KR20190027041A

KR20190027041A - 피드백이 없는 harq 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법

Info

Publication number: KR20190027041A
Application number: KR1020170113254A
Authority: KR
Inventors: 김주엽; 김용규; 고경준; 박성수
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-03-14
Also published as: KR101965767B1

Abstract

피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다.
본 발명은 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법으로서, LTE 기반 V2의 사이드링크(sidelink) 통신을 수행하는 환경에서, 상기 사이드링크의 송신 단말이 상기 사이드링크의 수신 단말에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 수행할 때 상기 송신 단말이 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR 처리를 수행할지 여부를 확률적으로 결정하는 XOR 처리 여부 결정단계 및 상기 송신 단말이 결정된 확률에 따라 상기 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR 처리를 수행하여 상기 수신 단말로 재전송하는 재전송 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 피드백이 없는 단말 대 단말 통신 환경에서 최소한의 무선 자원을 사용하여 피드백이 있는 통신 환경과 유사한 성능 수준의 재전송 동작을 구현할 수 있고, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 극대화할 뿐만 아니라 단말 대 단말 통신에서 가장 문제가 되는 신호 간섭 문제를 크게 줄일 수 있다.

Description

피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법{PACKET RETRANSMISSION METHOD USING INDEX CODING IN A HYBRID AUTOMATIC REPEAT REQUEST ENVIRONMENT WITHOUT FEEDBACK}

본 발명은 피드백이 없는 HARQ 환경에서 수행되는 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 피드백이 없는 단말 대 단말 통신 환경에서 최소한의 무선 자원을 사용하여 피드백이 있는 통신 환경과 유사한 성능 수준의 재전송 동작을 구현할 수 있도록 하여, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 극대화할 뿐만 아니라 단말 대 단말 통신에서 가장 문제가 되는 신호 간섭 문제를 크게 줄일 수 있도록 하는 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다.

최근 차량과 통신의 융합을 위해 차량을 대상으로 통신 서비스를 효과적으로 제공하기 위한 LTE 기반의 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술에 대한 표준화가 1차적으로 완료가 되었으며, 현재는 중국을 중심으로 이에 대한 장비 개발 및 구축을 진행하고 있다.

이러한 LTE V2X 통신의 핵심적인 특징은 기지국을 거치지 않고 차량 간 직접 통신을 수행하는 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신을 지원하는 것이다.

이와 유사하게, 열차 자율 주행에서도 핵심 요소인 가상 연결(Virtual Coupling)을 실현하기 위해서는 열차 차량 간 직접적인 통신인 T2T(Things to Things or Trains to Trains) 통신을 수행해야 한다.

한편, LTE V2V 통신 기술은 기지국-단말 간 통신과는 다르게, 피드백 채널을 두고 있지 않으며, 이에 따라 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 재전송과 관련하여, 수신단의 수신 성공 여부 피드백 없이 송신단이 무조건 재전송을 하는 블라인드 재전송(Blind retransmission)을 수행해야 한다.

하지만, 이러한 재전송은 실제 수신단에서 수신 성공을 했을 때는 소모적인 동작이며, 이로 인해 송신단의 소모 전력 낭비는 물론 무선자원의 남용으로 인한 간섭 증가 및 전송 용량 저하로 인해 전체적인 시스템 성능이 열화를 피할 수 없게 된다.

한편, 인덱스 코딩(index coding)은 재전송 상황에서 여러 개의 재전송 패킷을 묶어서 효율적으로 전송하는데 활용될 수 있는 기본적인 전송 기술로, 이를 활용하면 블라인드 재전송 상황에서 무선자원을 효율적으로 활용할 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 재전송과 관련한 종래 기술들 및 그 문제점들을 설명한다.

도 1과 도 2는 종래의 멀티캐스팅 환경에서의 인덱스 코딩 기술을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 손실 패킷 매트릭스(lost packet matrix) X를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 개시된 바와 같이, 종래 기술인 멀티캐스트 환경에서의 인덱스 코딩 기법에 따르면, 송신단은 수신단으로부터 신호 수신 성공 여부 정보인 ACK/NACK를 수신하고, 이에 따라 재전송 패킷을 XOR 처리를 하여 수신단으로 전송한다. 이 과정에서 도 3에 개시된 바와 같이, 송신단은 XOR를 할 패킷을 손실 패킷 매트릭스(lost packet matrix) X를 기반으로 선택하여 모든 수신단이 수신 가능한 형태로 재전송을 수행한다.

도 4는 종래의 피드백이 있는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 기술을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 다른 종래 기술은 인덱스 코딩의 기본 원리를 활용하여 LTE와 같은 무선 환경에서 여러 단말을 수신 그룹으로 묶고 그룹 내 단말에게 HARQ 재전송을 할 때 인덱스 코딩을 적용해서 송수신하는 프로토콜을 제안한다. 종래 기술은 여러 단말 그룹을 형성하고 이 그룹 단말들이 공통된 RNTI(Radio Network Temporary Identifiers)를 통해 공동으로 데이터를 수신하는 과정 및 프로토콜을 제안하고 있다. 또한, 종래 기술은 재전송이 필요한 상황에서 HARQ 피드백(feedback)을 기반으로 XOR를 할 패킷을 선택한 뒤 기존의 LTE 전송 과정 및 프로토콜을 개선하여 인덱스 코딩 기반으로 재전송을 하는 새로운 송수신 과정 및 프로토콜을 제안하고 있다.

한편, 종래의 인덱스 코딩 기술들은 기본적으로 송신단이 피드백 채널을 통해 수신단으로부터 수신 여부 정보를 수신하고, 전적으로 이 정보에 따라 인덱스 코딩 동작을 수행하였다.

인덱스 코딩 기법의 핵심은 인덱스 코딩할 패킷을 선택하는 방법과 이를 복호하는 수신단에서 인덱스 코딩 관련 제어 정보를 구성하는 방법이다.

하지만, 열차 자율 주행의 T2T 통신 상황에서는 피드백 채널이 존재하지 않기 때문에 수신단의 수신 여부를 송신단이 알 수 없으며, 이에 수반되는 기존의 인덱스 코딩 기법에서의 패킷 선정 방법 및 제어 정보 구성 방법을 그대로 적용하기 어렵다.

따라서, 피드백 채널이 없는 HARQ 재전송 동작에서 인덱스 코딩을 효과적으로 수행하기 위한 패킷 선정 방법과 수신단의 인덱스 코딩 관련 제어 정보를 새롭게 제안할 필요가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0023248호(공개일자: 2017년 03월 03일, 명칭: HARQ 및 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법)

본 발명은 피드백이 없는 단말 대 단말 통신 환경에서 최소한의 무선 자원을 사용하여 피드백이 있는 통신 환경과 유사한 성능 수준의 재전송 동작을 구현할 수 있도록 하여, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 극대화할 뿐만 아니라 단말 대 단말 통신에서 가장 문제가 되는 신호 간섭 문제를 크게 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 V2X(Vehicle to Everything) 사이드링크(sidelink)와 같이 피드백 채널이 없는 통신 환경에서 인덱스코딩(index coding)을 적용하여 재전송의 무선자원 사용 효율성을 극대화하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 채널 용량 증대를 통해 더 많은 단말 대 단말 통신을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 이를 통해 더욱 많은 차량이 V2V(Vehicle to Vehicle) 혹은 T2T(Things-to-Things) 전송 기반 서비스를 동시에 제공받을 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 신호 간섭을 줄여 주변의 단말 대 단말 통신의 수신 신호 대비 잡음 및 간섭 비율(Signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR)을 증대시킴으로써, 수신 신호 품질을 개선하고, 주변 단말 대 단말 통신의 패킷 오류율을 현저히 낮추는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 예를 들어, 열차 자율 주행에서의 핵심 통신 기술인 T2T에 인덱스 코딩 기술을 접목해서 무선자원 사용의 효율성을 높이고 시스템 전체 성능을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 피드백이 없는 HARQ(Hybeid Automatic Repeat Request) 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법으로서, LTE 기반 V2X(Vehicle to Everything)의 사이드링크(sidelink) 통신을 수행하는 환경에서, 상기 사이드링크를 통해 송신하는 송신 단말이 상기 사이드링크를 통해 수신하는 수신 단말에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 수행할 때 상기 송신 단말이 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR(exclusive OR) 처리를 수행할지 여부를 확률적으로 결정하는 XOR 처리 여부 결정단계 및 상기 송신 단말이 결정된 확률에 따라 상기 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR 처리를 수행하여 상기 수신 단말로 재전송하는 재전송 단계를 포함한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 송신 단말은 하기 수식 3에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하는 것을 특징으로 한다.

[수식 3]

수식 3에서, px는 XOR 재전송 확률이고, p0는 수신 단말의 초기 전송에 대한 패킷 오류율인 초기전송 오류율이고, p1은 재전송에 대한 패킷 오류율인 재전송 오류율이고, pt는 최종 요구되는 패킷 오류율인 패킷 목표 오류율이다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 상기 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP(Reference Signal Received Power)를 추정하고, 추정된 RSRP에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 상기 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 추정하고, 추정된 SINR에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 송신 단말은 기지국이 제공하는 조건에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(Radio Resource Control connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 RSRP 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 RSRP값이 상기 RSRP 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말은 상기 송신 단말에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 SINR 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 SINR값이 상기 RSRP 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말은 상기 송신 단말에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 처리 여부 결정단계에서, 상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 PER(packet error rate) 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 PER값이 상기 PER 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 상기 PER값을 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 기지국은 셀 내 단말의 추정된 사이드링크 활용 빈도가 기준 빈도값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)을 상향 조정하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말은 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 임의적인 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 XOR 재전송 확률(px)이 변동되는 경우, 상기 송신 단말이 변동 정보를 상기 기지국에 SidelinkUEInformation 메시지를 통해 전달하고, RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration)에 의해 상기 기지국과 단말들이 합의된 XOR 재전송 확률(px)을 설정하는 것을 특징으로 한다.

기지국이 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고, 상기 송신 단말에 XOR 처리 재전송 수행을 위한 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말이 상기 XOR 재전송 확률(px)을 MAC 커맨드(MAC command)를 통해 상기 기지국에 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 재전송 단계 이전에, 상기 송신 단말이 상기 수신 단말에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 XOR 처리를 하여 수행하기 위한 제어 정보를 구성하는 제어 정보 구성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말이 두 개의 SCI format 1 메시지를 구성할 때 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드 값을 동일하게 설정하여 상기 수신 단말에 상기 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

V2X mode 3 로 동작하는 경우, 기지국이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 필드 값을 동일하게 설정하여 상기 송신 단말에 XOR 재전송 여부에 대한 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

V2X mode 3 로 동작하는 경우, 상기 송신 단말이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 기 수신된 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 값들 중 한 쌍을 선택하여 SCI format 1 내의 RIV 및 SFgap 필드로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신 단말로부터 XOR 처리된 두 개의 재전송 패킷을 수신한 수신 단말이 초기 전송에 대한 SCI format 1 제어 정보들을 통해 상기 송신 단말로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리가 되었음을 인지하는 XOR 처리 인지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신 단말은 초기 전송에 대한 모든 SCI format 1 정보들을 상기 송신 단말에 의한 재전송이 일어나기 전까지 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신 단말은 초기 전송에 대한 SCI format 1을 수신하였을 때, 현재 저장된 SCI format 1 정보 중 RIV 및 SFgap 필드와 일치하는지 여부를 확인하고, 일치한다면 상기 송신 단말로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리된 것으로 인지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 피드백이 없는 단말 대 단말 통신 환경에서 최소한의 무선 자원을 사용하여 피드백이 있는 통신 환경과 유사한 성능 수준의 재전송 동작을 구현할 수 있고, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 극대화할 뿐만 아니라 단말 대 단말 통신에서 가장 문제가 되는 신호 간섭 문제를 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, V2X(Vehicle to Everything) 사이드링크(sidelink)와 같이 피드백 채널이 없는 통신 환경에서 인덱스코딩(index coding)을 적용하여 재전송의 무선자원 사용 효율성을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 채널 용량 증대를 통해 더 많은 단말 대 단말 통신을 동시에 수행할 수 있고, 이를 통해 더욱 많은 차량이 V2V(Vehicle to Vehicle) 혹은 T2T(Things-to-Things) 전송 기반 서비스를 동시에 제공받을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 신호 간섭을 줄여 주변의 단말 대 단말 통신의 수신 신호 대비 잡음 및 간섭 비율(Signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR)을 증대시키고, 수신 신호 품질을 개선하고, 주변 단말 대 단말 통신의 패킷 오류율을 현저히 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 예를 들어, 열차 자율 주행에서의 핵심 통신 기술인 T2T에 인덱스 코딩 기술을 접목해서 무선자원 사용의 효율성을 높이고 시스템 전체 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1과 도 2는 종래의 멀티캐스팅 환경에서의 인덱스 코딩 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 손실 패킷 매트릭스(lost packet matrix) X를 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 종래의 피드백이 있는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명이 수행되는 시스템 구성을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 기지국 주도의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 단말 주도의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 DMRS를 통한 XOR 재전송 확률(px) 추정 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 데이터 전송 블록(data Transport Block)을 통한 XOR 재전송 확률(px) 추정 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 4에서의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 본 발명이 수행되는 시스템 구성과 동작원리를 설명한 이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백이 없는 HARQ(Hybeid Automatic Repeat Request) 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명이 수행되는 시스템 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명은 일반적인 LTE V2X 환경과 동일하게 사이드링크(sidelink)를 통해 단말과 단말이 직접적으로 통신하는 시나리오에서 사이드링크를 통해 송신하는 송신 단말(20), 사이드링크를 통해 수신하는 수신 단말(30), 그리고 사이드링크 송수신을 제어하는 기지국(10)으로 구성된다.

기지국(10)은 사이드링크에 대한 무선 자원인 리소스 풀(resource pool)을 관리하며 경우에 따라서 송신 단말(20)의 사이드링크 송신을 직접 제어한다.

송신 단말(20)은 기지국(10)의 제어 하에 사이드링크를 통해 전송할 무선 자원을 지정하고, 초기 및 재전송용 데이터 송신과 함께 사이드링크 송신 제어 정보인 SCI(Sidelink Control Indicator)를 전송한다.

수신 단말(30)은 송신 단말(20)의 SCI를 기반으로 사이드링크를 통해 송신된 데이터를 수신하면서 수신 신호의 품질이나 패킷 오류율 등 수신에 대한 성능을 실시간으로 측정한다.

도 6에 개시된 바와 같이, 송신 단말(20)이 두 가지 데이터를 동시에 전송하는 상황에서, 수신 단말(30)의 오류율을 고려하여 송신 단말(20)은 사이드링크를 통해 재전송을 수행할 때 두 가지 재전송 패킷을 인덱스 코딩(index coding), 즉, XOR(exclusive OR) 처리하여 전송하고, 수신 단말(30)은 SCI를 통해 인덱스 코딩이 되었는지 여부를 확인하고 이에 맞는 복호 과정을 수행한다.

송신 단말(20)이 위와 같은 인덱스 코딩 기반 재전송 수행을 결정하는 기준은 아래와 같다.

V2X 서비스의 실시간성 특성상 특정 지연 시간 내에 패킷이 도달해야 하므로, Layer 2 수준의 재전송이 어려울 수 있으며, 빠른 시간 안에 재전송이 가능한 Layer 1 재전송(HARQ)만 가능하다.

이런 상황에서 서비스 특성상 HARQ 처리 이후 패킷 오류율(packet error rate, PER)에 대한 제한조건이 존재한다.

이 제한조건을 패킷 목표 오류율(target PER, pt)로 정의하고 HARQ 전송 시 수신단에서의 초기 전송 및 재전송에 대한 PER을 각각 p0, p1로 정의하면 궁극적으로 패킷 목표 오류율(target PER, pt)은 아래 수식 1을 만족해야 한다.

[수식 1]

따라서 송신 단말(20)이 p0 및 p1을 추정하여 특정 서비스가 수식 1을 만족하면 송신 단말(20)은 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행한다.

만약 수식 1을 만족하지 못하는 경우, 송신 단말(20)은 부분적으로 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행할 수 있다.

송신 단말(20)이 px의 확률로 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행한다고 가정하면, HARQ 처리 이후 PER은 다음 수식 2를 통해 계산될 수 있다.

[수식 2]

따라서 패킷 목표 오류율(pt) 제한조건을 고려할 때, 송신 단말(20)은 아래 수식 3을 통해 px를 설정하고 이에 맞게 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행한다.

[수식 3]

수식 1 내지 수식 3에서, px는 XOR 재전송 확률이고, p0는 수신 단말(30)의 초기 전송에 대한 패킷 오류율인 초기전송 오류율이고, p1은 재전송에 대한 패킷 오류율인 재전송 오류율이고, pt는 최종 요구되는 패킷 오류율인 패킷 목표 오류율이다.

도 5의 시스템 구성 하에서 인덱스 코딩 기반 사이드링크 HARQ 재전송은 아래와 같은 절차로 이루어질 수 있다.

V2X mode 3로 사이드링크가 설정된 경우, 기지국(10)이 송신 단말(20)에게 사이드링크 초기 및 재전송을 위한 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information) format 5A로 전달하고, 송신 단말(20)은 이를 기반으로 SCI(Sidelink Control Information) format 1을 형성하여 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)를 보내고 데이터 패킷을 형성하여 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 보낸다.

V2X mode 3의 경우, 송신 단말(20)이 위의 알고리즘을 통해 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행하기로 결정하면 기지국(10)에게 이를 알리는 MAC 커맨드(command) 혹은 RRC 지시(Radio Resource Control indication)를 통해 px 정보를 전송하고, 기지국(10)은 이 정보를 기반으로 두 가지 패킷 전송에 대한 DCI format 5A을 형성하고 전달할 때 인덱스 코딩 기반 재전송을 하도록 송신 단말(20)에게 지시를 내린다.

여기서 기지국(10)이 송신 단말(20)에게 인덱스 코딩 기반 재전송을 지시할 때, DCI format 5A 내 필드 중 재전송 자원을 지정하는 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드에 대해 두 개의 DCI format 5A 제어 메시지에 동일한 값으로 설정함으로써 두 가지 데이터 전송이 동일한 재전송 무선 자원을 지칭하게 하고, 송신 단말(20) 및 수신 단말(30)이 이 두 가지 데이터 전송에 대해 재전송은 인덱스 코딩 기반으로 수행된다는 사실을 알려준다.

또는, V2X mode 3의 경우, 송신 단말(20)이 기지국(10)에 대한 지시(indication) 없이 자체적으로도 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행할 수 있으며, 이 경우 기지국(10)으로부터 수신한 두 개의 DCI format 5A로부터 SCI format 1을 형성할 때, px의 확률로 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드에 대해 동일한 값으로 설정하여 전송함으로써 수신 단말(30)이 이 두가지 데이터 전송에 대해 재전송은 인덱스 코딩 기반으로 수행된다는 사실을 알려준다.

V2X mode 4의 경우, 송신 단말(20)이 두 가지 데이터를 전송할 때 기지국(10)에서 기설정한 해당 리소스 풀(resource pool)의 특성을 기반으로 자체적으로 인덱스 코딩 기반 재전송 수행 여부를 판단해서 해당 SCI format 1 메시지들의 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드를 동일하게 설정해서 보내면, 수신 단말(30)이 이 필드 내용을 통해 인덱스 코딩 재전송이 수행되었는지 여부를 파악한다.

송신 단말(20)이 인덱스 코딩 재전송을 수행할 확률인 px를 결정하는 알고리즘은 다음과 같다.

송신 단말(20)이 p0 및 p1을 추정할 때 상대방의 수신 신호 감도인 RSRP(Reference Signal Received Power)를 추정하고, 여기에 현재 설정된 전송 블록 사이즈(Transport block size) 및 MCS(Modulation and Coding Schemes), 할당된 RB 정보를 토대로 관련 매핑 테이블(mapping table)로부터 예상되는 초기 및 재전송 패킷 오류율을 산출한다.

여기서 송신 단말(20)은 사이드링크의 채널 상관성(channel reciprocity)을 이용해서 주변 단말이 송신하는 V2X 사이드링크에 대한 RSRP를 측정하여 이를 송신단말신호의 상대방 수신에 대한 RSRP 값으로 대치하는 형태로 추정할 수 있다.

또 다른 방법으로 사이드링크의 채널 상관성(channel reciprocity)을 이용해서 송신 단말(20) 자체적으로 측정한 패킷 수신 오류 이벤트를 통해 p0 및 p1을 추정하는 방법으로, 송신 단말(20)이 주변 단말이 전송하는 V2X 사이드링크에 대한 복호를 지속적으로 수행하고, 여기서부터 초기 및 재전송에 대한 패킷 오류율을 산출하여 p0 및 p1로 대체할 수 있다.

기지국(10)이 송신 단말(20)로 하여금 인덱스 코딩 기반 재전송을 제어하기 위한 프로토콜은 아래와 같다.

V2X mode 3의 경우, 기지국(10)은 송신 단말(20)이 원하는 인덱스 코딩 재전송 확률인 px 정보를 받고, 이를 고려하여 송신 단말(20)에게 DCI format 5A 전달 시 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행할지 여부를 직접 결정할 수 있다.

또한, V2X mode 3의 경우, 기지국(10)이 송신 단말(20)에게 사이드링크 관련 RRC 구성(Radio Resource Control configuration) 지시를 내릴 때 인덱스 코딩 재전송 확률인 px에 대해 직접 값을 지정하거나 최소한의 값을 지정함으로써 송신 단말(20)이 SCI format 1을 형성할 때 인덱스 코딩 기반 재전송이 기지국(10)이 고려하는 빈도수로 이루어지도록 유도할 수 있다.

V2X mode 4의 경우, 기지국(10)이 관련 리소스 풀(resource pool)에 대해 RSRP(Reference Signal Received Power), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), px, TB(Transport Block) 사이즈, PER(packet error rate) 등을 구성(configuration) 파라미터로 설정함으로써, 송신 단말(20)이 인덱스 코딩 재전송을 결정 때 위의 기지국(10)이 설정한 조건들을 고려해서 인덱스 코딩 기반 재전송을 수행하도록 할 수 있다.

이하에서는 도 7 내지 도 12를 추가로 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법을 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법을 나타낸 도면이다.

도 7을 추가로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법은 XOR 처리 여부 결정단계(S10), 제어 정보 구성단계(S20), 재전송 단계(S30) 및 XOR 처리 인지단계(S40)를 포함하여 구성될 수 있다.

XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서는, LTE 기반 V2X(Vehicle to Everything)의 사이드링크(sidelink) 통신을 수행하는 환경에서, 사이드링크를 통해 송신하는 송신 단말(20)이 사이드링크를 통해 수신하는 수신 단말(30)에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 수행할 때 송신 단말(20)이 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR(exclusive OR) 처리를 수행할지 여부를 확률적으로 결정하는 과정이 수행된다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 송신 단말(20)은 하기 수식 3에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하도록 구성될 수 있다.

[수식 3]

수식 3에서, px는 XOR 재전송 확률이고, p0는 수신 단말(30)의 초기 전송에 대한 패킷 오류율인 초기전송 오류율이고, p1은 재전송에 대한 패킷 오류율인 재전송 오류율이고, pt는 최종 요구되는 패킷 오류율인 패킷 목표 오류율이다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP(Reference Signal Received Power)를 추정하고, 추정된 RSRP에 따라 초기전송 오류율(p0)과 재전송 오류율(p1)을 도출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 추정하고, 추정된 SINR에 따라 초기전송 오류율(p0)과 재전송 오류율(p1)을 도출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 초기전송 오류율(p0)과 재전송 오류율(p1)을 도출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 송신 단말(20)은 기지국(10)이 제공하는 조건에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 기지국(10)이 송신 단말(20)에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 RSRP 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 송신 단말(20)은 추정된 RSRP값이 RSRP 기준값보다 큰 경우에 최소 확률값(p'x)를 XOR 재전송 확률(px)로 결정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP를 산출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 기지국(10)이 송신 단말(20)에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 SINR 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 송신 단말(20)은 추정된 SINR값이 RSRP 기준값보다 큰 경우에 최소 확률값(p'x)를 XOR 재전송 확률(px)로 결정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR을 산출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 처리 여부 결정단계(S10)에서, 기지국(10)이 송신 단말(20)에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 PER(packet error rate) 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 송신 단말(20)은 추정된 PER값이 PER 기준값보다 큰 경우에 최소 확률값(p'x)를 XOR 재전송 확률(px)로 결정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 송신 단말(20)은 송신 단말(20)에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 PER값을 도출하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 기지국(10)은 셀 내 단말의 추정된 사이드링크 활용 빈도가 기준 빈도값보다 큰 경우에 최소 확률값(p'x)을 상향 조정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 송신 단말(20)은 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 임의적인 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고 수행하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, XOR 재전송 확률(px)이 변동되는 경우, 송신 단말(20)이 변동 정보를 기지국(10)에 SidelinkUEInformation 메시지를 통해 전달하고, RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration)에 의해 기지국(10)과 단말들이 합의된 XOR 재전송 확률(px)을 설정하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 기지국(10)이 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고, 송신 단말(20)에 XOR 처리 재전송 수행을 위한 제어 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 송신 단말(20)이 XOR 재전송 확률(px)을 MAC 커맨드(MAC command)를 통해 기지국(10)에 전달하도록 구성될 수 있다.

제어 정보 구성단계(S20)에서는, 송신 단말(20)이 수신 단말(30)에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 XOR 처리를 하여 수행하기 위한 제어 정보를 구성하는 과정이 수행된다.

예를 들어, 송신 단말(20)이 두 개의 SCI format 1 메시지를 구성할 때 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드 값을 동일하게 설정하여 수신 단말(30)에 제어 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, V2X mode 3 로 동작하는 경우, 기지국(10)이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 필드 값을 동일하게 설정하여 송신 단말(20)에 XOR 재전송 여부에 대한 제어 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, V2X mode 3 로 동작하는 경우, 송신 단말(20)이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 기 수신된 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 값들 중 한 쌍을 선택하여 SCI format 1 내의 RIV 및 SFgap 필드로 설정하도록 구성될 수 있다.

재전송 단계(S30)에서는, 송신 단말(20)이 결정된 확률에 따라 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR 처리를 수행하여 수신 단말(30)로 재전송하는 과정이 수행된다.

XOR 처리 인지단계(S40)에서는, 송신 단말(20)로부터 XOR 처리된 두 개의 재전송 패킷을 수신한 수신 단말(30)이 초기 전송에 대한 SCI format 1 제어 정보들을 통해 송신 단말(20)로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리가 되었음을 인지하는 과정이 수행된다.

예를 들어, 수신 단말(30)은 초기 전송에 대한 모든 SCI format 1 정보들을 송신 단말(20)에 의한 재전송이 일어나기 전까지 저장하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 수신 단말(30)은 초기 전송에 대한 SCI format 1을 수신하였을 때, 현재 저장된 SCI format 1 정보 중에서 RIV 및 SFgap 필드와 일치하는지 여부를 확인하고, 일치한다면 송신 단말(20)로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리된 것으로 인지하도록 구성될 수 있다.

기존 V2X 기반 사이드링크 통신에서는 무선자원을 선택하는 방안으로 mode 3 및 mode 4의 두 가지를 정의하고 있으며, mode 3는 기지국(10)이 직접 무선자원을 선택하고 송신 단말(20)이 이에 맞게 사이드링크 전송을 하는 방식이며, mode 4는 기지국(10)이 정해준 무선자원 범위 내에서 송신 단말(20)이 자체적으로 결정하는 방식이다.

아래에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 기지국(10) 주도의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 추가로 참조하면, V2X mode 3의 경우, 기지국(10) 주도로 단말이 아래와 같은 과정으로 V2X 사이드링크에 대한 인덱스 코딩 재전송을 수행할 수 있다.

송신 단말(20)에서는 현재 상황에서 적절한 인덱스 코딩 재전송을 수행할 확률인 px를 추정한다.

px 추정 값이 이전과 다른 값이 되면, 송신 단말(20)은 기지국(10)에게 BSR과 같은 MAC 커맨드를 통해 변경된 px 추정값을 보고한다.

기지국(10)은 px값을 갱신하고, 이를 기반으로 새로운 사이드링크 자원 할당 시 이 확률값에 의해서 인덱스 코딩 재전송을 수행할지 여부를 판단한다. 여기서, 기지국(10)은 송신 단말(20)로부터 보고받은 px값과는 별도로 현재 셀 내 사이드링크 로딩 등의 상황을 통해 인덱스 코딩 재전송이 필요한 상황이면, 기지국(10) 독자적으로 px 확률과 상관없이 인덱스 코딩 재전송을 수행할지 여부를 판단할 수 있다.

기지국(10)은 인덱스 코딩 재전송을 하도록 지시할 송신 단말(20)에게 두 가지 DCI format 5A를 전달하여 사이드 링크 전송/재전송을 지시하면서, 재전송의 무선자원을 의미하는 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 값을 동일하게 지정한다.

송신 단말(20)은 기존 V2X 동작에 의거하여 SCI format 1을 생성하고 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel) 및 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)를 전송하되, 재전송은 SFgap 및 RIV 파라미터들이 지정하는 무선 자원 위치에 두 가지 패킷에 대한 인덱스 코딩(XOR) 처리를 수행하여 전송한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 단말 주도의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 추가로 참조하면, V2X mode 3의 경우, 단말 주도로 단말이 아래와 같은 과정으로 V2X 사이드링크에 대한 인덱스 코딩 재전송을 수행할 수 있다.

px 추정 값이 이전과 다른 값이 되면, 송신 단말(20)은 기지국(10)에게 RRC 메시지를 통해 변경된 px 추정값을 보고한다.

기지국(10)은 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 과정을 통해 송신 단말(20)의 사이드링크에 대한 인덱스 코딩 재전송 확률인 px를 다시 설정한다. 여기서 설정되는 px값과 관련하여, 기지국(10)은 단말이 보고한 px 추정값으로 설정할 수도 있고, 이외에도 사이드링크에 대한 셀 내 로딩 등 셀 운영 상황상 기지국(10)이 독자적으로 설정할 수도 있다.

기지국(10)은 기존 과정대로 DCI format 5A를 통해 두 가지 패킷에 대한 사이드링크 전송을 지시한다.

송신 단말(20)은 구성(configuration)된 px값을 기반으로 인덱스 코딩 재전송을 할지 결정하고, 전달된 재전송 무선자원 중 한가지 자원을 선택한다.

송신 단말(20)은 기존 V2X 동작에 의거하여 SCI format 1을 생성하고 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel) 및 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)를 전송하되, 재전송은 선택된 재전송 무선 자원에 대한 SFgap 및 RIV 파라미터들을 기반으로 두 가지 패킷에 대하여 인덱스 코딩(XOR) 처리하여 전송한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 DMRS를 통한 XOR 재전송 확률(px) 추정 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 추가로 참조하면, V2X mode 3의 경우, 단말의 px 추정(estimation)은 아래와 같은 과정으로 수행될 수 있다.

송신 단말(20)은 인접 수신 단말(30)의 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel) 전송에 대해 복호 시도를 하고, 여기서의 DMRS(DeMmodulation Reference Signal)를 통해 수신 신호 품질을 나타내는 지표들인 RSRP(Reference Signal Received Power) 및 SINR(Signal-to-interference-plus-noise ratio)을 추정한다.

송신 단말(20)은 추정된 RSRP 및 SINR 신호 환경에서 현재 전송하는 TB size, MCS 및 RB 개수 파라미터를 통해 전송을 한다고 가정할 때, 초기 전송과 재전송에 대한 BLER(block error rate)을 산출한다.

송신 단말(20)은 초기 및 재전송에 대한 BLER과 서비스의 패킷 목표 오류율(target PER, pt)을 통해 px를 아래 수식 3에 의해 계산한다.

[수식 3]

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 3에서 데이터 전송 블록(Transport Block, TB)을 통한 XOR 재전송 확률(px) 추정 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 추가로 참조하면, 또 다른 시나리오로서, 송신 단말(20)은 인접 수신 단말(30)의 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel) 전송에 대해 복호 시도를 하고, 여기서의 데이터 전송 블록(Transport Block)에 대한 실제 오류 여부를 판단할 수 있다.

송신 단말(20)은 이를 지속적으로 반복하여 초기 전송 및 재전송 각각에 대한 오류율을 산출한다.

송신 단말(20)은 초기 및 재전송에 대한 BLER(block error rate)인 p0, p1과 서비스의 패킷 목표 오류율(target PER, pt)을 통해 px를 아래 수식 3에 의해 계산한다.

[수식 3]

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, V2X mode 4에서의 인덱스 코딩 재전송 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 추가로 참조하면, V2X mode 4의 경우, 단말 주도로 단말이 아래와 같은 과정으로 V2X 사이드링크에 대한 인덱스 코딩 재전송을 수행할 수 있다.

송신 단말(20)은 SIB21 혹은 RRC 연결 셋업(RRC connection setup)/RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration)을 통해 수신된 TX 리소스 풀(resource pool) 정보로부터 기지국(10)이 설정한 px를 결정하기 위한 파라미터를 수신한다.

송신 단말(20)은 px 추정값을 계산하여 업데이트하고, 인덱스 코딩 재전송을 할지 여부를 추정된 px 확률값에 기반하여 결정한다.

송신 단말(20)은 두 개의 패킷 전송에 대해 각각 SCI format 1을 형성하면서, 재전송 무선 자원과 관련된 필드 정보인 SFgap 및 RIV를 동일하게 설정한다.

재전송 상황에서 두 개의 재전송 패킷을 인덱스 코딩(XOR) 처리하여 전송하고, 수신 단말(30)은 SCI format 1의 재전송 무선자원 정보가 두 개의 패킷이 겹치는 것을 확인하면서 인덱스 코딩 복호 처리를 수행한다.

V2X mode 4의 경우, 단말의 px 추정(estimation)은 아래와 같은 과정으로 수행된다.

기본적으로 mode 3와 유사하게, 도 10 및 11을 통해 예시한 px 확률 추정 과정이 활용될 수 있다.

다만, 기지국(10)으로부터 SIB21 혹은 RRC 연결 셋업(RRC connection setup)/RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 메시지를 통해 아래와 같은 인덱스 코딩 재전송에 대한 조건이 제공된 경우, 추정된 px와 비교하여 높은 값으로 설정될 수 있다.

추정된 RSRP 혹은 SINR이 제공된 기준 이상일 때는 최소 제공된 확률인 p'x 으로 인덱스 코딩 재전송을 수행할 수 있다.

추정된 PER이 제공된 기준 이상일 때는 최소 제공된 확률인 p'x으로 인덱스 코딩 재전송을 수행할 수 있다.

기지국(10)은 해당 리소스 풀(resource pool) 내의 사이드링크 활용 단말이 많아지면 시스템 성능 개선 차원에서 p'x 값을 상향 조정하여 인덱스 코딩 재전송이 더 빈번하게 일어나도록 조절할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 피드백이 없는 단말 대 단말 통신 환경에서 최소한의 무선 자원을 사용하여 피드백이 있는 통신 환경과 유사한 성능 수준의 재전송 동작을 구현할 수 있고, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 극대화할 뿐만 아니라 단말 대 단말 통신에서 가장 문제가 되는 신호 간섭 문제를 크게 줄일 수 있다. 구체적으로, 단말 대 단말 통신 채널 용량을 최대 33% 극대화시킬 수 있을 뿐 아니라 간섭 문제를 최대 25% 줄일 수 있다.

10: 기지국
20: 송신 단말
30: 수신 단말
S10: XOR 처리 여부 결정단계
S20: 제어 정보 구성단계
S30: 재전송 단계
S40: XOR 처리 인지단계

Claims

피드백이 없는 HARQ(Hybeid Automatic Repeat Request) 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법으로서,
LTE 기반 V2X(Vehicle to Everything)의 사이드링크(sidelink) 통신을 수행하는 환경에서, 상기 사이드링크를 통해 송신하는 송신 단말이 상기 사이드링크를 통해 수신하는 수신 단말에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 수행할 때 상기 송신 단말이 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR(exclusive OR) 처리를 수행할지 여부를 확률적으로 결정하는 XOR 처리 여부 결정단계; 및
상기 송신 단말이 결정된 확률에 따라 상기 두 개의 재전송 패킷에 대하여 XOR 처리를 수행하여 상기 수신 단말로 재전송하는 재전송 단계를 포함하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 송신 단말은 하기 수식 3에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법
[수식 3]

수식 3에서, px는 XOR 재전송 확률이고, p0는 수신 단말의 초기 전송에 대한 패킷 오류율인 초기전송 오류율이고, p1은 재전송에 대한 패킷 오류율인 재전송 오류율이고, pt는 최종 요구되는 패킷 오류율인 패킷 목표 오류율이다.
제2항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 상기 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP(Reference Signal Received Power)를 추정하고, 추정된 RSRP에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 상기 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 추정하고, 추정된 SINR에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 상기 초기전송 오류율(p0)과 상기 재전송 오류율(p1)을 도출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 송신 단말은 기지국이 제공하는 조건에 따라 XOR 재전송을 수행할 확률인 XOR 재전송 확률(px)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제6항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(Radio Resource Control connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 RSRP 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 RSRP값이 상기 RSRP 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 RSRP를 산출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제6항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 SINR 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 SINR값이 상기 RSRP 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제9항에 있어서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에게 수신되는 사이드링크에 대한 채널 정보를 기반으로 수신신호 감도인 SINR을 산출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제6항에 있어서,
상기 XOR 처리 여부 결정단계에서,
상기 기지국이 상기 송신 단말에 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 또는 SIB(System Information Block)를 통해서 PER(packet error rate) 기준값과 XOR 재전송을 수행할 최소 확률값(p'x)을 제공한 뒤, 상기 송신 단말은 추정된 PER값이 상기 PER 기준값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)를 상기 XOR 재전송 확률(px)로 결정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제11항에 있어서,
상기 송신 단말은 상기 송신 단말에 수신되는 사이드링크 신호를 복호하여 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율을 산출하고, 복호된 사이드링크 신호의 초기 및 재전송 패킷에 대한 오류율에 따라 상기 PER값을 도출하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제7항, 제9항 및 제11항 중에서 어느 한 항에 있어서,
상기 기지국은 셀 내 단말의 추정된 사이드링크 활용 빈도가 기준 빈도값보다 큰 경우에 상기 최소 확률값(p'x)을 상향 조정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 송신 단말은 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 임의적인 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고 수행하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제14항에 있어서,
상기 XOR 재전송 확률(px)이 변동되는 경우, 상기 송신 단말이 변동 정보를 상기 기지국에 SidelinkUEInformation 메시지를 통해 전달하고, RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration)에 의해 상기 기지국과 단말들이 합의된 XOR 재전송 확률(px)을 설정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제2항에 있어서,
기지국이 계산된 XOR 재전송 확률(px)을 기반으로 XOR 처리 재전송을 직접 결정하고, 상기 송신 단말에 XOR 처리 재전송 수행을 위한 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제16항에 있어서,
상기 송신 단말이 상기 XOR 재전송 확률(px)을 MAC 커맨드(MAC command)를 통해 상기 기지국에 전달하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 재전송 단계 이전에,
상기 송신 단말이 상기 수신 단말에 두 개의 데이터에 대한 재전송을 XOR 처리를 하여 수행하기 위한 제어 정보를 구성하는 제어 정보 구성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제18항에 있어서,
상기 송신 단말이 두 개의 SCI format 1 메시지를 구성할 때 RIV(Frequency resource location of initial transmission and retransmission) 및 SFgap(Time gap between initial transmission and retransmission) 필드 값을 동일하게 설정하여 상기 수신 단말에 상기 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제18항에 있어서,
V2X mode 3 로 동작하는 경우, 기지국이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 필드 값을 동일하게 설정하여 상기 송신 단말에 XOR 재전송 여부에 대한 제어 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제18항에 있어서,
V2X mode 3 로 동작하는 경우, 상기 송신 단말이 XOR 재전송 수행 여부를 결정하여 기 수신된 두 개의 DCI format 5A 메시지 내에 RIV 및 SFgap 값들 중 한 쌍을 선택하여 SCI format 1 내의 RIV 및 SFgap 필드로 설정하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 송신 단말로부터 XOR 처리된 두 개의 재전송 패킷을 수신한 수신 단말이 초기 전송에 대한 SCI format 1 제어 정보들을 통해 상기 송신 단말로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리가 되었음을 인지하는 XOR 처리 인지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제22항에 있어서,
상기 수신 단말은 초기 전송에 대한 모든 SCI format 1 정보들을 상기 송신 단말에 의한 재전송이 일어나기 전까지 저장하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.
제22항에 있어서,
상기 수신 단말은 초기 전송에 대한 SCI format 1을 수신하였을 때, 현재 저장된 SCI format 1 정보 중 RIV 및 SFgap 필드와 일치하는지 여부를 확인하고, 일치한다면 상기 송신 단말로부터 수신한 두 개의 재전송 패킷이 XOR 처리된 것으로 인지하는 것을 특징으로 하는, 피드백이 없는 HARQ 환경에서의 인덱스 코딩을 이용한 패킷 재전송 방법.