KR100289232B1 - 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송요구 방법 - Google Patents

무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송요구 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 무선 송수신 시스템에서의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
본 발명은 무선 송수신 시스템에서, 데이터 링크 계층 프로토콜의 성능을 개선하기 위한, 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은 무선 데이터 서비스를 위한, 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법에 있어서, 무선 송신기가 정상 모드에서, 순차적으로 프레임을 전송하면서 무선 수신기로부터의 확인응답 수신 여부를 판단하는 제 1 단계; 확인응답이 수신되면, 확인응답의 종류에 따라 해당 버퍼를 해제하거나 해당 순번 프레임을 재전송하고 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계에서의 프레임 송신과정중, 송신버퍼가 가득차게(full) 되면, 새로운 프레임에 대한 전송을 중단하고, 복구 모드를 수행하고 나서 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 3 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 고부가가치의 무선 데이터 서비스의 제공에 이용됨.

Description

무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구 방법
본 발명은 무선 데이터의 전송에 있어서 보다 높은 오율 환경에서 안정적으로 동작할 수 있는 데이터 링크 계층의 에러 제어 및 재전송 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 확인 응답 및 재전송을 기반으로 신뢰성 있는 전송을 지원하는 자동 재송 요구(ARQ : Automatic-Repeat-reQuest) 방법으로는 정지 대기 자동 재송 요구(SAW ARQ : Stop-And-Wait ARQ) 방법, 원상 회복 자동 재송 요구(GBN ARQ : Go-Back-to-Normal ARQ) 방법, 그리고 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ : Selctive-Repeat ARQ) 방법 등이 있다.
정지 대기 자동 재송 요구(SAW ARQ) 방법은 타임 다이버시티(time-diversity) 특성에 따른 이득이 없기 때문에 다른 두가지의 방법에 비해 효율이 떨어진다. 따라서, 데이터 전송 프로토콜에서는 타임 다이버시티(time-diversity) 특성에 따른 이득을 기반으로 스라이딩 윈도우를 이용하여 원상 회복 자동 재송 요구(GBN ARQ) 방법과 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법이 주로 사용된다.
또한 높은 오율 환경에서의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법의 성능저하를 보완하기 위한 다중복사(multicopy ) 재전송을 지원하는 방안이 제안되었다.
도 1 내지 도 4 를 참조하여 종래의 자동 재송 요구(ARQ) 방법을 상세히 설명한다.
도 1 은 일반적인 원상 회복 자동 재송 요구(GNB ARQ) 방법에 의한 동작 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 타이머 제어를 포함하는 원상 회복 자동 재송 요구(GNB ARQ) 방법은 정확하게 수신된 모든 패킷에 대해 긍정응답(ACK)을 전송한다. 만약 부정확하게 수신된 패킷이 발견되면 부정응답(NAK)을 전송하고, 부정응답(NAK)에 대한 프레임이 복구될 때까지 성공적으로 수신된 다른 패킷들은 폐기하게 된다. 원상 회복 자동 재송 요구(GNB ARQ) 방법은 다음의 규칙을 따른다.
전송단은 역방향 채널로부터 긍정응답(ACK)을 수신하는 동안 순서적으로 데이터의 전송을 수행한다. 부정응답(NAKi)를 수신하면, 전송단은 패킷 i 부터 모든 프레임을 순서적으로 재전송한다. 피드백 정보에 오류가 있을 경우에는 이를 무시한다.
패킷 i 에 대한 확인응답으로 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)이 전송되며, 패킷 k 에 대한 긍정응답(ACK)은 패킷 i(i〈k) 까지의 확인응답 정보가 포함된다. 부정응답(NAK)의 피드백 정보가 손실되거나 피드백 정보를 전송하는 채널에 긴 버스트 에러가 발생하여 많은 수의 긍정응답(ACK)이 손실되거나, 응답의 지연시간이 수용할 수 있는 범위를 초과했을 경우에 오동작을 방지하기 위해 타임 아웃(time-out) 메카니즘을 적용한다.
패킷 i 를 전송한 후, t 패킷 후에 패킷 i 에 대한 재전송을 수행함으로써 데드록(deadlock)이나 버퍼 오버플로우(overflow)를 방지하는데, 이때 t ≥ 왕복 지연(round-trip delay)을 만족하여야 한다.
도 2 는 일반적인 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 의한 동작 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반화된 표준 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에서 전송단은 데이터 프레임들을 전송하고 긍정응답(ACK)이나 부정응답(NAK)과 같은 수신단에 의한 확인응답을 수신한다.
전송되는 각 데이터 프레임들은 전송단의 버퍼에 저장되며, 데이터 프레임에 대한 확인응답을 수신하면 해당 데이터 프레임을 버퍼에서 제거한다. 정상적인 동작상태를 가정한다면 전송단을 데이터 프레임을 전송한 시점에서부터 소정의(m) 슬롯(이를 ″왕복 지연″(round-trip delay)이라함) 이후에 피드백정보를 수신하게 된다.
기존의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에서는 정해진 시간동안 피드백 정보를 수신하지 못하는 것은 부정응답(NAK)과 동일하게 인식되어 해당 데이터 프레임에 대한 재전송을 수행하게 된다.
이러한 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법의 동작을 위해서는 원상 회복 자동 재송 요구(GBN ARQ : Go-Back-to-Normal ARQ) 방법보다 많은 송수신 버퍼를 요구하게 된다.
하나의 프레임에서 에러가 발생할 경우, 이후의 다른 데이터 프레임들은 비록 정확히 수신이 이루어졌다 하더라도 수신측의 버퍼에 머무르게 된다. 즉, 수신단의 버퍼는 데이터 프레임이 순서에 따라 안전하게 상위 계층으로 전달될 수 있도록 재순서화의 역할을 담당한다. 또한 피드백 정보의 손실로 인한 데드록(deadlock)을 방지하기 위해 일정시간동안 응답 수신이 이루어지지 않을 경우에 재전송을 수행하는 전송 타이머를 구동하게 된다. 일반적으로 기존의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에서는 이 타이머의 값을 왕복 지연과 동일하게 설정하여 즉각적인 재전송이 가능하도록 하였다.
도 3 은 일반적인 다중 복사(multicopy ) 재전송을 지원하는 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법의 동작 예시도이다.
다중 복사(multicopy ) 재전송을 지원하는 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법은, 열악한 채널환경과 제한된 버퍼, 왕복 지연(round-trip delay) 등을 고려하여 다중 복사(multicopy )를 사용하는 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법으로서, 이 방법은 데이터의 재전송을 위해 선택적 반복(SR)과 다중 복사(multicopy )의 두 가지 모드를 지원한다.
선택적 반복(SR) 모드는 전송단이 긍정응답(ACK)을 수신하면 새로운 데이터 프레임을 전송하며, 부정응답(NAK)를 수신할 경우에는 해당 프레임을 재전송하는 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 프로토콜 모드로 동작한다.
다중 복사(MC : Multi-Copy) 모드는 송신단의 버퍼에 저장되어 있는 오류가 발생한 모든 데이터 프레임을 성공적인 전송이 이루어질 때까지 반복적으로 전송한다. 이 경우, 전송단이 재전송 데이터 프레임을 순환 반복적으로 전송함으로써 신속한 복구가 가능하다.
이 방법에서는 수신단이 νN 프레임을 저장할 수 있는 버퍼를 가진다고 가정하며, 선택적 반복(SR) 모드를 수행한다. 만약 특정 데이터 프레임에 대해 ν번의 재전송이 실패할 경우 전송단은 다중 복사(MC) 모드로 전환하게 된다. 다중 복사(MC) 모드에서 전송단은 버퍼에 저장된 모든 데이터 프레임이 수신단에 성공적으로 수신될 때가지 순환·반복적인 재전송을 수행한다.
선택적 반복(SR) 모드에서 N 만큼의 데이터 프레임을 전송하며, 왕복 지연 시간 다음에 이에 대한 응답을 수신한다. 부정응답(NAK)을 수신한 #2와 #3 프레임을 재전송하며, 재전송 카운터 ν를 1로 설정한다. 재전송된 #2 프레임에 대한 응답이 다시 부정응답(NAK)으로 수신되면 전송단은 재전송 모드로 천이한다.
이 경우 현재까지 부정응답(NAK)을 수신한 #2와 #3을 왕복 지연동안 반복적으로 재전송한다. s=1에서 #3 프레임에 대한 긍정응답(ACK)을 수신하였으므로, s=2 상태에서는 #2에 대한 반복적인 재전송만을 수행한다. 재전송 프레임에 대한 전송이 성공적으로 끝나면 송신단은 선택적 반복(SR) 모드로 전환하여 새로운 프레임 전송을 수행한다.
도 4 는 종래의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법의 상세한 응답 예시도이다.
도 4a 는 종래의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법 중 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k-1 번째 데이터 프레임 까지의 확인응답의 의미를 가지는 방법의 상세한 동작 예시도이며, 도 4b 는 종래의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법 중 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k 번째 데이터 프레임에 대한 학인응답의 의미를 가지는 방법의 상세한 동작 예시도이다.
원상 회복 자동 재송 요구(GBN ARQ) 방법은 오류가 발생한 데이터 프레임부터 모든 프레임을 재전송하게 되는데, 이러한 문제점을 해결한 것이 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법으로서 오류가 발생한 해당 프레임만 재전송을 수행함으로써 데이터의 복구가 가능하다.
이들 슬라이딩 윈도우 프로토콜의 성능을 결정하는 중요한 파라미터로는 송수신 버퍼의 크기(W)와 왕복 지연(RTD : round-trip delay)이 있다. 왕복 지연(RTD)은 송신단이 데이터 프레임의 전송을 시작하는 시점에서부터 전송된 데이터 프레임에 대한 수신단의 응답을 수신할 때까지의 시간간격을 말한다. 따라서, W ≥ 왕복 지연(RTD)인 경우에는 데이터의 전송이 연속적으로 이루어질 수 있다.
선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에서 송신측은 수신측의 피드백 정보에 기반하여 재전송과 새로운 프레임의 전송을 결정하게 된다. 부정응답(NAK) 피드백 정보를 수신하면, 송신측은 해당 데이터 프레임을 재송신하고, 긍정응답(ACK) 피드백 정보를 수신하면, 송신버퍼에서 해당 데이터 프레임을 삭제하고 새로운 데이터 프레임을 전송한다. 수신단은 송신측으로부터 k 번째 데이터 프레임을 수신하였다면, 송신단으로 k번째 데이터 프레임까지의 확인응답의 의미를 가지는 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK) 프레임을 전송하거나 k 번째 데이터 프레임에 대한 확인응답의 의미만을 가지는 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK) 프레임을 전송하게 된다.
도 4a 와 같이 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k-1 번째 프레임까지의 확인응답을 의미하는 경우에는 피드백 정보의 손실로 인한 재전송을 일정시간 지연시킴으로써 다음 피드백 정보를 통해 현재의 피드백 정보를 복원할 수 있다는 장점이 있으며, 도 4b 와 같이 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k 번째 프레임에 대한 확인응답만을 포함할 경우에는 피드백 정보의 손실에 의한 복구가 불가능하므로 송신측은 손실을 부정응답(NAK)으로 인식하고 해당 프레임을 즉시 재전송하므로 피드백 정보가 손실된 프레임에 대한 회복이 빠르게 이루어질 수 있다.
전자의 경우에는 피드백 정보의 복원이 가능하므로 복구를 수행한 후에 부정응답(NAK) 프레임에 대해서만 재전송을 수행하게 된다. 긍정응답(ACK) 피드백 정보가 손실되었을 경우에는 다음 피드백 정보의 수신을 통해 손실을 복원하므로 불필요한 재전송은 수행되지 않는다. 하지만 부정응답(NAK) 응답의 피드백 정보가 손실되었을 경우에는 다음 정상적인 피드백 정보를 수신한 후, 손실 피드백 정보의 복원이 이루어질 때까지 재전송이 수행되지 않으므로, 데이터 프레임을 복구하는데 있어 지연을 가지게 된다.
후자의 경우에는 메시지의 응답대기시간을 왕복 지연과 처리시간 등을 고려하여 동일하게 설정함으로써 피드백 손실에 대한 즉각적인 재전송이 가능하도록 한다. 이 경우에는 부정응답(NAK) 응답의 손실에 대해서 즉각적인 재전송이 이루어지지만, 긍정응답(ACK) 응답의 손실에 대해서도 즉각적인 재전송이 수행되므로 전송시의 오버헤드가 발생하게 된다.
상기 종래의 데이터 링크 계층 프로토콜에서의 에러 제어 방법은, 피드백 정보의 오류로 인한 재전송이, 상대적으로 전송량이 많은 데이터 프레임의 재전송을 유발하게 된다.
이러한 문제는 피드백 응답에 k-1 번째 데이터 프레임까지의 확인응답을 내포하게 하여 해결할 수 있다. 그러나 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)의 확인 응답이 모두 k-1 번째 프레임까지의 확인 응답을 포함할 경우에는 연속적인 오류가 발생하여 송수신 버퍼가 가득찰 경우에 있어서 이를 회복하는데 많은 시간이 소요된다.
즉, 버퍼가 가득찰 경우에는 송수신 버퍼의 첫번째 프레임이 처리될 때까지 이후의 오류 프레임에 대한 재전송은 전혀 이루어지지 않게 되므로, 무선 데이터 서비스의 데이터 전송율을 현저히 저하시키는 문제점이 있다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 무선 데이터 서비스를 위한 신뢰성 있는 데이터 전송과, 데이터 링크 계층 프로토콜의 성능을 개선하기 위한, 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 원상 회복 자동 재송 요구(GNB ARQ) 방법에 의한 동작 예시도,
도 2 는 일반적인 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 의한 동작 예시도,
도 3 은 일반적인 다중 복사(multicopy ) 재전송을 지원하는 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법의 동작 예시도,
도 4a 는 종래의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법 중 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k-1 번째 데이터 프레임 까지의 확인응답의 의미를 가지는 방법의 상세한 동작 예시도,
도 4b 는 종래의 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법 중 긍정응답(ACK)/부정응답(NAK)에 포함되는 프레임 순번 k 가 k 번째 데이터 프레임에 대한 학인응답의 의미를 가지는 방법의 상세한 동작 예시도,
도 5 는 본 발명이 적용되는 송수신시스템의 구성 예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법의 동작 예시도,
도 7 은 본 발명에 따른 정상 모드 동작의 일실시예 상세 흐름도,
도 8 은 본 발명에 따른 복구 모드 동작의 일실시예 상세 흐름도,
도 9 는 본 발명에서 비트에러율(BER)에 따른 데이터 프레임의 전송율을 나타낸 일실시예 그래프,
도 10 은 본 발명에서 데이터 프레임의 크기에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프,
도 11 은 본 발명에서 송수신 버퍼의 크기에 따른 데이터 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프,
도 12 는 본 발명에서 응답대기 시간에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프,
도 13 은 본 발명에서 응답대기 시간에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 송수신 시스템에서의 무선 데이터 서비스를 위한, 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법에 있어서, 무선 송신기가 정상 모드에서, 무선 수신기로부터의 확인응답이 수신 될 때까지 순차적으로 프레임을 전송하면서 확인응답 수신 여부를 판단하는 제 1 단계; 확인응답이 수신되면, 상기 무선 송신기가 수신된 확인응답의 종류에 따라 해당 버퍼를 해제하거나 해당 순번 프레임을 재전송하고 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계에서의 프레임 송신과정중, 연속적인 피드백 정보의 손실이나 하나의 프레임에 대한 연속적인 오류로 인해 송신버퍼가 가득차게(full) 되면, 새로운 프레임에 대한 전송을 중단하고, 복구 모드를 수행하고 나서 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 도 5 내지 도 13 을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 5 는 본 발명이 적용되는 송수신 시스템의 구성 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 공간적으로 서로 떨어져 있는 두 통신 시스템 사이에 정보를 신뢰성 있게 전달하기 위한 데이터 링크 계층에 관한 것이다.
두 통신 시스템을 물리적으로 연결하여 데이터 링크 계층 처리 절차 없이 신호를 송신할 경우 수신한 신호는 오류를 포함할 수 있다. 시스템 A 와 시스템 B 사이의 통신의 경우, 물리 계층으로 대표되는 하위 계층을 통하여 신호를 송신하면, 시스템 A 와 시스템 B 를 연결하는 매체를 통과하면서 잡음 등에 의한 영향을 받아서 신호에 오류를 일으킬 수 있다.
즉, 시스템 A 에서는 0 이라는 신호를 보냈는데 시스템 B 에서는 오류 발생으로 인하여 1 이라는 신호를 수신할 수 있다. 이러한 오류를 극복하여 신뢰성 있는 통신을 수행해 주는 것이 데이터 링크 계층이며 본 발명의 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법은 이러한 데이터 링크 계층의 일종이다.
따라서 데이터 링크 사용자는 데이터 링크를 이용하여 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다. 즉, 데이터 링크 사용자인 상위 계층은 데이터 링크 계층 및 그 하위 계층을 이용하여 공간적으로 떨어진 곳에서 서로 신뢰성 있는 통신을 할 수가 있게 된다.
도 6 은 본 발명에 따른 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법의 동작 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 송신단은 정상모드와 복구모드의 두가지로 운용된다.
정상모드에서 송신단은 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 기반한 윈도우 메카니즘으로 동작하며, 피드백 정보가 손실될 경우에는 응답을 수행하지 않는다.
정상모드에서 긍정응답(ACK)에 포함되는 프레임 순번은 이전 프레임까지의 확인응답을 포함하기 때문에 손실된 피드백 정보를 회복할 수 있다.
부정응답(NAK)은 긍정응답(ACK)과는 달리 현재 프레임에 대한 응답만을 나타내며, 송신측은 해당 프레임을 즉각적으로 재전송하게 된다. 연속적으로 피드백 정보가 손실되거나 하나의 프레임에 대해 연속적인 오류가 발생할 경우에 송신 버퍼가 가득차게(full) 되어 긍정응답(ACK)을 수신하지 못할 경우에는 더 이상의 새로운 프레임에 대한 전송이 중단된다.
이것은 송수신 버퍼에 대기중인 첫번째 프레임에 대해 긍정응답(ACK)수신이 이루어지지 않았기 때문이므로 이에 대한 재전송을 수행하고 확인응답을 기다리게 된다. 이렇게 송신 버퍼가 가득차게(full) 되면 정상 모드에서 복구모드로 변경을 수행한다.
복구모드에서는 송신 데이터 프레임 및 되돌림(feedback ) 정보를 빠르게 효율적으로 복구하기 위한 동작을 한다.
즉, 왕복(round-trip) 지연 동안 해당 프레임에 대해 연속적인 중복 재전송을 수행한다. 만약, 이 경우에 윈도우 구간 내에 부정응답(NAK)이 확인되는 다른 데이터 프레임이 존재하면, 이 프레임에 대해서도 재전송을 수행함으로써, 빠른 회복이 가능하도록 한다.
이렇게 복구 모드의 재전송은 가장 빠른 시간동안 송신단이 버퍼의 가득찬상태에서 해제될 수 있도록 한다. 송신단의 버퍼가 가득찬(full) 상태에서 해제되면 복구모드는 다시 정상 모드로 변경을 수행한다.
도 7 은 본 발명에 따른 정상 모드 동작의 일실시예 상세 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 송신단은 정상모드에서의 무선 데이터 전송과정 중 수신단으로부터의 확인응답이 수신되었는지를 판단하여(701), 프레임을 송신하는 과정과 프레임을 수신하는 과정으로 분리된다.
정상모드에서 확인응답이 수신되지않아 프레임을 송신하는 과정은, V(S) 값에 해당하는 프레임을 전송(702)한 후 V(S) 값을 증가시켜 나가면서 계속해서 프레임을 전송한다(703). 프레임을 전송하는 과정에서 긍정응답(ACK)을 수신하지 못하여 송신 버퍼가 가득차게 되는 경우에는 일반모드에서 복구모드로 전환된다(704).
정상모드에서 확인응답이 수신되어 프레임을 수신하는 과정은, 우선 확인응답의 종류를 판단하여(705) 부정응답(NAK)인 경우에는 해당 순번 프레임을 재전송하며(706), 긍정응답(ACK)인 경우에는 해당 버퍼의 가득찬 상태를 해제한다(707).
도 8 은 본 발명에 따른 복구 모드 동작의 일실시예 상세 흐름도이다.
도 7 의 정상모드에서 버퍼가 가득차게 되면 복구모드로 전환되며, 복구모드로 전환된 상태에서 수신단으로부터의 확인응답이 수신되었는지를 판단하여(801), 프레임을 송신하는 과정과 프레임을 수신하는 과정으로 분리된다.
복구모드에서 확인응답이 수신되지않아 프레임을 송신하는 과정은, 긍정응답(ACK) 대기 프레임을 연속적으로 중복 전송한다(802).
복구모드에서 확인응답이 수신되어 프레임을 수신하는 과정은, 우선 응답의 종류를 판단하여(803) 수신된 프레임의 종류가 부정응답(NAK)인 경우에는 해당 순번 프레임을 재전송하며(804), 긍정응답(ACK)인 경우에는 해당 버퍼의 가득찬 상태를 해제한다(805). 긍정응답(ACK)에 의해 송신 버퍼의 가득찬(full) 상태가 해제되어 새로운 프레임의 전송이 가능하면 정상 모드에서 수신단으로부터의 확인응답이 수신되었는가를 판단하는 과정(701)부터 반복 수행하고, 새로운 프레임의 전송이 불가능하면 복구 모드에서 수신단으로부터의 확인응답이 수신되었는가를 판단하는(801) 과정부터 반복수행한다(806).
도 9 는 본 발명에서 비트에러율(BER)에 따른 데이터 프레임의 전송율을 나타낸 일실시예 그래프로서, 무선링크 채널을 상가 백색 가우스 잡음(AWGN) 채널로 가정하여 데이터를 구하였다.
본 발명에 대한 효과는 무선 데이터 프레임의 전송율을 통해 확인할 수 있는데, 이러한 성능은 채널의 오율 특성에 많은 영향을 받게 되며, 아울러 데이터 송수신에서 사용되는 송수신 버퍼의 크기, 그리고 전송응답까지의 지연시간 등도 성능과 밀접한 관계가 있다.
도면에 있어서, ISR(ideal SR) 은 가장 이상적인 형태로 선택적 반복 방법이 동작하는 경우를 의미하고, SR 은 버퍼 및 응답시간의 제약을 반영한 선택적 반복 방법을 나타내며, DSR 은 본 발명에서 제안하고 있는 두 개의 전송모드를 가지는 수정된 선택적 반복 방법을 의미한다.
도면에 도시된 바와 같이 선택적 방법(SR)을 사용하는 자동 재송 요구(ARQ) 프로토콜이 전반적으로 원상 회복 자동 재송 요구(GBN ARQ) 프로토콜 보다 우수한 성능을 보인다. 하지만 채널의 에러가 극심한 경우(비트에러율(BER)이 10-2보다 클 경우)에는 그 성능 차이가 줄어든다.
도 10 은 본 발명에서 데이터 프레임의 크기에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프로서, 채널의 비트에러율(BER)과 버퍼크기 및 응답시간이 동일한 환경에서 데이터를 구하였다.
도면에 도시된 바와 같이, 데이터 프레임의 길이가 증가하면 하나의 데이터 프레임에 대한 평균 오율도 증가하게 된다. 아울러, 성능평가에서 피드백 정보의 크기는 일정하게 적용하였으므로 데이터 프레임 크기가 증가하여도 피드백 정보에 의한 영향은 동일하게 된다. 이러한 환경하에서 데이터의 전송율은 단일 데이터 프레임의 크기가 증가함에 따라 감소하게 된다.
도 11 은 본 발명에서 송수신 버퍼의 크기에 따른 데이터 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프이다.
일반적으로 윈도우 프로토콜에 기반한 효율적인 데이터의 송수신을 위해서는 송수신 버퍼의 크기는 응답 대기시간 동안 전송되는 프레임을 버퍼링할 수 있어야 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 채널의 오율이 낮을 경우에는 송수신 버퍼의 크기는 데이터 전송율에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
즉, 채널의 오율 특성이 우수하면 송수신 버퍼는 응답대기시간보다 약간 많은 데이터 프레임만을 수용할 수 있으면 데이터 전송의 성능보장이 가능하다. 하지만 채널 오율이 증가하게 되면 응답대기시간에 비해 상대적으로 많은 양의 송수신 버퍼를 요구하게 된다. 따라서 송수신 버퍼는 채널의 오율과 데이터 프레임의 크기를 충분히 고려하여 설정되어야 함을 알 수 있다.
동일한 성능 보장을 위해서, 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법은 순수한 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 비해 상대적으로 적은 양의 버퍼를 요구하게 되는데 이는 복구모드 동안에 프레임에 대한 중복 재전송을 통해 신속한 오류회복이 가능하기 때문이다.
도 12 는 본 발명에서 응답대기 시간에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프로서, 송수신 버퍼가 일정한 것으로 가정하여 데이터를 구하였다.
도면에 도시된 바와 같이, 채널의 오율 특성이 열악한 환경일수록 응답대기 시간이 증가함에 따라 성능의 감소가 뚜렷하게 나타나며, 제안된 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법이 순수한 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법보다 응답대기 시간의 증가에 따른 성능의 감소가 상대적으로 늦으며, 적게 일어남을 알 수 있다.
도 13 은 본 발명에서 응답대기 시간에 따른 전송율의 변화를 나타낸 일실시예 그래프로서, 송수신 버퍼의 크기를 응답대기 시간의 2 배로 설정하여 데이터를 구하였다.
도면에 도시된 바와 같이, 응답대기 시간이 짧은 경우에는 즉각적인 재전송 및 회복이 가능하지만 응답대기 지연시간이 길 경우에는 재전송 회복에 많은 지연시간을 요구하게 되고, 이 구간동안의 데이터 프레임을 제어하기 위해 보다 많은 송수신 버퍼를 요구하게 됨을 알 수 있다. 이 경우에도 제안된 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법은 상대적으로 우수한 성능을 보장하게 된다.
데이터 프레임의 전송율에 대한 분석결과 제안된 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법은 순수한 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법보다 송수신 버퍼와 응답시간이 제한되는 환경에서 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.
또한 이중모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법은 중복 재전송을 통해 송수신 버퍼의 가득찬(full) 상태에 대한 빠른 회복이 가능하므로, 일정 전송율을 요구하는 경우에 순수한 선택적 반복 자동 재송 요구(SR ARQ) 방법에 비해 적은 양의 송수신 버퍼가 요구됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 무선 환경이 열악하여 비트당 에러율이 높은 경우에 데이터 프레임 전송율이 향상되므로, 특히 데이터 프레임의 크기가 크거나 송수신 버퍼의 크기가 작은 경우, 및 응답 대기 시간이 큰 무선 데이터 서비스에서 향상된 데이터 전송율을 기대할 수 있고, 고부가가치의 무선 데이터 서비스를 제공할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 무선 송수신 시스템에서의 무선 데이터 서비스를 위한, 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법에 있어서,
    무선 송신기가 정상 모드에서, 무선 수신기로부터의 확인응답이 수신 될 때까지 순차적으로 프레임을 전송하면서 확인응답 수신 여부를 판단하는 제 1 단계;
    확인응답이 수신되면, 상기 무선 송신기가 수신된 확인응답의 종류에 따라 해당 버퍼를 해제하거나 해당 순번 프레임을 재전송하고 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 단계에서의 프레임 송신과정중, 연속적인 피드백 정보의 손실이나 하나의 프레임에 대한 연속적인 오류로 인해 송신버퍼가 가득차게(full) 되면, 새로운 프레임에 대한 전송을 중단하고, 복구 모드를 수행하고 나서 상기 제 1 단계로 리턴하는 제 3 단계
    를 포함하는 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 제 2 단계는,
    상기 무선 송신기가 수신된 확인응답의 종류를 판단하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 판단결과, 긍정응답(ACK)이 수신되었으면, 상기 무선 송신기가 해당버퍼를 해제하는 제 5 단계;
    상기 제 4 단계의 판단결과, 부정응답(NAK)이 수신되었으면, 상기 무선 송신기가 해당 순번 프레임을 상기 무선 수신기로 재전송하는 제 6 단계;
    를 포함하는 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
    상기 제 3 단계는,
    상기 무선 송신기가 복구 모드에서, 상기 무선 수신기로부터의 확인응답이 수신 되었는지를 판단하는 제 7 단계;
    상기 제 7 단계의 판단결과, 확인응답이 수신되지 않았으면, 상기 무선 송신기가 긍정응답(ACK) 대기 프레임을 상기 무선 수신기로 연속적으로 중복 전송하는 제 8 단계;
    상기 제 7 단계의 판단결과, 확인응답이 수신되었으면, 상기 무선 송신기가 확인응답의 종류를 판단하는 제 9 단계;
    상기 제 9 단계의 판단결과, 긍정응답(ACK)이 수신되었으면, 상기 무선 송신기가 해당 버퍼를 해제하고 새로운 프레임의 전송이 가능한지를 판단하는 제 10 단계;
    상기 제 10 단계의 판단결과, 새로운 프레임의 전송이 가능하면 상기 무선 송신기가 정상모드로의 변경을 수행하고, 가능하지 않으면 복구 모드에서 무선 수신기로부터의 확인응답이 수신 되었는지를 판단하는 과정부터 반복하는제 11 단계;및
    상기 제 9 단계의 판단결과, 부정응답(NAK)이 수신되었으면, 상기 무선 송신기가 상기 무선 수신기로 해당 순번 프레임을 재전송하는 제 12 단계
    를 포함하는 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 제 12 단계는,
    상기 제 3 단계에서 오류를 일으킨 프레임외의 다른 프레임에 대한 부정응답(NAK)이 수신되었을 때에 해당 순번 프레임을 재전송하는 제 13 단계
    를 포함하는 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    긍정응답(ACK)의 프레임 순번은 이전 프레임까지의 확인응답을 포함하고, 부정응답(NAK)의 프레임 순번은 현재 프레임의 확인응답을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 서비스를 위한 이중 모드 선택적 반복 자동 재송 요구(DSR ARQ) 방법.
  6. 대용량 프로세서를 구비한 무선 송수신 시스템에,
    무선 송신기가 정상 모드에서, 무선 수신기로부터의 확인응답이 수신 될 때까지 순차적으로 프레임을 전송하면서 확인응답 수신 여부를 판단하는 제 1 기능;
    확인응답이 수신되면, 상기 무선 송신기가 수신된 확인응답의 종류에 따라 해당 버퍼를 해제하거나 해당 순번 프레임을 재전송하고 상기 제 1 기능로 리턴하는 제 2 기능; 및
    상기 제 1 기능에서의 프레임 송신과정중, 연속적인 피드백 정보의 손실이나 하나의 프레임에 대한 연속적인 오류로 인해 송신버퍼가 가득차게(full) 되면, 새로운 프레임에 대한 전송을 중단하고, 복구 모드를 수행하고 나서 상기 제 1 기능로 리턴하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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