KR101405495B1 - 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터 재전송을위한 비동기식 제어 메시지 전송 장치 및 방법 - Google Patents

중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터 재전송을위한 비동기식 제어 메시지 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터의 재전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상위 노드로부터 수신되는 데이터의 오류 발생 여부를 확인하는 과정과, 상기 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 과정을 포함하여 동기식 재전송 방식에서 발생하는 재전송 지연시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
다중 홉 중계방식, 중계국, 자동 재전송 요청(Automatic Retransmission Request), 비동기식 제어메시지, ACK/NACK 메시지

Description

중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터 재전송을 위한 비동기식 제어 메시지 전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DATA RETRNASMISSION OF ASYNCHRONOUS CONTROL MESSAGE TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING RELAY}
도 1은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터 전송 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 피드백 헤더의 구성을 도시하는 도면, 및
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 피드백 헤더의 구성을 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신시스템에서 자동 재전송 요청(Automatic Retransmission reQuest : 이하 ARQ라 칭함)을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 무선통신시스템은 데이터를 전송하는 무선 자원의 채널 상태에 따라서 특정 데이터에 오류(error)가 발생한 수 있다. 이러한 오류에 대한 제어 및 복구 기술은 크게 ARQ 기법과 FEC(Frame Error Check) 기법으로 나눌 수 있다. 여기서, 상기 ARQ 기법은 수신 단에서 손실된 데이터에 대해 송신 단으로 재전송(retransmission)을 요청하는 기법이다. 또한, 상기 FEC 기법은 상기 수신 단에서 손실된 데이터에 대한 오류를 정정하는 기법이다.
상기 무선통신시스템에서 상기 ARQ 기법을 사용하는 경우, 상기 수신 단은 수신된 패킷을 복호하여 오류가 발생하였는지를 확인한다. 이때, 상기 수신된 패킷에 오류가 발생하지 않은 경우, 상기 수신 단은 상기 송신 단으로 ACK 신호를 전송한다.
한편, 상기 수신된 패킷에 오류가 발생한 경우, 상기 수신 단은 상기 송신 단으로 NACK 신호를 전송한다.
상기 송신 단은 상기 수신 단으로부터 ACK 메시지가 수신되면 새로운 패킷을 전송한다. 한편, 상기 수신 단으로부터 NACK 메시지가 수신되면, 상기 송신 단은 상기 수신 단으로 이전 패킷을 재전송한다.
최근 상기 무선통신시스템은 셀의 가장자리나 음영지역에 위치하는 단말에 더욱 우수한 무선 채널을 제공하기 위해 중계국을 이용한 중계 방식을 사용한다. 즉, 상기 중계방식을 사용하는 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 기지국과 단말 간 송수신하는 데이터를 중계하여 상기 기지국과 단말 사이에 보다 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다.
따라서, 상기 중계방식을 사용하는 무선통신시스템은 상기 중계국을 이용한 ARQ 수행 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 자동 재전송 요청(Automatic Retransmission reQuest)을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 자동 재전송 요청을 위한 제어메시지를 비동기식으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 자동 재전송 요청을 위한 ACK/NACK 메시지를 비동기식으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 중계방식을 사용하는 무선통신시스템의 중계국에서 재전송 방법은, 상위 노드로부터 수신되는 데이터의 오류 발생 여부를 확인하는 과정과, 상기 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템의 중계국 장치는, 상위 노드로부터 데이터를 수신받는 수신부와, 상기 수신된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 검사부와, 상기 데이터의 오류 발생 여부 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부와, 상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 자동 재전송 요청(Automatic Retransmission reQuest : 이하 ARQ라 칭함)을 위한 제어 메시지를 비동기적으로 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 제어 메시지들 중 ACK/NACK 메시지를 예를 들어 설명하지만, 다른 제어 메시지에도 동일하게 적용할 수 있다.
이하 설명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식의 통신시스템에도 동일하게 적용 가능하다.
이하 설명에서 상기 무선통신시스템은 하기 도 1에 도시된 바와 같이 3홉으로 구성되는 것으로 가정하여 설명한다. 하지만, 상기 무선통신시스템이 2홉 또는 다중 홉으로 구성되는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템에서 기지국(100)은 서비스 영역에 포함되는 단말로 직접 링크를 통해 서비스를 제공한다. 하지만, 단말(130)이 서비스 영역의 외곽 또는 서비스 영역의 밖에 위치하는 경우, 상기 기지국(100)은 중계국들(110, 120)을 통한 중계 링크를 이용하여 상기 단말(130)로 서비스를 제공한다.
예를 들어, 상기 기지국(100)에서 상기 단말(130)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(100)은 상기 단말(130)로 전송할 데이터를 상기 중계국 1(110)로 전송한다.
상기 중계국 1(110)은 상기 기지국(100)으로부터 데이터가 수신되면 상기 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 데이터를 중계국 2(120)로 전송한다. 이때, 상기 데이터에 상기 중계국 1(110)을 통해 서비스를 제공받는 단말로 전송할 데이터가 포함된 경우, 상기 중계국 1(110)은 해당 데이터를 서비스 중인 단말로 전송한다.
한편, 상기 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 중계국 1(110)은 상기 기지국(100)으로 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 전송한다.
상기 중계국 2(120)는 상기 중계국 1(110)로부터 데이터가 수신되면 상기 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 데이터를 상기 단말(130)로 전송한다.
한편, 상기 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 중계국 2(120)는 상기 중계국 1(110)로 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 전송한다.
상기 단말(130)은 상기 중계국 2(120)로부터 데이터가 수신되면 상기 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일, 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 단말(130)은 상기 중계국 2(120)로 상기 데이터에 대한 ACK 메시지를 전송한다. 한편, 상기 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 단말(130)은 상기 중계국 2(120)로 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 전송한다.
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템의 중계국과 단말은 상위 노드로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부에 따라 ACK 메시지 또는 NACK 메시지를 상기 상위 노드로 전송한다. 이때, 상기 무선통신시스템은 일정한 데이터 전송의 기본 단위로 데이터 및 ACK/NACK 메시지를 송수신한다. 이하 설명에서 상기 무선통신시스템은 데이터 전송의 기본 단위를 하나의 프레임으로 가정한다. 이때, 상기 프레임은 데이터 전송의 기본 물리단위인 TTI(Transmission Time Interval)을 나타낸다. 즉, 상기 프레임은 하나의 노드가 데이터를 수신받아 오류를 확인한 후, 상기 데이터를 전송하기까지의 처리 지연 시간을 나타낸다. 이하 설명에서는 처리지연 시간을 한 프레임으로 가정하지만, 기지국, 중계국 및 단말의 능력에 따라 몇 개의 프레임의 처리지연 시간이 발생할 수도 있다.
예를 들어, 상기 무선통신시스템은 하기 도 2에 도시된 바와 같이 데이터 및 ACK/NACK 메시지를 전송한다. 이때, 하기 도 2는 상기 무선통신시스템에서 동기식으로 데이터 및 ACK/NACK 메시지를 전송하는 것으로 가정한다. 즉, 상기 무선통신시스템의 노드들은 데이터 및 ACK/NACK 메시지를 전송하는 시점을 미리 약속한다. 따라서, 상기 노드들은 ACK/NACK 메시지가 수신되는 시점에 따라 어떤 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지인지를 인식할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 데이터 전송 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 기지국(200)이 단말(230)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(200)은 i번째 프레임(241) 동안 중계국 1(210)로 데이터를 전송한다(261단계). 이때, 상기 중계국 1(210)은 상기 기지국(200)으로부터 수신받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 1(210)은 (i+1)번째 프레임(243) 동안 상기 데이터를 중계국 2(220)로 전송한다(263단계).
상기 중계국 2(220)는 상기 중계국 1(210)로부터 수신되는 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 2(220)는 (i+2)번째 프레임(245) 동안 상기 데이터를 단말(230)로 전송한다(265단계).
상기 단말(230)은 상기 중계국 2(220)로부터 데이터가 수신되면 상기 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일, 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 단말(230)은 (i+3)번째 프레임(247) 동안 ACK 메시지를 상기 중계국 2(220)로 전송한다(267단계).
상기 중계국 2(220)는 상기 단말(230)로부터 ACK 메시지가 수신되면, 상기 ACK 메시지가 수신된 시점 정보에 따라 상기 ACK 메시지가 상기 (i+2)번째 프레임(245) 동안 상기 단말(230)로 전송한 데이터에 대한 ACK 메시지임을 확인한다.
이후, 상기 중계국 2(220)는 (i+4)번째 프레임(249) 동안 상기 ACK 메시지를 상기 중계국 1(210)로 전송한다(269단계).
상기 중계국 1(210)은 상기 중계국 2(220)로부터 ACK 메시지가 수신되면, 상기 ACK 메시지가 수신된 시점 정보에 따라 상기 ACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(243) 동안 상기 중계국 2(220)로 전송한 데이터에 대한 ACK 메시지임을 확인한다.
이후, 상기 중계국 1(210)은 (i+5)번째 프레임(251) 동안 상기 ACK 메시지를 상기 기지국(200)으로 전송한다(271단계).
상기 기지국(200)은 상기 중계국 1(210)로부터 ACK 메시지가 수신되면, 상기 ACK 메시지가 수신된 시점 정보에 따라 상기 ACK 메시지가 상기 i번째 프레임(241) 동안 상기 중계국 1(210)로 전송한 데이터에 대한 ACK 메시지임을 확인한다.
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템의 기지국(200)과 중계국(210, 220) 및 단말(230)은 미리 정해진 프레임에 따라 데이터 및 ACK/NACK 메시지를 전송한다. 만일, 하위 노드들이 상위 노드로부터 수신받은 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 무선통신시스템은 하기 도 3, 도 4 및 도 5와 같이 동작한다. 여기서, 상위 노드(기지국 또는 상위 중계국)는 데이터 스케줄링 정보에 하위 노드들이 ACK/NACK 메시지를 전송하기 위한 프레임 정보를 포함시켜 상기 하위 노드들로 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 기지국(300)이 단말(330)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(300)은 i번째 프레임(341) 동안 중계국 1(310)로 데이터를 전송한다(361단계).
이때, 상기 중계국 1(310)은 상기 기지국(300)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(363단계), 상기 중계국 1(310)은 상기 기지국(300)과 약속된 ACL/NACK 메시지 전송 시점에 따라 (i+5)번째 프레임(351)동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 기지국(300)으로 전송한다(365단계).
즉, 상기 기지국(300)은 상기 i번째 프레임(341) 동안 상기 중계국 1(310)로 전송한 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 상기 (i+5)번째 프레임(351) 동안 수신받는 것으로 인식한다. 따라서, 상기 중계국 1(310)은 (i+1)번째 프레임(343)부터 (i+4)번째 프레임(345)까지 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 전송하지 않고, 상기 (i+5)번째 프레임(351) 동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 기지국(300)으로 전송한다.
상기 기지국(300)은 상기 (i+5)번째 프레임(351) 동안 상기 중계국 1(310)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 i번째 프레임(341) 동안 상기 중계국 1(310)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다.
따라서, 상기 기지국(300)은 (i+6)번째 프레임(353) 동안 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 상기 중계국 1(310)로 재전송한다(367단계).
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(400)이 단말(430)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(400)은 i번째 프레임(441) 동안 중계국 1(410)로 데이터를 전송한다(461단계).
이때, 상기 중계국 1(410)은 상기 기지국(400)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 1(410)은 (i+1)번째 프레임(443) 동안 상기 데이터를 중계국 2(420)로 전송한다(463단계).
이때, 상기 중계국 2(420)는 상기 중계국 1(410)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(465단계), 상기 중계국 2(420)는 (i+4)번째 프레임(449) 동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 중계국 1(410)로 전송한다(467단계).
즉, 상기 중계국 1(410)은 상기 (i+1)번째 프레임(443) 동안 상기 중계국 2(420)로 전송한 데이터에 대한 ACK/NACK 메시지를 상기 (i+4)번째 프레임(449)동안 수신받는 것으로 인식한다. 따라서, 상기 중계국 2(420)는 (i+2)번째 프레임(445)부터 (i+3)번째 프레임(447)까지 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 전송하지 않고, 상기 (i+4)번째 프레임(449) 동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 중계국 1(410)로 전송한다.
상기 중계국 1(410)은 상기 (i+4)번째 프레임(449) 동안 상기 중계국 2(420)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(443) 동안 상기 중계국 2(420)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 확인한다.
이후, 상기 중계국 1(410)은 상기 중계국 2(420)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+5)번째 프레임(451) 동안 상기 기지국(400)으로 전송한다(469단계). 이때, 상기 NACK 메시지는 상기 중계국 2(420)에서 데이터에 오류가 발생하였음을 알리는 정보를 포함한다.
상기 기지국(400)은 상기 (i+5)번째 프레임(451) 동안 상기 중계국 1(410)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 i번째 프레임(441) 동안 상기 중계국 1(410)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다. 또한, 상기 기지국(400)은 상기 NACK 메시지에 포함된 정보를 확인하여 상기 NACK 메시지가 상기 중계국 2(420)에서 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지인 것을 확인한다.
따라서, 상기 기지국(400)은 (i+6)번째 프레임(453) 동안 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 재전송하기 위한 스케줄링 정보를 상기 중계국 1(410)로 전송한다(471단계).
상기 중계국 1(410)은 상기 스케줄링 정보가 수신되면, 상기 중계국 2(420)로부터 제공받은 NACK 메시지에 대한 데이터를 상기 스케줄링 정보에 따라 (i+7)번째 프레임(455) 동안 상기 중계국 2(420)로 재전송한다(473단계).
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 기지국(500)이 단말(530)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(500)은 i번째 프레임(551) 동안 중계국 1(510)로 데이터를 전송한다(561단계).
이때, 상기 중계국 1(510)은 상기 기지국(500)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 1(510)은 (i+1)번째 프레임(543) 동안 상기 데이터를 중계국 2(520)로 전송한다(563단계).
이때, 상기 중계국 2(520)는 상기 중계국 1(510)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생하지 않으면, 상기 중계국 2(520)는 (i+2)번째 프레임(545) 동안 상기 데이터를 단말(530)로 전송한다(565단계).
이때, 상기 단말(530)은 상기 중계국 2(520)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(567단계), 상기 단말(530)은 (i+3)번째 프레임(547) 동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 중계국 2(520)로 전송한다(569단계).
상기 중계국 2(520)는 상기 (i+3)번째 프레임(547) 동안 상기 단말(530)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 (i+2)번째 프레임(545) 동안 상기 단말(530)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 확인한다.
이후, 상기 중계국 2(520)는 상기 단말(530)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+4)번째 프레임(549) 동안 상기 중계국 1(510)로 전송한다(571단계). 이때, 상기 NACK 메시지는 상기 단말(530)에서 데이터에 오류가 발생하였음을 알리는 정보를 포함한다.
상기 중계국 1(510)은 상기 (i+4)번째 프레임(549) 동안 상기 중계국 2(520)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(543) 동안 상기 중계국 2(520)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 확인한다. 또한, 상기 중계국 1(510)은 상기 NACK 메시지에 포함된 정보를 확인하여 상기 NACK 메시지가 상기 단말(530)에서 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지인 것을 확인한다.
이후, 상기 중계국 1(510)은 상기 중계국 2(520)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+5)번째 프레임(551) 동안 상기 기지국(500)으로 전송한다(573단계). 이때, 상기 NACK 메시지는 상기 단말(530)에서 데이터에 오류가 발생하였음을 알리는 정보를 포함한다.
상기 기지국(500)은 상기 (i+5)번째 프레임(551) 동안 상기 중계국 1(510)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 i번째 프레임(541) 동안 상기 중계국 1(510)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 확인한다. 또한, 상기 기지국(500)은 상기 NACK 메시지에 포함된 정보를 확인하여 상기 NACK 메시지가 상기 단말(530)에서 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지인 것을 확인한다.
따라서, 상기 기지국(500)은 (i+6)번째 프레임(553) 동안 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 재전송하기 위한 스케줄링 정보를 상기 중계국 1(510)로 전송한다(575단계).
상기 중계국 1(510)은 상기 기지국(500)으로부터 제공받은 스케줄링 정보를 (i+7)번째 프레임(555) 동안 상기 중계국 2(520)로 전송한다(577단계).
상기 중계국 2(520)는 상기 스케줄링 정보가 수신되면, 상기 단말(530)로부터 제공받은 NACK 메시지에 대한 데이터를 상기 스케줄링 정보에 따라 (i+8)번째 프레임(557) 동안 상기 단말(530)로 재전송한다(579단계).
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템의 노드들이 미리 정해진 전송 시점에 따라 제어 메시지를 송수신하므로 상기 제어 메시지에 대한 오버헤드를 줄일 수 있다. 하지만, 상위 노드로부터 제공받은 데이터에 오류가 발생하는 경우, 데이터를 수신받은 하위 노드들은 미리 정해진 시점까지 제어 메시지의 전송을 기다려야하므로 재전송에 대한 지연시간이 증가한다.
따라서, 상기 무선통신시스템은 재전송에 대한 지연시간을 줄이기 위해 하기 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 비동기식으로 제어메시지를 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 기지국(600)이 단말(630)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(600)은 i번째 프레임(641) 동안 중계국 1(610)로 데이터를 전송한다(661단계).
상기 중계국 1(610)은 상기 기지국(600)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(663단계), 상기 중계국 1(610)은 (i+1)번째 프레임(643) 동안 상기 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 기지국(600)으로 전송한다(665단계).
이때, 상기 중계국 1(610)은 상기 기지국(600)과 약속되지 않은 시점에 NACK 메시지를 전송한다. 따라서, 상기 중계국 1(610)은 상기 기지국(600)에서 상기 NACK 메시지가 어떤 노드로부터 수신되는지 또한 어떤 데이터에 대한 NACK 메시지인지를 알 수 있도록 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 함께 전송한다. 여기서, 상기 NACK 메시지의 추가 정보는 상기 중계국 1(610)의 고유식별자 정보와 상기 NACK 메시지가 어떤 데이터에 대한 신호인지를 나타내기 위한 데이터의 고유식별자 정보를 포함한다. 만일, HARQ(Hybrid ARQ)을 사용하는 경우, 노드들이 데이터를 여러 개의 부분 데이터로 분할하여 전송할 수 있으므로 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보는 상기 부분 데이터의 고유 식별자 정보를 추가적으로 포함해야한다. 또한, 상기 중계국 1(610)에서 NACK 메시지뿐만 아니라 ACK 메시지에 대한 추가 정보를 전송하는 경우, 각각의 추가 정보들은 자신이 NACK 메시지의 추가 정보인지 ACK 메시지의 추가 정보인지를 나타내는 정보를 추가적으로 포함한다.
예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16의 표준을 이용하여 NACK 메시지의 추가 정보에 대한 제어 메시지를 구성하는 경우, 상기 추가 정보는 상기 중계국 1(610)의 연결 식별자 정보(CID : Connection IDendifier)와 데이터의 고유번호를 나타내는 BSN(Block Sequence Number)를 포함한다.
만일, HARQ을 사용하는 경우, 상기 추가 정보는 상기 중계국 1(610)의 CID 또는 RCID(Reduced CID)와 HARQ 데이터의 고유번호를 나타내는 ACID(HARQ Channel ID) 또는 상기 ACID의 부분 데이터의 고유 식별자인 SPID(Sub Packet ID)를 포함한다.
또한, 상기 중계국 1(610)에서 NACK 메시지뿐만 아니라 ACK 메시지에 대한 추가 정보를 전송하는 경우, 각각의 추가 정보들은 자신이 NACK 메시지의 추가 정보인지 ACK 메시지의 추가 정보인지를 나타내는 정보를 추가적으로 포함한다.
다른 실시 예를 들어, 상기 중계국 1(610)은 IEEE 802.16 표준에 정의된 피드백 헤더를 이용하여 ACK/NACK 메시지를 하기 도 11 또는 도 12와 같이 구성할 수 있다. 이때, 하기 도 11과 도 12는 IEEE 802.16 표준의 MAC 시그널링 헤더 타입 2(MAC Signaling header type Ⅱ)에 정의된 프레임 헤더를 이용하여 ACK/NACK 메시지 구성하는 것을 예를 들어 설명한다. 따라서, 상기 프레임 헤더는 IEEE 802.16 표준의 MAC 시그널링 헤더 타입 2를 나타내기 위해 HT필드와 EC필드가 모두 1 값을 갖는다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 피드백 헤더의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 11에 도시된 바와 같이 타입(Type) 필드를 0으로 설정하고, CII(CID Inclusion Indication)필드를 1로 설정하는 경우, 상기 피드백 헤더는 피드백 타입 필드(1101), 피드백 컨텐츠 필드(1103), CID 필드(1105) 및 HCS(Header CheckSum)(1107)를 포함하여 구성된다.
상기 피드백 타입 필드(1101)는 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)에 비트맵으로 구성된 데이터에 대한 ACK 또는 NACK 정보가 포함됨을 나타낸다. 이때, 상기 피드백 헤더는 상기 피드백 타입 필드(1101)의 값에 따라 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)에 포함된 비트맵 정보의 반복 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 타입 필드(1101)의 값이 1100인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)는 16비트를 이용하여 16개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 포함한다. 또한, 상기 타입 필드(1101)의 값이 1101인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)는 16비트를 이용하여 8개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 두 번 반복된 정보를 포함한다.
상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)는 16비트로 구성된 비트맵으로 각 비트는 각각의 데이터에 대한 ACK 또는 NACK 정보를 나타낸다. 이때, 상기 비트맵은 데이터들의 ACK/NACK 정보를 하향링크 맵의 순서에 따라 정렬하여 포함한다.
상기 CID 필드(1105)는 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)를 통해 ACK/NACK 정보를 전송하는 노드의 식별자 정보를 포함한다.
상기 HCS 필드(1107)는 상기 피드백 헤더의 에러여부를 확인하기 위한 정보를 포함한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 피드백 헤더의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 12에 도시된 바와 같이 타입(Type) 필드를 1로 설정하는 경우, 상기 피드백 헤더는 피드백 타입 필드(1201), 반복 타입 필드(Repetition Type)(1203), 피드백 컨텐츠 필드(1205), CID 필드(1207) 및 HCS(Header CheckSum)(1209)를 포함하여 구성된다.
상기 피드백 타입 필드(1201)는 상기 피드백 컨텐츠 필드(1103)에 비트맵으로 구성된 데이터에 대한 ACK 또는 NACK 정보가 포함됨을 나타낸다.
상기 반복 타입 필드(1203)는 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)에 포함된 비트맵 정보의 반복 정보를 나타낸다. 예를 들어, 상기 반복 타입 필드(1203)의 값이 00인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)는 16비트를 이용하여 16개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 포함한다. 또한, 상기 반복 타입 필드(1203)의 값이 01인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)는 16비트를 이용하여 8개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 2번 반복된 정보를 포함한다. 또한, 상기 반복 타입 필드(1203)의 값이 10인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)는 16비트를 이용하여 4개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 4번 반복된 정보를 포함한다. 또한, 상기 반복 타입 필드(1203)의 값이 11인 경우, 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)는 16비트를 이용하여 2개의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 8번 반복된 정보를 포함한다.
상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)는 16비트로 구성된 비트맵으로 각 비트는 각각의 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 나타낸다. 이때, 상기 비트맵은 데이터들의 ACK/NACK 정보를 하향링크 맵의 순서에 따라 정렬하여 포함한다.
상기 CID 필드(1207)는 상기 피드백 컨텐츠 필드(1205)를 통해 ACK/NACK 정보를 전송하는 노드의 식별자 정보를 포함한다.
상기 HCS 필드(1209)는 상기 피드백 헤더의 에러여부를 확인하기 위한 정보를 포함한다.
상술한 바와 같이 상기 중계국 1(610)은 상기 NACK 신호에 대한 추가 정보를 제어 메시지 형태로 전송하거나 별도의 물리 채널을 이용하여 전송할 수 있다.
상기 기지국(600)은 상기 중계국 1(610)로부터 제공받은 NACK 메시지의 추가 정보를 통해 상기 NACK 메시지가 상기 i번째 프레임(641) 동안 상기 중계국 1(610)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다.
따라서, 상기 기지국(600)은 (i+2)번째 프레임(645) 동안 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 상기 중계국 1(610)로 재전송한다(667단계).
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 기지국(700)이 단말(730)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(700)은 i번째 프레임(741) 동안 중계국 1(710)로 데이터를 전송한다(761단계).
이때, 상기 중계국 1(710)은 상기 기지국(700)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 1(710)은 (i+1)번째 프레임(7473) 동안 상기 데이터를 중계국 2(720)로 전송한다(763단계).
이때, 상기 중계국 2(720)는 상기 중계국 1(710)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(765단계), 상기 중계국 2(720)는 (i+2)번째 프레임(745) 동안 상기 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 중계국 1(710)로 전송한다(767단계). 이때, 상기 중계국 2(720)는 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 상기 중계국 1(710)로 전송한다. 여기서, 상기 중계국 2(720)는 상기 도 6에서 중계국 1(610)이 구성한 추가 정보와 동일한 형태로 추가 정보를 구성할 수 있다.
상기 중계국 1(710)은 상기 중계국 2(720)로부터 제공받은 NACK 메시지의 추가 정보를 통해 상기 NACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(743) 동안 상기 중계국 2(720)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다.
이후, 상기 중계국 1(710)은 상기 중계국 2(720)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+3)번째 프레임(747) 동안 상기 기지국(700)으로 전송한다(769단계). 이때, 상기 중계국 1(710)은 상기 중계국 2(720)로부터 제공받은 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 상기 기지국(700)으로 함께 전송한다.
상기 기지국(700)은 상기 중계국 1(710)로부터 제공받은 NACK 메시지의 추가 정보를 통해 상기 NACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(743) 동안 상기 중계국 1(710)이 상기 중계국 2(720)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다.
따라서, 상기 기지국(700)은 (i+4)번째 프레임(749) 동안 상기 데이터를 재전송하기 위한 스케줄링 정보를 상기 중계국 1(710)로 전송한다(771단계).
상기 중계국 1(710)은 상기 스케줄링 정보가 수신되면, 상기 중계국 2(720)로부터 제공받은 NACK 메시지에 대한 데이터를 상기 스케줄링 정보에 따라 (i+5)번째 프레임(751) 동안 상기 중계국 2(720)로 재전송한다(773단계).
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다. 여기서, 상기 도 8과 같이 단말에서 데이터의 재전송을 요청하는 경우, 비동기식 재전송 방식과 동기식 재전송 방식을 동일한 지연 시간을 갖는다. 따라서, 상기 단말에서 데이터의 재전송을 요청하는 경우, 별도의 추가 정보가 필요한 비동기식 재전송 방식보다 상기 도 8과 같이 동기식 재전송 방식을 사용하는 것이 더 효율적이다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 기지국(800)이 단말(830)로 데이터를 전송하는 경우, 상기 기지국(800)은 i번째 프레임(881) 동안 중계국 1(810)로 데이터를 전송한다(861단계).
이때, 상기 중계국 1(810)은 상기 기지국(800)으로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 없는 경우, 상기 중계국 1(810)은 (i+1)번째 프레임(843) 동안 상기 데이터를 중계국 2(820)로 전송한다(863단계).
이때, 상기 중계국 2(820)는 상기 중계국 1(810)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생하지 않으면, 상기 중계국 2(820)는 (i+2)번째 프레임(848) 동안 상기 데이터를 상기 단말(830)로 전송한다(868단계).
이때, 상기 단말(830)은 상기 중계국 2(820)로부터 제공받은 데이터의 오류 발생 여부를 확인한다. 만일 상기 데이터에 오류가 발생한 경우(867단계), 상기 단말(830)은 (i+3)번째 프레임(847) 동안 상기 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 중계국 2(820)로 전송한다(869단계).
상기 중계국 2(820)는 상기 (i+3)번째 프레임(847) 동안 상기 단말(830)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 (i+2)번째 프레임(845) 동안 상기 단말(830)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다.
이후, 상기 중계국 2(820)는 상기 단말(830)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+4)번째 프레임(849) 동안 상기 중계국 1(810)로 전송한다(871단계). 이때, 상기 NACK 메시지는 상기 단말(830)에서 데이터에 오류가 발생하였음을 알리는 정보를 포함한다.
상기 중계국 1(810)은 상기 중계국 2(820)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 (i+1)번째 프레임(843) 동안 상기 중계국 2(820)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다. 또한, 상기 중계국 1(810)은 상기 NACK 메시지에 포함된 정보에 따라 상기 NACK 메시지가 상기 단말(830)에서 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지인 것을 인식한다.
이후, 상기 중계국 1(810)은 상기 중계국 2(820)로부터 제공받은 NACK 메시지를 (i+5)번째 프레임(851) 동안 상기 기지국(800)으로 전송한다(873단계). 이때, 상기 NACK 메시지는 상기 단말(830)에서 데이터에 오류가 발생하였음을 알리는 정보를 포함한다.
상기 기지국(800)은 상기 중계국 1(810)로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 i번째 프레임(841) 동안 상기 중계국 1(810)로 전송한 데이터에 대한 NACK 메시지임을 인식한다. 또한, 상기 기지국(800)은 상기 NACK 메시지에 포함된 정보에 따라 상기 NACK 메시지가 상기 단말(830)에서 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지인 것을 인식한다.
따라서, 상기 기지국(800)은 (i+6)번째 프레임(853) 동안 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 재전송하기 위한 스케줄링 정보를 상기 중계국 1(810)로 전송한다(875단계).
상기 중계국 1(810)은 상기 기지국(800)로부터 수신되는 스케줄링 정보를 (i+7)번째 프레임(855) 동안 상기 중계국 2(820)로 전송한다(877단계).
상기 중계국 2(820)는 상기 중계국 1(810)로부터 스케줄링 정보가 수신되면, 상기 단말(830)로부터 제공받은 NACK 메시지에 대한 데이터를 (i+8)번째 프레임(857) 동안 상기 단말(830)로 재전송한다(879단계).
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템의 하위 노드들은 비동기적으로 제어메시지를 상위 노드로 전송한다. 즉, 상기 하위 노드들은 상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 제어 메시지를 전송한다. 따라서, 상기 하위 노드들은 사위 노드로 전송하는 제어메시지에 대한 추가 정보를 구성하여 상기 제어 메시지와 함께 상위 노드로 전송한다. 만일, 하위 노드들이 NACK 메시지뿐만 아니라 ACK 메시지도 비동기식으로 전송하는 경우, 상기 하위 노드들은 ACK 메시지에 대한 추가 정보를 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보와 동일한 형태로 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 추가 정보들은 자신이 NACK 메시지의 추가 정보인지 ACK 메시지의 추가 정보인지를 나타내는 정보를 포함한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 비동기식 재전송 방식을 사용하는 경우, 중계국의 동작 방법에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시 스템에서 비동기식으로 ARQ를 수행하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 상기 중계국은 901단계에서 상위 노드(기지국 또는 상위 중계국)로부터 데이터가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 데이터가 수신되면, 상기 중계국은 903단계로 진행하여 상기 데이터의 오류 발생 여부를 판단한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 데이터의 에러체크코드(CRC : Cyclic Redundancy Check)를 이용하여 오류 발생 여부를 판단한다.
만일, 상기 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 중계국은 911단계로 진행하여 상기 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지를 상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 상위 노드로 전송한다. 따라서, 상기 중계국은 상기 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 상기 상위 노드로 전송한다. 여기서, 상기 추가 정보는 상기 중계국의 고유식별자 정보와 상기 NACK 메시지가 어떤 데이터에 대한 신호인지를 나타내기 위한 데이터의 고유식별자 정보를 포함한다. 만일, HARQ 방식을 사용하는 경우, 상기 추가 정보는 부분 데이터의 고유 식별자 정보를 추가적으로 포함해야한다.
이후, 상기 중계국은 상기 901단계로 되돌아가 상기 상위 노드로부터 상기 오류가 발생한 데이터가 재전송되는지 확인한다.
한편, 상기 903단계에서 데이터에 오류가 발생하지 않는 경우, 상기 중계국은 905단계로 진행하여 상기 데이터를 하위 노드(예 : 하위 중계국 또는 단말)로 전송한다.
이후, 상기 중계국은 907단계로 진행하여 상기 하위 노드로부터 ACK 메시지가 수신되는지 확인한다.
상기 하위 노드로부터 NACK 메시지가 수신되면, 상기 중계국은 915단계로 진행하여 상기 하위 노드로부터 제공받은 NACK 메시지를 상기 상위 노드로 전송한다. 만일, 상기 하위 노드로부터 약속되지 않은 시점에 NACK 메시지가 수신되는 경우, 상기 중계국은 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 통해 상기 NACK 메시지를 전송한 하위 노드와 오류가 발생한 데이터 정보를 확인할 수 있다. 이때, 상기 중계국은 상기 하위 노드로부터 제공받은 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 상기 상위 노드로 전송한다.
상기 상위 노드로 NACK 메시지를 전송한 후, 상기 중계국은 913단계로 진행하여 상기 상위 노드로부터 재전송 스케줄링 정보를 수신받는다.
이후, 상기 중계국은 상기 905단계로 되돌아가 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 NACK 메시지의 추가 정보를 통해 확인한 오류가 발생한 데이터를 상기 NACK 메시지를 전송한 하위 노드로 재전송한다. 다른 실시 예로 상기 중계국은 상기 NACK 메시지를 전송한 하위 노드로 상기 재전송 스케줄링 정보를 전송할 수도 있다. 즉, 상기 하위 노드로부터 제공받은 NACK 메시지가 상기 하위 노드에 연결된 다른 하위 노드에서 데이터에 오류가 발생한 것을 나타내는 경우, 상기 중계국은 상기 재전송 스케줄링 정보를 상기 하위 노드로 전송한다.
한편, 상기 907단계에서 하위 노드로부터 ACK 메시지가 수신되면, 상기 중계국은 909단계로 진행하여 상기 하위 노드로 제공받은 ACK 메시지를 상기 상위 노드로 전송한다.
이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 비동기식 재전송 방식을 수행하기 위한 중계국의 블록구성에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 블록 구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서 송신부(1000)와 수신부(1020)는 서로 다른 안테나를 사용하는 것으로 가정하여 설명하지만 상기 송신부(1000)와 수신부(1020)는 하나의 안테나를 사용할 수도 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 송신부(1000), 수신부(1020) 및 상기 송신부(1000)와 수신부(1020)가 공유하는 ARQ 제어부(1040), ARQ 상태부(1050), ARQ 타이머(1060), 채널 추정기(1070)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 송신부(1000)는 데이터 생성부(1001), 채널 부호기(1003), CRC생성기(1005), 변조기(1007), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산기(1009) 및 RF 처리기(1011)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터 생성부(1001)는 데이터 큐(1013)에 저장된 데이터와 메시지 생성기(1017)에서 생성한 제어 메시지를 SDU(Service Data Unit)생성기(1015)에서 모아 물리계층 전송을 위한 하나의 데이터를 생성한다. 여기서, 상기 메시지 생성기(1017)는 상기 수신부(1020)를 통해 수신받은 데이터에 오류가 없으면 ACK 제어 메시지를 생성한다. 반면에 상기 메시지 생성기(1017)는 상기 데이터에 오류가 발생한 경우, NACK 메시지를 생성한다. 또한, 상기 메시지 생성기(1017)는 상위 노드에서 상기 NACK 메시지가 어떤 노드로부터 수신되는지 또한 어떤 데이터에 대한 NACK 메시지인지를 알 수 있도록 상기 NACK 메시지에 대한 추가적인 정보를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성기(1017)는 중계국의 고유식별자 정보와 상기 NACK 메시지가 어떤 데이터에 대한 신호인지를 나타내기 위한 데이터의 고유식별자 정보를 포함하는 추가 정보를 생성한다. 만일, HARQ 방식을 사용하는 경우, 상기 메시지 생성부(1017)는 상기 추가 정보에 부분 데이터의 고유 식별자 정보를 추가적으로 포함시킨다.
상기 채널 부호기(1003)는 상기 데이터 생성부(1001)로부터 제공받은 데이터를 해당 변조 수준(예 : MCS(Modualtion and Coding Scheme)레벨)에 따라 부호화한다. 상기 CRC 생성기(1005)는 에러 검출 코드를 생성하여 상기 채널 부호기(1003)로부터 제공받은 데이터에 추가하여 출력한다.
상기 변조기(1007)는 상기 CRC 생성기(1005)로부터 제공받은 데이터를 해당 변조 수준(예 : MCS레벨)에 따라 변조하여 출력한다.
상기 IFFT연산기(1009)는 상기 변조기(1007)로부터 제공받은 주파수 영역 데이터를 역 고속 푸리에 변환하여 시간 영역 신호로 변환한다.
상기 RF처리기(1011)는 상기 IFFT연산기(1009)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변환하여 안테나를 통해 상위 노드 또한 하위 노드로 출력한다.
다음으로 상기 수신부(1020)는 RF처리기(1021), FFT(Fast Fourier Transform)연산기(1023), 복조기(1025), CRC제거기(1027), 채널 복호기(1029) 및 데이터 처리부(1031)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기(1021)는 상기 상위 노드 또는 하위 노드로부터 안테나를 통해 수신받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 주파수 하향변환하여 출력한다.
상기 FFT연산기(1023)는 상기 RF처리기(1021)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
상기 복조기(1025)는 상기 FFT연산기(1023)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조하여 출력한다. 이때, 상기 복조기(1025)는 상기 복조된 신호를 상기 CRC제거기(1027)와 상기 채널 추정기(1070)로 출력한다.
상기 CRC 제거기(1027)는 상기 복조기(1025)로부터 제공받은 신호의 에러 검출코드를 확인하여 상기 신호의 오류 발생 여부를 판단한다. 이때, 상기 CRC제거기(1027)는 상기 복조기(1025)로부터 제공받은 신호에서 상기 에러 검출코드를 제거한다.
상기 채널 복호기(1029)는 상기 CRC 제거기(1027)로부터 제공받은 오류가 없는 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호하여 출력한다.
상기 데이터 처리부(1031)의 SDU 처리기(1035)는 상기 채널 복호기(1029)로부터 제공받은 물리 계층 신호에서 데이터와 제어 메시지를 분리한다. 이후, 상기 SDU처리기(1035)는 상기 데이터를 제 2 데이터 큐(1037)로 제공하여 저장하고, 상기 제어 메시지는 상기 메시지 처리기(1033)로 제공하여 복호하여 확인한다. 여기서, 상기 제 1 데이터 큐(1013)와 제 2 데이터 큐(1027)는 동일한 데이터 큐일 수 도 있다.
상기 메시지 처리부(1033)는 상기 하위 노드로부터 NACK 제어 메시지가 수신되면 상기 ARQ제어기(1040)로 상기 NACK 제어 메시지 수신을 알린다. 또한 상기 메시지 처리부(1033)는 상기 하위 노드로부터 수신되는 NACK 제어 메시지의 추가 정보를 이용하여 상기 NACK 제어 메시지를 전송한 하위 노드가 어떤 노드이고 상기 NACK 제어 메시지가 어떤 데이터에 대한 NACK 제어 메시지인지를 확인한다.
상기 ARQ 상태부(1050)는 재전송된 데이터에 대한 ARQ 상태를 관리한다. 상기 ARQ 타이머(1060)는 상기 중계국의 재전송을 위한 유효시간(life time)을 관리한다.
상기 ARQ 제어기(1040)는 상기 ARQ상태부(1050) 및 상기 ARQ 타이머(1543)와 연동하여 상기 중계국의 ARQ에 전반적인 동작을 제어한다. 이때, 상기 ARQ제어기(1040)는 상기 송신부(1000)의 데이터 생성부(1001), 채널 부호기(1003) 및 CRC 생성기(1005)와 통신하면서 상기 재전송을 제어한다. 예를 들어, 상기 수신부(1020)를 통해 상기 하위 노드로부터 재전송 요청이 수신되면, 상기 ARQ제어기(1040)는 상기 송신부(1000)를 제어하여 상기 재전송 요청 신호를 상위 노드로 전송하도록 제어한다. 또한, 상기 상위 노드로부터 재전송 스케줄링 정보가 수신되면, 상기 ARQ제어기(1040)는 상기 데이터 큐(1013)에 저장된 상기 상위 노드로부터 제공받은 데이터를 채널 상태에 따라 부호하고, 에러검출 코드를 삽입하여 상기 재전송을 요청한 하위 노드로 재전송되도록 제어한다.
또한, 상기 ARQ 제어기(1040)는 상기 수신부(1020)의 상기 데이터 처리 부(1031), 채널 복호기(1029) 및 CRC 제거기(1027)와 통신하면서 상기 재전송을 제어한다. 예를 들어, 상기 CRC 제거기(1027)에서 수신 데이터에 오류가 발생한 경우, 상기 ARQ제어기(1040)는 상기 기지국으로 전송하기 위한 NACK 제어 메시지를 생성하도록 상기 메시지 생성기(1017)를 제어한다.
또한, 상기 ARQ 제어기(1040)는 상기 재전송 절차를 수행 중 상기 ARQ 타이머(1060)로부터 유효시간 종료 메시지를 제공받으면 상기 재전송 절차를 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 비동기식으로 재전송을 수행함으로써, 동기식 재전송 방식에서 발생하는 재전송 지연시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (30)

  1. 중계방식을 사용하는 무선통신시스템의 중계국에서 재전송 방법에 있어서,
    상위 노드로부터 수신되는 데이터의 오류 발생 여부를 확인하는 과정과,
    상기 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 과정을 포함하고,
    상기 메시지를 생성하는 과정은, 제어 메시지 또는 헤더의 형태로 구성된 상기 데이터의 오류 발생 여부를 나타내는 메시지를 생성하고, 상기 헤더는, 오류가 발생하지 않은 적어도 하나의 데이터들에 대한 ACK 정보와 오류가 발생한 적어도 하나의 데이터들에 대한 NACK 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메시지를 생성하는 과정은,
    제어 메시지 형태로 구성된 메시지를 생성하는 경우, 오류가 발생하지 않은 데이터에 대한 ACK 메시지와 상기 ACK 메시지에 대한 추가 정보를 포함하는 ACK 타입 제어 메시지와 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 포함하는 NACK 타입 제어 메시지 중 적어도 하나를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 메시지는, 상기 중계국의 고유식별자 정보, 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 고유식별자 정보, 상기 데이터가 부분 데이터인 경우, 상기 부분 데이터의 고유 식별자 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 메시지는, 상기 중계국의 연결 식별자(CID : Connection IDendifier) 정보, 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 BSN(Block Sequence Number)정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 메시지는, 물리 계층 재전송이 이루어지는 경우, 상기 중계국의 연결 식별자 또는 RCID(Reduced CID), 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 ACID(HARQ Channel ID) 또는 상기 ACID의 부분 데이터의 SPID(Sub Packet ID) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 헤더는, 상기 중계국의 식별자 정보, 상기 상위 노드로부터 제공받은 적어도 하나의 데이터들에 대한 오류 발생 여부 정보, 상기 오류 발생 여부 정보의 반복 여부 및 반복 횟수 정보 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 헤더는, 상기 상위 노드로부터 제공받은 데이터들에 대한 오류 발생 여부 정보를 비트맵으로 구성하여 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 헤더는, 상기 상위 노드로부터 제공받은 하향링크 맵에 포함된 데이터들의 순서에 따라 상기 데이터들의 오류 발생 여부를 나타내는 비트맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 상위 노드로부터 수신되는 데이터에 오류가 발생하지 않은 경우, 상기 데이터를 하위 노드로 전송하는 과정과,
    상기 하위 노드로부터 ACK 메시지가 수신되는 경우, 상기 ACK 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 ACK 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 과정은,
    상기 ACK 메시지를 상기 상위 노드와 약속된 시점에 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 하위 노드로부터 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보 중 적어도 하나가 수신되는 경우, 상기 NACK 메시지에 대한 데이터를 확인하는 과정과,
    상기 확인한 데이터에 대한 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보 중 적어도 하나를 상기 상위 노드로 전송하는 과정과,
    상기 상위 노드로부터 재전송 스케줄링 정보를 수신되는 경우, 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 확인한 데이터를 상기 하위 노드로 재전송하거나, 상기 스케줄링 정보를 상기 하위 노드로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 하위 노드는, 하위 중계국 또는 단말인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템의 중계국 장치에 있어서,
    상위 노드로부터 데이터를 수신받는 수신부와,
    상기 수신된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 검사부와,
    상기 데이터의 오류 발생 여부 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부와,
    상기 상위 노드와 약속되지 않은 시점에 상기 메시지를 상기 상위 노드로 전송하는 송신부를 포함하고,
    상기 메시지 생성부는, 제어 메시지 또는 헤더의 형태로 상기 데이터의 오류 발생 여부를 포함하는 메시지를 생성하고, 오류가 발생하지 않은 적어도 하나의 데이터들에 대한 ACK 정보와 오류가 발생한 적어도 하나의 데이터들에 대한 NACK 정보를 포함하는 상기 헤더 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 메시지를 제어 메시지의 형태로 구성하는 경우, 오류가 발생하지 않은 데이터에 대한 ACK 메시지와 상기 ACK 메시지에 대한 추가 정보를 포함하는 ACK 타입 제어 메시지 또는 오류가 발생한 데이터에 대한 NACK 메시지와 상기 NACK 메시지에 대한 추가 정보를 포함하는 NACK 타입 제어메시지 중 적어도 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 중계국의 고유식별자 정보, 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 고유식별자 정보, 상기 데이터가 부분 데이터인 경우, 상기 부분 데이터의 고유 식별자 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제어 메시지 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 중계국의 연결 식별자(CID : Connection IDendifier) 정보, 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 BSN(Block Sequence Number)정보 중 적어도 하나를 포함하는 제어 메시지 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 물리 계층 재전송이 이루어지는 경우, 상기 중계국의 연결 식별자 또는 RCID(Reduced CID), 오류 발생 여부를 나타내는 데이터의 ACID(HARQ Channel ID) 또는 상기 ACID의 부분 데이터의 SPID(Sub Packet ID) 중 적어도 하나를 포함하는 제어 메시지 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 삭제
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 중계국의 식별자 정보, 상기 상위 노드로부터 제공받은 적어도 하나의 데이터들에 대한 오류 발생 여부 정보, 상기 오류 발생 여부 정보의 반복 여부 및 반복 횟수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 헤더 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 16항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 상위 노드로부터 제공받은 데이터들에 대한 오류 발생 여부 정보를 비트맵으로 구성하여 포함하는 헤더 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는, 상기 상위 노드로부터 제공받은 하향링크 맵에 포함된 데이터들의 순서에 따라 상기 데이터들의 오류 발생 여부를 나타내는 비트맵을 포함하는 헤더 형태의 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 16항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 상위 노드로부터 제공받은 데이터에 오류가 발생하지 않는 경우, 상기 데이터를 하위 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 하위 노드는, 하위 중계국 또는 단말인 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 16항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 삭제
  30. 삭제
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