이동통신 시스템에서 전송 시간 간격 재구성 장치 및 방법 document_id A220623048524

최근의 무선 이동 통신 시스템은 고속 페킷 서비스를 요구하고 있는 추세이다. 따라서 기존의 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA : Wideband Code Division Multiple Access) 시스템에도 하향 링크뿐만 아니라, 상향 링크에도 고속 페킷에 대한 표준화가 진행되고 있다. HSUPA(high-speed uplink packet access) 시스템은 WCDMA 시스템의 상향링크에 향상된 채널인 E-DCH(enhanced dedicated channel)를 추가하여 고속 페킷에 대한 채널로써 사용한다. 또한, 상향링크 HARQ를 지원하고 있기 때문에 신뢰성 높은 고속 데이터 전송을 수행할 수 있다. 여기서 사용하는 HARQ방식은 다채널 정지-대기 HARQ(N-channel Stop And Wait HARQ)이다. 다음은 N-channel SAW HARQ 방식을 상세히 설명한다. N-channel SAW HARQ 방식은 통상적인 SAW ARQ방식의 효율을 높이기 위해 다음 2 가지 방안을 새롭게 도입한 방식을 일컫는 일반적 용어이다. 첫 번째로 수신측은 오류가 발생한 데이터를 일시적으로 저장하였다가 해당 데이터의 재전송 분과 결합해서 오류 발생 확률을 줄여 준다. 상기 과정을 소프트 컴바이닝(soft combining) 이라고 한다. 소프트 컴바이닝에는 체이스 컴바이닝(CC : Chase Combining)과 중복분 증가(IR : Incremental Redundancy) 라는 두 가지 기법이 존재한다. CC에서 송신측은 최초 전송과 재전송에 동일한 전송 포맷을 사용한다. 만약 최초 전송에 m 개의 symbol이 하나의 코딩된 블록으로 전송되었다면, 재전송시에도 동일한 m 개의 symbol이 전송된다. 즉, 최초 전송과 재전송에 동일한 코딩 레이트 (coding rate)가 적용된다. 수신측은 최초 전송된 데이터 블록과 재전송된 데이터 블록을 결합하고, 결합된 데이터 블록을 이용해서 CRC(cyclic redundancy code) 연산을 하고, 오류 발생 여부를 확인한다. IR에서 송신측은 최초 전송과 재전송에 상이한 전송 포맷을 사용한다. n bit의 사용자 데이터가 채널 코딩을 거쳐 m 개의 symbol이 되었다면, 송신측은 최초 전송에서 상기 m symbol 중 일부만 전송하고, 재전송 시에는 초기 전송 시에 전송되지 못한 나머지 부분들을 순차적으로 전송한다. 즉, 최초 전송과 재전송의 코딩 레이트가 상이하다. 수신측은 최초 전송된 데이터 블록의 뒷부분에 재전송시에 전송된 데이터 블록을 붙여서, 코딩 레이트가 높은 데이터 블록을 구성한 뒤, 오류 정정(error correction)을 실행한다. IR에서 상기 최초 전송의 데이터 블록과 재전송 시의 데이터 블록은 버전 번호로 구분된다. 최초 전송이 버전 1, 다음 재전송이 버전 2, 그 다음 재전송이 버전 3 등으로 명명되며, 수신측은 버전 정보를 이용해서 최초 전송된 데이터 블록과 재전송된 데이터 블록을 올바르게 결합할 수 있다. N-channel SAW HARQ에서 통상적인 SAW ARQ방식의 효율을 높이기 위해 도입된 두 번째 방식은 다음과 같다. 통상적인 SAW ARQ 방식에서는 이전 패킷의 ACK을 받아야만 다음 패킷을 전송할 수 있지만, N-channel SAW HARQ에서는 ACK를 받지 않은 상태에서 다수의 패킷을 연속적으로 전송해서 무선 링크의 사용 효율을 높일 수 있도록 한다. N-channel SAW HARQ 에서는 사용자 UE와 NodeB간에 N 개의 논리적인 채널을 설정하고, 수신측에서 특정 시간 또는 명시적인 채널 번호로 그 채널들을 식별한다면, 수신 측에서는 임의의 시점에서 수신한 패킷이 어느 채널에 속한 패킷인지를 알 수 있으며, 수신되어야 할 순서대로 패킷들을 재구성하거나, 해당 패킷을 soft combining 하는 등 HARQ process를 독립적으로 진행할 수 있다. 한편 상향링크 HARQ 절차에 대하여 살펴보면, HSUPA 시스템의 E-DCH 채널은 10 msec TTI와 2 msec TTI를 지원한다. 이때, 10 msec TTI를 위한 HARQ process 수는 4이고, 2 msec TTI를 위한 HARQ process 수는 8이다. 이러한 HARQ process 수는 단말기(UE)와 기지국(NodeB) 간의 왕복 시간(round trip) 지연시간에 의해서 결정된다. 도 1은 종래 기술에 따른 HSUPA 시스템의 E-DCH 채널에서 각 전송 시간 간격에 대한 HARQ 프로세스를 도시한 도면이다. 상기 도 1을 참조하면 (a)는 10 msec TTI에서의 HARQ process를 도시한 도면으로, 단말 (UE)은 상위에서 전달받은 데이터를 process1 단계(100)에서 E-DCH 채널(110)을 통해 기지국 (NodeB)로 전송한다. NodeB는 전송된 데이터에 대한 디코딩을 수행하고, 정상적인 데이터 여부를 판단하기 위하여 CRC (cyclic redundancy code) 검사를 통해서 정상적인 데이터이면 ACK 신호를, 비정상적인 데이터이면 NACK 신호를 E-HICH (E-DCH HARQ Acknowledgement Indicator Channel) 채널을 통해서 UE에 전송(121)한다. 만약, ACK 신호가 전송되면 UE는 새로운 데이터를 NodeB로 전송하고, NACK 신호가 전송되면 UE는 이전 process1 (100)을 통해 전송한 데이터를 다음 process1 (104) 단계에서 재전송을 수행한다. 이러한 재전송은 ACK 신호가 전달될 때까지, 또는 최대 재전송 회수만큼 반복된다. 상기 설명한 과정을 10 msec TTI일 때는 process2 (101), process3 (102), process4 (103)일 때도 동일하게 적용된다. (b)는 2 msec TTI에서의 HARQ process를 도시한 도면으로, (a)와 동일하게 동작하며 다만 8개의 HARQ process가 순차적으로 동작한다. HSUPA 시스템의 주요 특징으로는 HSDPA(high-speed downlink packet access) 시스템에서는 전송 시간 간격(TTI : transmission time interval)이 2 msec의 짧은 TTI만을 지원하는 반면, HSUPA 시스템은 UE의 능력에 따라서 기존 10 msec TTI와 2 msec TTI를 동시에 지원할 수 있도록 3GPP Release 7 표준에 명시되어 있다. 또한, HSDPA 시스템의 고속 채널인 HS-DCH(high-speed dedicated channel)이 하드 핸드오버를 지원하는 반면, HSUPA 시스템의 E-DCH 채널은 소프트 핸드오버를 지원한다. 상기 설명과 같이 HSUPA 시스템에서 고속 데이터 전송을 위한 E-DCH 채널의 TTI는 10 msec와 2 msec의 두 가지가 존재한다. 전송 속도를 높이고, 지연시간을 줄이기 위해서 2 msec의 TTI를 사용하는데, 통신 환경 및 시스템의 환경에 따라서 10 msec TTI를 사용하다가 2 msec의 TTI로 configuration이 재구성되는 경우와 2 msec TTI를 사용하다가 10 msec TTI로 configuration이 재구성되는 경우가 발생한다. 이 경우, HARQ process가 모두 종료가 안된 상태에서 TTI 재구성(reconfiguration)이 발생한다면, 버퍼에 남아있는 데이터를 삭제하고 전송하지 않는다. 이런 페킷 데이터의 경우, RLC 레벨에서 ARQ를 통해서 복원이 가능하겠지만, 그런 경우 HARQ의 효율성이 떨어지게 된다. 상기 문제를 해결하기 위해서, 기존 발명은 TTI 재구성 명령이 내려오면 잠시 대기하고 있다가 이전 HARQ process가 모두 끝난 후에 TTI 재구성을 하는 것을 설명하고 있다. 그러나 종래의 기술처럼 TTI 재구성 명령이 NodeB로부터 내려왔을 때, HARQ process가 끝날 때까지의 많은 지연시간이 걸리는 단점이 있다. 또한, 2msec TTI에서 10msec TTI로 변경될 경우는 채널 환경이 안 좋거나 신호의 세기가 약한 경우일 가능성이 크기 때문에 TTI 변경을 지연시키면 통화중 절단(call drop) 현상이 발생할 수 있는 문제가 있다.