KR20070101889A - 이동 통신 시스템에서 효율적인 기지국 스케줄링 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 단말이 기지국 스케줄링을 효율적으로 지원하는 방식에 관한 것으로 특히, 단말이 HARQ 재전송의 마지막 여부를 기지국에게 통보하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

하이브리드 자동 재전송 요구(HARQ), 마지막 재전송 지시자(Last Retransmission Indicator), RSN(Retransmission Sequence Number), RV(Redundancy Version)

Description

이동 통신 시스템에서 효율적인 기지국 스케줄링 방법 및 장치{Apparatus and method for efficient Node B scheduling in mobile telecommunication system}

도 1은 본 발명이 적용되는 공용 채널을 이용한 무선 통신의 한 예를 도시한 도면.

도 2는 HARQ를 수행하는 송신측과 수신측의 구조를 도시한 도면.

도 3은 비동기식(Asynchronous) HARQ 동작할 때, 종래 기술의 문제점을 도시한 도면.

도 4는 동기식(synchronous) HARQ 동작할 때, 종래 기술의 문제점을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따라 마지막 재전송 여부를 나타내는 지시자를 전송하는 전체 시스템의 신호 흐름도.

도 6a와 도 6b는 본 발명에 따라 마지막 재전송 지시자를 구현하는 예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 송신측의 마지막 재전송 지시자를 전송하는 과정을 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 송신기의 구조를 도시한 도면.도 9는 본 발명에 따른 수신기의 구조를 도시한 도면.

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로서, 특히 효율적인 기지국 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)시스템은, 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 'CDMA'라 한다)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동통신 시스템이다.

현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신시스템으로 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의를 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 100 Mbps 정도의 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다. 결과적으로 LTE의 구조는 기존의 4 노드 구조에서 2 노드 또는 3 노드 구조로 변경될 것으로 보인다. 예를 들어 차세대 기지국(Enhanced Node B, 이하 'Node B' 또는 '기지국'으로 혼용하여 사용한다)와 게이트웨이 노 드(Gateway)의 2 노드 구조로 단순화될 수 있다.

LTE 시스템에서 Node B는 사용자 단말(User Equipment, 이하 'UE' 또는 '단말'이라 한다)와 무선 채널로 연결되며, 단말의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 수행한다. 또한, Node B는 단말과 하이브리드 자동 재전송 요구(Hybrid ARQ(Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 한다)를 수행하여 전송되는 데이터의 손실을 방지한다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 20 MHz 대역폭에서 직교주파수분할다중 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 그리고 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩율(channel coding rate)을 결정하는 적응적 변조 및 코딩 (Adaptive Modulation & Coding, 이하 'AMC'라 한다) 방식이 적용된다.

LTE에서는 모든 트래픽을 공용 채널을 통해 서비스한다. 공용 채널이란 여러 단말에 의해서 공유되는 채널을 의미하며, 상기 공용 채널은 채널 상황이나 단말의 버퍼 상황에 따라 동적으로 할당된다. 공용 채널을 통해 데이터를 송수신하기 위해서는 버퍼 상태 보고, 채널 할당, 할당된 채널을 통한 데이터 전송의 3 단계를 거친다. 이를 좀 더 자세히 설명하면 다음 도 1과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신시스템에서 공용 채널을 이용한 무선 통신의 일예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 패킷을 전송하기 위해서, 111 단계에서 단말(105)은 공용 채널(SCH, Shared Channel)을 통해 기지국(110)으로 자신(UE)의 버퍼 상태(buffer status)나 채널 상태(Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 한다)상황을 보고한다. 112 단계에서 기지국(110)은 복수의 여러 단말로부터 보고 받은 버퍼 상태와, 채널 상태를 바탕으로 상기 단말들에게 무선 자원(이하 '리소스'라 한다)를 할당한다. 상기 할당된 리소스는 순방향 공통 제어 채널(Downlink Shared Control Channel, 이하 'DL-SCCH'라 한다)을 통해 단말에게 통보된다. 상기 DL-SCCH에는 어떤 단말에게 어떤 리소스가 할당되었는지가 기입된다.

115 단계에서 리소스를 할당 받은 단말(105)은 상기 리소스를 사용해서 역방향으로 데이터를 전송한다. 이 때, 데이터를 전송하기에 앞서 패킷 디코딩 제어 정보를 먼저 전송한다. 상기 패킷 디코딩 제어 정보에는 패킷의 크기, 모듈레이션과 채널 코딩 정보, HARQ 관련 정보 등이 포함된다. 120 단계에서 단말(105)은 역방향 공용 채널을 통해 사용자 데이터를 전송하고, 상기 사용자 데이터는 단말(105)과 기지국(110)사이에서 HARQ 과정을 거쳐서 전달된다.

여기서, HARQ란, 이전에 수신한 데이터를 폐기하지 않고 버퍼에 임시 저장하며, 기지국(110)로부터 재전송이 요청되어, 재전송된 데이터와 상기 임시 저장된 데이터를 소프트 컴바이닝하는 기법이다. 이는 기지국(110)으로 하여금 역방향 데이터의 수신 성공률을 높이는 기법이다.

따라서, 120 단계에서, 기지국(수신측, 110))은 HARQ 패킷을 수신하면, 이전 115 단계에서 수신한 패킷 디코딩 제어 정보를 참조해서, 상기 HARQ 패킷을 디코딩한 뒤, 상기 패킷에 오류가 있는지 확인한다. 그리고 125 단계에서 상기 오류 존재 여부에 따라 긍정적 인지(Acknowledged, 이하 'ACK'라 한다) 신호/부정적 인 지(Non-Acknowledged, 이하 'NACK'라 한다) 신호를 송신측으로 전송한다.

그 후, 단말(105)은 상기 ACK/NACK 신호에 따라 HARQ 패킷의 재전송이나 또는 새로운 HARQ 패킷의 전송을 실행한다.

도 2는 송신측과 수신측간의 HARQ를 수행하는 구조를 도시한 도면이다. 본 발명이 적용되는 역방향 패킷 서비스에서는 단말이 송신측이고, 기지국이 수신측의 역할을 수행한다. 반면에, 일반적인 순방향 패킷 서비스에서는 단말이 수신측, 기지국이 송신측의 역할을 한다.

도 2를 참조하면, 하나의 단말에 다양한 종류의 서비스가 제공될 수 있으므로, 송신측은 다수의 상위 계층 엔터티들(280)과, 다중화 블록(275)을 구비하고, 수신측은 다 수의 상위 계층 엔터티들(205)과, 역다중화 블록(210)을 구비한다. 상기 상위 계층(205, 280)은 예를 들어 동일한 전송 품질(Quality of Service)를 요구하는 서비스들의 집합으로 간주할 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해, 하나의 상위 계층에서 발생한 플로우를 'QoS 플로우'라고 명명한다.

다중화 블록(275)은 여러 상위 계층(275)에서 발생한 데이터들에 다중화 정보를 삽입해서 HARQ 블록(272)으로 전달하는 역할을 한다. 반면에, 역다중화 블록(210)은 HARQ 블록(212)으로부터 전달받은 데이터의 다중화 정보를 이용해서 적절한 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

여기서, HARQ 블록(212, 272)은 HARQ 동작을 수행하는 장치로, 여러 개의 HARQ 프로세서(processor)들로 구성된다. HARQ 프로세서란, 사용자 패킷의 송수신을 담당하는 기본 단위 장치이며, 송신측 HARQ 프로세서는 사용자 패킷의 전송과 재전송을 담당하고, 수신측 HARQ 프로세서는 사용자 패킷의 수신과 소프트 컴바이닝을 담당한다.

HARQ 프로세서는 송신측과 수신측에 쌍으로 존재하며, 하나의 HARQ 블록(212, 272)은 다수의 HARQ 프로세서를 구비함으로써, 지속적인 송수신이 가능하다. HARQ 프로세서의 동작은 사용자 패킷을 전송하고, 이에 대한 ACK/NACK 정보를 수신하고, 다시 재전송을 수행하는 동작들로 구성된다. 그러므로 일 예로, HARQ 프로세서가 하나만 존재하는 경우는, 사용자 데이터를 전송하고, 그에 대한 ACK/NACK 정보를 수신할 때까지 다른 패킷을 전송할 수 없게 된다. 그렇지만 HARQ 프로세서를 여러 개 구비할 경우, 한 프로세서가 ACK/NACK 수신을 위해 대기하는 동안, 다른 프로세서에서 데이터를 전송할 수 있으므로, 다수의 HARQ 프로세서를 구비함으로써, 지속적인 송수신이 가능하다.

HARQ 프로세서의 기본 동작은 다음과 같다.

먼저 송신측 HARQ 프로세서(HARQ P1(255), HARQ P2(260), HARQ P3(265), HARQ P4(270)) 중 임의의 하나)는 다중화 블록(275)에서 수신한 데이터를 채널 코딩 해서 전송하고, 차 후의 재전송을 위해 상기 채널 코딩된 데이터를 버퍼(도시하지 않음)에 저장한다. 그리고 상기 데이터에 대한 ACK 정보를 수신하면 상기 버퍼에 저장되어 있는 데이터를 폐기(flush)하고, 상기 데이터에 대한 NACK 정보를 수신하면 상기 데이터를 재전송을 수행한다.

반면에, 수신측 HARQ 프로세서(HARQ P1(215), HARQ P2(220), HARQ P3(225), HARQ P4(230) 중 임의의 하나)는 물리 채널을 통해 수신한 데이터를 채널 디코딩하 고, 상기 데이터의 오류 검출 여부를 확인하는 순환 리던던시 체크(Cyclic Redundancy Check, 이하 'CRC'라 한다) 연산을 통해 오류 존재 여부를 확인한다. 만약 오류가 존재한다면, 상기 데이터를 버퍼에 저장하고 NACK 신호를 전송한다. 차 후에 상기 데이터에 대한 재전송 데이터가 수신되면, 버퍼에 저장해 두었던 데이터와 상기 재전송 된 데이터를 소프트 컴바이닝한 뒤 오류 존재 여부를 다시 검사한다. 여전히 오류가 존재하는 것으로 확인되면, NACK 신호를 전송하고, 상기 과정을 반복한다. 만약 오류가 해소된 것으로 확인되면, ACK 신호를 전송하고, 사용자 데이터를 역다중화 블록(210)으로 전달한다.

HARQ 블록은 전송하는 패킷의 요구 전송 품질(QoS)에 따라 최대 재전송 회수 등을 다르게 설정할 수 있다. 만약 어떤 패킷이 신속하게 전송되어야 하지만 요구 블록 에러율(Block Error Rate, 이하 'BLER'라 한다)이 비교적 높다면, 상기 패킷에 대해서는 최대 재전송 회수를 작게 설정한다. 만약 어떤 패킷에 대한 요구 전송 지연은 긴 반면, 요구 BLER은 낮다면, 상기 패킷에 대해서는 최대 재전송 회수를 크게 설정한다.

이처럼 임의의 HARQ 패킷에 어떤 QoS를 가지는 패킷이 수납되는가에 따라, 상기 HARQ 패킷의 최대 재전송 횟수는 가변적이다.

이와 관련하여 종래 기술의 문제점은 단말이 전송하는 HARQ 패킷의 최대 전송 회수를 Node B의 스케줄러가 알지 못하므로, 마지막 재전송이 실패하면 전송 자원이 낭비될 수 있다는 것이다.

HARQ는 비동기(asynchronous) HARQ 기법과, 동기(synchronous)HARQ 기법이 있다.

비동기(asynchronous) HARQ는 특정 HARQ 패킷에 대한 재전송이 명시적인 제어 정보로 통보되므로, 재전송 시점이 자유로운 HARQ 기법이다. 반면에, 동기(synchronous)HARQ는 특정 HARQ 패킷에 대한 재전송이 항상 이전 전송으로부터 일정 시간이 지난 후에 이뤄지는 기법으로, 상기 재전송 시점에 대한 명시적인 제어 정보가 필요하지 않다는 장점이 있는 반면에 재전송 시점이 고정된다는 단점이 있다.

순방향 전송에서는 스케줄러와 전송 장치가 동일한 노드에 위치하기 때문에 비동기(asynchronous) HARQ가 적합하고, 역방향 전송에서는 스케줄러와 전송 장치가 서로 다른 노드에 위치하기 때문에 동기(synchronous) HARQ가 적합하다는 것이 통념이다.

본 발명이 해결하고자 하는 문제는 역방향 패킷에 관한 것이므로, 동기(synchronous) HARQ 동작이 적용될 가능성이 높지만, 비동기(asynchronous) HARQ 동작에서도 본 발명이 해결하고자 하는 문제가 존재하므로, 도 3에서는 비동기(asynchronous) HARQ 상에서 종래 기술의 문제점을, 도 4에서는 동기(synchronous) HARQ 상에서 종래 기술의 문제점을 설명한다.

도 3는 비동기 HARQ 상에서 종래 기술의 문제점을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 단말은 역방향 공용 채널(305, Up-link Shared Channel)을 통해 HARQ 패킷을 전송한다(320). 이에 따라, 기지국은 상기 패킷을 처리한 뒤, 오류가 있는 것으로 판명되어서 순방향 피드백 채널(310, Down-link Feedback Channel)을 통해 부정적 인지 신호를 전송한다(325). 기지국의 스케줄러는 상기 단말이 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송을 실행할 수 있도록, 상기 단말에게 리소스를 할당하고 스케줄링 정보를 전송한다(330). 단말은 상기 할당된 리소스를 통해 HARQ 패킷을 재전송하고(335), 기지국은 상기 패킷을 HARQ 프로세서에 저장되어 있는 패킷과 소프트 컴바이닝한다. 여전히 오류가 남아 있다면, 기지국은 순방향 피드백 채널을 통해 다시 부정적 인지 신호를 전송한다(340).

이 때 상기 HARQ 패킷의 재전송 회수가 설정된 최대 재전송 회수에 도달했다고 가정하자. 기지국은 이러한 사실을 알지 못하므로, 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송을 실행할 수 있도록, 상기 단말에게 스케줄링 정보를 전송해서 리소스를 할당한다(345). 이 때 단말에 전송할 데이터가 존재하지 않는다면, 상기 리소스는 낭비된다(350).

또는 단말에 전송할 데이터가 존재한다고 가정하는 경우, 기지국은 잘못된 스케줄링 정보를바탕으로 스케줄링을 수행하는 결과를 초래할 가능성이 존재한다. 이는 통상적으로 재전송 패킷이 최초 전송 패킷보다 높은 우선 순위를 가지기 때문이다.

도 4에는 동기 HARQ 구동 시 때 종래 기술의 문제점을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 단말은 역방향 공용 채널(405)을 통해 HARQ 패킷을 전송하고(425), 기지국은 상기 패킷을 처리한 뒤, 오류가 있는 것으로 판명되어서 순방향 피드백 채널(410)을 통해 부정적 인지 신호를 전송한다(425).

기지국의 스케줄러는 동기 HARQ 방식에 따라 미리 정해진 고정 타이밍으로 재전송을 실행한다, 즉, 소정의 리소스를 다른 단말에게 할당하지 않고 상기 단말을 위하여 남겨 둔다(445).

단말은 상기 소정의 리소스를 통해 HARQ 패킷을 재전송한다(435). 기지국은 상기 패킷을 HARQ 프로세서에 저장되어 있는 패킷과 소프트 컴바이닝한다. 여전히 오류가 남아 있다면, 기지국은 순방향 피드백 채널을 통해 다시 부정적 인지 신호를 전송한다(440). 이 때 상기 HARQ 패킷의 재전송 회수가 최대 재전송 회수에 도달했다고 가정하자. 기지국은 이 사실을 알지 못하므로, 상기 HARQ 패킷에 대한 재전송을 실행할 수 있도록, 소정의 리소스를 다른 단말에게 할당하지 않고 남겨 둔다. 이 때 단말은 상기 패킷을 더 이상 재전송할 수 없으므로, 상기 리소스는 낭비된다(450).

상기 전술한 바와 같이 종래의 기지국 스케줄링은 단말의 재전송 여부에 무관하게 제한된 리소스를 상기 단말에게 할당했던 문제점이 존재한다. 즉, 동기 HARQ의 경우는 고정된 타이밍을 가지고 패킷을 전송하는 단말을 위하여, 소정의 리소스를 상기 단말에 할딩하는 문제점이 존재하였다. 또한, 비동기 HARQ의 경우는 재전송 패킷의 우선 순위에 대응하여 무조건 상기 단말에게 리소스를 할당하는 문제점이 존재하였다.

이동통신시스템에서 한정되어 있는 리소스를 최대한 효율적으로 사용하기 위한 기지국 스케줄링의 최적화 방안이 필요하다.

따라서, 상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된, 본 발명은 이동통신시스템에서 패킷 전송을 효율적으로 수행하기 위한 기지국 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 이동통신시스템에서 한정되어 있는 무선 리소스를 가변적으로 할당하도록 HARQ를 효율적으로 수행하는 기지국 장치 및 스케줄링 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 이동통신시스템에서 송신측이 수신측에게 패킷 재전송의 마지막 여부를 통보하는 방법 및 장치를 제공한다.

이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 효율적인 기지국 스케줄링 방법에 있어서, 단말이 마지막 패킷 재전송을 알리는 지시자를 포함하는 패킷 디코딩 제어 정보를 기지국으로 전송하는 과정과, 단말이 패킷 재전송하는 과정과, 기지국이 상기 패킷 디코딩 제어 정보를 이용하여 상기 패킷을 디코딩하고, 상기 지시자에 대응하여 다음 패킷 재전송을 위한 무선 리소스를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 기지국 스케줄링을 효율적으로 지원하는 송신 장치에 있어서, 패킷의 재전송 회수와 설정된 최대 재전송 회수를 비교하여, 상기 패킷의 마지막 재전송을 알리는 지시자를 설정하는 값을 생성하는 마지막 재전송 지시자 설정부와, 상기 패킷과 관련된 패킷 제어 정보로 상기 설정 값에 따라 마지막 패킷 재전송 지시자를 설정하는 패킷 디코딩 제어 정보 생성부를 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 기지국 스케줄링을 효율적으로 지원하는 수신 장치에 있어서, 패킷의 마지막 재전송을 알리는 지시자를 포함하는 제어 정보를 해석하는 패킷 디코딩 제어 정보 해석부와, 상기 패킷 디코딩 제어 정보 해석부로부터 제공된 상기 제어 정보들을 이용하여 상기 패킷의 재전송을 수행하는 복수의 재전송 프로세서들과, 상기 마지막 재전송을 알리는 지시자의 설정된 값에 따라 송신측에 상기 패킷 재전송을 위한 리소스를 할당하는 스케줄러를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 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.

후술되는 본 발명에서는 이동통신시스템의 효율적인 기지국 스케줄링을 제안하는 것으로, 송신측이 마지막 재전송 여부를 수신측에 통보하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 송신측이 마지막 재전송 여부를 패킷 디코딩 제어 정보에 포함시켜서 전송하는 방안을 제시한다. 또한, 수신측이 송신측으로부터 수신한 재전송 패킷이 마지막 패킷인지를 확인하는 방안을 제시한다.

본 발명에서는 역방향 패킷을 전송함에 따라 단말이 송신측으로 마지막 재전송 여부를 수신측인 기지국에 통보함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 LTE 시스템 적용을 기준으로 설명되고 있지만, 재전송을 동작을 사용하는 모든 이동 통신 시스템에 별다른 변형 없이 적용 가능하다.

도 5는 본 발명에 따라 송신측이 마지막 재전송 여부를 나타내는 지시자를 포함하여 제어 정보를 전송하는 과정을 도시한 도면이다.

일 예로, 임의의 단말(505)과 Node B(510)를 예로 들어 본 발명을 설명한다. 단말이 Node B로부터 리소스를 할당 받는 과정은 본 발명의 구성을 명료하게 나타내고자 도 5에 도시하지 않았다. 이는 도 1에 도시된 111 단계와 112 단계와 동일하며, 즉, 임의의 단말은 SCH을 통해 기지국(110)으로 자신(UE)의 버퍼 상태(buffer status) 정보나, CQI를 보고한다. 기지국 복수의 여러 단말로부터 보고 받은 버퍼 상태 정보와 채널 상태를 바탕으로 DL-SCCH를 통해 리소스를 할당한다.

도 5를 참조하면, 515 단계에서 리소스를 할당 받은 단말(505)은 임의의 패킷을 공통 채널을 통해 전송하기에 앞서서, 패킷 디코딩 제어 정보를 Node B(510)에게 전송한다. 상기 패킷 디코딩 제어 정보는 수신측이 패킷을 디코딩하기 위해서 필요한 정보이며, 예를 들어 패킷의 크기, 패킷의 변조 방식, 패킷의 코딩 레이트, 패킷의 재전송 번호 등을 포함한다.

본 발명에서는 패킷 디코딩 정보에 마지막 재전송 지시자를 추가한다. 상기 마지막 재전송 지시자는 해당 패킷이 마지막 재전송인지 아닌지를 나타내는 식별자로 본 발명에 따라 Yes로 설정되면 상기 패킷이 마지막으로 재전송되는 패킷임을 의미하며, No로 설정됨은 상기 패킷이 차후에 설정된 최대 한계 재전송 회수 내에서 계속적으로 재전송됨을 의미한다.

515 단계에서 단말은 패킷 전송이 마지막 재전송이 아니므로, 단말은 패킷 디코딩 제어 정보의 마지막 재전송 지시자를 No로 설정하여 전송한다. 520 단계에서 단말은 패킷을 전송한다. 상기 패킷은 초기 전송이다.

525 단계에서, 기지국(510)은 상기 패킷을 복조하고 디코딩한 뒤, CRC연산을 수행한다. 이때, 상기 CRC 연산 결과에 따라 상기 패킷에 오류가 있는 것으로 판명되면 단말(505)에게 NACK을 전송한다.

단말은 기지국의 지시에 따라 또는 정해진 시점에 상기 패킷을 재전송한다. 따라서, 530 단계에서 단말(505)은 기지국(510)으로부터 수신한 NACK 신호에 따라 재전송하는 패킷에 대한 패킷 디코딩 제어 정보를 전송한다. 이 때 상기 패킷 재전송이 마지막 재전송이 아니기 때문에 마지막 재전송 지시자는 No로 설정된다. 535 단계에서 단말(505)은 패킷을 전송하고, 기지국은 상기 패킷을 복조하고 HARQ 프로세서에 저장되어 있던 패킷과 소프트 컴바이닝한 뒤 다시 CRC 연산을 수행한다. 540 단계에서 기지국(510)은 상기 패킷에 오류가 있는 것으로 판명되어 단말에게 NACK을 전송한다.

상기 기지국(510)으로부터 NACK 신호를 수신한 단말은, 545 단계에서 상기 패킷에 대한 재전송을 준비하며, 상기 패킷의 설정된 최대 재전송 회수와 현재 전 송 회수를 비교하여 마지막 재전송 지시자를 설정한다. 일 예로, 상기 최대 재전송 회수가 2회로 설정된 경우, 금번의 전송 회수가 상기 최대 재전송 회수에 제한되므로, 550 단계에서 패킷 디코딩 제어 정보의 마지막 재전송 지시자를 Yes로 설정해서 전송한다.

그리고 555 단계에서 단말(505)은 상기 패킷의 마지막 재전송을 실행한다.

560 단계에서 기지국(510)은 상기 550 단계에서 패킷 디코딩 제어 정보를 수신하면, 단말(505)로부터 전송되는 패킷이 마지막 재전송이라는 사실을 인지하므로, 상기 패킷의 재전송을 위해서 리소스를 할당하지 않음으로써 자원 낭비를 방지한다.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따라 마지막 재전송 지시자를 설정하는 방법들을 도시한 도면이다.

마지막 재전송 지시자를 위하여 패킷 디코딩 제어 정보에 1 비트를 추가하는 것은 패킷 디코딩 제어 정보의 크기를 증가시켜서, 한정된 전송 자원을 소모해야 한다는 단점이 있다.

그런데 임의의 패킷 디코딩 제어 정보가 다수의 코드 포인트(code point)를 가질 경우, 상기 코드 포인트 중 하나를 마지막 재전송 지시자로 사용함으로써, 패킷 디코딩 제어 정보의 크기를 증가시키지 않을 수 있다.

상기 코드 포인트의 개수란, 제어정보가 가질 수 있는 논리적 의미의 개수를 의미하며, 제어정보에 할당된 비트수에 의해서 결정된다. 예를들어 2비트 크기를 가지는 제어정보는의 코드 포인트는 4개이고, 4비트 크기를 가지는 제어정보의 코 드 포인트는 16개이다.

패킷 디코딩 제어 정보 중 다수의 코드 포인트를 가지는 정보로는 RSN(Retransmission Sequence Number) 이나 RV(Redundancy Version) 정보가 있다.

도 6a를 참조하면, RSN(605)은 전술한 바와 같이, 특정 HARQ 패킷의 전송 회수를 나타내는 정보이며, 예를 들어 RSN 0(610)은 최초 전송, RSN 1(615)은 첫 번째 재전송, RSN 2는 두 번째 재전송 등의 의미를 가진다. RSN이 0에서 n까지 (n+1)개의 코드 포인트를 가질 때, 마지막 코드 포인트인 RSN n(625)을 n번째 재전송이 아닌 마지막 재전송이라는 값을 나타내도록 설정한다.

즉, RSN의 코드 포인트 보다 최대 재전송 회수가 클 수 있다. 예를들어 특정 플로우의 최대 재전송 회수가 8회로 설정되더라도, RSN에는 2비트만 할당될 수도 있다. 이 경우에 재전송시마다 RSN은 아래와 같이 설정된다.

최초 전송: RSN 0, 첫번째 재전송: RNS 1, 두번째 재전송: RSN 2, 세번째 재전송: RSN 3, 네번째 재전송: RSN 3,…, 마지막 재전송: RSN 3.

그리고 4번째 재전송부터는 계속 RSN 3이 사용되는 것이고, 수시측은 RSN 3을 3번째 또는 그 이 후의 재전송으로 인지한다. 여기까지가 종래에 RSN을 사용하는 방식이고, 도 6a에서 말하는 것은 RSN의 마지막 코드 포인트를 3 번째 또는 그 이후의 재전송이 아니라 마지막 재전송을 의미한다는 것이다. 따라서 위의 예로 돌아가서, RSN은 아래와 같이 설정된다.

최초 전송: RSN 0, 첫번째 재전송: RSN 1, 두번째 재전송: RSN 2, 세번째 재전송: RSN 2, 네번째 재전송: RSN 2, …, 마지막 재전송: RSN 3.

이처럼 하나의 코드 포인트가 특정 재전송 회수를 나타내는 것이 아니라, 마지막 재전송임을 나타내도록 함으로써, 마지막 재전송 지시자에 1 비트를 추가하는 것을 피할 수 있다. 상기 RSN 방식에서는 마지막 재전송을 나타내는 코드 포인트가 전송되면, 마지막 재전송 지시자가 Yes로 설정된 것이고, 나머지 경우에는 마지막 재전송 지시자가 No로 설정된 것으로 간주한다.

동일한 방식을 RV 정보에 적용할 수 도 있다.

도 6b를 참조하면, RV(630)는 HARQ 패킷의 IR 버전을 나타내는 정보이며, 예를 들어 RV 0(635) 은 IR 버전이 x, RV 1(640)은 IR 버전 y 등을 의미할 수 있다. 하나의 코드 포인트가 특정 버전과 마지막 재전송임을 나타내도록 한다.

예를 들어 RV가 n(640)이면 이는 IR 버전이 z이고, 마지막 재전송임을 나타낸다. RV가 다른 값일 경우에는 소정의 IR 버전이면서 마지막 재전송이 아님을 나타낸다.

상기 방식에서는 마지막 재전송에는 항상 정해진 IR 버전을 사용해야 한다는 한계가 존재한다.

도 7는 본 발명에 따른 송신측의 동작을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 705 단계에서 새로운 패킷 전송이 스케줄된다. 다시 말해서 단말이 이미 기지국에 자신의 버퍼 상태를 나타내는 정보와 채널 상태를 나타내는 정보를 전송하고, 상기 정보들을 바탕으로 기지국이 상기 단말에게 소정의 리소스를 할당한 후이다. 따라서, 단말은 상기 기지국으로부터 할당 받은 리소스를 통해 새로운 패킷을 전송하고자 한다.

710 단계에서 단말은 상기 패킷의 최대 재전송 회수를 Max_retrans라는 변수에 저장한다. 패킷의 최대 재전송 회수(Max_retrans)는 상기 패킷이 속하는 QoS 플로우에 따라서 결정된다. 즉, 만약 어떤 패킷이 신속하게 전송되어야 하나 BLER이 비교적 높다면, 상기 패킷에 대해서는 최대 재전송 회수를 작게 설정한다. 만약 어떤 패킷에 대한 요구 전송 지연은 긴 반면, 요구 BLER은 낮다면, 상기 패킷에 대해서는 최대 재전송 회수를 크게 설정한다.

715 단계에서 단말은 상기 패킷의 초기 전송에 따라, 현재 전송 회수(No_retrans)를 0으로 설정하고, 720 단계에서 패킷을 전송한다.

730 단계에서 단말은 기지국이 전송하는 피드백 정보를 바탕으로 상기 패킷의 재전송이 필요한지 판단한다. 재전송이 필요치 않다면, 즉 기지국으로부터 긍정적 인지 신호(ACK)를 수신하였다면, 735 단계로 진행해서 다음 새로운 패킷을 전송할 때까지 대기한다. 반면에, 재전송이 필요하다면 740 단계로 진행해서 상기 No_retrans가 설정된 Max_retrans와 동일한지 검사한다. 이는 마지막 재전송 지시자의 전송 여부를 판단하기 위한 것으로, 상기 No_retrans가 설정된 Max_retrans와 동일하다면, 745 단계에서 다음 재전송은 송신 성공 여부와 관계없이 마지막 재전송이므로 마지막 재전송 지시자를 'Yes'로 설정해서 기지국으로 전송한다. 여기서, 상기 마지막 재전송 지시자를 'Yes'로 설정함은 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같은 방법으로 구현 가능하다.

그 후, 755 단계로 진행하여 No_retrans를 1 증가시키고, 760 단계로 진행하여 상기 패킷을 마지막으로 재전송한다. 즉, 730 단계 진행 한 후, 상기 패킷은 재 전송이 필요하지 않음으로, 735 단계로 진행하여 다음 패킷을 전송하기 위해 대기한다. 반면에, 상기 740 단계에서 상기 No_retrans가 설정된 Max_retrans와 동일하지 않다면, 750 단계로 진행해서, No_retrans가 Max_retrans보다 큰지 검사한다. 여기서, 상기 No_retrans가 Max_retrans보다 크다면, 더 이상 재전송을 수행할 수 없으므로, 735 단계로 진행해서 다음 새로운 패킷을 전송할 때까지 대기한다.

또한, 상기 750 단계에서 No_retrans가 Max_retrans보다 작다면, 재전송을 할 수 있다는 것을 의미하므로, 755 단계로 진행해서 No_retrans를 1 증가시킨 후 720 단계로 회귀해서 패킷을 재전송한다. 또한, 상기 750 단계에서 No_retrans가 Max_retrans보다 작다면, 재전송을 할 수 있다는 것을 의미하므로, 상기 755 단계 이전에 상기 마지막 재전송 지시자를 No로 설정하여 기지국으로 전송할 수 있다.

도 8는 본 발명에 따른 송신기의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 예에 따라 상기 송신기는 역방향 패킷을 전송하는 딘말임을 특징으로 한다.

도 8을 참조하면, 송신기는 다중화기(805), HARQ processor(815), 제어부(810), ACK/NACK 해석부(825), 패킷 제어 정보 생성부(820), 송수신부(830), 마지막 재전송 지시자 설정부(835)로 구성된다.

제어부(810)는 다중화블록(805)에게 다음 전송 주기에 전송할 데이터의 양을 통보하고, 다중화블록(805)은 다음 전송 주기에 전송할 데이터의 양에 맞춰 상위 계층으로부터 사용자 데이터를 받아 온다. 다중화블록(805)은 상기 사용자 데이터를 하나의 HARQ 패킷으로 다중화한 뒤, HARQ 프로세서(815) 로 전달한다. HARQ 프로세서(815)r는 상기 HARQ 패킷을 채널 코딩한 뒤, 버퍼(도시하지 않음)에 저장하 고 송수신부(830)로 전달한다. 송수신부(830)는 상기 HARQ 패킷을 전송한다.

패킷 디코딩 제어 정보 생성부(820)는 제어부(810)의 제어를 받아서 패킷 제어 정보를 생성한다. 패킷 제어 정보 생성부(820)는 제어부(810)로부터 상기 HARQ 프로세서(815)의 사용 상황, 채널 상태 등을 고려해서 결정된 상기 패킷 제어 정보에 포함될 정보들을 수신한다. 또한 패킷 디코딩 제어 정보 생성부(820)는 마지막 재전송 지시자 설정부(835)의 제어를 받아서 마지막 재전송 지시자를 적절한 값으로 설정한다.

마지막 재전송 지시자 설정부(835)는 HARQ 프로세서(815)에서 처리되고 있는 HARQ 패킷의 재전송 회수가 최대 재전송 회수와 동일한지를 확인하여 상기 재전송 회수가 최대 재전송 회수와 동일하면, 패킷 디코딩 제어 정보 생성부(820)에게 마지막 재전송 지시자를 'Yes'로 설정할 것을 지시한다. 반면에, 상기 재전송 회수가 최대 재전송 회수와 동일하지 않으면 즉, 작으면 상기 마지막 재전송 지시자를 'No'로 설정할 것을 지시 할 수 있다. 또는 상기 마지막 지시자를 설정하지 않고 아무 정보도 보내지 않을 수 있다.

즉, 패킷 제어 정보 생성부(820)는 제어부(810)가 전달한 정보를 패킷 제어 정보로 구성하고, 마지막 재전송 지시자를 적절한 값으로 설정해서 송수신(830)부로 전달한다.

도 9는 본 발명에 따른 수신기의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 예에 따라 상기 수신기는 역방향 패킷을 수신하는 기지국임을 특징으로 한다

도 9를 참조하면, 수신기는 역다중화기(905), HARQ 프로세서 (915), 스케줄 러 (910), 패킷 디코딩 제어 정보 해석부(920), ACK/NACK 생성부(925), 송수신부(930)로 구성된다.

패킷 디코딩 제어 정보 해석부(920)는 DL-SCCH를 통해 수신한 마지막 재전송 지시자를 포함하는 패킷 디코딩 제어 정보를 해석하여 HARQ 프로세서(915)에 전달한다. 이때, 패킷 디코딩 제어 정보의 마지막 재전송 지시자가 'Yes'로 설정되어 있으면, 이를 스케줄러(910)에게 통보한다. 또는 상기 마지막 재전송 지시자의 'Yes' 또는 'No'의 설정과 관계없이 해석한 결과를 스케줄러(910)에 통보 가능하다.

HARQ 프로세서(915)는 송수신부(930)가 수신한 신호인 HARQ 패킷을, 상기 패킷 디코딩 제어 정보 해석부(920)로부터 전달 받은 패킷 디코딩 제어 정보를 이용하여 복조/디코딩한다. 그 후, 복조/디코딩한 HARQ 패킷을 HARQ 버퍼(도시하지 않았으나, 내부에 구비됨은 자명하다)로 전달되도록 제어한다. 이는 HARQ 패킷의 수신 성능을 보장하기 위하여 소프트 컴바이닝을 수행하기 위함이다.

스케줄러(910)는 단말들이 전달한 버퍼 상황 정보와 채널 상황 정보와 각 단말의 HARQ 재전송 상황을 고려해서, 단말들에게 리소스를 할당한다. 이때, 스케줄러(910)는 특정 HARQ 패킷에 대한 재전송을 스케줄링할 필요가 있는지 여부를 패킷 디코딩 제어 정보 해석부(920)로부터 전달받은 상기 마지막 재전송 지시자 값으로 판단한다. 즉, 상기 마지막 재전송 지시자가 'Yes'로 설정됨은 상기 단말이 더 이상 재전송을 수행하지 않음을 의미함으로, 상기 단말에 대하여 리소스를 더 이상 할당하지 않도록 스케줄링한다.

ACK/NACK 생성부(925)는 사용자 데이터 패킷의 CRC 연산을 수행한 결과에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 생성해서 송수신부(930)로 전달한다. 역다중화블록(905)은 HARQ 프로세서(915)에서 처리된 HARQ 패킷을 적절한 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어 지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, HARQ를 수행하는 이동통신시스템에서 단말이 마지막 패킷 재전송을 나타내는 지시자를 제어 정보에 포함하여 전송함으로써, 기지국으로 하여금 리소스 할당을 사전에 방지하는 효과를 가진다. 따라서, 한정된 무선 리소스를 복수의 단말들에게 효율적으로 할당하는 효과를 가진다.

Claims (8)

1. 이동통신시스템에서 효율적인 기지국 스케줄링 방법에 있어서,

   단말이 마지막 패킷 재전송을 알리는 지시자를 포함하는 패킷 디코딩 제어 정보를 기지국으로 전송하는 과정과,

   단말이 패킷 재전송하는 과정과,

   기지국이 상기 패킷 디코딩 제어 정보를 이용하여 상기 패킷을 디코딩하고, 상기 지시자에대응하여 다음 패킷 재전송을 위한 무선 리소스를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 기지국 스케줄링 방법.
2. 제1항에 있어서,

   단말은 상기 패킷을 재전송하기 위한 회수와 설정된 최대 재전송 회수를 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 지시자를 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 기지국 스케줄링 방법.
3. 제2항에 있어서,

   단말은 상기 패킷을 재전송하기 위한 회수와 설정된 최대 재전송 회수와 동일하면, 상기 지시자를 마지막 패킷 재전송임을 알리는 값으로 설정하는 과정임을 특징으로 하는 기지국 스케줄링 방법.
4. 제3항에 있어서,

   기지국은 상기 마지막 패킷 재전송임을 알리는 값으로 설정된 지시자에 대응하여 다음 패킷 재전송을 위한 무선 리소스를 상기 단말 대신에 타 단말을 위하여 할당함을 특징으로 하는 기지국 스케줄링 방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 지시자는 재전송 회수(RSN)를 나타내는 코드 정보에 설정 가능함을 특징으로 하는 기지국 스케줄링 방법.
6. 이동통신시스템에서 기지국 스케줄링을 효율적으로 지원하는 송신 장치에 있어서,

   패킷의 재전송 회수와 설정된 최대 재전송 회수를 비교하여, 상기 패킷의 마지막 재전송을 알리는 지시자를 설정하기 값을 패킷 디코딩 제어 정보 생성부로 제공하는 마지막 재전송 지시자 설정부와,

   상기 패킷과 관련하여 패킷 제어 정보로 상기 마지막 재전송 지시자 설정부 로부터 제공된 설정 값에 따라 마지막 패킷 재전송 지시자를 생성하는 패킷 디코딩 제어 정보 생성부를 포함함을 특징으로 하는 송신 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 송신 장치는;

   상기 패킷을 고려하여 재전송을 수행하는 복수의 재전송 프로세서들과,

   상기 재전송 프로세서들의 사용 상황 또는 패킷 전송 채널 상태를 고려하여 상기 마지막 재젼송 지시자를 포함하는 상기 패킷 제어 정보를 생성하도록 상기 패킷 디코딩 제어 정보 생성부를 제어하는 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 송신 장치.
8. 이동통신시스템에서 기지국 스케줄링을 효율적으로 지원하는 수신 장치에 있어서,

   패킷의 마지막 재전송을 알리는 지시자를 포함하는 제어 정보를 해석하는 패킷 디코딩 제어 정보 해석부와,

   상기 패킷 디코딩 제어 정보 해석부로부터 제공된 상기 제어 정보들을 이용하여 상기 패킷의 재전송을 수행하는 복수의 재전송 프로세서들과,

   상기 마지막 재전송을 알리는 지시자의 설정된 값에 따라 송신측에 패킷 재전송을 위한 리소스를 할당하는 스케줄러를 포함함을 특징으로 하는 수신 장치.

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