KR100976384B1

KR100976384B1 - 광대역 무선통신시스템에서 하이브리드 자동재전송요청시그널링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100976384B1
Application number: KR1020070011508A
Authority: KR
Inventors: 조민희; 손중제; 김남기; 장재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: US20080186886A1; EP1953944B1; EP1953944A2; US8223686B2; EP1953944A3; KR20080073024A

Abstract

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 HARQ 시그널링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기지국의 통신 방법은, 고정 자원을 할당받은 단말들 각각에 대한 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 송신하는 과정과, 상기 단말들로 전송되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 송신하는 과정을 포함한다. 이와 같은 본 발명은 비트맵을 통해 이번 프레임에서 전송되는 HARQ패킷들에 대한 재전송 여부를 알려주기 때문에, 수신단에서 패킷을 잘못 복호하는 오류를 방지할 수 있다.

광대역, 무선통신, HARQ, 시그널링, 비트맵

Description

광대역 무선통신시스템에서 하이브리드 자동재전송요청 시그널링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HYBRID ARQ SIGNALLING IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 고정 자원 할당 방식의 운용예를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 재전송 여부 비트맵 정보의 일 예를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하느 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신시스템에서 고정 자원 할당 시 HARQ 시그널링 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(LAN : Local Area Network) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN : Metropolitan Area Network) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 진화하고 있으며. 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템 및 IEEE 802.20 통신 시스템이다.

상기 IEEE 802.16 통신시스템 및 IEEE 802.20 통신시스템은 상기 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하고 있다. 또한, 상기 IEEE 802.20 통신시스템은 무선 자원을 특정 단말에게 고정적으로 할당하는 방식(이하 "고정 자원 할당 방식"이라 칭함)을 지원한다. 향후, IEEE 802.16m 통신시스템에서도 고정 자원 할당 방식이 포함될 것으로 예상된다.

상기 고정 자원 할당 방식은 매 프레임마다 자원 할당 정보(또는 자원 할당 메시지)를 단말에게 전송함으로써 발생하는 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위한 기술이다. 즉, 기지국은 주기적으로 트래픽이 발생하는 서비스를 가진 단말에게 특정 자원을 고정적으로 할당한다. 이후, 상기 단말은 고정 할당된 자원에 대한 변경 또는 해제가 발생하기 전까지 자원 할당 정보의 확인 없이 고정 할당된 자원을 지속적으로 사용하여 통신을 수행한다. 따라서, 기지국은 상기 단말에 대한 자원 할당 정보를 매 프레임마다 전송하지 않아도 된다.

그러나, 고정 할당된 자원을 통해 HARQ 패킷을 송신할 때, HARQ 응답신호의 오류로 의해 패킷이 손실되고 지연이 발생할 수 있다.

먼저, 단말이 HARQ패킷을 성공적으로 수신하고 응답으로 ACK신호를 전송하였으나, 기지국이 오류로 인해 NACK으로 인식한 경우를 고려해본다.

이 경우, 단말은 상기 이전 패킷을 성공적으로 수신하였으므로 수신 버퍼에서 상기 이전 패킷을 삭제하고 새로운 패킷을 기다린다. 그러나, 기지국은 응답 신호를 NACK으로 인식하였으므로 상기 이전 패킷을 재전송한다. 따라서, 불필요하게 패킷을 재전송하는 문제가 발생한다. 단말 또한 이번에 수신되는 패킷이 새로운 패킷으로 간주하여 심볼 결합(combining)을 수행하지 않기 때문에 패킷 수신을 실패할 확률이 높아진다. 만일 패킷 수신을 실패할 경우, 단말은 응답으로 NACK신호를 전송하고, 기지국은 상기 이전 패킷을 다시 전송한다. 이와 같이, 단말에서 이미 수신 성공한 패킷을 기지국이 여러번에 걸쳐 재전송하고, 이로 인해 무선 자원이 낭비되는 문제점이 발생한다.

다음으로, 단말이 HARQ패킷 수신을 실패하고 응답으로 NACK신호를 전송하였으나, 기지국이 오류로 인해 ACK으로 인식한 경우를 고려해본다.

이 경우, 단말은 이전 패킷의 수신을 실패하였으므로 이전 패킷의 재전송을 기다린다. 그러나, 기지국은 응답신호를 ACK으로 인식하였으므로 새로운 패킷을 상기 단말로 전송한다. 그러면, 상기 단말은 상기 새로운 패킷을 이전 패킷으로 간주하여 수신버퍼에 있는 이전 패킷과 심볼 결합하여 복조한다. 그러나, 상기 심볼 결합되는 두 패킷은 서로 다른 패킷이므로, 단말은 패킷 수신을 실패 판정하고, 다시 응답으로 NACK 신호를 기지국으로 전송한다. 상기 기지국은 상기 NACK에 응답하여 상기 새로운 패킷을 다시 전송하고, 단말은 계속해서 패킷 수신을 실패한다. 결국, 단말은 상기 이전 패킷과 상기 새로운 패킷 모두에 대하여 수신을 실패함으로써 두 패킷 모두 손실되는 문제점이 발생한다. 또한, 최대 횟수까지의 재전송으로 인해 그동안의 무선 자원이 낭비되고 다른 패킷 전송에 지연을 초래하는 문제점을 갖는다.

이상 살펴본 바와 같이, 고정 할당 자원을 이용해 HARQ를 수행하는 경우 시그널링의 신뢰성을 높이는 방안이 무엇보다 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신시스템에서 HARQ 시그널링의 신뢰 성을 높이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 고정 할당 자원을 이용하여 HARQ 수행 시 시그널링의 신뢰성을 높이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통시시스템에서 고정 할당 자원을 이용하여 HARQ 수행 시 시그널링에 따른 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서, 고정 자원을 할당받은 단말들 각각에 대한 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 송신하는 과정과, 상기 단말들로 전송되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서, 고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정과, 상기 비트맵 중 상기 단말에게 할당된 인덱스의 비트 값을 확인하여 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷의 재전송 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 고정 자원을 할당받은 단말들 각각에 대한 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 생성하는 제1 생성기와, 상기 단말들로 전송되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 생성하는 제2 생성기와, 상기 제1 생성 기와 상기 제2 생성기로부터의 메시지를 스케줄링 결과에 따라 물리계층 인코딩하여 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서, 고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 수신하는 수신기와, 상기 수신기로부터의 비트맵 정보 중 상기 단말에게 할당된 인덱스의 비트 값을 확인하여 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷의 재전송 여부를 판단하는 비트맵 정보 해독부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 고정 할당 자원을 이용하여 HARQ 수행 시 효율적으로 HAQR 시그널링을 수행하기 위한 방안을 제안하기로 한다.

이하, 직교주파수분할다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 또는 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 국한되지는 아니하며 다른 형태의 통신시스템(예 : CDMA(Code Division Multiple Access) 기반의 통신시스템)에도 용이하게 적용될 수 있다.

한편, HARQ 방식은 체이스 컴바이닝(chase combing), IR(ncremental Redundancy) 등과 같이 여러 가지 방식들이 존재하나, 이하 설명은 동일한 패킷을 재전송하는 체이스 컴바이닝 방식을 예를 들어 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 아니하며 다른 HARQ 방식들에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명은 고정 할당 자원을 이용하여 HARQ를 수행하는 경우, 기지국이 전송하는 HARQ패킷이 새로운 패킷(new tx)인지 재전송 패킷(retx)인지를 구분하기 위한 비트맵(bitmap) 방식의 메시지를 제안한다. 이를 위해서 먼저 사용자 별로 비트맵 인덱스를 할당한다. 일 예로, 사용자1에는 비트맵 중 1번째 비트를 할당하고, 사용자2에는 2번째 비트를 할당하며, 이런 식으로 마지막 사용자에는 비트맵 중 마지막 비트를 할당할 수 있다. 이러한 비트맵을 "New/Rtx 비트맵"으로 표기하기로 한다.

일반적으로, 고정 자원을 할당하는 자원 할당 메시지(이하 "고정 할당 메시지"라 칭함)는 고정 할당이 시작되는 프레임에서 한번 전송된다. 본 발명에 따른 상기 고정 할당 메시지는 고정 할당되는 자원의 정보뿐만 아니라 해당 사용자에게 할당된 비트맵의 인덱스 정보도 함께 포함한다.

하기 <표 1>은 상기 고정 할당 메시지의 일 예를 나타낸 것으로, 상기 고정 할당 메시지는 DL-MAP메시지내 하나의 정보요소(IE : Information Element)로 포함될 수 있다.

Field	Description
...
Number of fixed allocation, Nf	고정 할당 개수
For(i=0;i<Nf;i++)
MAC ID	사용자 식별자
Slot offset	할당된 무선 자원의 슬롯 오프셋
No. of slots	할당된 무선 자원의 슬롯 개수
New/Rtx Bitmap Index	비트맵 인덱스
Duration	자원 점유 기간
TF	변조 및 코딩 방식
...
}

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고정 할당 메시지는, 각 고정 할당에 대하여 사용자 식별자 정보(MAC ID)와, 할당된 무선 자원의 시작점을 나타내는 슬롯 오프셋 정보(slot offset)와, 할당된 무선 자원의 슬롯 개수 정보(No. of slots)와, 해당 사용자에게 할당된 비트맵 인덱스 정보(New/Rtx Bitmap Index)와, 고정 자원이 할당되는 기간 정보(duration)와, 고정 할당된 자원에 적용되는 변조 및 코딩 정보(TF)와 기타 다른 정보들을 포함할 수 있다. 상기 표 1에서는 상세히 나타내지 않았지만, 상기 고정 할당 메시지는 상기한 정보 이외에 고정 할당이 시작되는 시작 프레임(start frame) 정보, 고정 할당 주기(period) 등의 정보를 포함할 수 있다. 이와 같이, 단말은 고정 할당 메시지를 통해 자신에게 할당된 비트맵 인덱스를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 고정 자원 할당 방식의 운용예를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 고정 할당이 시작되는 프레임에서 기지국은 고정할당메시지(110)를 송신하고, 소정 주기로 고정자원(120-1 내지 120-4)을 통해 트래픽(HARQ 트래픽)을 해당 단말로 전송한다. 도 1은 4프레임 주기로 고정 자원을 할당한 경우를 도시한 것이다. 이때, 상기 단말은 소정 주기로 수신되는 트래픽에 대한 수신성공 여부를 나타내는 ACK(ACKnowledgement) 또는 NACK(Non-ACKnowledgement)를 기지국으로 피드백한다. 이와 같이, 기지국과 단말은 고정 할당된 자원에 대한 변경 또는 해제가 발생하기 전까지 고정 할당된 자원을 지속적으로 사용하여 통신을 수행한다. 즉, 기지국은 상기 단말에 대한 자원 할당 정보를 매 프레임마다 전송하지 않아도 된다.

한편, 본 발명에 따라 상기 기지국은 HARQ패킷이 전송되는 프레임의 방송 영역(또는 제어 영역)에서 이번 프레임에서 전송되는 HARQ패킷이 새로운 패킷인지 혹은 재전송 패킷인지를 나타내는 비트맵 정보를 포함하는 재전송 지시 메시지를 전송한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국은 HARQ패킷 전송 주기와 같은 주기로 상기 비트맵 정보를 포함하는 재전송 지시 메시지(130-1 내지 130-3)를 전송한다. 여기서, 상기 재전송 지시 메시지(1301-1 내지 130-2)는 MAP 메시지에 포함되는 정보요소(IE)일수 있고, 데이터 전송영역에서 전송되는 별도의 제어메시지(MAC management message)일수 있다. 후자의 경우 상기 제어메시지의 위치는 상기 MAP메시지를 통해 알려줄 수 있다. 단말은 HARQ 패킷이 수신되는 프레임에서 상기 재전송 지시 메시지를 수신하며, 상기 재전송 지시 메시지 내 비트맵 정보 중 자신이 할당받은 비트의 값을 확인함으로써 이번 수신되는 HARQ패킷이 새로운 패킷인지 혹은 재전송 패킷인지를 판단할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 재전송 여부 비트맵 정보의 일 예를 보여준다.

도시된 바와 같이, 상기 비트맵은 소정 길이를 가지며, 비트맵의 길이는 고정되거나 혹은 가변될 수 있다. 비트맵의 첫 번째 비트는 사용자 A(user A)에게 할당되고, 비트맵의 두 번째 비트는 사용자 B(User B)에게 할당된 경우를 나타낸 것이다. 그리고 사용자 A의 New/Rtx 비트는 '1'이고, 사용자 B의 New/Rtx 비트는 '0'이다.

이 경우, 사용자 A의 직전 수신된 비트맵의 정보가 '1'이었을 경우 이번에도 동일하게 '1'이므로 이번 프레임에서 수신되는 HARQ패킷은 재전송 패킷임을 나타내고, 직전 수신된 비트맵의 정보가 '0'이었으면 이번 프레임에서 수신되는 HARQ패킷은 새로운 패킷임을 나타낸다. 즉, 단말은 이번 수신된 비트맵의 정보와 이전 수신된 비트맵의 정보를 비교하고, 동일할 경우 이번 수신되는 패킷을 재전송 패킷으로 판단하며, 상이할 경우 이번 수신되는 패킷을 새로운 패킷으로 판단한다.

마찬가지로, 사용자 B의 경우 직전 수신된 비트앱의 정보가 '0'이면 이번 수신되는 HARQ패킷을 재전송 패킷으로 판단하고, 직전 수신된 비트맵의 정보가 '1'이면 이번 수신되는 HARQ 패킷을 새로운 패킷으로 판단한다. 한편, 사용자와 비트맵의 대응관계는 변경 가능하며, 변경될 경우 기지국은 단말들에게 알려줘야 한다.

이와 같이, 비트맵을 사용하여 패킷의 재전송여부를 알려줄 경우, 고정 할당 자원 당 1비트의 적은 오버헤드로 단말은 이번 수신된 패킷이 재전송 패킷인지 혹은 새로운 패킷인지를 오류 없이 판단할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기지국은 스케줄러(300), HARQ제어부(302), 고정할당메시지 생성부(304), 비트맵정보 저장부(306), 비트맵정보 메시지 생성부(308), 송신버퍼(310), 다중화기(312), 부호기(314), 변조기(316), 자원 매핑기(318), OFDM변조기(320), RF(Radio Frequency)송신기(322)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 먼저 스케줄러(300)는 매 프레임마다 자원 스케줄링을 수행하고, 상기 스케줄링 결과에 따라 해당 구성부들을 제어한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 스케줄러(300)는 도 1과 같은 고정 할당(Fixed Allocation)을 위한 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 스케줄러(300)는 상기 고정 할당을 위해 전송되는 각종 제어신호(고정할당 메시지, 비트맵 정보 메시지 등)의 생성 및 전송을 제어하고, 상기 고정 할당에 따른 송수신을 제어한다.

고정할당메시지 생성부(304)는 상기 스케줄러(300)의 스케줄링 결과에 따라 상기 표 1과 같은 고정할당메시지를 생성하고, 상기 생성된 고정할당메시지를 해당 전송 시점에 다중화기(312)로 출력한다. 여기서, 상기 고정할당메시지는 고정 할당이 시작되는 시작 프레임에서 전송되며, MAP메시지내 정보요소(IE : Information Element)로 포함되어 전송될 수 있다.

비트맵 정보 저장부(306)는 상기 스케줄러(300)의 스케줄링 결과로 생성된 도 2와 같은 비트맵 정보를 저장한다. 여기서, 상기 비트맵을 구성하는 비트들은 고정 자원을 할당받은 단말(이하 "고정 할당 단말"로 칭함)들과 일대일로 매핑되고, 초기 비트맵은 모두 '1' 또는 '0'으로 초기화될 수 있다. 또한, 비트맵 정보 저장부(306)는 상기 스케줄러(300)의 제어하에 매 전송 때마다 상기 비트맵을 갱신한다. 예를들어, 이번에 고정 할당 단말로 전송되는 HARQ패킷이 새로운 패킷일 경우 비트맵의 해당 비트를 토글(toggle)하고, 재전송 패킷일 경우 해당 비트를 그대로 유지한다.

비트맵정보 메시지 생성기(308)는 고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 상기 비트맵 정보 저장부(306)로부터 상기 비트맵 정보를 독출해서 비트맵 정보 메시지를 생성하여 출력한다. 즉, 상기 비트맵 정보 메시지는 고정 할당 주기와 동일한 주기로 전송된다.

송신버퍼(310)는 단말들로 송신할 데이터를 버퍼링하며, 상기 스케줄러(300)의 제어하에 해당 데이터를 상기 다중화기(312)로 출력한다. 여기서, 상기 송신버퍼(310)에 버퍼링된 데이터는 MAC(Media Access Control)계층의 PDU(Packet Data Unit)일 수 있다.

상기 다중화기(312)는 상기 스케줄링 결과에 따라 MAC계층의 다양한 구성부들에서 생성된 데이터를 물리계층으로 전달하는 기능을 수행한다.

물리계층의 부호기(314)는 상기 다중화기(312)로부터의 데이터(또는 버스트)를 부호화하여 부호화 패킷을 발생한다. 본 발명에 따라 상기 부호기(314)는 고정 할당 단말로 전송되는 HARQ패킷(부호화 패킷)을 버퍼링하며, HARQ제어부(302)의 제어하에 상기 버퍼링된 HARQ패킷을 재전송하거나 새로운 HARQ패킷을 전송하는 수행한다. 예를들어, 상기 부호기(314)는 CC(Convolutional Code), TC(Turbo Code), CTC(Convolutional Turbo Code), LDPC(Low Density Parity Check)부호 등을 사용할 수 있다.

변조기(316)는 상기 부호기(314)로부터의 부호화 패킷을 소정 변조방식으로 변조하여 변조 심볼들을 발생한다. 예를들어, 상기 변조기(316)는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등을 사용할 수 있다.

자원 매핑기(318)는 상기 변조기(316)로부터의 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 출력한다. 본 발명에 따라 상기 자원 매핑기(318)는 상기 고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 고정 할당 단말로 전송되는 데이터를 고정 자원에 매핑하여 출력한다.

OFDM변조기(320)는 상기 자원 매핑기(318)로부터의 자원 매핑된 데이터들을 OFDM변조하여 OFDM심볼을 발생한다. 여기서, 상기 OFDM변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산, CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 포함하는 의미이다. RF송신기(322)는 상기 OFDM변조기(320)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency)대역의 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상기 HARQ제어부(302)는 고정 할당 단말로부터 피드백되는 응답신호(ACK/NACK)를 검사하고, 상기 응답신호에 따라 재전송 여부를 결정한다. 그리고, 상기 HARQ제어부(302)는 상기 재전송 여부 정보를 상기 스케줄러(300)와 상기 부호기(314)로 제공한다. 그러면, 상기 스케줄러(300)는 상기 재전송 여부 정보를 스케줄링에 이용하며, 상기 재전송 여부 정보에 따라 상기 비트맵의 해당 비트를 갱신한다. 또한, 상기 부호기(314)는 상기 재전송 여부 정보에 따라 버퍼링되어 있는 HARQ패킷을 폐기(discard)하거나 재전송한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고정할당메시지가 고정 할당이 시작되는 첫 번째 프레임에서 한번 전송되고, 비트맵 정보 메시지(또는 재전송 지시 메시지)는 패킷 전송 주기(또는 고정 할당 주기)와 동일한 주기로 전송된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 단말은 RF수신기(400), OFDM복조기(402), 자원디매핑기(404), 복조기(406), 복호기(408), 역다중화기(410), MAP정보 해독부(412), 비트맵정보 메시지 해독부(414), 에러검사부(416) 및 피드백 생성부(418)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 먼저 RF수신기(400)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터를 변환하여 출력한다. OFDM복조기(402)는 상기 RF수신기(400)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다.

자원 디매핑기(404)는 상기 OFDM복조기(402)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 복조할 데이터(또는 버스트 데이터)를 추출하여 출력한다. 본 발명에 따라 상기 자원 디매핑기(404)는 고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 고정 자원에 매핑된 데이터를 추출하여 출력한다.

복조기(406)는 상기 자원 디매핑기(404)로부터의 데이터를 복조(demodulation)하여 출력한다. 복호기(408)는 상기 복조기(406)로부터의 복조된 데이터를 복호(decoding)하여 출력한다. 이때, 상기 복호기(408)는 이번 수신된 패킷이 새로운 패킷이면 상기 새로운 패킷만을 가지고 복호를 수행하고, 이번 수신된 패킷이 재전송 패킷이면 버퍼링되어 있는 이전 패킷과 결합(combining)하여 복호를 수행한다. 상기 이번 수신된 패킷의 재전송 패킷 여부는 이번 프레임에서 수신되는 비트맵 정보를 통해 확인할 수 있다.

역다중화기(410)는 상기 복호기(408)로부터의 데이터를 종류에 따라 해당 구성부로 전달한다. 만일, 상기 복호기(408)로부터 출력되는 데이터가 MAP메시지이면 MAP정보 해독부(412)로 전달하고, 비트맵 정보 메시지이면 비트맵 정보 메시지 해독부(414)로 전달하며, 트래픽이면 에러검사부(416)로 전달한다.

상기 MAP정보 해독부(412)는 상기 역다중화기(410)로부터의 MAP메시지를 해독하고, 상기 해독된 정보에 따라 상기 단말의 전반적인 송신 및 수신 동작을 제어한다. 상기 MAP메시지 내 고정할당메시지(MAP_IE)가 포함되어 있을 경우, 상기 MAP정보 해독부(412)는 고정 할당 기간, 고정 할당 주기, 고정 할당 자원 및 비트맵 인덱스를 결정하고, 상기 결정된 정보들에 따라 상기 단말의 고정 할당 통신을 제어한다.

상기 비트맵 정보 메시지 해독부(414)는 상기 역다중화기(410)로부터의 비트맵 정보 메시지를 해독하고, 상기 비트맵중 상기 단말에게 할당된 비트 값과 직전 수신된 비트맵의 해당 비트 값을 비교한다. 여기서, 상기 단말에게 할당된 비트(비트맵 인덱스)는 상기 MAP정보 해독부(412)로부터 제공받는다. 이번 수신된 비트 값과 직전 수신된 비트 값이 상이하면, 상기 비트맵 정보 메시지 해독부(414)는 이번 프레임에서 수신된 패킷을 새로운 패킷으로 판단하고, 동일하면 재전송 패킷으로 판단한다. 이번 수신된 패킷의 재전송 여부 정보는 상기 복호기(408)로 제공되며, 상기 복호기(408)는 상기 재전송 여부 정보에 따라 패킷의 결합(combining) 여부를 결정할 수 있다.

상기 에러검사부(416)는 상기 다중화기(410)로부터의 HARQ패킷(복호데이터)에 에러가 있는지 검사한다. 예를 들어, 상기 에러검사부(416)는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 등을 이용해 에러 검사를 수행한다. 또한, 상기 에러검사부(416)는 에러 검사 결과를 피드백 생성부(418)와 상기 복호기(408)로 제공한다. 그러면, 상기 복호기(408)는 상기 에러 검사 결과에 따라 해당 패킷을 폐기 또는 버퍼링한다.

상기 피드백 생성부(418)는 상기 에러검사부(416)로부터의 상기 에러 검사 결과에 따라 ACK 또는 NACK을 생성하여 기지국으로 피드백한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 자원 스케줄링을 수행한다. 상기 자원 스케줄링을 수행한후, 상기 기지국은 503단계에서 새로운 고정 할당(FA : Fixed Allocation)이 발생했는지 판단한다. 상기 새로운 고정 할당이 발생한 경우, 상기 기지국은 505단계에서 상기 스케줄링을 통해 결정된 고정 할당 단말들과 재전송 여부 비트맵(New/Rtx bitmap) 사이의 대응관계를 결정하고, 재전송 여부 비트맵 정보를 생성한다. 여기서, 상기 재전송 여부 비트맵의 비트들은 초기 값으로 설정된다.

이후, 상기 기지국은 507단계에서 상기 표 1과 같은 고정 할당 메시지를 생성한다. 상기 고정 할당 메시지는 앞서 설명한 바와 같이 각 고정 할당(단말)에 할당된 비트맵 인덱스 정보를 포함한다. 그리고, 상기 기지국은 509단계에서 상기 생성된 고정할당 메시지를 고정 할당이 시작되는 프레임에서 송신한다. 여기서, 상기 고정할당 메시지는 상기 고정 할당이 시작되는 프레임 이전에 전송될 수도 있다.

상기 고정할당 메시지를 송신한후, 상기 기지국은 511단계에서 상기 고정 할당 단말들로 HARQ 패킷들을 송신한다. 이때, 상기 HARQ패킷들 각각은 상기 시작되는 프레임의 데이터 전송 영역중 해당 고정 자원에 매핑되어 전송된다.

이와 같이, 상기 고정 할당 단말들에 대한 초기 전송을 완료한후, 상기 기지국은 513단계로 진행하여 고정 할당 주기에 따른 패킷 전송 시간에 도달되었는지 판단한다. 만일, 상기 패킷 전송 시간이 아니면, 상기 기지국은 523단계로 진행하여 고정 할당 기간이 만료되었는지 검사한다. 만일, 상기 패킷 전송 시간에 도달된 경우, 상기 기지국은 515단계로 진행하여 이번 프레임에 전송되는 HARQ 패킷들의 재전송 여부를 확인한다. 상기 HARQ 패킷의 재전송 여부는 직전 전송된 패킷의 응답신호(ACK 또는 NACK)에 의해 결정될 수 있다.

상기 이번 프레임에서 전송되는 HARQ패킷들의 재전송 여부를 확인한 후, 상기 기지국은 517단계에서 상기 확인된 내용을 근거로 상기 재전송 여부 비트맵 정보를 갱신한다. 만일, 특정 고정 할당 단말로 전송되는 HARQ패킷이 새로운 패킷이면 기존 비트맵 정보의 해당 비트를 토글(toggle)하고, 그렇지 않으면 그대로 유지한다.

상기 재전송 여부 비트맵 정보를 갱신한 후, 상기 기지국은 519단계로 진행하여 상기 비트맵 정보를 포함하는 재전송 지시 메시지를 생성하고, 상기 재전송 지시 메시지를 상기 고정 할당 단말들로 방송한다. 그리고, 상기 기지국은 521단계에서 상기 고정 할당 단말들로 HARQ 패킷들을 송신한다. 이때, 상기 HARQ 패킷들 각각은 상기 이번 프레임의 데이터 전송 영역 중 해당 고정 자원에 매핑되어 전송된다.

상기 HARQ패킷들을 전송한 후, 상기 기지국은 상기 523단계에서 상기 고정 할당 단말들에 대한 고정 할당 기간이 만료되었는지 검사한다. 상기 고정 할당 기간이 만료된 경우, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료하고, 상기 고정 할당 기간이 만료되지 않은 경우, 상기 기지국은 다음 패킷 전송 시간을 체크하기 위해 상기 513단계로 되돌아간다. 여기서, 상기 고정 할당 단말들에 대한 고정 할당 기간이 동시에 만료되는 것으로 설명하고 있지만, 고정 할당 단말들에 대한 고정 할당 기간을 개별적으로 제어할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 먼저 단말은 601단계에서 기지국으로부터 방송되는 MAP메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 MAP메시지의 수신이 감지될 경우, 상기 단말은 603단계에서 상기 수신된 MAP메시지를 해독하여 하향링크 및 상향링크의 자원 할당 상태를 확인한다. 즉, 상기 단말은 상기 MAP메시지를 해독함으로써 할당받은 하향링크 자원과 상향링크 자원을 인지한다.

이후, 상기 단말은 605단계에서 상기 MAP메시지의 해독 결과 고정 자원이 할당되었는지 검사한다. 상기 고정 자원이 할당된 경우, 상기 단말은 고정 할당 기간, 고정 할당 주기, 고정 할당 자원 및 재전송 여부 비트맵의 인덱스 등을 확인한다.

이와 같이, 통신을 위한 준비가 완료되면, 상기 단말은 609단계에서 고정 할당된 자원을 통해 HARQ 패킷을 수신하고 복호한다. 이때, 초기 수신이므로, 상기 단말은 심볼 결합 없이 복호를 수행한다. 그리고, 상기 단말은 611단계에서 상기 복호 결과를 가지고 에러검사(예 : CRC)를 수행하고, 그 결과에 따른 응답신호(ACK 또는 NACK)를 기지국으로 피드백한다.

이후, 상기 단말은 613단계에서 상기 고정 할당 주기에 따른 패킷 수신 시간에 도달되었는지를 판단한다. 만일, 상기 패킷 수신 시간이 아니면, 상기 단말은 623단계로 진행하여 고정 할당 기간이 만료되었는지 검사한다. 만일, 상기 패킷 수신 시간에 도달된 경우, 상기 단말은 615단계로 진행하여 비트맵 정보를 포함하는 재전송 지시 메시지를 수신한다. 그리고, 상기 단말은 617단계에서 상기 재전송 지시 메시지를 분석하여 이번 프레임에서 수신되는 패킷의 재전송 여부를 확인한다.

이후, 상기 단말은 619단계에서 상기 고정 할당된 자원을 통해 HARQ패킷을 수신하고 복호한다. 이때, 상기 단말은 상기 확인된 재전송 여부에 따라 상기 수신된 HARQ 패킷을 이전 수신된 HARQ패킷과 심볼 결합하여 복호할 수 있다. 그리고, 상기 단말은 621단계에서 상기 복호 결과를 가지고 에러검사를 수행하고, 그 결과에 따른 응답신호(ACK 또는 NACK)을 기지국으로 피드백한다.

상기 응답신호를 피드백한후, 상기 단말은 상기 623단계로 진행하여 상기 고정 할당 기간이 만료되었는지를 검사한다. 상기 고정 할당 기간이 만료된 경우, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료하고, 상기 고정 할당 기간이 만료되지 않은 경우, 상기 단말은 다음 패킷 수신 시간을 체크하기 위해 상기 613단계로 되돌아간다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 상술한 메시지 구조들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예로서, 당업자라면 용이하게 변형하여 실시할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정 해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고정 자원 할당 방식을 사용하여 HARQ 수행하는 경우, 비트맵을 통해 이번 프레임에서 전송되는 HARQ패킷들에 대한 재전송 여부 를 알려주기 때문에, 수신단에서 패킷을 잘못 복호하는 오류를 방지할 수 있다. 따라서, HARQ 응답 오류를 방지할 수 있고, 이로 인해 패킷 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 비트맵과 적은 오버헤드로 HARQ 시그널링의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다.

Claims

광대역 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,

고정 자원을 할당받은 단말들 각각에 대한 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 송신하는 과정과,

상기 단말들로 전송되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는 고정 자원 할당이 시작되는 프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는, 단말 식별 정보, 고정 자원의 영역 정보, 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보, 고정 자원에 적용되는 코딩 정보, 고정 자원이 할당되는 기간(duration) 정보, 고정 할당이 시작되는 시작 프레임 정보, 고정 할당 주기(period) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 비트맵 정보 송신 과정은,

고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다, 이번 프레임에서 상기 단말들로 전송되는 패킷의 재전송 여부를 확인하는 과정과,

상기 이번 프레임에서 전송되는 패킷이 새로운 패킷이면 상기 비트맵의 해당 비트를 토글하고, 재전송 패킷이면 상기 비트맵의 해당 비트를 그대로 유지하는 과정과,

갱신된 상기 비트맵을 상기 이번 프레임에서 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 고정 할당된 자원을 통해 상기 단말들로 패킷들을 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서,

상기 단말들로부터 피드백되는 응답신호를 검사하는 과정과,

상기 응답신호에 따라 해당 단말에 대한 재전송 여부를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 단말들로 전송되는 패킷은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 패킷인 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선통신시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,

고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정과,

상기 비트맵 중 상기 단말에게 할당된 인덱스의 비트 값을 확인하여 이번 프레임에서 수신되는 패킷의 재전송 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 비트맵 정보는 고정 할당 주기로 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는, 고정 자원 할당이 시작되는 프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는, 단말 식별 정보, 고정 자원의 영역 정보, 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보, 고정 자원에 적용되는 코딩 정보, 고정 자원이 할당되는 기간(duration) 정보, 고정 할당이 시작되는 시작 프레임 정보, 고정 할당 주기(period) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 판단 과정은,

상기 비트맵 중 상기 단말에게 할당된 인덱스의 비트 값을 확인하는 과정과,

상기 확인된 비트의 값과 이전 수신된 비트의 값이 동일할 경우, 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷을 재전송 패킷으로 판단하는 과정과,

상기 확인된 비트의 값과 이전 수신된 비트의 값이 상이할 경우, 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷을 새로운 패킷으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 이번 수신된 패킷이 재전송 패킷으로 판단될 경우, 상기 이번 수신된 패킷과 이전 수신된 패킷을 결합하여 복호를 수행하는 과정과,

상기 이번 수신된 패킷이 새로운 패킷으로 판단될 경우, 상기 이번 수신된 패킷만을 가지고 복호를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 복호 결과를 가지고 에러 검사를 수행하는 과정과,

상기 에러 검사 결과를 기지국으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 패킷인 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,

고정 할당 주기에 따른 매 수신 때마다 고정 자원을 통해 상기 기지국으로부터 패킷을 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,

고정 자원을 할당받은 단말들 각각에 대한 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 생성하는 제1 생성기와,

상기 단말들로 전송되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 생성하는 제2 생성기와,

상기 제1 생성기와 상기 제2 생성기로부터의 메시지를 스케줄링 결과에 따라 물리계층 인코딩하여 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 송신기는, 상기 고정 할당 메시지를 고정 자원 할당이 시작되는 프레임에서 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는, 단말 식별 정보, 고정 자원의 영역 정보, 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보, 고정 자원에 적용되는 코딩 정보, 고정 자원이 할당되는 기간(duration) 정보, 고정 할당이 시작되는 시작 프레임 정보, 고정 할당 주기(period) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 비트맵 정보를 저장하는 저장부와,

고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 이번 프레임에서 상기 단말들로 전송되는 패킷의 재전송 여부를 확인하며, 상기 이번 프레임에서 전송되는 패킷이 새로운 패킷이면 상기 비트맵의 해당 비트를 토글하고, 재전송 패킷이면 상기 비트맵의 해당 비트를 그대로 유지시키는 스케줄러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 송신기는, 고정 할당 주기에 따른 매 전송 때마다 고정 할당된 자원을 통해 상기 단말들로 패킷들을 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제22항에 있어서,

상기 단말들로부터 피드백되는 응답신호를 검사하고, 상기 응답신호에 따라 재전송 여부를 결정하는 재전송 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 단말들로 전송되는 패킷은 HARQ 패킷인 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서,

고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷들의 재전송 여부를 나타내는 비트맵 정보를 수신하는 수신기와,

상기 수신기로부터의 비트맵 정보 중 상기 단말에게 할당된 인덱스의 비트 값을 확인하여 이번 프레임에서 수신되는 패킷의 재전송 여부를 판단하는 비트맵 정보 해독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 비트맵 정보는 고정 할당 주기로 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보를 포함하는 고정 할당 메시지를 수신하며, 상기 고정 할당 메시지를 분석하여 상기 단말에게 할당된 비트맵 인덱스를 획득하는 메시지 해독부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는 고정 할당을 시작하는 프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서,

상기 고정 할당 메시지는, 단말 식별 정보, 고정 자원의 영역 정보, 단말에게 할당된 비트맵 인덱스 정보, 고정 자원에 적용되는 코딩 정보, 고정 자원이 할당되는 기간(duration) 정보, 고정 할당이 시작되는 시작 프레임 정보, 고정 할당 주기(period) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 비트맵 해독부는, 상기 확인된 비트의 값과 이전 수신된 비트의 값이 동일할 경우 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷을 재전송 패킷으로 판단하고, 상기 확인된 비트의 값과 상기 이전 수신된 비트의 값이 상이할 경우 상기 이번 프레임에서 수신되는 패킷을 새로운 패킷으로 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 이번 수신된 패킷이 재전송 패킷으로 판단될 경우 패킷 결합을 통해 복호를 수행하고, 상기 이번 수신된 패킷이 새로운 패킷으로 판단될 경우 상기 이번 수신된 패킷을 가지고 복호를 수행하는 복호기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제31항에 있어서,

상기 복호기로부터의 복호 결과를 가지고 에러 검사를 수행하는 에러검사기와,

상기 에러검사기로부터의 에러 검사 결과를 기지국으로 피드백하는 피드백 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 고정 할당된 자원을 통해 수신되는 패킷은 HARQ 패킷인 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 수신기는, 고정 할당 주기에 따른 매 수신 때마다 고정 할당된 자원을 통해 기지국으로부터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.