KR20090020138A

KR20090020138A - 무선 접속 시스템에서 오버헤드를 줄이기 위한 재전송 방법

Info

Publication number: KR20090020138A
Application number: KR1020070084615A
Authority: KR
Inventors: 김정기; 김용호; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-02-26
Also published as: US20110249630A1; US8867433B2; JP2010537542A; WO2009025466A1

Abstract

본 발명은 무선 접속 시스템에서 패킷 재전송 방법에 관한 것으로서, 빈번한 패킷 송수신이 필요한 경우 제어 오버헤드를 줄여 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다. 본 발명은 패킷 재전송에 필요한 정보가 포함된 초기 제어 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계와 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받기 위한 패킷을 전송하는 단계와 상기 기지국으로부터 NACK(Non-Acknowledgment) 신호를 수신하면, 상기 초기 제어 메시지에 포함된 상기 패킷 재전송에 필요한 정보를 이용하여 상기 기지국으로 상기 NACK 신호에 해당하는 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다. 본 발명은 재전송시 별도의 제어 메시지 없이 이미 할당된 재전송 영역을 통해 패킷을 재전송함으로써, 별도의 제어 메시지를 따로 전송할 필요가 없으므로 무선자원을 절약할 수 있고 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.

VoIP 패킷, 패킷 재전송, 재전송 영역할당

Description

무선 접속 시스템에서 오버헤드를 줄이기 위한 재전송 방법{Method of Retransmission to reduce the overhead in Wireless Access System}

본 발명은 무선 접속 시스템에서 패킷 재전송 방법에 관한 것으로서, 빈번한 패킷의 송수신이 필요한 경우 제어 오버헤드를 줄여 자원을 효율적으로 사용하기 위한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다.

이하에서는 광대역 무선 접속 시스템에서 IP 기반의 음성(Voice over Internet Protocol; 이하 "VoIP") 서비스를 이용하는 단말들에서 패킷을 전송하는 방법에 대해 설명하며, 이를 위해 먼저 VoIP 트래픽에 대해 간단히 설명하도록 한다. 다만, 본 발명에 따른 패킷 전송 방법은 이하에서 설명하는 VoIP 패킷 전송에 한정될 필요는 없다.

VoIP 트래픽은 VoIP 코덱에서 고정된 주기를 가지는 고정된 크기로 생성되는 특징을 가진다. 또한, VoIP 통신은 사용자 간에 통화가 진행되는 상태인 통화 구간(talk-spurt)과 사용자가 말하지 않고 듣고 있는 상태인 침묵 구간(silence period)으로 구분될 수 있으며, 침묵 구간은 통상의 콜 세션 전체에서 50% 이상을 차지한다.

따라서, 통화 구간과 침묵 구간에 서로 다른 양의 대역폭을 할당하기 위하여 여러 가지 음성 코덱을 사용하는데, 이 중 대표적인 것은 GSM(Global System for Mobile communication)과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 사용하고 있는 적응적 다중 레이트 기법(AMR: Adaptive Multi-Rate)이다.

침묵 구간에서는 음성 데이터가 생성되지 않으므로 침묵 구간에 대역폭을 할당한다면, 이에 따라 자원이 낭비될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 VoIP는 침묵 억제 기법(silence suppression)을 지원한다. 침묵 억제 기법에 의하면, VoIP 트래픽을 생성하는 보코더(vocoder)는 침묵 기간 동안 트래픽을 생성하지 않으며, 상대편 사용자에게 호(call)가 계속 유지된다는 것을 알리기 위하여 주기적으로 확인 잡음(comfort noise)을 생성한다. 일례로, 상술한 AMR 코덱을 사용하는 보코더는 통화 구간에서 20ms당 한 번씩 고정된 크기의 패킷을 생성하고, 침묵 구간에서는 160ms마다 확인 잡음을 생성한다.

한편, 일반적으로 VoIP와 같이 고정된 크기의 일정한 주기를 가지는 트래픽에 대한 자원 할당을 위하여 기지국은 특정 단말에게 지정된 영역을 고정적으로 할당하는 방법을 사용할 수 있다. 즉, VoIP 서비스를 지원하는 단말에 대하여 초기에 정해진 크기의 영역을 할당해주고, 이와 같이 할당된 영역 정보를 초기에 전송되는 제어 채널 또는 제어 메시지(예를 들어, UL-MAP 또는 DL-MAP)를 통하여 단말에 알려 줄 수 있다. 이와 같이 초기에 전송되는 제어 채널 또는 제어 메시지에는 이후에 할당되는 영역의 주기 정보도 같이 포함할 수 있다.

그 후, 다음 주기부터 기지국은 초기에 전송한 제어 채널 또는 제어 메시지 를 통하여 단말에 알려준 영역에 대하여 특별한 통지 없이 해당 영역을 계속해서 할당해 줄 수 있다. 이에 따라 단말은 초기에 맵에서 할당된 영역 정보를 이용하여 할당된 영역으로 VoIP 패킷을 전송하고, 주기정보를 이용하여 다음 주기에서부터 같은 영역으로 VoIP 패킷을 전송한다.

한편, VoIP 서비스를 고려하여 프레임(frame)의 길이를 5ms로 하고, 단말이 VoIP 패킷 전송을 위해 할당받는 프레임 주기를 4 프레임으로 설정했을 경우를 가정한다. 여기서, 단말이 VoIP 패킷 전송을 위해 할당받는 프레임의 주기는 서비스의 특성에 따라서 달라질 수 있다. 특히 동일한 VoIP 서비스일 경우에도 시스템의 특성(예를 들어, 프레임의 길이에 따른 시스템 특성) 및 VoIP 서비스의 상태(예를 들어, 통화 구간 또는 침묵 구간) 등의 각각의 고려 요소들에 따라서 VoIP 패킷 전송을 위해 할당받는 프레임 주기가 상이하게 정의되어 사용될 수 있다.

기지국은 초기 프레임에서 단말에게 UL-MAP을 통하여 VoIP 패킷 전송을 위한 할당 영역 정보를 알려 주고, 이 후 매 주기에 해당하는 네 번째 프레임, 여덟 번째 프레임에서는 UL-MAP을 통하여 영역정보를 알려주지 않고 단지 VoIP 패킷 전송을 위한 영역만 할당한다.

이때 VoIP 패킷 전송을 위해 할당되는 주기는 4 프레임(즉, 20ms)이다. 즉, 단말은 초기 프레임에서 수신된 UL-MAP에 포함된 영역 할당 정보를 저장하고 있다가, 할당 주기에 해당하는 네 번째 프레임, 여덟 번째 프레임에서 별도의 UL-MAP 수신이 없더라도 해당 영역을 통해 VoIP 패킷을 전송할 수 있다. 이와 같이 기지국은 VoIP 트래픽 특성상 하나의 VoIP 연결에 대하여 고정적이고, 지속적으로 자원을 할당할 수 있다.

이하에서는 송신측과 수신측의 데이터 전송방법에 대하여 간략히 살펴보기로 한다. 데이터 전송방법에 있어서, 수신측은 전송 실패가 발생하면 해당 데이터에 대한 재전송 요구를 하게 된다. 이때, 일반적으로 사용되는 데이터의 재전송 기법으로 ARQ(Automatic Repeat Request) 방식이 있다.

ARQ 방식이란 데이터 수신 후에 수신측에서 데이터를 제대로 수신했는지를 수신긍정확인/수신부정확인(Acknowledgement/Non-Acknowledgment, 이하, ACK/NACK 이라 한다) 신호를 통해 송신측에 알려주고, 송신측은 NACK 신호 수신시 해당 신호에 대한 데이터를 재전송하는 방식이다. ARQ 방식에는 SAW(Stop-And-Wait) ARQ, GBN(Go-Back-N) ARQ, 및 SR(Selective-Repeat) ARQ의 세 가지 방식이 있다.

SAW ARQ 방식에서 송신측은 데이터 전송 후 ACK 신호 또는 NACK 신호를 수신할 때까지 기다린다. 송신측은 ACK 신호가 수신되면 새로운 다음 데이터를 전송하고, NACK 신호가 수신되면 이전 데이터를 재전송하는 방식이다. 즉, 한 번에 하나의 프레임만을 전송하는 방식으로, 프레임이 성공적으로 전달된 것을 확인한 후에 다음 프레임을 전송한다.

GBN ARQ 방식은 응답 메시지에 상관없이 데이터를 계속 전송하는 방식이다. 수신측에서 데이터를 수신하는 도중 특정 프레임의 데이터를 수신하지 못한 경우, 수신측에서 상기 특정 프레임의 ACK 신호를 송신측에 전송하지 못한다. 송신측은 상기 특정 프레임에 대한 ACK 신호를 수신하지 못하므로 상기 특정 프레임의 데이터부터 재전송하게 된다.

SR ARQ 방식은 데이터를 계속 전송하다가 NACK 신호를 수신한 데이터만 재전송하는 방식이다. 수신측에서 특정 프레임의 데이터를 수신하지 못하면 NACK 신호를 송신측에 전송한다. NACK 신호를 수신한 송신측은 상기 NACK 신호가 나타내는 프레임의 데이터를 수신측으로 재전송하여, 데이터를 모두 전송할 수 있게 된다. SR ARQ 방식은 프레임마다 순번을 부여하고 관리해야 하므로 상대적으로 구현이 복잡해질 수 있다.

데이터를 패킷(Packet) 형태로 전송하는 방식에서, 더욱 높은 속도의 데이터율(Data Rate)이 요구되면서, 고속의 전송 환경에서 발생하는 에러를 방지하기 위해, 코딩률(Coding Rate)이나 변조(Modulation) 방법도 그에 맞는 수준이 통신 시스템에 적용되었다. 그리고 고속의 전송 환경에 적합한 ARQ 방식 즉, Hybrid ARQ(이하, HARQ라 한다) 방식이 제안되었다.

ARQ 방식에서는 에러가 발생하면 해당 정보를 폐기하지만, HARQ 방식에서는 수신측에서 에러가 생긴 정보를 버퍼에 저장하였다가 재전송되는 정보와 결합하여 FEC(Forward Error Correction)를 적용한다. 즉, HARQ 방식은 ARQ 방식에 FEC를 결합한 것이라고 볼 수 있다. HARQ는 크게 아래와 같이 4가지 방식으로 구분할 수 있다.

HARQ 방식의 제 1방식에서, 수신측은 언제나 데이터에 오류검출부호(error detection code)를 확인하여 FEC를 우선적으로 적용한다. 수신측은 패킷에 여전히 오류가 남아있다면 송신측에 재전송을 요구한다. 수신측은 오류가 있는 패킷을 버리고, 송신측은 재전송할 패킷에 버려진 패킷과 동일한 FEC 부호를 사용하여 전송 한다.

HARQ 방식의 제 2 방식은 IR(Incremental Redundancy) ARQ 방식으로 불린다. HARQ 방식의 제 2 방식에서 수신측은 처음 전송된 패킷을 버리지 않고 버퍼에 저장하였다가 재전송된 여분의 비트(Redundancy bits)와 결합한다. 송신측은 재전송 시에는 데이터 비트(data bits)를 제외한 패리티 비트(parity bits) 만을 재전송한다. 송신측에서 재전송하는 패리티 비트는 매 재전송 시마다 다른 것을 사용한다.

HARQ 방식의 제 3 방식은 상기 제 2 방식의 특별한 경우이다. 각각의 패킷은 자가복호화(Self-decodable)가 가능하다. 송신측에서 재전송하는 경우, 송신측은 오류가 발생한 부분과 데이터가 모두 포함된 패킷을 함께 구성하여 재전송한다. 이 방식은 HARQ 방식의 제 2 형태에 비해서 더 정확한 복호화(decoding)가 가능하지만, 코딩 이득(Coding Gain) 측면에서는 효율이 떨어진다.

HARQ 방식의 제 4 방식은 상기 제 1 방식의 기능에 수신측에서 처음 수신한 데이터를 저장하여 재전송된 데이터와 결합하는 기능이 추가된 것이다. 상기 제 4형태의 HARQ 방식은 행렬 결합(Metric Combining) 방식 또는 체이스 결합(chase Combining) 방식이라고 부르기도 한다. HARQ의 제 4 방식은 SINR(Signal to Interference Noise Ratio) 면에서 이득이 있으며, 재전송되는 데이터의 패리티 비트는 항상 같은 것으로 사용한다.

상기 데이터 재전송 방법들은 데이터 전송시에 오류가 발생하거나 데이터가 유실된 경우, 상기 방법들을 사용하여 원래 데이터의 복구를 가능하게 하였다.

일반적으로 MAC 계층에서 사용되는 재전송 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 일반적인 방법으로서, 하향링크로 VolP 패킷을 전송할 때 HARQ 사용의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 기지국(BS: Base Station)에서 이동단말(MS: Mobile Station)에 VoIP 서비스를 제공하기 위해 VoIP 패킷을 전송하는 방법을 알 수 있다. 기지국(BS)에서 하향링크로 DL VoIP 패킷 #1을 전송할 때 오류가 발생하거나, 유무선상에서 유실되어 이동단말에서 수신하지 못한 경우가 발생하면(S101), 이동단말은 NACK 신호를 기지국으로 전송한다(S102).

이때, 기지국은 상기 S101 단계에서 단말에 전송했던 DL VoIP 패킷 #1을 재전송하기 위해, 재전송을 위한 제어 메시지에 새로운 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme level) 및 새로운 자원할당영역 정보를 포함하여 이동단말에 전송한다(S103).

이동단말에 제어 메시지를 전송함으로써 새로운 자원영역을 할당한 기지국은, 이를 통해 이동단말에 DL VoIP 패킷 #1을 재전송한다(S104). 상기 S104 단계에서 이동단말이 정상적으로 패킷을 수신하면, 이동단말은 기지국으로 ACK 신호를 전송한다(S105).

기지국은 지속적인 VoIP 서비스를 제공하기 위해 다음 VoIP 패킷인 DL VoIP 패킷 #2를 이동단말로 전송한다. 그러나, DL VoIP 패킷 #2에 오류가 있거나 수신 도중 유무선 상에서 유실된 경우 이동단말은 정상적으로 패킷을 수신하지 못한다(S106). VoIP 패킷을 정상적으로 수신하지 못한 이동단말은 기지국으로 NACK 신호를 전송한다(S107).

상기 S107 단계에서 이동단말로부터 NACK 신호를 수신한 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지에 MCS 레벨 및 자원할당영역 정보를 포함시켜 이동단말에 전송한다(S108). 상기 S108 단계에서 이동단말은 재전송을 위한 제어 메시지에 포함된 정보들을 이용하여 할당받은 새로운 자원영역을 이용하여 데이터를 수신할 수 있다.

기지국은 이동단말에 할당한 새로운 자원영역을 통해, 상기 S107 단계에서 수신한 NACK 신호에 해당하는 패킷인 DL VoIP 패킷 #2를 이동단말로 재전송한다(S109).

도 2는 일반적인 방법으로서, 상향링크로 VolP 패킷을 전송할 때 HARQ를 사용하는 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 2을 참조하면, 이동단말(MS)에서 기지국(BS)에 상향링크 VoIP 패킷을 전송하는 방법을 확인할 수 있다. 이동단말(MS)에서 상향링크로 UL VoIP 패킷 #1을 전송할 때 오류가 발생하거나, 유무선상에서 유실되어 기지국에서 수신하지 못한 경우가 발생하면(S201), 기지국은 NACK 신호를 이동단말로 전송한다(S202).

이때, 상기 S201 단계에서 기지국은 오류가 발생했던 UL VoIP 패킷 #1을 다시 수신하기 위해, 재전송을 위한 제어 메시지에 새로운 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme level) 및 새로운 자원할당영역 정보를 포함하여 이동단말에 전송한다(S203).

이동단말은 기지국으로부터 재전송을 위한 제어 메시지를 수신함으로써 새로운 자원영역을 할당받고, 이를 통해 이동단말은 기지국으로 UL VoIP 패킷 #1을 재전송한다(S204). 상기 S204 단계에서 기지국이 정상적으로 패킷을 수신하면, 기지 국은 이동단말로 ACK 신호를 전송한다(S205).

이동단말은 지속적인 VoIP 서비스를 위해 다음 VoIP 패킷인 UL VoIP 패킷 #2를 기지국으로 전송한다. 그러나, UL VoIP 패킷 #2에 오류가 있거나 수신 도중 유무선 상에서 유실된 경우 기지국이 정상적으로 패킷을 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있다(S206). VoIP 패킷을 정상적으로 수신하지 못한 기지국은 이동단말로 NACK 신호를 전송한다(S207).

상기 S207 단계에서 이동단말로 NACK 신호를 전송한 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지에 상기 S103 단계에서 제공한 정보와 다른 MCS 레벨 및 자원할당영역 정보를 포함시켜 이동단말에 전송한다(S208). 상기 S208 단계에서 이동단말은 재전송을 위한 제어 메시지에 포함된 정보들을 이용하여 할당받은 새로운 자원영역을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

이동단말은 기지국으로부터 할당된 새로운 자원영역을 통해, 상기 S207 단계에서 수신한 NACK 신호에 해당하는 패킷인 UL VoIP 패킷 #2를 기지국으로 재전송한다(S209).

도 1 및 도 2에서 살펴본 바와 같이, 기지국이나 이동단말이 오류가 발생한 패킷에 대하여 재전송을 수행하기 위해, 오류가 발생할 때마다 기지국은 재전송을 위한 새로운 자원할당영역 정보(또는 MCS 레벨 정보)를 포함하는 제어 메시지(예를 들어, MAP IE)를 반복해서 이동단말에 전송한다.

그러나, VoIP와 같은 빈번한 패킷의 송수신이 필요한 경우에는, 송수신하는 패킷에 오류가 발생할 가능성이 커지게 된다. 따라서, 재전송을 위한 새로운 자원 영역 등을 할당하기 위한 제어 메시지를 전송하는 횟수도 증가하게 되므로 MAC 계층에서 오버헤드가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적으로 사용되는 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 패킷의 재전송이 빈번하게 필요한 경우에 발생할 수 있는 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 지속적으로 전송하는 VoIP 패킷 등에 대하여 오류가 발생한 패킷을 재전송할 때 발생하는 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 하나 이상의 이동단말에 재전송 영역을 할당하는 방법을 제안함으로써, 복수의 이동단말에 VoIP 패킷을 전송하는 경우에도 데이터 처리의 효율성을 높이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고정적인 전송영역을 할당하여 재전송 패킷을 전송하더라도 계속해서 오류가 발생하는 경우 이전에 할당한 재전송 영역 대신에 새로운 재전송 영역을 할당하는 방법을 제안함으로써, 데이터 처리의 효율성을 높이는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템에서 패킷 재전송 방법에 관한 것으로서, 빈번한 패킷 송수신이 필요한 경우 제어 오버헤드를 줄여 자원을 효율적으로 사용하기 위한 패킷 재전송 방법에 관한 것을 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태로서, 본 발명은 패킷 재전송에 필요한 정보가 포함된 초기 제어 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계와 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받기 위한 패킷을 전송하는 단계와, 상기 기지국으로부터 NACK 신호를 수신하면, 상기 초기 제어 메시지에 포함된 재전송에 필요한 정보를 이용하여 상기 기지국으로 상기 NACK 신호에 해당하는 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다.

또한 상기 본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 패킷 재전송에 필요한 정보는, 하나 이상의 단말 각각에 상기 패킷 재전송에 필요한 서로 다른 자원할당영역을 할당하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 패킷 재전송에 필요한 정보는, 하나 이상의 단말 중에서 서로 같은 자원할당영역의 크기를 갖는 단말들을 포함하는 하나 이상의 그룹들을 구성하고, 상기 하나 이상의 그룹에 상기 패킷 재전송에 필요한 고정된 자원할당영역을 각각 할당하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 패킷 재전송에 필요한 정보는, 하나 이상의 단말의 상기 패킷 재전송을 위한 재전송 전용채널을 설정하고, 상기 패킷 재전송에 필요한 상기 재전송 전용채널 중 일부 영역에 관한 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태로서, 본 발명은 패킷 재전송에 필요한 정보를 초기 제어 메시지에 포함시켜 하나 이상의 단말에 전송하는 단계와 상기 하나 이상의 단말에 패킷 송수신이 빈번한 서비스를 제공하는 단계와 상기 하나 이상의 단말로부터 수신확인부정(NACK) 신호를 수신하면, 상기 초기 제어 메시지에 포함된 재전 송에 필요한 정보를 이용하여 새로 할당된 재전송 영역을 통해, 상기 하나 이상의 단말에 상기 NACK 신호에 해당하는 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다.

또한 상기 본 발명의 다른 실시형태는, 기지국에서 상기 NACK 신호를 소정 횟수 이상 반복하여 수신한 경우에는, 상기 패킷 재전송에 필요한 정보를 갱신하여 상기 패킷 재전송을 위한 제어 메시지에 포함시켜, 상기 하나 이상의 단말에 상기 제어 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 빈번한 패킷의 재전송이 필요한 경우에는 필요할 때마다 재전송 영역을 할당하지 않고, 고정적인 재전송 영역을 초기 제어 메시지를 통해 이동단말에 할당함으로써, 재전송을 할 필요가 생기는 경우 별도의 제어 메시지 없이 이미 할당된 재전송 영역을 통해 패킷을 재전송할 수 있다. 이를 통해 별도의 제어 메시지를 따로 전송할 필요가 없으므로, 무선자원을 절약할 수 있고 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.

둘째, VoIP 서비스 같은 빈번한 패킷의 송수신이 필요한 경우 본 발명에서 제안한 방법을 사용하면, 오류가 발생한 패킷을 재전송할 때 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.

셋째, 하나 이상의 이동단말에 재전송 영역을 할당하는 경우, 하나 이상의 이동단말 각각에 재전송 영역을 할당함으로써 이동단말들이 재전송을 수행하는 경우 할당된 영역을 통해 신속하게 패킷을 재전송할 수 있으므로, 효율적인 데이터 처리가 가능하다.

또한, 하나 이상의 이동단말을 같은 속성을 갖는 이동단말끼리 그룹으로 묶어 그룹당 재전송 영역을 할당함으로써 무선 자원을 절약할 수 있는 효과가 있다. 또한, 다수의 이동단말을 위한 전용 재전송 채널을 할당함으로써, 보다 효율적인 재전송을 수행할 수 있다.

넷째, 고정적인 재전송 영역을 할당하여 패킷을 전송하는 경우에도 계속해서 패킷에 오류가 발생하는 경우에는, 이전에 할당한 재전송 영역 대신에 새로운 재전송 영역을 할당하여, 반복해서 발생하는 오류에 효과적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선 접속 시스템에서 패킷 재전송 방법에 관한 것으로서, 빈번한 패킷 송수신이 필요한 경우 MAC 계층의 제어 오버헤드를 줄여 자원을 효율적으로 사용하기 위한 패킷 재전송 방법에 관한 것이다.

이하에서, 빈번한 패킷 재전송이 필요한 서비스 중에서 VoIP 패킷 전송을 바람직한 일례로서 설명한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 기지국은 VoIP 패킷 전송에 대하여 지속적인 자원할당방법을 설정할 때, 재전송을 위한 지속적인 자원할당정보를 초기제어 메시지(control message)에 포함시켜 미리 이동단말에 제공한다. 상향링크에서는 초기 제어 메시지에 포함된 재전송을 위한 정보를 바탕으로, 이동단말은 기지 국에 재전송 발생시 패킷 등을 재전송 영역을 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 하향링크에서는 기지국은 이동단말에 제공한 초기 제어 메시지에 포함된 재전송을 위한 정보를 바탕으로 재전송 패킷을 이동단말로 전송할 수 있다.

상기 초기 제어 메시지는 여러 가지 시스템에서 사용되는 것일 수 있다. 특히 IEEE 802.16 시스템에서는 초기 제어 메시지로서 MAP 메시지에 포함되는 MAP IE(MAP Information Element)나 MAC 관리 메시지(MAC management message) 등을 사용할 수 있다.

초기 제어 메시지는 이동단말이 기지국의 망에 진입하면서 핸드오버를 하는 경우에 연계가 설정되는 과정에서 사용될 수 있고, 기지국과 이동단말이 새로운 서비스를 생성시 처음 제공하는 제어 메시지일 수 있다. 즉, 첫 번째 VoIP 패킷을 전송하기 위해 할당하는 제어 메시지일 수 있다. 또한, 침묵 구간(Silence period) 이후에 통화구간에서 다시 서비스를 제공하는 경우에도 초기 제어 메시지가 사용될 수 있다. 물론 상술한 메시지 외에 기타 다른 제어 메시지들이 초기 제어 메시지로 사용될 수 있다.

다양한 MAC 관리 메시지의 일례로서 DSA-REQ/RSP(Dynamic Service Addition Request/Response), UCD(Uplink Channel Descriptor)/DCD(Downlink Channel Descriptor), SBC-REQ/RSP(SS Basic Capability Request/Response) 메시지 등이 있다. 또한, 상술한 메시지에 한정되지는 않고 다양한 MAC 관리 메시지가 시스템 요구사항에 따라 사용될 수 있다.

즉, 기지국은 최초 이동단말에 VoIP 서비스를 제공하는 경우에, DL-MAP IE 또는 UL-MAP IE 등과 같은 하향링크 제어 메시지를 사용하여 이동단말에게 재전송에 필요한 정보들을 전송할 수 있다. 또한, 기지국이 이동단말에 최초에 VoIP 서비스를 제공하는 때, 기지국과 이동단말이 재전송과 관련된 정보들을 협상할 수 있다.

재전송에 필요한 정보는 재전송을 위한 고정된 자원할당영역 정보 및 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme level) 정보 또는 재전송 시점(예를 들어, NACK 신호를 수신한 후 몇 번째 프레임 후에 재전송을 해야 하는지에 대한 정보)을 포함할 수 있다.

또한, 재전송에 필요한 정보에는 이동단말이나 기지국이 미리 지정된 자원할당영역을 통해 패킷을 송수신하는 경우에도 계속해서 NACK 신호가 발생하는 경우에는, 기지국은 소정 횟수의 NACK 신호를 수신한 이후에 새로운 재전송을 위한 제어 메시지를 이동단말로 전송하여 새로운 재전송을 위한 무선자원영역을 할당할 수 있다. 상기 소정 횟수의 NACK 신호는 시스템의 요구사항에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예들에서는 NACK 신호를 2번 연속해서 수신한 경우를 일예로서 설명한다.

이하 설명할 본 발명의 바람직한 실시예들에서 재전송을 위하여 미리 할당한 영역은 재전송이 발생한 경우에만 사용되고, 재전송을 할 필요가 없는 경우에는 다른 일반 메시지들을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 이는 불필요하게 고정적으로 특정 영역을 확보함으로써 발생할 수 있는 무선 자원의 낭비를 줄이기 위함이다.

기지국과 이동단말이 VoIP 패킷을 송수신하는 과정에서, 하향링크에 대하여 재전송이 발생하면 기지국은 미리 지정된 자원영역으로 재전송 패킷을 전송하고, 단말은 미리 지정된 재전송을 위한 영역에 관한 정보를 바탕으로 패킷을 수신할 수 있다.

만약, 상향링크에 대하여 재전송이 발생하면 이동단말은 기지국으로부터 미리 할당된 자원영역을 통해 재전송 패킷을 전송하고, 기지국은 미리 지정된 영역을 통해 패킷을 수신할 수 있다. 즉, 재전송을 했던 패킷에 오류가 발생하면 초기 재전송과 같은 방법(NACK을 수신한 후 특정 프레임의 초기에 할당받았던 영역을 이용)을 사용하여 재전송을 수행하거나, 기지국이 재전송을 위한 영역 정보를 사용하여 재전송을 수행할 때, 제어 메시지를 사용하여 이동단말에 알려 줄 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 하기 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경할 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 발명의 바람직한 실시예들에서, 패킷에 오류가 발생하였다는 것은 송수신하는 패킷 자체에 오류가 발생한 경우뿐 아니라, 유무선 상에서 패킷이 유실되어 이동단말이나 기지국에서 이를 수신할 수 없는 경우를 포함하며, 기타 이동단말이나 기지국에서 원래 패킷을 복원할 수 없는 다른 모든 경우를 포함하는 개념이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 기지국이 이동단말에 재전송을 위한 고정적인 무선 자원 영역을 할당하는 방법에 대한 도면이다.

도 3에서, 가로축은 프레임 단위로서 시간단위를 나타내고, 세로축은 주파수 단위를 나타낸다. 프레임 1(Frame 1) 및 프레임 5에서 P1은, 하향링크에서는 지속적으로 VoIP 패킷 전송을 위해, 상향링크에서는 제 1 이동단말로부터 VoIP 패킷을 수신하기 위해, 기지국이 제 1 이동단말에 할당한 영역을 나타낸다. 또한, P2는 제 2 이동단말, P3는 제 3 이동단말, P4는 제 4 이동단말을 위해 각각 할당된 무선 자원 영역을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 기지국은 재전송을 위한 영역을 VoIP 연결을 가진 각각의 이동단말들에게 하나씩 구별하여 할당한다. 하향링크에서는 기지국은 할당된 영역을 통해 이동단말에 VoIP 패킷을 전송하고, 상향링크에서는 이동단말이 기지국으로 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 전송한다. 즉, 제 1 이동단말은 P1을 통해서 기지국과 VoIP 패킷을 송수신하고, 나머지 이동단말들도 각각 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 기지국으로 전송하거나 수신한다.

프레임 3 및 프레임 7에서 R1은 P1에 대해, R2는 P2에, R3는 P3에, R4는 P4에 각각 대응하여 재전송을 위해 할당된 영역을 나타낸다. 기지국은 초기 제어 메시지에 재전송을 위한 정보들을 포함하여 각각의 이동단말에 전송할 수 있다. 따라서, 재전송이 발생하는 경우 기지국 및 이동단말들은 미리 설정한 재전송 영역을 통해 재전송할 패킷들을 송수신할 수 있는 것이다. 즉, 기지국 및 이동단말들이 각각 P1, P2, P3 및 P4를 통해 송수신한 VoIP 패킷에 오류가 발생했을 경우, 기지국 및 이동단말들은 미리 할당된 무선 자원 영역인 R1, R2, R3 및 R4를 통해 재전송 패킷을 송수신할 수 있다.

만약, 제 1 내지 제 4 이동단말들이 기지국과 패킷을 송수신하는 과정에서 오류가 발생하지 않는 경우에도 재전송을 위해 미리 할당된 영역을 계속 유지하는 것은 오히려 무선자원의 낭비를 초래할 수 있다. 따라서, 재전송이 필요 없는 경우에는 재전송을 위해 미리 할당된 영역은 기지국과 각각의 이동단말들의 다른 패킷을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 약속은 기지국과 이동단말이 최초에 연계를 수행하거나, 최초 서비스를 제공받을 때 서로 협상 과정을 통해 설정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기지국이 이동단말에 재전송을 위한 무선 자원 영역을 할당하는 방법에 대한 도면이다.

도 4에서, 가로축은 프레임 단위로서 시간단위를 나타내고, 세로축은 주파수 단위를 나타낸다. 프레임 1 및 프레임 5에서 P1은 하향링크에서는 지속적으로 이동단말에 VoIP 패킷 전송을 위해, 상향링크에서는 제 1 이동단말로부터 VoIP 패킷을 수신하기 위해, 기지국이 제 1 이동단말에 할당한 영역을 나타낸다. 또한, P2는 제 2 이동단말, P3는 제 3 이동단말, P4는 제 4 이동단말을 위해 각각 기지국으로부터 할당된 무선 자원 영역을 나타낸다.

도 4을 참조하면, 하향링크에서는 기지국은 할당된 영역을 통해 이동단말에 VoIP 패킷을 전송하고, 상향링크에서는 이동단말이 기지국으로 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 전송한다. 즉, 제 1 이동단말은 P1을 통해서 기지국과 VoIP 패킷을 송수신하고, 나머지 이동단말들도 각각 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 기지국으로 송수신할 수 있다.

도 4에서 기본적으로 VoIP 패킷을 송수신하기 위해 이동단말에 할당되는 영역은 도 3과 같다고 가정한다. 다만, 재전송 영역을 할당함에 있어서는 차이가 있다. 기지국은 같은 속성(예를 들어, 패킷 전송을 위해 할당된 자원 영역의 크기가 같음)을 가진 단말들끼리 하나의 그룹으로 묶어 그룹당 하나의 재전송을 위한 무선 자원을 할당할 수 있다. 즉, 기지국이 재전송 영역을 구성하는 경우, 같은 프레임에서 같은 자원할당영역 크기를 갖는 이동단말들끼리 하나 이상의 그룹으로 구성한 후, 재전송을 위한 자원할당 영역은 각각의 그룹별로 할당될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제 1 이동단말 및 제 2 이동단말에 할당된 무선 자원 영역의 크기가 동일하므로 하나의 그룹으로 묶고, 제 3 이동단말 및 제 4 이동단말에 할당된 무선 자원 영역의 크기가 동일하므로 다른 하나의 그룹으로 묶을 수 있다. 따라서, 프레임 3 및 7에서 제 1 이동단말 및 제 2 이동단말의 재전송 영역은 R1(P1 및 P2 영역의 재전송을 위해 할당된 재전송 영역)이 할당되고, 제 3 및 제 4 이동단말의 재전송 영역은 R2(P3 및 P4 영역의 재전송을 위해 할당된 재전송 영역)가 할당된다.

만약, 본 발명의 다른 실시예에서, 동일한 재전송 영역을 할당받은 이동단말들 모두에서 재전송이 발생한 경우 동일한 재전송 영역을 사용하여 VoIP 패킷을 송수신하게 되면 서로 충돌이 발생하여 재전송 패킷 또한 정상적으로 송수신 될 수 없게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 하나의 이동단말에는 이미 할당된 재전송 영역을 계속 사용하게 하지만, 다른 하나의 이동단말에는 이미 할당된 재전송 영역이 아닌 다른 영역을 재전송을 위해 할당할 필요가 생기게 된다.

예를 들어, 상향링크에서 P1 및 P2를 통해 제 1 및 제 2 이동단말이 VoIP 패킷을 기지국으로 전송하였다. 이때, 기지국에서 P1 및 P2를 통해 수신한 VoIP 패킷 모두에 오류가 발생한 경우에는 이동단말들에 NACK 신호를 전송하여 해당 패킷들의 재전송을 요청하게 된다. 이동단말들이 NACK 신호를 수신하여 초기 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 미리 할당받은 고정된 재전송 영역인 R1으로 동시에 재전송 패킷을 전송하게 되면 재전송 패킷들이 서로 충돌하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 그룹별로 재전송 영역을 할당하고 동일한 그룹에 속한 이동단말들에 동시에 오류가 발생한 경우에는, 기지국은 새로운 재전송 영역을 할당할 필요가 있다.

즉, 제 1 이동단말은 초기 제어 메시지를 통해 할당된 재전송 영역인 R1을 통해 패킷을 재전송하도록 하고, 제 2 이동단말은 부가적으로 재전송을 위한 제어 메시지를 전송하여 R1이 아닌 다른 재전송을 위한 무선 자원 영역을 할당하여 서로 충돌을 피할 수 있도록 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 기지국이 이동단말에 재전송을 위한 무선 자원 영역을 할당하는 방법에 대한 도면이다.

도 5에서, 가로축은 프레임 단위로서 시간단위를 나타내고, 세로축은 주파수 단위를 나타낸다. 프레임 1및 프레임 5에서 P1은 하향링크에서는 지속적으로 이동단말에 VoIP 패킷 전송을 위해, 상향링크에서는 제 1 이동단말로부터 VoIP 패킷을 수신하기 위해, 기지국이 제 1 이동단말에 할당한 영역을 나타낸다. P2는 제 2 이 동단말, P3는 제 3 이동단말, P4는 제 4 이동단말을 위해 각각 기지국으로부터 할당된 무선 자원 영역을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 하향링크에서는 기지국은 할당된 영역을 통해 이동단말에 VoIP 패킷을 전송하고, 상향링크에서는 이동단말이 기지국으로 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 전송할 수 있다. 즉, 제 1 이동단말은 P1을 통해서 기지국과 VoIP 패킷을 송수신하고, 나머지 이동단말들도 각각 할당된 영역을 통해 VoIP 패킷을 기지국으로 송수신할 수 있다.

도 5에서 기지국이 각각의 이동단말에 무선 자원 영역을 할당하여 VoIP 패킷을 송수신하는 것은 도 3 및 도 4와 동일하다.

다만, 각각의 이동단말들에게 따로 재전송 영역을 할당하지 않고, 재전송을 위한 공유 재전송 채널(Common ReTx channel)을 설정하여 재전송 발생시 모두 상기 공유 재전송 채널을 이용하여 재전송을 수행하도록 하는 점에서 차이가 있다. 즉, VoIP 패킷 재전송을 위해 사용할 수 있는 자원 영역인 공유 재전송 채널을 정해 놓고, 재전송 발생시 이를 사용할 수 있다.

예를 들어, VoIP 하향링크에서 2 개 이상의 이동단말에 대하여 재전송이 발생한 경우, 기지국은 어느 하나의 이동단말을 선택한 후 공유 재전송 채널을 사용하여 선택한 이동단말에게 패킷을 재전송하도록 한다. 기지국은 선택되지 않은 이동단말들에게 같은 프레임에서 지정된 자원영역을 할당하여 재전송 과정을 수행하도록 할 수 있다.

상향링크에서 2 개 이상의 이동단말에 대하여 재전송이 발생한 경우에는, 기 지국은 동일한 프레임에서 하나의 이동단말만 공유채널을 통하여 재전송 패킷을 전송할 수 있도록 지정하여 이동단말들에게 알려준다. 기지국은 선택되지 않은 이동단말들이 재전송을 수행할 수 있게 하기 위해 같은 프레임에서 재전송을 위한 다른 영역을 할당해 줄 수 있다.

도 5를 참조하면, 같은 프레임에서 VoIP 패킷을 전송하는 이동단말들은 재전송을 위해 공용 재전송 채널을 사용한다. R1은 P1 및 P2의 재전송을 위해서 공용 재전송 채널의 일부를 할당한 자원 영역을 나타내고, R2는 P3 및 P4의 재전송을 위해 공용 재전송 채널을 할당한 자원 영역을 나타낸다. R2의 영역은 R1의 영역을 포함할 수 있다.

만약, 상향링크에서 하나 이상의 단말들에서 재전송이 발생한 경우에는, 하나 이상의 이동단말들이 동일한 재전송 영역을 통해 재전송을 수행하면 서로 충돌이 발생할 수 있다. 따라서, 동일한 재전송 채널을 사용하는 경우에 다수의 이동단말에 재전송이 발생하면 하나의 이동단말만 공용 재전송 채널을 사용하여 재전송 과정(하향링크의 경우 기지국에서 이동단말로, 상향링크의 경우 이동단말에서 기지국으로 재전송)을 수행하고, 나머지 이동단말들에 대해서는 각각 자원영역을 할당하여 재전송 과정을 수행하도록 할 수 있다.

공용 재전송 채널을 사용하여 재전송을 수행하는 경우에도, 공용 재전송 채널 중 사용하지 않는 영역은 다른 패킷의 전송을 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어 R1 영역을 사용하여 재전송이 수행되는 경우, 기지국은 R2 영역 중 R1 영역이 포함되지 않는 다른 영역을 사용하여 VoIP 패킷을 송수신 할 수 있다.

도 3 내지 도 5에서 재전송을 위한 자원 할당은 초기 전송과 같은 영역을 사용할 수도 있고, 다른 영역을 사용할 수도 있다. 만약, 초기 전송과 같은 영역을 사용한다면, 자원 할당 영역 정보를 따로 알려줄 필요없이 이전에 할당받았던 영역과 같은 자원 영역으로 패킷을 전송하면 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 하향링크에서 지속적인 HARQ 설정방법을 사용하여 재전송 수행을 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지를 사용하여 이동단말에게 재전송을 위한 정보를 전달한다(S601).

S601 단계에서, 재전송을 위한 제어 메시지는 특정 UL/DL-MAP IE 또는 DSA-REQ/RSP 메시지일 수 있으며, 시스템의 요구 사항에 따라 다른 MAC 관리 메시지일 수 있다. 또한, 재전송을 위한 정보에는 고정된 자원할당영역에 관한 정보 및 MAC 레벨 정보 또는 전송 시점(예를 들어, NACK을 수신한 후 몇 번째 프레임 후에 재전송을 할 것인지에 관한 정보)를 포함할 수 있다.

또한, 재전송을 위한 고정적인 무선자원영역을 할당하는 방법은 도 3 내지 도 5에서 설명한 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 이동단말과 기지국이 통신하는 경우를 가정하지만, 하나 이상의 이동단말과 기지국이 통신을 수행하는 경우에는 도 3 내지 도 5의 방법을 이용하여 재전송을 위한 무선자원영역을 할당할 수 있다.

도 6을 참조하면, 기지국은 VoIP 서비스 제공을 위해 이동단말에 DL VoIP 패킷 #1을 전송한다. 다만, DL VoIP 패킷 #1에 오류가 발생하여 이동단말에서 이를 복원할 수 없는 경우가 발생할 수 있다(S602).

이때, 이동단말은 기지국에 NACK 신호를 전송하여 오류가 발생하였음을 알릴 수 있다(S603).

NACK 신호를 수신한 기지국은, 다른 부가정보 없이 이동단말과 S601 단계에서 미리 협상했던 자원할당영역 등에 관한 정보를 이용하여, 재전송을 위해 할당된 영역을 통해 이동단말에 DL VoIP 패킷 #1을 재전송한다(S604). 이때, 이동단말은 미리 지정된 재전송을 위해 할당된 영역을 통해 기지국으로부터 VoIP 패킷을 수신할 수 있다.

VoIP 패킷을 정상적으로 수신한 이동단말은 기지국으로 수신긍정확인(ACK) 신호를 전송한다(S605).

기지국은 지속적인 VoIP 서비스를 제공하기 위해 DL VoIP 패킷 #2를 이동단말로 전송한다(S606).

다만, S606 단계에서 전송한 DL VoIP 패킷 #2에 오류가 발생하거나 유무선 상에서 유실된 경우에는 이동단말이 이를 정상적으로 수신할 수 없게 된다. 따라서, 이동단말은 기지국으로 NACK 신호를 전송한다(S607).

NACK 신호를 수신한 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지에 포함된 자원할당영역에 관한 정보 및 MCS 레벨 또는 재전송 시점에 관한 정보 등을 바탕으로 DL VoIP 패킷 #2를 재전송한다(S608).

도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상향링크에서 지속적인 HARQ 설정방법을 사용하여 재전송 수행을 나타내는 흐름도이다.

도 7를 참조하면, 기지국은 재전송을 위한 초기 제어 메시지를 사용하여 이동단말에게 재전송을 위한 자원할당영역 등에 관한 정보를 전달할 수 있다(S701).

S701 단계에서, 재전송을 위한 제어 메시지는 특정 UL/DL-MAP IE 또는 DSA-REQ/RSP 메시지일 수 있으며, 시스템의 요구 사항에 따라 다른 MAC 관리 메시지일 수 있다. 또한, 재전송을 위한 정보에는 고정된 자원 할당 영역에 관한 정보 및 MAC 레벨 정보 또는 전송 시점(예를 들어, NACK을 수신한 후 몇 번째 프레임 후에 재전송을 할 것인지에 관한 정보)를 포함할 수 있다.

또한, 재전송을 위한 고정적인 무선자원영역을 할당하는 방법은 도 3 내지 도 5에서 설명한 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 실시예에서는 하나의 이동단말과 기지국이 통신하는 경우를 가정하지만, 하나 이상의 이동단말과 기지국이 통신을 수행하는 경우에는 도 3 내지 도 5의 방법을 이용하여 재전송을 위한 무선자원영역을 할당할 수 있다.

도 7을 참조하면, 이동단말은 VoIP 패킷 전송을 위해 기지국에 UL VoIP 패킷 #1을 전송한다. 다만, UL VoIP 패킷 #1에 오류가 발생하여 기지국에서 이를 복원할 수 없는 경우가 발생할 수 있다(S702).

이때, 기지국은 이동단말에 NACK 신호를 전송하여 오류가 발생하였음을 알릴 수 있다(S703).

NACK 신호를 수신한 이동단말은, 다른 부가정보 없이 S701 단계에서 기지국과 미리 협상했던 자원할당영역 등에 관한 정보를 이용하여, 재전송을 위해 할당된 영역을 통해 기지국에 UL VoIP 패킷 #1을 재전송한다(S704). 이때, 기지국은 미리 지정된 재전송을 위해 할당된 영역을 통해 기지국으로 VoIP 패킷을 전송할 수 있다.

VoIP 패킷을 정상적으로 수신한 기지국은 이동단말로 수신긍정확인(ACK) 신호를 전송한다(S705).

이동단말은 지속적인 VoIP 서비스 위해 UL VoIP 패킷 #2를 기지국으로 전송한다(S706).

다만, S706 단계에서 전송한 UL VoIP 패킷 #2에 오류가 발생하거나 유무선 상에서 유실된 경우에는 기지국이 이를 정상적으로 수신할 수 없다. 따라서, 기지국은 이동단말로 NACK 신호를 전송한다(S707).

NACK 신호를 수신한 이동단말은 재전송을 위한 제어 메시지에 포함된 자원할당영역에 관한 정보 및 MCS 레벨 또는 재전송 시점에 관한 정보 등을 바탕으로 UL VoIP 패킷 #2를 재전송한다(S708).

도 6 및 도 7에서 이동단말과 기지국은 VoIP 서비스와 같이 빈번한 패킷의 송수신이 필요한 경우, 기지국은 미리 재전송을 위해 고정된 자원할당영역을 설정하고 이를 초기 제어메시지를 통해 이동단말에 전송할 수 있다. 따라서, 재전송이 필요할 때마다 재전송을 위해 제어 메시지를 송수신하지 않고도 미리 지정된 영역을 통해 바로 재전송을 함으로써 효율적으로 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 또한, 기지국이 재전송이 필요할 때마다 이동단말에 제어 메시지를 전송하지 않아도 되므로 MAC 계층에서의 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 하향링크 및 상향링크에서 지속적 인 HARQ 설정 방법을 사용하여 재전송을 수행할 때 패킷 오류 처리방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지를 사용하여 이동단말에게 재전송을 위한 자원할당영역 등에 관한 정보를 전달한다(S801).

S801 단계에서, 재전송을 위한 제어 메시지는 특정 UL/DL-MAP IE 또는 DSA-REQ/RSP 메시지일 수 있으며, 시스템의 요구 사항에 따라 다른 MAC 관리 메시지일 수 있다. 또한, 재전송을 위한 정보에는 고정된 자원 할당 영역에 관한 정보 및 MAC 레벨 정보 또는 전송 시점(예를 들어, NACK을 수신한 후 몇 번째 프레임 후에 재전송을 할 것인지에 관한 정보)를 포함할 수 있다.

또한, 재전송을 위한 고정적인 무선자원영역을 할당하는 방법은 도 3 내지 도 5에서 설명한 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 하나의 이동단말과 기지국이 통신하는 경우를 가정하지만, 하나 이상의 이동단말과 기지국이 통신을 수행하는 경우에는 도 3 내지 도 5의 방법을 이용하여 재전송을 위한 무선자원영역을 할당할 수 있다.

도 8을 참조하면, 기지국과 이동단말이 VoIP 서비스를 송수신하는 경우에, VoIP 패킷을 재전송하는 경우가 자주 발생할 수 있다. 도 8에서 기지국이 이동단말에 하향링크 패킷인 DL VoIP 패킷 #1을 전송하였으나 오류가 발생하였고, 다시 DL VoIP 패킷 #1을 초기 제어 메시지에 포함된 자원할당영역 정보를 이용하여 미리 지정된 자원영역을 통해 이동단말에 전송하였다. 그러나, 재전송한 DL VoIP 패킷 #1에 오류가 있거나 또는 유무선 상에서 손실되어 이동단말이 정상적으로 수신하지 못한 경우가 발생할 수 있다(S802).

S802 단계와 같은 경우가 발생하면, 이동단말은 기지국에 NACK 신호를 전송하여 정상적으로 패킷을 수신하지 못하였음을 알린다(S803).

NACK 신호를 수신한 기지국은 초기 제어 메시지에 포함된 재전송을 위해 설정했던 정보를 이용하여 다시 DL VoIP 패킷 #1을 이동단말로 재전송할 수 있다(S804).

이동단말과 기지국이 계속해서 VoIP 서비스를 수행하는 동안, 이동단말에서 기지국으로 VoIP 패킷을 전송하는 상향링크 통신이 수행될 수 있다.

이동단말이 기지국으로 UL VoIP 패킷 #1을 전송하는 과정에서, UL VoIP 패킷 #1을 재전송하는 경우가 발생할 수 있다. 이때, UL VoIP 패킷 #1을 재전송한 경우에도 재전송한 패킷에 오류가 또 다시 발생할 수 있다(S805).

이러한 경우에는 기지국은 NACK 신호를 이동단말로 다시 전송하여 이동단말이 전송한 상향링크 패킷에 오류가 발생하였음을 알린다(S806).

NACK 신호를 수신한 이동단말은 기지국으로 초기 제어 메시지에 포함된 재전송을 위한 자원할당영역 정보 등을 이용하여 기지국에 UL VoIP 패킷 #1을 재전송할 수 있다.

도 8에서는 기지국이 이동단말에 VoIP 서비스를 제공하는 과정에서 상향링크 또는 하향링크에서 재전송을 한 VoIP 패킷에 오류가 발생한 경우를 설명하였다. 도 8에서는 재전송을 한 VoIP 패킷에 계속해서 오류가 발생하더라도 초기 제어메시지를 통해 할당된 재전송 영역을 계속해서 사용하는 경우이다.

그러나, 초기에 설정한 재전송 영역이 이동단말의 통신환경에 적합하지 아니한 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에는 계속해서 오류가 발생하는 채널 대신에 새로운 재전송 영역을 할당하여 새로운 재전송 영역을 통해 패킷을 송수신하는 것이 데이터 처리 효율면에서 보다 이득이 있을 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 하향링크 및 상향링크에서 지속적인 HARQ 설정 방법을 사용하여 재전송을 수행할 때, 반복해서 오류가 검출되는 경우의 패킷 오류를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 기지국은 재전송을 위한 지속적인 자원 할당 정보를 초기 제어 메시지에 포함시켜 미리 이동단말에 재전송 영역 정보를 알려줄 수 있다(S901).

상기 S901 단계에서, 재전송에 필요한 정보는 고정된 자원할당영역 정보와 MCS 레벨 정보 또는 전송시점(NACK 신호를 수신한 몇번째 프레임에 재전송을 할 것인지에 관한 정보)을 포함할 수 있다.

또한, 새로운 전송영역을 통해 재전송을 수행하더라도 지속적으로 오류가 발생하는 경우를 대비하여, 기지국은 이동단말과 소정의 NACK 신호를 반복해서 수신하는 횟수를 협상할 수 있다. 기지국 또는 이동단말이 상기 소정 횟수 이상 NACK 신호를 수신하면, 기지국은 또다시 새로운 재전송 영역을 할당하기 위한 제어 메시지를 전송할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 소정의 NACK 신호를 수신하는 횟수를 2 회로서 가정한다. 물론, 상기 소정의 NACK 신호를 수신하는 횟수는 시스템의 요 구사항에 따라 달라질 수 있으며, 통신 환경에 따라 달라질 수 있다.

또한, 재전송을 위해 고정적인 무선자원영역을 할당하는 방법은 도 3 내지 도 5에서 설명한 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 하나의 이동단말과 기지국이 통신하는 경우를 가정하지만, 하나 이상의 이동단말과 기지국이 통신을 수행하는 경우에는 도 3 내지 도 5의 방법을 이용하여 재전송을 위한 무선자원영역을 할당할 수 있다.

도 9를 참조하면 하향링크 전송에서, 기지국은 이동단말에 DL VoIP 패킷 #1을 전송한다. 다만, DL VoIP 패킷 #1에 오류가 발생하거나 DL VoIP 패킷 #1이 유무선 상에서 유실되는 경우가 발생할 수 있다(S902).

이동단말은 수신한 패킷에 오류가 있어서 정상적으로 패킷에 포함된 정보를 알 수 없거나 패킷이 유실되어 수신하지 못한 경우에는, 수신 실패를 알리기 위해 NACK 신호를 기지국으로 전송한다(S903).

NACK 신호를 수신한 기지국은 초기 제어 메시지에 포함된 자원할당영역 정보를 이용하여 재전송을 위해 미리 설정한 재전송 영역을 통해 DL VoIP 패킷 #1을 재전송할 수 있다(S904). 그러나, 재전송된 VoIP 패킷에도 오류가 발생하는 경우 이동단말은 다시 NACK 신호를 기지국으로 전송한다(S905).

기지국에서는 이동단말로부터 수신한 NACK 신호의 횟수가 2회가 되었으므로, 초기 서비스 설정시 이동단말과 협의한 횟수가 충족된다. 따라서, 기지국은 다시 새로운 재전송 영역을 할당하기 위해 재전송을 위한 제어 메시지를 이동단말에 전송한다(S906). S906 단계에서 재전송 영역을 할당하기 위한 제어 메시지에는, 새로 운 재전송 영역에 관한 정보와 MCS 레벨 정보 또는 전송시점에 관한 정보가 포함될 수 있다.

기지국이 S906 단계에서 제어 메시지를 통해 이동단말에 새로운 재전송 영역을 할당하고, 다시 DL VoIP 패킷 #1을 재전송할 수 있다(S907). 이동단말은 DL VoIP 패킷 #1을 정상적으로 수신하면 기지국으로 ACK 신호를 전송하여 전송 성공을 알릴 수 있다.

VoIP 서비스를 송수신하는 도중에, 상향링크로 데이터 패킷을 전송할 경우가 발생할 수 있다. 즉, 이동단말이 기지국으로 VoIP 패킷을 전송하는 과정에서, UL VoIP 패킷 #1을 기지국으로 재전송하는 경우가 발생할 수 있다(S908).

다만, S908 단계에서 재전송한 VoIP 패킷에도 오류가 발생한 경우, 기지국은 이동단말로 NACK 신호를 전달하여 패킷에 오류가 발생한 것을 알릴 수 있다(S909).

S909 단계에서 NACK 신호를 수신한 이동단말은 연속해서 2회를 NACK 신호를 수신한 경우가 되어, 최초 서비스 형성시 기지국과 협의한 NACK 신호를 수신한 횟수를 충족하게 된다. 이때, 기지국은 이동단말로부터 수신한 VoIP 패킷에 오류가 2회이상 발생한 사실을 이미 알고 있으므로, 이동단말의 요청이 없더라도 이동단말에 새로운 재전송 영역을 할당하기 위해 제어 메시지를 전송할 수 있다(S910).

S910 단계를 통해 새로운 재전송 영역을 할당받은 이동단말은 기지국으로 UL VoIP 패킷 #1을 재전송할 수 있다(S911).

본 발명의 또 다른 실시예에서는 하향링크 또는 상향링크에서 재전송 영역을 할당하여 재전송을 수행하더라도 반복적으로 오류가 발생하는 경우를 나타내었다. 이때는 기지국은 다시 새로운 재전송 영역을 할당하여 계속해서 오류가 발생하는 채널 대신 다른 채널을 통해 VoIP 패킷을 전송하여 데이터 처리 효율을 증가시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상향링크에서 기지국이 하나 이상의 이동단말과 VoIP 서비스를 송수신하는 과정에서 재전송을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 기지국은 자신의 서비스 영역 내에 존재하는 하나 이상의 이동단말들에 VoIP 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 기지국은 재전송을 위한 초기 제어 메시지를 사용하여 다수의 이동단말 중 제 1 이동단말(MS 1) 및 제 2 이동단말(MS 2)에게 패킷 재전송을 위한 자원할당영역 등에 관한 정보를 전달할 수 있다(S1001, S1002).

S1001 및 S1002 단계에서, 재전송을 위한 초기 제어 메시지는 특정 UL/DL-MAP IE 또는 DSA-REQ/RSP 메시지일 수 있으며, 시스템의 요구 사항에 따라 다른 MAC 관리 메시지일 수 있다. 또한, 재전송을 위한 정보에는 고정된 자원 할당 영역에 관한 정보 및 MAC 레벨 정보 또는 전송 시점(예를 들어, NACK을 수신한 후 몇 번째 프레임 후에 재전송을 할 것인지에 관한 정보)을 포함할 수 있다. 또한, 재전송을 위한 고정적인 무선자원영역을 할당하는 방법은 도 4 및 도 5에서 설명한 방법을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 기지국이 MS 1 및 MS 2를 같은 속성(예를 들어, 할당된 자원영역의 크기가 같음)을 가진 단말로서 하나의 그룹으로 묶어 MS 1 및 MS 2에 동일한 재전송 영역을 할당하거나, VoIP 패킷 재전송을 위한 공유 재전송 채널을 지정할 수 있다.

MS 1은 VoIP 패킷 전송을 위해 기지국에 UL VoIP 패킷 #1을 전송한다(S1003). 또한 MS 2는 VoIP 패킷 전송을 위해 기지국에 UL VoIP 패킷 #2을 전송한다(S1004). 다만, UL VoIP 패킷 #1 및 UL VoIP 패킷 #2에 오류가 발생하여 기지국에서 이를 복원할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

기지국은 상기 상향링크 VoIP 패킷들에 오류가 발생하였음을 NACK 신호를 통해 MS 1 및 제 MS 2에 알린다(S1005, S1006).

이때, MS 1 및 MS 2는 재전송을 수행하는 경우, 동일한 재전송 영역을 할당받았기 때문에 동시에 같은 영역을 통해 패킷을 재전송할 수 없다. 따라서 기지국은 MS 1은 이미 할당받은 재전송 영역을 통해 패킷을 재전송하도록 하고, MS 2에 대해서는 다른 재전송 영역을 할당하여 재전송하도록 해야한다. 따라서, 기지국은 재전송을 위한 제어 메시지를 통해 MS 2에 새로운 재전송 영역을 할당할 수 있다(S1007).

MS 1은 S1001 단계에서 미리 할당받은 재전송 영역을 통해 UL VoIP 패킷 #1을 재전송하고(S1008), MS 2는 S1007 단계에서 다시 할당받은 재전송 영역을 통해 UL VoIP 패킷 #2를 재전송하여 재전송하는 패킷끼리 충돌을 피할 수 있게 한다(S1009). 이를 통해, 재전송되는 패킷끼리의 충돌없이 더욱 효율적인 패킷 재전송을 수행할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 하향링크 및 상향링크에서 지속적인 HARQ 설정 방법을 사용하여 재전송을 수행할 때 패킷 오류 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 하향링크 및 상향링크에서 지속적인 HARQ 설정 방법을 사용하여 재전송을 수행할 때, 반복해서 오류가 검출되는 경 우의 패킷 오류를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims

패킷 재전송에 필요한 정보가 포함된 초기 제어 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계;

상기 기지국으로부터 서비스를 제공받기 위한 패킷을 전송하는 단계;

상기 기지국으로부터 NACK(Non-Acknowledgment) 신호를 수신하면, 상기 초기 제어 메시지에 포함된 상기 패킷 재전송에 필요한 정보를 이용하여 상기 기지국으로 상기 NACK 신호에 해당하는 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함하는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 NACK 신호에 해당하는 상기 패킷은,

상기 패킷 재전송을 위해 할당된 재전송 영역을 통해 재전송되는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

상기 패킷 재전송을 위한 자원할당영역 정보, MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보 및 전송시점 중 하나 이상을 포함하는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

하나 이상의 단말 각각에 상기 패킷 재전송에 필요한 서로 다른 자원할당영역을 할당하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

하나 이상의 단말 중에서 서로 같은 자원할당영역의 크기를 갖는 단말들을 포함하는 하나 이상의 그룹들을 구성하고, 상기 하나 이상의 그룹에 상기 패킷 재전송에 필요한 자원할당영역을 각각 할당하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

하나 이상의 단말의 상기 패킷 재전송을 위한 재전송 전용채널을 설정하고, 상기 재전송 전용채널 중 상기 패킷 재전송에 필요한 특정 영역에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 5항에 있어서,

상기 패킷 재전송의 필요한 특정 영역은,

상기 하나 이상의 단말 중에서 서로 같은 자원할당영역의 크기를 갖는 단말들이 상기 일부 영역에서 동일한 위치를 갖는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 1항에 있어서,

상기 초기 제어 메시지는,

UL MAP(Up-Link MAP) 메시지 또는 MAC(Media Access Control) 관리 메시지인, 재전송 방법.
제 8항에 있어서,

상기 MAC 관리 메시지는,

동적 서비스 추가 요청 또는 응답 메시지(DSA-REQ, 또는 DSA-RSP), 상향링크 채널 서술자(UCD: Up-Link Channel Descriptor), 하향링크 채널 서술자(DCD: Down-Link Channel Descriptor), 단말 기본능력 요청 메시지(SBC-REQ) 또는 단말 기본능력 응답 메시지(SBC-REQ)를 포함하는, 재전송 방법.
패킷 재전송에 필요한 정보를 초기 제어 메시지에 포함시켜 하나 이상의 단말에 전송하는 단계;

상기 하나 이상의 단말에 서비스를 제공하는 단계; 및

상기 하나 이상의 단말로부터 NACK 신호를 수신하면, 상기 초기 제어 메시지에 포함된 상기 패킷 재전송에 필요한 정보를 이용하여 상기 하나 이상의 단말에 상기 NACK 신호에 해당하는 패킷을 재전송하는 단계를 포함하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

상기 패킷 재전송을 위한 자원할당영역 정보, MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보 및 전송시점 중 하나 이상을 포함하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

기지국에서 상기 NACK 신호를 소정 횟수 이상 반복하여 수신한 경우에는, 상기 패킷 재전송에 필요한 정보를 갱신하여 상기 패킷 재전송을 위한 제어 메시지에 포함시켜, 상기 하나 이상의 단말에 상기 제어 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

상기 하나 이상의 단말 각각에 상기 패킷 재전송에 필요한 서로 다른 자원할당영역을 할당하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

상기 하나 이상의 단말 중에서 서로 같은 자원할당영역의 크기를 갖는 단말들을 포함하는 하나 이상의 그룹들을 구성하고, 상기 하나 이상의 그룹에 상기 패킷 재전송에 필요한 자원할당영역을 각각 할당하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

상기 패킷 재전송에 필요한 정보는,

상기 하나 이상의 단말의 상기 패킷 재전송을 위한 재전송 전용채널을 설정하고, 상기 재전송 전용채널 중 상기 패킷 재전송에 필요한 일부 영역에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재전송 방법.
제 10항에 있어서,

상기 초기 제어 메시지는,

DL MAP(Down-Link MAP) 메시지 또는 MAC 관리 메시지인, 재전송 방법.
제 16항에 있어서,

상기 MAC 관리 메시지는,

동적 서비스 추가 요청 또는 응답 메시지(DSA-REQ, 또는 DSA-RSP), 상향링크 채널 서술자(UCD: Up-Link Channel Descriptor), 하향링크 채널 서술자(DCD: Down-Link Channel Descriptor), 단말 기본능력 요청 메시지(SBC-REQ) 또는 단말 기본능 력 응답 메시지(SBC-REQ)를 포함하는, 재전송 방법.