KR20120061504A - 적응적 ｔｔｉ 재전송 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 - Google Patents

적응적 ｔｔｉ 재전송 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응적으로 TTI(transmit time interval) 재전송을 수행하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 이동통신 시스템은, 무선 구간 품질을 기준으로 TTI 번들링(transmit time interval bundling)의 활성화 여부를 결정한다.

Description

적응적 ＴＴＩ 재전송 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{ADAPTIVE TTI RETRANSMITTING METHOD AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 이동통신 분야에 관한 것으로, 특히 적응적으로 TTI(transmit time interval) 재전송을 수행하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템에 관한 것이다.
이동통신 시스템의 VoIP(voice over internet protocol) 호(call)의 경우 제어신호의 부하는 VoIP 용량을 감소시키는 주요한 요인 중의 하나이다. 특히 서비스 경계 영역 (Cell Edge)에서는 다수의 재전송이 발생할 수 있으며, 이는 서비스 품질은 물론 제어신호의 부하를 증가시켜 궁극적으로 VoIP 성능을 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 표준에서는 TTI 번들링(Bundling) 기법을 정의하여 다중의 TTI(Transmit Time Interval)에 동일한 데이터를 연속하여 전송함으로써 전송 오류 확률을 줄이고, 서비스 경계 영역에서의 VoIP 성능을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.
이러한 TTI 번들링 기법은 무선 환경, TTI 번들의 크기(bundle size) 및 HARQ 피드백 타이밍(hybrid automatic retransmit request feedback timing) 등의 방법을 적절히 사용하여야 큰 효과를 얻을 수 있으며, 최적화가 적절히 이루어지지 못했을 경우에는 오히려 자원의 낭비를 초래할 수 있다. 따라서 이러한 파라미터를 최적화할 수 있는 방안은 TTI 번들링에 의한 성능 향상을 위해 반드시 필요한 사항이라고 할 수 있다. TTI 번들링 관련 내용은 3GPP Technical Specification 36.321 “Medium Access Control Protocol Specification”에 간략하게 언급되어 있다.
본 발명은 적응적으로 TTI(transmit time interval) 재전송을 수행하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 이동통신 시스템은, 무선 구간 품질을 기준으로 TTI 번들링(transmit time interval bundling)의 활성화 여부를 결정한다.
또한 본 발명의 적응적 TTI 재전송 방법은, 무선 구간 품질을 기준으로 TTI 번들링(transmit time interval bundling)의 활성화 여부를 결정한다.
본 발명에 따르면, TTI 번들링 기법과 관련된 동작을 사용자 단말(UE) 및 기지국에서 측정 가능한 다양한 무선 구간 품질 지표를 바탕으로 적응적으로 설정하여 동작하게 함으로써 TTI 번들링 기법에 따른 성능을 향상시킬 수 있다. 초기 설정 오류에 따른 보정을 지속적으로 수행 가능하게 함으로써 TTI 번들링에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TTI 번들링 기법을 보이는 예시도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 HARQ 피드백 타이밍을 보이는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응적 TTI 재전송 방법의 절차를 보이는 플로우 챠트.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
TTI(transmit time interval) 번들링(bundling) 기법은 HARQ(hybrid automatic retransmit request) 피드백(Feedback)을 기다리지 않고 몇 개의 연속되는 상향링크 TTI들에 자동 재전송을 수행함으로써 유효 TTI 길이(Effective TTI Length)를 증가시키는 기법이다. 따라서 하나의 VoIP 패킷(packet)에 대해 정의된 패킷 지연 버짓(Packet Delay Budget)내에 축적 가능한 에너지의 양을 증대할 수 있다. 이렇게 연속되는 상향링크 TTI를 번들이라 하며, 연속되는 상향링크 TTI의 수를 번들 크기(Bundle Size)라 한다. 이러한 번들내의 부프레임들(Subframes)은 동일한 변조코딩기법(Modulation Coding Scheme, MCS) 및 주파수 대역폭(Frequency Bandwidth)을 사용해야 하며, 하나의 상향링크 대역폭 그랜트(Bandwidth Grant) 및 하나의 HARQ 피드백 채널(feedback channel)이 전송된다. 이러한 TTI 번들링을 사용하게 되면 L2 계층의 분할(Segmentation)에 의한 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있으며, L1 및 L2계층의 제어채널 소비를 감소시킬 수 있게 된다. 또한, HARQ 피드백 채널 오류도 줄일 수 있어 궁극적으로 VoIP 용량의 증대를 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TTI 번들링 기법을 보이는 예시도이다. 도 1을 참조하면, VoIP 패킷은 하나의 번들(bundle)내에서 서로 다른 리던던시 버젼(Redundancy Version; RV1, 2)으로 자동 재전송된다. 이렇게 함으로써 L2 분할(Segmentation)에 의해 발생할 수 있는 추가적인 오버헤드를 피할 수 있으며, 또한 재전송으로 인해 부가적으로 발생할 수 있는 L1/L2 제어채널의 소비를 막을 수 있다.
그러나 TTI 번들링 기법은 재전송이 발생할 확률에 따라서 기대되는 성능 개선의 차이가 달라진다. 만약 재전송이 전혀 발생하지 않는 경우, 즉 무선 환경이 아주 좋은 상황에서는 불필요한 자동 재전송에 의해 자원의 낭비가 발생할 수 있게 된다. 또한 번들의 크기(bundle size)에 따라서도 재전송의 발생확률에 따라 성능개선과 불필요한 자동 재전송 사이의 분기점이 존재하게 된다. 따라서 재전송 발생 확률에 따른 TTI 번들링 기법의 활성화 여부 및 번들 크기의 최적화가 성능 개선을 위한 중요한 인자로 작용하게 된다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 HARQ 피드백 타이밍을 보이는 예시도이다. TTI 번들링 기법에서 HARQ 피드백은 번들당 한번 만 전송하도록 되어 있으며, HARQ 피드백을 전송하는 시점도 번들내의 첫 부프레임을 수신하였을 경우부터 마지막 부프레임을 수신하였을 경우로 다르게 설정할 수 있다. 이러한 HARQ 피드백 타이밍에 따라서 도 2a 및 2b에서와 같이 두 가지의 방안이 존재할 수 있다.
도 2a는 첫번째 방안으로서 HARQ 피드백이 번들의 마지막 부프레임을 수신한 후 전송된다. 번들의 크기가 4이고, 번들의 부프레임이 k, k+1, k+2, k+3에 전송되었다고 가정했을 때, 마지막 부프레임에 대한 ACK/NACK 피드백 타이밍은 k+7이며, 만약 NACK가 수신되었다면, LTE(long term evolution) 시스템에서 이 번들을 재전송하기 위한 가장 빠른 타이밍은 k+11이 된다. 하지만 LTE FDD 상향링크에 대해 동기(Synchronous) HARQ가 설정되어 있고, 8 HARQ 프로세스(Process)들이 있기 때문에 해당 번들의 재전송은 k+16으로 지연되어야 한다. 따라서 첫번째 방안에서 TTI 번들링에 따른 HARQ RTT(Round Trip Time)는 16 TTI가 되며, 이는 일반적인 HARQ RTT와 비교해서 두 배가 된다.
첫번째 방안의 이점은 패킷이 모두 전송된 이후 HARQ 피드백이 전송되므로 전체 번들의 상태를 실질적으로 반영하기 때문에 불필요한 재전송으로 인한 자원 낭비가 없다는 것이다. 하지만 첫번째 방안은 HARQ RTT가 두 배로 증가되며, 또한 에너지 축적 속도가 일반적인 HARQ RTT보다 느려진다는 단점이 있다.
도 2b는 두번째 방안으로서 첫번째 방안과는 달리 HARQ 피드백 타이밍이 번들의 첫 번째 부프레임에 기준하여 전송된다. 따라서 TTI 번딩 번들링에 따라 HARQ RTT가 증가되지 않게 되지만, HARQ 피드백이 NACK로 전송되었음에도 불구하고 전체 번들을 수신한 이후 기지국(eNodeB)이 패킷을 정상적으로 복구할 수 있는 상황이 발생할 수 있기 때문에 불필요한 재전송 및 자원 낭비의 확률이 존재하게 된다. 하지만 첫번째 방안과 비교하여 패킷 복조를 위한 에너지 축적 속도는 빨라지게 되며, 채널 상황이 매우 좋지 않은 경우에는 보다 좋은 성능을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응적 TTI 재전송 방법의 절차를 보이는 플로우 챠트이다. 사용자 단말(UE)은 RRC(radio resource control) 연결(Connected) 상태이며, 상향링크로 전송할 트래픽(traffic)이 발생한 상태이다(S110). CQI(channel quality indicator), RSSI(received signal strength indicator), CINR(carrier to interference and noise ratio) 등의 현재 사용자 단말의 무선 구간 품질(Radio Link Quality)을 모니터링(Monitoring)한다(S120). 모니터링된 무선 구간 품질을 기반으로 TTI 번들링을 활성화(Enable)할 것인지 결정한다(S130). 예를 들어, CQI를 기준값으로 사용할 경우 측정된 CQI가 미리 설정된 임계값인 CQITTI 값보다 작을 경우 TTI 번들링을 활성화한다. 반대로 측정된 CQI가 CQITTI 값보다 클 경우 TTI 번들링을 활성화하지 않는다. TTI 번들링이 활성화될 경우 TTI 번들링과 관련된 설정 파라미터들을 결정 또는 변경한다(S140). 즉, 번들 크기 및 HARQ 피드백 타이밍을 결정한다. 번들 크기 및 HARQ 피드백 타이밍 결정도 측정된 무선 구간 품질에 따라서 결정된다. 예를 들어, 판단의 근거가 CQI일 경우 아래 표 1을 사용하여 번들 크기 및 HARQ 피드백 타이밍을 결정할 수 있다. 일 실시예로, 측정된 CQI가 6 이상일 경우에 TTI 번들링을 활성화하지 않고, CQI가 5 이하일 경우에만 TTI 번들링을 활성화 할 수 있다. 아울러, CQI 값이 4, 5일 경우에는 번들의 크기는 2로 HARQ 피드백 타이밍은 상기 도 2b의 두번째 방안으로 설정할 수 있고, CQI 값이 2, 3일 경우에는 번들의 크기는 4로 HARQ 피드백 타이밍은 상기 도 2b의 두번째 방안으로 설정할 수 있다. CQI 값이 1이하일 경우에는 번들의 크기는 4로 HARQ 피드백 타이밍은 상기 도 2a의 첫번째 방안으로 설정할 수 있다.
CQI (q) TTI Bundling Bundle Size HARQ Feedback Timing
q > 6 Disable N/A N/A
5 Enable 2 두번째 방안
4 Enable 2 두번째 방안
3 Enable 4 두번째 방안
2 Enable 4 두번째 방안
q<=1 Enable 4 첫번째 방안
TTI 번들링과 관련된 설정사항을 결정 또는 변경한 후 TTI 번들링과 관련된 설정사항의 보정을 위한 정정 오프셋(Correction Offset)값을 산출한다(S150). TTI 번들링에 의한 예상 성능과 설정이 목표(Target) 범위를 벗어날 경우 정정 오프셋을 이용하여 보정을 수행하기 위한 것이다. 이때 사용 가능한 목표 범위의 기준값은 목표 PER(Packet Error Rate), 목표 지연(Target Delay) 또는 특정 기간 동안의 재전송 횟수의 설정 값 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 예를 들어 특정 기간동안의 재전송 횟수가 보정의 기준값으로 사용될 경우, TTI 번들링이 활성화되며, 기지국은 재전송 횟수를 측정할 주기를 설정하고 이 기간 동안의 재전송 횟수를 측정한다. 이값이 목표값보다 클 경우 TTI 번딩 번들링의 설정 변수들을 보다 보수적으로 관리하기 위한 오프셋 값을 선택하고 다음 설정에 이값을 반영할 수 있도록 한다. 이러한 정정 오프셋값을 통하여 초기 설정 오류에 따른 보정을 수행할 수 있게 될 것이며, TTI 번들링에 의한 성능 개선을 최대화할 수 있게 된다.
이후 데이터 전송 계속 여부를 판단하여(S160), 데이터를 계속 전송하는 경우 무선 구간 품질 측정 단계부터 다시 수행을 하며, 데이터를 계속 전송하지 않는 경우 절차를 종료한다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (12)

  1. 이동통신 시스템으로서,
    무선 구간 품질을 기준으로 TTI 번들링(transmit time interval bundling)의 활성화 여부를 결정하는 이동통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 구간의 품질을 판단하는 조건은,
    CQI(channel quality indicator), RSSI(received signal strength indicator) 및 CINR(carrier to interference and noise ratio) 중 적어도 어느 하나의 품질 지시자를 사용하는 이동통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 TTI 번들링이 활성화 될 경우, TTI 번들링과 관련된 파라미터의 설정사항을 결정 또는 변경하는 이동통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 TTI 번들링과 관련된 파라미터의 설정사항은, TTI 번들 크기(Bundle Size) 및 HARQ 피드백 타이밍(Feedback Timing)을 포함하는 이동통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 TTI 번들링과 관련된 파라미터의 설정사항은, 미리 설정된 목표(Target) 범위를 벗어날 경우 정정 오프셋(correction offset)을 이용하여 보정을 수행하는 이동통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 목표 범위는, 목표 PER(Target Packet Error Rate), 목표 지연(Target Delay) 또는 소정 기간 동안의 재전송 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동통신 시스템.
  7. 적응적 TTI 재전송 방법으로서,
    무선 구간 품질을 기준으로 TTI 번들링(transmit time interval bundling)의 활성화 여부를 결정하는 단계를 포함하는 적응적 TTI 재전송 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선 구간의 품질을 판단하는 조건은,
    CQI(channel quality indicator), RSSI(received signal strength indicator) 및 CINR(carrier to interference and noise ratio) 중 적어도 어느 하나의 품질지시자를 사용하는 적응적 TTI 재전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 TTI 번들링이 활성화 될 경우, TTI 번들링과 관련된 파라미터의 설정사항을 결정 또는 변경하는 단계를 더 포함하는 적응적 TTI 재전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 TTI 번들링과 관련된 파라미터의 설정사항은, TTI 번들 크기(Bundle Size) 및 HARQ 피드백 타이밍(Feedback Timing)을 포함하는 적응적 TTI 재전송 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 TTI 배열은, 미리 설정된 목표(Target) 범위를 벗어날 경우 정정 오프셋(correction offset)을 이용하여 보정을 수행하는 적응적 TTI 재전송 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 목표 범위는, 목표 PER(Target Packet Error Rate), 목표 지연(Target Delay) 및 소정 기간 동안의 재전송 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동통신 시스템.
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