KR101313291B1 - 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서의 재전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법에 관한 것으로, 제2 계층에서 동작하는 ARQ 및 제1 계층에서 동작하는 HARQ를 상호 연동하여 동작시킴으로써, 전송 효율을 높이고 전송 지연 시간을 감소시킬 수 있는 이동 통신 시스템에서의 ARQ 및 HARQ 통합 운영 방법을 제공하는데 그 목적이 있음. 본 발명은 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법으로서, 제2 계층 전송 데이터의 분할 블록이 수신측으로 전송 중인 전송 상태에서 소정의 재전송 횟수에 따른 제1 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 제2 계층 대기 상태로 천이하는 단계; 상기 전송 상태에서 제1 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 제1 계층 수신 상태로 천이하는 단계; 및 상기 전송 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 전송 완료 상태로 천이하는 단계를 포함함.
이동 통신, ARQ(Automatic Retransmission Request), HARQ, 재전송

Description

이동 통신 시스템에서의 재전송 방법{Method for Retransmission in Mobile Communicaton System}
도 1은 하향 링크 트래픽 전송을 위한 일반적인 ARQ 및 HARQ 처리 과정을 나타내는 예시도,
도 2는 상향 링크 트래픽 전송을 위한 일반적인 ARQ 및 HARQ 처리 과정을 나타내는 예시도,
도 3은 본 발명에 적용되는 FB 및 TB의 생성 과정을 나타내는 예시도,
도 4는 송신 및 수신측에서의 일반적인 ARQ/HARQ 처리 절차 및 ARQ/HARQ의 ACK/NACK 피드백 처리 절차를 나타내는 예시도,
도 5는 송수신측 상대(peer-to-peer) ARQ 간의 일반적인 FB 전송 및 ACK/NACK 피드백 전송을 나타내는 예시도,
도 6은 HARQ 전송 및 ARQ/HARQ의 ACK/NACK 피드백이 전달되는 일반적인 과정을 나타내는 예시도,
도 7은 ARQ UM(Unacknowledged Mode) 전송 모드를 설명하기 위한 예시도,
도 8은 ARQ AM(Acknowledged Mode) 전송 모드를 설명하기 위한 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 ARQ AM 분할 블 록(FB)의 상태 및 상태 천이를 나타내는 예시도,
도 10은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 전송 블록(TB)의 상태 및 상태 천이를 나타내는 예시도,
도 11은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 장치의 일실시예 구성도,
도 12는 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 HARQ 처리 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 13은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 ARQ 처리 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 14은 본 발명의 일실시예에 따른 HARQ ACK/NACK 수신 타이밍 예시도,
도 15는 본 발명의 일실시예에 따라 HARQ NACK-ACK 에러를 검출하고 극복하는 과정을 나타내는 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 스케줄러 20: ARQ 처리부
30: HARQ 처리부
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 통신 시스템에서의 ARQ(Automatic Retransmission Request) 및 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission Request) 통합 운영 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 위하여 사용하는 재전송 방법으로는 ARQ 및 HARQ가 있다. 종래의 이동 통신 시스템에서 ARQ는 제 2 계층(L2)인 데이터 링크 계층(Data Link Layer)에서, HARQ는 제 1 계층(L2)인 물리 계층(Physical Layer)에서 서로 독립적으로 사용된다.
기지국 또는 그 상위 노드에 위치한 ARQ는 사용자 단말기의 ARQ와 1:1 관계로 신뢰성 있는 전송을 보장한다. 하지만, ARQ의 입력 SDU는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 또는 IP(Internet Protocol) 계층의 패킷이므로 그 사이즈가 무선 전송구간에서 사용되는 전송 블록(Transport Block; TB)에 비해 상당히 크다. 따라서, 상대적으로 무선구간의 지연 시간에 비해서 ARQ의 재전송 지연 시간은 길어질 수 있는 문제점이 있다.
상기 문제점을 극복하기 위하여, HARQ가 L1 계층에 도입되었으며 상대적으로 작은 사이즈의 TB를 L1 계층에서 재전송함으로써, 지연시간 초과로 인한 SDU의 폐기 확률을 줄일 수 있게 되었다.
하지만, 전술한 ARQ 및 HARQ는 각기 다른 계층에서 독립적으로 재전송 처리를 함으로써, 전송 지연 시간이 증가하고 데이터가 중복하여 재전송되는 등의 비효율적인 프로세스가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 제2 계층에서 동작하는 ARQ 및 제1 계층에서 동작하는 HARQ를 상호 연동하여 동작시킴으로써, 전송 효율을 높이고 전송 지연 시간을 감소시킬 수 있는 이동 통신 시스템에서의 ARQ 및 HARQ 통합 운영 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 더욱 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법으로서, 제2 계층 전송 데이터의 분할 블록이 수신측으로 전송 중인 전송 상태에서 소정의 재전송 횟수에 따른 제1 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 제2 계층 대기 상태로 천이하는 단계; 상기 전송 상태에서 제1 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 제1 계층 수신 상태로 천이하는 단계; 및 상기 전송 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 전송 완료 상태로 천이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법으로서, 전송 블록이 수신측으로 전송 중인 전송 상태에서, 제1 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 제1 계층 대기 상태로 천이하는 단계; 상기 전송 상태에서 제1 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 제1 계층 수신 상태로 천이하는 단계; 및 상기 제1 계층 수신 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 하향 링크 트래픽 전송을 위한 일반적인 ARQ 및 HARQ 처리 과정을 나타내는 예시도이고, 도 2는 상향 링크 트래픽 전송을 위한 일반적인 ARQ 및 HARQ 처리 과정을 나타내는 예시도이다. 하향 링크 트래픽이란 기지국(이하 BS로 칭함)에서 단말(이하 UE로 칭함)로의 트래픽을 의미하고, 상향 링크 트래픽이란 UE에서 BS로의 트래픽을 의미한다.
도 1을 참조하면, 트래픽 소스(113)로부터 SDU(116, 117)가 발생하여 BS의 버퍼(104)내로 진입한다. 버퍼는 한 UE당(103) 여러 개가 있을 수 있으며 서로 다른 버퍼는 해당 트래픽의 QoS가 다를 수 있다.
송신측면에서의 ARQ(105)는 SDU의 전송 및 재전송을 담당하며, SDU의 분 할(fragmentation) 및 연접(concatenation) 기능을 수행한다. SDU의 분할 및 연접 기능은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
스케줄러(112)에 의해 버퍼 별 전송량이 결정되면 해당 ARQ는 버퍼에서 스케줄러에 의해서 결정된 양만을 HARQ로 전달하게 되는데, 스케줄러(112)에 의해 결정된 양은 SDU 경계를 만족하지 못할 가능성이 있으므로 SDU 분할 및 연접이 발생하게 된다. SDU 분할의 또 다른 목적은 무선 채널의 시간적인 가변성에 기인하는 것으로, 예를 들면, 특정 UE의 무선 채널 상황이 하나의 SDU를 전송하기에 부족할 경우, 부분적인 SDU, 즉 SDU 분할을 전송하게 된다. 이하, SDU 분할을 FB(fragment block)라 한다. FB는 SDU 분할 또는 SDU 자체가 될 수 있다.
특정 UE(103)의 각 버퍼로부터의 FB는 HARQ(106)로 전달되어 해당 UE에 대한 TB(transport block)으로 구성된다(108). TB는 HARQ의 기본 단위이며, 물리계층(PHY)(109)에서 수행되는 채널 인코딩의 입력 단위가 된다. 인코딩을 거친 TB는 무선 채널(110, 114)을 통해 해당 UE로 전송된다.
인코딩된 TB를 수신한 UE(102)는 디코딩을 수행하여 원래 TB를 복원한다. UE는 디코딩이 성공적이면 ACK를, 디코딩이 실패하면 NACK를 무선 채널을 통해 전송한다(111, 114).
전술한 과정은 기본적인 ARQ/HARQ 전송 절차이며, ARQ/HARQ의 더욱 상세한 전송 절차는 도 4 내지 6을 참조하여 후술하한다. 도 2에 도시된 UE로부터 BS로의 ARQ/HARQ의 기본적인 전송 절차는 도 1과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 FB 및 TB의 생성 과정을 나타내는 예시도로서, 하나의 SDU가 분할되어 FB가 생성되는 과정과, 여러 버퍼의 FB들로부터 HARQ 기본 전송 단위인 TB가 생성되는 과정을 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 SDU(301)는 여러 FB(302, 303, 305)로 분할되어 전송될 수 있다. 각 FB의 크기는 해당 UE의 무선 채널 상황에 의존할 수 있다. FB 1은 해당 SDU의 첫 번째 전송량, FB 2는 두 번째 전송량, 그리고 FB n은 n번째 전송량을 나타낸다.
또한, 하나의 UE에 속한 여러 버퍼(307, 308, 309, 310)로부터 HARQ 기본 전송 단위인 TB(316)가 생성된다. 307 버퍼에서는 현재 1개의 SDU가 대기하고 있으며, 마지막 FB(311)가 전송된다. 308 버퍼에서는 현재 2개의 SDU가 대기하고 있으며, 첫 번째 SDU의 마지막 FB(313) 및 두 번째 SDU의 첫 번째 FB(312)가 전송된다. 309 버퍼에서는 현재 1개의 SDU가 대기하고 있으며, 해당 SDU 전체가 전송된다. 즉, SDU 자체가 하나의 FB(314)가 된다. 310 버퍼에서는 현재 하나의 SDU가 대기하고 있으며, 중간 FB(315)가 전송된다. 이 FB들을 모두 합친 것이 해당 UE의 TB가 되며, HARQ 전송의 기본 단위가 된다.
도 4는 송신 및 수신측에서의 일반적인 ARQ/HARQ 처리 절차 및 ARQ/HARQ의 ACK/NACK 피드백 처리 절차를 나타내는 예시도이다.
도 4을 참조하면, 송신측(402)에서 TB를 전송하면, 수신측 물리계층 처리부(PHY)(410)는 해당 TB를 디코딩하여 수신측 HARQ(406)로 해당 TB를 전달한다.
HARQ(406)는 디코딩에 성공하면 HARQ ACK를, 실패하면 HARQ NACK를 PHY(410)를 거쳐 무선 채널 상으로 송신측(402)에 전송한다. 수신측 HARQ(406)는 해당 TB에서 각 버퍼에 해당하는 FB를 해당 수신측 ARQ(405)로 전달한다. 수신측 ARQ(405)는 전달된 FB를 버퍼내의 적정한 위치에 넣고 조립이 완료된 SDU는 상위 계층으로 전달한다. 수신측 ARQ(405)는 각 버퍼에 있는 FB들의 SN를 조사하여 ARQ ACK/NACK 메시지를 구성할 수 있다. 일정한 조건이 만족되면 ARQ ACK/NACK 메시지를 송신측에 전송한다. 즉, FB를 수신한 시점부터 ARQ ACK/NACK 메시지를 전송하는 간격은 가변이다. ARQ 및 HARQ를 제어하는 제어 메시지(Control message)는 ARQ ACK/NACK 메시지(ARQ ACK/NACK message) 및 HARQ NACK-ACK 검출 메시지(HARQ NACK->ACK message)를 포함한다.
일정한 조건이 만족되어 ARQ ACK/NACK 메시지를 전송하는 방식은 TB 전송과 동일하다. 즉, TB는 FB 및 제어 메시지로 구성될 수 있다. TB에 포함된 ARQ ACK/NACK 메시지는 송신측으로 전송된다. 송신측은 전송된 TB에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백을 PHY를 거쳐 HARQ로 전달한다. HARQ가 HARQ ACK/NACK 피드백을 해당 ARQ로 전달하면 ARQ는 연관된 FB의 상태를 갱신한다. HARQ에서 ARQ 방향으로의 HARQ ACK/NACK 피드백이 전달된다.
한편, 제어 메시지를 통해서 수신된 ARQ ACK/NACK 메시지는 HARQ를 거쳐 해당 ARQ로 전달된다. 즉, HARQ에서 ARQ 방향으로의 ARQ ACK/NACK 피드백이 전달된다. ARQ는 해당 FB의 상태를 갱신한다. 이후, 해당 FB에 연결된 TB의 상태 갱신은 ARQ에서 HARQ 방향으로 이루어진다.
도 5는 송수신측 상대(peer-to-peer) ARQ 간의 일반적인 FB 전송 및 ACK/NACK 피드백 전송을 나타내는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 송신측 ARQ(501)에서 FB를 전송하고(502), 수신측 ARQ(503)가 해당 FB를 수신하면, 수신측 ARQ(503)는 해당 FB에 대한 성공적인 수신 여부(505)를 송신측 ARQ(501)로 전송한다. "504"는 도 4의 HARQ(406), PHY(410), 무선 채널(411, 412, 414)의 전달 및 전송 체인을 포함한다.
도 6은 HARQ 전송 및 ARQ/HARQ의 ACK/NACK 피드백이 전달되는 일반적인 과정을 나타내는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 해당 UE의 각 ARQ로부터의 FB(617)로부터 TB(605)가 구성되고, 채널 코딩된 TB(608)를 해당 UE에 적절한 코딩(Coding) 및 변조(Modulation) 방식을 사용하여(606) 초기 전송한다(607).
수신측(503) PHY(602)는 해당 TB를 디코딩하여 성공하면 ACK를, 실패하면 NACK를 전송한다(609). 본 예시에서의 첫 번째 전송은 NACK로 가정한다. NACK가 발생한 TB는 재전송되는 TB와 결합(Combining)하기 위해서 PHY에서 보관한다. NACK를 받은 송신측은 동일한 TB에 대해서 필요 시 코딩(Coding) 및 변조(Modulation)하여 TB를 재전송 한다. 두 번째 TB를 받은 수신측은 첫 번째 TB와 결합(Combining)한다. 본 예시에는 두번째 전송도 NACK이다. 이와 같이 반복하여 m 번째 TB(616)가 전송되고 결합(combining)이 성공하면, 수신측은 ACK를 전송한다.
한편, 수신측으로부터 피드백되는 HARQ ACK/NACK(609)는 송신측 HARQ(603)로 전달되어 해당 HARQ 프로세스(Process)를 제어하게 된다. ARQ/HARQ ACK/NACK 피드백(618)은 ARQ 및 HARQ 간에 이루어지며, HARQ에서 ARQ로의 피드백은 HARQ ACK/NACK 피드백이며, ARQ에서 HARQ로의 피드백은 ARQ ACK/NACK 피드백에 해당한다. 본 피드백의 용도는 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용의 기본 방식을 제공한다.
HARQ ACK/NACK 피드백의 오류가 발생하는 경우는 다음과 같다. 첫째는 수신측에서 전송한 HARQ ACK가 송신측에에서 NACK로 인식되는 경우이고, 둘째는 수신측에서 전송한 HARQ NACK가 송신측에서 ACK로 인식되는 경우이다. 종래의 이동 통신 시스템에서 HARQ ACK가 NACK로 인식된 HARQ ACK-NACK 에러의 경우는 단순히 HARQ 재전송이 수행되고, HARQ NACK가 ACK로 인식된 HARQ NACK-ACK 에러의 경우는 송신측에서 해당 TB를 삭제하게 되므로 복구 불가능한 오류를 발생시킨다.
도 7은 ARQ UM(Unacknowledged Mode) 전송 모드를 설명하기 위한 예시도이다. UM 전송 모드는 ARQ 계층에서 전송 실패한 FB에 대해서 재전송을 수행하지 않는 전송 모드이다.
도 7을 참조하면, 송신측 ARQ(1001)는 FB를 수신측 ARQ(1003)로 전송한다. 수신측 ARQ는 수신한 FB에 대해서 ARQ ACK/NACK 피드백을 전송하지 않는다. UM 전송 모드에서도 HARQ를 적용할 수도 있다. 이때, 해당 FB가 포함된 TB의 HARQ 전송을 포함한다. 즉, 송신측에서 해당 TB에 대한 HARQ ACK를 수신할 때까지 또는 HARQ 최대 재전송까지의 해당 FB(같은 개념으로 TB)를 재전송하는 것을 의미한다. 즉, ARQ 계층에서의 재전송은 수행하지 않지만, HARQ 계층에서의 재전송을 수행할 수 있다.
도 8은 ARQ AM(Acknowledged Mode) 전송 모드를 설명하기 위한 예시도이다. AM 전송 모드는 ARQ 계층에서 전송 실패한 FB에 대해서 재전송을 수행하는 전송 모드이다.
도 8을 참조하면, 송신측 ARQ(1101)는 수신측 ARQ(1103)로 FB를 전송(1102)한다. 수신측 ARQ(1103)는 수신한 FB에 대해서 ARQ ACK/NACK 피드백을 전송(1004)한다. ARQ NACK이면 송신측은 해당 FB를 재전송(1105)한다. '1102' 및 '1105' 전송은 해당 FB가 포함된 TB의 HARQ 전송을 포함한다. 즉, 송신측에서 해당 TB에 대한 HARQ ACK를 수신할 때까지 또는 HARQ 최대 재전송까지의 해당 FB(같은 개념으로 TB)를 재전송하는 것을 의미한다. 즉, ARQ 계층에서의 재전송 및 HARQ 계층에서의 재전송이 수행될 수 있다.
UM/AM 여부, HARQ 적용 여부에 따라 다양한 전송 방식을 가지며, 이에 따른 FB의 상태 및 상태 천이가 달라진다.
도 9는 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 ARQ AM 분할 블록(FB)의 상태 및 상태 천이를 나타내는 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 FB의 상태는 전송완료되지 않은 상태인 대기(WAITING) 상태, HARQ가 전송 중인 상태인 전송(SENDING) 상태, HARQ ACK를 수신한 상태인 HARQ ACK 수신(HARQ_ACK) 상태 및 ARQ ACK를 수신한 상태인 완료(DONE) 상태로 구분되어 운용된다.
또한, FB 상태 천이는 다음과 같이 운용된다. SENDING 상태에서 최대 재전송 HARQ NACK 수신(HARQ NACK with max HARQ retransmission) 이벤트가 발생하면 WAITING 상태로 천이한다. SENDING 상태에서 HARQ ACK를 수신한 HARQ ACK 이벤트가 발생하면 HARQ_ACK 상태로 천이한다. SENDING 상태에서 ARQ ACK를 수신한 ARQ ACK 이벤트가 발생하면 DONE 상태로 천이한다. HARQ_ACK 상태에서 ARQ ACK 이벤트가 발생하면 DONE 상태로 천이한다. HARQ_ACK 상태에서 HARQ NACK를 ACK로 잘못 인식한 HARQ NACK-ACK 에러 이벤트(HARQ NACK->ACK error indication) 또는 ARQ NACK 이벤트가 발생하면 WAITING 상태로 천이한다.
도 10은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 전송 블록(TB)의 상태 및 상태 천이를 나타내는 예시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 TB의 상태는 TB 가 없는 상태인 부재(NULL) 상태, HARQ 전송 중인 상태인 전송(SENDING) 상태, HARQ 전송을 대기하는 상태인 HARQ 대기(HARQ_WAITING) 상태, HARQ ACK를 수신한 상태인 HARQ ACK 수신(ARQ_ACK) 상태로 구분되어 운용된다.
또한, TB 상태 천이는 다음과 같이 운용된다. NULL 상태에서 새로운 전송을 위한 스케줄링(Scheduling for new transmission) 이벤트가 발생하면 SENDING 상태로 천이한다. SENDING 상태에서 최대 재전송 HARQ NACK 수신(HARQ NACK with max HARQ retransmission) 이벤트 또는 연관된 FB에 대한 ARQ ACK 수신(ARQ ACK for an associated FB) 이벤트가 발생하면 NULL 상태로 천이한다. SENDING 상태에서 최대 재전송이 아닌 HARQ NACK 수신(HARQ NACK with no max HARQ retransmission) 이벤트가 발생하면 HARQ_WAITING 상태로 천이한다. HARQ_WAITING 상태에서 재전송을 위한 스케줄링(Sheduling for retransmission) 이벤트가 발생하면 SENDING 상태로 천이한다. SENDING 상태에서 HARQ ACK 이벤트가 발생하면 HARQ_ACK 상태로 천이한다. HARQ_ACK 상태에서 연관된 FB에 대한 ARQ ACK 수신(ARQ ACK for an associated FB) 또는 HARQ NACK-ACK 에러(HARQ NACK->ACK error indication) 또는 연관된 FB에 대한 ARQ NACK 수신(ARQ NACK for an associated FB) 이벤트가 발생하면 NULL 상태로 천이한다. HARQ_WAITING 상태에서 연관된 FB에 대한 ARQ ACK 수신(ARQ ACK for an associated FB) 이벤트가 발생하면 NULL 상태로 천이한다.
도 11은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 장치의 일실시예 구성도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, ARQ/HARQ 통합 운용 장치는 스케줄러(10), ARQ 처리부(20) 및 HARQ 처리부(30)를 필수적 구성 요소로 포함한다.
스케줄러(10)로부터 HARQ 처리부(20)로 출력되는 이벤트를 Scheduler-HARQ 피드백(Scheduler->ARQ feedback)으로 정의하고, 상세 이벤트를 새로운 전송을 위한 스케줄링(Scheduling for new transmission) 및 연관된 TB의 재전송을 위한 스케줄링(Scheduling for retransmission with associated TB)로 정의하여 운용한다.
ARQ 처리부(20)로부터 HARQ 처리부(30)로 출력되는 이벤트를 ARQ-HARQ 피드 백(ARQ->HARQ feedback)으로 정의하고, 상세 이벤트를 연관된 TB의 ARQ ACK(ARQ ACK with associated TB) 및 연관된 TB의 ARQ NACK(ARQ NACK with associated TB)으로 정의하여 운용한다.
HARQ 처리부(30)로부터 ARQ 처리부(20)로 출력되는 이벤트를 HARQ-ARQ 피드백(HARQ->ARQ feedback)이라고 정의하고, 상세 이벤트를 연관된 TB의 HARQ ACK(HARQ ACK with associated TB), 연관된 FB의 재전송을 위한 최대 HARQ NACK(HARQ NACK with max HARQ retransmission with associated FB), 연관된 FB의 HARQ NACK-ACK 에러(HARQ NACK->ACK error indication with associated FB) 및 연관된 FB의 새로운 전송을 위한 스케줄링(Scheduling for new transmission with associated FB)으로 정의하여 운용한다.
ARQ 처리부(20)로 입력되는 ARQ ACK 및 ARQ NACK 이벤트를 ARQ 피드백(ARQ feedback)이라고 정의하여 운용한다.
HARQ 처리부(30)로 입력되는 HARQ ACK, HARQ NACK 및 HARQ NACK-ACK 에러 (HARQ NACK-ACK error indication) 이벤트를 HARQ 피드백(HARQ feedback)이라고 정의하여 운용한다.
도 12는 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 HARQ 처리 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
HARQ 처리부는, 이벤트의 발생을 기다리는 대기 상태(1000)에서 HARQ ACK 이벤트를 수신하면(1100), 해당 TB를 탐색한다(1110). 이어서, 탐색된 TB 상 태(status)가 전송상태(sending)인지를 판단한다(1120). 상기 판단 결과, 전송상태가 아닌 경우에는 대기 상태로 복귀하고, 전송상태인 경우에는 TB 상태(status)를 HARQ_ACK로 설정하여 갱신하고(1130), 해당 TB에 연관된 FB를 탐색하여(1140), 연관된 FB에 대한 HARQ ACK(HARQ ACK with associated FB) 이벤트를 ARQ 처리부로 출력한 후(1150), 대기 상태로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, 연관된 TB에 대한 ARQ NACK(ARQ NACK with associated TB) 이벤트를 수신하면(1200), 해당 TB 상태(status)가 HARQ_ACK인지 판단한다(1210). 상기 판단 결과, HARQ_ACK가 아닌 경우에는 대기 상태로 복귀하는 한편, HARQ_ACK인 경우에는 해당 TB를 해지한 후(1220), 대기 상태로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, 연관된 TB에 대한 ARQ ACK(ARQ ACK with associated TB) 이벤트를 수신하면(1300), 해당 TB를 해지하고(1220) 대기 상태로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, HARQ NACK-ACK 에러(HARQ NACK->ACK error indication) 이벤트를 수신하면(1400), 해당 TB를 탐색하고(1410), TB 상태(status)가 HARQ_ACK인지 판단한다(1420). 상기 판단 결과, HARQ_ACK가 아닌 경우에는 대기 상태로 복귀하는 한편, HARQ_ACK인 경우에는, 해당 TB와 연관된 FB를 탐색하여(1430), HARQ NACK-ACK 에러(HARQ NACK->ACK error indication with associated FB(s)) 이벤트를 ARQ 처리부로 출력하고(1440), 해당 TB를 해지한 후(1220), 대기 상태로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, HARQ NACK 이벤트를 수신하면(1700), 해당 TB를 탐색하고(1710), TB 상태(status)가 전송(SENDING) 상태인지 판단한다(1720). 상기 판단 결과(1720), 전송(SENDING) 상태가 아닌 경우에는 대기 상태(1000)로 복귀하는 한편, 전송(SENDING) 상태인 경우에는 해당 TB가 HARQ 최대 재전송(HARQ max retransmission)을 초과하는지 판단한다(1730). 상기 판단 결과(1730), 초과하지 않은 경우에는 해당 TB의 상태를 HARQ 대기 상태(HARQ_WAITING)로 설정하여 갱신하고(1640) 대기 상태(1000)로 복귀하는 한편, 초과한 경우에는, 해당 TB에 연관된 FB를 탐색하고(1740), 연관된 FB의 재전송을 위한 최대 HARQ NACK(HARQ NACK with max HARQ retransmission with associated FB(s)) 이벤트를 ARQ 처리부로 출력하고(1750), 해당 TB를 해지한 후(1760), 대기 상태(1000)로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, 새로운 전송을 위한 스케줄링(Scheduling for new transmission) 이벤트를 수신하면(1500), 새로운 전송을 위한 FB들을 생성하고(1510), 연관된 FB에 대한 새로운 전송을 위한 스케줄링(scheduling for new transmission with associated FB(s)) 이벤트를 ARQ 처리부로 출력하고(1520), 생성된 FB를 위한 TB를 생성하고(1530), 해당 TB의 TB 재전송 카운터(TB retransmission counter)를 0으로 세팅하고(1540), 해당 TB 상태(status)를 전송 상태(SENDING)로 설정한 후(1550), 대기 상태(1000)로 복귀한다.
또한, HARQ 처리부는, 대기 상태(1000)에서, 연관된 TB의 재전송을 위한 스 케줄링(Scheduling for retransmission with associated TB) 이벤트를 수신하면(1600), 해당 TB 상태(status)가 HARQ_WAITING인지 판단한다(1610). 상기 판단 결과, HARQ_WAITING이 아닌 경우에는 대기 상태(1000)로 복귀하는 한편, HARQ_WAITING인 경우에는 TB 재전송 카운터(TBretransmission counter)를 1 증가시키고(1620), 해당 TB 상태(status)를 전송 상태(SENDING)로 설정하여 갱신하한 후(1630), 대기 상태(1000)로 복귀한다.
도 13은 본 발명에 따른 ARQ/HARQ 통합 운용 환경에서의 ARQ 처리 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
ARQ 처리부는, 이벤트의 발생을 기다리는 대기 상태(2000)에서, ARQ ACK 이벤트를 수신하면(2100), 해당 FB를 탐색하고(2110), FB 상태(status)가 SENDING 또는 HARQ_ACK인지 판단한다(2120). 상기 판단 결과, 해당 FB 상태가 SENDING 또는 HARQ_ACK가 아닌 경우에는 대기 상태(2000)로 복귀하는 한편, SENDING 또는 HARQ_ACK인 경우에는 해당 FB에 연관된 TB를 탐색하여(2130), 연관된 TB에 대한 ARQ ACK(ARQ ACK with associated TB) 이벤트를 HARQ 처리부로 출력하고(2140), 해당 FB를 삭제한 후(2150), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
또한, ARQ 처리부는, 대기 상태(2000)에서, 연관된 FB의 재전송을 위한 최대 HARQ NACK(HARQ NACK with max HARQ retransmission with associated FB(s)) 이벤트를 수신하면(2200), 해당 FB 상태(status)가 전송 상태(SENDING)인지 판단한다(2210). 상기 판단 결과, 전송 상태가 아닌 경우에는 대기 상태(2000)로 복귀하 는 한편, 전송 상태인 경우에는 해당 FB 상태(status)를 WAITING으로 설정하여 갱신한 후(2220), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
또한, ARQ 처리부는, 대기 상태(2000)에서, 연관된 FB에 대한 HARQ ACK(HARQ ACK with associated FB(s)) 이벤트를 수신하면(2300), 해당 FB 상태(status)가 전송 상태(SENNDING)인지 판단한다(2310). 상기 판단 결과, 전송 상태(SENNDING)가 아닌 경우에는 대기 상태(2000)로 복귀하는 한편, 전송 상태인 경우에는 해당 FB 상태(status)를 HARQ ACK로 설정하여 갱신한 후(2320), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
또한, ARQ 처리부는, 대기 상태(2000)에서, 연관된 FB에 대한 HARQ NACK-ACK 에러(HARQ NACK->ACK error indication with associated FB(s)) 이벤트를 수신하면, 해당 FB 상태(status)가 HARQ_ACK인지를 판단한다(2410). 상기 판단 결과, 해당 FB 상태가 HARQ_ACK가 아닌 경우에는 대기 상태(2000)로 복귀하는 한편, 해당 FB 상태가 HARQ_ACK인 경우에는 해당 FB 상태를 HARQ_WAITING으로 설정하여 갱신하고(2420), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
또한, ARQ 처리부는, 대기 상태(2000)에서, 연관된 FB에 대한 새로운 전송을 위한 스케줄링(Schdeduling for new transmission with associated FB(s)) 이벤트를 수신하면(2500), 해당 FB 상태(status)를 WAITING으로 설정하여 갱신하고(2510), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
또한, ARQ 처리부는, 대기 상태(2000)에서, ARQ NACK 이벤트를 수신하면(2600), 해당 FB를 탐색하고(2610), 해당 FB 상태(status)가 HARQ_ACK가 아닌 경 우에는 대기 상태(2000)로 복귀하는 한편, 해당 FB 상태(status)가 HARQ_ACK인 경우에는, 해당 FB에 연관된 TB를 탐색하여(2630), 연관된 TB에 대한 ARQ NACK(ARQ NACK with associated TB) 이벤트를 HARQ 처리부로 출력하고(2640), 해당 FB 상태를 WAITING으로 설정하여 갱신하고(2650), 대기 상태(2000)로 복귀한다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 HARQ ACK/NACK 수신 타이밍 예시도로서, HARQ 프로세스의 기본 개념 및 TB에 HARQ 프로세스 ID가 부여되는 방식을 설명하기위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 송신측(Transmitter)에서 4개의 HARQ 프로세스 ID(process 1~ process 4)를 이용하여 새로운 TB들을 전송하면, 수신측(Receiver)은 상기 TB 들을 수신하고 적절한 처리 시간 후에 각각의 TB에 대한 HARQ ACK/NACK 정보를 피드백한다.
한편, TB1 및 TB3에 대하여 수신측으로부터 NACK가 전송되면, 송신측에서는 TB1 및 TB3가 전송되었던 프로세스(process) 1 및 3 각각에 대해서는 재전송을 실시하고, 성공적으로 전송한 프로세스 2 및 4에 대해서는 새로운 TB인 TB5 및 TB6을 전송하게 된다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따라 HARQ NACK-ACK 에러를 검출하고 극복하는 과정을 나타내는 예시도이다.
T1 시점에서 송신측(Transmitter; Tx)이 TB1을 HARQ process ID(i)를 이용하 여 전송한다(3110).
이어서, 수신측(Receiver; Rx)에서 에러가 검출되어, HARQ　NACK를 전송하였으나(3210), 채널 오류로 송신측에서는 이를 HARQ ACK로 인식한다(3220).
이어서, 송신측은 HARQ ACK를 HARQ 처리부로 전달하여(3230), 전송이 완료된 것으로 간주하고, 프로세스(process) ID(i)를 이용하여 새로운 TB2를 전송한다(3310, 3320).
이어서, 수신측은 프로세스(process) ID(i)를 통해서 앞서 수신한 TB1이 오류가 있었으므로, 재전송을 기다리고 있으나 HARQ 최대 재전송(HARQ max retransmission)을 초과하지 않은 상태에서 process ID(i)를 통해서 새로운 TB2가 전송되게 되므로 HARQ NACK-ACK 에러(NACK->ACK error)을 인지하게 된다(3410, 3420).
이어서, 수신측은 송신측에 NACK-ACK 에러를 알리기 위하여 전송 자원을 요청하거나 확보된 자원을 이용하여 NACK-ACK 에러 인디케이션 메시지(NACK->ACK error indication message)를 전송한다(3520, 3521). 본 실시예에서는 랜덤 액세스(Random Access)를 이용한다.
이후, NACK-ACK 에러 인디케이션 메시지(NACK->ACK error indication)을 수신한 송신측은 이를 HARQ 처리부로 전달하여(3522), process ID(i)를 이용하여 TB1을 재전송한다(3610, 3620).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 이동 통신 시스템에서 ARQ 및 HARQ를 상호 연동하여 동작시킴으로써, 전송 효율을 높이고 전송 지연 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법으로서,
    제2 계층 전송 데이터의 분할 블록이 수신측으로 전송 중인 전송 상태에서 소정의 재전송 횟수에 따른 제1 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 제2 계층 대기 상태로 천이하는 단계;
    상기 전송 상태에서 제1 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 제1 계층 수신 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 전송 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 전송 완료 상태로 천이하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 계층 수신 상태에서 상기 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 상기 전송 완료 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 계층 수신 상태에서 상기 제1 계층 수신 실패 정보를 수신 성공 정보로 잘못 인식하였음을 알리는 정보를 입력받으면 상기 제2 계층 대기 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 계층 수신 상태에서 상기 제2 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 상기 제2 계층 대기 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  5. 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법으로서,
    전송 블록이 수신측으로 전송 중인 전송 상태에서, 제1 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 제1 계층 대기 상태로 천이하는 단계;
    상기 전송 상태에서 제1 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 제1 계층 수신 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 제1 계층 수신 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송 상태에서 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 상기 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 계층 대기 상태에서, 재전송을 위한 스케줄링(Sheduling for retransmission) 정보를 입력받으면 상기 전송 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 계층 수신 상태에서, 상기 제1 계층 수신 실패 정보를 수신 성공 정보로 잘못 인식하였음을 알리는 정보를 입력받으면 상기 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 계층 수신 상태에서, 제2 계층 수신 실패 정보를 입력받으면 상기 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 계층 대기 상태에서, 제2 계층 수신 성공 정보를 입력받으면 상기 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송 상태에서, 소정의 재전송 횟수에 따른 제1 계층 수신 실패 메시지를 수신하면 상기 전송 블록 부재 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송 블록 부재 상태에서, 새로운 전송을 위한 스케줄링 정보를 입력받 으면 전송 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 재전송 방법.
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