KR101150611B1

KR101150611B1 - 이동통신 시스템에서 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷데이터 송/수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101150611B1
Application number: KR1020050099930A
Authority: KR
Inventors: 권환준; 김동희; 한진규; 김유철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2012-06-08
Also published as: EP1777867A3; US20070113138A1; US7810009B2; EP1777867B1; EP1777867A2; KR20070043552A

Abstract

본 발명은 복합 자동 재전송 방식(Hybrid Automatic Repeat Request : 이하 "HARQ"라 함)을 이용한 패킷 데이터의 송/수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 HARQ 방식을 이용하여 패킷 데이터를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 여러 가지 서비스가 여러 사용자에게 지원되는 이동 통신 시스템에서 효율적으로 HARQ 방식에 따른 패킷의 송/수신 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 패킷 데이터의 송신 방법은, 송신할 패킷 데이터에 대하여 복수의 복합 자동 재전송 방식 중 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 과정과, 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보와 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

스케줄링, HARQ, SHARQ, AHARQ

Description

이동통신 시스템에서 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송/수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEVING OF PACKET DATA USING HARQ IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 SHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우의 타이밍을 도시한 예시도,

도 2는 AHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우의 타이밍을 도시한 예시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기의 주요 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기의 주요 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기에서 패킷의 전송 시 제어 흐름도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 수신기에서 패킷의 수신 시 제어 흐름도.

통상적으로 HARQ 방식은 패킷 기반 이동 통신 시스템에서 데이터 전송의 신뢰도 및 데이터 수율(throughput)을 높이는 데 사용되는 중요한 기술 중의 하나이다. 상기 HARQ란, 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request : 이하 "ARQ"라 함)의 기술과 순방향 오류 정정(Forward Error Correction : 이하 "FEC"라 함)을 합친 기술을 말한다. 상기 ARQ란, 유선 또는 무선 데이터 통신 시스템에서 널리 사용되고 있는 기술로 이를 간단히 설명하면 하기와 같다.

ARQ 방식을 사용하는 시스템의 송신기는 소정의 약속된 방식에 따라 전송되는 데이터 패킷에 일련 번호를 부여하여 전송한다. 그리고 ARQ 방식을 사용하는 시스템의 데이터 수신기는 상기 일련 번호를 이용하여 수신된 패킷 중 수신하지 못한 패킷을 검출할 수 있다. 즉, 송신된 일련 번호들 중 빠진 번호가 데이터 수신기에서 수신하지 못한 패킷이 된다. 따라서 데이터 수신기는 상기 일련 번호가 빠진 즉 수신하지 못한 패킷을 재전송할 것을 상기 송신기로 요청한다. 이를 통해 ARQ 방식의 시스템에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 달성하는 기술을 말한다.

또한 상기에서 FEC란, 길쌈 부호화 또는 터보 부호화 등과 같이 전송되는 데이터에 소정 규칙에 따라 리던던트(redundant) 비트를 추가하여 전송함으로써 데이터 송수신 과정에서 발생하는 잡음(noise)이나 페이딩(Fading) 등의 환경에서 발생 하는 오류를 극복하여 원래 전송된 데이터를 복조하는 기술을 말한다.

따라서 HARQ 방식이란 상기 두 기술, 즉, ARQ 및 FEC를 결합하여 사용하는 시스템을 의미한다. 그러면 이하에서 상기 HARQ 방식을 사용하는 시스템에서 패킷 데이터의 송/수신에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 HARQ 방식을 사용하는 시스템의 데이터 수신기는 수신된 패킷에 대해 소정의 FEC 역과정을 거쳐 복호를 수행하고, 상기 복호된 데이터에 대해 순환 부가 검사(Cyclic Redundancy Check : 이하 "CRC"라 함)를 통해 오류가 있는지 없는지를 검사한다. 이와 같은 검사 결과 오류가 없는 경우, 상기 수신기는 응답 채널을 통해 송신기로 수신 양호(Acknowledgement : 이하 "ACK"라 함)를 피드백함으로써 송신기가 다음 데이터 패킷을 전송하도록 한다. 반면에 상기 CRC의 결과가 수신된 데이터에 오류가 있음을 지시하면, 상기 수신기는 상기 응답 채널을 통해 송신기로 수신 불량(Non- Acknowledgement : 이하 "NACK"라 함)을 피드백함으로써 이전 전송된 패킷을 재전송하도록 한다.

상술한 과정에서 수신기는 수신된 패킷이 재전송된 패킷인 경우 이를 이전 전송된 패킷과 결합(combining)함으로써 에너지 이득을 얻을 수 있으며, 이를 통해, 상기 결합 과정이 없는 ARQ와 비교하여 훨씬 더 개선된 성능을 얻게 된다.

한편, 상기 HARQ 기술의 종류는 그 분류 기준에 따라 여러 가지 기술들이 존재한다. 그러면 상기 HARQ 기술의 분류 기준들 중 하나의 방법인 초기 전송과 재전송간의 시간 간격에 따라 구분되는 동기식 HARQ((Synchronous HARQ : 이하 "SHARQ"라 함) 방식과 비동기식 HARQ((Asynchronous HARQ : 이하 "AHARQ"라 함) 방식에 대 하여 살펴보기로 한다.

도 1은 SHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우의 타이밍을 도시한 예시도이다. 이하 도 1을 참조하여 SHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 도 1에서 가로축은 시간 축을 나타내며, 가로축의 위쪽은 송신기로부터 전송되는 채널을 도시하였고, 가로축의 아래쪽은 수신기로부터 전송되는 채널을 도시하였다. 그리고 상기 도 1에서 화살표는 송신기에서 수신기로 또는 수신기에서 송신기로의 송신 과정을 의미한다.

SHARQ 방식을 사용하는 시스템의 송신기는 101단계의 초기 전송에서 제어 채널과 데이터 채널을 송신한다. 상기 데이터 채널은 송신할 데이터를 패킷으로 구성하여 전송하는 채널이며, 상기 제어 채널은 상기 데이터 채널을 통해 전송되는 패킷의 복조 및 복호에 필요한 정보를 전송하는 채널이다. 일반적으로 HARQ 방식을 사용하는 시스템에서 사용되는 제어 정보를 표로 도시하면 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.

제어 채널에 포함되는 제어 정보	할당되는 비트 수
단말 식별자 정보	10
데이터 정보 크기	6
MCS 정보	5
사용된 자원 정보(또는 자원 할당 정보)	5
ARQ 식별자	3
서브 패킷 식별자	3

상기 <표 1>에 도시한 각 제어 정보들에 대하여 살펴보면 하기와 같다.

첫째로, 단말 식별자는 기지국과 단말 사이에 미리 약속된 단말 식별을 위해 할당된 지시자를 가리킨다. 상기 단말 식별자는 기지국이 단말에게 데이터를 전송하는 경우에 포함된다. 그러나 단말이 기지국으로 데이터를 전송하는 경우와, 기지국이 미리 상기 단말에게 어느 시점에 어느 무선 자원을 통해 데이터 전송을 하라는 명령을 해 준 경우에는 상기 단말 식별자 정보는 데이터 제어 정보에서 생략될 수 있다.

둘째로, 데이터 정보 크기는 주어진 전송 구간에 전송되는 데이터 비트 수를 가리킨다. 셋째로, MCS(Modulation and Coding Scheme) 정보는 데이터 채널 전송에 사용된 변조 방식 및 부호화 방식을 의미한다. 예를 들어 다양한 변조 방식들 중 QPSK, 8PSK, 16 QAM, 64QAM 등 중 어떠한 방식이 사용되었는지와, 다양한 부호화 방식들 중 길쌈 부호화 방식, 터보 부호화 방식 등 중 어떠한 방식이 사용되었는 지를 가리킨다. 넷째로, 사용된 자원 정보는 데이터 채널 전송에 사용된 무선 자원의 양을 가리키는 것이다. 예를 들어 CDMA 방식에서는 데이터 채널 전송에 사용된 월시 코드의 량을 나타내고, OFDMA 방식에서는 데이터 전송에 사용된 서브 캐리어의 숫자 및 그 위치 정보를 가리킨다. 다섯째로, ARQ 식별자는 여러 ARQ 프로세스(process)가 동시에 지원될 때, 상기 각 ARQ 프로세스에 대한 식별자이다. 마지막으로 서브 패킷 식별자란, 하나의 데이터 패킷에 대한 여러 재전송에 대해 각 재전송을 식별하기 위한 식별자이다.

상기 도 1에서는 101단계 및 107단계의 초기 전송에서만 제어 채널과 패킷 데이터 채널이 함께 전송되는 것으로 도시하였다. 즉, 재전송에서는 제어 채널이 전송되지 않는 경우로 가정한 것이다. 그러나 경우에 따라서는 재전송 시에도 제어 채널이 데이터 채널과 함께 전송이 이루어질 수도 있다.

일반적으로 HARQ를 사용하는 시스템에서 데이터 전송 시 상기 데이터 채널을 복조하기 위한 제어 정보들이 제어 채널을 통해 함께 전송된다. 상기 <표 1>은 하나의 예이므로 상기 제어 정보의 종류와 그 비트 수에 대해서는 다양한 변형이 존재할 수 있다.

상기 도 1에 도시한 바와 같이 101단계의 초기 전송에서 송신기가 제어 채널과 데이터 채널이 전송하면, 수신기는 이를 수신한다. 그리고 상기 수신기는 상기 101단계의 초기 전송에서 송신된 제어 채널을 우선적으로 복조한다. 이를 통해 수신기는 제어 채널을 복조하여 데이터 채널의 복조에 필요한 제어 정보를 획득하고, 상기 획득된 제어 정보를 이용하여 상기 데이터 채널을 통해 수신된 패킷의 복조 및 복호를 수행한다. 데이터 채널로 수신된 패킷의 복조 및 복호가 이루어지면, 복호된 데이터의 CRC를 이용하여 데이터의 전송이 성공적으로 복조 및 복호되었는가를 검사한다.

상기 도 1의 102단계에서는 초기 전송(101)에서 전송된 패킷에 대하여 수신기에서 복조 및 복호를 성공적으로 하지 못한 경우를 도시하였다. 즉, 수신기는 102단계에서 NACK를 응답 채널을 통해 송신한다.이에 따라 송신기는 103단계에서 첫 번째 재전송을 수행한다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이 재전송이 이루어질 때에는 데이터 채널만을 전송하는 경우로 가정한다. 그러면 수신기는 103단계에서 데이터 채널로 송신된 패킷을 복조 및 복호하고, CRC의 결과에 따라 ACK 또는 NACK를 송신하게 된다. 상기 도 1에 도시한 예에서는 첫 번째 재전송된 데이터의 복조 및 복호에도 실패한 경우를 도시하고 있다. 따라서 수신기는 104단계에서 NACK를 생성하여 송신기로 전송한다. 그러면 송신기는 다시 105단계에서 두 번째 재전송을 수행한다. 이때에도 송신기는 재전송이므로 데이터 채널만을 송신한다. 이러한 과정을 통해 수신기는 데이터 채널을 통해 수신된 패킷의 복조 및 복호에 성공하면 106단계에 도시한 바와 같이 응답 채널을 통해 ACK를 송신한다. 송신기는 106단계에 도시한 바와 같이 ACK를 수신해야만 107단계와 같이 초기 전송을 수행할 수 있으며, 초기 전송에서는 제어 채널과 데이터 채널이 함께 전송된다. 여기서 107단계의 초기 전송은 상기 106단계의 ACK를 받은 시점에서 즉시 이루어 질 수도 있고, 어느 정도의 시간이 지난 후에 전송될 수도 있다. 이와 같이 다음 번의 초기 전송 시점은 스케쥴링 결과에 기인한다. 또한 HARQ에서도 재전송 횟수는 시스템에 따라 정해져 있으므로 재전송 제한 횟수까지만 전송이 이루어진다.

이상에서 설명한 101단계, 103단계 및 105단계에서 데이터 채널로 송신되는 정보는 동일한 정보를 의미한다. 그러나 여기서 유의할 점은 데이터 채널로 송신되는 정보가 동일한 정보를 전송한다 할지라도 서로 다른 리던던시가 될 수 있다는 점이다. 상기에서 동일한 정보를 전송하는 데이터 전송들, 즉, 101, 103, 105 등으로 표현되는 동일한 정보로 구성된 각 패킷을 서브 패킷이라 한다.

상기 SHARQ 방식에서 주의할 점은 상기 101단계와 103단계 및 105단계간의 시간 간격이 일정하게 유지된다는 점이다. 즉, 초기 전송과 재전송 혹은 재전송과 재전송 사이의 시간 간격이 일정하게 유지된다는 특징을 가진다. 다시 말해서 본 SHARQ 방식에서는 초기 전송 시점만이 스케줄러에 의해 결정되고, 상기 초기 전송된 패킷에 대한 재전송 패킷은 상기 초기 전송 시점으로부터 일정 시간 후에 자동적으로 이루어진다는 방식을 의미하는 것이다. 물론, 상기 SHARQ 라는 용어 자체에서 보면 "Synchronous"라는 용어의 의미는 시간적으로 간격이 일정하다라는 점만을 지칭한다.

그러므로 도 1의 실시 예에서 설명한 바와 같이 엄밀하게 말하자면, SHARQ 라는 용어 자체가 초기 전송에서만 제어 정보가 전송되고 재전송에서는 제어 정보가 전송되지 않는 방식이라고는 말할 수는 없다. 그러나 본 문서에서 사용되는 SHARQ 방식은 특정한 경우가 아닌 경우를 제외하고 상기 도 1에 도시한 바와 같이 초기 전송에서만 제어 정보가 함께 전송되고, 재전송에서는 상기 제어 정보가 전송되지 않는 방식으로 설명한다.

상기와 같이 SHARQ 에서 재전송 시 제어 정보가 전송되지 않는 이유는, 상기 재전송 서브 패킷들에 대해서는 그 제어 정보가 초기 전송 시와 동일 또는 유추 가능한 정보들이기 때문이다. 따라서 첫 번째 재전송의 경우 즉, 상기 103단계의 경우 수신기는 재전송된 서브 패킷에 대하여 상기 101단계의 초기 전송에서 데이터 채널을 통해 송신된 서브 패킷과 소정의 규칙에 의해 컴바이닝을 수행할 수 있다. 이와 같이 컴바이닝된 결과를 통해 데이터 채널의 복조를 시도한다. 그런 후 수신기는 컴바이닝된 패킷을 복조 및 복호하고, 상기 복조 및 복호된 패킷에 대한 CRC의 결과를 이용하여 상기 데이터 전송의 성공 여부를 검사한다. 즉, CRC의 결과를 이용하여 컴바이닝된 서브 패킷의 복조에 성공하였는가를 검사하는 것이다. 이는 이후에 재전송된 서브 패킷에 대하여도 동일하게 적용된다. 즉, 105단계의 재전송된 서브 패킷은 이전 전송된 서브 패킷들과 함께 컴바이닝하여 복조 및 복호를 수행하고 CRC 결과를 이용하여 데이터 전송의 성공 여부를 검사하는 것이다.

도 2는 AHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우의 타이밍을 도시한 예시도이다. 이하 도 2를 참조하여 AHARQ 방식에 따라 패킷의 송/수신이 이루어지는 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 도 2에서 가로축은 시간 축을 나타내며, 가로축의 위쪽은 송신기로부터 전송되는 채널을 도시하였고, 가로축의 아래쪽은 수신기로부터 전송되는 채널을 도시하였다. 그리고 상기 도 2에서도 화살표는 송신기에서 수신기로 또는 수신기에서 송신기로의 송신 과정을 의미한다.

송신기는 201단계에서 초기 전송을 수행한다. 이때, 초기 전송은 데이터 채널과 제어 채널로 구성되어 있음을 알 수 있다. 상기 201단계에서 송신한 데이터 채널을 수신하는 수신기는 우선 제어 채널을 복조하여 데이터 채널의 복조에 필요한 제어 정보를 획득한다. 그리고 상기 수신기는 상기 제어 정보를 이용해서 상기 데이터 채널에 대한 복조 및 복호를 시도한다. 상기 과정에서 상기 복조 및 복호된 패킷에 대한 CRC의 결과를 통하여 상기 패킷이 성공적으로 복조 및 복호되었는가를 검사한다. 상기 검사결과 데이터 채널을 통해 송신된 패킷이 성공적으로 복조 및 복호되지 않았다고 검사되면, 수신기는 응답 채널을 통해 NACK을 데이터 송신기로 전송한다.

상기 도 2의 예에서는 복조 및 복호가 실패한 경우를 도시하고 있다. 따라서 수신기는 202단계에서 응답 채널을 통해 송신기로 NACK을 송신한다. 이와 같이 NACK를 수신한 송신기는 초기 전송에 대한 재전송을 수행한다. 상기 도 2의 AHARQ 방식에서 유의할 점은 도 2 에 나타난 바와 같이 상기 201단계의 초기 전송과 203단계의 재전송 사이의 시간 간격이 일정하게 정해져 있지 않다는 점이다. 즉, 송신기는 재전송할 패킷의 송신을 그 때 그 때 다르게 송신할 수 있다는 점이다. 다시 말해서 상기 도 1에서 도시한 바와 같은 SHARQ 방식에서는 초기 전송 시점만 스케줄링 되고, 재전송 시점은 상기 초기 전송 시점으로부터 자동적으로 정해지지만, 상기 도 2에 나타난 바와 같이 AHARQ 방식에서는 초기 전송 시점뿐 아니라, 모든 재전송 시점들도 스케줄러에 의해 결정된다는 점이다.

따라서 송신기는 첫 번째 재전송을 수행할 시점이 스케줄러에 의해 결정되면, 203단계에서 제어 채널과 데이터 채널을 함께 송신한다. 그러면 수신기는 수신된 제어 채널 데이터를 이용하여 데이터 채널로 송신된 패킷의 복조 및 복호를 수행하고, CRC를 이용하여 복조 및 복호 결과를 검출할 수 있다. 상기 도 2에서는 첫 번째 재전송에 의한 복조 및 복호에 실패한 경우를 도시하고 있다. 따라서 수신기는 204단계에서 응답 채널을 통해 NACK를 송신한다. 그러면 송신기는 다시 스케줄러에 의해 두 번째 재전송 시점을 결정하고, 205단계에서 두 번째 재전송을 수행한다. 상기 도 2에서 두 번째 재전송은 전술한 도 1과 같이 첫 번째 재전송과 두 번째 재전송간의 시간이 동일한 경우를 도시하였다. 즉, 재전송 시점은 앞에서 상술한 바와 같이 AHARQ 방식에서는 재전송 시점이 SHARQ 방식과 동일한 시점으로 결정될 수도 있다는 점이다.

또한 수신기는 상기 205단계에서 송신된 서브 패킷을 수신하여 복조 및 복호한다. 그리고 수신기는 205단계에서 복조 및 복호된 패킷의 CRC를 통해 복조 및 복호에 성공 여부를 검사한다. 상기 도 2에서는 CRC 결과가 복조 및 복호에 성공한 경우로 가정하였다. 따라서 수신기는 206단계에서 응답 채널을 통해 ACK를 송신한다. 상기한 재전송된 서브 패킷들은 도 1에서 살핀 바와 같이 수신기에서 결합이 이루어져 복조 및 복호가 이루어진다.

상기 도 2에서 살핀 바와 같이 송신기는 203단계의 재전송을 수행할 때, 앞서 전송한 상기 201단계의 초기 전송 시점과 무관하게 전송되고 있음을 알 수 있다. 물론 상기 203단계의 전송 시점이 상기 도 1의 103단계에 도시한 바와 같은 동일한 시점에서 이루어질 수 있음은 자명한 사실이다. 또한 재전송은 수신기로부터 NACK를 수신한 이후여야만 한다는 점은 주지의 사실이다.

상기와 같이 재전송 시점도 스케줄링 되는 AHARQ 방식의 특징에 따라 상기 AHARQ 방식에서는 모든 서브 패킷 전송에 대해 제어 채널이 함께 전송되어야 한다는 중요한 특징을 가지게 된다. 이는 상기 재전송 시점이 정해져 있지 않기 때문에 상기 재전송 패킷이 언제 전송되는지를 수신기가 알 수 없기 때문에 송신된 패킷에 대한 식별자 정보를 포함하는 제어 채널이 언제나 함께 전송됨을 의미한다.

이는 AHARQ 방식이 SHARQ 방식에 비해 오버헤드가 더 큼을 의미하며, AHARQ 방식이 SHARQ 방식에 비해 가지는 단점이 된다. 반면에 AHARQ 방식은 SHARQ 방식에 비해 스케줄링의 자유도가 더 크다라는 장점을 가지게 된다. 여기서 스케줄링의 자유도가 크다라는 것은 스케줄러가 필요에 따라 재전송 시점을 결정함으로써 다른 우선 순위가 높은 패킷을 우선적으로 전송하고, 상기 재전송 패킷을 나중에 전송할 수 있음을 나타낸다.

그러면 이하에서 상술한 도 1과 도 2의 SHARQ 방식과 AHARQ 방식의 장단점에 대하여 정리하여 살펴보기로 한다.

SHARQ 방식은 초기 전송에서만 데이터 제어 채널이 전송되기 때문에 오버 헤드가 작다라는 장점을 가진다. 반면에 AHARQ 방식은 재전송 시점도 스케줄러가 결정할 수 있음으로써 스케줄링의 자유도가 크다라는 장점을 가진다.

한편, 데이터 전송 시스템에서 다양한 서비스 종류가 존재한다. 예를 들면, 데이터 전송 지연 시간에 민감한 실시간(real-time) 서비스가 있고, 전송 지연 시간은 별로 중요하지 않는 Best effort 서비스가 존재한다. 또한 일반적으로 상기 실시간 서비스는 작은 패킷이 자주 발생하는 특징을 가지기도 한다. 따라서, 작은 패킷이 자주 발생하는 실시간 서비스에는 SHARQ 방식이 유리하고, 지연 시간에 덜 민감한 서비스에는 AHRQ 방식이 유리할 수 있다. 그런데 통상적인 이동 통신 시스템에서는 SHARQ 방식 또는 AHRQ 방식 중 그 하나만을 사용하고 있다. 따라서 이동통신 시스템에서 여러 가지 서비스가 여러 사용자에게 혼재되어 사용되는 환경에 효율적이지 못하다는 문제가 있다. 또한 사용자들에게 제공되는 데이터 서비스의 종류는 계속 발전하면서 더 많은 종류의 서비스들로 분화되는 시점에서 하나의 HARQ 방식만을 사용한다는 것은 데이터의 전송에 능동적으로 대처하지 못한다는 문제를 가진다.

따라서 본 발명은 여러 가지 서비스가 여러 사용자에게 지원되는 이동 통신 시스템에서 효율적으로 HARQ 방식에 따른 패킷의 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자에게 제공되는 서비스의 종류에 맞춰 HARQ 방식으로 패킷을 송/수신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 패킷 데이터의 송신 방법은, 전송할 패킷 데이터에 대하여 복수의 복합 자동 재전송 방식 중 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 과정과, 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보와 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함하며, 상기 결정하는 과정은, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스 및 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정함을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 패킷 데이터의 송신 방법은, 상기 무선 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 기지국으로 전송할 패킷 데이터의 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식의 전송 명령을 수신하는 과정과,상기 기지국으로부터 수신된 명령에 의거한 복합 자동 재전송 방식으로 상기 패킷 데이터 및 제어 정보를 구성하여 전송하는 과정을 포함하며, 상기 기지국으로부터 수신된 명령은 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 단말의 클래스 및 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 근거로 결정된 것임을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 패킷 데이터 송신 장치는, 전송할 패킷 데이터에 대하여 복수의 복합 자동 재전송 방식 중 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 스케줄러와, 상기 스케줄러에 의해 결정된 복합 자동 재전송 방식을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보와 상기 패킷 데이터의 전송을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 스케줄러는,
상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정함을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 동기식 복합 자동 재전송 방식과 비동기식 복합 자동 재전송 방식 중 하나를 이용하여 패킷 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 패킷 데이터 수신 방법은, 제어 채널과 데이터 채널을 수신하고, 상기 제어 채널에 포함된 정보를 이용하여 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 과정과, 상기 결정된 방식에 따라 데이터 채널의 복조 및 복호를 수행하고 그 결과를 응답 채널을 통해 전송하는 과정과, 상기 데이터 채널로 재전송 패킷이 수신될 시 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식에 따라 수신하고 그 결과를 응답 채널로 전송하는 과정을 포함하며, 상기 결정하는 과정은, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용함을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 동기식 복합 자동 재전송 방식과 비동기식 복합 자동 재전송 방식 중 하나를 이용하여 패킷 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 패킷 데이터 수신 장치는, 제어 채널을 수신하여 복조하는 제어 채널 수신부와, 데이터 채널을 수신하여 복조 및 복호하는 데이터 채널 수신부와, 상기 데이터 채널의 복조 및 복호 결과를 전송하는 응답 채널 송신부와, 제어 정보를 수신하여 저장하는 메모리와, 상기 제어 채널에 포함된 정보를 이용하여 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식을 결정하고, 상기 결정된 방식에 따라 상기 데이터 채널 수신부의 수신, 복조 및 복호를 제어하며, 그 결과를 상기 응답 채널 송신부로 전송하도록 제어하며, 재전송 패킷이 수신될 시 동기식 복합 자동 재전송 방식인 경우 상기 메모리에 저장된 정보를 이용하여 상기 수신된 패킷의 복조 및 복호를 제어하며, 비동기식 복합 자동 재전송 방식인 경우 상기 제어 채널 수신부로 수신된 정보를 이용하여 상기 데이터 채널 수신부로 수신된 패킷을 복조 및 복호를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 복합 자동 재전송 방식을 결정할 시, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한 다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에서 제안하는 HARQ 방식은 하나의 시스템에서 SHARQ 방식 및 AHARQ 방식을 모두 지원하도록 구성한다. 또한 본 발명에서 제안하는 HARQ 방식은 송신기가 데이터를 전송할 때, 소정의 규칙에 따라 SHARQ 방식으로 데이터를 전송할지 또는 AHARQ 방식으로 데이터를 전송할지를 먼저 결정한다. 그리고 상기 송신기는 결정된 HARQ 방식에 대한 식별자를 제어 정보에 포함시켜 전송한다. 그러면 데이터 수신기는 상기 HARQ 방식에 대한 식별자 제어 정보를 이용하여 어떠한 방식의 HARQ 방식이 전송되었는지를 알아내어 이에 따라 적응적으로 데이터를 수신 동작을 취하도록 한다.

상기에서 HARQ 방식을 결정하는 방식으로 상기 데이터 전송이 순방향 전송일 경우, 즉 데이터 전송이 기지국에서 단말로의 전송인 경우, 매 전송 시점마다 기지국 스케줄러가 이번 전송에 사용할 HARQ 방식을 결정할 수 있다. 또한 상기 데이터 전송이 역방향 전송일 경우, 즉 데이터 전송이 단말에서 기지국으로의 전송인 경우, 기지국이 미리 결정해 준 HARQ 방식으로 전송하도록 한다. 상기에서 HARQ 방식에 대한 결정은 서비스 종류, 전송되는 패킷 데이터 크기, 단말의 클래스, 현재 망(Network)의 로드 등을 기준으로 결정한다.

이하에서 설명되는 본 발명에서 SHARQ 라 함은, 기본적으로 종래 기술에서 설명한 도 1에서 설명한 바와 같이 초기 전송과 재전송 시점에 고정되고, 초기 전송에만 제어 정보를 포함하는 제어 채널을 송신하는 방식을 의미한다. 그러나 특정 시스템이 추구하는 바에 따라 변형된 SHARQ가 될 수도 있다. 여기서 변형된 SHARQ는 재전송 시점에서도 제어 정보를 전송하는 경우를 포함한다. 즉, 상기 변형된 SAHRQ 방식의 일례로, 초기 전송과 재전송 시점이 고정되나, 상기 도 1에서 보인 통상의 SHARQ 과는 달리 재전송 시에도 약간의 제어 정보가 전송되는 방식을 말한단. 예를 들어, 상기 변형된 SHARQ 방식에서 초기 전송 및 재전송 시점을 고정되기 때문에 종래 기술에서 상술한 <표 1>에 나타난 제어 정보들 중에서 단말 식별자, 데이터 제어 정보, ARQ 식별자, 서브 패킷 식별자 등의 제어 정보는 재전송 시에 전송되지 않는다. 그러나 변형된 SHARQ 방식의 재전송 시에 MCS 방식에 대한 변경을 허용하는 경우, 상기 MCS 정보는 재전송 시에도 전송될 수도 있다. 또한 변형된 SHARQ 방식의 재전송 시에 데이터 채널에 사용되는 자원의 양 및 위치를 초기 전송과 달리 하는 것을 허용하는 경우, 사용된 제어 정보는 재전송 시에도 전송될 수도 있는 것이다. 이러한 변형 또한 본 발명의 실시 예서도 변형될 수 있음에 유의해야 한다.

하기 SHARQ 방식에 대한 설명에서는 상기 도 1에서 설명한 통상의 SHARQ방식만을 기준으로 설명할 것이나, 상술한 바와 같이 변형된 SHARQ 방식도 본 발명에서 제안하는 방식이 적용될 수 있음에 유의해야 한다. 다시 말해서, 하기 설명에서 SHARQ 방식에 대한 설명에서는 재전송 시 제어 정보가 전혀 전송되지 않는 방식만 을 참조하여 설명하지만, 재전송 시에 약간의 제어 정보가 전송되는 변형된 SAHRQ 방식도 포함할 수 있음에 유의하자.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기의 주요 블록 구성도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 송신기의 주요 블록 구성과 그 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

응답 채널 수신부(301)는 후술할 수신기가 송신한 응답 신호를 수신하여 스케줄러(303)로 출력한다. 즉, 수신기로부터 데이터 채널로 전송된 패킷의 수신 양호(ACK) 또는 불량(NACK)을 알리는 신호를 수신하고, 이를 스케줄러(303)로 제공한다.

데이터 버퍼(305)는 특정 수신기로 송신할 데이터를 저장하는 메모리이다. 상기 데이터 버퍼(305)는 수신기로 전송할 데이터에 대한 정보를 스케줄러(303)로 제공한다. 즉, 수신기로 전송할 데이터가 저장되었는가의 여부 및 데이터의 양 등에 대한 정보를 제공한다. 또한 데이터 버퍼(305)는 재전송할 데이터를 저장하는 재전송 버퍼(도 3에 별도로 도시하지 않음)를 포함한다. 즉, 전송된 데이터에 대하여 ACK를 수신하거나 또는 최대 전송 횟수의 전송이 이루어질 때까지 또는 상위 계층에서 처리가 이루어질 때까지 데이터를 저장하는 재전송 버퍼를 포함하는 것이다. 또한 데이터 버퍼(305)는 본 발명에 따라 전송할 데이터의 특징 또는 서비스의 종류 등에 대한 정보를 함께 제공할 수도 있으며, 수신기의 클래스 종류 등의 정보도 함께 제공할 수 있다. 이와 같이 전송할 데이터의 특징 또는 서비스의 종류 등에 대한 정보와 수신기의 클래스 종류 등의 정보는 제어부(311)에서 제공하도록 구 성할 수도 있다.

스케줄러(303)는 상기 응답 채널 수신부(301)에서 제공받은 ACK/NACK 정보와 데이터 버퍼(305) 또는 제어부(311)로부터 제공받은 데이터의 특징 또는 서비스의 종류 등의 정보와 수신기의 클래스 종류에 따른 정보 등을 수신한다. 또한 제어부(311)로부터 수신되는 시스템의 부하(load) 정보 등을 수신하여 현재 전송이 이루어지고 있는 다음 시점에서 전송할 데이터를 결정하고, 전송 방식을 결정한다. 즉, 현재 시스템에서 제공할 HARQ 방식과 데이터의 MCS 및 전송 시점과 전송률 및 할당할 자원 정보 등의 정보를 결정하여 제어부(311)로 제공한다.

상기 제어부(311)는 앞에서 전술한 바와 같이 필요에 따라 전송할 데이터의 특징 또는 서비스의 종류 등에 대한 정보와 수신기의 클래스 종류 등의 정보를 상기 스케줄러(303)로 제공할 수 있다. 또한 제어부(311)는 데이터 버퍼(305)의 재전송 버퍼의 리셋 등에 대한 제어를 수행한다. 그리고 데이터 채널 송신부(309)와 제어 채널 송신부(307)를 제어한다. 이때 상기 제어부(311)는 스케줄러(303)로부터 수신된 정보를 이용하여 제어 채널 송신부(307)로 전송할 제어 정보를 생성하여 전송한다. 여기서 스케줄러(303)로부터 수신된 정보를 이용하여 제어부(311)가 생성하는 제어 정보는 하기 <표 2>와 같이 예시할 수 있다.

제어 채널에 포함되는 제어 정보	할당되는 비트 수
단말 식별자 정보	10
HARQ 방식(SHARQ 또는 AHARQ)	1
데이터 정보 크기	6
MCS 정보	5
사용된 자원 정보(또는 자원 할당 정보)	5
ARQ 식별자	3
서브 패킷 식별자	3

상기 <표 2>를 참조하면, 종래 기술에서 설명한 필드 외에 HARQ 방식에 대한 식별자 1 비트가 추가되었음을 알 수 있다. 상기 비트는 해당 전송 구간에서 전송되는 초기 전송 패킷에 대해 만일 재전송이 이루어질 경우, SHARQ 방식이 사용되는 지 아니면 AHARQ 방식이 사용되는 지를 나타낸다. 그 외의 나머지 필드들은 동일하므로 여기서는 설명하지 않기로 한다.

상기 <표 2>에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 제어 정보는 HARQ 방식에 따른 정보를 생성하여 제어 채널 송신부(307)로 제공한다. 즉, 종래 기술에서 설명한 <표 1>과 대비하여 살펴볼 때, 전송되는 패킷이 SHARQ 방식으로 전송되는지 또는 AHARQ 방식으로 전송되는지를 알리는 필드를 더 포함하여 다음 전송에서 어떠한 HARQ 방식으로 패킷이 전송되는가를 지시하게 된다.

또한 상기 제어부(311)는 상기 제어 정보에 맞춰 데이터 채널 송신부(309)를 제어하여 결정된 방식의 MCS 레벨에 맞춰 부호화 및 변조하고, 할당된 자원을 이용하여 패킷을 상기 스케줄러(303)에 의해 결정된 시점에 전송하도록 제어한다. 이에 대하여는 후술되는 제어 흐름도에서 더 상세히 설명하기로 한다.

제어 채널 송신부(307)는 상기 제어부(311)의 제어에 의거하여 상기 <표 2>에 예시한 바와 같은 제어 정보를 제어 채널로 송신한다. 또한 데이터 채널 송신부(309)는 제어부(311)의 제어에 의거하여 결정된 MCS 레벨에 따라 송신할 데이터를 부호화 및 변조하여 패킷으로 구성하고, 할당된 자원을 이용하여 상기 패킷을 데이터 채널을 통해 전송한다. 여기서 전송되는 패킷은 종래 기술에서 설명한 바와 같이 서브 패킷이 될 수 있다. 이하의 설명에서 설명의 편의를 위해 패킷과 서브 패킷은 특별히 의미를 구분해야 하는 경우를 제외하고는 동일한 의미로 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기의 주요 블록 구성도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기의 주요 블록 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

제어 채널 수신/복조부(401)는 후술할 제어부(411)의 제어에 의거하여 송신기로부터 전송되는 제어 채널을 수신하여 복조하고, 복조된 정보를 제어부(411)로 제공한다. 또한 데이터 채널 수신/복조부(403)는 제어부(411)의 제어에 의거하여 송신기로부터 전송되는 제어 채널을 수신하고, 제어부(411)로부터 제공되는 제어 정보를 이용하여 송신기로부터 전송된 데이터 채널의 복조 및 복호를 수행하고 CRC 결과 값을 제어부(411)로 제공한다.

상기 제어부(411)는 상기 제어 채널 수신/복조부(401)로부터 수신된 제어 정보를 메모리(407)에 저장하고, 필요한 경우 상기 메모리(407)에 저장된 제어 정보를 독취하여 데이터 채널 수신/복조부(403)로 제공한다. 즉, 본 발명에 따른 SHARQ 방식에 따라 데이터가 전송되는 경우 상기 메모리(407)로부터 제어 정보를 독취하고, 상기 독취된 정보에 의거하여 상기 데이터 채널 수신/복조부(403)로 제공하여 복조 및 복호가 이루어지도록 한다. 또한 제어부(411)는 상기 데이터 채널 수신/복조부(403)로부터 수신된 CRC 결과에 따라 송신기로 전송할 응답 신호를 생성하여 응답 채널 송신부(405)로 제공하다.

상기 응답 채널 송신부(405)는 제어부(411)의 제어에 의거하여 수신된 응답 신호를 상기 응답 채널을 통해 송신기로 전송한다. 여기서 응답 신호는 수신된 패킷의 복조 및 복호 결과에 대한 ACK 및 NACK의 정보가 될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기에서 패킷의 전송 시 제어 흐름도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신기에서 패킷의 전송 시 제어 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

송신기의 스케줄러(303)는 500단계에서 초기 전송 패킷의 스케줄링 및 HARQ 방식을 결정한다. 여기서 스케줄링을 수행한다라는 말은 데이터 전송이 순방향 전송인 경우 기지국이 어느 사용자에게 데이터를 전송할지를 결정하는 것을 나타낸다. 또한 데이터의 전송이 결정된 사용자에게 데이터 전송률, 전송 방식, 변조 방식 및 사용할 자원의 량 등에 대한 결정이 포함된다. 또한 사용할 자원의 량이란, 시스템에서 수신기에 할당할 자원의 양을 의미한다. 예를 들어 만일 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : 이하 "CDMA"라 함) 시스템인 경우, 사용할 코드의 양이 된다. 또한 만일 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 "OFDMA"라 함) 시스템의 경우, 사용할 서브 캐리어(sub-carrier) 의 양을 나타낸다.

또한 역방향 전송의 경우 스케줄링을 수행한다라는 말은 기지국이 어느 사용자에게 데이터 전송을 허용할지를 나타낸다. 여기서도 스케줄링은 데이터 전송률, 전송 방식, 변조 방식 및 사용할 자원의 량 등에 대한 결정이 포함된다. 다시 말해서 상기에서 스케줄링을 수행한다라는 말은 기지국이 상기 <표 2>에 나타난 제어 정보들 중 HARQ 방식을 제외한 나머지에 대한 결정을 내린다라는 말과 동일한 동작을 의미한다고 볼 수 있다.

상기 도 5의 500단계에서는 본 발명에 따라 스케줄러(303)가 상기한 결정 이외에 추가적으로 사용할 HARQ 방식을 결정한다. 여기서 HARQ 방식이란, 전술한 바와 같이 SHARQ 방식 또는 AHARQ 방식 중 어떠한 방식을 사용할지를 결정하는 것을 의미한다.

상술한 도 3에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 상기 스케줄러(303)가 상기와 같이 HARQ 방식을 결정함에 있어 이번에 전송되는 데이터의 서비스 종류, 이번에 전송되는 패킷의 크기, 단말의 클래스, 현재 망(Network)의 로드 등을 기준으로 할 수 있다.

상기에서 서비스 종류 별로 상기 HARQ 방식을 제안하는 이유는 다음과 같다. 서비스 종류가 VoIP 또는 Gaming 등과 같이 지연에 민감하고 작은 패킷이 자주 발생되는 실시간 트래픽(real-time traffic) 서비스에 대해서는 SHARQ 방식을 사용하는 것이 보다 유리하다. 반면에 다운로드(Download), 웹 서핑(Web surfing) 등과 같이 지연 시간에 비교적 던 민감하고, 비교적 큰 패킷이 간헐적(burst)으로 발생하는 서비스에 대해서는 AHARQ 방식을 사용하는 것이 유리하다.

왜냐하면, 작은 패킷이 자주 발생되는 실시간 트래픽 서비스에 대해서는 작은 패킷을 자주 전송해야 하기 때문에 비교적 제어 정보 전송에 대한 오버 헤드가 적은 SHARQ 방식이 효율적이기 때문이다. 반면에 지연 시간에 비교적 던 민감하고, 비교적 큰 패킷이 간헐적으로 발생하는 서비스에 대해서는 한 번의 전송에 있어 비교적 큰 패킷을 많은 자원을 사용하여 전송하는 경향이 있기 때문이다. 그러므로 이러한 경우 비교적 제어 정보 전송에 대한 오버 헤드는 많지만, 스케줄링 자유도가 높은 AHARQ 방식이 효율적이기 때문이다.

또한 이번 전송구간에서 전송되는 패킷 데이터의 크기를 기준으로 상기 HARQ 방식을 제안하는 이유는 다음과 같다. 즉, 이번 전송 구간에서 전송할 패킷 데이터이 크기가 작은 경우에는 SHARQ 방식으로 전송하고, 반대로 이번 전송 구간에서 전송할 패킷 데이터이 크기가 큰 경우에는 AHARQ 방식으로 전송하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이 AHAQR 방식의 단점은 제어 정보 전송으로 인한 오버 헤드가 크다라는 점이다. 그런데 만일 이번 전송 구간에서 전송할 패킷 데이터의 크기가 큰 경우에는 제어 정보의 오버 헤드가 상대적으로 작기 때문에 상기 SHARQ 방식의 단점이 상대적으로 덜 부각되므로 스케줄링의 자유도가 높은 장점을 갖는 AHARQ 방식으로 전송하는 것이다. 반대로 이번 전송 구간에서 전송할 패킷 데이터의 크기가 작은 경우에는 데이터 제어 정보의 오버 헤드가 작은 SHARQ 방식으로 전송하는 것이다.

또한 단말의 클래스를 기준으로 상기 HARQ 방식을 제안하는 이유는 다음과 같다. 상술한 바와 같이 SHARQ 방식은 초기 전송과 재전송 시점이 정해져 있고 이는 재전송이 필요한 순간 즉시 재전송을 수행하는 것을 가리킨다. 따라서, 단말의 클래스가 높은 경우에는 패킷 지연 시간이 적은 SHARQ 방식을 취하고, 단말의 클래스가 낮은 경우에는 패킷 지연 시간이 큰 AHARQ 방식을 선택한다.

마지막으로 망의 로드를 기준으로 상기 HARQ 방식을 제안하는 이유는 다음과 같다. 망의 로드가 작을 때는 상대적으로 스케줄링 자유도가 크게 중요하지 않으므로 SHARQ 방식을 취함으로써 빠른 재전송을 기대할 수 있다. 반대로 망의 로드가 큰 경우에는 즉, 사용자 수가 많을 때에는 스케줄링 자유도가 높은 AHARQ 방식이 바람직하다. 따라서 상기한 방법들 중 하나 또는 둘 이상을 함께 조합하여 HARQ 방식을 결정할 수 있다.

이와 같이 500단계에서 스케줄링 및 HARQ 방식까지 결정이 완료되면, 제어부(311)는 HARQ 방식 정보를 포함한 제어 정보를 구성한다. 상기 HARQ 방식 정보를 포함한 제어 정보는 앞에서 예시한 <표 2>와 같이 구성할 수 있다. 이와 같이 제어 정보를 구성한 후 제어부(311)는 504단계로 진행하여 제어 채널 송신부(307) 및 데이터 채널 송신부(309)를 제어하여 상기 생성된 제어 정보를 복조하여 전송하며, 데이터 버퍼(305)에 저장된 데이터를 패킷으로 구성하여 전송한다.

그런 후 송신기는 506단계로 진행하여 응답 채널 수신부(301)를 통해 수신기로부터 전송되는 응답 신호를 수신한다. 이는 수신기가 전송한 패킷을 올바로 수신하였는가를 알리는 정보이다. 이와 같이 응답 채널을 송신하는 과정에 대하여는 후술되는 도 6에서 더 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 스케줄러(303)는 응답 채널 수신부(301)로부터 응답 신호를 수신하면, 508단계로 진행하여 상기 수신된 응답 신호가 ACK를 지시하는가를 검사한다. 상기 검사결과 응답 신호가 ACK를 지시하는 경우 500단계로 진행하여 상기한 과정을 반복 수행한다.

반면에 상기 508단계의 검사결과 응답 채널을 통해 수신된 응답 신호가 NACK인 경우 510단계로 진행한다. 상기 스케줄러(303)는 510단계로 진행하면 현재 전송 중인 패킷에 대하여 최대 재전송 횟수만큼 전송이 이루어졌는가를 검사한다. 여기서 최대 재전송 횟수란 시스템에서 약속된 재전송 횟수를 의미한다. 즉, 시스템의 부하를 고려하여 특정한 횟수만큼 전송하여도 해당 패킷에 대하여 정상적으로 수신하지 못하는 경우 더 이상 재전송을 하지 않기로 정의된 횟수를 가리킨다. 이러한 과정은 시스템의 디자인에 따라 생략될 수도 있다.

상기 510단계의 검사결과 이미 최대 재전송 횟수만큼 재전송이 이루어진 경우 시스템에서 더 이상 재전송을 수행하지 않기로 하였기 때문에 500단계의 초기 전송으로 진행하게 된다. 그러나 만일 최대 재전송 횟수만큼 전송이 이루어지지 않은 경우 제어부(311)는 512단계로 진행하여 초기 전송 패킷이 SHARQ 방식으로 전송되었는가를 검사한다. 이러한 검사는 별도의 메모리 또는 제어 메모리(도 3에 도시하지 않음)에 저장하여 둔 이후에 필요 시 독취하여 검사할 수 있다. 상기 검사결과 초기 전송이 SHARQ 방식으로 이루어진 경우 제어부(311)는 514단계로 진행하여 정해진 시점에 재전송을 수행한다. 즉, SHARQ 방식은 초기 전송과 재전송간의 시간간격 및 재전송과 그 다음 재전송간 시간 간격이 일정하게 유지되는 방식이므로, 이전 전송에서부터 미리 결정된 시간이 경과하면 자동으로 재전송을 수행한다. 이때, 제어 채널은 전송되지 않는다. 이는 앞에서 설명한 바와 같이 SHQRA 방식은 재전송 시 제어 채널을 송신하지 않는 것으로 가정하였기 때문이다. 그러나 변형 SHARQ 방식이라면 제한된 작은 량의 제어 정보가 송신될 수 있다.

반면에 512단계의 검사결과 초기 전송 패킷이 AHARQ 방식을 사용하기로 결정한 경우라면, 516단계로 진행한다. 상기 스케줄러(303)는 516단계로 진행하면, 재전송 패킷의 스케줄링 및 제어 정보를 구성한다. 이는 스케줄러(303)가 재전송 시점을 임의로 새로이 결정하는 것이다. 그리고 이와 같이 재전송 시점이 결정되면 제어부(311)는 518단계로 진행하여 상기 스케줄링 결과에 따른 제어 정보와 패킷 데이터를 패킷으로 구성하고, 제어 채널 송신부(307) 및 데이터 채널 송신부(309)를 제어하여 전송한다.

한편, 상기 HARQ 방식의 결정에 있어서 본 발명에서 구체적인 실시 예로 제시한 서비스 종류, 패킷 데이터의 크기, 단말의 클래스, 망의 로드 등의 기준 이외에 기타 목적으로 다른 요인이 함께 고려될 수 있음에 유의해야 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 수신기에서 패킷의 수신 시 제어 흐름도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 수신기에서 패킷 데이터의 수신 시 제어 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

수신기의 제어부(411)는 600단계에서 초기 전송 패킷을 수신할 것인가를 검사한다. 즉, 초기 전송 패킷을 수신할 것인지 아니면 재전송 패킷을 수신할 것인지를 결정하는 것이다. 이는 이전에 수신된 패킷에 대하여 응답 채널을 통해 ACK를 전송하였는지 또는 NACK을 전송하였는지 또는 최대 재전송 횟수만큼 수신이 이루어졌는지 또는 최초 수신인지 등에 따라 결정된다. 상기 검사결과 초기 전송 패킷을 수신하는 경우 제어부(411)는 602단계로 진행하여 데이터 채널 수신/복조부(403)를 통해 초기 전송 패킷을 수신하고, 제어 채널 수신/복조부(401)를 통해 제어 채널을 수신한다. 즉, 초기 전송에서는 SHARQ 방식이나 AHARQ 방식 모두 제어 채널을 수신하기 때문이다. 이와 같이 제어 채널을 수신하면 제어부(411)는 604단계로 진행하여 먼저 제어 채널 수신/복조부(401)를 제어하여 제어 채널을 복조한다. 제어부(411)는 이와 같이 제어 채널로부터 수신된 데이터를 복조하여 상술한 <표 2>와 같은 제어 정보를 획득할 수 있다.

이와 같이 제어 정보를 복조한 이후에 상기 제어부(411)는 상기 제어 정보를 이용하여 데이터 채널 수신/복조부(403)로 수신된 패킷 데이터의 복조 및 복호한다. 그러면 데이터 채널 수신/복조부(403)는 복조 및 복호한 결과를 다시 제어부(411)로 제공한다. 이때 복조 및 복호한 결과는 CRC의 결과 값이 될 수 있다.

상기 제어부(411)는 610단계로 진행하면 CRC 결과 값을 이용하여 수신된 패킷에 대하여 오류가 존재하는지를 검사한다. 상기 검사결과 수신된 패킷에 대하여 오류가 존재하지 않는 경우라면 612단계로 진행하여 응답 채널 송신부(405)를 제어하여 응답 채널로 ACK를 송신하도록 제어한다. 그러나 만일 CRC 결과 값을 이용하여 수신된 패킷에 대한 오류 존재 검사결과 오류가 존재한다고 검사된 경우 제어부(411)는 614단계로 진행한다. 상기 제어부(411)는 614단계로 진행하면 수신된 패킷이 초기 전송 패킷이고, 동시에 SHARQ 방식으로 전송된 패킷인가를 검사한다. 즉, 초기 전송 패킷이고 SHARQ 방식의 전송이었다면 이후에는 제어 정보가 전송되지 않기 때문에 초기 전송 패킷의 제어 정보를 저장하여야만 한다. 따라서 제어부(411)는 수신된 패킷이 초기 전송 패킷이고, 동시에 SHARQ 방식으로 전송된 패킷인 경우 616단계로 진행하여 제어 정보를 상기 메모리(407)에 저장된다. 여기서 상기한 조건 하에서 제어 정보를 저장하는 이유는 SHARQ 방식인 경우 이후 전송에서 제어 정보가 전송되지 않기 때문이다. 따라서 이러한 경우에는 제어 정보를 상기 메모리(407)에 저장한다. 그러나 AHARQ 방식인 경우 이후 전송에서 제어 정보가 계속 전송되므로 제어 정보를 상기 메모리(407)에 저장할 필요가 없다. 또한 변형된 SHARQ 방식이 사용되는 경우라면 상기 메모리(407)에 저장된 정보들 중 일부의 정보는 새롭게 수신된 정보를 이용하여야만 한다.

그러나 만일 상기 수신된 패킷이 초기 전송 패킷이 아니거나 혹은 AHARQ 방식으로 전송된 패킷인 경우라면 618단계로 진행한다. 이와 같이 618단계로 진행하면 상기 제어부(411)는 응답 채널 송신부(405)를 제어하여 응답 채널로 NACK를 송신하도록 한다.

한편, 600단계의 검사결과 현재 수신이 초기 전송 패킷의 수신이 아닌 경우 제어부(411)는 620단계로 진행한다. 상기 제어부(411)는 620단계로 진행하면, 현재 전송 방식이 SHARQ 방식의 전송인가를 검사한다. 상기 검사결과 현재 전송 방식이 SHARQ 방식인 경우 622단계로 진행하여 미리 결정된 시간에 재전송 패킷을 수신한다. SHARQ 방식은 초기 전송 시점과 재전송 시점간 또는 이전 재전송 시점과 현재 재전송 시점간의 시간 간격이 미리 정해져 있고, 제어 채널 없이 데이터 채널만 전송되기 때문에 미리 결정된 시간에서 재전송 패킷을 수신할 수 있다. 그리고 제어부(411)는 624단계로 진행하여 재전송 패킷의 제어 정보를 상기 메모리(407)로부터 독취하고 608단계로 진행한다. 여기서 데이터 독취 시에 읽어오는 정보는 제어 정보로 미리 정해진 값들이다. 예를 들면, 데이터 정보 크기, MCS 정보, 사용된 자원 정보, ARQ 식별자 등의 정보는 초기 전송이나 재전송이나 동일하거나 또는 유추할 수 있는 정보이다. 다만 서브 패킷 식별자만 이전에서 하나 증가한 값을 적용하는 방식이다. 예를 들어 이전 서브 패킷 식별자가 1 이었으면, 이번의 서브 패킷 식별자는 2가 되는 방식이다. 단, 변형된 SHARQ 방식에서는 상기 MCS 정보, 사용된 자원 정보 등이 변할 수 있고, 상기 변화된 정보는 622 단계에서 패킷 데이터와 함께 수신된다.

이와 달리 상기 620단계의 검사결과 AHARQ 방식으로 결정된 경우 626단계로 진행하여 재전송 패킷과 제어 채널을 수신한다. 여기서 재전송 패킷과 제어 채널은 어느 시점에 전송될지 모르기 때문에 계속적으로 수신을 대기하다가 단말의 식별자 또는 수신기의 식별자를 포함한 제어 정보가 수신되면 상기 재전송 패킷과 제어 채널이 수신된 것으로 판단한다. 이와 같이 제어 채널 및 재전송 패킷이 수신되면 제어부(411)는 628단계로 진행하여 복조된 제어 채널로부터 제어 정보를 추출한다. 여기서 제어 정보는 앞에서 살핀 바와 같이 <표 2>와 같은 제어 정보가 된다. 그런 후 제어부(411)는 608단계로 진행하여 이후 과정을 수행함으로써 응답 채널을 송신할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 HARQ 방식을 사용하는 경우 즉, 하나의 시스템에서 AHARQ 및 SHARQ 방식을 혼합하여 적응적으로 사용함으로써 한정된 무선 자원을 통해 보다 높은 시스템 용량을 기대할 수 있다.

Claims

복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 패킷 데이터의 송신 방법에 있어서,

전송할 패킷 데이터에 대하여 복수의 복합 자동 재전송 방식 중 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 과정과,

상기 결정된 복합 자동 재전송 방식을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보와 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함하며,

상기 결정하는 과정은, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스 및 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 복합 자동 재전송 방식은,

동기식 복합 자동 재전송 방식 및 비동기식 복합 자동 재전송 방식임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
삭제
제 2 항에 있어서, 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식이 상기 동기식 복합 자동 재전송 방식인 경우, 재전송 시 재전송되는 패킷 데이터에 대한 제어 정보를 송신하지 않음을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식이 상기 동기식 복합 자동 재전송 방식이고, 재전송 시에 전송되는 패킷 데이터를 초기 전송과 다르게 변경하여 구성하는 경우, 상기 재전송되는 패킷 데이터에 대하여 변경된 제어 정보를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 재전송되는 패킷 데이터의 변경은,

데이터 채널에 사용되는 자원의 양 및 위치에 대한 것임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 재전송되는 패킷 데이터의 변경은,

데이터 채널에 사용되는 변조 및 부호화 방식에 대한 것임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 결정하는 과정은

매 초기 전송마다 수행됨을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 패킷 데이터의 송신 방법에 있어서,

상기 무선 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 기지국으로 전송할 패킷 데이터의 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식의 전송 명령을 수신하는 과정과,

상기 기지국으로부터 수신된 명령에 의거한 복합 자동 재전송 방식으로 상기 패킷 데이터 및 제어 정보를 구성하여 전송하는 과정을 포함하며,

상기 기지국으로부터 수신된 명령은 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 단말의 클래스 및 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 근거로 결정된 것임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 동기식 복합 자동 재전송 방식의 전송 명령을 수신하고, 상기 기지국으로부터 재전송 시에 전송되는 패킷 데이터를 초기 전송과 다르게 변경하여 구성하는 경우 상기 재전송되는 패킷 데이터에 대하여 변경된 제어 정보를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 방법.
복합 자동 재전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 패킷 데이터 송신 장치에 있어서,

전송할 패킷 데이터에 대하여 복수의 복합 자동 재전송 방식 중 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 스케줄러와,

상기 스케줄러에 의해 결정된 복합 자동 재전송 방식을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보와 상기 패킷 데이터의 전송을 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 스케줄러는, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 하나의 복합 자동 재전송 방식을 결정함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 복수의 복합 자동 재전송 방식은,

동기식 복합 자동 재전송 방식 및 비동기식 복합 자동 재전송 방식임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
삭제
제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 결정된 복합 자동 재전송 방식이 상기 동기식 복합 자동 재전송 방식으로 결정된 경우, 재전송 시 재전송되는 패킷 데이터에 대한 제어 정보를 송신하지 않음을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 결정된 복합 자동 재전송 방식이 상기 동기식 복합 자동 재전송 방식이고, 재전송 시에 전송되는 패킷 데이터가 초기 전송과 다르게 변경되어 구성되는 경우 상기 재전송되는 패킷 데이터에 대하여 변경된 제어 정보를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 재전송되는 패킷 데이터의 변경은,

상기 데이터 채널에 사용되는 자원의 양 및 위치에 대한 것임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 재전송되는 패킷 데이터의 변경은,

데이터 채널에 사용되는 변조 및 부호화 방식에 대한 것임을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 스케줄러는,

매 초기 전송마다 상기 복합 자동 재전송 방식을 결정함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 송신 장치.
동기식 복합 자동 재전송 방식과 비동기식 복합 자동 재전송 방식 중 하나를 이용하여 패킷 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 패킷 데이터 수신 방법에 있어서,

제어 채널과 데이터 채널을 수신하고, 상기 제어 채널에 포함된 정보를 이용하여 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식을 결정하는 과정과,

상기 결정된 방식에 따라 데이터 채널의 복조 및 복호를 수행하고 그 결과를 응답 채널을 통해 전송하는 과정과,

상기 데이터 채널로 재전송 패킷이 수신될 시 상기 결정된 복합 자동 재전송 방식에 따라 수신하고 그 결과를 응답 채널로 전송하는 과정을 포함하며,

상기 결정하는 과정은, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 수신 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 제어 채널이 재전송 동안 수신될 시, 상기 수신된 제어 채널의 정보에 근거하여 패킷 데이터의 수신, 복조 및 복호를 수행함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 수신 방법.
동기식 복합 자동 재전송 방식과 비동기식 복합 자동 재전송 방식 중 하나를 이용하여 패킷 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 수신기에서 패킷 데이터 수신 장치에 있어서,

제어 채널을 수신하여 복조하는 제어 채널 수신부와,

데이터 채널을 수신하여 복조 및 복호하는 데이터 채널 수신부와,

상기 데이터 채널의 복조 및 복호 결과를 전송하는 응답 채널 송신부와,

제어 정보를 수신하여 저장하는 메모리와,

상기 제어 채널에 포함된 정보를 이용하여 동기식 복합 자동 재전송 방식 또는 비동기식 복합 자동 재전송 방식을 결정하고, 상기 결정된 방식에 따라 상기 데이터 채널 수신부의 수신, 복조 및 복호를 제어하며, 그 결과를 상기 응답 채널 송신부로 전송하도록 제어하며, 재전송 패킷이 수신될 시 동기식 복합 자동 재전송 방식인 경우 상기 메모리에 저장된 정보를 이용하여 상기 수신된 패킷의 복조 및 복호를 제어하며, 비동기식 복합 자동 재전송 방식인 경우 상기 제어 채널 수신부로 수신된 정보를 이용하여 상기 데이터 채널 수신부로 수신된 패킷을 복조 및 복호를 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 복합 자동 재전송 방식을 결정할 시, 상기 패킷 데이터의 서비스 종류, 상기 패킷 데이터의 크기, 상기 패킷 데이터를 수신하는 단말의 클래스, 현재 망의 로드 중 적어도 하나를 이용함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 수신 장치.
제 21 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 제어 정보가 재전송 동안 상기 제어 채널 수신부로 수신될 시 상기 수신된 제어 정보를 상기 메모리에 갱신하여 저장하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 데이터 채널 수신부를 제어하여 패킷 데이터의 수신, 복조 및 복호를 제어함을 특징으로 하는 복합 자동 재전송 방식을 이용한 패킷 데이터 수신 장치.