KR20080086384A

KR20080086384A - 패킷 기반 이동통신 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스데이터의 전송 및 수신 방법

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Publication number: KR20080086384A
Application number: KR1020080026189A
Authority: KR
Inventors: 김정임; 김재흥; 이경석; 유병한; 방승찬
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2008-09-25
Also published as: WO2008115023A1; US20100110960A1

Abstract

본 발명은 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 동시에 MBMS 데이터를 전송하는 방식에 있어, 셀 별로 각 셀 내의 단말기들에게 공용 피드백 채널을 할당하고, 전송된 MBMS 데이터에 에러가 발생되는 경우 셀 단위로 피드백을 보고하도록 하는 데이터 전송방법 및 수신 방법에 관한 것으로, 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 단말기들로 동일한 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하는 방법에 있어서, (a) 상기 단말기들로 제어 채널을 통해 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자와, 동일 셀 내의 단말기들이 공용으로 사용하는 셀별 공유 피드백 채널 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하는 단계; (b) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계; (c) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 공유 피드백 채널을 통해 응답이 수신된 경우, 하향링크 제어 채널을 통해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계를 포함한다.

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Description

패킷 기반 이동통신 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스 데이터의 전송 및 수신 방법{MBMS Data Transmission and Receiving in Packet based on Mobile Communication System}

본 발명은 패킷 기반 이동통신 시스템에서 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service) 데이터의 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀(Multi cell)에서 동시에 MBMS 데이터를 전송함에 있어 하이브리드 재전송(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기술을 적용하여 데이터를 전송하는 방법과 이의 수신 방법에 관한 것이다.

방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS)는 이동통신망을 통해 단말기로 방송 및 멀티캐스트 서비스를 제공하는 것을 말한다. 통상 MBMS 서비스는 다중 셀에서 데이터를 동시에 전송하는 방식을 사용한다. 다중 셀에서 데이터를 동시에 전송하는 이유는 다른 셀에서 수신되는 여러 신호를 결합하여 더 낮은 에러율을 얻기 위함이다.

통상 무선 채널을 통과하는 신호는 무선 채널의 페이딩(fading)과 간섭(interference) 신호에 의해 다양한 에러가 발생될 수 있다. 이동통신 시스템에서 에러를 정정하는 방식은 크게 재전송(ARQ: Automatic Repeat request) 방식과, 에러 정정 코드(forward error correction) 방식과, 재전송 방식과 에러 정정 코드 방식을 혼합한 하이브리드 재전송(HARQ) 방식이 있다.

재전송(ARQ) 방식과 하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 모두 수신기가 하나임을 전제로 데이터를 전송하고, 전송받은 데이터가 성공적으로 수신되었는지 실패했는지를 피드백 채널(feedback channel)을 통해 알리는 방식이다. 재전송 방식은 복수의 데이터 패킷들을 수신한 후 피드백 채널로 보고하기 때문에, 긴 시간적 지연이 발생될 수 있다.

하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 재전송과 물리 계층의 에러 정정 코드가 함께 동작하여 에러 정정 능력이 향상되도록 하는 것이다. 다시 말해, 하이브리드 재전송(HARQ) 방식은 에러가 발생된 이전 데이터 패킷을 버리지 않고, 다음 재전송되는 데이터 패킷을 디코딩할 때, 에러 정정 디코더에 입력하여 에러 정정 능력이 향상되도록 한다. 통상 에러는 패킷의 일부에서만 발생되기 때문에, 에러가 발생된 패킷을 버리지 않고, 디코더에 입력하면 에러 정정 능력이 향상된다. 물리 계층의 에러 정정 코드를 사용하기 위해서는 저장하여야 하는 데이터 양이 매우 증가된다. 이 저장해야 하는 데이터 양을 감소시키기 위해, HARQ 방식은 매우 빠르게 피드백 채널을 통해 데이터의 에러 발생 여부를 보고받고, 재전송이 빠르게 수행된다.

HARQ 방식은 크게 IR(Incremental Redundancy) 방식과 CR(Chase Combining) 방식으로 나눌 수 있다. IR 방식은 데이터를 재전송할 때, 채널 코딩의 이득을 더 얻기 위해, 재전송하는 데이터에 새로운 패러티 비트를 더 추가하여 전송하는 방식이다. CR 방식은 재전송되는 데이터가 이전에 전송된 데이터와 동일한 데이터를 전송하는 방식이다. IR 방식은 CR 방식에 비해 성능이 더 우수하지만, 수신기의 복잡도가 매우 커진다는 단점이 있다. CR 방식은 IR 방식보다 수신기의 복잡도 측면에서 우수하지만, 성능이 IR 방식보다 떨어지는 단점이 있다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project) WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템(Release-6)에서 MBMS와 같은 방송 서비스는 다중 셀에서 데이터를 전송하는 방식을 사용하였다. 하지만 WCDMA 시스템은 비동기 시스템이므로 다중 셀에서 데이터를 동시에 전송하더라도 단말기에 동시에 수신되지 않는다. 이에 따라 단말기는 셀마다 전송되는 신호를 독립적으로 수신하여 결합해야 하는 복잡한 과정을 수행해야 한다. 다중 셀로부터 수신된 신호를 결합하는 방법은 3GPP규격에서 소프트 결합(soft combining)과 선택적 결합(selective combining)으로 할 것을 명시하고 있다.

한편, WCDMA 시스템에서는 채널 상황이 열악하게 되어 수신된 데이터에 에러가 많이 발생되는 경우, 재전송과 HARQ 방식을 수행하지 않고, 응용 계층에서 데이터를 반복 전송하는 방식을 사용하였다. 데이터를 반복 전송하는 방식은 단말기로부터 무선 채널에 대한 피드백 없이 동작하는 방식으로, 데이터 반복이 필요없는 상황에서도 데이터를 반복 전송하기 때문에 무선 자원의 낭비가 심각하다는 문제점이 있었다.

현재 표준화 논의 중인 3GPP LTE(Long Term Evolution)에서는 다중 셀에서 MBMS 서비스를 제공하기 위해, 다중 셀에서 동일한 내용의 MBMS 데이터를 전송하고, 셀 특유의 MBMS 데이터인 경우 단일 셀에서만 MBMS 데이터를 전송하는 방안이 고려되고 있다. 다중 셀에서 동일한 MBMS 데이터를 전송하는 방식은 단일 셀에서 MBMS 데이터를 전송하는 방식보다 단말기에게 더 높은 수신 신호를 제공하여 더 낮은 에러율을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 다중 셀에서 동일 MBMS 데이터를 전송하는 방식이 다중 셀의 모든 영역 내의 단말기들에게 더 낮은 에러율을 제공하는 것은 아니다. 즉, 셀 반경이 매우 크고 셀 경계에 있는 단말기와 다중 셀들의 중앙이 아니라 경계에 있는 셀의 단말기들의 경우, 낮은 에러율을 기대하기 어렵다. 반면, 셀 반경이 작고, 다중 셀의 중심에 있는 셀의 단말기들은 낮은 에러 율을 기대할 수 있다. 그러므로, 다중 셀 전송에서도 무선채널 환경이 열악한 경우, 패킷 에러율을 감소시키는 방안이 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 동시에 MBMS 데이터를 전송하는 방식에 있어, 셀 별로 각 셀 내의 단말기들에게 공용 피드백 채널을 할당하고, 전송된 MBMS 데이터에 에러가 발생되는 경우 셀 단위로 피드백을 보고하여 하이브리드 재전송(HARQ)을 수행할 수 있도록 하는 데이터 전송방법 및 수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 전송방법은, 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 단말기들로 동일한 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하는 방법에 있어서, (a) 상기 단말기들로 제어 채널을 통해 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자와, 동일 셀 내의 단말기들이 공용으로 사용하는 셀별 공유 피드백 채널 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하는 단계; (b) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계; (c) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 공유 피드백 채널을 통해 응답이 수신된 경우, 하향링크 제어 채널을 통해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 MBMS 데이터 수신방법은, 패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 단말기들로 동일한 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하고, 단말기가 MBMS 데이터를 수신하는 방법에 있어서, (a) 기지국으로부터 제어 채널을 통해 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자와, 동일 셀 내의 단말기들이 공용으로 사용하는 셀 별 공유 피드백 채널 정보를 포함하는 제어 정보를 수신하는 단계; (b) MBMS 데이터 패킷을 수신하는 단계; (c) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과를 상기 공유 피드백 채널을 통해 전송하는 단계; (d) 하향링크 제어 채널을 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신하는 단계; 및 (e) 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명은 MBMS 서비스를 수신하는 단말기들에게 MBMS 서비스를 위한 특유의 서비스 그룹 식별자(cell specific MBMS service identity)인 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI: Cell Radio Network Temporary Identity)를 할당하여, 단말기들이 하향 링크 제어 신호를 수신할 수 있도록 한다.

또한 본 발명에서 기지국은 하나의 기지국에서 유니캐스트 서비스와 MBMS 서비스를 제공하는 혼합 셀의 경우 유니캐스트의 일부 자원을 MBMS 데이터의 재전송용으로 할당하여 사용한다.

또한 본 발명에서는 각 셀의 기지국이 각 셀 내의 단말기들이 모두 함께 사용하는 상향링크 공용 피드백 채널의 위치와 제어 채널의 전송이 가능한 시간 정보를 단말기들로 알려준다.

상기와 같은 본 발명은, 패킷 기반 이동통신 시스템(LTE 시스템)에서 다중 셀 방식으로 복수 단말기들로 MBMS 데이터를 전송하는 경우에도 자원 사용을 최소화하면서 하이브리드 재전송(HARQ) 방식을 적용하여 수신 데이터의 에러 정정 효율 을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 단말기들로 하향링크 제어 채널의 전송 가능한 시간을 알려줌으로써, 저전력 동작 상태로 운용되는 단말기의 전력 소모를 줄일 수 있다. 더욱이 본 발명은 상향링크 동기를 유지하고 있는 단말기들에 피드백 기회를 먼저 부여함으로써, 많은 단말기들이 피드백 채널을 사용하는 것에 의해 야기되는 셀간 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명이 적용되는 MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크 구성도를 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2는 3GPP LTE UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 시스템의 일 예를 나타낸 것이다.

MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크는 MBMS 서비스 제공을 위한 서비스 센터(BM-SC)(10)와, MBMS 전용 게이트웨이인 MBMS 게이트웨이(GW)(20)와, 비MBMS 서비스인 유니캐스트 서비스 지원을 위한 액세스 게이트웨이(aGW)(30)와, 기지 국(eNB)(40)을 포함한다. 또한, MBMS 서비스 제공을 위한 네트워크는 여러 셀을 통해 MBMS 데이터를 전송하기 위해, 여러 셀의 기지국을 관리하고, MBMS 패킷의 전송 스케줄링을 수행하기 위한 다중 셀 MBMS 공동 조합체(MCE: MBMS Coordination Entity)(60)가 포함된다. 다시 말해, MCE(60)는 MBMS 게이트웨이(20)와 기지국인 eNB(40) 사이에 연결되어, 여러 셀의 기지국을 관리하고, MBMS 데이터를 여러 셀들을 통해 전송하기 위해 스케줄링을 관리한다.

여기서, MBMS 게이트웨이(20)와 액세스 게이트웨이(30)가 분리된 형태로 구성됨을 나타내었으나, 상기 두 개의 게이트웨이를 분리하지 않고 구현하는 것도 가능하다.

일반적으로 MBMS 서비스 센터인 BM-SC(10)에는 실시간 처리 프로토콜인 RTP(Real Time Protocol)와 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP: User Datagram Protocol)이 탑재된다. RTP에는 에러 정정 인코더가 포함되고, UDP에는 UDP 체크섬 생성부가 포함된다.

기지국(40)과 단말기(50)의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어 신호(Signaling) 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(MAC: Medium Access Control)계층과 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결된다. 이 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동된다.

제2계층의 매체접속제어(MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위 계층인 무선링크제어(RLC: Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(RLC) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스 데이터 단위(SDU: Service Data Unit)의 분할 및 연결(Segmentation and Concatenation) 기능을 수행할 수 있다.

제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(RRC: Radio Resource Control)계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.

한편, 무선링크제어(RLC) 계층 상위에는 패킷 헤더의 압축 및 팽창을 위한 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)가 탑재될 수 있다.

MBMS 데이터는 MBMS 게이트웨이(GW)(20)를 통과한 후, 기지국인 eNB(40)를 경유하여 단말기(50)로 전달된다. 단말기(50)의 물리 계층은 무선 채널을 통과한 데이터를 수신하여 디코딩을 수행한 후, CRC(Cyclic Redundancy Check) 에러를 검사한다.

단말기의 물리 계층은 채널 디코딩을 수행한 후, CRC 검사를 수행하여 데이터 패킷에 에러가 발생했는가를 판단하고, CRC 검사 결과와 CRC 비트를 제외한 데이터 패킷을 MAC 계층을 통해 RLC 계층으로 전달한다.

3GPP LTE에 기반한 시스템은 MBMS 서비스가 아닌 경우, 논리 채널로 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control Channel)과 전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic Channel)을 이용한다. 제어 신호는 전용 제어 채널인 DCCH을 통해 전송되고, 데이터는 전용 트래픽 채널인 DTCH을 통해 전송된다. 한편 MBMS 서비스는 논리채널로 전용 제어 채널(MCCH: Multicast Control Channel)과 MBMS 트래픽 채널(MTCH: MBMS Traffic Channel)을 이용한다. 제어 신호는 MBMS 전용 제어 채널인 MCCH을 통해 전송되고, 데이터는 MBMS 데이터 전용 채널인 MTCH을 통해 전송된다.

패킷 기반 셀룰라 시스템은 하향링크(downlink) 제어 신호(L1/L2 제어 신호)로 단말기가 데이터를 송수신하는 시간과 주파수에 대한 스케줄링 정보를 알려준다. 하향 링크는 기지국에서 단말기로 전송되는 링크를 말한다.

보통 제어 신호(L1/L2 제어 신호)가 수신되는 시간에 하향 링크 데이터가 함께 전송되기 시작한다. 하향 링크 제어 신호를 통해 복수 단말기의 정보가 동시에 전송될 수 있는데, 그 단말기에게 할당되는 제어 신호의 공간은 단말기의 식별자(identity)로 구분된다. 그러므로, 단말기가 하향링크 제어 신호를 수신하기 위해서는, 먼저 자신에게 할당된 식별자를 알고 있어야 한다. 이러한 식별자를 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI)라 한다. 식별자는 한 개의 단말기에게 고유하게 할당될 수도 있고, 복수 단말기들에게 그룹 식별자로 할당될 수도 있다.

패킷 기반 셀룰라 시스템에서 MBMS 서비스가 아닌 유니캐스트(unicast) 서비스의 경우, 하이브리드 재전송(HARQ) 방식이 적용된다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 기지국은 단말기로 하향링크 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터 수신 후, 상향 링크 피드백 채널을 통해 데이터가 성공적으로 수신되었는가를 보고한다. 이때, 기지국은 서비스 시작 시점에 어떤 자원을 피드백 채널로 사용할 것인가를 단말기들로 알려준다. 또는 어떤 무선 자원을 사용하여 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 단말기에게 전송하였는가에 따라 묵시적으로 피드백 채널의 위치가 결정될 수도 있다. 일반적으로 단말기는 데이터를 수신한 후 일정 시간 후에 정해진 주파수, 주어진 피드백 채널을 사용하여 피드백을 전송한다.

여기서, 피드백 채널의 위치는 정적(static)이거나 동적(dynamic)으로 변화될 수 있다. 피드백 채널이 정적인 경우, 서비스 초기에 기지국이 결정한 자원을 단말기는 피드백 채널로 사용한다. 피드백 채널이 동적인 경우, 피드백 채널의 위치가 변하여 단말기가 변화된 피드백 채널의 위치를 인식해야 할 필요가 있을 때, 기지국이 단말기로 피드백 채널에 대한 정보를 알려준다.

단말기는 수신된 데이터에 에러가 없이 성공적으로 수신된 경우 긍정 응답(ACK: Acknowledgement)을 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송하고, 성공적으로 수신되지 않은 경우 부정응답(NACK: Negative Acknowledgement)을 피드백 채널을 통해 기지국으로 전송한다.

도 3은 본 발명에 따른 패킷 기반 셀룰라 시스템에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 과정을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.

MBMS 데이터 패킷을 전송하는 기지국은 유니캐스트 서비스 데이터와 MBMS 서비스 데이터를 전송하는 기지국과, MBMS 서비스 데이터만 전송하는 기지국으로 분리할 수 있다. 여기서, 유니캐스트 서비스 데이터와 MBMS 서비스 데이터를 전송하는 기지국을 혼합 셀이라 하고, MBMS 서비스 데이터만을 전송하는 기지국을 전용 셀(dedicated cell)이라 한다. 혼합 셀의 경우, 기지국은 주어진 한 개의 주파수 대역으로 유니캐스트 서비스 데이터와 MBMS 서비스 데이터를 전송하는데, 유니캐스트 서비스 데이터와 MBMS 서비스 데이터를 시간에 따라 나누어 전송한다. 전용 셀의 경우, 기지국은 한 개의 주파수 대역으로 MBMS 서비스 데이터만 전송한다.

본 발명은 혼합 셀의 경우, 다중 셀에서 동일한 내용의 MBMS 서비스 데이터 패킷을 동시에 전송하고, 단말기들이 수신된 패킷에 대해 CRC(Cyclic Redundancy Check) 검사를 수행한 결과, 에러가 검출되는 경우, 동일 셀 내의 모든 단말기들에게 공용으로 할당된 공용 피드백 채널을 통해 에러를 보고하고, 기지국이 에러가 발생된 MBMS 데이터 패킷을 재전송한다. 여기서, 에러 발생에 따라 재전송되는 MBMS 데이터 패킷은 유니캐스트의 일부 자원을 이용해 전송될 수 있다. 즉, 기지국은 유니캐스트 서비스가 전송되는 시간에 일부 자원을 MBMS 데이터 패킷의 재전송을 위해 사용한다.

만약 피드백 채널을 통해 에러 보고를 하지 않고 반복 재전송을 수행하는 경우에는 기지국이 모든 데이터를 재전송해야 하기 때문에, 에러가 발생되지 않은 데이터를 재전송하는 관계로 인해 무선 자원을 많이 낭비하게 되는 문제가 있다. 반면, 본 발명에서와 같이 피드백 채널을 통해 에러 보고를 수행한 후, 에러가 발 생된 데이터만을 재전송하는 경우, 무선 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

본 발명에서 각 셀의 기지국은 단말기들이 모두 함께 사용하는 상향링크 공용 피드백 채널의 위치와 제어 채널(L1/L2 제어 채널)의 전송이 가능한 시간 정보를 셀 내 단말기들에게 알려준다. 공용 피드백 채널의 위치와 제어 채널의 전송이 가능한 시간 정보는 기지국에서 결정하고, MBMS 서비스가 시작되는 시간부터 끝나는 시간 동안에 MBMS 제어 채널로 피드백 채널에 관한 정보를 알려준다. 제어 채널이 전송 가능한 시간 정보를 MBMS 제어 채널로 알려주는 경우, RRC 비연결 상태의 단말기의 전력 소모를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

기지국은 단말기로부터 공용 피드백 채널을 통해 수신 패킷에 에러가 있음을 통보받으면, L1/L2 제어 채널을 통해 재전송이 수행되는 시간과 위치 정보를 단말기에게 알려준다. 본 발명에서는 셀마다 MBMS 서비스 각각에 식별자(C-RNTI)를 할당하고, 이 할당된 식별자를 이용해 단말기들이 L1/L2 제어 채널을 수신하도록 한다.

단말기는 수신된 패킷에 에러가 발생한 경우만 공용 피드백 채널로 에러 발생 사실을 보고한다. 단말기는 무선자원제어(RRC) 연결 상태에 있거나 RRC 비연결 상태에 있어도 MBMS 서비스를 수신할 수 있어야 한다. 보통 RRC 비연결 상태에 있는 단말기는 상향 링크(uplink) 동기가 유지되지 못하고 있으며, RRC 연결 상태에 있는 단말기는 상향 링크 동기가 유지될 수도 있고 유지되지 않을 수도 있다.

본 발명에서는 상향 링크 동기가 유지되고 있는 단말기가 기지국에 피드백 채널을 전송할 때, 기지국이 단말기가 전송한 피드백 채널을 수신하기 위해서 단말 기의 상향 링크 정보를 전송하지 않는다. 하지만, 상향 링크 동기가 유지되어 있지 않는 단말기의 경우, 기지국에 피드백 채널과 함께 단말기의 동기 정보도 전송한다.

본 발명과 다른 방식은 상향 링크 동기가 없는 단말기의 경우, 상향 링크 동기를 계속 유지하도록 단말기와 기지국이 일정한 시간 간격으로 동기 정보를 전송하는 방식이다. 이러한 방식은 일반적으로, 동기 유지 정보가 단말기의 피드백 채널이 필요한 순간보다 더 많아 무선 자원을 불필요하게 소모하는 단점이 있다.

한편, 본 발명에서는 상향 링크 동기를 유지하고 있는 단말기가 먼저 피드백 채널을 사용할 수 있도록 기회를 부여하고, 상향 링크 동기를 유지하고 있지 않은 단말기는 상향 링크 동기를 유지한 단말기가 피드백 채널로 에러 보고를 하지 않은 경우만 피드백 채널을 통해 에러 보고를 전송한다.

상향 링크를 동기를 유지하지 않은 단말기는 단말기의 동기 정보가 포함되므로, 상향 링크 동기를 유지한 단말기보다 더 많은 무선 자원을 사용하게 된다. 따라서 많은 단말기들이 동시에 피드백 채널을 전송하는 경우, 피드백 채널은 이웃 셀의 간섭으로 작용하게 된다. 이에 따라 본 발명은 상향링크 동기를 유지하지 않은 단말기들이 상향링크 공기를 유지한 단말기들이 피드백 채널을 전송하지 않은 경우에만 피드백 채널을 전송하도록 함으로써, 이웃 셀에 간섭을 줄일 수 있다.

이를 위해, 상향 링크 동기를 유지하지 않은 단말기는 L1/L2 제어 채널을 주어진 시간에 읽어 상향 링크 동기를 유지하고 있는 단말기들이 피드백 채널을 전송했는가를 확인한다. 본 발명에서는 L1/L2 제어 채널을 읽는 시간을 최소화하기 위 해, 데이터가 재전송되는 시간이 일정한 방식인 동기 HARQ 방식을 사용한다. 단말기가 일정한 시간에 L1/L2 제어 채널을 수신하는 경우, 단말기의 전력소모를 절약할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 단말기가 상향링크 동기를 유지하는 경우 상향링크 제어 채널을 피드백 채널로 이용하고, 상향링크 동기를 유지하지 않는 경우에는 임의 접속 채널(RACH)을 피드백 채널로 이용한다.

이와 같은 본 발명을 도 3 이하를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 기지국은 MBMS 서비스 초기에 제어 정보를 전용 제어 채널(예컨데, MCCH)과 상기 전용 제어 채널(MCCH)과 매핑되는 전송 채널을 통해 단말기들로 전송한다(301). 여러 기지국에서 MBMS 데이터 패킷을 전송하는 방식에서는 논리 채널인 MCCH와 매핑되는 전송 채널로 MCH(Multicast CHannel) 채널을 이용할 수 있다. 그리고 제어 정보는 데이터 전송에 관한 스케줄 정보와, 하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보와, MBMS 서비스를 위한 그룹 식별자와, 피드백 채널에 관한 정보와, 제어 채널이 전송 가능한 시간 정보를 포함할 수 있다.

이와 같은 제어 정보는 모든 단말기들이 공통적으로 수신해야 하는 정보이다. 그러므로 전용 제어 채널(MCCH)은 어느 순간에도 단말기가 MBMS 서비스를 수신할 수 있도록 일정한 주기로 반복 전송되어야 한다. 본 발명에서 기지국은 전용 제어 채널(MCCH)을 일정 시간을 주기로 반복 전송한다.

본 발명에서 피드백 채널은 동일 셀 내의 복수 단말기들이 공유한다. 이를 공유 피드백 채널(shared feedback channel)이라 한다. 이 경우 기지국은 한 개 또 는 복수 개의 공유 피드백 채널을 구비할 수 있다. 기지국은 복수 개의 공유 피드백 채널을 구비한 경우 단말기들의 수와 무선 채널 환경에 따라 공유 피드백 채널을 가변적으로 할당할 수 있다. 피드백 채널은 기지국에 의해 관리된다. 기지국은 MBMS 서비스 초기에 단말기들로 피드백 채널에 대한 정보를 전송한다. 그리고, 피드백 채널의 변경이 필요한 경우 기지국은 단말기로 변경되는 피드백 채널 정보를 전송한다. 또한, 본 발명에서 기지국은 L1/L2 제어 채널의 전송이 가능한 시간 정보를 제어 채널을 통해 셀 내 단말기들에 알려준다.

MBMS 서비스를 위한 그룹 식별자는 기지국에 의해 예약 할당된 셀 무선망 임시 식별자(C-RNTI: Cell Radio Network Temporary Identify)일 수 있다. 다시 말해, 기지국은 MBMS를 위해 C-RNTI를 예약 할당하고, 단말기들이 이 할당된 C-RNTI를 이용해 MBMS 서비스를 위한 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)를 수신할 수 있도록 한다.

하이브리드 재전송(HARQ) 관련 정보는 시스템이 IR과 CR 두 방식을 모두 지원하는 경우, 어떤 방식을 어떻게 사용할 것이며, 최대 재전송 횟수는 몇 번인지에 대한 정보를 포함한다. IR과 CR 중 한 가지 방식만 선택하는 경우, 어떤 방식인지에 대한 정보는 포함하지 않는다.

기지국은 단말기들로 제어 정보를 전송한 다음에, 전송 채널을 통해 MBMS 데이터 패킷을 전송한다(302).

단말기의 물리 계층은 기지국으로부터 전송된 데이터 패킷에 대해 CRC 검사를 수행하고, CRC 에러가 발생된 경우, 기지국에 의해 할당된 공용 피드백 채널을 통해 기지국으로 응답(NACK)을 전송한다(303). 이와 같은 단말기의 동작에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

통상 RRC 연결 상태와 비연결 상태 모두 MBMS 서비스를 수신할 수 있어야 한다. RRC 연결 상태의 단말기는 기지국의 RRC 계층으로부터 셀에 대응되는 특유의 식별자를 할당받는다. RRC 연결 상태의 단말기는 상향 링크 동기를 유지하고 있거나 비유지할 수 있다. RRC 비연결 상태의 단말기는 셀 특유의 식별자를 할당받지 못했고, 상향 링크 동기를 유지하지 않는다.

도 4는 피드백 채널의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 셀 A와 셀 B가 동시에 MBMS 데이터 패킷에 대한 HARQ를 수행하는 경우, 기지국은 상향 링크 동기 유지 상태와 상향링크 동기 비유지 상태에 대해 서로 다른 크기를 갖는 두 개의 채널을 피드백 채널로 할당할 수 있다. 여기서, 단말기가 상향링크 동기를 유지하고 있는 경우에는 상향링크 제어 채널을 공용 피드백 채널로 이용하고, 단말기가 상향링크 공기를 비유지하고 있는 경우에는 임의접속채널(RACH)을 공용 피드백 채널로 이용한다.

셀 A와 셀 B의 경우 모두 상향 링크 동기 유지 상태 단말기의 피드백 채널을 상향링크 동기 비유지 상태 단말기의 피드백 채널보다 시간적으로 먼저 할당한다. 도면에서 도면 부호 401과 403이 상향링크 동기 유지 상태 단말기에 할당된 피드백 채널을 나타내고, 402와 404가 상향링크 동기 비유지 상태 단말기에 할당된 피드백 채널을 나타낸다. 이때, 셀 A와 셀 B는 시간과 주파수에서 서로 다른 공간에 피드백 채널을 할당한다. 일 예로, 셀 A와 셀 B는 상향 링크 피드백 채널의 크기를 상 향 링크 동기 유지 상태에서는 1ms 시간(1 서브프레임) 동안 1개 또는 2개의 부반송파로 할당하고, 상향 링크 동기 비유지 상태에서는 1ms 시간 동안 1.25MHz로 할당한다.

단말기의 상향링크 동기 상태에 따라 피드백 채널의 크기가 다른 이유는, 앞서 설명한 바와 같이, 단말기가 상향 링크로 피드백 채널을 보내기 위해 동기를 획득하고 있는 경우에는 피드백 내용만 보내면 되므로, 피드백 채널의 크기가 작아도 되지만, 상향링크 동기가 확보되지 않은 경우에는 단말기가 동기에 관한 정보도 함께 기지국으로 전송해야 하기 때문이다.

도 4를 참조하면, 상향링크 동기 유지 상태의 단말기에 대한 피드백 채널(401)이 상향 링크 동기 비유지 상태의 단말기에 대한 피드백 채널(402)보다 시간적으로 먼저 할당된다. 또한 본 발명에서는 RRC 비연결 상태 단말기의 전력 절약을 위해 하향 링크 제어 신호의 전송 가능 시간을 단말기로 알려준다. 이는 단말기가 언제 하향링크 제어 신호가 전송되는지 모르는 경우, 계속 하향링크 제어 신호를 디코딩하여야 하므로, 단말기의 전력 소모가 클 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상향링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기에서 동시에 수신 데이터에 대한 에러가 발생된 경우, 동기 유지 상태 단말기만 피드백 채널을 전송하도록 한다. 기지국은 피드백 채널을 수신한 후, 하향링크 제어신호와 데이터를 전송하고, 상향링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기는 재전송되는 데이터를 수신한다.

다시 말해, 도 5에 도시된 바와 같이, 10ms 시간 동안에 상향 링크 동기 유 지 상태 단말기에게 2번째 서브프레임에 피드백 채널의 전송 기회를 할당하고(401), 상향링크 동기 비유지 상태 단말기에게 5번째 서브프레임에 피드백 채널의 전송 기회를 할당한다(503). 본 발명은 각 상태의 단말기들에게 한 번씩 피드백 채널의 전송 기회를 할당한다. 상향 링크 동기 유지 상태 단말기와 상향링크 동기 비유지 상태 단말기 모두 수신 데이터에 대한 에러가 발생된 경우, 상향 링크 동기 유지 상태의 단말기가 먼저 피드백 채널을 통해 기지국으로 부정응답을 전송한다(501), 그리고, 두 단말기 모두 세 번째 서브프레임에 하향링크 제어 신호를 기지국으로부터 수신한다(502). 그리고 각 단말기는 세 번째 서브프레임에 데이터가 재전송되는지를 확인하여, 재전송되는 데이터를 수신한다. 이때, 상향 링크 동기 비유지 상태 단말기가 재전송 데이터를 수신한 경우, 5번째 서브프레임에 할당된 피드백 채널(503)을 전송하지 않는다.

기지국은 단말기로부터 피드백 채널을 통해 응답(NACK)을 수신하면, 하향링크 제어 신호를 통해 에러가 발생된 재전송 데이터의 재전송 시간과 무선자원 위치 정보를 단말기들로 알려준다(304). 그 다음 기지국은 전송 채널을 통해 재전송 데이터를 단말기들로 전송한다(305).

단말기는 앞서 설명한 바와 같이 기지국에 의해 예약 할당되어 전용 제어 채널을 통해 전달된 MBMS 서비스 그룹 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하여 MBMS에 할당된 하향링크 제어 신호(L1/L2 제어 신호)의 위치를 찾는다. 단말기는 하향링크 제어 신호가 전송되는 시간을 미리 알고 있으므로, 해당 시간에 하향링크 제어신호를 디코딩할 수 있다.

단말기는 하향링크 제어 신호를 통해 획득한 재전송 데이터의 전송 시간과 무선자원 위치 정보를 이용해 전송 채널을 통해 전송되는 재전송 데이터를 수신하고, 수신된 재전송 데이터에 대한 CRC 검사를 수행한다. 단말기는 CRC 검사 결과에 따라 피드백 채널로 부정응답을 전송하는 전술한 바와 같은 과정을 일정 회수 반복 수행할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명이 적용되는 MBMS 서비스 네트워크 구성도,

도 2는 도 1의 상세 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 MBMS 데이터 전송을 위한 전체 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 피드백 채널의 예를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 피드백 채널의 할당과, 데이터 재전송 과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims

패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 단말기들로 동일한 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

(a) 상기 단말기들로 제어 채널을 통해 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자와, 동일 셀 내의 단말기들이 공용으로 사용하는 셀별 공유 피드백 채널 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하는 단계;

(b) MBMS 데이터 패킷을 상기 단말기들로 전송하는 단계;

(c) 적어도 어느 하나의 단말기로부터 상기 공유 피드백 채널을 통해 응답이 수신된 경우, 하향링크 제어 채널을 통해 재전송되는 데이터의 무선자원 정보를 상기 단말기들로 전송하는 단계; 및

(d) 상기 재전송 데이터를 상기 단말기들로 전송하는 단계

를 포함하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (d) 단계는,

상기 재전송 데이터를 유니캐스트의 자원을 이용해 상기 단말기들로 전송하는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서,

상기 제어 정보에는 상기 하향링크 제어 채널의 전송 가능한 시간 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 3 항에 있어서,

상기 공유 피드백 채널의 정보와 상기 하향링크 제어 채널의 전송 가능한 시간 정보는 주기적으로 상기 단말기들로 전송되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 3 항에 있어서,

상기 공유 피드백 채널이 각 셀의 기지국별로 관리되고, 각 기지국별로 서로 상이한 시간과 부반송파로 할당되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단말기가 상향링크 동기를 유지하고 있는지 상향링크 동기를 비유지하 고 있는지에 따라 상기 공유 피드백 채널의 시간과 주파수 위치가 상이하게 할당되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 6 항에 있어서,

상향링크 동기 유지 상태의 단말기를 위한 상기 공유 피드백 채널이 상향링크 동기 비유지 상태 단말기를 위한 상기 공유 피드백 채널보다 시간적으로 먼저 할당되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
제 7 항에 있어서,

상기 단말기가 상향링크 동기를 유지하고 있는 경우에는 상향링크 제어 채널을 상기 공용 피드백 채널로 이용하고, 상향링크 동기를 비유지하고 있는 경우에는 임의접속채널을 상기 공용 피드백 채널로 이용하는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 전송방법.
패킷 기반 이동통신 시스템의 다중 셀에서 단말기들로 동일한 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS) 데이터를 전송하고, 단말기가 MBMS 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

(a) 기지국으로부터 제어 채널을 통해 MBMS를 위한 서비스 그룹 식별자와, 동일 셀 내의 단말기들이 공용으로 사용하는 셀 별 공유 피드백 채널 정보를 포함하는 제어 정보를 수신하는 단계;

(b) MBMS 데이터 패킷을 수신하는 단계;

(c) 상기 수신된 MBMS 데이터에 대한 CRC 에러 검사 결과를 상기 공유 피드백 채널을 통해 전송하는 단계;

(d) 하향링크 제어 채널을 통해 재전송 데이터의 무선자원 위치를 수신하는 단계; 및

(e) 상기 재전송 데이터를 수신하는 단계

를 포함하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 9 항에 있어서,

상기 (e) 단계는,

상기 재전송 데이터를 유니캐스트의 자원을 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 9 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서,

상기 제어 정보에는 상기 하향링크 제어 채널의 전송 가능한 시간 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 11 항에 있어서,

상기 공유 피드백 채널의 정보와 상기 하향링크 제어 채널의 전송 가능한 시간 정보는 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 11 항에 있어서,

상기 공유 피드백 채널이 각 셀의 기지국별로 관리되고, 각 기지국별로 서로 상이한 시간과 부반송파로 할당되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 11 항에 있어서,

상기 단말기가 상향링크 동기를 유지하고 있는지 상향링크 동기를 비유지하고 있는지에 따라 상기 공유 피드백 채널의 시간과 주파수 위치가 상이하게 할당되는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 14 항에 있어서,

상기 (c) 단계에서, CRC 에러 검사 결과, 수신 패킷에 에러가 발생된 경우에만 응답을 상기 공유 피드백 채널을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.
제 14 항에 있어서,

상기 (d) 단계에서, 상기 공유 피드백 채널을 통해 응답을 전송하지 않은 상태에서 상기 하향링크 제어 채널의 디코딩 결과, 재전송 데이터와 관련된 무선자원 위치가 포함된 경우, 상기 공유 피드백 채널을 통해 응답을 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 MBMS 데이터 수신방법.