KR20060026813A - 향상된 상향링크 전용채널을 지원하는 이동통신시스템에서 자동 재전송 요구 제어정보의 결정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향상된 상향링크 전용 전송채널(E-DCH)이 사용되는 경우에 있어서 E-DCH HARQ 관련 제어정보인 RV 파라미터에 대한 구체적인 결정방법 및 장치를 제안한다. 패킷 데이터 서비스를 위해 복합 자동 재전송 요구를 지원하는 이동통신 시스템은, 패킷 데이터의 최초 전송과 재전송들을 구분하기 위한 리던던시 버전(RV) 파라미터를 결정하기 위하여, 패킷 데이터의 재전송 회수를 나타내는 재전송 번호와, 상기 패킷 데이터의 전송 형식 정보를 획득하고, 미리 정해지는 복수의 RV 파라미터 집합들 중 상기 전송 형식 정보에 해당하는 RV 파라미터 집합을 선택하며, 상기 선택된 RV 파라미터 집합에서 상기 재전송 번호와 상기 선택된 RV 파라미터 집합에 대해 미리 정해지는 최대 RV 개수에 따른 RV 파라미터를 결정한다. 이러한 본 발명은, HARQ의 이득을 최대로 얻을 수 있고, 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트 별로 RV를 설정할 수 있다.

WCDMA, E-DCH, HARQ, Redundancy Version, 자가 디코딩 가능, 자가 디코딩 불가능, Incremental Redundancy, Chase combining

Description

향상된 상향링크 전용채널을 지원하는 이동통신 시스템에서 자동 재전송 요구 제어정보의 결정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE DETERMINATION OF THE HARQ CONTROL INFORMATION IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR ENHANCED UPLINK DEDICATED CHANNEL}

도 1은 일반적인 E-DCH를 통한 송수신 절차를 나타낸 메시지 흐름도

도 2는 본 발명이 제안하는 RV 결정 방법에 따른 단말의 흐름도를 나타낸 도면

도 3은 본 발명이 제안하는 RV 결정 방법에 따른 기지국의 흐름도를 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 송신장치를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 수신장치를 나타낸 도면

본 발명은 셀룰러 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 복합 자동 재전송(Hybrid Automatic Repeat Request: HARQ)을 위한 제어 정보를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭함)을 사용하는 제3 세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다.

특히 UMTS 시스템에서는 사용자 단말(User Equipment: UE)로부터 기지국(Base Station: BS, Node B)으로의 역방향, 즉 상향링크(Uplink: UL) 통신에 있어서 패킷 전송의 성능을 좀더 향상시킬 수 있도록 향상된 상향링크 전용채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: 이하 EUDCH 또는 E-DCH라 칭함)이라는 전송채널을 사용한다. E-DCH는 보다 안정된 고속의 데이터 전송을 지원하기 위하여, 적응적 변조/부호화(Adaptive Modulation and Coding: AMC), 복합 자동 재전송 요구(Hybrid Automatic Retransmission Request: HARQ), 짧은 TTI(Shorter Transmission Time Interval) 크기, 기지국 제어 스케쥴링 등의 기술 등을 지원한다.

AMC는 기지국과 단말기 사이의 채널 상태에 따라 데이터 채널의 변조방식과 코딩방식을 결정해서, 자원의 사용효율을 높여주는 기술이다. 변조방식과 코딩방식의 조합은 MCS(Modulation and Coding Scheme)라고 하며, 지원 가능한 변조 방식과 코딩 방식에 따라서 여러 가지 MCS 레벨의 정의가 가능하다. AMC는 MCS의 레벨을 단말과 기지국 사이의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정해서, 자원의 사용효율을 높여준다.

HARQ는 초기에 전송된 데이터 패킷에 오류가 발생했을 경우 상기 오류 패킷을 보상해 주기 위해 패킷을 재전송하는 기법을 의미한다. 짧은 TTI 크기는, 현재 Rel5의 최소 TTI인 10ms 보다 작은 TTI를 허용함으로써 재전송 지연시간을 줄여주고 결과적으로 높은 시스템 성능을 가능하게 한다.

기지국 제어 스케쥴링은, E-DCH를 이용하여 데이터를 전송하는 경우 상향 데이터의 전송 여부 및 가능한 데이터 레이트의 상한치 등을 기지국에 의해 결정하고, 상기 결정된 정보를 스케쥴링 명령으로서 단말로 전송하면, 단말이 상기 스케쥴링 명령을 참조하여 가능한 상향링크 E-DCH의 데이터 전송율을 결정하여 전송하는 방식을 의미한다.

상기 기지국 제어 스케쥴링은 시스템 전체의 성능을 높이기 위해 기지국의 측정 잡음증가(Noise Rise 또는 Rise over thermal: RoT, 이하 RoT) 값이 목표 값을 넘지 않도록 하면서 기지국에서 멀리 있는 단말들에게는 낮은 데이터 전송률을 할당하고, 가까이 있는 단말들에게는 높은 데이터 전송률을 할당하는 방식으로 수행된다. RoT는 기지국이 상향 링크에서 사용하는 무선자원을 나타내며, 하기 <수학식 1>과 같이 정의된다.

RoT = I₀ / N₀

상기에서 I₀은 기지국의 전체 수신 대역에 대한 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density)로서 기지국이 수신하는 전체 상향링크 신호의 양을 나타낸다. N₀은 기지국의 열잡음 전력 스펙트럼 밀도이다. 따라서, 허용되는 최대 RoT는 기지국이 상향 링크에서 사용할 수 있는 전체 무선자원이 된다. 기지국의 전체 RoT는 셀간 간섭, 음성 트래픽 그리고 E-DCH 트래픽의 합으로 나타내어진다. 기지국 제어 스케쥴링을 사용한다면 여러 단말들이 동시에 높은 데이터 전송율의 패킷을 전송하는 현상을 방지할 수 있어서 수신 RoT를 목표(target) RoT로 유지하여 수신 성능을 항상 보장할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 E-DCH를 통한 송수신 절차를 나타낸 흐름도이다. 여기서 단말은 E-DCH를 송신하며, 기지국은 상기 단말에 대해 기지국 스케줄링을 수행한다.

도 1을 참조하면, 상기 기지국과 단말은 과정(102)에서 E-DCH의 송수신 설정을 수행한다. 상기 설정은 전용 전송 채널(dedicated transport channel)을 통한 메시지들의 전달 과정을 포함한다. 상기 E-DCH 설정이 이루어지면, 과정(104)에서 단말은 기지국에게 스케쥴링 정보를 알려준다. 상기 스케쥴링 정보로는 상향링크 채널 정보를 알 수 있는 단말 송신 전력 정보와, 단말이 송신할 수 있는 여분의 전력 정보, 또는 단말의 버퍼에 쌓여 있는 송신되어야 할 데이터들의 양이 될 수 있다.

여러 단말들로부터 상기 스케쥴링 정보를 수신한 기지국은 과정(106)에서 여러 단말들의 스케쥴링 정보를 모니터링 하면서 각 단말들을 스케쥴링한다. 기지국이 상기 단말에게 상향링크 패킷 전송을 허용하려고 결정한 경우 기지국은 단말에게 과정(108)과 같이 스케쥴링 할당 정보를 포함하는 스케쥴링 명령을 전송한다. 상기 스케쥴링 할당 정보에는 허용된 데이터 레이트와 허용 타이밍, 또는 이전 데이터 레이트에 대한 증가/유지/감소 정보 등이 포함될 수 있다. 상기 단말은 상기 스케쥴링 할당 정보를 이용하여 과정(110)에서 보이는 바와 같이 역방향으로 전송할 E-DCH의 전송 형식(E-DCH Transport Format: E-TF)을 결정하고, 과정(112) 및 과정(114)에서 상기 E-TF 정보를 E-DCH 패킷 데이터와 함께 기지국으로 전송한다.

기지국은 과정(116)에서 보이는 바와 같이 상기 E-TF 정보와 상기 E-DCH 패킷 데이터에서 오류가 있는지 판단하여, 둘 중 하나라도 오류가 있을 경우 NACK 정보를, 모두 오류가 없을 경우는 ACK 정보를 과정(118)에 나타낸 바와 같이 ACK/NACK 채널을 통해 단말에게 전송한다. 상기 과정(118)에서 ACK 정보가 전송되는 경우는 상기 E-DCH 데이터에 대한 전송이 종료되어 새로운 정보를 E-DCH를 보낼 수 있게 되며, 반면, 상기 과정(118)에서 NACK 정보가 전송되는 경우는 상기 단말은 이전 시점에 E-DCH를 통해 전송한 패킷 데이터를 E-DCH를 통해 재전송 한다.

HARQ 방식을 좀 더 자세히 설명하면 아래와 같다. 수신측은 오류가 발생한 데이터를 일시적으로 저장하였다가 상기 데이터의 재전송 분과 결합해서 오류 발생 확률을 줄여 준다. 상기 결합 과정을 소프트 컴바이닝(soft combining) 이라 하며, 소프트 컴바이닝에는 앞서 언급한 바와 같이 체이스 컴바이닝(CC)과 중복분 증가 (IR) 이라는 2 가지 기법이 존재한다.

CC에서 송신측은 최초 전송과 재전송에 동일한 포맷을 사용한다. 만약 최초 전송에 m 개의 심볼들로 구성된 하나의 코딩된 블록으로 전송되었다면, 재전송에도 동일한 m 개의 심볼들이 전송된다. 즉, 최초 전송과 재전송에 동일한 코딩 레이트 (coding rate)가 적용된다. 수신측은 최초 전송된 코딩된 블록과 재전송된 코딩된 블록을 결합하고, 결합된 코딩된 블록을 이용해서 CRC 연산을 하고, 오류 발생 여부를 확인한다.

IR에서 송신측은 최초 전송과 재전송에 상이한 포맷을 사용한다. n bit의 사용자 데이터가 채널 코딩을 거쳐 m 개의 심볼들로 변환되었다면, 송신측은 최초 전송에서 상기 m 심볼들 중 일부만 전송하고, 재전송에서 순차적으로 나머지 부분들을 전송한다. 즉, 최초 전송과 재전송의 코딩 레이트가 상이하다. 수신측은 최초 전송된 코딩된 블록의 뒷부분에 재전송분 들을 붙여서, 코딩 레이트가 높은 코딩 블록을 구성한 뒤, 오류 정정(error correction)을 실행한다. IR에서 상기 최초 전송과 각각의 재전송들을 리던던시 버전(Redundancy Version : RV) 번호로 구분한다. 예를 들면 최초 전송이 RV 0, 다음 재전송이 RV 1, 그 다음 재전송이 RV 2 등으로 정의되며, 수신측은 RV 정보를 이용해서 최초 전송된 코딩된 블록과 재전송된 코딩된 블록을 올바르게 결합할 수 있다.

따라서 상기와 같이 동작하는 E-DCH를 지원하기 위해서, 단말이 전송하는 E-DCH 패킷 데이터를 기지국이 복조하는데 필요한 상기 RV를 결정함에 있어서 HARQ 이득을 최대로 획득할 수 있도록 상기 RV를 결정하는 기술을 필요로 하게 되었다.

상기한 바와 같은 요구를 충족하기 위한 본 발명의 목적은, E-DCH와 같이 HARQ가 적용되는 시스템에 있어서 데이터 레이트 또는 초기 전송 코딩 레이트 별로 최적화된 RV 파라미터 집합을 사용하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 HARQ가 적용되는 시스템에서 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트 별로 RV 파라미터를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 HARQ가 적용되는 시스템에서 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트 별로 네트워크가 단말과 기지국이 사용가능한 RV 파라미터를 설정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 바람직한 실시예는, 패킷 데이터 서비스를 위해 복합 자동 재전송 요구를 지원하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터의 최초 전송과 재전송들을 구분하기 위한 리던던시 버전(RV) 파라미터를 결정하는 방법에 있어서,

패킷 데이터의 재전송 회수를 나타내는 재전송 번호와, 상기 패킷 데이터의 전송 형식 정보를 획득하는 과정과,

미리 정해지는 복수의 RV 파라미터 집합들 중 상기 전송 형식 정보에 해당하는 RV 파라미터 집합을 선택하는 과정과,

상기 선택된 RV 파라미터 집합에서 상기 재전송 번호와 상기 선택된 RV 파라미터 집합에 대해 미리 정해지는 최대 RV 개수에 따른 RV 파라미터를 결정하는 과 정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서는 구체적으로 UMTS 통신 시스템의 향상된 상향링크 전용 채널(E-DCH)을 들어 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다. 또한 일반적으로 CC는 IR에 포함되는 하나의 특수한 경우로 생각할 수 있으므로, 본 명세서에서는 CC에 대해서 별도 언급은 하지 않도록 한다.

상기 HARQ는 재전송 버전에 따라 자가 디코딩 가능(self-decodable) 방식과 자가 디코딩 불가능(non-self-decodable) 방식으로 구분할 수 있다. 상기 자가 디코딩 가능 방식은 재전송시 최초 전송에 사용된 포맷 중 일부 정보를 동일하게 사용하는데, 이는 터보 부호(turbo code)의 시스테메틱 파트(systematic part)의 전송에 우선순위를 둠으로써 수신측에서 자체적으로 복호가 가능하도록 하기 위함이 다. 따라서 자가 디코딩 가능 방식을 사용할 경우 수신기는 이미 버퍼링되어 있는 최초 전송분과 현재 수신한 재전송분을 컴바이닝하지 않아도 수신 데이터를 복호하는 것이 가능하다는 특징을 가진다. 상기 자가 디코딩 가능 방식은 재전송시 최초 전송에 사용된 포맷 중 일부 정보를 동일하게 사용하므로, 최초 전송분과 재전송분들을 컴바이닝한 후의 유효 코딩 레이트(effective coding rate)가 상대적으로 높게 되어 소프트 컴바이닝으로 얻을 수 있는 부호 이득(coding gain)이 상대적으로 적다. 그러나 채널 상황이 안 좋아서 최초 전송분 또는 일부 재전송분을 수신하지 못하는 경우에도, 현재 수신하는 재전송분만으로 복호가 가능하다는 장점이 있다.

이와는 달리 상기 자가 디코딩 불가능 방식은 최초 전송분과 재전송분간에 상이한 포맷을 사용함으로써 잉여 정보(redundancy information)에 의한 이득을 최대로 획득하는 것을 가능하게 한다. 상기 자가 디코딩 불가능 방식은 자가 디코딩 가능 방식과는 달리 재전송분에 비시스테메틱 파트(non-systematic part)의 전송에 우선순위를 둠으로써 재전송분만으로는 수신 데이터를 복호하는 것이 어렵게 된다. 따라서 수신기는 최초 전송분과 재전송분을 컴바이닝함으로써 정상적으로 수신 데이터를 복호하는 것이 가능하다. 상기 자가 디코딩 불가능 방식은 재전송시 가급적 최초 전송에 사용되지 않은 새로운 포맷을 전송하는데 우선순위를 두므로, 최초 전송분과 재전송분들을 컴바이닝한 후의 유효 코딩 레이트(effective coding rate)가 상대적으로 낮게 되어 소프트 컴바이닝으로 얻을 수 있는 부호 이득이 상대적으로 크다. 그러나 채널 상황이 안 좋아서 최초 전송분을 수신하지 못하는 경우에는, 현재 수신하는 재전송분만으로는 복호가 어렵다는 단점이 있다.

본 발명에 따른 RV는 상기 자가 디코딩 가능/자가 디코딩 불가능 여부를 나타내는 's'와 리던던시 패턴을 나타내는 'r'로 구성된다. 상기 리던던시 패턴은 HARQ 레이트 매칭시 터보 부호로 부호화된 비트들 중에서 어느 비트를 천공 또는 반복할지를 결정하는 레이트 매칭 파라미터를 결정하는데 사용될 수 있다. 따라서 상기 리던던시 패턴이 바뀌게 되면, 터보 부호로 부호화된 비트들 중에서 천공 또는 반복되는 비트들의 위치가 달라지게 된다.

이 때, 's=1'이면 시스테메틱 파트 전송에 우선순위를 두는 자가 디코딩 가능 방식을, 's=0'이면 비시스테메틱 파트 전송에 우선순위를 두는 자가 디코딩 불가능 방식을 나타낸다. 하기 <표 1>은 s와 r로 구성할 수 있는 RV의 일 예를 나타낸다.

RV	s	r
0	1	0
1	0	0
2	1	1
3	0	1
4	1	2
5	0	2
6	1	3
7	0	3

예를 들어 상기 <표 1>에서 'RV=4'일때 's=1'이므로 자가 디코딩 가능 하고, 'r=2' 이므로 2번째 리던던시 패턴을 사용함을 의미한다. 따라서 HARQ의 매 전송분마다 적용된 RV 정보를 수신측에서 정확히 알아야 데이터의 복호가 가능하다.

한편, 상기 HARQ가 동작하기 위해서는, 만족해야 하는 다음과 같은 필요조건들이 있다.

[조건 1] 초기 전송분에 대해서는 항상 자가 디코딩 가능 방식이 적용되어야 한다. 이로써 초기전송분 만으로 복호가 가능하게 하고, 또한 자가 디코딩 불가능 방식이 적용된 재전송분과의 소프트 컴바이닝시에 복호가 가능하도록 한다.

[조건 2] 데이터 레이트가 낮거나 또는 초기전송 코딩 레이트가 낮은 경우에는 오직 자가 디코딩 가능 방식만이 적용되어야 한다. 이는 상기 낮은 데이터 레이트 또는 낮은 초기전송 코딩 레이트가 적용되는 경우에는 자가 디코딩 불가능 방식으로 얻을 수 있는 이득이 미미하기 때문이다. 특히 소프트 핸드오버 영역에서와 같이 채널환경이 좋지 않은 경우에 상기와 같은 낮은 데이터 레이트 또는 낮은 초기전송 코딩 레이트가 적용 될 수 있는데, 이 경우 초기전송을 수신하지 못했을 때 재전송분만으로 복호가 가능하게 하기 위해 자가 디코딩 가능 방식만을 고려할 필요가 있다.

[조건 3] HARQ 의 매 전송시점마다 RV 는 최적화된 값을 가져야 한다. 즉, 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트에 따라서 소프트 컴바이닝 이득을 최대화할 수 있는 RV 파라미터를 정의해야 한다.

[조건 4] 네트워크로 하여금 필요에 따라 RV의 개수를 설정할 수 있도록 한다. 즉, 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트, 또는 기타 필요에 따라서 사용 가능한 RV의 개수 또는 집합을 네트워크가 설정 가능하도록 한다.

본 발명은 상기와 같은 조건들을 만족시키면서 HARQ의 RV 정보를 송신측과 수신측이 동일한 규칙에 의해 각각 생성 또는 판단하도록 하고, 전송하고자 하는 패킷 데이터의 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트에 따라서 RV 파라미터 집 합을 다르게 정의하고자 한다.

하기에 본 발명의 전체적인 개념을 설명하고자 한다.

RV 값은 단말이 전송하고자 하는 패킷 데이터의 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트에 따라서 최적화된 집합을 갖도록 함으로써 HARQ의 소프트 컴바이닝에 의한 이득을 최대화 하도록 한다. 즉, 데이터 레이트가 낮거나 초기 전송 코딩 레이트가 낮은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에 RV는 자가 디코딩 가능 방식만 가능하도록 함으로써(즉, 's=1'), 상기 [조건 1], [조건 2]를 만족하도록 한다. 이 때, 'r' 은 상기 's=1'인 조건하에서 소프트 컴바이닝 이득이 최대가 되는 값들로 정한다. 상기와 같이 정해진 's'와 'r'로 구성되는 RV를 'RV 파라미터 집합 1'이라고 한다. 따라서 'RV 파라미터 집합 1'은 오직 자가 디코딩 가능 방식이 가능한 RV 파라미터의 최적화 집합을 나타낸다.

한편, 데이터 레이트가 높거나 초기 전송 코딩 레이트가 높은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에 RV는 자가 디코딩 가능 방식과 자가 디코딩 불가능 방식이 모두 가능하도록 함으로써, 소프트 컴바이닝 이득이 최대가 되도록 한다. 이 때 's'는 RV가 낮은 값부터 순서대로 '0', '1', '0', '1'… 의 값을 번갈아 갖도록 하고, 상기와 같이 정해진 's' 에 대해 소프트 컴바이닝 이득이 최대가 되는 'r'을 정의한다. 상기와 같이 정해진 's'와 'r'로 구성되는 RV를 'RV 파라미터 집합 2'이라고 한다. 따라서 'RV 파라미터 집합 2'는 자가 디코딩 가능 방식과 자가 디코딩 불가능 방식이 함께 가능한 RV 파라미터의 최적화 집합을 나타낸다.

상기와 같이 정해진 'RV 파라미터 집합 1'과 'RV 파라미터 집합 2'는 단말기 와 기지국 사이에 사전에 공통으로 알 수 있도록 한다. 상기와 같이 정의된 'RV 파라미터 집합 1'에 대해 RV 값은 다음 [수학식 2]에 의해 결정되고, 상기와 같이 정의된 'RV 파라미터 집합 2'에 대해 RV 값은 다음 [수학식 3]에 의해 결정된다.

상기 <수학식 2> 및 <수학식 3>에서 'mod' 연산은 'x mod y'인 경우 x를 y로 나눈 나머지를 의미한다. RSN(Retransmission Sequence Number: RSN)은 재전송 번호를 나타내는 값으로 재전송시마다 '1'씩 증가하고, 초기전송인 경우에는 '0'으로 설정되는 값을 나타낸다. 즉 상기 RSN은, 초기전송일 경우 '0', 그 다음 재전송일 경우 '1', 또 그 다음 재전송일 경우에는 '2' 등이 된다.

RV_allowed_max_low는 'RV 파라미터 집합 1' 내에서 단말한테 사용을 허가한 최대 RV 개수를 나타내고, RV_allowed_max_high는 'RV 파라미터 집합 2' 내에서 단말한테 사용을 허가한 최대 RV 개수를 나타낸다. 상기 RV_allowed_max_low 및 RV_allowed_max_high는 RNC(Radio Network Controller)가 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 단말한테 알려줄 수 있고, RNC가 NBAP(Node B Application Part: NBAP) 시그널링을 통해 기지국한테 알려 줄 수 있다. 또한 RNC가 상기 RV_allowed_max_low 및 RV_allowed_max_high 값을 시그널링 하지 않고, RNC가 허용하고자 하는 RV 파라미터로 구성되는 'RV 파라미터 집합 1의 부분집합'과 'RV 파라미터 집합 2의 부분집합'을 시그널링 하는 방법도 가능하다. 그리고 상기 RV_allowed_max_low 및 RV_allowed_max_high 값은 단말과 기지국 모두에게 고정된 값으로 정해질 수도 있다.

상기 <수학식 2> 및 <수학식 3>은 RSN을 사용하고, 'RV=0' 은 항상 자가 디코딩 가능하게 설정함으로써(즉, s=1) 초기 전송분에 대하여(즉, RSN=0) 항상 자가 디코딩 가능을 보장할 수 있다. 상기 <수학식 2>에서 RV는 0 내지 RV_allowed_max_low - 1 의 값을 갖고, 상기 수학식 3에서 RV는 0 내지 RV_allowed_max_high - 1 의 값을 갖는다.

다음으로 도 2를 참조하여, 단말이 RV 값을 결정하여 패킷 데이터를 전송하는 과정을 설명하고자 한다.

과정 200에서 단말은 기지국으로부터 ACK/NACK을 수신하여 이전 전송 패킷에 대한 ACK/NACK 여부를 판단한다. 과정 202에서 상기 기지국으로부터 수신된 ACK/NACK 정보가 ACK이면 현재 전송하고자 하는 패킷의 'RSN = 0'으로 설정하고, 상기 ACK/NACK 정보가 NACK이면 현재 전송하고자 하는 패킷의 RSN을 이전 값보다 '1' 증가 시킨다. 또한 기지국으로부터 수신한 스케쥴링 할당 정보를 참조하여 현재 전송하고자 하는 패킷의 E-TF를 결정한다.

과정 204에서 단말은 상기 결정된 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트가 속하는 'RV 파라미터 집합'을 선택한다. 즉 상기 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트가 일정 값 이하로 작을 경우에는 상기 'RV 파라미터 집합 1'을 선택하고, 그렇지 않고 상기 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트가 일정 값 이상으로 큰 경우에는 상기 'RV 파라미터 집합 2'를 선택한다. 과정 206에서는 상기 과정 202에서 설정된 RSN 값과, 상기 과정 204에서 선택된 'RV 파라미터 집합', 그리고 네트워크로부터 시그널링 받은 RV_allowed_max_low 또는 RV_allowed_max_high 값을 참조하여 상기 <수학식 2> 또는 <수학식 3>을 적용하여 현재 전송하고자 하는 패킷의 RV 값을 결정한다. 과정 208에서는 상기 결정된 RV 값을 적용하여 패킷 데이터를 전송한다.

도 3은 상기 RV 결정 방법을 적용하여 전송된 패킷 데이터를 기지국이 수신하는 흐름도를 나타낸다.

과정 300에서 기지국은 단말로부터 E-TF 및 RSN 값을 수신하고, 과정 302에서는 수신한 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트에 따라 'RV 파라미터 집합'을 선택한다. 즉 상기 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트가 일정 값 이하로 작을 경우에는 상기 'RV 파라미터 집합 1'을 선택하고, 그렇지 않고 상기 E-TF에 해당하는 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트가 일정 값 이상으로 큰 경우에는 상기 'RV 파라미터 집합 2'를 선택한다.

과정 304에서는 상기 과정 300에서 수신한 RSN 값과, 상기 과정 302에서 선택된 'RV 파라미터 집합', 그리고 네트워크로부터 시그널링 받은 RV_allowed_max_low 또는 RV_allowed_max_high 값을 참조하여 상기 <수학식 2> 또는 <수학식 3>을 적용하여 현재 수신한 패킷의 RV 값을 판단한다. 과정 306에서는 상기 판단된 RV값을 적용하여 수신한 패킷 데이터를 복호한다.

다음으로 본 발명이 제안하는 RV 결정에 대한 구체적인 예를 설명한다.

본 예에서 설정 가능한 RV 개수는 최대 8개이다. 하기 <표 2>는 상기 'RV 파라미터 집합 2'를 나타내고, 하기 <표 3>은 상기 'RV 파라미터 집합 1'을 나타낸다.

RV	s	r
0	1	0
1	0	0
2	1	1
3 (=RV_allowed_max_high)	0	1
4	1	2
5	0	2
6	1	3
7	0	3

RV	s	r
0	1	0
1	1	1
2(=RV_allowed_max_low)	1	2
3	1	3

상술한 바와 같이 'RV 파라미터 집합 2'는 데이터 레이트가 높거나 초기 전송 코딩 레이트가 높은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에 적용할 RV 파라미터의 집합을 나타내고, 'RV 파라미터 집합 1'은 데이터 레이트가 낮거나 초기 전송 코딩 레이트가 낮은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에 적용할 RV 파라미터의 집합을 나타낸다. 상기 'RV 파라미터 집합 1'과 'RV 파라미터 집합 2'를 구분하는 초기 전송 코딩 레이트는 예를 들면 0.5가 될 수 있다. 상기 <표 2>에서 's'는 RV = 0 일 때 '1'을 갖도록 하고, RV가 하나씩 증가할 때마다 '0' 과 '1'을 교대로 갖는다. 'r'은 상기와 같이 정한 's'에 대하여 RV 값이 하나씩 증가할 때마다 소프트 컴바 이닝 이득이 최대가 되도록 하는 값들로 정해진다. 상기 'r'은 실험을 통해 최적값을 구할 수 있다.

상기 <표 3>에서 's'는 RV에 관계없이 항상 '1'을 갖는다. 즉, 데이터 레이트가 낮거나 초기 전송 코딩 레이트가 낮은 패킷 데이터는 항상 자가 디코딩 가능 하게 전송하도록 한다. 'r'은 상기 <표 3>에서의 정한 's'에 대하여 RV 값이 하나씩 증가할 때마다 소프트 컴바이닝 이득이 최대가 되도록 하는 값들로 정해진다. 상기한 <표 2>와 <표 3>에서 'r'은 's' 가 정해진 상태에서 최적의 값을 갖도록 설정한 것으로 가정한다.

이 때, 상기 RV_allowed_max_high 는 상기 'RV 파라미터 집합 2'에서 '3'으로 설정되고, 상기 RV_allowed_max_low 는 상기 'RV 파라미터 집합 1'에서 '2'로 설정된 것으로 가정한다. 상기 RV_allowed_max_high 와 RV_allowed_max_low는 단말과 기지국한테 각각 시그널링 되는 값이다.

먼저 단말이 데이터 레이트가 높거나 초기 전송 코딩 레이트가 높은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에는 'RV 파라미터 집합 2'를 적용하므로 상기 <표 2>를 참조한다. 초기전송에 대해(RSN=0) 상기 <수학식 3>을 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 0 mod 3 = 0' 으로서 'RV = 0'이다. 재전송에 대해(RSN=1) 상기 <수학식 3>을 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 1 mod 3 = 1' 로서 'RV=1'이다. 그 다음 재전송에 대해(RSN=2) 상기 <수학식 3>을 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 2 mod 3 = 2' 로서 'RV=2'이 된다. 그 다음 재전송에 대해(RSN=3) 마찬가지로 상기 <수학식 3>을 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 3 mod 3 = 0' 로서 'RV=0'이 된다. 따라서 RV는 0, 1, 2의 3가지 값을 갖게 된다.

한편 단말이 데이터 레이트가 낮거나 초기 전송 코딩 레이트가 낮은 패킷 데이터를 전송하고자 할 경우에는 'RV 파라미터 집합 1'을 적용하므로 상기 <표 3]>을 참조한다. 초기전송에 대해(RSN=0) 상기 <수학식 2>를 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 0 mod 2 = 0' 으로서 'RV = 0'이다. 재전송에 대해(RSN=1) 상기 <수학식 2>를 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 1 mod 2 = 1' 로서 'RV=1'이다. 그 다음 재전송에 대해(RSN=2) 상기 <수학식 2>를 적용하면, 'RV = RSN mod RV_allowed_max_high = 2 mod 2 = 0' 으로서 'RV=0'이 된다. 따라서 RV는 0과 1의 2가지 값을 갖게 된다.

다음으로 본 발명이 제안하는 RV 결정방법을 적용한 단말의 송신장치를 도 4를 참조하여 설명하고자 한다. 설명의 편의를 위해 E-DCH 이외의 채널은 생략한다.

도 4를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 스케쥴링 할당정보(402)를 수신한다. 상기 스케쥴링 할당 정보(402)는 단말한테 최대 허용 가능한 데이터 레이트의 증가/유지/감소를 지시하거나 또는 최대 허용 가능한 데이터 레이트와 전송이 허용된 타이밍 등을 포함할 수 있다. 단말의 E-DCH 전송율 결정기(404)는 상기 스케쥴링 할당 정보(402)와 E-DCH 데이터 버퍼(400)의 E-DCH 데이터 양 등을 참조하여 E-DCH 전송율을 결정한다. 상기 결정된 E-DCH 전송율은 E-DCH 전송 제어기(406)와 RV 파라미터 결정기(419)로 각각 인가된다.

RV 파라미터 결정기(419)는 기지국으로부터 수신한 ACK/NACK(417)을 판단하여 RSN을 결정하고, 상기 결정된 E-DCH 전송율로부터 'RV 파라미터 집합'을 선택하며, RNC가 단말한테 사용을 허가한 최대 RV 개수와 상기 RSN 및 상기 'RV 파라미터 집합'을 고려하여 RV 파라미터를 결정하게 된다. 상기 RV 파라미터를 결정하는 구체적인 절차는 상기 도 3의 RV 결정 방법에 따른다. 상기 RV 파라미터 결정기(419)는 E-DCH 전송 제어기(406)로 상기 RSN 값을 인가하고, 물리채널 HARQ/레이트 매칭부(412)로 상기 RV 파라미터를 인가한다.

E-DCH 전송 제어기(406)는 상기 E-DCH 전송율로부터 E-DCH 전송 포맷을 결정하여 E-DCH 패킷 전송기(408)에 인가한다. 이 때 E-DCH 전송 제어기(406)는 상기 RV 파라미터 결정기(419)로부터 받은 상기 RSN 값을 참조하여, 초기전송이면 E-DCH 데이터 버퍼(400)의 E-DCH 데이터를 전송하도록 하고, 재전송이면 이전에 보냈던 E-DCH 데이터를 재구성하여 전송하도록 E-DCH 패킷 전송기(408)를 제어한다. E-DCH 패킷 전송기(408)는 상기 E-DCH 전송 포맷에 따라 E-DCH 데이터 버퍼(400)로부터 지정된 양의 데이터를 가져온 후, 적절한 포맷의 E-DCH 패킷 데이터를 구성한다.

상기 E-DCH 패킷 데이터는 E-DCH 데이터 채널 부호화기(410)를 거쳐 부호화된 후 HARQ/레이트 매칭기(412)를 거쳐 레이트 매칭된다. 이때 HARQ/레이트 매칭기(412)는 RV 파라미터 결정기(419)로부터 인가받은 RV 파라미터를 참조하여 펑쳐링 또는 리피티션 패턴을 정해서 HARQ 동작을 수행한다. 상기 HARQ/레이트 매칭기(412)에서 생성된 데이터는 인터리빙/물리채널 매핑기(414)를 거쳐 인터리빙되고 물리채널 데이터로 매핑된다. 상기 물리채널 데이터는 채널 확산기(416)에 의해 E- DCH를 위한 물리 데이터 채널인 E-DPDCH(Enhanced dedicated physical data channel)에 할당된 채널 코드 C_{e_dpdch}에 확산된다.

상기 E-DCH 전송 제어기(406)는 상기 결정된 E-DCH 전송율로부터 E-TF를 나타내는 식별자(E-TF Identifier: 이하 E-TFI라 칭함)를 생성하고 상기 RV 파라미터 결정기(419)로부터 인가 받은 RSN 값을 참조하여 HARQ 제어정보를 생성한다. 상기 E-TFI 및 상기 HARQ 제어정보를 포함하는 E-DCH 제어정보는 E-DCH 제어정보 채널 부호화기(418)에 의해 부호화되고, 물리채널 매핑기(420)에 의해 E-DCH를 위한 물리 제어채널인 E-DPCCH(Enhanced dedicated physical control channel)의 물리채널 데이터로 매핑된 다음, 확산기(422)에 의해 상기 E-DPCCH를 위해 할당된 채널 코드 C_{e_dpcch}로 확산된다. 상기 E-DCH 제어정보는 상기 E-TFI 및 상기 HARQ 제어정보 이외에 스케쥴링을 위한 정보를 더 포함할 수 있다. 상기와 같이 생성된 E-DPDCH와 E-DPCCH의 데이터는 다중화기(424)에 의해 다중화된 후, 스크램블러(426)를 거쳐 전송된다.

다음으로 본 발명이 제안하는 RV 결정방법을 적용한 기지국의 수신장치를 도 5를 참조하여 설명하고자 한다. 설명의 편의를 위해 E-DCH 이외의 채널은 생략한다.

도 4를 참조하면, 기지국의 수신 신호는 역스크램블러(500)와 채널보상기(502)를 거쳐, 복조기(504)에 의해 I/Q-브랜치 신호들로 구분된다. E-DPCCH 및 E-DPDCH 데이터는 상기 I/Q-브랜치 신호들을, 확산기들(506, 514)에 의해 복호하고자 하는 물리채널의 채널 코드들 C_{e_dpcch}, C_{e_dpdch}로 각각 역확산 함으로써 얻을 수 있다.

물리채널 역매핑기(508)는 상기 역확산기(506)로부터 출력된 E-DPCCH 데이터를 통해 수신하고자 하는 단말의 부호화된 제어정보를 추출해 내어, E-DCH 제어정보 채널 복호기(510)로 제공한다. 상기 E-DCH 채널 복호기(510)는 상기 부호화된 제어정보를 복호하여 E-TFI와 RSN 값을 추출하고 RV 파라미터 결정기(512)로 인가한다. RV 파라미터 결정기(512)는 상기 E-TFI로부터 'RV 파라미터 집합'을 선택하고, 상기 RSN 값와 상기 단말에게 허가된 최대 RV 개수를 고려하여 RV 파라미터를 결정한다. 상기 RV 파라미터를 결정하는 구체적인 절차는 상기 도 4의 RV 결정 방법에 따른다.

상기 역확산기(514)로부터 출력된 E-DPDCH 데이터는 물리채널 역매핑 및 디인터리버(516)와, HARQ 동작을 포함하는 물리채널 HARQ/레이트 역매칭기(518)를 거쳐 E-DCH 데이터 채널 복호기(520)로 인가된다. 이때 상기 물리채널 HARQ/레이트 역매칭기(518)는 상기 E-DCH 제어정보 채널 복호기(510)로부터 인가받은 E-TFI와 RV 파라미터 결정기(512)로부터 인가받은 RV 파라미터를 참조하여 상기 레이트 역매칭을 수행한다. 상기 레이트 역매칭된 데이터는 E-DCH 데이터 채널 복호기(520)에 의해 복호되어 최종적으로 E-DCH 패킷 데이터로서 출력된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 예를 들어 본 명세서에서는 E-TFI 정보 및 HARQ 관련 정보와 스케쥴링 정보를 부호화 및 복호화하는 방법을 설명하였으나, 이러한 동작 및 구조는 다른 입력 정보에도 적용할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, E-DCH와 같이 HARQ가 적용되는 시스템에 있어서 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트 별로 최적화된 RV 파라미터 집합을 정의하여 사용하도록 한다. 또한 전송하고자 하는 패킷 데이터의 데이터 레이트 또는 초기 전송 코딩 레이트 별로 RV를 결정한다.

이를 통해 HARQ의 초기전송 데이터는 항상 자가 디코딩 가능한 성질을 보장하도록 하고, 낮은 데이터 레이트 또는 낮은 초기 전송 코딩 레이트를 갖는 패킷 데이터에 대해서 항상 자가 디코딩 가능한 성질을 보장하도록 한다. 또한 최적화된 RV 파라미터 집합을 사용함으로써 HARQ의 이득을 최대로 얻을 수 있고, 데이터 레이트 또는 초기전송 코딩 레이트 별로 네트워크가 RV를 설정할 수 있도록 한다.

Claims (7)

1. 패킷 데이터 서비스를 위해 복합 자동 재전송 요구를 지원하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터의 최초 전송과 재전송들을 구분하기 위한 리던던시 버전(RV) 파라미터를 결정하는 방법에 있어서,

   패킷 데이터의 재전송 회수를 나타내는 재전송 번호와, 상기 패킷 데이터의 전송 형식 정보를 획득하는 과정과,

   미리 정해지는 복수의 RV 파라미터 집합들 중 상기 전송 형식 정보에 해당하는 RV 파라미터 집합을 선택하는 과정과,

   상기 선택된 RV 파라미터 집합에서 상기 재전송 번호와 상기 선택된 RV 파라미터 집합에 대해 미리 정해지는 최대 RV 개수에 따른 RV 파라미터를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 RV 파라미터는,

   상기 패킷 데이터의 자가 디코딩 가능 여부를 나타내는 's' 비트와, 리던던시 패턴을 나타내는 'r' 값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 'r' 값은,

   상기 's' 값에 따라 소프트 컴바이닝 이득을 최대로 하는 리던던시 패턴을 나타내는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 RV 파라미터 집합들은,

   낮은 데이터 전송율과 낮은 초기 전송 코딩 레이트를 가지는 패킷 데이터를 위한 RV 파라미터들을 포함하는 제1 RV 파라미터 집합들과,

   높은 데이터 전송율과 높은 초기 전송 코딩 레이트를 가지는 패킷 데이터를 위한 RV 파라미터들을 포함하는 제2 RV 파라미터 집합들로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 RV 파라미터 집합들은, 하기 수학식을 만족하는 RV 파라미터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

   RV = RSN mod RV_allowed_max_low

   여기서 RSN은 상기 재전송 번호이고, 상기 RV_allowed_max_low는 상기 제1 RV 파라미터 집합에 대해 정해지는 최대 RV 개수임.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 RV 파라미터 집합들은, 하기 수학식을 만족하는 RV 파라미터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

   RV = RSN mod RV_allowed_max_high

   여기서 RSN은 상기 재전송 번호이고, 상기 RV_allowed_max_high는 상기 제2 RV 파라미터 집합에 대해 정해지는 최대 RV 개수임.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 초기 전송 코딩 레이트는,

   0.5인 것을 특징으로 하는 상기 방법.

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