KR20110095940A - 무선 통신 시스템에서 ｈａｒｑ 수행 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법 및 장치를 제공한다. 순환 버퍼(circular buffer)에 인코딩(encoding)된 정보 비트가 저장된다. 상기 순환 버퍼에서 전송 블럭이 선택된다. 전송 블록 중 n개의 비트를 포함하는 비트 집합은 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑된다. 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 상기 비트 집합은 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑된다.

Description

무선 통신 시스템에서 ＨＡＲＱ 수행 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HARQ IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 성상 재배열(constellation rearrangement)과 순환 버퍼(circular buffer)를 이용한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 무선 통신은 높은 주파수 효율(spectral efficiency)과 신뢰성 있는 통신 요구 조건을 만족하도록 발전되고 있다. 하지만, 페이딩 채널 환경과 다양한 원인에 기인하는 간섭에 의해 패킷 에러는 전체 시스템의 용량을 제한하고 있다.
FEC(Forward Error Correction)와 결합된 ARQ(Automatic Repeat Request) 프로토콜인 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)은 미래의 신뢰성 있는 통신을 위한 주요 기술 중 하나이다. HARQ 방식은 크게 두 가지로 분류될 수 있다. 하나는 D. Chase, Code Combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets, IEEE Trans. on Commun., Vol. 33, pp. 593-607, May 1985, 에서 개시되는 CC(Chase Combining) HARQ이다. 다른 하나는 IR(Increment Redundancy) HARQ이다. CC HARQ에서, 전송된 패킷을 디코딩하는 동안 수신기가 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 통해 에러를 검출하면, 동일한 변조 및 코딩을 갖는 동일한 패킷이 수신기로 재전송된다. 반면에, IR HARQ는 코딩 이득을 얻기 위해 패리티 비트가 천공이나 반복을 통해 처리된 것과 같은 다른 패킷을 재전송한다.
MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템도 무선 통신의 기대되는 연구 분야 중 하나이다. 공간 다이버시티(spatial diversity)는 전송기와 수신기 양자에서의 다중 안테나 구성을 통해 추가적인 대역폭 없이 시스템 용량을 크게 증가시키는 것으로 알려져 있다. 결과적으로 전송 다이버시티와 수신 다이버시티의 이익을 사용하기 위해 사용한 방식이 연구되고 있다.
한편, 성상 재배열(Constellation Rearrangement)은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 성상 내에서 구성 요소 비트들 간의 신뢰성(reliability)의 차이를 평균함으로써 HARQ 이득을 향상시키기 위한 방법 중 하나이다. 상기 성상 재배열 방법은 다중 변조 전송을 위하여 적용될 수 있고, HARQ를 사용하는 MIMO 시스템을 위하여 적용될 수 있으며, 또한 IR(Increment Redundancy) 지원을 위하여 적용될 수도 있다. 본 출원인에 의해 출원된 PCT 국제공개 번호 WO 2008/018742에 의해 개시되는 성상 재배열은 요소 비트들간의 본질적인 신뢰성의 차이를 평균화하여 추가적인 이득을 제공한다.
또한, 순환 버퍼(circular buffer)는 고정된 크기의 버퍼를 사용하는 데이터 구조(data structure) 중 하나이다. 순환 버퍼에 데이터가 저장될 때, 순환 버퍼는 마치 버퍼의 처음과 끝이 맞닿아 있는 것과 같이 데이터를 저장한다. 순환 버퍼는 정보 비트가 성상 상의 데이터 심벌에 맵핑될 때 정보 비트를 임시로 저장하기 위하여 사용될 수 있으며, 특히 HARQ 수행시에 데이터의 재전송을 위하여 사용될 수 있다. 순환 버퍼의 끝에서 비트가 전송된 후에, 더 많은 비트의 전송이 요구되면, 전송 비트는 버퍼의 끝에서 랩어라운드되고, 버퍼의 시작에서 다시 시작된다.
성상 재배열 및 순환 버퍼를 이용하여 HARQ를 수행하는 보다 효율적인 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법을 제공한다. 상기 방법은 인코딩(encoding)된 정보 비트를 순환 버퍼(circular buffer)에 저장하고, 상기 순환 버퍼에서 전송 블럭(transport block)을 선택하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하는 것을 포함하되, 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑한다. 상기 방법은 상기 비트 집합의 맵핑 룰을 나타내는 성상 재배열 버전(CRV; Constellation Rearrangement Version)을 단말로 전송하는 것을 더 포함하되, 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때, 상기 CRV가 변환될 수 있다. 상기 제1 맵핑 룰은 {b0,...,bn -1}이며, 상기 제2 맵핑 룰은 {bn -1,...,b0}일 수 있으며, 상기 n=4 또는 n=6일 수 있다. 또한, 상기 데이터 심벌로의 맵핑은 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 제1 비트 집합을 제1 데이터 심벌로 맵핑하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 제2 비트 집합을 제2 데이터 심벌로 맵핑하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 비트 집합은 {b0,b1,b2,b3}이고, 상기 제2 비트 집합은 {b4,b5,b6,b7}일 때, 상기 제1 맵핑 룰은 각각 {b0,b1,b2,b3}, {{b4,b5,b6,b7}이고, 상기 제2 맵핑 룰은 각각 {b1,b4,b3,b6}, {b5,b0,b7,b2}일 수 있다. 상기 제1 비트 집합은 {b0,b1,b2,b3,b4,b5}이고, 상기 제2 비트 집합은 {b6,b7,b8,b9,b10,b11}일 때, 상기 제1 맵핑 룰은 각각 {b0,b1,b2,b3,b4,b5}, {b6,b7,b8,b9,b10,b11}이며, 상기 제2 맵핑 룰은 각각 {b2,b7,b0,b5,b10,b3}, {b8,b1,b6,b11,b4,b9}일 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법을 제공한다. 상기 방법은 인코딩된 정보 비트를 순환 버퍼에 저장하고, 상기 순환 버퍼에서 제1 전송 블럭을 선택하고, 상기 제1 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하고, 상기 제1 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송하고, 상기 정보 비트에 대한 재전송 요청을 수신하고, 상기 순환 버퍼에서 상기 정보 비트의 재전송을 위한 제2 전송 블럭을 선택하고, 상기 제2 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하고, 상기 제2 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송하는 것을 포함하되, 상기 제1 전송 블럭 또는 제2 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때 상기 제1 전송 블록 또는 상기 제2 전송 블럭의 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑한다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 전송기를 제공한다. 상기 전송기는 인코딩된 정보 비트를 저장하는 순환 버퍼, 상기 순환 버퍼로부터 전송 블럭을 선택하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하는 맵퍼, 및 상기 맵퍼와 연결되는 RF부를 포함하되, 상기 맵퍼는 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하도록 구성된다.
성상 재배열을 통해 MIMO 시스템에서 추가적인 다이버시티(diversity) 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 무선 통신 시스템의 성능을 높일 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 전송기와 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 16-QAM 변조 방식의 성상의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 64-QAM 변조 방식의 성상의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 수평 맵핑이 적용된 성상 재배열의 일 예를 나타낸다.
도 6은 수평 맵핑이 적용된 성상 재배열의 또 다른 예를 나타낸다.
도 7은 수직 맵핑이 적용된 성상 재배열의 일 예를 나타낸다.
도 8은 제안된 HARQ 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 제안된 HARQ 수행 방법의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 10은 제안된 HARQ 수행 방법이 순환 버퍼 내에서 수행되는 모습의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11은 IR HARQ를 기반으로 HARQ를 수행할 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 12는 IR HARQ를 기반으로 HARQ를 수행할 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 13은 CC HARQ를 기반으로 HARQ를 수행한 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명에서 제안된 수직 맵핑을 적용한 IR HARQ와 CC HARQ의 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명에서 제안된 HARQ의 수행 방법 중 다양한 수직 맵핑 실시예에 따른 HARQ 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명에서 제안된 HARQ의 수행 방법 중 다양한 수직 맵핑 실시예에 따른 HARQ 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 17은 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 CC HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 18은 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 CC HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 19는 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 20은 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 21은 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 22는 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시예가 구현되는 전송기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 전송기의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다. 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
IEEE 802.16m 시스템에서 데이터는 전송되는 과정에서 채널 코딩(channel coding) 및 변조(modulation)의 과정을 거친다. 정보 비트들은 FEC(Forward Error Correction) 블럭으로 분할되고 FEC 인코딩을 거친다. 논리적 자원 유닛(LRU; Logical Resource Unit)의 부반송파(subcarrier)들은 상기 각 FEC 블럭으로 분할(segmenatation)되고, 비율 매칭(rate matching)을 달성하기 위하여 비트 선택(selection) 과정 및 비트 반복(repetition) 과정이 수행된다. 비트 선택 과정은 코딩된 비트의 개수를 LRU 또는 서브프레임(subframe) 타입에 의존하는 자원 할당 크기와 맞추기 위하여 수행된다. 비트 반복 과정은 전송될 비트들의 개수가 선택된 비트들의 개수보다 클 때 수행된다. 상기 선택 및 반복 과정을 거친 비트들에 대하여 변조가 수행된다.
도 2는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 전송기와 수신기를 나타낸 블록도이다.
전송기(20)와 수신기(30)는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)를 구현한다. 전송기(20)와 수신기(30)는 전송 기능과 수신 기능을 모두 수행하는 송수신기(transceiver)라 할 수 있다. 다만, 데이터의 재전송에 관한 설명을 명확하게 하기 위해 이하에서는 데이터의 전송과 재전송을 담당하는 일방을 전송기(20)라 하고, 데이터를 수신받고 재전송을 요청하는 타방을 수신기(30)라 한다. 하향링크에서 전송기(20)는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기(30)는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기(20)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기(30)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 전송기(20)와 다수의 수신기(30)를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 전송기(20)와 다수의 수신기(30)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전송기(20)는 채널 인코더(21), 자원 맵퍼(22; resource mapper), 맵퍼(23; mapper), 순환 버퍼(24; circular buffer), 변조기(25), 전송 안테나(29-1,...,29-Nt)를 포함한다.
채널 인코더(21)는 일련의 정보 비트들을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터를 형성한다. 자원 맵퍼(22)는 부호화된 데이터가 전송될 자원을 할당한다. 맵퍼(23)는 부호화된 데이터를 정해진 변조 방식에 따라 변조하여 데이터 심벌을 제공한다. 맵퍼(23)는 적어도 2가지 이상의 변조 방식을 적용할 수 있다. 맵퍼(23)는 부호화된 데이터를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑된다. 또한, 맵퍼(23)는 재전송 요청 신호에 따라 부호화된 데이터를 재맵핑한다. 맵퍼(23)에서 행해지는 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, M-QAM(M-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, M-QAM은 16-QAM, 64-QAM일 수 있다. 순환 버퍼(24)는 부호화된 데이터를 데이터 심벌로 맵핑할 때 데이터를 임시로 저장한다. 변조기(25)는 맵퍼(23)에서 출력되는 데이터 심벌을 변조하여 각 전송 안테나(29-1,..., 29-Nt)를 통해 전송한다.
수신기(30)는 채널 디코더(31), 디맵퍼(32; demapper), 복조기(33), 수신 안테나(39-1,...,39-Nt)를 포함한다. 수신 안테나(39-1,...,39-Nr)로부터 수신된 신호는 복조기(33)에 의해 복조된다. 디맵퍼(32)는 디맵핑 제어 신호에 따라 데이터 심벌로부터 다시 부호화된 데이터로 디맵핑한다. 채널 디코더(31)는 정해진 디코딩 방식에 따라 부호화된 데이터를 디코딩한다.
M-QAM 변조 방식은 M=2n일 때 n개의 비트를 성상 상의 하나의 데이터 심벌로 맵핑한다. 하나의 데이터 심벌에 맵핑된 n비트가 한 번에 전송되므로, 전송 효율을 높일 수 있다. 예를 들어 16-QAM 변조 방식의 경우 16=24이므로, 4비트의 정보 {b0,b1,b2,b3}이 하나의 데이터 심벌로 맵핑될 수 있다. 상기 {b0,b1,b2,b3}는 어떠한 순서로도 맵핑이 될 수 있으며, 이에 대한 제한은 없다.
도 3은 16-QAM 변조 방식의 성상의 일 예를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 성상은 In-phase(이하 I축)와 Quadrature(이하 Q축)의 두 개의 구성 요소로 이루어진다. 상기 I축은 b3b2의 2비트로 구성되고 상기 Q축은 b1b0의 2비트로 구성된다. 그러나 이는 예시에 불과하며, 상기 I축 및 상기 Q축은 각각 2비트가 겹치지 않도록 하여 모든 조합을 구성 요소로 할 수 있다. 상기 I축의 2비트와 상기 Q축의 2비트를 조합하여 총 4비트의 정보가 한 번에 전송될 수 있다. 상기 b3는 MSB(Most Significant Bit)일 수 있으며, 상기 b0는 LSB(Least Significant Bit)일 수 있다.
도 4는 64-QAM 변조 방식의 성상의 일 예를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 성상은 I축과 Q축의 두 개의 구성 요소로 이루어진다. 상기 I축은 b5b4b3의 3비트로 구성되고 상기 Q축은 b2b1b0의 3비트로 구성된다. 그러나 이는 예시에 불과하며, 상기 I축 및 상기 Q축은 각각 3비트가 겹치지 않도록 하여 모든 조합을 구성 요소로 할 수 있다. 상기 I축의 3비트와 상기 Q축의 3비트를 조합하여 총 6비트의 정보가 한 번에 전송될 수 있다. 상기 b5는 MSB일 수 있으며, 상기 b0는 LSB일 수 있다.
한편, 성상은 필요에 따라 재배열(rearranegement)될 수 있다. 일반적으로 성상 재배열은 HARQ 수행시에 이득을 높이기 위하여 16-QAM 또는 64-QAM 변조 방식에 적용될 수 있다. 성상 재배열은 각 성상을 구성하는 비트별로 수행될 수 있으며, 수평 맵핑(horizontal mapping)과 수직 맵핑(vertical mapping)으로 구분될 수 있다.
수평 맵핑은 원래의 맵핑과 비교하여 성상을 구성하는 비트의 위치 또는 값을 바꾸어 맵핑하는 것을 의미한다. 수평 맵핑을 통해 부호화된 정보 비트 간의 신뢰성의 차이를 줄일 수 있다. 수평 맵핑을 위한 연산으로 교환(swapping) 연산과 역산(inversion) 연산이 고려될 수 있다. 교환 연산은 성상 내에서 MSB, SB(Significant Bit), LSB 사이의 위치를 바꾸며, 역산은 정보 비트의 값을 반대로, 즉 1을 0으로, 0을 1로 바꾼다. 상기 연산 중 교환 연산에 의해서 비트별 에러 확률의 차이가 줄어들 수 있다.
도 5는 수평 맵핑이 적용된 성상 재배열의 일 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 16-QAM 변조 방식이 적용되어 안테나(49)를 통해 크기가 4인 정보 비트 {b0,b1,b2,b3}가 맵핑된 성상 상의 데이터 심벌이 전송될 수 있다. 최초 전송(initial transmission)으로 b0b1b2b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(40)이 전송된다. b0는 MSB일 수 있으며, b3는 LSB일 수 있다. 각 전송 안테나로부터 전송되는 데이터 심벌들은 채널 상황에 따라 에러가 발생하여 해당하는 데이터 심벌들을 재전송하게 된다. 상기 최초 전송에 대한 재전송 요청을 수신하면, 첫번째 재전송(first retransmission)으로 b3b2b1b0의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(41)이 전송된다. 상기 b3b2b1b0의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(41)은 상기 b0b1b2b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(40)에 수평 맵핑을 적용하여, 맵핑의 순서를 완전히 뒤바꾼 것이다.
도 6은 수평 맵핑이 적용된 성상 재배열의 또 다른 예를 나타낸다. 이는 도 5에서 설명된 수평 맵핑의 예를 성상 상에서 표현한 것이다. 4비트의 정보 비트 {b0,b1,b2,b3}은 각각 {1,0,1,1}의 값을 가진다. 도 6을 참조하면, 최초 전송에서 b0b1b2b3의 순서로 맵핑된 1011(50)이 전송된다. 상기 최초 전송에 대한 재전송 요청을 수신하면, 첫번째 재전송으로 b3b2b1b0의 순서로 맵핑된 1101(51)이 전송된다.
한편, 수직 맵핑은 하나의 톤(tone) 내에 2개 이상의 데이터 심벌이 있을 때, 상기 2개 이상의 데이터 심벌 사이에서 맵핑의 위치를 바꾸어 맵핑하는 것을 의미한다. 2개 이상의 데이터 심벌이 있으므로, 프리코더(precoder)의 입력 스트림(input stream)의 개수, 즉 랭크(rank)가 2 이상임을 의미한다. 수직 맵핑을 통해 최초 전송(initial transmission)과 재전송 간에 채널 상태의 차이를 평균화할 수 있다.
도 7은 수직 맵핑이 적용된 성상 재배열의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 각 안테나 별로 데이터 심벌이 각각 전송된다. 16-QAM 변조 방식이 적용되어 안테나(69-1, 69-2)를 통해 크기가 4인 정보 비트 {b0,b1,b2,b3}와 {b4,b5,b6,b7}가 맵핑된 성상 상의 데이터 심벌이 전송될 수 있다. 최초 전송(initial transmission)으로 b0b1b2b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(60)과 b4b5b6b7의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(61)이 전송된다. b0 및 b4는 MSB일 수 있으며, b3 및 b7는 LSB일 수 있다. 상기 최초 전송 신호에 대한 재전송 요청을 수신하면, 첫번째 재전송(first retransmission)으로 b0b5b2b7의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(62)과 b4b1b6b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(63)이 전송된다. 상기 b0b5b2b7의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(62)과 상기 b4b1b6b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(63)은 상기 b0b1b2b3의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(60)과 b4b5b6b7의 순서로 맵핑된 데이터 심벌(61)에 수직 맵핑을 적용하여, 각 데이터 심벌에서 두 번째 위치에 맵핑된 비트(b1, b5)와 네 번째 위치에 맵핑된 비트(b3, b7)의 위치를 데이터 심벌 간에 서로 바꾼 것이다.
이하, 제안된 HARQ 수행 방법을 실시예를 통해 기술하도록 한다.
도 8은 제안된 HARQ 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S100에서 전송기는 인코딩(encoding)된 정보 비트를 순환 버퍼(circular buffer)에 저장한다.
단계 S110에서 전송기는 상기 순환 버퍼에서 전송 블럭(transport block)을 선택한다. 상기 전송 블럭은 순환 버퍼에 저장된 정보 비트의 일부 또는 전부일 수 있다.
단계 S120에서 전송기는 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 순서에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑한다. 이때 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 전송기는 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑한다. 랩어라운드는 상기 전송 블럭의 비트가 상기 순환 버퍼의 끝에서 다시 처음으로 되돌아가는 것을 의미한다.
상기와 같은 맵핑 순서의 변환은 성상의 재배열을 의미한다. 인터리빙(interleaving)을 통해 성상 상에서 구성 비트들의 재배열을 수행하고, 공간 데이터 스트림(spatial data stream)의 구성 비트들 간의 재배열을 수행할 수 있다. 또는 반대로 공간 데이터 스트림의 구성 비트들 간의 재배열을 수행하고, 성상 상에서 구성 비트들의 재배열을 수행할 수도 있다. 상기 성상 상에서 구성 비트들의 재배열은 수평 맵핑일 수 있고, 상기 공간 데이터 스트림의 구성 비트들 간의 재배열은 수직 맵핑일 수 있다. 상기 인터리빙은 수평 맵핑의 교환 연산 및 역산 연산을 포함할 수 있고, 수직 맵핑을 포함할 수 있다.
전송기는 상기 맵핑 순서의 변환 또는 성상 재배열을 수행함에 있어서 성상 재배열 버전(CRV; Constellation Rearrangement Version)을 추가로 전송할 수 있다. 상기 CRV는 랭크의 개수와 변조 방식에 따라서 정해진 일정한 맵핑 순서를 값으로 표현한 것을 의미한다. 따라서 상기 CRV는 재전송 심벌을 구성하는 비트들이 가질 수 있는 재배열 패턴 중 일부와 1 대 1 맵핑될 수 있다. 또한, 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때, 맵핑 순서가 변함에 따라 상기 CRV도 함께 변환된다.
상기 CRV는 HARQ 수행에 있어서 중요한 정보이므로 기지국 및 단말이 모두 알아야 할 필요가 있다. 하향링크 HARQ인 경우 전송기는 단말로 CRV의 시작값(starting vlaue)을 각 서브패킷(subpacket)에 대해서 전송한다. 상향링크 HARQ인 경우 기지국과 단말은 CRV에 대한 정보를 암묵적으로(implicitly) 알 수 있다. 이때 CRV는 각 전송 심벌에 대해서 상기 심벌의 전송 횟수에 의해서 미리 정해질 수 있다.
표 1은 16-QAM 변조 방식이 적용되고 랭크가 1인 시스템에서 CRV에 따른 맵핑 룰의 일 예를 나타낸다. 본 예는 수평 맵핑을 적용한 예이다.
Figure pct00001
상기 표 1에서 b0은 In-phase의 MSB, b1은 In-phase의 LSB, b2는 Quadrature의 MSB, b3은 Quadrature의 LSB를 나타낸다. 윗줄(-)은 해당 비트의 역산(inverse operation)을 의미한다. 재전송 심벌은 상기 CRV 중 어느 하나를 선택하여 심벌을 구성하는 비트들의 순서를 변환할 수 있다.
표 2는 64-QAM 변조 방식이 적용되고 랭크가 1인 시스템에서 CRV에 따른 맵핑 룰의 일 예를 나타낸다. 본 예는 수평 맵핑을 적용한 예이다.
Figure pct00002
상기 표 2에서 b0은 In-phase의 MSB, b1은 In-phase의 SB, b2는 In-phase의 LSB, b3은 Quadrature의 MSB, b4는 Quadrature의 SB, b5는 Quadrature의 LSB를 나타낸다. 윗줄(-)은 해당 비트의 역산을 의미한다. 재전송 심벌은 상기 CRV 중 어느 하나를 선택하여 심벌을 구성하는 비트들의 순서를 변환할 수 있다.
표 3은 16-QAM 변조 방식이 적용되고 랭크가 2인 시스템에서 CRV에 따른 맵핑 룰의 일 예를 나타낸다. 본 예는 수직 맵핑을 적용한 예이다. 수직 맵핑은 CRV에서 수평 맵핑에 포함될 수 있으며, 수평 맵핑과 상관 없이 매 전송마다 동일 맵핑 룰을 적용하여 공간 다이버시티를 얻을 수 있다.
Figure pct00003
상기 표 3에서 첫 번째 열은 두 개의 공간 스트림 중 첫 번째 공간 스트림에 속하는 심벌에 대한 16 QAM 맵핑을 의미하며, 두 번째 열은 두 번째 공간 스트림에 속하는 심벌에 대한 16 QAM 맵핑을 의미할 수 있다. 두 번째 심벌의 MSB, LSB의 순서는 첫 번째 심벌의 MSB, LSB 순서를 따른다.
표 4는 64-QAM 변조 방식이 적용되고 랭크가 2인 시스템에서 CRV에 따른 맵핑 규칙의 일 예를 나타낸다. 본 예는 수직 맵핑을 적용한다. 수직 맵핑은 CRV에서 수평 맵핑에 포함될 수 있으며, 수평 맵핑과 상관 없이 매 전송마다 동일 맵핑 룰을 적용하여 공간 다이버시티를 얻을 수 있다.
Figure pct00004
상기 표 4에서 첫 번째 열은 두 개의 공간 스트림 중 첫 번째 공간 스트림에 속하는 심벌에 대한 64 QAM 맵핑을 의미하며, 두 번째 열은 두 번째 공간 스트림에 속하는 심벌에 대한 64 QAM 맵핑을 의미할 수 있다. 두 번째 심벌의 MSB, LSB의 순서는 첫 번째 심벌의 MSB, LSB 순서를 따른다.
상기 표 1 내지 표 4의 맵핑 룰은 최대 재전송(maximum retransmission)시 평균적인 성능 이득(average performance gain)의 측면에서 설계된 것이다. 또한 상기 표 1 내지 표 4의 맵핑 룰은 비교적 구현 복잡도(implementation complexity)가 낮게 되도록 설계된 것이다. 또한 상기 표 1 내지 표 4의 맵핑 룰은 초기 전송에서 적용될 수 있으며, 이때 CTC(Convolution Tubro Code) 비트 그룹핑(bit grouping)의 비트 신뢰성(bit reliability)을 분산시킬 수 있다.
상기 수평 맵핑 또는 수직 맵핑을 적용함에 있어서 In-phase와 Quadrature에 적용되는 연산은 서로 바뀌어 적용될 수 있다. 즉, In-phase과 Quadrature에 적용되는 연산은 등가성을 가진다. 예를 들어, In-phase의 MSB와 SB, Quadrature의 SB에 대해서 상기 수평 맵핑 또는 수직 맵핑을 적용할 때 이는 In-phase의 SB, Quadrature의 MSB와 SB에 해당 연산을 적용하는 경우와 동일하다.
또한 성상 재배열은 상기 제시된 맵핑 룰들을 조합하여 수행될 수 있다. 즉, 16-QAM 변조 방식에서 상기 표 1의 수평 맵핑과 상기 표 3의 수직 맵핑을 조합하여 새로운 맵핑 룰을 구성할 수 있고, 64-QAM 변조 방식에서 상기 표 2의 수평 맵핑과 상기 표 4의 수직 맵핑을 조합하여 새로운 맵핑 룰을 구성할 수 있다.
예를 들어, 상기 표 1의 CRV 1에 해당하는 맵핑 룰과 상기 표 3의 CRV 7에 해당하는 맵핑 규칙을 조합하여 새로운 맵핑 규칙(예, CRV x)를 구성할 수 있다. 상기 표 1의 CRV 1에서의 첨자인 1,0,3,2는 각 심벌 내의 비트들에 대해서 재배열 이전의 인덱스를 의미하므로, 해당 인덱스는 수평 맵핑 패턴을 의미한다. 즉, 첫 번째 심벌과 두 번째 심벌에 대해 상기 표 3의 CRV 7에 해당하는 맵핑 룰을 적용하여 수직 맵핑을 수행하고, 이에 대해 다시 상기 표 1의 CRV 1에 해당하는 맵핑 룰을 적용할 수 있다. 이때에 첫 번째 심벌은 b1b4b3b6로 맵핑되고, 두 번째 심벌은 b5b0b7b2로 맵핑된다. 상기 예시의 수직 맵핑은 심벌이 2개 존재할 경우의 예시이나, 심벌이 3개 이상 존재할 때에도 같은 개념의 수직 맵핑이 적용될 수 있다.
이하, 수평 맵핑과 수직 맵핑을 조합하여 구성한 새로운 맵핑 룰의 예시를 설명한다. 이하 예시들에서 수직 맵핑에 앞서 수평 맵핑으로 In-phase와 Quadrature에서 MSB와 LSB가 서로 위치를 바꾼다(교환).
16-QAM 변조 방식이 적용될 때,
1) 수직 맵핑으로 In-phase의 MSB와 Quadrature의 LSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b5b0b3b6을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b1b4b7b2를 얻을 수 있다.
2) 수직 맵핑으로 In-phase의 LSB와 Quadrature의 MSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b1b4b7b2을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b5b0b3b6를 얻을 수 있다.
3) 수직 맵핑으로 In-phase의 LSB와 Quadrature의 LSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b1b4b3b6을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b5b0b7b2를 얻을 수 있다.
4) 수직 맵핑으로 In-phase의 MSB와 Quadrature의 MSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b5b0b7b2을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b1b4b3b6를 얻을 수 있다.
5) 수직 맵핑으로 In-phase과 Quadrature의 모든 비트들 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b5b4b7b6을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b1b0b3b2를 얻을 수 있다.
64-QAM 변조 방식이 적용될 때,
1) 수직 맵핑으로 In-phase의 MSB, LSB와 Quadrature의 SB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b8b1b6b5b10b3을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b2b7b0b11b4b9를 얻을 수 있다.
2) 수직 맵핑으로 In-phase의 MSB, LSB와 Quadrature의 MSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b8b1b6b11b4b3을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b2b7b0b5b10b9를 얻을 수 있다.
3) 수직 맵핑으로 In-phase의 SB와 Quadrature의 SB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b2b7b0b5b10b3을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b8b1b6b11b4b9를 얻을 수 있다.
4) 수직 맵핑으로 In-phase의 MSB와 Quadrature의 MSB를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b8b1b0b11b4b3을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b2b7b6b5b10b9를 얻을 수 있다.
5) 수직 맵핑으로 In-phase와 Quadrature의 모든 비트를 두 심벌 사이에서 교환하면 첫 번째 심벌로 b8b7b5b11b10b9을 얻을 수 있고, 두 번째 심벌로 b2b1b0b5b4b3를 얻을 수 있다.
재전송 심벌을 전송할 때에 상기 구성된 다양한 맵핑 룰을 적용하여 재전송 심벌을 구성하는 각 비트들을 재맵핑할 수 있다. 재전송을 하는 횟수에 다라 N개의 맵핑 룰을 선택하여 사용할 수 있다. 맵핑 룰을 선택하는 기준은 HARQ 이득을 최대한으로 얻을 수 있도록 선택할 수도 있고, 구현의 측면에서 시스템에 가해지는 오버헤드(overhead)를 최소한으로 할 수 있도록 선택할 수도 있다. CRV가 1비트라면 2개의 맵핑 룰을 가질 수 있으며, 따라서 2개의 맵핑 규칙을 재전송 심벌에 적용할 수 있다. 재전송에 따라 CRV 0과 CRV 1에 해당하는 맵핑 룰을 번갈아가며 적용할 수 있고, 또는 특정 CRV에 해당하는 맵핑 룰을 연속하여 적용할 수도 있다. CRV가 2비트라면 4개의 맵핑 룰을 가질 수 있으며, 이 경우 4개의 맵핑 룰을 선택하여 재전송 심벌에 적용할 수 있다. 만약 최대 전송 횟수가 4번이라면 초기 전송을 포함하여 매 전송마다 다른 CRV의 구성이 적용될 수 있다. 일반적으로는 CRV가 N비트라면 2N개의 맵핑 룰을 가질 수 있다.
도 9는 제안된 HARQ 수행 방법의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단계 S200에서 전송기는 인코딩된 정보 비트를 순환 버퍼에 저장한다.
단계 S210에서 전송기는 상기 순환 버퍼에서 제1 전송 블럭을 선택한다.
단계 S220에서 전송기는 상기 제1 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑한다.
단계 S230에서 전송기는 상기 제1 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송한다.
단계 S240에서 전송기는 상기 정보 비트에 대한 재전송 요청을 수신한다.
단계 S250에서 전송기는 상기 순환 버퍼에서 상기 정보 비트의 재전송을 위한 제2 전송 블럭을 선택한다.
단계 S260에서 전송기는 상기 제2 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑한다. 이때 상기 제2 전송 블럭의 상기 n개의 비트가 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때 상기 n개의 비트는 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑될 수 있다.
단계 S270에서 전송기는 상기 제2 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송한다.
도 10은 제안된 HARQ 수행 방법이 순환 버퍼 내에서 수행되는 모습의 일 예를 나타낸 것이다.
순환 버퍼(300)는 코드 블럭을 저장한다. 코드 블럭의 일부인 초기 전송 블럭(310)이 전송된다. 상기 초기 전송 블럭(310)의 CRV는 0일 수 있다. 재전송 요청에 따라 첫 번째 재전송이 수행되고 초기 전송 블럭에 연속하는 제1 재전송 블럭(320)이 전송된다. 상기 제1 재전송 블럭(320)은 상기 초기 전송 블럭(310)과 겹치지 않는 비중복 블럭(320a)과 상기 초기 전송 블럭(310)과 겹치는 중복 블럭(320b)로 나뉠 수 있다. 이때 순환 버퍼의 처음 부분에서 전송되는 상기 중복 블럭(320b)에서 CRV가 1로 변경될 수 있다. 두 번째 재전송에서 상기 제1 재전송 블럭(320)에 연속하는 제2 재전송 블럭(330)이 전송된다. 세 번째 재전송에서 상기 제2 재전송 블럭(330)에 연속하는 제3 재전송 블럭(340)이 전송된다. 상기 제3 1회 중복 블럭(340a)과 2회 중복 블럭(340b)로 나뉠 수 있다. 1회 중복 블럭은 이전에 1회 전송된 블럭이며, 2회 중복 블럭은 이전에 2회 전송된 블럭을 의미한다. 순환 버퍼의 처음 부분에서 전송되는 상기 2회 중복 블럭(340b)에서 CRV가 다시 0으로 변경될 수 있다.
이하, 제안된 HARQ 수행 방법을 적용할 경우에 HARQ 성능의 향상에 대해서 기술하도록 한다.
도 11은 IR HARQ를 기반으로 HARQ를 수행할 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. HARQ의 성능은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)와 FER(Frame Error Rate)의 관계를 통해서 알 수 있다. 변조 방식으로 64 QAM이 적용되며, 1/2 CTC(Convolutional Turbo Code)가 적용된다. 도 11을 참조하면, CRV의 개수가 2개, 4개로 늘어날수록 같은 SNR에 대한 FER이 작아져 HARQ의 성능이 좋아짐을 알 수 있다. 또한, 재전송 횟수가 늘어날수록 HARQ의 성능이 좋아짐을 알 수 있다.
도 12는 IR HARQ를 기반으로 HARQ를 수행할 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. HARQ의 성능은 SNR과 Throughput의 관계를 통해서도 알 수 있다. 변조 방식으로 64 QAM이 적용되며, 1/2 CTC가 적용된다. 도 12를 참조하면, CRV의 개수가 2개, 4개로 늘어날 수록 같은 SNR에 대한 Throughput이 좋아져 HARQ의 성능이 좋아짐을 알 수 있다.
도 13은 CC HARQ를 기반으로 HARQ를 수행한 경우 CRV의 개수에 따른 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. 변조 방식으로 64 QAM이 적용되며, 1/2 CTC가 적용된다. 도 13을 참조하면, CRV의 개수가 4개일 때 SNR에 대한 Throughput이 더 좋으므로 HARQ의 성능이 좋아짐을 알 수 있다.
도 14는 본 발명에서 제안된 수직 맵핑을 적용한 IR HARQ와 CC HARQ의 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. 변조 방식으로 64 QAM이 적용되며, 1/2 CTC가 적용된다. 도 14를 참조하면, CC HARQ에 비해서 본 발명에서 제안된 수직 맵핑을 이용한 성상 재배열을 적용한 IR HARQ의 성능이 더 좋음을 알 수 있으며, 재전송 횟수가 늘어남에 따라 HARQ의 성능이 좋아짐을 알 수 있다.
도 15 및 도 16는 본 발명에서 제안된 HARQ의 수행 방법 중 다양한 수직 맵핑 실시예에 따른 HARQ 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. 범례의 N bit (I:A, Q:B)는 In-Phase에서 A bit가, Quadrature에서 B bit가 두 심벌 사이에서 서로 바뀜을 의미한다. 도 15는 변조 방식으로 16 QAM이 적용된다. 또한 도 16은 변조 방식으로 64 QAM이 적용된다. 도 15를 참조하면, 다양한 수직 맵핑의 실시예 중에서 In-Phase에서 MSB를 서로 바꾸고 Quadrature에서 MSB를 서로 바꾼 성상 재배열을 이용한 HARQ가 가장 성능이 좋음을 알 수 있다. 도 16을 참조하면, 다양한 수직 맵핑의 실시예 중에서 In-Phase에서 SB를 서로 바꾸고 Quadrature에서 SB를 서로 바꾼 성상 재배열을 이용한 HARQ가 가장 성능이 좋음을 알 수 있다. 또한 일반적으로 CC HARQ에 비해 수직 맵핑의 성상 재배열을 적용한 HARQ 수행 방법이 성능이 더 좋은 것을 알 수 있으며, 비트별 교환에 의한 성상 재배열이 심벌별 교환에 의한 성상 재배열보다 HARQ의 성능을 높여줌을 알 수 있다.
도 17은 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 CC HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC및 120km/h로 달리는 차량이 제공된다. 도 17을 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 CC HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 2.6dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 18은 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 CC HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC 및 120km/h로 달리는 차량이 제공된다. 도 18을 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 CC HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 4.7dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 19는 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC 및 3km/h로 이동하는 환경이 제공된다. 도 19를 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 IR HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 최대 전송 횟수가 2회일 때 1.0dB, 최대 전송 횟수가 4회일 때 1.3dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 20은 16 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC 및 120km/h로 이동하는 환경이 제공된다. 도 20을 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 IR HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 최대 전송 횟수가 2회일 때 1.2dB, 최대 전송 횟수가 4회일 때 0.8dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 21은 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC 및 3km/h로 이동하는 환경이 제공된다. 도 21을 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 IR HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 최대 전송 횟수가 2회일 때 3.1dB, 최대 전송 횟수가 4회일 때 4.2dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 22는 64 QAM 변조 방식에서 IEEE 802.16e 시스템에서의 IR HARQ와 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ의 성능 차이를 나타낸 그래프이다. 실험 환경으로 1/2 CTC 및 120km/h로 이동하는 환경이 제공된다. 도 22를 참조하면 제안된 HARQ 수행 방법에 의한 HARQ는 IR HARQ에 비해서 10% FER의 수준에서 최대 전송 횟수가 2회일 때 3.3dB, 최대 전송 횟수가 4회일 때 4.2dB의 이득을 얻음을 알 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시예가 구현되는 전송기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
전송기(800)는 순환 버퍼(810), 맵퍼(820) 및 RF부(830)을 포함한다. 순환 버퍼(810) 및 맵퍼(820)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
순환 버퍼(810)는 인코딩된 정보 비트를 저장한다. 맵퍼(820)는 상기 순환 버퍼(810)로부터 전송 블럭을 선택하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑한다. 이때 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼(810)의 끝에서 랩어라운드될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하도록 구성된다. RF부(830)는 맵퍼(820)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
순환 버퍼(810) 및 맵퍼(820)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. RF부(830)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 순환 버퍼(810) 및 맵퍼(820)에 의해 실행될 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 전송기의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다.
전송기(900)는 프로세서(910) 및 RF부(920)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서(910)는 순환 버퍼에 인코딩된 정보 비트를 저장하고, 상기 순환 버퍼로부터 전송 블럭을 선택하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑한다. 이때 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하도록 구성된다. RF부(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(910)는 ASIC, 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. RF부(920)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 프로세서(910)에 의해 실행될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법에 있어서,
    인코딩된 정보 비트를 순환 버퍼(circular buffer)에 저장하고,
    상기 순환 버퍼에서 전송 블럭(transport block)을 선택하고,
    상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하는 것을 포함하되,
    상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트 집합의 맵핑 룰을 나타내는 성상 재배열 버전(CRV; Constellation Rearrangement Version)을 단말로 전송하는 것을 더 포함하되,
    상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드될 때, 상기 CRV가 바뀌는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 맵핑 룰은 {b0,...,bn -1}이며, 상기 제2 맵핑 룰은 {bn -1,...,b0}인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 n=4 또는 n=6인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 심벌로의 맵핑은,
    상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 제1 비트 집합을 제1 데이터 심벌로 맵핑하고,
    상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 제2 비트 집합을 제2 데이터 심벌로 맵핑하는 것을 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 비트 집합은 {b0,b1,b2,b3}이고, 상기 제2 비트 집합은 {b4,b5,b6,b7}일 때,
    상기 제1 맵핑 룰은 각각 {b0,b1,b2,b3}, {b4,b5,b6,b7}이고,
    상기 제2 맵핑 룰은 각각 {b1,b4,b3,b6}, {b5,b0,b7,b2}인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 비트 집합은 {b0,b1,b2,b3,b4,b5}이고, 상기 제2 비트 집합은 {b6,b7,b8,b9,b10,b11}일 때,
    상기 제1 맵핑 룰은 각각 {b0,b1,b2,b3,b4,b5}, {b6,b7,b8,b9,b10,b11}이며,
    상기 제2 맵핑 룰은 각각 {b2,b7,b0,b5,b10,b3}, {b8,b1,b6,b11,b4,b9}인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 수행 방법에 있어서,
    인코딩된 정보 비트를 순환 버퍼에 저장하고,
    상기 순환 버퍼에서 제1 전송 블럭을 선택하고,
    상기 제1 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하고,
    상기 제1 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송하고,
    상기 정보 비트에 대한 재전송 요청을 수신하고,
    상기 순환 버퍼에서 상기 정보 비트의 재전송을 위한 제2 전송 블럭을 선택하고,
    상기 제2 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하고,
    상기 제2 전송 블럭의 상기 데이터 심벌을 전송하는 것을 포함하되,
    상기 제1 전송 블럭 또는 제2 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 상기 제1 전송 블록 또는 상기 제2 전송 블럭의 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서,
    인코딩(encoding)된 정보 비트를 저장하는 순환 버퍼(circular buffer);
    상기 순환 버퍼로부터 전송 블럭(transport block)을 선택하고, 상기 전송 블럭의 n개의 비트를 포함하는 비트 집합을 제1 맵핑 룰에 따라 2n-QAM 변조를 위한 성상 상의 데이터 심벌로 맵핑하는 맵퍼(mapper); 및
    상기 맵퍼와 연결되는 RF부를 포함하되,
    상기 맵퍼는 상기 전송 블럭의 비트들이 상기 순환 버퍼의 끝에서 랩어라운드(wrap-around)될 때 상기 비트 집합을 제2 맵핑 룰에 따라 맵핑하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송기.
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