KR100230331B1 - 멀티미디어용 에러 보호방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티미디어용 에러 보호 방법에 관한 것으로서, RCPC(Rate Compatible Punctured Convolutional-codec) 및 ARQ(Automatic Retransmittion on request:자동 재전송 요구)를 이용해 랜덤(Random) 에러 및 버스트(Burst) 에러를 유발하는 채널에서의 데이타 복구 및 채널 처리량(Throughput)을 향상 시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적을 위하여 주어진 정보에 대한 복수개의 패킷을 디코딩하는 방법에 있어서, a) 상기 복수개의 패킷중 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; b) 상기 a)과정에서 디코딩 에러시 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; c) 상기 b)단계에서 디코딩 에러시 상기 a), b) 단계의 패킷들의 결합 패킷을 디코딩하거나 제3의 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; 및 d) 디코딩 에러가 발생하지 않을 때 까지 상기 c) 단계를 반복 수행하는 과정을 포함한다. 본 발명에 의하면 기존의 Type-1, Type-2 ARQ 방식의 특성을 동시에 가짐으로서 버스트 채널, 랜덤 에러-채널 및 두가지 에러 패턴이 동시에 혼재해있는 채널에서 채널 처리량을 일정 수준 유지할 수있는 잇점이 있다.

Description

멀티미디어용 에러 보호 방법
본 발명은 멀티미디어용 에러 보호 방법에 관한 것으로서, 특히 RCPC(Rate Compatible Punctured Convolutional-codec) 및 ARQ(Automatic Retransmittion on request:자동 재전송 요구)를 이용해 랜덤(Random)에러 및 버스트(Burst) 에러를 유발하는 채널에서의 데이타 복구 및 채널 처리량(Throughput)을 향상 시키는 방법에 관한 것이다. 임의의 패킷 데이타(비디오, 오디오, 데이타, 또는 이들을 혼합한 형태)를 송신하고 수신하는 멀티미디어 단자를 고려하자. 송신기는 정보 I, J 및 그이상의 패킷들을 송신한다. 각각의 정보 패킷에 대해서 송신기는 주어진 정보 패킷들의 다른 표현 방식들인 N크기의 비트스트림을 구성한다. 예를 들면 전송기는 주어진 정보 패킷I에 대해서 패킷 A(B,C 및 D)를 생성한다. Type-1 및 Type-2는 다른 재전송을 사용한다는 점에서 차이가 있다. 전송된 패킷들은 RCPC나 콘볼루셔널 코드중에서 어느하나를 사용함으로서 구성된다.
도 1은 통상적으로 ARQ방식으로 데이타를 전송하고 수신하는 형태를 도시한 블럭도이다. 도 1을 참조로 Type-1의 ARQ의 기본 개념은 다음과 같다. 송신기에서 길이가 N인 패킷 A를 전송할 때 수신기의 디코더(120)는 수신된 패킷 A(110)를 디코딩하게 된다. 이때 만약 송신기의 패킷A가 에러가 발생하게 되어 디코더(120)에서 디코딩이 불가능할 경우 예를 들면, 채널 코딩이 이용되지 않았을 경우, 1비트 에러 이상의 채널 코딩이 이용되었을 경우, 채널 코더가 검출 및 정정할 수있는 범위 이상의 에러가 생겼을 경우, 수신기가 송신기에 동일한 패킷 A에 대한 재전송 요구(ARQ)를 시도한다. 여기서 재전송은 디코더(120)가 에러가 없는 패킷을 받을 때까지 계속 시도하던지 어떤 회수만큼만 하고 다음 패킷의 송수신을 하던지를 선택하게 된다. 이러한 Type-1의 ARQ는 버스트 에러가 있는 채널에서 효과가 크게 된다. 다음은 Type-2의 ARQ 대해서 설명한다. 지금 까지 Type-2의 ARQ는 3가지 즉, 베이직 타입(Basic Type), 클래스 A(Class A) 및 클래스 B(Clss B)가 있으며 정보 I(J,K...)를 RCPC(Rate Compatible Punctured Convolutional-codec)한 것을 이용한다.
도 2는 베이직 타입의 동작 설명을 하기 위한 개념도이며, *는 자기 디코딩표시이며 화살표는 결합을 나타내는 표시이다. 먼저, 송신기는 정보I를 1/2 RCPC하고 패킷 A,B를 발생시켜 패킷 A만 송신한다. 수신기는 디코더에서 패킷 A로 디코딩을 시도하여 디코딩이되면 다음 정보 J에 대한 두가지 패킷중 첫번째 패킷으로 디코딩을 시도하며, 디코딩이 실패하면 송신기로 패킷 B의 전송을 요구한다. 또한 수신기의 디코더에서 패킷 A,B의 결합(Combination)으로 디코딩을 시도하여 디코딩이되면 다음 정보J에 대한 두가지 패킷중 첫번째 패킷으로 디코딩을 시도하며, 디코딩을 실패하면 패킷 A의 재전송 요구 및 지금 까지의 처리를 반복한다. 베이직 타입(Basic Type)은 수행이 용이하다는 장점이 있다.
도 3은 클래스 A(또는 Lin-Yu's 방법)에 대한 동작을 설명하기 위한 개념도이며, *는 자기 디코딩표시이며 화살표는 결합을 나타내는 표시이다. 원리는 베이직 타입과 유사하나 패킷 A,B의 결합에 의한 디코딩이 실패하면서 그 차이가 발생한다. 즉, 수신기의 디코더에서 패킷 A,B의 결합으로 디코딩해서 디코딩이 실패하면 패킷 A의 재전송을 요구한다. 다음 디코더는 패킷 A로만 디코딩이 성공하면 다음 정보 J를 처리하며, 패킷 A로만 디코딩이 실패하면 먼저 수신된 패킷 B와 현재의 패킷 A를 결합(일반적으로 인터리빙)해서 디코딩을 시도한다. 이 방법은 버스트 에러포함 채널에서 랜덤 에러 포함 채널에서 장점이 있다.
다음 클래스 B는 베이직 타입과 클래스 A에 비해 상당히 복잡하며 그 기본 개념은 클래스 A를 바탕으로 하고 있다. 이에 대한 동작을 설명하면 먼저, 레이트 1/2인 RCPC를 이용하여 정보 I에 대해 패킷 A,B를 발생시켜 클래스 A(또는 Lin-Yu's 방법)을 실행한다. 상술한 바와 같이 종래의 Type-1 ARQ는 버스트 에러가 있는 채널에서는 효과가 크나 랜덤에러가 있는 채널에서는 재전송 회수가 증가하게 되어 채널 처리량이 급격히 감소하며, Type-2 ARQ는 랜덤 에러가 있는 채널에서는 성능이 좋지만 버스트 에러가 있는 채널에서는 재전송이 빈번하게 되어 채널 처리량이 감소하게 되는 단점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 버스트 에러가 있는 채널에서는 Type-1처럼 동작하고, 랜덤 에러가 있는 채널에서는 Type-2의 베이직 타입 혹은 클래스 A와 같이 동작함으로서, 랜덤 에러 및 버스트 에러가 있는 체널에서 채널 처리량(Throughput)을 일정 수준으로 유지하는 방법을 제공하는 데있다.
도 1은 통상적으로 ARQ방식으로 데이타를 전송하고 수신하는 형태를 도시한 블럭도이다.
도 2는 베이직 타입의 동작 설명을 하기 위한 개념도이다.
도 3은 클래스 A에 대한 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에러 보호를 구현하는 장치의 구성을 보이는 블럭도이다.
도 5는 도 4의 수신기의 디코더에서 수신된 패킷들(A,B,C,D)의 처리를 보이는 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 디코더에서 수신된 패킷들의 처리를 보이는 흐름도이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 주어진 정보에 대한 복수개의 패킷을 디코딩하는 방법에 있어서, a) 상기 복수개의 패킷중 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; b) 상기 a)과정에서 디코딩 에러시 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; c) 상기 b)단계에서 디코딩 에러시 상기 디코딩 에러가 발생된 패킷들의 결합 패킷을 디코딩하거나 제3의 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; 및 d) 디코딩 에러가 발생하지 않을 때 까지 상기 c) 단계를 반복 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 보호 방법이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 Type-1과 Type-2 방식을 혼용한 하이브리드(Hybrid) 타입의 ARQ를 구현하는 방식이다.
도 4는 본 발명에 따른 에러 보호를 구현하는 장치의 구성을 보이는 블럭도이며, 주어진 정보 패킷I(410)에 대해서 1/4 레이트 RCPC(420)을 이용하여 패킷 A,B,C 및 D를 생성하는 패킷 버퍼(430)을 구비한 송신기, 역RCPC(440), 수신된 패킷을 위한 버퍼(450)을 구비하여 채널을 통해 상기 송신기로 ARQ 및 패킷 넘버를 전송하는 수신기로 구성된다. 도 4에서 RCPC 로직은 1/4레이트로 고정되고 국부 반전(Locally Invertible)한 성질을 만족하는 임의의 4개의 폴리노미얼(Poly Nomial)로 이루어진 부분으로 RCPC된 패킷 A,B,C,D를 동시에 만들어낸다. 또한 송신기는 재전송 회수를 최대 4번으로 한다. 여기서 RCPC에서 국부 반전(Locally Invertible)은 패킷 A 또는 패킷 B중의 어느하나를 가지고도 원 정보 I를 얻을 수있고, 또한 패킷 A 또는 패킷 B의 결합을 가지고도 원 정보 I를 얻을 수있다는 의미이다.
도 5는 도 4의 수신기의 디코더에서 수신된 패킷들(A,B,C,D)의 처리를 보이는 개념도이며, *는 자기 디코딩표시이며, 묶음표는 패킷들의 결합(일반적으로 인터리빙)을 나타내는 표시이다
도 6은 본 발명에 따른 디코더에서 수신된 패킷들의 처리를 보이는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 먼저, 송신기는 RCPC(420)로 패킷 A,B,C,D를 생성하며(612과정), 첫번째 패킷인 A를 수신기로 전송한다(614과정). 수신기는 디코더에서 패킷 A로 디코딩을 시도하여(616과정) 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 송신기로 ARQ 신호를 보내 패킷 B의 전송을 요구한다(618과정). 수신기는 디코더에서 패킷 B만 가지고 디코딩을 시도하여(620과정) 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 A와 B를 결합(Combination)하여 디코딩(*AB)을 시도한다(622과정). 여기서 결합된 패킷 A,B의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 송신기로 ARQ 신호를 보내 패킷 C의 전송을 요구한다(624과정). 수신기는 디코더에서 패킷 C만 가지고 디코딩을 시도하여(626과정) 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 B와 C를 결합(Combination)하여 디코딩(*BC)을 시도한다(628과정). 수신기는 결합된 패킷 B,C의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 A,B 및 C를 결합(Combination)하여 디코딩(*ABC)을 시도한다(630과정). 여기서 결합된 패킷 A,B,C의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 송신기로 ARQ 신호를 보내 패킷 D의 전송을 요구한다(632과정). 수신기는 디코더에서 패킷 D만 가지고 디코딩을 시도하여(634과정) 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 C와 D를 결합(Combination)하여 디코딩(*CD)을 시도한다(636과정). 수신기는 결합된 패킷 C,D의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 B,C 및 D를 결합(Combination)하여 디코딩(*BCD)을 시도한다(638과정). 여기서 결합된 패킷 B,C,D의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 도 5에 도시된 바와 같이 패킷 A,B,C 및 D를 결합(Combination)하여 디코딩(*ABCD)을 시도한다(640과정). 수신기는 결합된 패킷 A, B,C,D의 디코딩이 실행되면 디코드된 결과를 버퍼(450)에 저장하고(642과정) 다른 정보(예를 들면 정보J)에 대한 작업을 수행하며(644과정), 실패하면 614과정으로 복귀하여 에러가 발생하지 않을 때 까지 반복한다. 한편 수신기는 디코드된 결과를 버퍼에 저장(642과정)한후 다음 정보(예를 들면 정보J,K...)에 대한 작업을 수행한다(644과정).
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 Type-1, Type-2 ARQ 방식의 특성을 동시에 가짐으로서 버스트 채널, 랜덤 에러-채널 및 두가지 에러 패턴이 동시에 혼재해있는 채널에서 채널 처리량을 일정 수준 유지할 수있으며, 버스트 에러 채널에서는 Type-1과 성능이 비슷하거나 높고 Type-2보다는 훨씬 뛰어나며, 랜덤 에러 채널에서는 Type-2와 비슷한 원리로 동작하므로 Type-2와 성능이 비슷하고 Type-1보다는 훨씬 뛰어난 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 주어진 정보에 대한 복수개의 패킷을 디코딩하는 방법에 있어서,
    a) 상기 복수개의 패킷중 하나의 패킷을 디코딩하는 과정;
    b) 상기 a)과정에서 디코딩 에러시 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정;
    c) 상기 b)단계에서 디코딩 에러시, 상기 a), b) 단계의 패킷들의 결합 패킷을 디코딩하거나 제3의 다른 하나의 패킷을 디코딩하는 과정; 및
    d) 디코딩 에러가 발생하지 않을 때 까지 상기 c) 단계를 반복 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 보호 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 a) ∼ d)단계에서 디코딩 에러가 발생되지 않은 경우 상기 디코딩 결과를 저장하고 다음 정보의 복수 패킷들의 디코딩을 대기하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 보호 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 c)단계의 디코딩 에러 패킷들이 적어도 3개 이상인 경우 적어도 2개 이상의 디코딩 에러 패킷들을 결합하여 디코딩함을 특징으로 하는 에러 보호 방법.
  4. 제3항에 있어서, 최근에 디코딩 에러 패킷으로 판정된 패킷을 포함하여 결합 패킷들의 수가 2인 것부터 순차적으로 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 에러 보호 방법.
KR1019970042940A 1997-01-14 1997-08-29 멀티미디어용 에러 보호방법 KR100230331B1 (ko)

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