KR20030079995A

KR20030079995A - 천공 재전송을 이용한 자동 재전송 요구 시스템

Info

Publication number: KR20030079995A
Application number: KR10-2003-7010668A
Authority: KR
Inventors: 웬 통; 리레타일레-가우써캐서린; 모-한 펑; 바스틴 마시에; 에블린 레스트레트
Original assignee: 노오텔 네트웍스 리미티드
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-10-10
Also published as: BR0207213A; CN1500325A; EP1371166A1; WO2002069549A1; US20020150040A1

Abstract

본 발명은 패킷이 송신기로부터 수신기로 연속적으로 전송되는 자동 재전송 요구 기반 시스템을 제공한다. 수신 동안, 수신기는 해당 패킷이 적절하게 수신되었는지의 여부에 따라, 긍정 응답(ACK) 또는 부정 응답(NAK)을 송신기에 송신할 것이다. NAK에 응답하여, 송신기는 적절하게 수신되지 않은 패킷을 식별할 것이며, 이는 재전송용 패킷으로 칭해진다. 송신기는 재전송용 패킷을 다수의 서브패킷으로 분할하며, 각각의 서브패킷을 수신기에 전송되는 패킷 시퀀스 내의 패킷에 천공한다. 수신기는 천공된 패킷으로부터 서브패킷을 복구할 것이며, 복구된 서브패킷으로부터 재전송용 패킷을 재생성할 것이다.

Description

천공 재전송을 이용한 자동 재전송 요구 시스템{AUTOMATIC REPEAT REQUEST SYSTEM WITH PUNCTURED RETRANSMISSION}

<관련 출원>

본 출원은 2001년 2월 14일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/268,738호 "N 채널 데이터 흐름을 이용한 부분 천공 재전송(PPT) 기반의 HARQ(partial punctured retransmission based HARQ with N-channel data flow)", 및 2001년 4월 5일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/281,817호 "불완전 천공 재전송 기반 HARQ(non-complete puncture re-transmission based HARQ)"의 우선권을 주장하며, 이들의 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.

무선 통신 시스템에서, 계속적으로 변화하는 채널 조건은, 종종 수신기가 전송된 정보를 적절하게 수신할 수 없게 한다. 전형적으로, 정보가 손상된 경우, 해당 정보는 적절하게 수신될 때까지 재전송된다. 전형적으로, 전송된 정보는 전송 프로토콜에 기초하여 미리 정의된 패킷으로 보내진다. 이러한 데이터 유닛들은 직접적으로 전송될 수도 있지만, 대부분의 통신 프로토콜은 전송의로버스트성(robustness)을 증가시키고 또한 수신기가 전송된 패킷을 적절하게 복구할 가능성을 증가시키기 위해, 하나 이상의 코딩 기술을 병합한다. 따라서, 전송 중에 제공된 임의의 엔코딩은 수신 중에 그에 대응하는 디코딩을 필요로 할 것이다.

수신기가 소정의 패킷이 수신되지 않았거나 또는 손상되었음을 송신기에 통보할 수 있게 하는 다양한 유형의 프로토콜이 존재한다. 패킷이 손상되었다는 표시에 응답하여, 송신기는 손상된 패킷을 재전송할 것이다. 소정의 통신 시스템은 에러 제어를 제공하기 위해 자동 재전송 요구(automatic repeat request, ARQ)를 구현한다. 일반적으로, ARQ 기반 시스템은 적절하게 수신된 각 패킷에 대하여 수신기로부터 송신기로 긍정 응답(acknowledgement, ACK)을 전송할 것이고, 수신기가 패킷을 적절하게 복구할 수 없는 경우에는 부정 응답(negative acknowledgement, NAK)을 송신할 것이다. 수신기에서 에러 정정을 용이하게 하기 위하여 패킷이 엔코딩된 경우에는 하이브리드 ARQ(HARQ)가 사용된다.

다양한 ARQ의 변형이 존재하지만, 통상적인 변형은 스탑-앤드-웨이트 ARQ(stop and wait ARQ, SAW ARQ) 프로토콜이다. SAW 기반 ARQ 시스템은 패킷을 전송하고, 다음 패킷을 전송하기 전에 수신기로부터의 ACK 또는 NAK를 기다린다. NAK가 보내지는 경우에는, 이전에 전송된 패킷이 재전송된다. ACK가 수신된 경우에는 다음 패킷이 전송되고, 이 사이클이 반복된다.

SAW형 ARQ 프로토콜은, 송신기가 손상된 패킷을 재전송하거나 다음 패킷을 전송하기 전에 수신기로부터의 ACK 또는 NAK를 기다려야하기 때문에, 필연적으로전송 지연을 도입하게 된다. 코딩을 이용하며 수신기가 수신된 패킷을 디코딩해야 하는 HARQ 기반 시스템은, 디코딩에 요구되는 처리 시간에 비례하는 추가의 지연을 도입한다. 또한, 특정 데이터 유닛과 관련하여 계속적인 에러가 발생하는 경우, SAW 기반 시스템은 스톨(stall)된다.

따라서, 손상된 데이터의 재전송을 지원하면서 연속적인 데이터 전송을 용이하게 하는 개선된 ARQ 기반 프로토콜이 필요하다.

<발명의 요약>

본 발명은 송신기로부터 수신기로 패킷이 연속적으로 전송되는 자동 재전송 요구 기반 시스템을 제공한다. 수신 중에, 수신기는 해당 패킷이 적절하게 수신되었는지의 여부에 따라, 긍정 응답(ACK) 또는 부정 응답(NAK)을 송신기에 전송할 것이다. NAK에 응답하여, 송신기는 전절하게 수신되지 않은 패킷을 식별하며, 이것은 재전송용 패킷으로 칭해진다. 송신기는 재전송용 패킷을 복수의 서브패킷으로 분할하고, 수신기에 전송되는 패킷 시퀀스 내의 패킷에 각 서브패킷을 천공(puncture)할 것이다. 수신기는 천공된 패킷으로부터 서브패킷을 복구하고, 복구된 서브패킷으로부터 재전송용 패킷을 재생성할 것이다.

일 실시예에서, 패킷 시퀀스는 원하는 코딩 스킴을 사용하여 송신기에서 엔코딩되고, 수신기에서 디코딩된다. 엔코딩된 패킷은 전송되는 실제 데이터에 대응하는 계통적 비트(systematic bit) 및 코딩으로 인한 패리티 비트에 대응하는 비계통적 비트(non-systematic bit)를 포함한다. 주어진 서브패킷에 대한 비트는, 소정의 비계통적 비트를 서브패킷의 비트로 치환하는 것에 의해, 다른 패킷에 천공된다. 천공은 엔코딩된 패킷 전반에 걸쳐서 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.

본 발명은 단일 사용자 시스템과 복수 사용자 시스템에 대해 동등하게 적용될 수 있다. 복수 사용자 시스템에서, 주어진 사용자와 연관된 서브패킷은 해당 사용자에게 전달 중인 패킷 내에만 천공된다. 또한, 패킷 시퀀스가 끝나가고, 전송될 패킷보다 더 많은 서브패킷이 존재하는 경우, 송신기는 해당 서브패킷으로 패킷을 천공하는 대신에, 재전송용 패킷 전체를 재전송하는 것이 바람직하다.

재전송용 패킷의 재생성을 용이하게 하기 위하여, 서브패킷은 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가의 리던던트 정보(redundant information)가 각각의 서브패킷 내에 증분적으로 전송되도록 하는 리던던시 증가(incremental redundancy)가 사용될 수 있다. 서브패킷이, 재전송용 패킷을 복구하는 데에 충분한 정보를 수신기에 제공하는 경우, 더 이상의 서브패킷은 전송되지 않는다. 또한, 서브패킷은 체이스 결합 기술(Chase combining techniques)을 사용하여 생성될 수 있다. 또한, 본 발명은 서브패킷 또는 재전송용 패킷과 관련된 ACK 또는 NAK만을 제공하기 위한 제2 응답 흐름을 제공한다.

본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 첨부된 도면과 함께, 바람직한 실시예에 관한 이하의 상세한 설명을 숙지함으로써, 본 발명의 범위를 이해하고, 그에 대한 다른 양상들을 구현할 수 있을 것이다.

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 특히 부적절하게 수신된 정보의 재전송을 제어하는 것에 관한 것이다.

본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 몇몇 양태를 도시하는 것이며, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 및 긍정 응답(및 부정 응답) 흐름의 블럭도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기 및 수신기의 블럭도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 매트릭스의 도면.

도 4는 도 3의 코딩 매트릭스에 기초한 전송 탬플릿.

도 5a-5j는 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송된 서브패킷의 순차적인 전송 및 재전송을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 순차적인 전송용 패킷에 천공된 서브 데킷에 대응하는 데이터의 위치를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 사용자 시스템 내의 통신 흐름을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 세션의 끝에서 재전송된 데이터의 통신 흐름을 나타낸 도면.

아래의 실시예들은 본 기술 분야의 숙련된 기술자들이 본 발명을 실시할 수 있게 하는 데에 필요한 정보를 나타낸 것이며, 본 발명의 가장 바람직한 실시 양태를 개시하고 있다. 첨부된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명을 숙지하면, 본 기술 분야의 숙련된 기술자들은 본 발명의 개념을 이해하고, 본 명세서에는 특별히 개시되지 않은 이들 개념의 응용예들을 인식할 수 있을 것이다. 이러한 개념과 응용예는 본 명세서와 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 포함된다는 것을 이해하여야만 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 천공 HARQ 프로토콜이 도시되어 있다. 간결성과 일관성을 위해, 전송될 데이터의 유닛은 패킷을 생성하기 위해 엔코딩되며, 이 패킷은 임의의 허용가능한 변조 기술을 사용하여 호환 가능한 수신기에 전체적으로 또는 부분적으로 전송되는 것으로 가정한다. 따라서, 수신기는 수신된 신호를 복조하여 패킷을 복구한 후, 패킷을 디코딩하여 데이터의 유닛을 복구할 것이다.

일반적으로, 본 발명은 패킷이 손상되었거나 적절하게 수신되지 않았음을 알리는 부정 응답(NAK)을 수신기로부터 수신할 때에, 패킷의 재전송을 시작하게 된다. 재전송을 위하여, 재전송용 패킷(손상된 패킷)은 서브패킷으로 칭해지는 다수의 세그먼트로 분할된다. 그 다음, 각각의 서브패킷은 후속하는 패킷에 삽입되고, 수신기에 전송된다. 수신기는 인입하는 패킷 시퀀스로부터 서브패킷을 복구한 후, 각각의 서브패킷을 재전송용 패킷으로 조립할 것이다. 그 다음, 재전송용 패킷이 디코딩되어, 대응하는 데이터의 유닛이 복구된다. 이러한 처리 전반에 걸쳐, 패킷은 어떤 유형의 응답을 기다리지 않고 연속적으로 전송된다. NAK가 수신되면, 그 NAK와 관련된 패킷은 서브패킷으로 분할되고, 후속하는 전공용 패킷에 삽입된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 정상 패킷 흐름(2)은 연속적이며, 수신기가 송신기에 보내질 연속적인 응답 스트림(4)을 생성하게 하며, 각각의 응답은 주어진 패킷에 대응한다. 응답 스트림(4)은 대응하는 패킷이 적절하게 수신되었는지에 따라 ACK 및 NAK를 포함할 것이다. 단일 비트가 하나의 패킷과 연관되어, 제1 논리 상태는 ACK를 나타내고, 제2 논리 상태는 NAK를 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 응답 흐름(4)은 로버스트 변조 스킴을 포함한다. 도 1의 예에서, 패킷 흐름(2) 내의 패킷 #1은 적절하게 수신되지 않았으며, 그 결과 수신기가 송신기에 NAK를 보내는 것으로 가정한다. 타이밍 또는 다른 식별 기술에 기초하여, 송신기는 NAK에 의해 패킷 #1이 적절하게 수신되지 않았음을 알게 될 것이다. 이 때, 패킷 #1은 4개의 서브패킷(6)(제1 서브패킷, 제2 서브패킷, 제3 서브패킷, 제4 서브패킷)으로 분할된다. 그 다음, 각각의 서브패킷(6)은 이하에 상세하게 설명되는 천공 기술을 사용하여 후속하는 패킷 #4, #5, #6, #7에 각각 삽입된다.

수신기로부터 NAK를 수신하고, 재전송용 패킷 #1에 기초하여 서브패킷(6)을 생성하며, 서브패킷(6)을 후속하는 전송용 패킷 내에 천공하는 데에 필요한 시간과 관련된 시간 지연을 나타내기 위하여, 4개의 서브패킷은 패킷 #2, #3, #4, #5 대신에, #4, #5, #6, #7에 천공된다. 전형적으로, 패킷의 전송은 정의된 타임 슬롯에 연관되므로, 도 1에 도시된 예는, 패킷 #1이 원래 보내진 시간과, 패킷 #1에 대응하는 제1 서브패킷을 포함하는 패킷 #4가 전송된 시간 사이에 2-슬롯 지연을 나타내고 있다.

알 수 있는 바와 같이, 정상 패킷 흐름(2) 및 응답 흐름(4)은 별개의 통신 채널 상에 제공된다. 본 발명을 보다 더 강화하기 위하여, 응답 흐름(4)과 연관된 별개의 재전송 응답 흐름(8)이 동일 또는 다른 채널 상에 제공될 수 있다. 재전송 응답 흐름(8)은 재전송된 패킷 또는 서브패킷이 천공된 패킷으로부터 적절하게 복구되었는지에 기초하여 ACK 또는 NAK를 제공하는 데에 사용될 수 있다. 재전송 응답 흐름(8)은 원래의 손상된 패킷을 복구하기 위하여 이전의 복구된 서브패킷 내에서 충분한 정보가 복구된 때에 천공 처리를 중단하는 것은 물론, 단순히 재전송된 패킷 또는 서브패킷의 복구 또는 수신을 나타내는 데에도 사용될 수 있다. 천공 처리를 중단하는 것은, 서브패킷이 각각의 순차적인 서브패킷에 점점 더 증가하는 정보가 제공되는 리던던시 증가(IR) 스킴을 구현하는 경우에 유익하다. 수신되는 재전송용 패킷의 양이 증가하면, 그 패킷이 실제 어떤 패킷이었는지를 결정할 수 있는 확률도 증가한다.

이제 도 2를 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기(10) 및 수신기(12)에 대한 예시적인 구조가 도시되어 있다. 전형적으로, 스트리밍 비트의 형태인 데이터(14)는, 터보 코딩(turbo coding)과 같은 원하는 코딩 기술에 따라 데이터(14)의 유닛을 엔코딩하는 엔코더(16)에 제공된다. 코딩 기술은 패킷마다 달라질 수 있으며, 이는 데이터의 유닛의 세트를 나타내는 비트의 수를 변화시킨다. 따라서, 비트레이트는 변화하며, 코딩 스킴에 기초하여 적절한 비트가 주어진 패킷과 연관되도록, 레이트 매칭 논리(18)가 엔코더(16)와 합동한다. 결과적인 패킷은 버퍼(20) 내에서 버퍼링되고, 패킷 천공 논리(22)에 전송되며, 패킷 천공 논리(22)는 필요에 따라 패킷을 이전의 손상된 패킷의 서브패킷으로 천공한다. 패킷 천공 논리(22)는 정상 응답 흐름(4) 및 재전송 응답 흐름(8)(제공되는 경우에)을 효과적으로 감시하고, 전술한 바와 같이 패킷 분리(segregation) 및 천공을 제공한다. 버퍼(20)는 이전에 전송된 패킷을 저장하고, 패킷 천공 논리(22)가 응답 흐름(4)을 통해 NAK를 수신한 때에 손상된 패킷의 사본에 액세스할 수 있게 한다.

패킷 천공 논리(22)는 변조를 위해 준비된 형식으로 패킷의 전체 또는 일부를 제공한다. 이 형식은 전송을 위하여 변조 회로(24)에 의해 용이하게 변조될 수 있는 심볼을 표현하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 변조 회로(24)는 심볼을 변조에 적합한 파형으로 맵핑하는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 맵핑을 포함한다. 변조된 정보는 블럭(26)으로 표시된 무선 통신 채널을 통해 수신기(12)로 전송된다.

전형적으로, 수신기(12)는 엔코딩된 패킷을 효율적으로 복구하기 위하여, 필요한 경우 소정의 기저대역 처리는 물론, 수신기의 전단과 연관된 다양한 기능을 제공할 수 있는 복조 회로(28)를 포함할 것이다. 엔코딩된 패킷은 이전의 손상된 패킷의 일부를 표현하는 서브패킷으로 천공되어 있을 수도 있고 아닐 수도 있다. 복조 회로(28)는 복구된 패킷으로부터의 임의의 서브패킷을 복구하는 것은 물론, 패킷을 복구하는 것이 바람직하다. 패킷은 송신기(10)의 엔코더(16) 내에 제공된 코딩 스킴에 대응하는 디코더(30)로 보내진다. 디코딩된 패킷은 적절하게 수신되었는지를 결정하기 위하여 에러 조사 논리(32)에 보내진다. 디코딩된 패킷의 완전성을 결정하기 위하여, 순환 리던던시 체크(Cyclic Redundancy Check, CRC) 알고리즘(32)이 사용되는 것이 바람직하다. 디코딩된 패킷이 적절하게 수신된 경우, 그 패킷은 통상적인 방식으로 버퍼(36)로 보내진다. 디코딩된 패킷이 손상된 것으로 생각되는 경우, 에러 조사 논리(32)는 재전송 프로토콜 논리(34)에 신호를 보내, 정상 응답 흐릅(4)을 통해 디코딩된 패킷에 대한 NAK를 전송하게 한다.

또한, 복조 논리(28)에서 복구된 패킷은 결합 논리(40)와 연관된 버퍼(38)에서 버퍼링된다. 결합 논리(40)는 재전송 프로토콜(34)과 합동하여, 복조 논리(28)에서 복구된 재전송 서브패킷을 수신하여, 서브패킷들을 재전송용 패킷을 나타내는 완전한 패킷으로 효과적으로 결합한다. 결합 논리(40)는 재전송된 서브패킷으로서 버퍼(38) 내에 버퍼링되었던 수신 패킷의 부분에 의존할 수도 있고, 재전송된 서브패킷으로부터 패킷을 완전하게 조립할 수도 있다.

결합 논리(40)는 재전송된 서브패킷에 기초하여 재조립 또는 추정되었던 재전송용 패킷을 재전송 디코더(42)에 보내고, 재전송 디코더(42)는 엔코더(16)의 코딩에 대응하는 디코딩을 제공할 것이다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 도 2에 도시된 블럭들은 동일 또는 임의의 개수의 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 조합으로 구현될 수 있는 논리 처리 블럭들임을 알 것이다. 예를 들어, 디코더(30) 및 디코더(42)는 동일체 또는 동일 기능일 수 있다. 재전송 디코더(42)는 재전송 에러 조사 논리(44)를 통해 완전도가 조사된 재조립된 패킷을 디코딩하려 할 것이다. 재전송 에러 조사 논리(44)는 에러 조사 논리(32)와 동일하게 동작하며, 디코딩된 재전송 패킷을 버퍼(36)에 전달하거나, 재구성된 패킷이 디코딩될 수 없음을 재전송 프로토콜(34)에 통보한다. 재전송 프로토콜 논리(34)는 여러가지 방법으로 응답할 수 있지만, 연속하여 수신된 서브패킷을 사용한 패킷 재구성을 시도하도록 결합 논리(40)를 제어하는 것이 바람직하다. 재구성된 재전송용 패킷이 적절하게 디코딩될 때까지, 또는 재전송 프로토콜 논리(34)가 주어진 복구 정보로는 패킷이 재구성될 수 없음을 인식할 때까지 처리가 계속된다. 재전송 프로토콜(34)은 재전송 응답 흐름(8)을 통해, 재전송된 서브패킷에 대응하는 ACK 또는 NAK를 전송한다.본 기술 분야의 숙련된 기술자라면 알 수 있듯이, 응답 흐름(4) 및 재전송 흐름(8)은 통상적인 수신기(12)의 송신 회로(46) 및 송신기(10)의 수신 회로(48)를 통해 통신될 것이다.

본질적으로, 정상 응답 흐름(4), 및 선택적으로는 재전송 응답 흐름(8)은 재전송을 제어하기 위해 패킷 천공 논리(22)로 피드백되며, 여기에서 재전송은 손상된 패킷을 서브패킷으로 분할하는 것, 서브패킷을 후속하는 패킷에 천공하는 것, 및 재전송을 실행하기 위하여 천공된 패킷을 전송하는 것을 포함한다. 그 일부가 천공되어 있는 패킷을 수신할 때, 수신기(12)는 패킷을 복구하고, 패킷으로부터 서브패킷을 복구하며, 정상 패킷을 디코딩하고, 복구된 서브패킷으로부터 재전송된 패킷을 재구성할 것이다. 정상적으로 전송된 패킷과 재구성된(재전송된) 패킷은 동일한 방식으로 디코딩되고, 수신기의 버퍼(36)로 보내진다. 이러한 프로세스를 통하여, 통신을 제어하기 위해, 적절한 수신 또는 패킷의 손상에 대응하는 ACK 및 NAK가 송신기(10)로 피드백된다. 바람직한 실시예에서, 송신기(10)는 기지국과 같은 액세스 지점이고, 이동 전화, PDA(Personal Digital Assistant), 이동 모뎀 등과 같은 이동 단말에 대한 고속 다운링크 패킷 액세스를 제공한다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예의 천공 기술이 더 상세하게 설명될 것이다. 도 3을 참조하면, 코딩(엔코딩/디코딩) 매트릭스가 나타나 있으며, 심볼 "S"로 표현되는 비트는 엔코딩될 실제 데이터에 대응하는 계통적 비트(systematic bit)이다. 엔코딩으로 인한 패리티 비트는 "P"로 표현된다. 전송의 일반적인 순서는 좌측에서 우측으로 1칼럼씩이다. 모든 비트가 전송되는 것으로 가정하면(일반적인 경우는 아님), 비트는 S P P P P S P P P P S P P P P …의 순서로 전송된다. 코딩 매트릭스는 1/5의 코드 레이트(R)를 나타내며, 여기에서 모든 계통적 비트에 대하여, 엔코더는 계통적 비트와 4개의 패리티 비트를 포함하는 5 비트를 효과적으로 생성할 것이다.

모든 패리티 비트를 전송하는 것은 통신 시스템에 불필요한 부하를 주기 때문에, 통상적으로 비트는 패킷마다, 채널마다, 또는 그와 유사하게 달라질 수 있도록 설계된 탬플릿에 따라 전송된다. 코딩을 위한 예시적인 전송 탬플릿은 도 4에 도시되며, 여기에서 1과 0의 매트릭스는 엔코딩된 패킷 #1을 표현한다. 분명한 바와 같이, 1은 전송될 비트의 위치를 나타내고, 0은 전송되지 않을 비트의 위치를 나타낸다. 따라서, 표시된 정보는 맵핑 탬플릿이며, 전송될 실제 정보가 아니다. 실제 전송되는 정보는 데이터 및 엔코딩 결과에 따라 1 또는 0일 수 있다. 따라서, 템플릿(실제 전송되는 비트)은 실제 패킷을 형성하며, 패킷 흐름(6)에서 패킷 #1을 나타내는 블럭에 맵핑된 것으로 도시된다. 이 때, 패킷 #1은 전송될 엔코딩된 정보의 선택된 비트를 나타낸다.

도 1의 예시에 도시된 바와 같이, 패킷 #1이 손상되고 적절하게 수신되지 않은 것으로 가정하면, 이를 알리기 위해 NAK가 수신기(12)로부터 송신기(10)로 전송된다. 이 때, 패킷 #1의 사본(전송 탬플릿에 따름)이 버퍼(20, 도 2)로부터 복구되며, 4개의 서브패킷으로 분할된다.

도 5a-5j를 참조하면, 서브패킷의 천공, 전송 및 수신과, 관련된 천공된 패킷이 도시되어 있다. 도 5a는 패킷 #1의 초기 전송을 나타내고, 도 5b는 패킷 #1의 실패한 수신을 나타내고 있다. 도 5c는 패킷 #4의 천공과, 패킷 #2와 패킷 #3이 전송된 후의 패킷 #4의 전송을 도시하고 있다. 수직 바는 천공된 패킷 내의 천공된 정보를 나타낸다. 도 5d는 패킷 #4의 수신과 제1 서브패킷의 복구를 나타내고 있다. 도 5e는 제2 서브패킷을 패킷 #5에 천공한 것과 패킷 #5의 전송을 나타내고 있다. 도 5f는 패킷 #5의 수신과 제2 서브패킷의 복구를 나타내고 있다. 이 때, 수신기(12)는 패킷 #2, #3, #4, #5를 수신한 상태이고, 패킷 #1의 재구성을 시도하기 위해 제1 및 제2 서브패킷을 가지고 있다. 한편, 도 5g에 도시되어 있는 바와 같이, 패킷 #6은 제3 서브패킷으로 천공되어 전송된다. 도 5h는 패킷 #6의 수신과 제3 서브패킷의 복구를 도시하고 있다. 도 5i는 패킷 #7을 제4 서브패킷으로 천공한 것과 패킷 #7의 전송을 도시하고 있다. 도 5j는 패킷 #7의 수신과 제4 서브패킷의 복구를 나타내고 있다.

이 때, 수신기(12)는 패킷 #2-7을 수신한 상태이며, 제1-제4 서브패킷을 복구한 상태이므로, 제1-제4 서브패킷으로부터 패킷 #1을 재구성할 수 있어야만 한다. 명백한 바와 같이, 재전송용으로 도시된 서브패킷의 수는 단지 설명을 위한 것이며, 응용예마다 달라질 수 있다. 또한, 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 재전송에 필요한 서브패킷의 수는 시스템 내에서 구현될 때 달라질 수 있으며, 이전의 손상된 패킷이 채널 조건에 따라 다양한 수의 서브패킷으로 재생성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 패킷 #4-#6이 각각 7비트 서브패킷으로 천공된 것으로 도시되어 있다. 또한, 패킷 #4의 확장 도면이 나타나 있으며, 강조 표시된 패리티비트는 패킷 #4를 천공하는 비트를 나타낸다. 도 4에서 설명된 것과 마찬가지로, 패킷 #4를 위한 전송 탬플릿이 제공되며, 1로 표현된 위치가 전송될 위치이다. 또한, 이들 위치 중 7개가 강조 표시되어 있으며, 천공될 위치를 표시한다. 이 예에서, 7개의 천공 위치가 존재하며, 이들은 제1 서브패킷을 형성하는 8개의 비트에 대응한다. 계통적 비트 전부가 전송되는 것이 바람직하며, 비계통적(또는 패리티) 비트 중 선택된 것들만이 서브패킷을 형성하는 비트로 천공되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 계통적 비트가 천공될 수 있음을 알 것이다. 또한, 전송 스킴은 특정 계통적 비트를 전송하지 않도록 구성될 수 있다.

본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 탬플릿은 패킷마다 달라질 수 있으며, 천공될 위치도 패킷마다 달라질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 코딩 및 변조 상의 충격을 최소화하기 위하여, 천공되는 위치는 패리티 비트들 전반에 걸쳐서 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.

체이스 결합, 리던던시 증가 및 완전 재전송과 같은 다양한 형식의 결합이 구현될 수 있지만, 바람직한 실시예에서는 리던던시 증가가 사용된다. 리던던시 증가에 대하여, HARQ 처리는 리던던시 정보 또는 이미 수신된 정보에 더하여 점점 더 증가하는 정보를 전송한다. 이에 의해, 수신기는 각각의 서브패킷을 수신한 후, 재전송된 패킷의 디코딩을 시도한다. 디코딩을 위하여 충분한 서브패킷이 수신되면, 대응 패킷에 대한 재전송 처리가 중단되고, 다음의 손상된 패킷에 대한 서브패킷의 전송이 시작될 수 있다. 본 발명의 리던던시 증가는 다음과 같은 특성을 갖는 것이 바람직하다. 각각의 서브패킷 내에서, 상이한 버젼의 리던던시 증가가전송된다. 각각의 서브패킷은 손상된 패킷의 패리티 비트로부터 수집된 샘플의 10분의 1씩 균일하게 제거된다. 또한, 각각의 서브패킷은 전술한 천공을 사용하여, 정상 패킷의 패리티 비트 위치에 균일하게 맵핑된다. 엔코딩된 패킷의 다른 사본을 재전송하는 것을 포함하는 체이스 결합이 사용될 수 있다.

본 발명은 복수 사용자 환경에서 HARQ 처리를 용이하게 하도록 조절될 수 있다. 각 사용자에 대한 응답 흐름에 패킷이 삽입될 수 있긴 하지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 특정 사용자와 관련하여서만 그러한 흐름을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 다중 사용자 패킷 흐름이 사용자 1의 수신기에서 적절하게 수신되지 않은 패킷 A를 전송하려고 시도하는 경우, NAK가 송신기로 보내지고, 송신기는 서브패킷 A1-A4가 생성되는 부분 천공 처리를 시작한다. 도시된 바와 같이, 처음의 5개의 패킷은 사용자 1을 위한 것이고, 제4 및 제5 패킷은 각각 서브패킷 A1 및 A2로 천공된다. 이 때, 패킷 흐름은 사용자 2로 전환되고, 사용자 2의 제2 패킷인 패킷 B는 손상되고, 그 결과 NAK가 송신기로 보내진다. 전술한 바와 같이, HARQ 처리는 패킷 B를 4개의 서브패킷 B1-B4로 분할한다. 이 때, 패킷 흐름은 사용자 1로 다시 전환되고, 패킷 A의 재전송을 완료하기 위하여, 사용자 1에 전송되는 다음의 2개의 패킷이 서브패킷 A3 및 A4로 천공되며, 사용자 1의 수신기는 서브패킷 A1-A4를 사용하여 패킷 A를 재생성할 수 있다. 마찬가지로, 패킷 흐름은 사용자 2로 다시 전환되고, 처음의 4개의 사용가능한 패킷이 서브패킷 B1-B4로 천공되어, 사용자 2의 수신기로 전송되고, 서브패킷 B1-B4는 이전의 손상된 패킷 B를 복구하기 위하여 사용된다.

도 8을 참조하면, 본 발명은, 패킷 흐름의 끝에 가까운 때에 NAK가 수신되어, 서브패킷을 수신기로 보내기 위한 추가의 패킷이 충분하지 않은 상황에 대해서도 설명하고 있다. 이러한 상황에서는, 이전의 손상된 패킷은 그 전체가 재전송되면 된다.

본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 개선 및 변경을 알 수 있을 것이다. 이러한 개선 및 변경 모두는 본 명세서에 개시된 개념 및 이하의 특허청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims

자동 재전송 요구 시스템(automatic repreat request system) 내에서의 부분 천공 재전송(partial puncture retransmission)을 위한 방법에 있어서,

a) 패킷 시퀀스를 연속적으로 전송하는 단계;

b) 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대하여, 수신기로부터 긍정 응답(acknowledgment, ACK)을 수신하는 단계;

c) 적절하게 수신되지 않은 각각의 패킷에 대하여, 상기 수신기로부터 부정 응답(negative-acknowledgment, NAK)을 수신하는 단계;

d) 상기 NAK를 수신한 것에 응답하여, 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대응하는 재전송용 패킷을 선택하는 단계;

e) 상기 재전송용 패킷을 복수의 서브패킷으로 분할하는 단계; 및

f) 상기 패킷 시퀀스 내의 패킷을 상기 서브패킷으로 천공(puncture)하는 단계

를 포함하고, 상기 수신기는 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷으로부터 상기 서브패킷을 복구하여, 상기 재전송용 패킷을 재생성할 수 있는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 천공이 필요한 경우, 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷은 상기 복수의 서브패킷 중 하나로 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서,상기 패킷 시퀀스는 상기 ACK를 수신하는 것에 관계없이 연속적으로 전송되는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 패킷을 형성하는 엔코딩된 패킷을 생성하기 위하여, 데이터의 유닛을 엔코딩하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제4항에 있어서, 상기 엔코딩된 패킷은 계통적 비트(systematic bit) 및 비계통적 비트(non-systematic bit)를 포함하며,

상기 천공 단계는 선택된 비계통적 비트를, 상기 엔코딩된 패킷 내에 천공되는 상기 서브패킷의 비트로 치환하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제5항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 엔코딩된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 엔코딩된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 패킷은 상이한 사용자들에게 전송되며, 선택된 사용자에 대한 상기 재전송용 패킷과 연관된 상기 서브패킷은 상기 선택된 사용자에게 전송될 패킷들에만 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 천공을 위한 패킷보다 전송될 서브패킷이 더 많은 경우, 상기 재전송용 패킷에 대응하는 전체 패킷을 재전송하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 분할 단계는 리던던시 증가 방식(incremental redundancy)으로 상기 서브패킷을 연속하여 생성하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 분할 단계는 체이스 결합(Chase combining)을 용이하게 하기 위하여 상기 서브패킷을 생성하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
자동 재전송 요구 시스템 내에서의 부분 천공 재전송을 위한 방법에 있어서,

a) 패킷 시퀀스를 연속적으로 수신하는 단계;

b) 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대하여, 송신기에 긍정 응답(ACK)을 전송하는 단계;

c) 적절하게 수신되지 않은 각각의 패킷에 대하여, 상기 송신기에 부정응답(NAK)을 전송하는 단계;

d) 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷을 식별하는 단계 - 상기 천공된 패킷은, 이전의 전송동안 적절하게 수신되지 않은 패킷인 재전송 패킷에 대응하는 서브패킷으로 천공됨 - ;

e) 상기 천공된 패킷으로부터 상기 서브패킷을 추출하는 단계;

f) 상기 서브패킷을 결합하여, 상기 재전송 패킷을 재생성하는 단계; 및

g) 상기 재생성된 재전송 패킷을 디코딩하는 단계

를 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 천공된 패킷은 상기 복수의 서브패킷 중 하나로 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 패킷은 엔코딩되며, 상기 패킷 시퀀스를 디코딩하여 대응하는 데이터의 유닛을 복구하는 단계를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제14항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 패킷은 계통적 비트 및 비계통적 비트를 포함하며,

상기 천공된 패킷은 대응하는 서브패킷의 비트로 치환되는 선택된 비계통적 비트를 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
제15항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 천공된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 천공된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서, 상기 서브패킷은 상기 재전송 패킷을 재생성하는 데에 필요한 증가하는 리던던트 정보(incrementally redundant information)를 제공하는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서, 상기 서브패킷은 상기 결합 단계 동안의 체이스 결합에 필요한 정보를 제공하는 부분 천공 재전송 방법.
제12항에 있어서,

a) 적절하게 수신된 각각의 재전송용 패킷에 대하여, 상기 송신기에 재전송 ACK를 전송하는 단계; 및

b) 적절하게 수신되지 않은 각각의 재전송용 패킷에 대하여, 상기 송신기에 재전송 NAK를 전송하는 단계

를 더 포함하는 부분 천공 재전송 방법.
자동 재전송 요구 시스템 내에서의 부분 천공 재전송을 위한 시스템에 있어서,

a) 전송 및 수신 회로; 및

b) 상기 전송 및 수신 회로와 연관된 처리 논리

를 포함하고,

상기 처리 논리는

ⅰ) 패킷 시퀀스를 연속적으로 전송하는 단계;

ⅱ) 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대하여, 수신기로부터 긍정 응답(ACK)을 수신하는 단계;

ⅲ) 적절하게 수신되지 않은 각각의 패킷에 대하여, 수신기로부터 부정 응답(NAK)을 수신하는 단계;

ⅳ) 상기 NAK를 수신한 것에 응답하여, 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대응하는 재전송용 패킷을 선택하는 단계;

ⅴ) 상기 재전송용 패킷을 복수의 서브패킷으로 분할하는 단계; 및

ⅵ) 상기 패킷 시퀀스 내의 패킷을 상기 서브패킷으로 천공하는 단계

를 행하기에 적합하고, 상기 수신기는 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷으로부터 상기 서브패킷을 복구하여, 상기 재전송용 패킷을 재생성할 수 있는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 천공이 필요한 경우, 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷은 상기 복수의 서브패킷 중 하나로 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서,상기 패킷 시퀀스는 상기 ACK를 수신하는 것에 관계없이 연속적으로 전송되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 처리 논리는 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 패킷을 형성하는 엔코딩된 패킷을 생성하기 위해, 데이터의 유닛을 엔코딩하는 단계를 더 행하기에 적합한 부분 천공 재전송 시스템.
제24항에 있어서, 상기 엔코딩된 패킷은 계통적 비트 및 비계통적 비트를 포함하며,

상기 처리 논리는 선택된 비계통적 비트를, 상기 엔코딩된 패킷 내에 천공되는 상기 서브패킷의 비트로 치환하는 단계를 더 행하기에 적합한 부분 천공 재전송 시스템.
제25항에 있어서, 상기 서브패킷의 상기 비트는 엔코딩된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 서브패킷의 상기 비트는 엔코딩된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 패킷은 상이한 사용자들에게 전송되며, 선택된 사용자에 대한 상기 재전송용 패킷과 연관된 상기 서브패킷은 상기 선택된 사용자에게 전송될 패킷들 내에만 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 처리 논리는, 천공을 위한 패킷보다 전송될 서브패킷이 더 많은 경우, 상기 재전송용 패킷에 대응하는 전체 패킷을 재전송하는 단계를 더 행하도록 구성되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 처리 논리는 리던던시 증가 방식으로, 주어진 재전송용 패킷에 대한 서브패킷을 연속하여 생성하는 단계를 더 행하도록 구성되는 부분 천공 재전송 시스템.
제21항에 있어서, 상기 처리 논리는 체이스 결합을 용이하게 하기 위하여, 주어진 재전송용 패킷에 대한 서브패킷을 연속하여 생성하는 단계를 더 행하도록 구성되는 부분 천공 재전송 시스템.
자동 재전송 요구 시스템 내에서의 부분 천공 재전송을 위한 시스템에 있어서,

a) 전송 및 수신 회로; 및

b) 상기 전송 및 수신 회로와 연관된 처리 논리

를 포함하고,

상기 처리 논리는

ⅰ) 패킷 시퀀스를 연속적으로 전송하는 단계;

ⅱ) 적절하게 수신된 각각의 패킷에 대하여, 송신기에 긍정 응답(ACK)을 전송하는 단계;

ⅲ) 적절하게 수신되지 않은 각각의 패킷에 대하여, 송신기에 부정 응답(NAK)을 전송하는 단계;

ⅳ) 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷을 식별하는 단계 - 상기 천공된 패킷은, 이전의 전송동안 적절하게 수신되지 않은 패킷인 재전송 패킷에 대응하는 서브패킷으로 천공됨 - ;

ⅴ) 상기 천공된 패킷으로부터 상기 서브패킷을 추출하는 단계;

ⅵ) 상기 서브패킷을 결합하여, 상기 재전송 패킷을 재생성하는 단계; 및

ⅶ) 상기 재생성된 재전송 패킷을 디코딩하는 단계

를 행하기에 적합한 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 천공된 패킷은 상기 복수의 서브패킷 중 하나로 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 상기 패킷은 엔코딩되며, 상기 처리 논리는 상기 패킷 시퀀스를 디코딩하여 대응하는 데이터의 유닛을 복구하는 단계를 더 행하기에 적합한 부분 천공 재전송 시스템.
제34항에 있어서, 상기 패킷 시퀀스 내의 패킷은 계통적 비트 및 비계통적 비트를 포함하며,

상기 천공된 패킷은 대응하는 서브패킷의 비트로 치환되는 선택된 비계통적 비트를 포함하는 부분 천공 재전송 시스템.
제35항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 천공된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 서브패킷의 비트는 상기 천공된 패킷 전반에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 천공되는 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 서브패킷은 상기 재전송 패킷을 재생성하는 데에 필요한 증가하는 리던던트 정보를 제공하는 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 서브패킷은 상기 결합 단계 동안의 체이스 결합에 필요한 정보를 제공하는 부분 천공 재전송 시스템.
제32항에 있어서, 상기 처리 논리는,

a) 적절하게 수신된 각각의 재전송용 패킷에 대하여, 상기 송신기에 재전송 ACK를 전송하는 단계; 및

b) 적절하게 수신되지 않은 각각의 재전송용 패킷에 대하여, 상기 송신기에 재전송 NAK를 전송하는 단계

를 더 행하기에 적합한 부분 천공 재전송 시스템.