KR20120046899A - 무선통신 시스템에서 복합 자동 재전송 요청을 위한 버퍼 관리 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 복합 자동 재전송 요청을 위한 버퍼 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 HARQ 버퍼의 효율적 관리에 관한 것으로, 수신단은, 수신된 HARQ 버스트에 포함된 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 제1메모리와, 상기 LLR 값들을 이용하여 상기 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩하는 채널 디코더와, 디코딩된 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 오류 여부를 검사하는 오류 검사부와, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 중 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 저장하는 제2메모리를 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 복합 자동 재전송 요청을 위한 버퍼 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BUFFER MANAGEMENT FOR HYBRID AUTOMATIC REPEAT REQUEST IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybird Automatic Repeat reQuest) 기법을 위한 효과적인 버퍼 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 무선통신 시스템 및 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등의 차세대 무선통신 시스템은 데이터 전송의 효율 증대를 위해 HARQ(Hybird Automatic Repeat reQuest) 기법을 채용한다. 상기 HARQ 기법은 보다 빠르게 데이터의 오류를 정정하기 위해 제안된 것이다.
과거 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법이 소프트웨어에서 수신한 데이터의 오류를 판단하여 수신 데이터의 재전송 여부를 판별하는 반면, 상기 HARQ 기법은 하드웨어로 수신 데이터의 오류를 판단하여 재전송 여부를 판단하게 된다. 따라서, 상기 HARQ 기법을 채용한 시스템은 수신한 데이터의 오류 검출을 빠르게 할 수 있고, 또한, 재전송 데이터와 초기 전송 데이터의 LLR(Log Likelihood Ratio) 값을 서로 결합함으로써 보다 높은 수신 성능을 얻을 수 있다.
최근 상기 LTE, WiMAX와 같은 차세대 통신 시스템에서, 통신 규격 상 정의된 HARQ 기법의 최대 수신 속도가 점차 증가하는 추세이다. 이에 따라, 상기 LTE, 상기 WiMAX 등의 규격에 대응하는 모뎀을 설계할 때, HARQ 수신 속도의 증가에 따른 메모리 부담이 매우 커진다. 나아가, 모뎀에 충분한 크기의 메모리가 확보되더라도 전력 소모 및 칩의 크기 등을 고려할 때 설계상 난점이 있다.
따라서, HARQ 기법을 적용함에 있어서, 메모리를 효율적으로 사용함으로서 필요한 메모리 크기를 최소화하고, 동시에, 전력 소모를 최소화하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybird Automatic Repeat reQuest) 기법을 위해 필요한 버퍼 크기를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 HARQ 기법 적용 시 버퍼 크기 부족으로 인한 오류 상황에 대처하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 HARQ 버퍼에서 디코딩 실패한 블록 및 디코딩 성공한 블록을 구분하여 저장하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 수신단 장치는, 수신된 HARQ 버스트에 포함된 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 제1메모리와, 상기 LLR 값들을 이용하여 상기 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩하는 채널 디코더와, 디코딩된 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 오류 여부를 검사하는 오류 검사부와, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 중 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 저장하는 제2메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 수신된 HARQ 버스트에 포함된 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 제1메모리에 저장하는 과정과, 상기 LLR 값들을 이용하여 상기 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩하는 과정과, 디코딩된 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 오류 여부를 검사하는 과정과, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 중 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 제2메모리에 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선통신 시스템에서 HARQ 버퍼를 구분하고 디코딩 성공된 데이터 블록을 디코딩된 상태로 저장함으로써 HARQ 버퍼의 크기를 감소시킬 수 있다. 나아가,
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 HARQ(Hybird Automatic Repeat reQuest) 버퍼 관리 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 오버플로우 발생 시 수신단의 HARQ 버퍼 관리 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 중복 ACID(ARQ Channel IDentifier) 발생 시 수신단의 HARQ 버퍼 관리 절차를 도시하는 도면,
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신 시스템에서 HARQ(Hybird Automatic Repeat reQuest) 기법을 위해 필요한 버퍼 크기를 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다.
본 발명은 하나의 HARQ 버스트(burst)가 적어도 하나의 데이터 블록으로 구성되는 시스템을 가정한다. 여기서, 상기 데이터 블록은 FEC(Forword Error Correction)이 수행되는 단위로서, 디코딩 성공 여부가 판단되는 단위이다. 즉, 데이터 블록은 오류 검사 코드, 예를 들어, CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 포함한다. 하나의 HARQ 버스트에 다수의 데이터 블록들이 포함된 경우, 상기 데이터 블록들 모두의 디코딩이 성공하여야 상기 HARQ 버스트의 데이터는 상위 계층으로 전달된다.
본 발명은 HARQ 버퍼 내의 저장 공간을 'HARQ LLR 메모리' 및 '디코딩 데이터 메모리'로 구분한다. 상기 HARQ LLR 메모리는 수신된 HARQ 버스트에 포함된 데이터 블록들 모두의 LLR 값들을 저장하며, 상기 디코딩 데이터 메모리는 디코딩에 성공한 데이터 블록만을 저장한다.
본 발명은 다음과 같은 규칙들에 따라 상기 HARQ LLR 메모리 및 상기 디코딩 데이터 메모리를 운용한다.
첫째, 초기 전송 HARQ 버스트를 수신한 경우 HARQ LLR 메모리 및 디코딩 데이터 메모리에 필요한 저장 공간이 할당된다. 이때, 상기 HARQ LLR 메모리의 저장 공간의 크기는 상기 HARQ 버스트에 포함된 데이터 블록 개수, 데이터 블록의 크기, 채널 부호화율, LLR 값의 비트 수에 따라 결정된다. 그리고, 상기 디코딩 데이터 메모리의 저장 공간의 크기는 데이터 블록 개수, 데이터 블록의 크기에 따라 결정된다.
둘째, 초기 전송된 HARQ 버스트는 모두 HARQ LLR 메모리에 저장된다.
넷째, 데이터 저장 공간은 블록 단위로 관리한다. 즉, 메모리 관리의 효율성을 높이기 위해 저장 공간은 미리 정의된 크기의 블록 단위로 관리되며, 하나의 HARQ 버스트의 각 데이터 블록에 대하여 정수개의 메모리 블록이 할당된다.
다섯째, HARQ 버스트의 각 데이터 블록의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 결과 오류가 없는 경우 HARQ LLR 메모리에서 해당 데이터 블록이 차지한 공간은 해제된다. 반면, CRC 결과 오류가 있으면 해당 데이터 블록은 HARQ LLR 메모리에 그대로 저장된다.
여섯째, CRC 결과 오류가 없는 데이터 블록은 디코딩 데이터 메모리에 저장된다. 단, HARQ 버스트가 다수의 데이터 블록들을 포함하는 경우, 디코딩 데이터 메모리는 하나의 데이터에 대한 정렬 역할도 하므로, 각 데이터 블록은 버스트 내에서의 위치를 고려하여 저장된다.
일곱째, 디코딩 데이터 메모리에 HARQ 버스트가 모두 저장된 경우, 상기 버스트를 상위 계층으로 전달하고, 디코딩 데이터 메모리에서 해당 저장 공간을 비운다.
상술한 규칙들에 따라 HARQ 버퍼가 운용되는 경우, 시스템에서 관리하는 초기 전송 실패 확률에 따라 HARQ LLR 메모리의 크기가 감소될 수 있다. 예를 들어, 초기 전송 실패 확률이 15%인 경우, 100개의 HARQ 데이터 블록 중 15개의 HARQ 데이터 블록만이 LLR 값의 형태로 상기 HARQ LLR 메모리에 저장될 것이 요구된다. 즉, 상기 초기 전송 실패 확률이 낮을수록 상기 HARQ LLR 메모리의 요구되는 크기도 감소한다. 반면, 초기 전송 시 디코딩 성공한 데이터 블록은 상기 디코딩 데이터 메모리에 저장된다. 이때, 상기 디코딩 성공한 데이터 블록은 디코딩된 상태로 저장되므로, 디코딩 데이터 메모리는 HARQ LLR 메모리에 비해 크기가 매우 작다. 예를 들어, 같은 크기의 데이터 블록을 저장하기 위한 상기 HARQ LLR 메모리 및 상기 디코딩 데이터 메모리의 크기 관계는 하기 <수학식 1>과 같다.
Figure pat00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 SIZEdecoding _ memory는 디코딩 데이터 메모리의 크기, 상기 SIZELLR _ memory는 HARQ LLR 메모리의 크기, 상기 SIZELLR _ bit는 데이터 1비트를 나타내는 LLR 값의 비트 수, 상기 RATEchannel _ coding는 채널 코딩의 부호화율을 의미한다. 예를 들어, LLR 값의 비트 수가 4 비트이고, 채널 코딩의 부호화율이 3인 경우, 상기 디코딩 데이터 메모리 크기는 상기 HARQ LLR 메모리의 크기의 1/12이 된다.
상술한 바와 같이, 디코딩 실패한 데이터 블록만 저장하도록 HARQ LLR 메모리를 구현하고, 디코딩 성공한 데이터 블록은 별도의 디코딩 데이터 메모리에 저장함으로써 전체 HARQ 버퍼 크기가 감소된다. 단, 초기 전송 실패 확률을 고려하여 상기 HARQ LLR 메모리의 크기를 결정하므로, 채널 상태가 급격히 악화되거나 또는 변화가 심해지는 경우, 메모리 오버플로우(overflow)가 발생할 수 있다. 따라서, 메모리 오버플로우에 대비한 대책이 필요하다.
메모리 오버플로우는 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 첫째, 채널 품질의 급격한 악화로 인해 메모리에 저장해야 할 데이터가 증가함으로써 순간적으로 메모리 오버플로우가 발생하는 경우, 둘째, 채널 악화로 HARQ 데이터가 손실되고, 기지국에서 해당 HARQ 채널의 ACID(ARQ Channel IDentifier)를 폐기하고 다른 ACID로 데이터가 계속 전송되는 경우가 있다. 둘째 예의 경우, 폐기된 ACID에 대한 HARQ 데이터는 메모리에 공간을 계속 차지하며, 해당 공간은 기지국이 다시 해당 ACID를 할당하지 않으면 비울 수 없고, 이와 같은 공간들이 누적되면 오버플로우가 발생한다.
상술한 오버플로우가 발생하는 상황 외에 메모리 관리를 위해 고려해야 할 상황은 수신단의 HARQ LLR 메모리에 저장된 ACID를 이용하여 송신단에서 다른 HARQ 버스트를 초기 전송하는 상황이다. 즉, 수신단에서 해당 ACID에 대한 처리가 완료되기 전에 동일한 ACID를 이용하여 새로운 HARQ 버스트가 초기 전송된 것으로서, 송신단 및 수신단 간 정보 전달이 원활하지 못한 경우에 발생할 수 있다. 오버플로우가 발생한 것이 아니므로 HARQ 데이터 자체에는 문제가 없으나, 기 할당된 메모리를 해제하고 새로이 저장 공간을 할당해야 메모리 관리가 원활이 수행된다.
상술한 오류 상황에 대한 대처 방안은 다음과 같다.
채널 품질이 급격히 열악해져 순간적으로 HARQ LLR 메모리에 오버플로우가 발생하는 경우, 수신단은 저장된 데이터의 ACID 중 가장 오래 저장되어 있는 ACID를 검색하고, 가장 오래 저장된 ACID에 할당된 HARQ LLR 메모리 저장 공간과 디코딩 데이터 메모리 저장 공간을 제거한 후, 새롭게 전송된 HARQ의 HARQ LLR 메모리 저장 공간 및 디코딩 데이터 메모리 저장 공간이 충분해졌는지 확인한다. 만일, 저장 공간이 충분하면, 상기 수신단은 HARQ LLR 메모리 및 디코딩 데이터 메모리 저장 공간을 설정한다. 반면, 저장 공간이 충분하지 아니하면, 다시 가장 오래 저장된 ACID에 할당된 HARQ LLR 메모리의 저장 공간과 디코딩 데이터 메모리의 저장 공간을 검색 및 제거한다.
HARQ 데이터 처리가 완료되지 않고 계속 남아있어 오버플로우가 발생하는 경우, 수신단은 상술한 바와 유사한 과정을 통해 가장 오래된 ACID에 할당된 저장 공간을 검색 및 제거한다.
기존 할당된 ACID 처리가 완료되기 전에 동일한 ACID로 새로운 HARQ 데이터 초기 전송된 경우, 수신단은 기존 ACID로 할당된 데이터의 HARQ LLR 메모리의 저장 공간 및 디코딩 데이터 메모리의 저장 공간을 확인 및 해제한 후, 새롭게 전송된 ACID의 HARQ 데이터를 위한 저장 공간을 확보한다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 HARQ 버퍼를 관리하는 수신단의 구성 및 동작에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 수신부(102), LLR변환부(104), HARQ재전송판단부(106), HARQ_LLR결합부(108), HARQ_LLR메모리(110), 채널디코더(112), 오류검사부(114), 디코딩데이터메모리(116), 메모리제어부(118)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(102)는 안테나를 통해 수신된 신호를 시스템 물리 계층 규격에 따라 처리 가능한 단위로 변환한다. 예를 들어, 상기 수신부(102)는 RF(Radio Frequency) 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 증폭 및 필터링(filtering)한다. 예를 들어, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 시스템인 경우, 상기 수신부(102)는 상기 기저대역 신호를 OFDMA 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한다.
상기 LLR변환부(104)는 수신된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 생성한다. 다시 말해, 상기 LLR변환부(104)는 채널 추정 결과 및 수신 신호 값을 사용하여 채널 보상된 데이터를 LLR 값으로 변환한다. 이때, 데이터 1비트 당 LLR 값의 비트 수는 채널 추정 결과의 반영 정도 및 시스템 성능 저하 정도를 고려하여 결정됨이 바람직하다. 즉, 상기 LLR변환부(104)는 미리 정의된 비트 수의 LLR 값들을 생성한다.
상기 HARQ재전송판단부(106)는 수신된 HARQ 버스트가 초기 전송인지 재전송인지 판단한다. 이를 위해, 상기 HARQ재전송판단부(106)는 상기 HARQ_LLR결합부(108)로부터 HARQ 정보를 제공받는다. 예를 들어, 상기 HARQ 정보는 ACID, SPID(SubPacket IDentifier), AISN(ARQ Identifier Sequence Number) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 HARQ재전송판단부(106)는 재전송인지 초기 전송인지 여부를 상기 HARQ_LLR결합부(108)로 통지한다.
상기 HARQ_LLR결합부(108)는 초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들 및 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 결합한다. 이때, 상기 HARQ_LLR결합부(108)는 IR(Incremental Redundancy) 방식 또는 CC(Chase Combining) 방식에 따라 LLR 값들을 결합한다. 상기 IR 방식에 따르는 경우, 재전송된 HARQ 버스트는 패리티(parity) 비트들이므로, 상기 HARQ_LLR결합부(108)는 초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들에 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 추가한다. 상기 CC 방식에 따르는 경우, 재전송된 HARQ 버스트는 초기 전송된 HARQ 버스트와 동일한 데이터이므로, 상기 HARQ_LLR결합부(108)는 초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들 및 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 정해진 가중치를 적용하여 합산한다. 즉, 상기 HARQ_LLR결합부(108)는 초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 상기 HARQ_LLR메모리(110)로부터 제공받고, 상기 초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들과 결합한 후, 결합된 LLR 값들을 상기 채널디코더(112)로 제공한다.
상기 HARQ_LLR메모리(110)는 상기 HARQ_LLR결합부(108)로부터 제공되는 HARQ 버스트의 데이터 블록별 LLR 값들을 저장한다. 상기 HARQ_LLR메모리(110)는 상기 메모리제어부(118)의 제어에 따라 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정한다. 또한, 상기 HARQ_LLR메모리(110)는 상기 메모리제어부(118)의 제어에 따라 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 해제한다. 이때, 상기 저장 공간은 미리 정의된 크기의 메모리 블록 단위로 관리, 즉, 설정 및 해제된다. 그리고, 재전송된 HARQ 버스트 수신 시, 상기 HARQ_LLR메모리(110)는 해당 HARQ 버스트에 대응되는 초기 전송 또는 이전 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 상기 HARQ_LLR결합부(108)로 제공한다.
상기 채널디코더(112)는 상기 HARQ_LLR결합부(108)로부터 제공되는 LLR 값들을 이용하여 채널 디코딩을 수행한다. 상기 오류검사부(114)는 상기 채널디코더(112)로부터 디코딩된 데이터 블록을 제공받아 상기 데이터 블록의 디코딩 성공 여부를 판단한다. 예를 들어, 상기 오류검사부(114)는 CRC를 이용하여 오류 여부를 판단한다. 그리고, 상기 오류검사부(114)는 상기 메모리제어부(118)로 데이터 블록 별 오류 여부를 통지한다.
상기 디코딩데이터메모리(116)는 상기 메모리제어부(118)의 제어에 따라 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정하고, 상기 오류검사부(114)로부터 제공되는 디코딩 성공된 데이터 블록을 디코딩된 상태로 저장한다. 이때, 데이터 블록들에 대한 정렬을 위해, 상기 디코딩데이터메모리(116)는 HARQ 버스트 내에서의 위치를 고려하여 디코딩 성공된 데이터 블록의 저장 위치를 결정한다. 또한, 상기 디코딩데이터메모리(116)는 상기 메모리제어부(118)의 제어에 따라 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 해제한다. 이때, 상기 저장 공간은 미리 정의된 크기의 메모리 블록 단위로 관리, 즉, 설정 및 해제된다. 그리고, HARQ 버스트 내의 모든 데이터 블록의 디코딩 성공 시, 상기 디코딩데이터메모리(116)는 상기 HARQ 버스트의 데이터를 상위 계층으로 전달한다.
상기 메모리제어부(118)는 상기 HARQ 버스트의 수신, 오류 검사 결과 등에 따라 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)를 제어한다. 예를 들어, HARQ 버스트 수신 시 상기 HARQ 버스트가 초기 전송이면, 상기 메모리제어부(118)는 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116) 각각에 저장 공간 설정을 지시한다. 반면, 상기 HARQ 버스트가 재전송이면, 상기 메모리제어부(118)는 상기 HARQ_LLR메모리(110)에 저장 공간 설정을 지시한다. 그리고, HARQ 버스트의 적어도 하나의 데이터 블록의 디코딩이 성공하면, 상기 메모리제어부(118)는 상기 HARQ_LLR메모리(110)로 해당 데이터 블록의 LLR 값들을 삭제할 것을 지시하고, 상기 디코딩데이터메모리(116)로 해당 데이터 블록의 데이터를 저장할 것을 지시한다. 또한, HARQ 버스트의 모든 데이터 블록의 디코딩이 성공하면, 상기 메모리제어부(118)는 상기 디코딩데이터메모리(116)로 상기 HARQ 버스트의 모든 데이터 블록을 상위 계층으로 전달하고, 저장 공간을 해제할 것을 지시한다.
또한, 상기 메모리제어부(118)는 오버플로우 등 오류 상황에 대처하여 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)의 저장 공간을 관리한다. 먼저, 오버플로우가 발생한 경우, 상기 메모리제어부(118)는 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)에서 가장 오래된 ACID에 할당된 저장 공간을 검색 및 해제시킨 후, 저장 공간이 충분한지 확인한다. 만일, 저장 공간이 부족하면, 상기 메모리제어부(118)는 충분한 저장 공간이 확보될 때까지 가장 오래된 ACID에 할당된 저장 공간의 검색 및 해제를 반복한다. 다음으로, 현재 사용 중인 ACID를 할당받은 새로운 HARQ 버스트가 수신되면, 상기 메모리제어부(118)는 현재 상기 ACID에 할당된 저장 공간을 해제하고, 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)에 상기 새로운 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정한다.
상기 도 1에 도시된 구성들은 상기 수신부(102)를 제외하고 모뎀 칩 내부에 구현될 수 있다. 즉, 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)는 하나의 모뎀 칩 내부의 저장 수단에 포함된다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116) 중 하나는 상기 모뎀 칩 외부에 구현될 수 있다. 하지만, 메모리 접근 속도 등을 고려할 때 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)는 하나의 모뎀 칩 내부에 구현됨이 바람직하다. 이때, 상기 HARQ_LLR메모리(110) 및 상기 디코딩데이터메모리(116)의 크기 비율은 본 발명이 적용되는 시스템의 초기 전송 실패 비율에 따라 결정된다.
상기 도 1에 도시되지 아니하였으나, 상기 수신단은 송신단과의 시그널링을 처리하는 시그널링처리부를 더 포함할 수 있다. 상기 오류검사부(114)의 오류 검사 결과 적어도 하나의 데이터 블록의 디코딩이 실패하면, 상기 시그널링처리부는 상기 송신단으로 해당 HARQ 버스트의 재전송을 요청하는 신호를 송신한다. 또한, HARQ의 모든 데이터 블록의 디코딩이 성공하면, 상기 시그널링처리부는 상기 송신단으로 해당 HARQ 버스으틔 수신 성공을 알리는 신호를 송신한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 HARQ 버퍼 관리 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 수신단은 201단계에서 HARQ 버스트가 수신되는지 확인한다. 상기 HARQ 버스트가 수신되면, 상기 수신단은 203단계로 진행하여 상기 HARQ 버스트가 초기 전송인지 확인한다.
만일, 상기 HARQ 버스트가 초기 전송이면, 상기 수신단은 205단계로 진행하여 HARQ LLR 메모리에 저장 공간을 설정한다. 상기 HARQ LLR 메모리는 수신된 HARQ 버스트의 데이터 블록별 LLR 값들을 저장하고, 디코딩에 성공한 데이터 블록의 LLR 값들을 삭제하는 특징을 가진다. 이때, 상기 저장 공간은 미리 정의된 크기의 메모리 블록 단위로 설정되며, 상기 205단계에서 설정되는 메모리 블록의 개수는 상기 HARQ 버스트에 포함된 데이터 블록 개수, 데이터 블록의 크기, 채널 부호화율, LLR 값의 비트 수에 따라 결정된다.
이어 상기 수신단은 207단계로 진행하여 디코딩 데이터 메모리에 저장 공간을 설정한다. 상기 디코딩 데이터 메모리는 수신된 HARQ 버스트의 데이터 블록 중 디코딩에 성공한 데이터 블록의 데이터를 저장하는 특징을 가진다. 이때, 상기 저장 공간은 미리 정의된 크기의 메모리 블록 단위로 설정되며, 상기 207단계에서 설정되는 메모리 블록의 개수는 상기 HARQ 버스트에 포함된 데이터 블록 개수, 데이터 블록의 크기에 따라 결정된다.
상기 203단계에서, 상기 HARQ 버스트가 초기 전송이 아니면, 상기 수신단은 209단계로 진행하여 상기 HARQ LLR 메모리에 저장 공간을 설정한다. 상기 HARQ LLR 메모리는 수신된 HARQ 버스트의 데이터 블록별 LLR 값들을 저장하고, 디코딩에 성공한 데이터 블록의 LLR 값들을 삭제하는 특징을 가진다. 이때, 상기 저장 공간은 미리 정의된 크기의 메모리 블록 단위로 설정되며, 상기 205단계에서 설정되는 메모리 블록의 개수는 상기 HARQ 버스트에 포함된 데이터 블록 개수, 데이터 블록의 크기, 채널 부호화율, LLR 값의 비트 수에 따라 결정된다.
상기 207단계에서 상기 디코딩 데이터 메모리에 저장 공간을 설정하거나 또는 상기 209단계에서 상기 HARQ LLR 메모리에 저장 공간을 설정한 후, 상기 수신단은 211단계로 진행하여 상기 HARQ LLR 메모리에 상기 HARQ 버스트의 데이터 블록별 LLR 값들을 저장한다. 즉, 상기 수신단은 상기 HARQ 버스트의 데이터 블록별 LLR 값들을 생성한 후, 상기 205단계 또는 상기 209단계에서 설정한 저장 공간에 상기 LLR 값들을 저장한다.
이어, 상기 수신단은 213단계로 진행하여 데이터 블록별 채널 디코딩 및 오류 검사를 수행한다. 즉, 상기 HARQ 버스트는 적어도 하나의 데이터 블록들을 포함하며, 각 데이터 블록은 채널 코딩 및 오류 검사의 단위이다. 예를 들어, 상기 수신단은 CRC를 통해 오류 여부를 검사한다. 이때, 상기 HARQ 버스트가 재전송인 경우, 상기 수신단은 이전 수신된 HARQ 버스트의 LLR 값들과 현재 수신된 HARQ 버스트이 LLR 값을 결합한 후, 결합된 LLR 값들을 이용하여 채널 디코딩을 수행한다.
이후, 상기 수신단은 215단계로 진행하여 디코딩 성공한 데이터 블록이 있는지 확인인한다. 다시 말해, 상기 수신단은 적어도 하나의 데이터 블록이 디코딩에 성공하였는지 판단한다. 만일, 디코딩 성공한 데이터 블록이 없으면, 상기 수신단은 223단계로 진행한다.
반면, 적어도 하나의 데이터 블록이 디코딩 성공하였으면, 상기 수신단은 217단계로 진행하여 디코딩 성공한 적어도 하나의 데이터 블록을 상기 디코딩 메모리에 저장한다. 이때, 상기 디코딩 성공한 적어도 하나의 데이터 블록은 디코딩된 데이터의 상태로 저장된다. 이때, 상기 수신단은 상기 HARQ 버스트 내에서의 위치를 고려하여 상기 디코딩 성공한 적어도 하나의 데이터 블록의 저장 위치를 결정한다.
상기 디코딩 성공한 적어도 하나의 데이터 블록을 상기 디코딩 메모리에 저장한 후, 상기 수신단은 219단계로 진행하여 상기 HARQ LLR 메모리에서 상기 디코딩 성공한 적어도 하나의 데이터 블록을 삭제하고, 해당 저장 공간을 해제한다.
이후, 상기 수신단은 221단계로 진행하여 상기 HARQ 버스트 내의 모든 데이터 블록들의 디코딩이 성공하였는지 확인한다. 즉, 상기 수신단은 상기 HARQ 버스트의 수신을 성공하였는지 판단한다.
만일, 상기 모든 데이터 블록들의 디코딩이 성공하지 아니하였으면, 다시 말해, 디코딩에 실패한 적어도 하나의 데이터 블록이 존재하면, 상기 수신단은 223단계로 진행하여 상기 송신단으로 상기 HARQ 버스트의 재전송을 요청한다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 송신단으로 재전송을 요청하는 신호, 예를 들어, NACK(Non-ACKnowledge)를 송신한다.
반면, 상기 모든 데이터 블록들의 디코딩이 성공하지 아니하였으면, 상기 수신단은 225단계로 진행하여 HARQ 버스트의 데이터를 상위 계층으로 전달한다. 즉, 상기 수신단은 디코딩 성공된 데이터 블록들을 모아 상기 HARQ 버스트의 데이터를 구성하고, 상기 HARQ 버스트의 데이터를 상위 계층, 예를 들어, L2 계층, 로우 MAC(low-Media Access Control) 계층으로 전달한다.
이어, 상기 수신단은 227단계로 진행하여 상기 디코딩 데이터 메모리에서 상기 HARQ 버스트의 디코딩 성공된 데이터 블록들을 삭제하고. 상기 HARQ 버스트를 위해 설정된 저장 공간을 해제한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 오버플로우 발생 시 수신단의 HARQ 버퍼 관리 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 수신단은 301단계에서 HARQ 버퍼의 오버플로우가 발생하는지 판단한다. 상기 오버플로우는 HARQ 버퍼의 저장 공간이 부족한 현상, 다시 말해, 저장할 데이터가 있으나 여유 저장 공간이 저장할 데이터의 크기보다 작은 경우를 말한다. 예를 들어, 상기 오버플로우는 채널 품질의 급격한 악화로 인해 메모리에 저장해야 할 데이터가 증가한 경우, 또는, 채널 악화로 HARQ 데이터가 손실되고 기지국에서 해당 HARQ 채널의 ACID를 폐기하고 다른 ACID로 데이터가 계속 전송되는 경우에 발생할 수 있다. 즉, 상기 수신단은 새로운 HARQ 버스트가 수신된 경우 상기 오버플로우 여부를 판단할 수 있다.
상기 오버플로우가 발생하면, 상기 수신단은 303단계로 진행하여 가장 오래된 ACID를 검색한다. 상기 ACID는 HARQ 채널을 구분하는 식별 정보로서, 하나의 원본 패킷에 대한 초기 전송 HARQ 버스트 및 재전송 HARQ 버스트는 동일한 ACID를 사용한다. 즉, 가장 오래된 ACID는 현재 HARQ 버퍼에 저장된 HARQ 버스트들 중 가장 먼저 초기 전송된 HARQ 버스트의 ACID를 의미한다. 다시 말해, 가장 오래된 ACID는 가장 오랜 시간 저장되어 있는 HARQ 버스트의 ACID를 의미한다.
이어, 상기 수신단은 305단계로 진행하여 상기 가장 오래된 ACID에 대한 HARQ LLR 메모리의 저장 공간 및 디코딩 데이터 메모리의 저장 공간을 해제한다. 즉, 상기 수신단은 가장 오랜 시간 저장되어 있는 HARQ 버스트를 폐기한다.
상기 가장 오래된 ACID에 대한 저장 공간을 해제한 후, 상기 수신단은 307단계로 진행하여 새로이 전송된 ACID에 할당할 저장 공간이 충분한지 판단한다. 다시 말해, 상기 수신단은 새로운 HARQ 버스트를 위해 할당할 저장 공간이 충분한지 판단한다. 즉, 상기 수신단은 현재 상기 HARQ LLR 메모리에서 미할당된 저장 공간 및 상기 새로운 HARQ 버스트의 LLR 값들의 크기를 비교한 후, 상기 미할당된 저장 공간이 크거나 같은지 판단한다. 만일, 상기 새로이 전송된 ACID에 할당할 저장 공간이 충분하지 아니하면, 상기 수신단은 상기 303단계로 되돌아간다.
반면, 새로이 전송된 ACID에 할당할 저장 공간이 충분하면, 상기 수신단은 309단계로 진행하여 상기 HARQ LLR 메모리 및 상기 디코딩 데이터 메모리에 상기 새로이 전송된 ACID에 할당할 저장 공간을 설정한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 HARQ LLR 메모리 및 상기 디코딩 데이터 메모리에서 상기 새로운 HARQ를 위한 저장 공간을 설정한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 중복 ACID 발생 시 수신단의 HARQ 버퍼 관리 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 수신단은 401단계에서 현재 사용 중인 ACID를 할당받은 새로운 HARQ 버스트가 수신되는지 판단한다. 상기 ACID는 HARQ 채널을 구분하는 식별 정보로서, 하나의 원본 패킷에 대한 초기 전송 HARQ 버스트 및 재전송 HARQ 버스트는 동일한 ACID를 사용한다. 따라서, 원칙적으로, 사용 중인 ACID의 HARQ 버스트가 처리 완료되기 전에는 동일한 ACID의 HARQ 버스트가 수신되어서는 아니된다. 하지만, 채널 악화로 인해 송신단 및 수신단 간 HARQ 절차에 대한 정보 전달이 원활하지 못한 경우에, 사용 중인 ACID로 새로운 HARQ 버스트가 수신되는 상황이 발생할 수 있다.
상기 사용 중인 ACID로 새로운 HARQ 버스트가 수신되면, 상기 수신단은 403단계로 진행하여 상기 사용 중인 ACID에 할당된 저장 공간을 확인하고, HARQ LLR 메모리 및 디코딩 데이터 메모리에서 상기 사용 중인 ACID에 할당된 저장 공간을 해제한다. 즉, 상기 수신단은 사용 중인 ACID의 HARQ 버스트가 처리 완료되지 못한 채 송신단 측에서 삭제되었음을 인지하고, 상기 사용 중인 ACID의 HARQ 버스트를 폐기한다.
이어, 상기 수신단은 405단계로 진행하여 상기 401단계에서 수신된 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 할당한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 HARQ LLR 메모리 및 상기 디코딩 데이터 메모리에 상기 새로운 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 무선통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,
    수신된 HARQ 버스트에 포함된 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 제1메모리와,
    상기 LLR 값들을 이용하여 상기 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩하는 채널 디코더와,
    디코딩된 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 오류 여부를 검사하는 오류 검사부와,
    상기 적어도 하나의 데이터 블록 중 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 저장하는 제2메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리는, 초기 전송 HARQ 버스트 수신 시 및 재전송 HARQ 버스트 수신 시 상기 HARQ 버스트들을 위한 저장 공간을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2메모리는, 초기 전송 HARQ 버스트 수신 시 상기 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리는, 상기 오류 여부의 검사 후, 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 삭제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2메모리는, 상기 HARQ 버스트의 적어도 하나의 데이터 블록 모두가 상기 제2메모리에 저장되면, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 모두를 상위 계층으로 전달하고, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 모두를 삭제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2메모리는, 상기 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 상기 HARQ 버스트 내에서의 위치를 고려하여 상기 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 저장 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리는, 저장 공간을 미리 정의된 크기의 메모리 블럭 단위로 설정 및 해제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리의 크기 비율은, 초기 전송 실패 비율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    수신된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 생성하는 LLR 변환부와,
    초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들 및 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 결합하고, 결합된 LLR 값들을 상기 디코더로 제공하는 LLR 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리에 오버플로우가 발생한 경우, 상기 제1메모리 및 상기 제2메모리에서 가장 오래된 ACID에 할당된 저장 공간을 해제하도록 제어하는 메모리 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    현재 사용 중인 ACID를 할당받은 새로운 HARQ 버스트가 수신되면, 현재 상기 ACID에 할당된 저장 공간을 해제하고, 상기 제1메모리 및 상기 제2메모리에 상기 새로운 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정하도록 제어하는 메모리 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리는, 동일한 모뎀 칩 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 방법에 있어서,
    수신된 HARQ 버스트에 포함된 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 제1메모리에 저장하는 과정과,
    상기 LLR 값들을 이용하여 상기 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩하는 과정과,
    디코딩된 상기 적어도 하나의 데이터 블록의 오류 여부를 검사하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 데이터 블록 중 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 제2메모리에 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    초기 전송 HARQ 버스트 수신 시 및 재전송 HARQ 버스트 수신 시, 상기 제1메모리에 상기 HARQ 버스트들을 위한 저장 공간을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    초기 전송 HARQ 버스트 수신 시, 상기 제2메모리에 상기 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 오류 여부의 검사 후, 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 LLR 값들을 상기 제1메모리에서 삭제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 HARQ 버스트의 적어도 하나의 데이터 블록 모두가 상기 제2메모리에 저장되면, 상기 적어도 하나의 데이터 블록 모두를 상위 계층으로 전달하는 과정과,
    상기 제2메모리에서 상기 적어도 하나의 데이터 블록 모두를 삭제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록을 디코딩된 상태로 제2메모리에 저장하는 과정은,
    상기 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 상기 HARQ 버스트 내에서의 위치를 고려하여 상기 오류가 없는 적어도 하나의 데이터 블록의 저장 위치를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리는, 저장 공간을 미리 정의된 크기의 메모리 블럭 단위로 설정 및 해제하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리의 크기 비율은, 초기 전송 실패 비율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    수신된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 생성하는 과정과,
    초기 전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들 및 재전송된 HARQ 버스트의 LLR 값들을 결합하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 제1메모리에 오버플로우가 발생한 경우, 상기 제1메모리 및 상기 제2메모리에서 가장 오래된 ACID에 할당된 저장 공간을 해제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제13항에 있어서,
    현재 사용 중인 ACID를 할당받은 새로운 HARQ 버스트가 수신되면, 현재 상기 ACID에 할당된 저장 공간을 해제하는 과정과,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리에 상기 새로운 HARQ 버스트를 위한 저장 공간을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 제1메모리 및 상기 제2메모리는, 동일한 모뎀 칩 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.

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KR20150046480A (ko) * 2013-10-22 2015-04-30 삼성전자주식회사 내부 및 외부 메모리를 선택적으로 사용하는 harq 데이터 처리 장치 및 그 처리 방법

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