무선통신 시스템에서 Internal NAK 메시지를 사용하는 HARQ-ARQ Interaction 기법의 지연 성능 분석
Delay Analysis of a HARQ-ARQ Interaction Scheme with an Internal NAK Message in Wireless Communication Systems
- 주제(키워드) HARQ-ARQ interaction , Internal NAK
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 홍대형
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049368
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
This paper mathematically analyzes the delay performance of a HARQ-ARQ interaction scheme with an internal NAK message in wireless communication systems. A HARQ-ARQ interaction scheme is that the transmitter’s physical layer transfers internal messages based on HARQ feedback information to the transmitter’s MAC layer. The HARQ-ARQ interaction scheme has two performance improvements. Throughput and delay performances are improved by moving the ARQ sliding window quickly and reducing the retransmission delay of ARQ blocks. However, the HARQ-ARQ interaction scheme has two problems caused by the error of HARQ feedback messages. When the transmitter’s MAC layer receives erroneous internal ACK and NAK messages caused by the error of HARQ NAK and ACK messages, the ARQ block loss problem and the ARQ block duplicate retransmission problem occurs. In this paper, we propose the analytical model for the ARQ block delivery delay of a HARQ-ARQ interaction scheme with an internal NAK message considering the error of HARQ feedback messages. To confirm the effect of internal NAK messages, this paper analyzes the scheme without an internal NAK message. To evaluate the performance of a HARQ-ARQ interaction scheme with an internal NAK message and confirm the accuracy of analyses, mathematical analyses and simulations have been performed. First, we evaluate the ARQ block transmission delay, the ARQ block resequencing delay, the ARQ block delivery delay, and the probability that the transmitter retransmits an ARQ block that has been successfully received. Next, we evaluate the probability that all cases for the ARQ block transmission occur. Analytical and simulation results show that the HARQ-ARQ interaction scheme with an internal NAK message improves the delay performance.
more초록/요약
본 논문에서는 무선통신 시스템에서 HARQ-ARQ interaction 기법에서 internal NAK 메시지를 사용할 때의 지연 성능을 수학적으로 분석한다. HARQ-ARQ interaction 기법은 HARQ 피드백 정보를 기반으로 송신기의 물리계층에서 MAC 계층으로 internal 메시지를 전달해 해당 ARQ 블록의 수신 상태를 알리는 기법이다. HARQ-ARQ interaction 기법을 사용하면 두 가지 성능 향상 효과가 발생한다. 먼저 ARQ 블록의 재전송 지연을 단축시켜 지연 성능이 향상된다. 그리고 ARQ sliding window를 빠르게 전진시켜 수율 성능이 향상된다. 그러나 HARQ 피드백에 오류가 발생하면 송신기의 MAC 계층에서 ARQ 블록의 수신 상태를 오인하여 두 가지 문제가 발생한다. HARQ 피드백 메시지의 오류로 인해 송신기의 MAC 계층은 잘못된 internal 메시지를 전달받게 되어 ARQ 블록의 손실 및 중복 전송이 발생한다. 본 논문에서는 HARQ 피드백 메시지의 오류를 반영하여 ARQ 블록 delivery 지연 방법을 제안하였다. 그리고 internal NAK 메시지의 사용 효과를 확인하기 위해 internal NAK 메시지의 사용유무를 다르게 적용한 HARQ-ARQ interaction 기법들을 분석하고 비교하였다. Internal NAK 메시지의 성능을 평가하고 수학적 분석의 정확성을 확인하기 위해 수학적 분석과 모의실험 결과를 도출하였다. 먼저 각 기법 별로 ARQ 블록 전송 지연, ARQ 블록 resequencing 지연, ARQ 블록 delivery 지연, 그리고 ARQ 블록 중복 전송율을 도출하였다. 그리고 ARQ 블록 전송 시 나타나는 각 경우 별 발생확률을 도출하였다. 수학적 분석과 모의실험 결과를 통해 internal NAK 메시지가 지연 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.
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