KR20100003578A

KR20100003578A - 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동방법

Info

Publication number: KR20100003578A
Application number: KR1020080063547A
Authority: KR
Inventors: 이진; 김용호; 공태곤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2010-01-11
Also published as: WO2010002105A2; WO2010002105A3; US8438444B2; US20110119549A1

Abstract

자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법은, 송신단의 ARQ 개체로부터 수신된 하나의 MPDU를 이용하여 복수의 코딩 블록들을 구성하고, 각각의 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송하고, 상기 코딩 블록들 중 특정 코딩 블록의 전송이 실패하면, 상기 HARQ 동작에 따른 전송을 중단하고, 상기 전송이 실패한 코딩 블록의 번호를 나타내는 오류 메시지를 상기 송신단의 ARQ 개체에 전송하며, 상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 수신하고, 상기 수신된 ARQ 블록들을 이용하여 적어도 하나의 코딩 블록을 구성하고, 구성된 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 상기 수신단에 재전송하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 예들에 의하면, HARQ와 ARQ를 동시에 동작시킬 때 HARQ 패킷 오류 정보를 ARQ 개체에 신속하게 전달하여, 오류 패킷 정보의 신속한 재전송을 가능하게 하고, 불필요하게 중복되는 데이터의 재전송을 방지하여 다양한 형태의 서비스 품질을 만족시켜줄 수 있는 효과가 있다.

Automatic Repeat reQuest, HARQ, IEEE 802.16m, HARQ coding block

Description

자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법 {Method for associating ARQ with HARQ}

본 발명은 HARQ와 ARQ의 연동에 관한 것으로, 특히, 신뢰성을 보장하면서 효과적으로 자원을 사용하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법에 관한 것이다.

도 1은 프로토콜 스택(Protocol stack) 내에서의 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit, 이하 'PDU') 와 서비스 데이터 유닛(Service Data Unit, 이하 'SDU') 사이의 관계를 도시한 것이다.

한 프로토콜 계층의 관점에서 상위로부터 전달받은 데이터 유닛은 SDU라 부르고 이를 가공하여 하위 계층으로 전달할 데이터 유닛은 PDU라고 부른다. 예를 들어, MAC 계층인 경우 인터넷 프로토콜(Internet Protocol; IP) 계층이나 수렴 부계층(Convergence Sublayer; CS)으로부터 전달받은 데이터 유닛을 MAC SDU라 하고 이를 가공하여 물리계층(PHY)으로 전달하면 이를 MAC PDU라고 한다.

도 2는 SDU를 PDU로 변환하는 방법의 예이다.

먼저, SDU를 자동 재전송 요구(Automatic Repeat reQuest; ARQ)에서 사용하는 단위인 ARQ 블록으로 나눈다. 이후 전송 상황에 따라 파쇄(fragmentation)하거 나 패킷화(packing)하여 MAC PDU를 구성한다. 도 2에서, SDU#1이 미리 약속된 ARQ 블록 크기인 패킷들(5,6,7,8,9,10,11)로 나누어진다. 블록 #11은 ARQ 블록 크기보다 작으므로 작은 형태로 남겨 졌다. MAC PDU #1은 SDU#1의 첫 번째 조각(fragment)만으로 구성되고 두 번째 MAC PDU는 SDU#1의 두 번째 조각과 SDU#2의 첫 번째 조각으로 구성된다.

도 3a 내지 도 3d는 ARQ가 동작할 때, 오류가 발생한 블록들을 어떻게 재전송하는지를 보여준다.

도 3a는 동일한 연결에 대해 MAC에 제공되는 2개의 연속적인 SDU를 나타낸다.

도 3b에서 패킷화된 PDU#2가 오류에 의해서 유실이 되면, 도 3c나 도 3d와 같이 유실된 부분을 다시 재전송하게 되는데 이때 반드시 전에 전송한 PDU와 동일한 형태를 가질 필요는 없다.

도 3c에서와 같이, 유실된 PDU #2에 포함되어 유실된 ARQ 블록들인 블록 #8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 들은 재전송 시에는 다시 정렬(Rearrangement)되어 블록 #8, 9가 PDU#3로 구성되고 블록 #10, 11, 12, 13, 14가 PDU#4로 구성될 수 있다.

도 3d에서, 재정렬이 없는 경우는 초기 전송과 동일한 ARQ 블록들로 구성된 PDU가 전송이 된다.

도 4는 ARQ 동작을 간략하게 도시한 것이다.

ARQ 재전송단위는 블록 단위로 이루어지며 한 개 이상의 블록이 재전송될 수 있다.

수신단(ARQ Rx)은 수신에 실패한 ARQ 블록들에 대해 NACK 메시지를 전송하며 송신단(ARQ Tx)은 NACK 메시지를 수신한 블록에 대해서만 재전송을 시도할 수 있다.

송신단(ARQ Tx)은 ARQ 블록별로 일련의 번호를 할당한 블록들을 전송한다(410). 수신단(ARQ Rx)은 수신한 블록의 일련번호를 검사하여 ARQ 윈도우 범위에 들고 중복된 블록이 아닌지 검사한다.

수신단(ARQ Rx)이 ARQ 블록 #1 을 제대로 수신하지 못한 경우, 수신단(ARQ Rx)은 NACK 메시지를 전송한다(420).

송신단(ARQ Tx)은 NACK 메시지를 수신한 후 ARQ_RETRY_TIMEOUT 시점까지 기다린 후 경우 해당 블록을 재전송할 수 있다(430). 각 블록마다 ARQ_BLOCK_LIFETIME을 설정하여 이 시간 이내에는 송신단에서 해당블록에 관한 상태를 관리한다. 만약 ARQ_BLOCK_LIFETIME 이 만료될 때까지 ACK/NACK 메시지(440)를 수신하지 못한 ARQ 블록에 대해 송신단 ARQ는 해당 블록을 폐기하며 더 이상 관리하지 않는다.

도 5는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 동작을 포함한 종래의 ARQ 동작을 간략하게 도시한 것이다.

송신단 HARQ 개체(HARQ Tx)는 ARQ 개체(ARQ Tx)로부터 MAC PDU(이하 'MPDU')를 수신한다. 송신단 HARQ 개체(HARQ Tx)는 하나 이상의 MPDU로 하나의 코딩 블록을 구성하고 코딩 블록마다 CRC를 붙일 수 있다. 코딩 블록은 코딩 방법에 따라 4개의 서브패킷으로 구성될 수 있다. 도 5는 증분중복(Incremental Redundancy; IR) 사용할 때, 수신단 HARQ 개체(HARQ Rx)가 각 서브패킷들을 소프트 컴바이닝(Soft Combining)함으로써 수신 성공률을 높이는 것을 보여준다.

만약 첫 번째 서브패킷을 수신하여 디코딩하였을 때 수신이 성공하였다면 ACK 메시지를 전송하고 ACK 메시지를 수신한 송신단 HARQ 개체(HARQ Tx)는 나머지 3개의 서브패킷들을 전송하는 것을 멈춘다. 도 5와 같이 첫 번째 서브패킷 수신이 실패하면 수신단 HARQ 개체(HARQ Rx)는 NACK 메시지를 전송하고 송신단 HARQ 개체(HARQ Tx)는 다음 서브패킷을 전송한다. 이 과정은 수신단 HARQ 개체(HARQ Rx)가 성공적으로 코딩 블록을 수신하거나 최대 재전송 횟수만큼의 서브 패킷들이 전송에 실패할 때까지 계속 된다.

위 과정을 반복한 후 수신단 HARQ 개체(HARQ Rx)는 수신한 코딩 블록을 ARQ 개체(ARQ Rx)로 전달한다. MAC 수준의 ARQ 개체(ARQ Rx)는 수신단 HARQ 개체(HARQ Rx)로부터 수신한 코딩 블록에서 CRC를 검토한다. 이때, 불완전한 ARQ 블록들이 있다면 송신단 HARQ 개체(HARQ Tx)로 NACK 메시지를 전송한다. 송수신 HARQ 개체들 사이에서 패킷 오류가 있는 경우, 해당 코딩 블록이 속한 ARQ 블록들에서도 패킷 수신 시에 오류가 발견된다.

도 5에서는 수신단 ARQ 개체(ARQ Rx)가 불완전한 ARQ 블록들을 수신하였으므로 ARQ NACK 메시지를 전송하고, 송신단 ARQ 개체(ARQ Tx)는 초기에 전송한 ARQ 블록들과 중복되는 MPDU를 재전송하기 위해, MPDU를 다시 구성한다.

종래의 광대역 무선접속 시스템에서 HARQ와 ARQ가 동시에 동작하는 단말의 경우, 패킷 재전송이 각각의 재전송 프로토콜 동작에 따라 독립적으로 수행된다. 따라서, ARQ 블록이 다수개의 HARQ 블록들로 나뉘어서 동작하는 경우에 HARQ 동작과 ARQ 동작의 상호 작용이 없으므로, HARQ 블록마다의 전송 실패 여부와 관계없이 HARQ 개체가 ARQ 개체로부터 전체 블록을 중복하여 수신하여야 하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 HARQ와 ARQ의 동시 동작시에 오류가 발생한 코딩 블록을 신속하게 재전송하게 하고, 불필요하게 중복되는 데이터의 재전송을 방지할 수 있는 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법은, 송신단의 ARQ 개체로부터 수신된 하나의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 이용하여 복수의 코딩 블록들을 구성하고, 각각의 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송하고, 상기 코딩 블록들 중 특정 코딩 블록의 전송이 실패하면, 상기 HARQ 동작에 따른 전송을 중단하고, 상기 전송이 실패한 코딩 블록의 번호를 나타내는 오류 메시지를 상기 송신단의 ARQ 개체에 전송하며, 상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 수신하고, 상기 수신된 ARQ 블록들을 이용하여 적어도 하나의 코딩 블록을 구성하고, 구성된 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 상기 수신단에 재전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 오류 확인 메시지를 전송하는 과정에서, 상기 수신단으로부터 상기 특정 코딩 블록에 대한 NACK 메시지가 최대 재전송 횟수 이상 수신되면, 상기 특정 코딩 블록의 전송이 실패한 것으로 판단할 수 있다.

바람직하게는, 상기 ARQ 블록들을 수신하는 과정에서, 상기 송신단의 ARQ 개체가 상기 전송에 실패한 코딩 블록의 번호 및 코딩 블록의 유닛 사이즈에 따라 상기 전송이 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 추출할 수 있다.

바람직하게는, 상기 ARQ 블록들을 수신하는 과정에서, 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들 중 어느 하나가 둘 이상의 코딩 블록에 속하는 경우, 상기 송신단의 ARQ 개체가 해당 ARQ 블록 전체를 상기 송신단의 HARQ 개체에 전달할 수 있다.

바람직하게는, 상기 ARQ 블록들을 수신하는 과정에서, 상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 속하는 ARQ 블록들만을 수신할 수 있다.

바람직하게는, 상기 ARQ 블록들을 수신하는 과정에서, 상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 속하는 ARQ 블록들 및 상기 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송되지 않은 ARQ 블록들을 수신할 수 있다.

바람직하게는, 상기 코딩 블록들은 각각 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법은, 송신단의 ARQ 개체로부터 수신된 하나의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 이용하여 복수의 코딩 블록들을 구성하고, 각각의 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송하고, 상기 HARQ 동작에 따른 전송이 종료된 후, 상기 코딩 블록들 중 특정 코딩 블록의 전송이 실패한 것으로 판단되면, 상기 전송이 실패한 코딩 블록의 번호를 나타내는 오류 메 시지를 상기 송신단의 ARQ 개체에 전송하며, 상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 수신하고, 상기 수신된 ARQ 블록들을 이용하여 적어도 하나의 코딩 블록을 구성하고, 구성된 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 상기 수신단에 재전송하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 의하면, HARQ와 ARQ를 동시에 동작시킬 때 HARQ 패킷 오류 정보를 ARQ 개체에 신속하게 전달하여, 오류 패킷 정보의 신속한 재전송을 가능하게 하고, 불필요하게 중복되는 데이터의 재전송을 방지하여 다양한 형태의 서비스 품질을 만족시켜줄 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 HARQ와 ARQ가 동시에 동작하는 단말과 기지국의 송/수신 단의 재전송 기법을 설명하기 위해 다음과 같은 MPDU와 HARQ 코딩 블록 구성을 예시한다. 1800 바이트 길이의 MPDU는 6개의 ARQ 블록 #1 ~ ARQ 블록 #6으로 구성되며, 하나의 HARQ 코딩 블록 크기는 7200 비트이다. 또한 HARQ 코딩 블록마다 CRC를 사용하여 패킷 오류 검출이 용이하게 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법의 동작 예를 도시한 것이다.

이하에서는 송수신단 HARQ 개체에서 오류로 검출된 코딩 블록 정보를 포함한 오류 메시지, 예를 들어, 로컬(Local) NACK 메시지를 송신단 ARQ 개체로 전송하여 이전에 전송된 MPDU의 오류를 신속하게 알려주는 과정을 설명한다.

ARQ 개체가 HARQ 개체에 ARQ 블록 크기를 알려 줌으로써 코딩 블록이 ARQ 블록을 정수 개 포함하도록 구성할 수 있다. 이 경우, HARQ 개체가 부분 복구한 블록을 ARQ 개체가 사용하기에 용이하다. 도 6은 한 개 이상의 ARQ 블록의 집합이 하나의 HARQ 코딩 블록의 크기와 정확하게 일치하는 경우이다.

송신단 ARQ 개체는 상위 계층(예를 들어, IP)로부터 수신한 SDU를 일정한 크기인 ARQ 블록으로 나눈다. 이후 전송 상황에 따라 파쇄하거나 패킷화하여 MPDU를 구성한다. 이러한 동작은 MAC 계층에서 일괄적으로 할 수도 있고 ARQ 기능 블록에서 수행할 수도 있다. 이렇게 구성된 MPDU를 물리 계층(Physical Layer)으로 전달한다. 물리 계층은 전달받은 MPDU를 물리 계층이 처리하는 기본 단위로 나누거나 합치게 된다. HARQ의 동작시에 이 기본 단위를 코딩 블록 유닛 크기라 부른다. HARQ 개체는 나누는 기본 단위인 코딩 블록 유닛 크기(도 6에서는 7200 비트)를 ARQ 개체에 통보한다.

송신단 HARQ 개체는 코딩 블록 유닛 크기를 기반으로 ARQ 개체로부터 받은 MPDU를 재구성한다. 이때 각 코딩 블록마다 코딩 블록 번호가 부여된다. 도 6의 예에서 MPDU는 2개의 HARQ 코딩 블록으로 재구성된다. 송신단 HARQ/물리(PHY) 개체는 채널 상황에 따른 채널코딩기법에 따라 각 코딩 블록에 대해 HARQ 서브패킷들을 생성하고, 수신단 HARQ 개체로부터 ACK 메시지를 수신할 때까지 생성된 서브패킷을 전송한다.

도 6은 HARQ가 시도 가능한 재전송 횟수가 4번으로 4개의 서브패킷을 미리 생성하는 것을 도시한다. 그러나, 재전송 시점마다 생성하는 서브패킷의 수를 변경할 수도 있다. HARQ 서브패킷의 크기는 HARQ가 사용하는 순방향에러 보정(Forward Error Correction; FEC)에 따라 결정된다.

코딩 블록 #1에 대한 첫 번째 전송이 실패한 후, 첫 번째 재전송에서는 코딩 블록 #1에 대한 서브패킷이 오류 없이 전달이 되었으므로, 송신단 HARQ 개체는 이에 대한 ACK 메시지를 수신한다.

코딩 블록 #2에 대해 최대 재전송(Maximum retransmission) 횟수 만큼 재전송을 시도하였으나 결국 전송에 실패하는 경우를 가정한다. 여기서, 최대 재전송 횟수는 최초 전송(Original transmission)을 포함하여 4번이다.

송신단 HARQ 개체는 송신단 ARQ 개체에 전송 실패한 HARQ 코딩 블록 번호와 함께 로컬 NACK 메시지를 전달한다. 통신을 개시할 때 ARQ 개체에 코딩 블록 유닛 크기를 알려 주지 않은 경우에는, 로컬 NACK과 함께 블록 유닛 크기 정보를 ARQ 개체에 전달한다.

수신단에서 성공적으로 수신한 블록 #1은 일정 시간 구간 동안 혹은 HARQ 처리(HARQ process)가 끝날 때까지 버퍼에 저장된다. 일정 시간 구간은 다수 개의 HARQ 코딩 블록으로 구성되는 하나의 HARQ 처리가 끝날 수 있는 최대 시간으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Tr * Tt * N+ a

여기서, Tr은 하나의 HARQ 코딩 블록당 최초 전송을 포함한 최대 재전송 횟수이고, Tt는 하나의 HARQ 코딩 블록을 전달하는 데 걸리는 최대 왕복 시간(Round Trip Time)이며, N은 하나의 HARQ 처리를 구성하는 HARQ 코딩 블록의 개수이다. a는 마진(margin)을 의미한다. 하나의 MPDU가 다수개의 HARQ 코딩 블록을 구성하는 경우, 하나의 MPDU를 전달하기 위한 것이 하나의 HARQ 처리라 한다.

HARQ 코딩 블록 번호 정보를 담은 로컬 NACK 메시지를 수신한 ARQ 개체는 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 추정할 수 있다.

예를 들어, HARQ 코딩 블록 #2 에 대해 로컬 NACK 메시지를 ARQ 개체에 보면, 유닛 크기가 7200 비트이므로 ARQ 블록 #4~6이 전송에 실패한 것으로 판단할 수 있다. 송신단 ARQ 개체는 재전송할 MPDU 즉, ARQ 블록 #4~6을 재구성한다. MPDU는 실패한 ARQ 블록들로만 구성될 수도 있고, HARQ 개체가 전송을 시도하지 않은 나머지 ARQ 블록들을 포함하여 구성될 수도 있다.

송신단 ARQ 개체로부터 전송 에러가 발생한 부분의 MPDU를 재전송받은 HARQ 개체는 코딩 블록 #2-1을 구성하고 수신단으로 전송한다. 이때 구성되는 코딩 블록 #2-1은 이전 전송에서 채널 코딩방법과 채널 환경에 따라 구성되었던 코딩 블록 #2와 구성이 다를 수 있다.

수신단 HARQ 개체는 재전송된 코딩 블록을 성공적으로 수신하고 ACK 메시지를 송신단에 전송한다. 수신단 HARQ 개체는 수신 성공한 HARQ 코딩 블록을 수신단 ARQ 개체에 전달한다. 이전에 수신한 디코딩 블록 #1이 수신단 HARQ 개체의 버퍼에 저장되어 있는 경우에는 디코딩 블록 #2-1과 버퍼에 저장된 코딩 블록 #1을 합쳐 MPDU를 구성한 후에 수신단 ARQ 개체로 전달한다.

수신단 ARQ 개체는 MPDU를 성공적으로 수신하고 ARQ ACK 메시지를 송신단 ARQ 개체에 전송한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법의 다른 예를 도시한 것이다.

이하에서는 송수신단 HARQ 개체에서 오류로 검출된 코딩 블록 정보를 포함한 로컬 NACK 메시지를 송신단 ARQ 개체로 전송하여 MPDU 전송 오류를 신속하게 알려주는 과정을 설명한다.

도 7은 하나 이상의 ARQ 블록 크기가 하나의 HARQ 코딩 블록 크기와 일치하지 않은 경우이다. 이하에서는 도 6의 과정과 다르게 HARQ 코딩 블록 유닛 크기를 6000 비트로 가정하므로 총 3개의 코딩 블록이 구성된다.

송신단 ARQ 개체는 상위개체(예를 들어, IP)로부터 전송받은 SDU를 일정한 크기의 ARQ 블록으로 나눈다. 이후 전송 상황에 따라 파쇄하거나 패킷화하여 MPDU를 구성한다. 이러한 동작은 MAC계층에서 일괄적으로 수행할 수도 있고 ARQ 기능 블록에서 수행할 수도 있다. 이렇게 구성된 MPDU를 물리 계층으로 전달한다. 물리계층은 전달받은 MPDU를 물리 계층이 처리하는 기본 단위로 나누거나 합치게 된다. HARQ의 동작 시에 이 기본 단위를 코딩 블록 유닛 크기라 부른다. HARQ 개체는 나누는 기본 단위인 코딩 블록 유닛 크기를 ARQ 개체에 통보한다.

송신단 HARQ 개체는 ARQ 블록 번호와 관계없이 ARQ 개체로부터 받은 MPDU를 재구성하여 HARQ 코딩 블록들을 생성한다. 이때 각 코딩 블록에 코딩 블록 번호가 부여된다. 예를 들어, ARQ 블록 #3은 HARQ 코딩 블록 #1와 #3에 포함될 수 있다. 이때, MPDU는 3개의 HARQ 코딩 블록으로 재구성된다.

송신단 HARQ/물리(PHY) 개체는 채널 상황에 따른 채널코딩기법에 따라 각 코딩 블록에 대해 서브패킷들을 생성하고, 수신단의 HARQ 개체로부터 ACK 메시지를 수신할 때까지 서브패킷을 전송한다.

도 7의 예에서, 송신단 HARQ 개체는 코딩 블록 #1, #3에 대해 수신단 HARQ 개체로부터 ACK 메시지를 전달받는다. 코딩 블록 #2에 대해서는 최대 재전송 횟수만큼 재전송을 시도하였으나 전송에 실패한 경우를 가정한다.

송신단 HARQ 개체는 전송 실패한 HARQ 코딩 블록 번호와 함께 로컬 NACK 메시지를 송신단 ARQ 개체에 전달한다. 통신을 개시할 때 ARQ 개체에 코딩 블록 유닛 크기를 알려 주지 않은 경우에는 송신단 HARQ 개체는 블록 유닛 크기 정보를 함께 송신단 ARQ 개체에 전달한다.

수신단에서 성공적으로 수신한 블록 #1은 일정 시간 구간 동안 혹은 HARQ 처리가 끝날 때까지 버퍼에 저장된다. 여기서, 일정 시간 구간은 다수개의 HARQ 코딩 블록으로 구성되는 하나의 HARQ 처리가 끝날 수 있는 최대 시간으로 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

HARQ 코딩 블록 번호 정보가 포함된 로컬 NACK 메시지를 수신한 수신단 ARQ 개체는 대응하는 ARQ 블록들을 추정하여 재전송할 MPDU(ARQ 블록 #3~5)를 재구성할 수 있다. 즉, 송신단 HARQ 개체가 HARQ 코딩 블록 #2에 대해 로컬 NACK 메시지를 송신단 ARQ 개체에 보내면, 송신단 ARQ 개체는 유닛 크기가 6000 비트이므로 ARQ 블록 #3~5에 속한 정보들의 전송이 실패하였음을 알 수 있다. ARQ 블록 #3에 속한 일부 정보는 HARQ 코딩 블록 #1에 의해 성공적으로 전송되었다고 할지라도, 송신단 HARQ 개체는 ARQ 블록 #3 전체를 재전송한다.

송신단 ARQ 개체로부터 부분 MPDU(ARQ 블록 #3~5에 해당되는 MPDU)를 다시 수신한 송신단 HARQ 개체는 코딩 블록 #2-1, #2-2를 구성하고 수신단으로 전송한다. 이때 구성되는 코딩 블록 #2-1, #2-2는 이전 전송에서 채널 코딩 방법과 채널 환경에 따라 구성되었던 코딩 블록 #2와 구성이 다를 수 있다.

수신단 HARQ 개체는 재전송된 코딩 블록을 성공적으로 수신하고 ACK 메시지를 송신단에 전송한다. 수신단 HARQ 개체에 이전에 저장된 코딩 블록 #1, #3이 있는 경우에는, 코딩 블록 #2-1, #2-2와 버퍼에 저장된 코딩 블록 #1, #3과 합쳐서 MPDU를 구성하고 수신단 ARQ 개체로 전달한다.

수신단 ARQ 개체는 송신단 ARQ 개체로부터 전송된 MPDU를 성공적으로 수신하고 ARQ ACK 메시지를 송신단 ARQ 개체에 전송한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 HARQ 처리가 완료될 때까지 모든 HARQ 코딩 블록들의 전송을 시도하는 예를 도시한 것이다.

먼저, 송신단 ARQ 개체는 MPDU를 송신단 HARQ 개체에 전달한다(810). 송신단 HARQ 개체는 MPDU를 이용하여 복수의 코딩 블록(1~4)을 생성하고, 각각의 코딩 블록을 이용하여 HARQ 처리를 위한 복수의 서브 패킷을 생성한다. 예를 들어, 코딩 블록 #1에 대해 서브패킷 1'-1, 1'-2, 1'-3, 1'-4 등의 서브패킷을 생성한다.

HARQ 처리 중에 특정 HARQ 코딩 블록에 오류가 발생하면, HARQ 처리가 완료된 후에, 송수신단의 HARQ 개체는 오류가 발생한 HARQ 코딩 블록 번호를 포함한 로컬 NACK 메시지를 송신단 ARQ 개체에 전달한다(820).

한편, 수신단 HARQ 개체는 성공적으로 수신한 코딩 블록을 수신단 ARQ 개체에 전달하면서 수신에 실패한 코딩 블록의 번호를 로컬 NACK을 통해 통지한다(830).

송신단 ARQ 개체는 오류가 발생한 부분에 해당하는 ARQ 블록들로 새로운 MPDU를 구성하여 HARQ 개체에 전달한다(840).

도 8에서, 수신단 HARQ 개체가 코딩 블록 #3을 성공적으로 수신하면, 코딩 블록 #3을 수신단 ARQ 개체에 전달하면서, 수신에 성공한 코딩 블록의 번호를 로컬 ACK을 통해 통지한다(850).

위의 과정(820-850)을 하나의 MPDU가 오류 없이 전달될 때까지 혹은 ARQ에서 정한 시간 구간이 만료될 때까지 반복한다. MPDU의 오류 여부는 MPDU에 포함된 CRC의 오류 여부로 확인일 수 있다.

수신단 ARQ 개체가 하나의 MPDU를 완전하게 수신하면, ARQ ACK를 송신단 ARQ 개체에 전송한다(860).

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 특정 코딩 블록에 오류가 발생하면, HARQ 처리를 중단하는 예를 도시한 것이다.

먼저, 송신단 ARQ 개체는 MPDU를 송신단 HARQ 개체에 전달한다(910). 송신단 HARQ 개체는 MPDU를 이용하여 복수의 코딩 블록(1~4)을 생성하고, 각각의 코딩 블록을 이용하여 HARQ 처리를 위한 복수의 서브 패킷을 생성한다.

HARQ 처리를 진행하다가 특정 HARQ 코딩 블록에 오류가 발생을 하면, 그 이후의 HARQ 코딩 블록에 대한 전송 시도를 하지 않고 HARQ 처리를 중지한다. 송신단 HARQ 개체 및 수신단 HARQ 객체는 각각 송신단 ARQ 개체와 수신단 ARQ 개체에 로컬 NACK을 통해 오류가 발생한 코딩 블록의 번호를 통지한다(920, 930). 특히, 수신단 HARQ 개체는 성공적으로 수신한 코딩 블록을 수신단 ARQ 개체에 전달하면서 수신에 실패한 코딩 블록의 번호를 로컬 NACK을 통해 통지한다(930).

송신단 ARQ 개체는 오류가 발생한 부분에 해당하는 ARQ 블록들로 새로운 MPDU를 구성하여 HARQ 개체에 전달한다(940).

송신단 HARQ 개체가 아직 전송을 시도하지 않은 코딩 블록을 저장하는 경우에는, 송신단 ARQ 개체는 오류가 발생한 부분에 해당하는 ARQ 블록들만 전달하면 된다. 그러나, 송신단 HARQ 개체가 아직 전송을 시도하지 않은 코딩 블록을 저장하지 않는 경우에는, 송신단 ARQ 개체는 아직 전송을 시도하지 않은 코딩 블록에 해당하는 ARQ 블록들(941)도 전달하여야 한다.

도 9에서, 수신단 HARQ 개체가 코딩 블록 #3과 그 이후의 코딩 블록들을 성 공적으로 수신하면, 수신된 코딩 블록을 수신단 ARQ 개체에 전달하면서, 수신에 성공한 코딩 블록의 번호를 로컬 ACK을 통해 통지한다(950).

위의 과정(920-950)을 하나의 MPDU가 오류 없이 전달될 때까지 혹은 ARQ에서 정한 시간 구간이 만료될 때까지 반복한다. MPDU의 오류 여부는 MPDU에 포함된 CRC의 오류 여부로 확인일 수 있다.

수신단 ARQ 개체가 하나의 MPDU를 완전하게 수신하면, ARQ ACK를 송신단 ARQ 개체에 전송한다(960).

한편, 도 8 및 도 9에서, 송신단 ARQ 개체에서 새로운 MPDU를 구성할 때 재전송 대상인 MPDU에 속한 ARQ 블록뿐만 아니라, 다음 MPDU에 해당하는 ARQ 블록까지 합쳐서 하나의 MPDU를 만들어 송신단 HARQ 개체에 전송할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 HARQ와 ARQ의 연동하여 신뢰성을 보장하면서 효과적으로 자원을 사용하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법에 관한 것으로, IEEE 802.16m 등의 시스템에서 기지국, 단말 등의 장치에 적용될 수 있다.

도 1은 프로토콜 스택 내에서의 PDU와 SDU 사이의 관계를 도시한 것이다.

도 2는 SDU를 PDU로 변환하는 방법의 예이다.

도 4는 ARQ 동작을 간략하게 도시한 것이다.

도 5는 HARQ 동작을 포함한 종래의 ARQ 동작을 간략하게 도시한 것이다.

Claims

송신단의 ARQ 개체로부터 수신된 하나의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 이용하여 복수의 코딩 블록들을 구성하고, 각각의 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송하는 단계;

상기 코딩 블록들 중 특정 코딩 블록의 전송이 실패하면, 상기 HARQ 동작에 따른 전송을 중단하고, 상기 전송이 실패한 코딩 블록의 번호를 나타내는 오류 메시지를 상기 송신단의 ARQ 개체에 전송하는 단계;

상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 ARQ 블록들을 이용하여 적어도 하나의 코딩 블록을 구성하고, 구성된 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 상기 수신단에 재전송하는 단계

를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 오류 확인 메시지를 전송하는 단계는,

상기 수신단으로부터 상기 특정 코딩 블록에 대한 NACK 메시지가 최대 재전송 횟수 이상 수신되면, 상기 특정 코딩 블록의 전송이 실패한 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 ARQ 블록들을 수신하는 단계는,

상기 송신단의 ARQ 개체가 상기 전송에 실패한 코딩 블록의 번호 및 코딩 블록의 유닛 사이즈에 따라 상기 전송이 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 추출하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 ARQ 블록들을 수신하는 단계는,

상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들 중 어느 하나가 둘 이상의 코딩 블록에 속하는 경우, 상기 송신단의 ARQ 개체가 해당 ARQ 블록 전체를 상기 송신단의 HARQ 개체에 전달하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 ARQ 블록들을 수신하는 단계는,

상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 속하는 ARQ 블록들만을 수신하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 ARQ 블록들을 수신하는 단계는,

상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 속하는 ARQ 블록들 및 상기 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송되지 않은 ARQ 블록들을 수신하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코딩 블록들은 각각 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
송신단의 ARQ 개체로부터 수신된 하나의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 이용하여 복수의 코딩 블록들을 구성하고, 각각의 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 수신단에 전송하는 단계;

상기 HARQ 동작에 따른 전송이 종료된 후, 상기 코딩 블록들 중 특정 코딩 블록의 전송이 실패한 것으로 판단되면, 상기 전송이 실패한 코딩 블록의 번호를 나타내는 오류 메시지를 상기 송신단의 ARQ 개체에 전송하는 단계;

상기 송신단의 ARQ 개체로부터 상기 전송에 실패한 코딩 블록에 대응하는 ARQ 블록들을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 ARQ 블록들을 이용하여 적어도 하나의 코딩 블록을 구성하고, 구성된 코딩 블록을 HARQ 동작에 따라 상기 수신단에 재전송하는 단계

를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 오류 확인 메시지를 전송하는 단계는,

상기 수신단으로부터 상기 특정 코딩 블록에 대한 NACK 메시지가 최대 재전송 횟수 이상 수신되면, 상기 특정 코딩 블록의 전송이 실패한 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 코딩 블록들은 각각 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 재전송 요구와 하이브리드 자동 재전송 요구의 연동 방법.