KR100281653B1 - 이동통신 시스템의 재전송 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 재전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 재전송 방법에 관한 것으로서, 무선 채널의 환경에 따라서 동적으로 프로토콜 패킷의 길이를 조정함으로써, stop-and-wait(SW), go-back-N, selective-repeat(SR)과 같은 전형적인 재전송 방법의 정보처리율을 향상시키고자 한다. 실제 이동통신 시스템에서 무선 채널의 상태를 감시하기 위해서는 이동국의 속도, 신호대 잡음비의 비율, 패킷의 에러율 및 패킷내의 에러 비트율 등을 사용해야 하나 이 경우에는 신호 처리량이 증가하게 되므로 무선 채널의 상태 변화를 쉽게 빠르게 측정하는 방법으로 성공(AcKs)과 실패(NACKs) 한 패킷의 개수를 세는 방법을 이용하여 채널의 상태를 추정할 수 있게 함으로써, 무선채널의 상태에 따라 다양한 측정주기와 적절한 패킷 길이를 선택하여 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

이동통신 시스템의 재전송 방법
본 발명은 이동통신 시스템의 재전송 방법에 관한 것으로서, stop-and-wait(SW), go-back-N, selective-repeat(SR)과 같은 전형적인 재전송 방법의 정보처리율은 무선채널의 환경에 따라서 동적으로 프로토콜 패킷의 길이를 조정하여 향상시킬 수 있는데, 이때 어떻게 무선채널의 변화를 측정하고 감지하여 반영시킬 수 있는가에 하는데 문제가 있다.
또한 무선채널의 상태를 감지하기 위해서는 이동국(Mobile Terminal)의 속도, 신호대 잡음비의 비율, 패킷의 에러율(Packet Error Ratio) 및 패킷내의 에러내의 에러 비트율(Bit Error Ratio in Packet) 등을 알아야 하는데 이것은 신호처리 측면에서 계산량이 늘어나게 된다.
일반적으로 채널의 상태는 측정주기 동안의 재전송 비율을 누적하여 기준치와 비교하는 방법으로 감시하는데, 이때 측정주기가 매우 길면 측정치에는 신뢰성이 있지만 채널의 상태 변화에 반영하기에는 지연이 야기되며, 반대로 측정주기가 짧을 경우 측정값에 신뢰성이 결여되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 이동통신 환경에서 무선채널의 상태에 따라 적응적으로 패킷의 길이를 조정하여 정보처리율을 높이기 위해 요구되는 무선채널의 상태 변화를 쉽게 측정하는 방법을 제공하는데 있어서, 기존의 방법과 비교하여 쉽고 빠르게 채널의 변화를 추정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
적응적 패킷 길이 변화 방법을 적용하는데 있어서 가장 어려운 문제점은, 어떻게 단순하지만 실시간적으로 처리가 가능하도록 무선채널의 상태를 감시하느냐에 달려있는데, 본 발명은 수신된 전력의 세기나 이동국의 속도를 이용하기보다는 재전송 요구 횟수를 이용하여 무선 환경의 변화를 측정하는 것이 구현하기 쉽다.
이 방법을 이용하는 경우에는 예측한 패킷의 에러율과 실제 패킷의 에러율의 차이를 줄이는 방법이 매우 중요하다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이동통신 시스템에서 무선채널의 변화를 측정하고 감지하여 동적으로 프로토콜 패킷의 길이를 조정하여 정보처리율을 향상시키고자 무선채널의 상태 변화를 측정하기 위해, 패킷 에러 테이블을 구성한 후, 구성된 패킷 에러 테이블을 무선 환경의 변화에 따라서 테이블을 재구성하고 각각의 상태에서 주기를 변화시켜 적응적 패킷 길이를 갖도록 변화시킴으로써, 쉽고 빠르게 채널의 상태를 추정할 수 있고, 무선채널의 상태에 따라 다양한 측정주기와 적절한 패킷 길이를 가질 수 있으므로 매우 성능을 향상시킬 수 있는 일반화된 방법을 제시할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 두개의 상태를 가지는 적응적인 재전송 방법에 대한 마코프 체인 모델 구조도,
도 2는 본 발명이 적용되는 적응적 패킷 길이를 갖는 재전송 방법 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 낮은 채널 에러율의 a 상태
20 : 높은 채널 에러율의 b 상태
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
채널의 상태를 감시하는 방법은 연속적으로 성공(AcKs)과 실패(NACKs) 한 패킷의 개수를 세는 것이다.
이때 측정주기는 채널의 상태에 따라 다른데, 어떤 상태에서 다른 상태로의 천이는 연속적으로 수신된 성공 개수와 실패 개수에 좌우되며, 이러한 모델을 도 1에 나타내었다.
상기 도 1에서 2개의 패킷 길이에 대한 상태천이를 보여주고 있는데, 이때 상태의 개수(a, b)는 무선 환경에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
여기에서 제안된 마코프 체인 모델은 r차 마코프 프로세스를 일반화한 것이다.
먼저, 최적의 패킷 길이를 구하는 방법은 아래 수학식 1과 같다.
여기서 h는 패킷의 오버헤드비트 개수(the number of overhead bits packet), Ω은 , fD 는 도플러 주파수(Doppler frequency), R은 데이터 율(Data Rate) 및 ρ은 한계전력 레벨과 수신전력 레벨 사이의 비율(ratio between the threshold power level and mean received power level)을 각각 나타낸다.
그리고 적응적으로 패킷의 길이를 변화시키는 경우의 정보처리율은, 다음의 수학식 2와 같다.
다음으로 패킷 에러율 테이블을 결정하는 방법으로는, 패킷 에러율에 따라 테이블을 구성하여 해당 임계치에 의해서 패킷의 길이를 결정한다.
먼저, 상기 한계전력 레벨과 수신전력 레벨 사이의 비율(ρ)이 고정되는 경우는, 다음 수학식 3과 4를 이용하여 계산했을 때, 블록의 에러율이 상기 수학식 3보다 크고 수학식 4보다 작은 경우에는 패킷의 길이가 ni에서 ni+1로 천이된다.
Pco U(i,i+1)=1-exp[ρ-niΩco]
Pco L(i,i+1)=1-exp[ρ-ni+1Ωco]
또한, 도플러 주파수( fD )가 고정되는 경우는, 아래 수학식 5와 수학식 6을 이용하여 테이블을 구성한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 적응적 패킷 길이를 갖는 재전송 방법 흐름도로서, 상기와 같은 방법으로 패킷 에러율 테이블을 구성하여(S1) 패킷 에러율 계산을 수신된 패킷중 에러패킷의 비율로 계산한 후 이 값을 임계치로 설정한다.
그리고 실제 전송중의 패킷의 에러율이 임계값을 넘는지 판단하여(S3) 넘는 경우에는 패킷의 길이를 적응적으로 변화시키고(S4), 임계값을 넘지 않는 경우는 다시 패킷 에러율 계산부터 시작한다.
또한 무선 환경에 따라 패킷 에러율 테이블을 재구성하여 환경 변화를 반영한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 무선채널의 변화를 측정하고 감지하여 동적으로 프로토콜 패킷의 길이를 조정함으로써, 정보처리율을 향상시킬 수 있다.
따라서 실제 이동통신 시스템에서 요구되는 무선채널의 상태 변화를 쉽게 측정하기 위해, 본 발명은 구현하기가 용이하게 성공(AcKs)과 실패(NACKs) 한 패킷의 개수를 세는 방법을 사용하여 쉽고 빠르게 채널의 상태를 추정할 수 있다.
상기에 따라 본 발명은, 무선채널의 상태에 따라 다양한 측정주기와 적절한 패킷 길이를 가질 수 있으므로 기존의 방법에 비해서 매우 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 이동통신 시스템에서 무선채널의 변화를 측정하고 감지하여 동적으로 프로토콜 패킷의 길이를 조정하여 정보처리율을 향상시키고자 무선채널의 상태 변화를 측정하는 방법에 있어서,
    패킷 에러 테이블을 구성하는 제 1 단계와;
    구성된 패킷 에러 테이블을 무선 환경의 변화에 따라서 테이블을 재구성하고 각각의 상태에서 주기를 변화시켜 적응적 패킷 길이를 갖도록 변화시키는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 재전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    패킷 에러율에 따라 테이블을 구성하여 해당 임계치에 의해 패킷의 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 재전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기와 같이 패킷 에러율 테이블을 구성하고 패킷 에러율 계산을 수신된 패킷중 에러패킷의 비율로 계산한 후 이 값을 임계치로 설정하는 제 1 부단계와;
    실제 전송중의 패킷의 에러율이 상기 임계값을 넘는지 판단하여 넘는 경우에는 패킷의 길이를 적응적으로 변화시키는 제 2 부단계와;
    상기 판단 후 임계값을 넘지 않는 경우는 다시 패킷 에러율을 계산하는 제 3 부단계와;
    무선 환경에 따라 상기 패킷 에러율 테이블을 재구성하여 환경 변화를 반영하는 제 4 부단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 재전송 방법.
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