KR101286363B1 - 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템 - Google Patents

통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 송신 장치로부터 다수의 데이터 블럭들을 수신하면, 상기 다수의 데이터 블럭들의 수신 상태를 체크하는 과정과, 상기 다수의 데이터 블록들 각각의 수신 상태를 시퀀스 블록으로 생성하는 과정과, 상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 블록 시퀀스 넘버와, 상기 시퀀스 블록의 길이를 사용하여 상기 다수의 데이터 블록들의 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함한다.
자동 반복 요구(ARQ: Automatic Repeat reQuest), 수령(ACK: ACKnowledment)/비수령(NACK: Non-ACKnowledment), 블럭 시퀀스 번호(BSN: Block Sequence Number)

Description

통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRANSMITTING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시에에 따른 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서의 송수신 데이터를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 송수신기 간의 ARQ 동작 과정을 도시한 도면.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 자동 반복 요구(ARQ: Automatic Repeat reQuest, 이하 'ARQ'라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 함) 통신 시스템에서는 고속의 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 함) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.
상기 BWA 통신 시스템인 IEEE 802.16a/d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a/d 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 함)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)이 라고 칭하기로 한다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀(multi-cell) 구조, 즉 셀1(100)과 셀2(150)을 가지며, 상기 셀1(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)1(110)과, 상기 셀2(150)를 관장하는 BS2(160)와, 상기 BS1(110)과 BS2(160)로부터 통신 서비스를 제공받는 다수의 MS들, 즉 MS1(111), MS2(113), MS3(130), MS4(151), MS5(153)를 포함한다. 그리고, 상기 BS들(110,160)과 상기 MS들(111,113,130,151,153) 간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.
한편, 신호를 송신할 때 채널의 상황에 따라 잡음, 간섭 및 페이딩(fading) 등으로 인해 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 발생한다. 일반적으로 이러한 정보의 손실을 방지하기 위한 방안으로 여러 가지 방법을 사용한다. 이와 같이 데이터의 유실이나 손실을 방지하기 위해 사용되는 대표적인 방법 중 하나가 ARQ 방식이다. 상기 ARQ 방식은, 송신기가 전송한 특정 데이터를 수신기가 수신하지 못하거나 또는 복호에 성공하지 못한 경우, 이를 송신기로 알려 송신기에서 다시 전송할 수 있도록 하는 기술을 의미한다. 그러면 이하에서는, IEEE 802.16d 및 IEEE 802.16e 시스템에서 상기 ARQ 방식에 대해 설명하기로 한다.
먼저, IEEE 802.16 시스템에 개시된 사항을 살펴보면, 송신기는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'라 칭하기로 함) 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit, 이하 'SDU'라 칭하기로 함)을 ARQ 블럭 단위로 분할하여 수신기로 전송한다. 그러면, 상기 수신기는 각각 개별 ARQ 블럭에 대해 수신 여부를 송신기로 알린다. 이때, 송신기와 수신기는 모두 전송되는 각 블럭들을 구분할 수 있어야 한다. 왜냐하면 각 블럭을 구분할 수 있어야만 어떠한 블럭을 수신하였으며, 어떠한 블럭에 대하여 ARQ를 요구할 것인지를 알 수 있기 때문이다. 상기와 같이 송신기와 수신기가 각각의 블럭을 구분하기 위해서, 전송되는 각 블럭에 각각의 블럭을 구분하기 위한 블럭 시퀀스 번호(BSN: Block Sequence Number, 이하 'BSN'이라 칭하기로 함)를 사용하고 있다.
또한, 상기 ARQ 방식은, 송신기가 수신기로부터 상기 송신기 자신이 송신한 신호에 대한 수령(ACK: ACKnowledment, 이하 'ACK'라 칭하기로 함)/비수령(NACK: Non-ACKnowledment, 이하 'NACK'라 칭하기로 함) 메시지를 피드백(feedback)받고, 상기 수신기로부터 NACK 메시지를 피드백받을 경우에는 상기 송신한 신호를 재송신하여 신호 송신의 신뢰성을 증가시키는 방식이다. 여기서, 상기 수신기는 상기 송신기에서 송신한 신호를 정상적으로 수신하였을 경우에 상기 ACK 메시지를 상기 송신기로 피드백하며, 상기 송신기에서 송신할 신호를 비정상적으로 수신하였을 경우, 즉 상기 송신기에서 송신한 신호에 에러(error)가 발생하였을 경우 상기 NACK 메시지를 상기 송신기로 피드백한다. 그리고, 상기 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서 송신기가 송신하는 신호의 단위는 ARQ 인코더 패킷(ARQ encoder packet, 이하 'Aep'라 칭하기로 함)이며, 1개의 Aep는 1개 이상의 MAC 프로토콜 데이터 유 닛(PDU: Protocol Data Unit, 이하 'PDU'라 칭하기로 함)들이 연접되고, 상기 연접된 MAC-PDU들에 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호가 삽입되어 생성된다. 여기서, 상기 PDU는 송신기, 즉 BS가 수신기, 즉 MS에게 데이터를 전송하기 위한 전송 단위로서 PDU의 상위 계층에서의 전송 단위는 SDU가 된다.
이렇게 수신기는 전술한 바와 같이 블럭 단위로 분할되어 수신되는 PDU를 랜덤하게 비정상적으로 수신을 할 수 있으며. 상기 PDU의 랜덤한 비정상 수신에 상응하는 NACK 메시지, 즉 상기 PDU의 비정상 수신 정보를 포함하는 NACK 메시지를 송신기로 전송한다. 이때, 상기 송신기로부터 비정상적으로 수신되는 PDU의 수가 증가할 수록 상기 NACK 메시지에 포함되는 상기 PDU의 비정상 수신 정보의 양이 증가한다. 그러나, 상기 수신기가 NACK 메시지에 포함시킬 수 있는 정보는 한계가 있으므로 상기 PDU의 비정상 수신 정보의 양이 증가할수록 ACK의 효율성이 저하되고, 상기 송신기가 수신기로 재전송해야 하는 PDU가 증가한다. 그러므로 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 송신 장치로부터 다수의 데이터 블럭들을 수신하면, 상기 다수의 데이터 블럭들의 수신 상태를 체크하는 과정과, 상기 다수의 데이터 블록들 각각의 수신 상태를 시퀀스 블록으로 생성하는 과정과, 상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 블록 시퀀스 넘버와, 상기 시퀀스 블록의 길이를 사용하여 상기 다수의 데이터 블록들의 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서, 송신 장치로부터 다수의 데이터 블럭들을 수신하면, 상기 다수의 데이터 블럭들의 수신 상태를 체크하고, 상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 수신 상태를 시퀀스 블록으로 생성하는 제어부와, 상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 블록 시퀀스 넘버와, 상기 시퀀스 블록의 길이를 사용하여 상기 다수의 데이터 블록들의 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 송신하는 송신부를 포함한다.
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이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다. 여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는, 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d/e 통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 전송 방법은 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 채널의 상황에 따라 잡음, 간섭 및 페이딩(fading) 등으로 인해 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 발생할 경우 이러한 정보의 손실을 방지하기 위한 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 전술한 정보의 손실을 방지하기 위 한 방안으로 자동 반복 요구(ARQ: Automatic Repeat reQuest, 이하 'ARQ'라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다.
아울러, 본 발명은 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서 통신 서비스를 제공하는 송신기, 예컨대 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)이 수신기, 예컨대 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)로의 데이터 전송 방법 및 시스템을 제안한다. 여기서, 상기 ARQ 방식은, 전술한 바와 같이 채널의 상황에 따라 잡음, 간섭 및 페이딩 등으로 인해 오류가 발생하여 정보의 손실이 발생할 경우 이러한 정보의 손실 방지하기 위한 방식으로서, 상기 송신기가 전송한 특정 데이터를 수신기가 수신하지 못하거나 또는 복호에 성공하지 못한 경우, 이를 송신기로 알려 송신기에서 다시 전송할 수 있도록 하는 방식이다.
후술할 본 발명의 실시예에서는, 상기 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템의 송신기가, 상위 계층으로부터 전송되는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'라 칭하기로 함) 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit, 이하 'SDU'라 칭하기로 함)을 ARQ 블럭 단위로 분할하여 수신기로 전송한다. 그러면, 상기 수신기는 송신기가 송신한 신호에 대한 수령(ACK: ACKnowledment, 이하 'ACK'라 칭하기로 함)/비수령(NACK: Non-ACKnowledment, 이하 'NACK'라 칭하기로 함) 메시지를 송신기로 피드백(feedback)하고, 상기 송신기는 수신기로부터 NACK 메시지를 피드백받을 경우에는 상기 송신한 신호를 재송신하여 신호 송신의 신뢰성을 증가시킨다. 이때, 상기 수신기는 상기 송신기에서 송신한 신호를 정상적으로 수신하였을 경우에 상기 ACK 메시지를 상기 송신기로 피드백하며, 상기 송신기에서 송신할 신 호를 비정상적으로 수신하였을 경우, 즉 상기 송신기에서 송신한 신호에 에러(error)가 발생하였을 경우 상기 NACK 메시지를 상기 송신기로 피드백한다. 그러면, 도 2a와 도 2b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서 데이터 전송 방안을 설명하기로 한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시에에 따른 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서의 송수신 데이터를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2a는 상기 통신 시스템에서 송신기가 상위 계층으로부터 전송되는 SDU를 ARQ 블럭 단위로 분할하여 수신기로 전송되는 신호, 즉 SDU와 상기 송신기의 스케쥴링 방식에 상응하여 상기 SDU의 하위 계층에서의 전송 단위, 즉 MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit, 이하 'PDU'라 칭하기로 함)을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 2b는 상기 통신 시스템에서 상기 송신기로부터 송신되는 신호, 즉 전술한 PDU를 수신하는 수신기의 상기 PDU의 수신 상태를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 송신기는, 상위 계층으로부터 전송되는 SDU(210)를 ARQ 블럭 단위로 분할하고, 상기 분할된 각 ARQ 블럭들을 구분하기 위해 블럭 시퀀스 번호(BSN: Block Sequence Number, 이하 'BSN'이라 칭하기로 함)를 사용한다. 즉, 상기 송신기는 SDU를 ARQ 블럭 단위로 분할하여 수신기로 전송하면, 상기 수신기는 각각 개별 ARQ 블럭에 대해 수신 여부를 송신기로 알려야 하므로 송신기와 수신기는 전송되는 각 ARQ 블럭들을 구분할 수 있어야 한다. 왜냐하면 각 ARQ 블럭을 구분할 수 있어야만 어떠한 ARQ 블럭을 정상적으로 수신하였으며, 어떠한 ARQ 블럭을 비정상적으로 수신하여 상기 비정상적으로 수신한 ARQ 블럭에 대해 ARQ를 요구할 것인지를 알 수 있기 때문이다.
이렇게 송신기와 수신기가 각각의 ARQ 블럭을 구분하기 위해서 전술한 바와 같이 상기 송신기는 수신기로 전송하는 각 ARQ 블럭들을 구분하기 위해 각 ARQ 블럭에 BSN을 사용한다. 그에 따라, 상기 송신기는 SDU(210)의 각 ARQ 블럭들에 BSN들, 즉 '5,6,7,8,9,10,11,12,13,14'로 정의하고, 송신기, 예컨대 BS의 스케쥴링 방식에 상응하여 각 ARQ 블럭들이 BSN들로 정의된 SDU(210)를 다수의 PDU들, 즉 PDU1(250), PDU2(270)로 분할(fragmentation)한다. 여기서, 상기 송신기는 스케쥴링 방식에 상응하여 하나의 SDU(210)를 두개의 PDU들(250,270)로 분할하는 것으로만 설명하였지만. 다수의 SDU가 하나의 PDU로 패킹(packing)될 수도 있다. 상기 상위 계층에서 전달된 SDU(210)는 하위 계층에서의 데이터 전송 단위인 PDU들(250,270)로 분할되어 수신기로 송신된다. 상기 송신기에서 송신된 PDU들(250,270)을 수신기는 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한다고 가정한다.
도 2b를 참조하면, 상기 수신기는 송신기로부터 각 ARQ 블럭이 BSN들로 정의된 PDU를 수신한다. 여기서, 도 2a에서는 송신기가 송신하는 PDU의 각 ARQ 블럭 BSN들을 '5,6,7,8,9,10,11,12,13,14'로 정의하였지만. 도 2b에서는 상기 송신기가 송신하는 PDU보다 더 많은 PDU를, 즉 각 ARQ 블럭 BSN들이 '5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28'로 정의된 PDU를 송신기로부터 수신하는 것으로 가정한다. 즉, 도 2b는 송신기가 각 ARQ 블럭의 BSN이 '5~28'로 정의된 PDU를 송신하고, 상기 송신기로부터 수신기가 각 ARQ 블럭 BSN들이 '5~28'로 정의된 PDU의 수신 상태를 나타내고 있다.
상기 도 2b에 도시한 바와 같이, 송신기로부터 비정상적으로 수신되는 ARQ 블럭들은 '×' 표시, 즉 BSN이 '7,8,10,11,12,19,20,21,22,23,24,25'로 정의된 ARQ 블럭들은 수신기가 비정상적으로 수신한 ARQ 블럭들이다. 상기 수신기는 송신기로부터 PDU의 ARQ 블럭들에 대한 ACK/NACK 메시지를 송신기로 피드백한다. 그러면, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신기가 송신기로부터 수신한 ARQ 블럭들에 대한 ACK/NACK 메시지를 구성하여 상기 송신기로 전송하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 ARQ 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신한 ARQ 블럭들에 대한 ACK/NACK 메시지를 구성하는 방법은, 상기 ACK/NACK 메시지를 전송하기 위해 정의된 소정의 크기로 ACK-MAP을 이용하여 각 ARQ 블럭들에 대한 ACK/NACK의 정보를 포함시켜 전송한다. 상기 ACK/NACK 메시지를 전송하는 방법은, 선택 ACK/NACK(Selective ACK/NACK) 방법, 누적 ACK/NACK(Cumulative ACK/NACK) 방법, 선택적 누적 ACK/NACK(Cumulative with Selective ACK/NACK) 방법, 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK(Cumulative with Block Sequence ACK/NACK) 방법, 및 향상된 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK(Enhanced Cumulative with Block Sequence ACK/NACK) 방법으로 나눌 수 있으며, 각 방법들에 상응하여 수신기는 BSN과 ACK-MAP, 및 시퀀스 길이(SL: Sequence Length, 이하 'SL'이라 칭하기로 함)를 송신기로 전송한다.
우선, 상기 선택 ACK/NACK 방법은, 수신기가 송신기로부터 수신한 ARQ 블럭들 중에서 정상적으로 수신한 ARQ 블럭들, 즉 BSN이 '5,6,9,13,14,156,16,17,18,26,27,28'으로 정의된 ARQ 블럭들만 선택적으로 표시하 여, 예컨대 상기 정상적으로 수신한 ARQ 블럭들만 '1'로 표시하여 ACK/NACK 메시지를 구성하고, 상기 ACK/NACK 메시지를 송신기로 전송한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 ARQ 블럭들을 수신기가 수신할 경우, 상기 수신기는 수신한 ARQ 블럭들에 대한 응답으로 선택 ACK/NACK 방법을 이용하여 하기와 같은 BSN과 ACK-MAP을 송신기로 전송한다.
→BSN: 5, ACK-MAP: 0b1100100011111100
여기서, 상기 수신기는 BSN이 '5'로 정의된 ARQ 블럭부터 PDU를 수신하였으므로 BSN은 '5'가 되고, 상기 ACK-MAP이 2진수로 표현되므로 ACK-MAP의 시작 비트는 '0b'가 되고, 상기 ACK-MAP에서 정상적으로 수신된 ARQ 블럭에 해당하는 비트는 '1'로 표시하고, 반대로 비정상적으로 수신된 ARQ 블럭에 해당하는 비트는 '0'으로 표시한다. 이때, 수신기가 송신기로 전송할 수 있는 ACK-MAP의 크기가 16비트이므로, 상기 수신기는 전술한 선택 ACK/NACK 방법을 이용하여 상기 송신기로부터 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한 ARQ 블럭들 중에서 BSN이 '5~20'으로 정의된 ARQ 블럭들, 16개의 ARQ 블럭들의 수신 상태 정보, 즉 ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
다음으로, 누적 ACK/NACK 방법은, 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한 ARQ 블럭들의 정상적으로 수신한 블럭들 중에서 연속적으로 정상 수신한 ARQ 블럭의 BSN을 표시하는 방법으로 하기와 같이 나타낼 수 있다.
→BSN: 6
즉, 수신기는 도 2 b에 도시한 바와 같이 송신기로부터 ARQ 블럭들을 수신할 경우, BSN이 '5,6'으로 정의된 ARQ 블럭을 연속적으로 정상 수신하고, BSN이 '7'로 정의된 ARQ 블럭을 비정상 수신하였으므로, 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 상기와 같이 BSN이 표시된 정보, 즉 BSN이 '6'으로 정의된 ARQ 블럭 이후부터 비정상적으로 수신된 ARQ 블럭이 존재함을 알리기 위한 수신 상태 정보, ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
그리고, 선택적 누적 ACK/NACK 방법은, 앞서 설명한 선택 ACK/NACK 방법과 누적 ACK/NACK 방법을 혼합해서 사용하는 방법으로, 비정상적으로 수신된 ARQ 블럭 이전의 정상 수신한 ARQ 블럭에 대해서는 상기 누적 ACK/NACK 방법을 적용하고, 상기 누적 ACK/NACK 방법을 적용한 이후 ARQ 블럭에 대해서는 선택 ACK/NACK 방법을 적용한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 ARQ 블럭들을 수신기가 수신할 경우, 상기 수신기는 수신한 ARQ 블럭들에 대한 응답으로 선택적 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 하기와 같은 BSN과 ACK-MAP을 송신기로 전송한다.
→BSN: 6, ACK-MAP: 0b1001000111111000
여기서, 상기 수신기가 BSN이 '5,6'으로 정의된 ARQ 블럭을 정상 수신하였으므로 BSN은 '6'이 되고, BSN이 '7'로 정의된 ARQ 블럭을 비정상 수신하였으므로 ACK-MAP은, 정상 수신한 블럭, 즉 BSN이 '6,9,13,14,15,16,17,18'로 정의된 ARQ 블럭들에 대해서는 '1'로 표시하고 비정산 수신한 블럭, 즉 BSN이 '7,8,10,11,12,19,20,21'로 정의된 ARQ 블럭들에 대해서는 '0'으로 표시한다. 또한, ACK-MAP이 2진수로 표현되므로 ACK-MAP의 시작 비트는 '0b'가 된다. 이때, 수 신기가 송신기로 전송할 수 있는 ACK-MAP의 크기가 16비트이므로, 상기 수신기는 전술한 선택적 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 상기 송신기로부터 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한 ARQ 블럭들 중에서 BSN이 '5~21'로 정의된 ARQ 블럭들, 즉 17개의 ARQ 블럭들의 수신 상태 정보, 즉 ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
또한, 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은, 전술한 누적 ACK/NACK 방법과 연속적으로 정상 수신한 ARQ 블럭과 연속적으로 비정상 수신한 ARQ 블럭을 하나의 블럭 시퀀스로 표현하여 적은 비트의 ACK-MAP 길이를 이용하여 많은 ARQ 블럭에 대한 수신 상태 정보를 전송하는 방법이다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 ARQ 블럭들을 수신기가 수신할 경우, 상기 수신기는 수신한 ARQ 블럭들에 대한 응답으로 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 하기와 같은 BSN과 ACK-MAP, 및 SL을 송신기로 전송한다.
→BSN: 6, ACK-MAP: 0b010
→SL1: 2, SL2: 1, SL3: 3
여기서, 상기 수신기가 BSN이 '5,6'으로 정의된 ARQ 블럭을 정상 수신하였으므로 BSN은 '6'이 되고, BSN이 '7,8'로 정의된 ARQ 블럭이 블럭 시퀀스 '1'이 된다. 그리고, BSN이 '9'로 정의된 ARQ 블럭은 연속적으로 정상 수신된 ARQ 블럭이 아니지만 블럭 시퀀스 '2'가 되고, 연속적으로 비정상 수신된 BSN이 '10,11,12'로 정의된 ARQ 블럭은 블럭 시퀀스 '3'이 된다. 그런 다음, 각각의 블럭 시퀀스에 대해 정상 수신된 ARQ 블럭을 포함하는 블럭 시퀀스는 '1'로 표시하고, 비정상 수신 된 ARQ 블럭을 포함하는 블럭 시퀀스는 '0'으로 표시한다. 또한, ACK-MAP이 2진수로 표현되므로 ACK-MAP의 시작 비트는 '0b'가 된다. 그리고, 상기 SL은 상기 각각의 블럭 시퀀스를 포함하는 ARQ 블럭의 개수를 표현한다. 그에 따라, SL1은 '2',이고, SL2는 '1', SL3은 '3'이 된다. 이때, 블럭 시퀀스는 3개까지이므로 수신기는 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 상기 송신기로부터 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한 ARQ 블럭들 중에서 BSN이 '5~12'로 정의된 ARQ 블럭들, 즉 8개의 ARQ 블럭들의 수신 상태 정보, 즉 ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
그리고, 향상된 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은, 전술한 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법을 적용한 방법으로서, 연속적으로 수신된 비정상 ARQ 블럭, 또는 연속적으로 수신된 정상 ARQ 블럭의 개수를 통신 환경 및 통신 시스템의 성능에 상응하여 사용자가 미리 설정한 임계값들과 비교한다. 이때, 연속적으로 수신된 다수의 비정상 ARQ 블럭들 사이에 존재하는 정상 ARQ 블럭의 개수가 임계값 작을 경우, 상기 향상된 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은 상기 임계값보다 작은 개수로 존재하는 정상 ARQ 블럭을 비정상 ARQ 블럭으로 간주하여 제한된 ACK-MAP의 비트로 다수의 ARQ 블럭들의 수신 상태 정보, ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 수신기가 도 2b에 도시한 바와 같이 ARQ 블럭들을 수신할 경우, 상기 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은 앞서 설명한 바와 같이 BSN이 '6'이고, ACK-MAP은 '0b010'이며, 시퀀스 블럭1은 BSN이 '7,8'로 정의된 ARQ 블럭들을 포함하고, 시퀀스 블럭2는 BSN이 '9'로 정의된 ARQ 블럭을 포함하며, 시퀀스 블럭3은 BSN이 '10,11,12'로 정의된 ARQ 블럭들을 포함한다. 그리고, 각 블럭 시퀀스의 길이인 SL1은 '2', SL2은 '1', 및 SL3은 '3'이 된다. 이때, 상기 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은 상기 시퀀스 블럭 2를 BSN이 '9'로 정의된 ARQ 블럭 하나가 차지함으로써 송신기로 ACK/NACK 정보의 전송의 효율이 저하된다.
반면, 상기 향상된 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은, 연속적으로 수신된 다수의 비정상 ARQ 블럭들, 예컨대 BSN이 '7,8,10,11,12'로 정의된 다수의 비정상 ARQ 블럭들 사이에 존재하는 BSN이 '9'로 정의된 정상 ARQ 블럭이 '1'로 미리 설정된 제1임계값보다 작으므로 상기 BSN이 '9'로 정의된 정상 ARQ 블럭을 비정상 블럭으로 간주한다. 즉, 상기 향상된 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법은 연속적으로 수신되는 정상 ARQ 블럭의 개수가 제1임계값 보다 작고, 상기 제1임계값보다 작은 정상 ARQ를 포함하는 연속적으로 수신되는 비정상 ARQ 블럭의 개수가 제2임계값보다 클 경우, 상기 제2임계값보다 큰 개수의 연속적으로 수신되는 비정상 ARQ 블럭 사이에 존재하는 제1임계값보다 작은 개수의 정상 ARQ 블럭을 비정상 블럭으로 간주한다. 예를 들어, 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 ARQ 블럭들을 수신기가 수신할 경우, 상기 제1임계값을 '1'로 설정하고, 상기 제2임계값을 '5'로 설정하면 상기 수신기는 향상된 블럭 시퀀스 ACK/NACK 방법을 이용하여 수신한 ARQ 블럭들에 대한 응답으로 하기와 같은 BSN과 ACK-MAP, 및 SL을 송신기로 전송한다.
→BSN: 6, ACK-MAP: 0b010
→SL1: 6, SL2: 6, SL3: 7
여기서, 상기 수신기가 BSN이 '5,6'으로 정의된 ARQ 블럭을 정상 수신하였으므로 BSN은 '6'이 되고, BSN이 '7,8,9,10,11,12'로 정의된 ARQ 블럭이 블럭 시퀀스 '1'이 된다. 그리고, BSN이 '13,14,15,16,17,18'로 정의된 ARQ 블럭이 블럭 시퀀스 '2'가 되고, BSN이 '19,20,21,22,23,24,25'로 정의된 ARQ 블럭이 블럭 시퀀스 '3'이 된다. 그런 다음, 각각의 블럭 시퀀스에 대해 정상 수신된 ARQ 블럭을 포함하는 블럭 시퀀스는 '1'로 표시하고, 비정상 수신된 ARQ 블럭을 포함하는 블럭 시퀀스는 '0'으로 표시한다. 또한, ACK-MAP이 2진수로 표현되므로 ACK-MAP의 시작 비트는 '0b'가 된다. 그리고, 상기 SL은 상기 각각의 블럭 시퀀스를 포함하는 ARQ 블럭의 개수를 표현한다. 즉, SL1은 '6'이고, SL2는 '6', SL3은 '7'이 된다. 이때, 블럭 시퀀스는 3개까지이므로 수신기는 블럭 시퀀스 누적 ACK/NACK 방법을 이용하여 상기 송신기로부터 상기 도 2b에 도시한 바와 같이 수신한 ARQ 블럭들 중에서 BSN이 '5~25'로 정의된 ARQ 블럭들, 즉 21개의 ARQ 블럭들의 수신 상태 정보, 즉 ACK/NACK 정보를 송신기로 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 송수신기 간의 ARQ 동작 과정을 도시한 도면이다. 먼저, 상기 도 3을 설명하기에 앞서, 이하의 설명에서는 송수신기 간의 MAC 계층에서의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 먼저 상기 송신기(301)는 상위 계층으로부터 SDU 데이터가 도착하면(311단계), 타이머(timer)를 구동한다(313단계). 이때, 상기 타이머는 ARQ_SYNC_LOSS_TIMEOUT 발생을 검출하기 위한 타이머이다. 이와 같이 타이머를 구동한 이후에 상기 송신기(301)는 상기 상위 계층으로부터 수신된 MAC PDU를 수신기(303)로 전송한다(315단계). 그러면 상기 수신기(303)는 상기 송신기(301)로부터 전송되는 상기 MAC PDU를 수신하고, ARQ_SYNC_LOSS_TIMEOUT 발생을 검출하기 위한 타이머를 구동하고, 이어서 상기 수신된 MAC PDU를 복호한다(317단계). 그런 다음, 상기 수신기(303)는 MAC PDU를 복호한 결과를 상기 송신기(301)로 전송한다. 이때, 상기 도 3에서는 수신기(303)가 복호에 실패한 경우, 즉 송신기(301)로부터 PDU를 비정상적으로 수신한 경우를 일예로 하여 도시하고 있다.
이와 같이 상기 수신기(303)는 상기 송신기(301)로부터 수신하는 MAC PDU 복호에 실패하면, 재전송을 요구하는 NACK 메시지를 구성하여 상기 송신기(301)로 전송한다(319단계). 이때, 상기 수신기(303)가 전송하는 NACK 메시지를 구성하여 전송하는 방법은 앞서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 상기 송신기(301)는 상기 수신기(303)로부터 상기 NACK 메시지를 수신하면, 상기 NACK 메시지에 상응하여 상기 315단계에서 송신한 것과 동일한 데이터를 MAC PDU로 생성하여 다시 전송한다(321단계). 이때, 전송되는 데이터는 동일한 비트들로 구성된 데이터일 수도 있고, 초기에 전송된 정보의 리던던시(Redundancy)를 전송하여 초기 전송된 데이터의 복호를 돕도록 할 수도 있다.
다음으로, 상기 수신기(303)는 상기 송신기(301)로부터 재전송된 상기 MAC PDU 데이터를 수신하면, 다시 수신된 MAC PDU 데이터의 복호를 수행한다(323단계). 그런 후 상기 수신기(303)는 상기 다시 수신된 MAC PDU 데이터에 대한 복호 결과를 송신기(301)로 전달한다(325단계). 여기서, 상기 도 3에서는 두 번째 수신에서는 MAC PDU를 정상적으로 수신하여 복호에 성공한 경우로 가정한다. 따라서, 상기 수신기(303)는 상기 325단계에서 상기 복호 성공에 상응하는 ACK 정보를 상기 송신기(301)로 송신한다.　또한, 상기와 같이 ACK 정보를 송신한 이후에 상기 수신 기(303)는 단계로 진행하여 상기 MAC PDU를 상위로 전달한다(327단계).
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 제한된 비트맵을 이용하여 전송할 수 있는 수신 확인 블럭의 개수가 증가함으로써 데이터 전송 효율과 데이터 전송의 신뢰성 및 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신 장치의 데이터 전송 방법에 있어서,
    송신 장치로부터 다수의 데이터 블럭들을 수신하면, 상기 다수의 데이터 블럭들의 수신 상태를 체크하는 과정과,
    상기 다수의 데이터 블록들 각각의 수신 상태를 시퀀스 블록으로 생성하는 과정과,
    상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 블록 시퀀스 넘버와, 상기 시퀀스 블록의 길이를 사용하여 상기 다수의 데이터 블록들의 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 상태 정보를 상기 송신 장치로 전송하는 과정은,
    이진수를 이용하여 상기 다수의 데이터 블록들 각각의 블록 시퀀스 넘버에 상응하는 순서로 상기 다수의 데이터 블록들 중 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들만을 선택적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하는 과정과,
    상기 다수의 데이터 블록들 중 첫 번째 데이터 블록의 블록 시퀀스 넘버와, 상기 수신 상태 맵을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신 상태 정보를 상기 송신 장치로 전송하는 과정은,
    상기 다수의 데이터 블록들 중 연속적으로 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들의 블록 시퀀스 넘버 중 최대값을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 데이터 블록들에 대해 상기 최대값에 대응하는 데이터 블록을 시작으로 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들만을 선택적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하는 과정, 및
    상기 수신 상태 맵을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 더 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 전송하는 과정은,
    상기 다수의 데이터 블록들 중 연속적으로 정상 수신한 데이터 블록들과 비 정상 수신한 데이터 블록들 각각을 하나의 시퀀스 블록으로 생성하는 과정과,
    각 시퀀스 블록이 포함하는 데이터 블록들의 수와, 각 시퀀스 블록이 포함하는 데이터 블록들의 수신 상태를 각 시퀀스 블록별로 순차적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하는 과정과,
    상기 수신 상태 맵과, 상기 각 시퀀스 블록의 시퀀스 길이를 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하는 과정을 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연속적으로 정상 수신한 데이터 블록들의 제1개수 및 상기 연속적으로 비정상 수신한 제2데이터 블록들의 제2개수 각각을 제1임계값과 비교하는 과정과,
    상기 1개수 및 상기 제2개수 중 하나가 상기 제1임계값보다 작은 경우, 상기 제1임계값보다 작은 개수가 제2임계값보다 크거나 같은지 확인하는 과정과,
    상기 제2임계값보다 클 경우, 상기 제1임계값보다 작은 개수에 대응하는 데이터 블록들의 수신 상태를 반대로 간주하는 과정을 더 포함하는 수신 장치의 데이터 전송 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 자동 반복 요구 방식을 적용한 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
    송신 장치로부터 다수의 데이터 블럭들을 수신하면, 상기 다수의 데이터 블럭들의 수신 상태를 체크하고, 상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 수신 상태를 시퀀스 블록으로 생성하는 제어부와,
    상기 다수의 데이터 블록들 각각을 지시하는 블록 시퀀스 넘버와, 상기 시퀀스 블록의 길이를 사용하여 상기 다수의 데이터 블록들의 수신 상태 정보를 상기 송신 장치에게 송신하는 송신부를 포함하는 수신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    이진수를 이용하여 상기 다수의 데이터 블록들 각각의 블록 시퀀스 넘버에 상응하는 순서로 상기 다수의 데이터 블록들 중 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들만을 선택적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하고,
    상기 송신부가 상기 다수의 데이터 블록들 중 첫 번째 데이터 블록의 블록 시퀀스 넘버와, 상기 수신 상태 맵을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하도록 제어함을 특징으로 하는 수신 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신부가 상기 다수의 데이터 블록들 중 연속적으로 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들의 블록 시퀀스 넘버 중 최대값을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하도록 제어함을 특징으로 하는 수신 장치
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다수의 데이터 블록들에 대해 상기 최대값에 대응하는 데이터 블록을 시작으로 정상 수신 또는 비정상 수신한 데이터 블록들만을 선택적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하고, 상기 송신부가 상기 수신 상태 맵을 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하도록 제어함을 특징으로 하는 수신 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다수의 데이터 블록들 중 연속적으로 정상 수신한 데이터 블록들과 비 정상 수신한 데이터 블록들 각각을 하나의 시퀀스 블록으로 생성하고, 각 시퀀스 블록이 포함하는 데이터 블록들의 수와, 각 시퀀스 블록이 포함하는 데이터 블록들의 수신 상태를 각 시퀀스 블록별로 순차적으로 표시한 수신 상태 맵을 생성하고,
    상기 송신부가 상기 수신 상태 맵과, 상기 각 시퀀스 블록의 시퀀스 길이를 상기 수신 상태 정보로 상기 송신 장치에게 송신하도록 제어함을 특징으로 하는 수신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 연속적으로 정상 수신한 데이터 블록들의 제1개수 및 상기 연속적으로 비정상 수신한 제2데이터 블록들의 제2개수 각각을 제1임계값과 비교하고, 상기 제1개수 및 상기 제2개수 중 하나가 상기 제1임계값보다 작은 경우, 상기 제1임계값보다 작은 개수가 제2임계값보다 크거나 같은지 확인하고, 상기 제2임계값보다 클 경우, 상기 제1임계값보다 작은 개수에 대응하는 데이터 블록들의 수신 상태를 반대로 간주함을 특징으로 하는 수신 장치.
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