하면, 디폴트 BE 서비스 설정이 완료된다. 이때 HARQ는 온, ARQ 오프 상태가 된다. 이는 802.16m 규격 및 WiMAX profile의 정의에 의해 REG 절차 동안 디폴트 BE 커넥션에 대해 ARQ 오프로 자동 설정되기 때문이다. 그리고 상기와 같이 설정된 디폴트 BE 커넥션을 통해 단말 AMS와 기지국 ABS는 DHCP 메시지를 인 밴드 시그널링으로 교환한다. 이때 본 발명의 실시예에서는 인밴드 시그널링 메시지 전송시 신뢰성을 향상시키기 위해, 313단계에서 단말 AMS와 기지국 ABS는 설정된 SF에 대해 상기 <표 2>를 이용하는 DSC를 통해 ARQ를 온시키기 위한 절차를 시작한다. 이를 위해 상기 기지국 ABS는 315단계에서 상기 <표 2>의 AAI_DSC-REQ/RSP 정보들 중에서 ARQ enable = 1, ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 상기 단말 AMS에 전송한다. 그리고 단말 AMS는 이에 따른 응답으로 317단계에서 AAI_DSC-RSP 메시지를 생성하여 기지국 ABS에 전송하며, 상기 기지국 ABS는 319단계에서 AAI_DSC-ACK 메시지를 상기 단말 AMS에 전송하고 ARQ 온으로 변경하는 절차를 종료한다.

또한 강전계에서 호를 설정한 단말이 약전계로 이동한 경우, cell edge의 air condition에 맞는 ARQ 운용을 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 default BE만 있는 단말의 경우 ARQ가 default off이므로, 강전계에 있는 경우 별 이슈가 없다. 그러나 단말이 강전계에서 약전계로 이동한 경우, air condition이 좋아지지 않으므로 ARQ 을 적용하는 것이 traffic 성능 향상을 위해 좋다. 마찬가지로 약전계에서 ARQ on으로 사용하다가 강전계로 이동한 경우, ARQ off로 변경하거나 강전계의 channel 환경을 고려한 ARQ parameter를 적용하여 traffic 성능을 효율적으로 상황에 맞춰 높일 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에서 운용 중인 ARQ 파라미터를 변경하는 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 상기 도 6과 같은 예에서 셀 내 ARQ 설정을 변경하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 기지국 BS#1의 서비스 영역(coverage)내의 강전계 지역에서 ARQ off로 설정된 호를 서비스는 단말 AMS#1이 셀 경계(cell edge)의 약전계 지역으로 이동하는 경우, 트래픽 성능을 위해 ARQ 온으로 변경한다. 그리고 상기와 같이 ARQ on으로 변경한 후, 상기 단말 AMS#1이 약전계 지역에서 강전계 지역으로 이동되면, 상기 ARQ를 off로 변경하거나 또는 무선 환경에 맞는 ARQ 파라미터로 변경한다.

상기 도 6의 동작을 도 7의 흐름도를 참조하여 살펴보면, 411단계는 네트워크 진입을 완료하여 커넥션이 설정된 상태를 의미한다. 따라서 상기 411단계의 상태는 초기 NE 성공 상태, 또는 DSA/DSC를 통해 새로운 서비스가 추가 또는 변경된 이후의 상태가 될 수도 있다.

상기와 같은 상태에서 단말이 강전계 지역에서 약전계 지역으로 이동하거나 또는 약전계 지역에서 강전계 지역으로 이동하여 ARQ 온/오프 변경이 필요하거나 ARQ 파라미터 변경이 필요하면, 상기 기지국 ABS는 415단계에서 상기 <표 2>의 AAI_DSC-REQ/RSP 정보들 중에서 ARQ enable 변경, ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 상기 단말 AMS에 전송한다. 그리고 단말 AMS는 이에 따른 응답으로 417단계에서 AAI_DSC-RSP 메시지를 생성하여 기지국 ABS에 전송하며, 상기 기지국 ABS는 419단계에서 AAI_DSC-ACK 메시지를 상기 단말 AMS에 전송한다.

이때 상기 단말 AMS가 강전계 지역에서 약전계 지역으로 이동한 경우, 상기 기지국 ABS는 415단계에서 ARQ를 온시키기 위한 정보(ARQ enable=1) 및 변경하고자 하는 ARQ 파라미터들을 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말 AMS에 전송한다. 그리고 상기 단말 AMS가 약전계 지역에서 강전계 지역으로 이동한 경우, 상기 기지국 ABS는 415단계에서 ARQ를 오프시키기 위한 정보(ARQ enable= 0)나 또는/및 무선 환경에 따라 변경하고자 하는 ARQ 파라미터들을 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말 AMS에 전송한다.

상기 도 7은 기지국 ABS가 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성 및 전송하는 예를 도시하고 있지만, 단말에 의해 DSC가 triggering되는 경우 AAI_DSC-REQ가 단말 AMS에서 기지국 ABS로 전송되며, 이런 경우 상기 도 7에서 DSC 메시지의 전송 방향은 반대가 된다.

또한 ARQ 역시 기지국 capability이므로 기지국 성능에 따라서, 혹은 제조사 정책 등으로 인하여 기지국 별 ARQ parameter가 서로 다를 수 있다. 이 경우 serving BS의 ARQ parameter가 target BS에서는 지원되지 못할 수 있다.

도 8은 서로 다른 ARQ parameter로 운용하는 기지국 간에서 핸드오버가 발생한 경우, 본 발명의 실시예에 따라 ARQ 파라미터를 변경하는 예를 도시하는 도면이다. 상기 도 8에서 기지국 BS #1에서 ARQ WINDOW SIZE를 1024, ARQ_SUB_BLOCK_SIZE를 512로 호를 설정한 단말이 다른 기지국 BS#2로 이동한 경우를 가정한다. 여기서 상기 기지국 BS#2는 ARQ WINDOW SIZE를 512로 운용하고, ARQ_SUB_BLOCK_SIZE는 128로만 운용한다고 가정한다.

상기 도 8을 참조하면, 단말이 기지국 BS#1에서 기지국 BS#2로 핸드오버한 경우, Target BS인 기지국 BS#2는 자신의 capability보다 초과하는 Serving BS의 ARQ parameter를 그대로 가지고 ARQ를 운용하기 어려울 수 있다. 이런 경우, 상기 기지국 BS#2는 단말 AMS#1과 핸드오버 이후 서로 다른 ARQ 파라미터를 맞추기 위해 DSC를 통한 ARQ 파라미터 변경을 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 단말의 호를 기지국 BS#2가 서비스할 수 있는 ARQ_WIN_SIZE = 512, ARQ_SUBBLK_SIZE = 128로 변경하여 설정하는 것이 필요하다. 상기 ARQ 파라미터의 정의는 상기 <표 2>과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 9는 상기 도 8과 같이 핸드오버를 수행한 이후에 ARQ 파라미터를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 9을 참조하면, 511단계는 네트워크 진입을 완료하여 커넥션이 설정된 상태를 의미한다. 따라서 상기 511단계의 상태는 초기 NE 성공 상태, 또는 DSA/DSC를 통해 ARQ 파라미터의 추가 또는 변경된 이후의 상태가 될 수도 있다.

상기와 같은 상태에서 단말 AMS가 서빙 기지국 SBS에서 타겟 기지국 TBS의 서비스 영역(coverage)로 이동하면, 상기 단말 AMS와 타겟 기지국 TBS는 513단계 및 515단계를 수행하면서 핸드오버 절차를 수행한다. 이때 상기 서빙 기지국 SBS와 타겟 기지국 TBS는 상기 도 8에 도시된 바와 같이 서로 다른 ARQ 파라미터를 운용할 수 있다. 이와 같이 서빙 기지국 SBS에서 제공하던 ARQ 파라미터를 타겟 기지국 TBS에서 지원하지 못하는 경우, 타겟 기지국 TBS의 정책에 맞는 ARQ 파라미터로 변경하는 것이 바람직하다. 이런 경우, 상기 서빙 기지국 SBS와 타겟 기지국 TBS는 517단계에서 핸드오버 절차를 수행 후 DSC 통해 ARQ 파라미터 변경 절차를 시작한다.

상기 ARQ 파라미터 변경시 타겟 기지국 TBS는 519단계에서 상기 <표 2>의 AAI_DSC-REQ/RSP 정보들 중에서 타겟 기지국 TBS의 정책에 따라 변경한 ARQ_WIN_SIZE, ARQ_SUBBLK_SIZE 등의 ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 상기 단말 AMS에 전송한다. 그리고 단말 AMS는 이에 따른 응답으로 521단계에서 AAI_DSC-RSP 메시지를 생성하여 타겟 기지국 TBS에 전송하며, 상기 타겟 기지국 TBS는 523단계에서 AAI_DSC-ACK 메시지를 상기 단말 AMS에 전송한다.

상기 도 9는 타겟 기지국 TBS가 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성 및 전송하는 예를 도시하고 있지만, 단말 AMS에 의해 DSC가 triggering되는 경우 AAI_DSC-REQ가 단말 AMS에서 타겟 기지국 TBS로 전송되며, 이런 경우 상기 도 9에서 DSC 메시지의 전송 방향은 반대가 된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 AAI_DSA-REQ/RSP 및 AAI_DSC-REQ/RSP 메시지에 HARQ 파라미터를 협의할 수 있는 권한을 부여한다. 그리고 AAI_DSC-REQ/RSP 메시지에 ARQ enable/disable을 협의할 수 있는 권한을 부여하고, 상기 ARQ 인에이블시 ARQ 관련 QoS 파라미터들을 협의할 수 있는 권한을 부여한다. 여기서 상기 HARQ 파라미터 및 ARQ 파라미터들은 상기 <표 1> 및 <표 2>에 나타낸 바와 같이 구성할 수 있다. 따라서 상기 <표 1> 및 <표 2>와 같이 802.16m 규격의 DSA 및 DSC 정의를 수정하여 HARQ 및 ARQ 파라미터 변경에 대한 권한을 추가할 수 있으며, 이로인해 망 운용을 상황(VoIP 추가, 핸드오버시 타겟 기지국의 파라미터로 변경, 단말의 ARQ 인에이블/디스에이블, 강전계/약전계에 따라 ARQ 파라미터 변경 등)에 따라 다이내믹하게 운용할 수 있는 동시에 QoS를 향상시킬 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

이동통신 시스템의 HARQ 제어 방법에 있어서,
디폴트 BE 커넥션을 수행하는 과정과,
신규 서비스를 위한 DSA 요청시, 기지국이 상기 요청된 서비스에 사용할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSA-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 과정과,
상기 AAI_DSA-REQ 메시지를 수신하는 단말이 상기 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 매핑을 수행하고 상기 기지국에 AAI_DSA-RSP 메시지를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 신규 서비스는 VoIP인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 서비스 변경시 서비스 변경 기지국이 자신의 HARQ 채널 매핑 룰을 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 과정과,
상기 단말이 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 변경하고, 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 서비스 변경은 서비스 기지국이 변경되는 경우 또는 VoIP 서비스 상태가 변경되는 것임을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 서비스 변경은 단말의 핸드오버 또는 단말이 아이들 상태에서 액티브 상태로 변경되는 idle mode exit인 것을 특징으로 하는 방법.
이동통신 시스템의 ARQ 제어 방법에 있어서,
단말과 기지국이 커넥션 상태를 유지하는 과정과,,
상기 커넥션 상태에서 ARQ 변경이 필요한 서비스 요구시 기지국이 변경된 서비스의 ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 과정과,
상기 AAI_DSC-REQ 메시지를 수신하는 단말이 상기 ARQ 파라미터를 변경하고 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 기지국이 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 과정은
상기 단말이 강전계에에서 약전계로 이동되면 ARQ request를 포함하는 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하며, 상기 단말이 약전계에서 강전계로 이동되면 ARQ request를 disable시키는 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 기지국이 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 과정은 단말의 핸드오버 발생시 타겟 기지국의 ARQ enable, ARQ_WIN_SIZE, ARQ_SUBBLK_SIZE 등의 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
이동통신 시스템의 HARQ 제어 장치에 있어서,
디폴트 BE 커넥션을 수행하며, 신규 서비스를 위한 DSA 요청시, 상기 요청된 서비스에 사용할 HARQ 채널 매핑 정보를 포함하는 AAI_DSA-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 기지국과,
상기 디폴트 BE 커넥션을 수행한 후 상기 기지국에 신규 서비스를 요청하며, 상기 기지국에서 전송되는 AAI_DSA-REQ 메시지에 포함된 상기 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 매핑을 수행하며, 상기 기지국에 AAI_DSA-RSP 메시지를 전송하는 단말로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서, 상기 신규 서비스는 VoIP인 것을 특징으로 장치.
제10항에 있어서, 서비스 변경시 자신의 HARQ 채널 매핑 룰을 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 서비스 변경 기지국을 더 구비하며,
상기 단말은 HARQ 채널 매핑 정보에 따라 HARQ 채널을 변경하고, 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치..
제11항에 있어서, 상기 서비스 변경은 단말과 접속되는 기지국이 변경되는 경우 또는 VoIP 서비스 상태가 변경되는 것임을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 서비스 변경은 단말의 핸드오버 또는 단말이 아이들 상태에서 액티브 상태로 변경되는 idle mode exit인 것을 특징으로 하는 장치.
이동통신 시스템의 ARQ 제어 장치에 있어서,
단말과 커넥션 상태에서 ARQ 변경이 필요한 서비스 요구시,변경된 서비스의 ARQ parameters를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 전송하는 기지국과,
상기 AAI_DSC-REQ 메시지를 수신하여 상기 ARQ 파라미터를 변경하고 상기 기지국에 AAI_DSC-RSP 메시지를 전송하는 단말로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 기지국이 상기 단말이 강전계에에서 약전계로 이동되면 ARQ request를 포함하는 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하며, 상기 단말이 약전계에서 강전계로 이동되면 ARQ request를 disable시키는 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 단말의 핸드오버 발생시 타겟 기지국의 ARQ enable, ARQ_WIN_SIZE, ARQ_SUBBLK_SIZE 등의 ARQ 파라미터를 포함하는 AAI_DSC-REQ 메시지를 생성하여 단말에 전송하는 타겟 기지국을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.