KR20120121859A - 자원 할당 방법 및 장치, 그리고 자원 할당 정보 신호의 수신 방법 및 장치 - Google Patents

자원 할당 방법 및 장치, 그리고 자원 할당 정보 신호의 수신 방법 및 장치 Download PDF

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KR20120121859A
KR20120121859A KR1020120044327A KR20120044327A KR20120121859A KR 20120121859 A KR20120121859 A KR 20120121859A KR 1020120044327 A KR1020120044327 A KR 1020120044327A KR 20120044327 A KR20120044327 A KR 20120044327A KR 20120121859 A KR20120121859 A KR 20120121859A
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subframes
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fdd
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박지수
이숙진
박윤옥
권동승
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한국전자통신연구원
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Abstract

HARQ 타이밍 조정 방법이 제공된다. 기지국은 시스템 환경에 따라 이동국의 HARQ 타이밍을 조정하고, 조정한 HARQ 타이밍 정보를 포함하는 무선 자원 할당 신호를 이동국으로 전송한다. 이동국은 HARQ 타이밍 정보에 따라 HARQ 타이밍을 조정하고, 조정한 HARQ 타이밍에 맞추어 HARQ 신호를 전송한다.

Description

자원 할당 방법 및 장치, 그리고 자원 할당 정보 신호의 수신 방법 및 장치{method and apparatus for resource allocation, and method and apparatus for receiving resource allocation information signal}
본 발명은 자원 할당 방법 및 장치, 그리고 자원 할당 정보 신호의 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
광대역 무선 접속 시스템은, 차세대 무선 통신 방식으로서 고속의 데이터 패킷 전송, 적은 지연 및 통신의 신뢰성 확보를 위하여 HARQ 프로세스를 지원하고, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키기 위한 다중 입력 다중 출력(multi-input multi-output, MIMO) 기술을 채택한다.
무선 통신 방식에서 일반적으로 기지국은 상향링크 및 하향링크에 대하여 데이터 전송 시에 사용되는 무선 자원(radio resource)을 스케줄(schedule)한다. 이때 전송 시간 단위로서 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)를 사용하는데, TTI는 무선 인터페이스(radio air interface) 상에서 부호화된 패킷(encoded packet)에 대한 물리계층의 전송 지속기간(duration)이며, 슬롯(slot) 혹은 부프레임의 정수(integer number) 형태로 표현한다. 즉, 하나의 TTI는 1개의 슬롯 혹은 부프레임 길이만큼을 점유하는 패킷의 전송 지속기간이며, n TTI는 n개의 슬롯 혹은 부프레임 길이만큼의 패킷(subpacket 혹은 data packet, data burst)의 전송 지속기간을 나타낸다.
데이터 버스트는 하나의 부프레임에 걸쳐 전송되거나 연속된 다수의 부프레임에 걸쳐 전송될 수 있다. 하나의 부프레임으로 전송되는 단위를 하나의TTI(one TTI, OTTI)라 하며, OTTI가 기본(default)으로 되어 있다. 연속된 다수의 부프레임에 걸쳐 전송되는 단위를 긴 TTI(long TTI, LTTI)라 하며, FDD 전송 모드에서는 LTTI가 4개의 부프레임 길이로 정의되어 있다.
최근 광대역 무선 접속 시스템에서는 다양한 트래픽 서비스 유형이 발생함에 따라 효율적인 무선 자원을 이용하기 위하여 다양한 유형의 자원 할당 방식의 지원이 요구된다. 기존의 무선 자원 할당(dynamic resource allocation) 방식 또는 스케줄링(dynamic scheduling) 방식은 프레임 또는 부프레임 단위 기반(frame-by-frame basis or subframe-by-subframe basis)으로 사용자에게 무선 자원을 할당하는 방식으로서, 주어진 프레임 또는 부프레임 내에서 각 사용자에게 개별적으로 무선 채널의 상태에 따라 매번 선 자원 할당 정보 신호를 전송한다. 자원 할당 정보 신호에 해당하는 무선 자원의 소비로 인한 오버헤드 때문에, 고정된 크기의 프레임 또는 부프레임에서 다양한 유형의 트래픽 서비스를 제공받는 사용자에게 제공할 수 있는 가용 무선 자원의 양이 줄어든다.
또한 연속하여 이웃하는 부프레임에 걸쳐 데이터 버스트를 전송하는 경우, 즉 LTTI 단위로 데이터 버스트를 전송하는 경우, 첫 번째 부프레임에서만 자원 할당 정보 신호를 전송하고, 나머지 부프레임에서는 데이터 버스트만 전송하면 되므로 자원 할당 정보 신호의 전송으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다. 그러나 데이터 버스트의 오류가 임의의 한 부프레임에서 발생하여 검출될 경우, LTTI 길이에 해당하는 전체 데이터 버스트 패킷 길이의 무선 자원을 재할당해야 한다. 따라서 LTTI에 해당하는 재전송으로 인한 무선 자원의 소비가 증가하고 응답 신호의 대기 시간이 길어지고, 이에 따라 패킷 전송 시간의 지연이 발생하여 전송 속도 효율이 떨어진다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 전송 효율을 증가시킬 수 있는 자원 할당 방법 및 장치, 그리고 자원 할당 정보 신호의 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 기지국의 자원 할당 방법이 제공된다. 상기 자원 할당 방법은, 한 프레임에서 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원을 복수의 부프레임에 각각 할당하는 단계, 상기 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 자원 할당 정보 신호를 하나의 부프레임을 통해 이동국으로 전송하는 단계를 포함한다.
각 데이터 버스트는 하나의 부프레임에 해당하는 전송 시간 간격의 길이를 가질 수 있다.
상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하며, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 이때, 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송될 수 있다. 상기 lr은 (l+r)로 정의되고, 상기 l과 r은 0 이상의 정수이다.
상기 자원 할당 방법은, 상기 이동국으로부터 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 피드백 신호는 상기 복수의 상향링크 부프레임 중 인덱스가 nr인 부프레임에서 전송될 수 있다. 이때, D>U인 경우 상기 nr은 아래의 수학식 1로 정의되고, D≤U인 경우 상기 nr은 lr-K2로 정의될 수 있다.
Figure pat00001
상기 D는 상기 복수의 하향링크 부프레임의 개수이며, 상기 U는 상기 복수의 상향링크 부프레임의 개수이고, 상기 K1은 floor((D-U)/2)로 정의되고, 상기 K2는 -ceil((U-D)/2)로 정의되며, 상기 r은 0부터 (D-l-1) 사이의 정수이다.
상기 한 프레임은 복수의 FDD(frequency division duplex) 부프레임을 포함할 수 있으며, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 FDD 부프레임일 수 있다. 이때, 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 FDD 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의될 수 있다. 상기 l과 r은 0 이상의 정수이다.
상기 자원 할당 방법은, 상기 이동국으로부터 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 피드백 신호는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 nr인 부프레임에서 전송될 수 있다. 상기 nr은 ceil(lr+F/2) mod F로 정의될 수 있다. 상기 F는 상기 복수의 FDD 부프레임의 개수이고, 상기 r은 0부터 (F-l-1) 사이의 정수이다.
상기 자원 할당 방법은, 상기 이동국으로 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송될 수 있다. D≥U인 경우 상기 lr은 수학식 2로 정의되고, D<U인 경우 상기 lr은 수학식 3으로 정의될 수 있다. 상기 D는 상기 복수의 하향링크 부프레임의 개수이며, 상기 U는 상기 복수의 상향링크 부프레임의 개수이고, 상기 K1은 floor((D-U)/2)로 정의되고, 상기 K2는 -ceil((U-D)/2)로 정의된다.
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 상향링크 부프레임 중에서 인덱스가 mr인 부프레임에서 전송될 수 있다. 이때, D≥U인 경우 상기 mr은 수학식 4로 정의되고, D<U인 경우 상기 mr은 수학식 5로 정의될 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
상기 자원 할당 방법은, 상기 피드백 신호가 NACK인 경우, 상기 다음 프레임의 복수의 상향링크 부프레임 중 인덱스가 mr인 부프레임에서 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트를 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자원 할당 방법은, 상기 이동국으로 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 한 프레임은 복수의 FDD 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 그리고 상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의될 수 있다. 상기 l과 r은 0 이상의 정수이다.
상기 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중에서 인덱스가 mr인 FDD 부프레임에서 전송될 수 있다. 이때, 상기 mr은 ceil(lr+F/2) mod F로 정의되고, 상기 F는 상기 복수의 FDD 부프레임의 개수이고, 상기 r은 0과 (F-l-1) 사이의 정수일 수 있다.
상기 자원 할당 방법은, 상기 피드백 신호가 NACK인 경우, 상기 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 mr인 FDD 부프레임에서 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트를 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동국이 기지국으로부터 자원 할당 정보 신호를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 수신 방법은, 상기 기지국으로부터 하나의 부프레임을 통해 자원 할당 정보 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 하나의 부프레임에서 상기 자원 할당 정보 신호를 확인하는 단계를 포함한다. 상기 자원 할당 정보 신호는, 한 프레임에서 복수의 부프레임에 각각 할당된 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함한다.
각 데이터 버스트는 하나의 부프레임에 해당하는 전송 시간 간격의 길이를 가질 수 있다.
상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 이때, 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의되고, 상기 l과 r은 0 이상의 정수일 수 있다.
상기 한 프레임은 복수의 FDD 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 FDD 부프레임일 수 있다. 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 FDD 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의되고, 상기 l과 r은 0 이상의 정수일 수 있다.
상기 수신 방법은, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 그리고 상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의되고, 상기 l과 r은 0 이상의 정수일 수 있다.
상기 수신 방법은, 상기 기지국으로부터 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 한 프레임은 복수의 FDD 부프레임을 포함하고, 상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임일 수 있다. 그리고 상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고, 상기 lr은 (l+r)로 정의되고, 상기 l과 r은 0 이상의 정수일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제어부와 송수신부를 포함하는 자원 할당 장치가 제공된다. 상기 제어부는, 한 프레임에서 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원을 복수의 부프레임에 각각 할당하고, 상기 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보 신호를 생성한다. 상기 송수신부는 상기 자원 할당 정보 신호를 하나의 부프레임을 통해 이동국으로 전송한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 송수신부와 제어부를 포함하는 수신 장치가 제공된다. 상기 송수신부는 기지국으로부터 하나의 부프레임을 통해 자원 할당 정보 신호를 수신하고, 상기 제어부는 상기 하나의 부프레임에서 상기 자원 할당 정보 신호를 확인한다. 상기 자원 할당 정보 신호는, 한 프레임에서 복수의 부프레임에 각각 할당된 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 하나의 MAP를 이용하여 하나 이상의 데이터 버스트의 할당과 송수신이 가능하므로, 복수의 데이터 버스트를 할당함에 따른 MAP의 오버헤드를 줄이고, 오버헤드 감소로 인한 무선 자원의 이득을 개선할 수 있다.
또한 하나의 MAP으로 복수의 데이터 버스트에 대한 일반화된 하향링크/상향링크 송수신 시점을 제공함으로써 시스템 구현을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 접속 시스템의 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 TDD 프레임 구조에서 하향링크 자원 할당 방식의 한 예를 나타낸다.
도 3은 TDD 프레임 구조에서 LTTI 데이터 버스트의 하향링크 자원 할당 방식에 대한 하향링크 HARQ 동작의 한 예를 나타낸다.
도 4는 TDD 프레임 구조에서 상향링크 자원 할당 방식의 한 예시를 나타낸다.
도 5는 TDD 프레임 구조에서 LTTI 데이터 버스트의 상향링크 자원 할당 방식에 대한 상향링크 HARQ 동작의 한 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법에서의 HARQ 처리의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법에서의 HARQ 처리의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 장치의 블록도이다.
도 13는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 정보 신호의 수신 장치의 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 이동국(mobile station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 접속 시스템의 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 복수의 슈퍼프레임(SU0-SU3)이 연속되며, 각 슈퍼프레임은 복수의 프레임(F0, F1, F2, F3)을 포함하고, 각 프레임은 복수의 부프레임을 포함한다. 각 슈퍼프레임의 제일 앞에는 슈퍼프레임 헤더가 위치한다. 도 1에서는 하나의 슈퍼프레임에서 프레임의 개수가 4개이고, 하나의 프레임에서 부프레임의 개수(F)가 8개인 구조를 도시하였다.
이때, TDD(time division duplex) 모드인 경우, TDD 프레임의 복수의 부프레임은 DL 부프레임(DLSF0-DLSF4)과 UL 부프레임(ULSF0-ULSF2)으로 분할된다. DL 부프레임과 UL 부프레임 사이에 스위칭이 일어나는 위치에 TTG(transmit/receive transition gap)가 삽입되고, TDD 프레임의 끝에는 RTG(receive/transmit transition gap)가 삽입되어 있다. 도 1에는 DL 부프레임과 UL 부프레임의 비, 즉 D:U가 5:3인 프레임 구조를 예시하였으며, 기지국과 이동국의 HARQ 처리 시간(processing time)을 3 부프레임으로 가정하였다. 즉, 이동국에서 기지국이 전송한 데이터 버스트 또는 MAP을 수신하여 복호하고 상향링크로 피드백 신호 또는 데이터 버스트를 전송하는데 걸리는 처리 시간이 3 부프레임이고, 기지국에서 이동국이 전송한 데이터 버스트를 수신하여 복호하고 하향링크로 피드백 신호를 전송하는데 걸리는 처리 시간과 하향링크 데이터 버스트에 대한 상향링크 HARQ 피드백을 수신하여 복호하는데 걸리는 처리 시간이 3 부프레임인 것으로 가정하였다.
FDD(frequency division duplex) 모드인 경우, FDD 프레임의 모든 부프레임(SF0-SF7)이 하향링크와 상향링크(DL/UL)에 사용될 수 있다. FDD 프레임의 끝에는 휴지 구간(IDLE)이 위치한다.
표 1은 채널 대역폭(channel bandwidth, channel BW)과 CP 비(CP ratio)에 따른 TDD 프레임과 FDD 프레임 구조를 나타낸다.
Figure pat00006
다음 일반적인 무선 접속 시스템에서의 동작 자원 할당 방법에 대해서 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명한다.
도 2는 TDD 프레임 구조에서 하향링크 자원 할당 방식의 한 예를 나타낸다.
도 2를 참고하면, 하향링크 자원 할당 방식에서 임의의 하향링크 부프레임에 하향링크 데이터 버스트를 할당 및 전송할 경우, 하향링크 데이터 버스트 할당과 동일한 부프레임에 위치한 하향링크 정보 신호 할당 영역(MAP region)을 통해 하향링크 자원 할당 정보 신호(DL MAP)가 전송된다. DL MAP은 각 사용자에게 하향링크 데이터 버스트의 할당 정보를 제공하는 것으로, 해당 하향링크 부프레임에 할당된 데이터 버스트를 복호하기 위한 모든 자원 할당 제어 정보를 포함한다.
임의의 하향링크 부프레임에서, 기지국이 OTTI 길이로 부호화된 하향링크 데이터 버스트 전송을 위해 자원 할당 방식으로 하향링크 무선 자원을 임의의 사용자(이동국)에게 할당할 경우, DL MAP과 하향링크 데이터 버스트가 동일한 하나의 부프레임에서 전송된다. 또한 다른 하향링크 부프레임에서의 자원 할당 방식에도 동일한 방식이 적용된다.
도 2에 도시된 예와 같이, 모든 하향링크 부프레임에 또는 연속하는 일부 하향링크 부프레임에 걸쳐 연속하는 OTTI 길이의 하향링크 데이터 버스트를 자원 할당 방식으로 할당할 경우, DL MAP은 이전 자원 할당과 연속하여 이웃하는 부프레임에서 다시 전송되므로 DL MAP이 하향링크 데이터 버스트 수만큼 필요하다.
임의의 한 프레임에서 하향링크 데이터 버스트의 LTTI 전송은, 하나의 DL MAP을 사용하여 하나의 부호화된 하향링크 데이터 버스트를 여러 하향링크 부프레임에 걸쳐 동일한 자원 크기로 동일한 위치에서 전송하는 것으로, LTTI 길이의 데이터 버스트가 전송된다. 연속하는 부프레임에 걸쳐 데이터 버스트를 전송할 때 필요한 복수의 MAP을 하나로 줄임으로써, 오버헤드 감소로 인한 무선 자원의 이득 을 개선할 수 있다. 그러나 LTTI 길이로 하향링크 데이터 버스트를 전송할 경우, 재전송시의 전송 속도 지연과 무선 자원의 낭비가 발생한다.
도 3은 TDD 프레임 구조에서 LTTI 데이터 버스트의 하향링크 자원 할당 방식에 대한 하향링크 HARQ 동작의 한 예를 나타낸다.
도 3을 참고하면, 하향링크 LTTI 데이터 버스트를 재전송하는 경우, 즉 임의의 하향링크 부프레임 중 한 곳(예를 들면, 하향링크 부프레임 #1)에서 전송 오류가 발생하여 재전송이 필요한 경우, 전체 데이터 버스트를 LTTI 길이로 재전송해야 한다. 따라서 OTTI 데이터 버스트 전송 방식과 비교하여 재전송에 의한 무선 자원의 낭비가 더 크게 발생하고, 재전송의 타이밍에 의해 전송 완료 시간의 지연이 발생하여 데이터 전송 레이턴시(latency)가 증가한다.
OTTI 데이터 버스트를 전송하는 경우, 수신측에서의 복호화 성공 또는 실패에 따른 ACK/NACK 등의 HARQ 피드백 전송과 데이터 버스트(HARQ subpacket)의 재전송(retransmission, ReTx)에 대한 HARQ 타이밍은 아래 표 2 및 표 3과 같이 정의될 수 있다.
표 2는 FDD 및 TDD 하향링크 HARQ 타이밍을 나타내고, 표 3은 FDD 및 TDD 상향링크 HARQ 타이밍을 나타낸다.
FDD TDD
DL HARQ Subpacket(data burst) Tx m = l
- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where the MAP for one TTI transmission is transmitted.
- m is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where HARQ subpacket begins its transmission.		 m = l
- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1), where the MAP for one TTI transmission is transmitted.
- m is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering (D-1), where HARQ subpacket begins its transmission.
UL HARQ feedback Tx
n=ceil(m + F/2) mod F

- n is the reference for the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (F-1).
- F is the number of subframes by the frame configuration.		 For D>U
Figure pat00007

For D≤U
n = m - K
where,
- n is the reference for the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (U-1), where the HARQ acknowledgement is sent.
UL HARQ Subpacket Tx m=ceil(l + F/2) mod F

- m is the reference to the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (F-1), where HARQ subpacket begins its transmission
- F is the number of subframes by the frame configuration.
- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where the MAP is transmitted or the HARQ acknowledgement is sent. 		For D≥U
Figure pat00008

For D<U
Figure pat00009

For long TTI
m = 0
- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1), where the MAP is transmitted or the HARQ acknowledgement is sent.
- m is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (U-1), where HARQ subpacket begins its transmission
DL HARQ feedback Tx n = l n = l
UL HARQ Subpacket
(data burst) ReTx		 m m
표 2 및 표 3에서, 파라미터 l은 자원 할당 정보를 포함하는 MAP이 전송되는 부프레임 인덱스를 나타내며, 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다. UL HARQ에 대하여 파라미터 l은 동기식 HARQ 프로세스에 따라 HARQ 피드백이 전송되는 위치인 하향링크 부프레임 인덱스를 지시할 수도 있다.
m은 HARQ 부패킷(데이터 버스트)의 전송이 시작되는 부프레임 인덱스를 나타낸다. 하향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷) 전송의 경우 m은 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다. 상향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷) 전송의 경우, m은 상향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (U-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다.
n은 HARQ 피드백이 전송되는 부프레임 인덱스, 즉 HARQ 피드백 부프레임 인덱스를 나타낸다. 하향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷)의 HARQ 피드백인 경우, n은 첫 번째 UL 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (U-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다. 상향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷)의 HARQ 피드백인 경우, n은 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다.
mod는 모듈로(modulo) 연산을 일컫는 것으로, a=(x)mod(y)는 x를 y로 나눈 나머지 값이 a와 같다는 의미이다. K는 TDD 모드에 대하여 채널 대역폭, 부프레임 수 등의 시스템의 능력에 따라 결정되는 파라미터로서 HARQ 타이밍 동작 간격을 결정하는 기준 타이밍 간격을 얻는데 사용된다.
ceil(x) 함수는 매개 변수 x에 지정된 숫자나 표현식의 올림 값을 반환하며, 숫자의 올림 값은 이 숫자보다 크거나 같은 가장 가까운 정수이다. floor(x) 함수는 매개 변수 x에 지정된 숫자 또는 표현식의 내림 값을 반환하며, 내림 값은 지정된 숫자나 표현식보다 작거나 같은 가장 가까운 정수이다.
도 4는 TDD 프레임 구조에서 상향링크 자원 할당 방식의 한 예시를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 상향링크 자원 할당 방식에서 임의의 상향링크 부프레임에 상향링크 데이터 버스트를 할당 및 전송할 경우, 상향링크 데이터 버스트 할당과 하향링크 정보 신호 할당 영역(MAP region)내의 MAP의 타이밍을 고려하여 상향링크 자원 할당 정보 신호(UL MAP)이 전송된다. UL MAP은 각 사용자에게 상향링크 데이터 버스트의 할당 정보를 제공하는 것으로, 상향링크 데이터 버스트를 부호화하기 위한 모든 자원 할당 제어 정보를 포함한다.
임의의 사용자(이동국)가 OTTI 길이로 부호화된 상향링크 데이터 버스트를 전송하도록 자원 할당 방식으로 상향링크 무선 자원을 할당할 경우, 기지국은 하나의 UL MAP을 임의의 하향링크 부프레임에서 전송하고, 이동국은 하나의 상향링크 데이터 버스트를 해당 상향링크 부프레임에서 기지국으로 전송한다. 다른 상향링크 자원 할당 방식에도 동일한 방식이 적용된다.
도 4에 도시된 예와 같이, 모든 상향링크 부프레임 또는 연속하는 일부 상향링크 부프레임에 걸쳐 연속하는 OTTI 길이의 상향링크 데이터 버스트를 자원 할당 방식으로 할당할 경우, 상향링크 부프레임에서 상향링크 데이터 버스트를 연속하여 전송하기 위해서 이웃하는 하향링크 부프레임에서 UL MAP이 연속하여 전송되므로, UL MAP이 상향링크 데이터 버스트 수만큼 필요하다.
임의의 한 프레임에서 상향링크 데이터 버스트의 LTTI 전송은, 하나의 UL MAP을 사용하여 하나의 부호화된 상향링크 데이터 버스트를 여러 상향링크 부프레임에 걸쳐 동일한 자원 크기로 동일한 위치에서 전송하는 것으로, LTTI 길이의 데이터 버스트가 전송된다. 앞서 설명한 것처럼, MAP의 사용량을 줄임으로써 오버헤드 감소로 인한 무선 자원의 이득을 개선할 수 있다. 그러나 LTTI 길이로 상향링크 데이터 버스트를 전송할 경우 재전송시의 전송 속도 지연과 무선 자원의 낭비가 발생한다.
도 5는 TDD 프레임 구조에서 LTTI 데이터 버스트의 상향링크 자원 할당 방식에 대한 상향링크 HARQ 동작의 한 예를 나타낸다.
도 5를 참고하면, 상향링크 LTTI 데이터 버스트를 재전송하는 경우, 즉 임의의 상향링크 부프레임 중 한 곳(예를 들면, 상향링크 부프레임 #2)에서 전송 오류가 발생하여 재전송이 필요한 경우, 전체 데이터 버스트를 LTTI 길이로 재전송해야 한다. 따라서 OTTI 데이터 버스트 전송 방식과 비교하여 재전송에 의한 무선 자원의 낭비가 더 크게 발생하고, 재전송의 타미밍에 의해 전송 완료 시간의 지연이 발생하여 데이터 전송 레이턴시가 증가한다.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 방법에 대해서 도 6 내지 도 11을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 6 내지 도 8을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 기지국은 한 프레임에서 하나 또는 복수의 하향링크 데이터 버스터를 전송하기 위한 하나 또는 복수의 무선 자원을 하나 또는 복수의 이웃하는 하향링크 부프레임에 각각 할당한다(S610). 기지국은 하나 또는 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 DL MAP을 생성한다(S620). 그리고 기지국은 DL MAP을 하나의 하향링크 부프레임으로 전송하고(S630), 이동국은 부프레임에서 DL MAP을 확인한다(S640). 또한 기지국은 하나 또는 복수의 하향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 하향링크 데이터 버스트를 연속하여 전송한다(S650).
이때, 하향링크 부프레임에 할당되는 하향링크 다중 OTTI 데이터 버스트 각각에 대하여, 물리(physical, PHY) 계층의 전송 구분, 즉 데이터 버스트의 부호화된 HARQ 패킷을 구분하기 위한 HARQ 처리(또는 채널) 식별 정보인 HARQ 채널 식별자(identifier, ID)가 할당될 수 있다. 다중 할당 정보를 포함하는 경우의 채널 ID 구분 방법은 DL MAP에서 할당한 모든 데이터 버스트에 대하여 각각 채널 ID를 포함하는 명시적(explicit) 방법을 이용하거나, DL MAP에 최초 데이터 버스트에 대한 채널 ID만을 부여하고 나머지 데이터 버스트에 대한 채널 ID는 전체 채널 ID에서 순차적으로 할당하는 비명시적(implicit) 방법을 이용할 수 있다.
또한 연속되는 하향링크 부프레임에 복수의 하향링크 데이터 버스트의 위치와 크기를 동일하게 할당함으로써, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 거의 동일한 다이버시티 채널 특성 효과를 얻을 수 있다. 일정 시간 동안 주파수 채널 특성이 좋은 환경에서 운용하는 방식인 주파수 대역 선택(frequency band selection) 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 대역(band) AMC(adaptive modulation & coding) 효과로 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참고하면, 하향링크 부프레임 #0(DL SF0)에서 다중 할당 제어 정보를 포함하는 하나의 DL MAP을 이용하여, 복수의 부프레임, 예를 들면 5개의 연속하는 부프레임에 걸쳐 OTTI 전송 길이로 각각 따로 부호화된 복수의 데이터 버스트가 할당된다. 또한 하향링크 부프레임 #2(DL SF2)에서 하나의 DL MAP을 이용하여, 복수의 부프레임, 예를 들면 3개의 부프레임에 걸쳐 OTTI 전송 길이로 각각 따로 부호화된 복수의 데이터 버스트가 할당된다.
표 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 방법에서의 하향링크 HARQ 타이밍을 나타낸다. 즉, 표 4는 하나의 MAP을 이용하여 적어도 하나의 하향링크 데이터 버스트가 전송되는 경우, 각 하향링크 데이터 버스트의 전송과 이에 해당하는 각 상향링크 HARQ 피드백의 전송 등에 대한 송수신 타이밍을 나타낸다.
FDD TDD
DL HARQ Subpacket
(data burst) Tx		 mr = l + r
where,
Figure pat00010

- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where the MAP for single or multiple one TTI transmission is transmitted.
- r is the index of DL data burst(HARQ subpacket) to be allocated for single or multiple one TTI transmission.
- mr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering (F-1), where HARQ subpacket of index r begins its transmission.		 mr = l + r
where,
Figure pat00011

- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1), where the MAP for single or multiple one TTI transmission is transmitted.
- r is the index of DL data burst(HARQ subpacket) to be allocated for single or multiple one TTI transmission.
- mr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering (D-1), where HARQ subpacket of index r begins its transmission.
UL HARQ feedback Tx
nr = ceil(mr + F/2) mod F

- nr is the reference for the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (F-1), where the HARQ acknowledgement for r-th HARQ subpacket to be transmitted on mr is sent.
- F is the number of subframes by the frame configuration.		 For D>U
Figure pat00012

For D≤U
nr = mr - K
where,
Figure pat00013

Note:
- nr is the reference for the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (U-1), where the HARQ acknowledgement for r-th HARQ subpacket to be transmitted on mr is sent.
표 4에서, 파라미터 l은 하나 또는 복수의 데이터 버스트에 대한 하향링크 자원 할당 정보를 포함하는 하나의 MAP이 전송되는 하향링크 부프레임 인덱스를 나타내며, 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다.
r은 하나 또는 복수의 하향링크 데이터 버스트에 대한 버스트 인덱스를 나타낸다. 즉, 할당된 하향링크 데이터 버스트 수가 하나이면 FDD 모드와 TDD 모드에서 r=0이고, 복수의 데이터 버스트가 다중으로 할당된 경우 TDD 모드에서는 r=0, 1, … , (D-l-1)이고, FDD 모드에서는 r = 0, 1, … , (F-l-1)이다. 가령 r=0는 첫 번째 데이터 버스트에 대한 인덱스를 나타내며, r=1은 할당된 다중 데이터 버스트에서 두 번째 데이터 버스트에 대한 인덱스를 나타내며, TDD 모드에서는 최대 r=(D-l-1) 번째 데이터 버스트의 인덱스와 FDD 모드에서 최대 r=(F-l-1) 번째 데이터 버스트의 인덱스를 나타낸다.
mr은 버스트 인덱스 r에 해당하는 하향링크 데이터 버스트(또는 하향링크 HARQ 부패킷)가 전송되는 하향링크 부프레임 인덱스를 나타낸다.
복수의 하향링크 데이터 버스트가 다중으로 할당되는 경우 인덱스 r은 하향링크 부프레임의 수(D for TDD 또는 F for FDD)와 해당 데이터 버스트의 할당 정보 신호인 DL MAP이 전송되는 하향링크 부프레임 인덱스(l) 등에 의해 결정된다. 이는 인덱스 r에 의해 다중 하향링크 데이터 버스트의 수가 결정됨을 의미한다.
다중 할당 정보를 포함하는 하나의 DL MAP으로 한 프레임 내에 전송할 수 있는 최대 하향링크 데이터 버스트의 개수는 하향링크 부프레임 수와 DL MAP이 전송되는 부프레임의 위치 인덱스(l)의 차로서 TDD 모드에서는 (D-l)이고 FDD 모드에서는 (F-l)이다.
nr은 인덱스 r에 해당하는 HARQ 피드백이 전송되는 부프레임 인덱스, 즉 HARQ 피드백 부프레임 인덱스를 가리키며, 하향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷)의 HARQ 피드백에 대하여 첫 번째 UL 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (U-1)이고, FDD 모드에서는 (F-1)이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 자원 할당 방법에서의 HARQ 처리의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참고하면, 기지국이, i번째 프레임의 하향링크 부프레임 #0(DL SF0)에서 하향링크 다중 할당 제어 정보를 포함하는 하나의 DL MAP을 이용하여, 복수의 하향링크 부프레임, 예를 들면 5개의 하향링크 부프레임에 걸쳐 OTTI 길이로 복수의 하향링크 데이터 버스트를 한 이동국에게 할당한다.
이동국에서 수신한 i번째 프레임의 하향링크 부프레임 #1(DL SF1)에 해당하는 데이터 버스트에 오류가 발생한 경우, 이동국은 NACK 신호인 HARQ 피드백을 전송하고, 기지국은 다음 프레임인 (i+1)번째 프레임에서 해당 데이터 버스트를 재전송한다.
도 8의 예와 같이 재전송 횟수가 3인 경우, 이동국에서 최종적으로 모든 데이터 버스트를 수신하는데 걸리는 시간(latency)은 프레임 단위로 4 프레임이 된다.
도 3의 예에서는 LTTI 데이터 버스트의 1회 재전송에 걸리는 시간(latency)이 프레임 단위로 4 프레임에 해당하므로, 동일한 재전송 횟수일 경우 도 8의 예와 같이 다중 할당 방식으로 데이터 버스트를 전송하는 것이 하향링크 LTTI 데이터 버스트의 전송에 비해 효율적으로 대응할 수 있다. 또한 하나의 OTTI로 전송한 경우와 동일한 전송 속도를 보이면서도, 하나의 MAP를 통해 다중 데이터 버스트를 할당하고 송수신함으로써 복수의 하향링크 데이터 버스트 할당을 위한 DL MAP의 오버헤드를 줄일 수 있다.
다음 도 9 내지 도 11을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 9를 참고하면, 기지국은 한 프레임에서 하나 또는 복수의 상향링크 데이터 버스터를 전송하기 위한 하나 또는 복수의 무선 자원을 하나 또는 복수의 이웃하는 상향링크 부프레임에 각각 할당하고(S910). 기지국은 하나 또는 복수의 무선 자원 대한 할당 정보를 포함하는 UL MAP을 생성한다(S920). 그리고 기지국은 UL MAP을 하나의 하향링크 부프레임으로 전송하고(S930), 이동국은 하향링크 부프레임에서 UL MAP을 확인한다(S940). 또한 이동국은 하나 또는 복수의 상향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 상향링크 데이터 버스트를 전송한다(S950).
이때, 상향링크 부프레임에 할당되는 상향링크 OTTI 데이터 버스트 각각에 대하여, PHY 계층의 전송 구분을 위한 HARQ 채널 ID가 할당될 수 있다. 다중 할당 정보를 포함하는 경우의 채널 ID 구분 방법은 UL MAP에서 할당한 모든 데이터 버스트에 대하여 각각 채널 ID를 포함하는 명시적 방법을 이용하거나, UL MAP에 첫 데이터 버스트에 대한 채널 ID만을 부여하고 나머지 데이터 버스트에 대한 채널 ID는 전체 채널 ID에서 순차적으로 할당하는 비명시적 방법을 이용할 수 있다.
또한 연속되는 상향링크 부프레임에 복수의 상향링크 데이터 버스트의 위치와 크기를 동일하게 할당함으로써, 주파수 다이버시티 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 거의 동일한 다이버시티 채널 특성 효과를 얻을 수 있다. 그리고 주파수 대역 선택 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 대역 AMC 효과로 전송 효율을 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참고하면, 하향링크 부프레임 #0(DL SF0)에서 다중 할당 제어 정보를 포함하는 하나의 UL MAP을 이용하여, 복수의 부프레임, 예를 들면 3개의 상향링크 부프레임에 걸쳐 OTTI 길이로 각각 따로 부호화된 복수의 데이터 버스트가 할당된다. 또한 하향링크 부프레임 #2(DL SF2) 에서 하나의 UL MAP을 이용하여, 복수의 부프레임, 예를 들면 2개의 부프레임에 걸쳐 OTTI 길이로 각각 따로 부호화된 복수의 데이터 버스트가 할당된다.
표 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 방법에서의 상향링크 HARQ 타이밍을 나타낸다. 즉, 표 5는 하나의 MAP을 이용하여 적어도 하나의 상향링크 데이터 버스트가 전송되는 경우, 각 상향링크 데이터 버스트의 전송과 이에 해당하는 각 하향링크 HARQ 피드백의 전송, 그리고 각 상향링크 데이터 버스트의 재전송 등에 대한 송수신 타이밍을 나타낸다.
FDD TDD
UL HARQ Subpacket (data burst) Tx
mr=ceil(lr + F/2) mod F

where
lr = l + r, and
Figure pat00014

- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where the MAP for single or multiple one TTI transmission is transmitted.
- r is the index of UL data burst(HARQ subpacket) to be allocated for single or multiple one TTI transmission.
- lr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1).
- mr is the reference to the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (F-1), where HARQ subpacket of index r begins its transmission
- F is the number of subframes by the frame configuration.
For D≥U
Figure pat00015

and for single burst
lr=l, and r=0,
for multiple burst
Figure pat00016


For D<U and single burst Tx
Figure pat00017

where
Figure pat00018

For D<U and multiple burst Tx
Figure pat00019

where
Figure pat00020


- l is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1), where the MAP for single or multiple one TTI transmission is transmitted.
- r is the index of UL data burst(HARQ subpacket) to be allocated for single or multiple one TTI transmission.
- lr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1)
- mr is the reference to the UL subframe, starting from 0 for the first uplink subframe and numbering up to (U-1), where HARQ subpacket of index r begins its transmission
DL HARQ feedback Tx
nr = lr
- nr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (F-1), where the HARQ acknowledgement is sent.
nr = lr
- nr is the reference to the DL subframe, starting from 0 for the first DL subframe and numbering up to (D-1), where the HARQ acknowledgement is sent.
UL HARQ Subpacket(data burst) ReTx mr mr
표 5에서, 파라미터 l은 하나 또는 복수의 데이터 버스트에 대한 상향링크 자원할당 정보를 포함하는 하나의 UL MAP이 전송되는 하향링크 부프레임 인덱스를 나타내며, 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에는 (F-1)까지의 수로 표현된다.
r은 하나 또는 복수의 상향링크 데이터 버스트에 대한 버스트 인덱스를 나타낸다. 하향링크 부프레임 수가 상향링크 부프레임 수보다 크거나 같은 TDD 프레임 구조(D≥U)의 경우, 상향링크 데이터 버스트 수가 하나이면 r=0이고, 복수의 데이터 버스트가 다중으로 할당된 경우, r=0, 1, …, (U+K-l-1)이다. 하향링크 부프레임 수가 상향링크 부프레임 수보다 작은 TDD 프레임 구조(D<U)의 경우, 상향링크 데이터 버스트 수가 하나이면 r=0이고, 복수의 데이터 버스트가 다중으로 할당되면 l=0인 경우 r=0, …, (l-K)이고, l=D-1인 경우 r=0, …, (U+K-l-1)이고, 0<l<D-1인 경우 r=0이다. FDD 프레임 구조의 경우, 상향링크 데이터 버스트 수가 하나이면 r=0이고, 복수의 데이터 버스트가 다중으로 할당되면 r=0, 1, …, (F-l-1)이다. 가령 r=0는 첫 번째 데이터 버스트에 대한 인덱스를 나타내며, r=1은 두 번째 데이터 버스트에 대한 인덱스를 나타낸다.
파라미터 lr은 자원 할당, 즉 상향링크 데이터 버스트 할당 정보를 포함하는 UL MAP의 전송 시점인 하향링크 부프레임 인덱스 l에 버스트 인덱스 r을 더한 인덱스 값이다. lr은 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고, FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다. 즉, lr은 다중으로 할당된 상향링크 데이터 버스트에 상향링크 HARQ 타이밍을 얻기 위한 가상의 부프레임 인덱스로서, 다중 데이터 버스트 각각에 대한 할당 정보 신호의 전송, 즉 UL MAP 전송 시점에 대한 가상의 부프레임 인덱스를 의미한다.
mr은 버스트 인덱스 r에 해당하는 상향링크 데이터 버스트(또는 상향링크 HARQ 부패킷)가 전송되는 UL 부프레임 인덱스를 의미한다.
이와 같이, 복수의 상향링크 데이터 버스트가 다중으로 할당되는 경우, 인덱스 r은 상향링크 부프레임의 수(TDD의 경우 U, FDD의 경우 F)와 해당 데이터 버스트의 할당 정보 신호인 UL MAP이 전송되는 하향링크 부프레임 인덱스(l), 그리고 HARQ 기준 타이밍 간격을 결정하는 파라미터(K) 등에 의해 결정된다. 이는 인덱스 r에 의해 다중 상향링크 데이터 버스트의 수가 결정됨을 의미하기도 한다.
다중 할당 정보를 포함하는 하나의 UL MAP으로 한 프레임 내에 전송할 수 있는 최대 상향링크 데이터 버스트의 개수는 상향링크 부프레임 수에 UL MAP이 전송되는 부프레임의 위치 인덱스(l)의 차로서, TDD 모드에서는 (U-l)이고 FDD 모드에서는 (F-l)이다.
nr은 인덱스 r에 해당하는 HARQ 피드백이 전송되는 부프레임 인덱스, 즉 HARQ 피드백 부프레임 인덱스를 나타내며, 상향링크 데이터 버스트(HARQ 부패킷)의 하향링크 HARQ 피드백 전송에 대하여 첫 번째 하향링크 부프레임 인덱스인 0에서 시작하여 TDD 모드에서는 (D-1)까지의 수로 표현되고 FDD 모드에서는 (F-1)까지의 수로 표현된다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 상향링크 자원 할당 방법에서의 HARQ 처리의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 기지국이, i번째 프레임의 하향링크 부프레임 #1(DL SF1)에서 상향링크 다중 할당 제어 정보를 포함하는 하나의 UL MAP을 이용하여, 복수의 상향링크 부프레임, 예를 들면 3개의 상향링크 부프레임에 걸쳐 OTTI 길이로 복수의 상향링크 데이터 버스트를 한 이동국에게 할당한다.
이동국에서 전송한 i번째 프레임의 세 번째 상향링크 부프레임(UL SF2)에 해당하는 상향링크 데이터 버스트에 오류가 발생한 경우, 다음 프레임인 (i+1)번째 프레임의 네 번째 하향링크 부프레임(DL SF3)에서 기지국은 NACK 신호인 HARQ 피드백을 전송하고, 이동국은 해당 프레임의 동일한 상향링크 부프레임 위치(UL SF2)에서 해당 상향링크 데이터 버스트를 재전송한다.
도 11의 예와 같이 재전송 횟수가 2인 경우, 재전송을 포함하여 기지국에서 최종적으로 모든 데이터 버스트를 수신하는데 걸리는 시간(latency)은 프레임 단위로 4 프레임이 된다.
도 5의 예에서는 LTTI 데이터 버스트의 1회 재전송에 걸리는 시간(latency)이 프레임 단위로 4 프레임에 해당하므로, 동일한 재전송 횟수일 경우 무선 자원의 다중 할당 방식으로 데이터 버스트를 전송하는 것이 상향링크 LTTI 데이터 버스트의 전송에 비해 효율적으로 대응할 수 있다. 또한 하나의 OTTI로 전송한 경우와 동일한 전송 속도를 보이면서도, 하나의 MAP를 통해 다중 데이터 버스트를 할당하고 송수신함으로써 복수의 상향링크 데이터 버스트 할당을 위한 UL MAP의 오버헤드를 줄일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 하나의 MAP를 이용하여 하나 이상의 데이터 버스트의 할당과 송수신이 가능하므로, 복수의 데이터 버스트를 할당함에 따른 MAP의 오버헤드를 줄이고, 오버헤드 감소로 인한 무선 자원의 이득을 개선할 수 있다.
또한 주파수 다이버시티 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 거의 동일한 다이버시티 채널 특성 효과를 얻을 수 있고, 주파수 대역 선택 채널의 자원 할당 영역에 데이터 패킷을 전송할 경우 대역 AMC 효과로 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
또한 재전송시 오류가 발생한 부프레임에 해당하는 OTTI 길이의 데이터 버스트만 재전송함으로써, LTTI 데이터 버스트의 재전송과 비교하여 무선 자원을 크게 줄일 수 있고, 재전송에 따른 시간(latency)을 줄임으로써 패킷 전송 완료 시간의 지연을 줄일 뿐만 아니라 송신측 데이터 버스트에 대하여 버퍼 대기 시간을 줄일 수 있다.
또한 하나의 MAP으로 복수의 데이터 버스트에 대한 일반화된 하향링크/상향링크 송수신 시점을 제공함으로써 시스템 구현을 용이하게 할 수 있다.
다음 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 방법을 수행하는 자원 할당 장치에 대해서 도 12 및 도 13을 참고로 하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 장치의 블록도이다.
도 12를 참고하면, 자원 할당 장치(1200)는 제어부(1210) 및 송수신부(1220)를 포함한다. 이러한 자원 할당 장치(1200)는 기지국에 형성되거나, 기지국 자체일 수 있다.
제어부(1210)는 한 프레임에서 하나 또는 복수의 데이터 버스터를 전송하기 위한 하나 또는 복수의 무선 자원을 하나 또는 복수의 이웃하는 부프레임에 각각 할당하고, 하나 또는 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 DL MAP 또는 UL MAP을 생성한다. 송수신부(1220)는 DL MAP 또는 UL MAP을 하나의 하향링크 부프레임으로 전송한다. 또한 송수신부(1220)는 할당한 하나 또는 복수의 하향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 하향링크 데이터 버스트를 연속하여 전송하거나, 할당한 하나 또는 복수의 상향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 상향링크 데이터 버스트를 수신한다.
도 13는 본 발명의 한 실시예에 따른 자원 할당 정보 신호의 수신 장치의 블록도이다.
도 13을 참고하면, 수신 장치(1300)는 송수신부(1310) 및 제어부(1320)를 포함한다. 이러한 수신 장치(1300)는 이동국에 형성되거나, 이동국 자체일 수 있다.
송수신부(1310)는 기지국으로부터 하나의 하향링크 부프레임을 통해 DL MAP 또는 UL MAP을 수신하고, 제어부(1320)는 DL MAP 또는 UL MAP을 복호하여 확인한다. 이러한 DL MAP 또는 UL MAP은 한 프레임에서 하나 또는 복수의 데이터 버스터를 전송하기 위한 하나 또는 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하며, 하나 또는 복수의 무선 자원은 하나 또는 복수의 이웃하는 부프레임에 각각 할당되어 있다. 그리고 송수신부(1220)는 할당된 하나 또는 복수의 상향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 상향링크 데이터 버스트를 송신하거나, 할당된 하나 또는 복수의 하향링크 부프레임으로 하나 또는 복수의 하향링크 데이터 버스트를 수신한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 기지국의 자원 할당 방법으로서,
    한 프레임에서 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원을 복수의 부프레임에 각각 할당하는 단계,
    상기 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 자원 할당 정보 신호를 하나의 부프레임을 통해 이동국으로 전송하는 단계
    를 포함하는 자원 할당 방법.
  2. 제1항에서,
    각 데이터 버스트는 하나의 부프레임에 해당하는 전송 시간 간격의 길이를 가지는 자원 할당 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하며,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이고,
    상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되며,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되고,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 이동국으로부터 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 피드백 신호는 상기 복수의 상향링크 부프레임 중 인덱스가 nr인 부프레임에서 전송되고,
    D>U인 경우 상기 nr은 아래의 수식으로 정의되며,
    Figure pat00021

    D≤U인 경우 상기 nr은 lr-K2로 정의되고,
    상기 D는 상기 복수의 하향링크 부프레임의 개수이며, 상기 U는 상기 복수의 상향링크 부프레임의 개수이고, 상기 K1은 floor((D-U)/2)로 정의되고, 상기 K2는 -ceil((U-D)/2)로 정의되며,
    상기 r은 0부터 (D-l-1) 사이의 정수인
    자원 할당 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 한 프레임은 복수의 FDD(frequency division duplex) 부프레임을 포함하며,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 FDD 부프레임이고,
    상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 FDD 부프레임에서 전송되며,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되고,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 이동국으로부터 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 피드백 신호는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 nr인 부프레임에서 전송되고,
    상기 nr은 ceil(lr+F/2) mod F로 정의되며,
    상기 F는 상기 복수의 FDD 부프레임의 개수이고,
    상기 r은 0부터 (F-l-1) 사이의 정수인
    자원 할당 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 이동국으로 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하고,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이며,
    상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고,
    D≥U인 경우 상기 lr은 아래의 수식으로 정의되며,
    Figure pat00022

    D<U인 경우 상기 lr은 아래의 수식으로 정의되고,
    Figure pat00023

    상기 D는 상기 복수의 하향링크 부프레임의 개수이며, 상기 U는 상기 복수의 상향링크 부프레임의 개수이고, 상기 K1은 floor((D-U)/2)로 정의되고, 상기 K2는 -ceil((U-D)/2)로 정의되는
    자원 할당 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 상향링크 부프레임 중에서 인덱스가 mr인 부프레임에서 전송되며,
    D≥U인 경우 상기 mr은 아래의 수식으로 정의되며,
    Figure pat00024

    D<U인 경우 상기 mr은 아래의 수식으로 정의되는
    Figure pat00025

    자원 할당 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 피드백 신호가 NACK인 경우, 상기 다음 프레임의 복수의 상향링크 부프레임 중 인덱스가 mr인 부프레임에서 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트를 재전송하는 단계를 더 포함하는 자원 할당 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 이동국으로 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 한 프레임은 복수의 FDD 부프레임을 포함하고,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이며,
    상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되며,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중에서 인덱스가 mr인 FDD 부프레임에서 전송되며,
    상기 mr은 ceil(lr+F/2) mod F로 정의되며,
    상기 F는 상기 복수의 FDD 부프레임의 개수이고,
    상기 r은 0과 (F-l-1) 사이의 정수인
    자원 할당 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 피드백 신호가 NACK인 경우, 상기 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 mr인 FDD 부프레임에서 상기 인덱스가 r인 데이터 버스트를 재전송하는 단계를 더 포함하는 자원 할당 방법.
  13. 이동국이 기지국으로부터 자원 할당 정보 신호를 수신하는 방법으로서,
    상기 기지국으로부터 하나의 부프레임을 통해 자원 할당 정보 신호를 수신하는 단계, 그리고
    상기 하나의 부프레임에서 상기 자원 할당 정보 신호를 확인하는 단계
    를 포함하며,
    상기 자원 할당 정보 신호는, 한 프레임에서 복수의 부프레임에 각각 할당된 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는
    자원 할당 방법.
  14. 제13항에서,
    각 데이터 버스트는 하나의 부프레임에 해당하는 전송 시간 간격의 길이를 가지는 자원 할당 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하며,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이고,
    상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되며,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되고,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 한 프레임은 복수의 FDD(frequency division duplex) 부프레임을 포함하며,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 FDD 부프레임이고,
    상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트는 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 FDD 부프레임에서 전송되며,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되고,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 기지국으로부터 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 한 프레임은 복수의 하향링크 부프레임과 복수의 상향링크 부프레임을 포함하고,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이며,
    상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 하향링크 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되며,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  18. 제13항에서,
    상기 기지국으로부터 상기 복수의 데이터 버스트 중 인덱스가 r인 데이터 버스트에 대한 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 한 프레임은 복수의 FDD 부프레임을 포함하고,
    상기 하나의 부프레임은 상기 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 l인 부프레임이며,
    상기 피드백 신호는 상기 한 프레임의 다음 프레임의 복수의 FDD 부프레임 중 인덱스가 lr인 부프레임에서 전송되고,
    상기 lr은 (l+r)로 정의되며,
    상기 l과 r은 0 이상의 정수인
    자원 할당 방법.
  19. 한 프레임에서 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원을 복수의 부프레임에 각각 할당하고, 상기 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는 자원 할당 정보 신호를 생성하는 제어부, 그리고
    상기 자원 할당 정보 신호를 하나의 부프레임을 통해 이동국으로 전송하는 송수신부
    를 포함하는 자원 할당 장치.
  20. 기지국으로부터 하나의 부프레임을 통해 자원 할당 정보 신호를 수신하는 송수신부, 그리고
    상기 하나의 부프레임에서 상기 자원 할당 정보 신호를 확인하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 자원 할당 정보 신호는, 한 프레임에서 복수의 부프레임에 각각 할당된 복수의 데이터 버스트를 전송하기 위한 복수의 무선 자원에 대한 할당 정보를 포함하는
    수신 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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