KR100355523B1 - 자동반복요구시스템에서데이터를복원하는방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사전에 수신된 데이터 패킷으로부터의 정보를 사용하여 데이터를 복원하여 데이터 패킷을 재구성함으로써, 실제 전송된 데이터 패킷을 재구성하는 가능성을 꾸준히 증가시키는 것이다. 각각의 새로운 수신으로 인해, 누산된 정보는 수신기가 실제 전송된 데이터 패킷과 보다 근사하도록 한다, 그렇지 않으면 폐기될 수 있는 정보를 사용하면 제한된 데이터 처리 및/또는 메모리 자원을 갖는 송수신기에 의해 나쁜 통신 환경에서 특히 유용한 비트 에러 정정을 매우 효율적으로 행하게 한다.

Description

자동 반복 요구 시스템에서 데이터를 복원하는 방법 및 장치

디지털 데이터 시스템에서, 통상적으로 메모리에 저장된 데이터뿐만 아니라 통신 채널을 통해 전송된 데이터가 에러에 의해 파괴된다. 통상적으로, 에러를 검출 및/또는 검출된 에러를 정정하기 위한 수많은 기술들이 사용되고 있다. 에러 검출 기술의 하나의 예로서 순환 용장 코드(CRC) 검사가 널리 공지되어 있다. 블록 코드 및 컨볼루션(convolutional) 코드를 사용하는 다른 기술들은 에러 검출 및 에러 정정 둘다를 실행할 수 있다. 에러 검출 및 정정을 위해서, 데이터 비트에 부가적인 부호화 비트가 부가된다. 데이터가 통신 채널을 통해 수신되거나 메모리에서 검색될 때, 수신/검색된 데이터는 일부 데이터에 오류가 있는지를 검출하기 위해 어떤 방법으로 부가 비트를 사용하여 복호된다. 이러한 복호화 절차들을 고려한 한가지 방법은 인쇄된 문장을 판독하면서 잘못된 철자를 정정할 수 있는 사람의 능력과 이들 복호화 절차를 유사하게 하는 것이다. 단어들은 서로 상당히 다르기 때문에, 독자는 단어가 의미하는 바를 직관적으로 알 수 있다.

이러한 에러 검출 및/또는 정정 부호화 기술 모두는 어느 정도 용장 정보에부가된다. 데이터 유닛에 형성되는 용장도가 클 수록 정확히 에러를 검출할 수 있고, 어떤 경우에는, 정정할 수 있다 불행하게도, 부호화/용장 비트 수가 증가함에 따라서, 전체 데이터 "처리량"은 감소한다. 다시 말하면, 단위 시간당 전송된 실제 데이터 량은 감소된다. 또한, 부호화/용장도 비트 수가 증가함에 따라, 부호화/복호화 알고리즘의 복잡성이 증가하여 제한된 데이터 처리 자원을 소모하게 되고 데이터 처리 시간은 느려진다.

데이터가 파괴되기 어려운 비교적 "클린(clean)" 환경에서, 보다 간단한 에러 검출 및/또는 정정 절차와 관련하여 매우 작은 수의 부호화/용장도 비트가 사용될 수 있다. 그러나, 상당한 잡음, 간섭 등이 존재하는 부적당한 환경에서는 이러한 간단화는 통상적으로 선택 사항이 아니다. 예를 들어, 무선 통신 환경을 고려해 보자. 무선 주파수 통신 채널은 늘 존재하는 잡음, 거의 연속적으로 변하는 통신 채널 특성, 다중 경로 페이딩, 심볼간 간섭(ISI)을 야기하는 시간 분산, 인접 채널 통신으로부터의 간섭 및 기타 요인을 포함하는 파괴 요인으로부터 영향을 받는다.

이러한 다양한 파괴 요인으로부터 보호하기 위해 사용되는 하나의 통신 프로토콜(즉, 절차)은 자동 반복 요구(ARQ) 트랜잭션 처리이다. 순수 ARQ 시스템은 단지 에러 검출만을 사용한다(에러 정정은 사용되지 않음). 특히, 어떤 유형의 에러 검출 비트/부호화 비트를 갖는 데이터 패킷은 통신 채널을 통해 송신기에서 수신기로 전송된다. 각각의 수신 데이터 패킷은, 데이터 패킷이 정확하게 수신되었는지를 결정하기 위해 데이터 패킷에 포함된 에러 정정 비트를 사용하여 수신기에 의해 처리된다. 만약 패킷이 안전하고 정확하게 수신되었다면, 수신기는 송신기로 승인 신호(ACK:acknowledsment)를 다시 전송한다. 만약 에러가 검출되었다면, 수신기는 불승인(NAK;negative acknowledgment)을 송신기에 다시 전송하고, 데이터 패킷을 폐기하며, 송신기로부터 동일한 데이터 패킷의 재전송을 대기한다. 또한, 소정의 타이밍 윈도우(timing window)는, 송신기가 정보를 전송하도록 하고, 수신기가 정보를 수신 및 처리하도록 한 후, ACK 또는 NAK 신호를 송신기에 전송하도록 하는데 충분한 시간을 갖도록 설정된다. 만약 송신기가 소정의 윈도우 내에서 ACK 신호를 수신하지 못했다면 또는 윈도우 동안에 NAK 신호를 수신하였다면, 송신기는 데이터 패킷을 재전송한다.

잡음 또는 무선 통신과 같은 그 외 다른 데이터 파괴 환경에서, 데이터가 정확히 수신되기 전에는 많은 횟수의 재전송이 일어날 수 있다. 구체적으로 말해, 데이터 패킷이 아무리 많이 전송/재전송 되더라도, 수신기는 나중에 재전송된 데이터 패킷으로부터 정확한 정보를 어떻게 복호하는지에 대해 더 이상 "보다 스마트(smarter)"하지 않는다. 다른 말로서, 어떤 주어진 데이터 패킷 재전송시 정확히 패킷을 수신할 가능성은 그 패킷을 사전 재전송할 가능성보다 좋지 않다.

이러한 ARQ 프로토콜을 향상시키기 위한 하나의 가능한 선택은 순방향 오류 정정(FEC) 비트를 데이터 패킷에 부가하여 어느 정도의 비트 정정을 가능하게 하는 것이다. 이러한 "하이브리드" 기술의 일예로서 CRC 에러 검출 비트를 BCH(Bosc-Chaudhuri-Hocquenghem) 패리티 검사 비트로 대체하는 것을 들 수 있다. 만약 에러가 있는 비트가 수신기에 의해 정정될 수 있다면, 부가적인 재전송을 할 필요 없이 승인이 송신기에 전송될 것이다. 제한된 수의 에러 패턴이 정정될 수 있는 이러한하이브리드 기술을 사용할 지라도, 이러한 하이브리드 기술(순수 ARQ 프로토콜처럼)은 사전에 수신된 패킷에 포함된 정보를 사용하지 않는다. 순수 ARQ 프로토콜에서 에러가 있는 데이터 패킷 또는 하이브리드 기술을 사용하여 정정 불가능한 에러를 포함하는 데이터 패킷은 쉽게 폐기되어 연속적인 시퀀스의 재전송이 요구된다.

필요한 것은 데이터 패킷의 현재 수신된 재전송이 사전에 수신된 데이터 패 킷으로부터 정보를 사용하여 정정될 수 있도록, 사전에 전송된 패킷에 포함된 정보를 사용하는, 즉, 에러가 있는 데이터 패킷들을 폐기하기보다는 그들을 사용하는 예컨대, ARQ 프로토콜에 적용 가능한 데이터 복원 기술이다. 초기에 전송된 패킷의 대부분의 비트는 정정될 수 있고, 대부분의 경우에서 하나 또는 극히 적은 비트만이 파괴된다. 본 발명의 주요 목적은 패킷의 사전 전송으로부터 누산된 정정 정보를 사용하여 정정 데이터 패킷을 생성하는 것이다. 그러나, 이러한 기술은 메모리 자원이 제한된 다양한 환경, 예를 들어, 휴대용/이동 무선 장치에 사용될 수 있도록, 이러한 기술은 너무 많은 처리 시간을 소비하지도 않고, 가능하다면 이러한 처리에 요구되는 메모리의 양을 최소화해야 한다. 그러므로 각각의 데이터 패킷에 순방향 에러 정정 비트를 부가할 필요 없이 ARQ 프로토콜에 순방향 에러 정정을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 일반적으로 데이터 처리 및 통신 분야에 관한 것으로, 특히, 통신 채널을 통해 전송되거나 메모리에서 검색된 데이터를 복원하는 것에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 통신 시스템의 기능 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타낸 흐름도.

도 3A 내지 3C는 데이터 메시지에 포함된 데이터 메시지 및 데이터 패킷 예를 도시한 도면.

도 4는 다수결 패킷을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트 누산 기능을 도시한 도면.

도 6은 수신된 데이터 패킷과 다수결 패킷과의 직접 비교를 도시한 도면.

도 7은 본 발명이 특정한 애플리케이션을 가질 수 있는 멀티-사이트, 주파수 공용 통신 시스템을 간략하게 도시한 도면.

도 8은 본 발명이 사용될 수 있는 무선 데이터 네트워크의 기능 블록도.

도 9는 본 발명에 따라서 사용될 수 있는 휴대용/이동 무선 송수신기의 기능 블록도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 복원 절차를 나타낸 흐름도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라서 실행될 수 있는 직접 비교 연산을 나타낸 흐름도.

도 12는 본 발명에 따른 데이터 복원 방식의 일 실시예에 따라서 실행될 수 있는 다수결 절차의 흐름도.

본 발명의 목적은 정정 데이터 유닛이 사전에 수신/송신되었지만, 수용할 수 없는 데이터 유닛에 포함된 정보를 사용하여 복원되는 데이터 복원 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한, 데이터 유닛에 부가적인 순방향 에러 정정 비트를 부가함이 없이 데이터가 정정될 수 있도록 자동 반복 요구(ARQ) 트랜잭션 환경에서 데이터 복원 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 패킷에 순방향 에러 정정 비트의 부가, 복잡한 순방향 에러 데이터 정정 복호화 절차, 또는 상당한 메모리 자원을 필요로 함이 없이 부적합한 환경에서 데이터를 효율적으로 복원하는 에러 복원 기술을 제공하는 것이다.

본 발명은 상술된 다양한 문제점들을 해결하고 이들 및 그 외 다른 목적들을 충족하는 것이다. 데이터 유닛이 수신되고, 에러 검사되며, 에러가 검출된 경우, 데이터 유닛의 세트가 생성되도록 재전송되는 자동 반복 요구 데이터 전송 시스템에서, 본 발명은 수용 가능한 데이터 유닛을 재구성하기 위하여 시퀀스의 교호 데이터 유닛에 대해 제1 재구성 연산을 실행하고 시퀀스의 다른 데이터 유닛에 대해 제2 재구성 연산을 실행한다. 재구성 연산중 하나는 시퀀스의 현재 수신된 데이터 유닛 및 사전에 수신된 데이터 유닛을 기초로 하여 다수결 데이터 유닛을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 재구성 연산은 다수결 데이터 및 현재 수신된 데이터 유닛의 직접 비교를 실행하여 상이한 비트 값을 갖는 그들의 비트 위치를 식별한다. 이들 비트 위치에서 하나 이상의 비트 값은 정정 데이터 유닛을 생성하기 위해서 변경된다. 순수 자동 반복 요구(ARQ) 환경(즉, 순반향 에러 정정이 없는)에 대해 다수결 및 패킷 비교 재구성 기술을 교호적으로 적용하는 것은 통신 유닛이 높은 비트 에러율 환경에서 자신의 성능을 상당히 개선시킬 수 있고 보다 짧은 시간주기에서 전송된 패킷을 정확히 수신할 가능성을 증가시킬 수 있기 때문에 매우 중요하다

교대로 다수결 및 패킷 비교 데이터 유닛 재구성 기술을 사용하는 바람직한 실시예에서, 다수결은 "동점" 투표(tie vote)를 해결하기가 어렵다는 관점에서 투표시 우수의 패킷이 존재할 때는 덜 효과적이다. 예를 들어, 만약 투표되는 네 개의 패킷이 있을 때, 두 개의 패킷이 비트 위치에 대해 "1"을 갖고 다른 두 개의 패킷이 비트 위치에 대해 "0"을 갖는 경우 비트 위치에 어떤 값이 할당되어야 하는가? "1" 또는 "0"을 임의로 선택하기 보다 오히려, 본 발명의 바람직한 실시예는 ,이러한 동점 사항을 깨는 딜레마를 피하기 위해, 단지 수신된 기수의 데이터 패킷에 대해서만 다수결을 사용하고 우수의 패킷에 대해 현재 수신된 데이터 패킷과 다수결 데이터 패킷을 직접 비교한다. 다수결 및 직접 비교 기술에서, 사전에 수신된 데이터 패킷으로부터의 정보가 사용되어, 정확한 패킷을 획득할 가능성을 증가시킨다.

다수결 및 직접 비교 연산이 비교적 간단하게 실행되기 때문에, 데이터 처리 자원 및 시간 소모를 비교적 작게 한다. 또한, 본 발명은 사전에 수신되었지만 그럼에도 불구하고 최소한의 메모리를 가진 에러가 있는 패킷에 포함된 정보를 사용하는 새로운 기술을 제공한다. 사전에 수신된 에러가 있는 패킷으로부터의 정보가 보존되지만, 패킷들 자체는 저장되지 않는다. 대신에, 본 발명은 재구성된 데이터 패킷의 각각의 대응하는 비트 위치에 대해 각각의 수신 데이터 유닛으로부터의 비트 위치에서 비트 합을 누산한다. 그리고 나서, 임계값은 시퀀스내의 재전송된 데이터 유닛의 수를 기초로 하여 결정되고, 각각의 누산 합계가 이 임계값과 비교된다. 만약 누산된 합계가 임계값 이하이면, 재구성된 데이터 패킷의 대응하는 비트 위치에 대한 비트 값은 0으로 설정된다. 그렇지 않으면, 재구성된 데이터 패킷의 대응하는 비트 위치에 대한 비트 값은 1로 설정된다.

본 발명의 상기 목적 및 그 외 다른 목적들뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 실시예는 동일한 소자에 대해 동일한 참조 번호가 병기되어 있는 도면과 관련하여 상세히 후술될 것이다.

이하에서 서술된 특정 회로, 인터페이스, 기술, 등에 대한 상세한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 설명을 위한 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 그러나, 당업자는 본 발명이 특정한 설명 이외의 다른 실시예로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그 외 다른 경우, 공지된 방법, 장치 및 회로의 자세한 설명은, 불필요한 설명으로 인해 본 발명의 설명을 모호하게 하지 않기 위해서 생략된다.

본 발명은 데이터 통신 시스템의 내용에서 단지 예의 목적으로서만 설명된다. 이하의 실시예는 특히 무선 통신 환경에 대한 본 발명의 적용을 설명한다. 그러나, 본 발명은 무선 통신 또는 어떤 유형의 데이터 통신에만 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 응용은, 예를 들어, 저장 장치에 또는 저장 장치로부터 전송되는 다양한 데이터를 포함하여 파괴될 가능성이 있는 데이터를 수신 및/또는 액세스해야 하는 어떤 종류의 데이터 처리 시스템에 대한 것일 수 있다.

따라서, 도 1은 데이터의 패킷을 네트워크 버스(16)를 통해 또다른 데이터 프로세서 또는 어떤 다른 장치, 예를 들어, 주변 장치일 수 있는 데이터 수신기(14)로 전송하는 데이터 프로세서(20)와 같은 송신기(12)를 구비하는 유선 타입의 데이터 통신 네트워크를 나타낸다. 데이터 프로세서(24, 26) 둘다는 자신들 각각의 메모리(22, 28)를 가지고 있으며, 또한 네트워크 버스(16)를 통해 패킷 정보를 통신하는 각각의 송수신기(24, 30)를 포함한다. 데이터 프로세서(20) 및 송수신기 (24)는 네트워크 버스(16)를 통해 전송하기 위해 사용되는 데이터를 데이터 유닛 또는 데이터 패킷으로 분할할 뿐만 아니라 에러 검출 비트의 내포(inclusion)/부호화를 포함하는 응용 프로토콜을 따르도록 데이터를 포맷한다. 데이터 프로세서(26)는 각 데이터 유닛이 정확히 수신되었는지를 검출하기 위해서 메모리(28)에 저장된 알고리즘에 따라서 송수신기(30)에 수신된 데이터 유닛을 처리한다. 본 발명의 특히 유용한 응용에서, 데이터 유닛이 수신기(14)에 의해 정확히 수신되었을 때, 수신기(14)가 네트워크 버스(16)를 통해 송신기(12)로 확인(ACK)을 전송하도록 자동 반복 요구(ARQ) 프로토콜이 송신기와 수신기 사이에 사용된다. 만약에 데이터 유닛이 부정확하게 수신되고 본 발명에 따라서 정확히 재구성될 수 없다면, 수신기(14)는 부정 응답(NAK)을 네트워크(16)를 통해 송신기(12)로 송신하고, 송신기(12)는 이에 응답하여 동일 데이터 유닛을 재전송한다.

데이터 유닛의 재전송된 버전의 시퀀스로부터 데이터 유닛을 정확하게 복원하기 위해서 수신기 데이터 프로세서(26)가 사용하는 데이터 복원 기술이 도 2에서 설명된다. 비록 데이터 유닛의 시퀀스가 통신 채널(유선 또는 무선)을 통한 재전송과 관련하여 이후 설명된다 할지라도, 데이터 유닛의 시퀀스는 동일 데이터 유닛의 데이터 저장 장치로부터의 다중 액세스에 의해 생성될 수도 있다. 재전송 또는 액세스의 수는 물론 어떤 시스템의 설계 파라미터이다. 에러가 생길 가능성이 많은 시스템에서는 재전송 또는 액세스 횟수가 많으며, 반면에 상대적으로 에러가 없는 시스템/환경에서는 그 횟수가 적다.

데이터 복원 절차(40)에서, 데이터 유닛이 수신되고 에러가 검사된다(블록 41). 만약 현재 수신된 데이터 유닛에 에러가 없다면(또는 비교적 약간의 비트 에러를 허용할 수 있는 디지털 음성과 같은 응용에 대해 허용 가능한 비트 에러율 이내), 확인(ACK)이 수신기(14)에서 송신기(12)로 다시 전송되고(블록 47), 다음 수신된 데이터 유닛은 에러 검사된다(블록 41). 그렇지 않다면, 이것이 데이터 유닛의 첫 번째 전송인지를 판정하게 된다(블록 43). 만약 그렇다면, 수신기(14)는 데이터 유닛의 재전송을 요구하고(블록 44), 재전송된 데이터 유닛을 다시 수신하여 에러를 검사한다(블록 41).

만약 이것이 데이터 유닛의 재전송이라면, 이 데이터 유닛이 "교호 (alternate)" 데이터 유닛인지를 판정한다(블록 48). 예로서, 교호 데이터 유닛은 동일 데이터 유닛의 "기수" 전송, 즉, 전송 1, 재전송 3, 재전송 5, 등에 대응할 수 있다. 반면에, 교호 데이터 유닛들은 "우수" 전송, 즉, 재전송 2, 재전송 4, 재전송 6, 등에 대응할 수도 있다. 만약 데이터 유닛이 교호 데이터 유닛이라면, 제1 데이터 유닛 재구성 연산이 실행된다(블록 50). 그렇지 않으면, 제2 데이터 유닛 재구성 연산이 실행된다(블록 52).

제1 또는 제2 데이터 유닛 재구성 연산 중 어느 하나가 실행된 후, 블록(54)에서, 재구성된 데이터 유닛이 유효한지 예를 들어, 재구성된 데이터 유닛이 비트에러가 없는지 또는 소정 비트 에러 임계값 이하인지가 판정된다. 만약 그렇다면, 제어는 블록 47로 되돌아가서 수신기(14)는 송신기(12)로 확인을 전송한다. 만약 그렇지 않다면, 제어는 블록 44로 되돌아가서 데이터 유닛의 재전송을 요구한다.

본 발명은 데이터가 유닛으로 전송되는 어떤 데이터 포맷에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 3A는 디지털 데이터 메시지를 위한 포맷의 한 예를 나타낸다. 메시지는 데이터 메시지의 시작, 송신기 및/또는 수신기 번지 정보, 메시지의 길이, 등을 포함하는 임의의 수의 기능으로 할당된 비트의 헤더 부분에서 시작할 수 있다. 이러한 헤더의 한 예가 표준 인터넷 프로토콜(IP) 헤더이다. 헤더 뒤에는 패킷 번호 1, 패킷 번호 2, 패킷 번호 3...과 같이 도 3에 나타낸 데이터의 패킷이 오게 된다.

도 3B에 도시된 바와 같이 각각의 패킷은 데이터 및 에러 검출 비트를 모두 포함한다. 다시 말하면, 각 패킷의 모든 비트가 전송되는 실질적 정보에 대응하는 것은 아니다. 본 발명에서 데이터 패킷이란 용어가 종종 사용되지만, 본 발명은 어떤 데이터 유닛에도 적용될 수 있으며 데이터 패킷에 반드시 제한되는 것은 아니라는 것을 알 수 있다.

데이터 패킷의 한 특정한 예의 구성이 도 3C에 나타나 있다. 데이터 패킷의 제1 부분에 있는 소정 수의 데이터 비트는 순환 용장 검사(CRC) 비트의 제2 부분보다 앞서있다. 순환 용장 검사는 에러 검출만 할 뿐이지 에러를 정정하는데 사용되지 않는다. 공지된 CRC의 예로는 CRC-CCITT와 CRC-16이 있다. 본 발명은 BCH 패리티 검사 비트와 같은 순방향 에러 검출 및 정정 비트에 적용될 수도 있다. 그러나,본 발명의 장점들 중 하나는 순방향 에러 정정 비트 및 부호화/복호화 알고리즘이 데이터 복원에 사용될 필요가 없다는 것이다.

제1 및 제2 데이터 유닛 재구성 연산 중 하나는 도 4의 예시와 관련하여 설명되는 다수결 연산이다. 바람직한 실시예에서, 다수결 연산 기술은 교호하는, 기수 데이터 패킷 전송에 적용된다. 그러므로, 도 4에 도시된 간단한 예에서, 다수결 연산은 데이터 패킷의 3회 전송으로 실행된다. 각각의 데이터 패킷은 이러한 비제한적인 예에서 32데이터 비트와 16 CRC 비트를 포함한다. 만약 특정한 비트 위치에서 두 개 또는 세 개의 비트가 같은 값을 가진다면, 그 값은 다수결 데이터 패킷의 그 비트 위치에 할당된다. 3개의 데이터 패킷의 첫 번째 8-비트 바이트에서 두 개의 예는 1, 1 및 0의 다수결이 결과적으로 네 번째 비트 위치에서는 1이 되는 것을 나타낸다. 이에 반하여, 일곱 번째 비트 위치에서, 비트값 0, 1, 및 0의 다수결이 일곱 번째 위치에 할당되는 0이 된다. 도시되지는 않았지만, 패킷 데이터 비트의 어떤 부분도 다수결 연산을 실행하는데 사용될 수 있다. 그러나, 모든 32데이터 비트 및 모든 16 CRC 비트를 포함하는 전체 데이터 패킷에 다수결을 실행함으로써 더 많은 정보가 얻어진다.

다수결로 정해진 패킷은 제1 , 제2 , 및 제3데이터 패킷으로부터의 누산 비트 정보를 단일 데이터 패킷으로 결합한다. 이들 비트들의 대부분은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 정확하게 수신된다(특정 비트 위치의 모두 0 또는 모두 1). 다른 비트 값들 간에 다수결 판정이 필요한 이들 비트 위치에서도, 다수결 결과가 정확한 비트 값에 상당할 가능성이 높다. 다수결로 정해진 패킷이 생성된 후, 데이터 패킷에대한 CRC 연산이 실행되어 그것이 정확한지 또는 적당한 허용 오차 내에 있는지를 결정한다.

다수결 판정 처리에 사용된 새로운 비트 누산 특징을 사용한다는 것은 특별히 유용한 그러나 비제한적인 본 발명의 실시예이다. 메모리에 수신 데이터 패킷을 저장하고 다수결 연산을 위해 이들 저장된 데이터 패킷의 각각을 검색하기보다는, 데이터 패킷의 각 비트 위치에 비트 누산자를 생성 및 유지함으로써 메모리가 절약되고 복잡성이 감소된다. 수신된 데이터 패킷의 각 비트는 대응하는 비트 누산자에 부가된다. 따라서, 만약 각각의 데이터 패킷에 48비트가 존재한다면, 데이터 패킷은 48비트 누산자를 가지며, 각 누산자의 크기는 1-바이트이다. "1"의 비트값은 결국 그 비트 위치에 대해 비트 누산자에 부가되는 "1"이 되고 "0"의 비트값은 대응하는 비트 누산자 값으로 변경되지 않는다. 이러한 방법으로, 데이터 패킷의 각 비트 위치에서 "1"의 총수에 대한 실행 합(running sum)이 유지된다. 각각의 비트 누산자에서의 총합계 값은 수신된 데이터 패킷의 수와 비교된다. 만약 비트 누산자의 총 합계값이 임계값을 초과한다면 다수결로 정해진 비트는 "1"로 설정되고, 그렇지 않다면, 다수결로 정해진 비트는 "0"으로 설정된다. 임계값은 수신된 패킷 수의 반과 같게 설정된다.

이러한 비트 누산자는 대량의 패킷 재전송이 요구될 수 있는 환경에서 특히 유익하다. 예를 들어, 만약 총 255회의 패킷 재전송이 허용되면, 각 비트 누산자는 단일, 8-비트(즉, 1바이트) 필드로 정해질 수 있다. 달리 말해, 각 바이트는 단일 데이터 패킷 누산자이다. 이러한 구성을 사용하면, 16 데이터 바이트 및 2 CRC 바이트를 갖는 데이터 패킷은 255 데이터 패킷 재전송 만큼에 상당하는 144비트 누산자(즉, 144 바이트)를 필요로 한다. 이것은 RAM에 개별적으로 각 패킷 재전송을 저장하는 것에 비해서 RAM이 상당히 절약되게 한다. 만약 패킷이 255회 전송되면, 각 패킷을 개별적으로 저장하기 위해 255×18바이트=4,590바이트의 RAM이 필요하게 된다. 그러나 본 발명에서 사용한 비트 누산자 방법을 사용하면 메모리의 상당한 절약을 위해 144바이트만을 필요로 한다. 또 다른 구성은 단지 15회의 총 데이터 패킷 재전송만을 허용하고 4비트(니블) 비트 누산자 필드를 사용한다. 이러한 구성은 RAM의 단일 바이트가 2비트 누산자를 지원할 수 있게 한다.

기수 데이터 패킷 수신의 경우, 수신 데이터 패킷의 각 비트 위치에서의 비 트값은 대응하는 비트 누산자에 부가되어 새로운, 다수결로 정해진 패킷을 생성한다. 이러한 새로운 다수결로 정해진 데이터 패킷은 CRC 알고리즘을 사용하여 처리된다. 만약 그것이 CRC 검증을 통과한다면, 다수결로 정해진 데이터 패킷이 허용되고, 적절한 패킷 수신을 나타내는 확인이 송신기에서 발생된다. 만약 다수결로 정해진 패킷에 여전히 에러가 있다면, 패킷이 재전송될 수 있도록 부정 응답이 송신기로 전송된다.

다수결이 우수 패킷 수신에 적용될 수도 있지만, 이 기술은 잠재적인 "동점(tie)"의 존재, 예를 들어, 네 개의 패킷이 단일 비트 위치에서 두 개의 "1"과 두개의 "0"으로 수신되기 때문에 효율적이지 않다. 대신에, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 우수 데이터 패킷(수용할 수 없는 에러를 가지고 수신된)은 사전의 기수 데이터 패킷 수신에서 계산된 다수결로 정해진 데이터 패킷과 직접 비교된다.우수 데이터 패킷의 데이터 패킷 비트 값들은 상기에서 설명된 바와 같이 데이터 패킷 비트 누산자에 부가된다. 그러나, 다수결로 정해진 패킷(이것과 직접 비교가 이루어짐)을 사전의 기수 데이터 패킷 수신에 대해 계산된 것과 같게 유지하기 위해서 다수결 자체가 실행되지 않는다.

도 6은 직접 비교 데이터 유닛 재구성 기술의 예를 나타낸다. 직접 비교는 예를 들어 두 개의 비교 데이터 패킷간에 서로 다른 비트는 결과적으로 이진수 "1"이 되고, 서로 동일한 비트는 이진수 "0"이 되는 배타적-OR(XOR) 연산을 사용하여 실행된다. 다수결과 같이, 직접 비교는 데이터 패킷의 일부 비트에서, 또는 바람직하게는 패킷의 모든 데이터 비트에 대해 실행될 수 있다. 후자를 실행하기 위해서 예를 들어, 예시된 수신 데이터 패킷의 모든 데이터 및 CRC 비트는 다수결로 정해진 데이터 패킷의 모든 데이터 및 CRC 비트와 비교된다.

비트 차의 수가 임계값을 초과한다면, 아래에서 설명되는 이유로, 송신기로 부정 응답을 송신하고 패킷을 폐기하는데 신중해야 한다. 그러나, 만약 패킨이 몇몇 비트 위치에서만 다르다면, 이들 다른 비트들은 CRC 알고리즘이 각각의 가능한 결합에 대해 실행되는 모든 가능한 결합으로 설정되어 데이터의 정확도를 검사한다. 바꿔 말하면, 만약 다른 비트 위치들 중 하나가 "1"로 설정된다면, 그것은 "0" 으로 변하고 CRC 알고리즘이 검사된다. 만약 두 개의 비트 위치가 다르다면, 네 개의 가능한 다른 비트 결합이 시도된다. 3개의 비트 위치에 대해서는 8개의 가능한 비트 결합이 시도된다. 따라서, 가능한 비트 결합의 수는 2^bitdifs와 같으며, 여기에서 "bitdifs"는 다른 비트의 수이다. 만약 이들 비트 결합 중 어느 하나가 유효한 CRC 검사를 나타내면, 수신기에 의해 확인이 발생되고 정정된 패킷이 수용된다. 만약 유효 패킷이 복원되지 않으면, 부정 응답이 전송된다.

두 데이터 유닛 재구성 기술간, 예를 들어 우수 또는 기수의 패킷 수신 사이를 교호하는 처리는 패킷이 확인을 할 때까지 또는 재시도 횟수가 최대가 될 때까지 계속된다. 상기에서 설명된, 8-비트 누산자를 사용하는 구성예에서, 재시도/재전송의 최대 횟수는 255회까지 허용된다.

직접 비교 기술의 임계값을 결정할 때, 허용될 수 있는 비트 차이의 수에 실제적인 제한이 있다. 일차적인 문제는 모든 가능한 결합에 대해 CRC를 연산할 때 수반되는 처리 시간에 대한 것이다. 처리 시간은 수신기가 어떤 종류의 확인/부정 응답을 소정의 시간 내에, 예컨대, 몇 분의 1초내에 송신기에 제공할 수 있도록 제한되어야 한다. 만약 수신기가 모든 가능한 비트 결합을 시도하는데 너무 많은 시간이 걸린다면, 이러한 ACK/NAK 전송 타이밍대는 범위를 매우 많이 초과할 수 있다. 두 번째 문제는 정확한 것으로서, 수용한 패킷 중 하나가 송신기에 의해 실제로 송신된 것과 같지 않을 때, 즉 "오류"가 있는 경우이다. 만약 두 패킷 사이의 비트 차의 수가 크다면, 그럼에도 불구하고 CRC 검증을 통과하는 부정확한 값에 대한 패킷 정정 가능성이 증가한다, 그러므로, 직접 비교 기술에서 더 많은 비트 차이를 수용하기 위한 트레이드 오프는 더 큰 데이터 처리 시간, 증가된 전력 소비및 "오류(falsing)" 가능성이다.

본 발명의 중요한 특징은, 만약 패킷들이 에러가 있거나 정정할 수 없는 것들이라면, 이들 패킷을 폐기함으로써 에러가 있는 데이터 패킷으로부터 중요 정보를 손실하지 않는다는 것이다. 대조적으로, 본 발명은 다수결 및 직접 비교 에러 정정 기술을 모두 사용하여 이러한 중요 정보를 보호하고 사용한다.

예를 들어, 데이터 패킷이 전체 48비트에 대해 4바이트의 데이터와 2바이트의 CRC 코드 비트로 이루어진 두 개의 퍼센트 비트 에러율(BER) 환경을 생각해 보자. 이러한 환경에서, 그러한 데이터 패킷의 각각의 전송이 하나 이상의 에러를 포함할 가능성이 높다(62%). 본 발명이 없을 경우, 에러가 없는 어떤 하나의 데이터 패킷 전송을 수신할 가능성은 다음 식에 따라서 결정될 수 있다:

따라서, 하나 이상의 비트 에러를 가진 어떤 패킷을 수신할 가능성은 다음식에 따라서 결정된다:

비트 에러율이 2%인 환경에서, 단일 비트가 정확히 수신될 가능성은 98%이다 (즉, P_{correct bit}= 98%). 그러나, 만약 패킷내의 데이터 비트의 총수가 4에서 16바이트(총 144비트)까지 증가된다면, 패킷이 에러를 포함할 가능성이 매우 높아지게 된다(94.5%). 그 결과, 에러를 가진 데이터 패킷을 간단히 폐기하고 다음 전송이 에러가 없이 도달하기를 기대하는 현재의 기술은 비현실적이고 비효율적이다. 본 발명에 따른 데이터 복원/재구성 기술의 장점이 제공되지 않는 경우, 두 개의 데이터전송에서 수용 가능한 데이터 패킷을 성공적으로 수신할 가능성은 다음과 같다.

48비트 패킷을 갖는 비트 에러율이 2%인 환경에서, 두 번의 시도로 패킷을 성공적으로 수신할 가능성은, 이렇게 상대적으로 낮은 비트 에러율 환경에서조차 특별히 가능성이 없는 61.8%이다.

그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 우수 전송에 직접 비교 및 기수 전송에 다수결을 부가하므로서, 여러번 전송된 데이터 패킷을 정확히 수신할 가능성은 상당히 증가된다. 두 정정 기술 각각에 대한 다음의 가능성 계산은 그 증가 정도를 결정하는데 도움이 된다.

패킷들 사이에서 2비트 차만이 허용된다고 가정한 직접 비교 기술에서, 단지 두 번 전송된 패킷을 성공적으로 복호할 가능성은 다음 식에 따라서 결정된다:

여기서,

직접 비교 기술이 포함되었을 때 데이터 패킷을 정화히 수신할 가능성은 약 62%에서 67%까지 증가한다. 수신된 패킷 및 다수결된 패킷이 이러한 시나리오에선는 단지 2비트만큼의 차이만 허용되므로, 이러한 증가는 그리 높은 것은 아니다. 달리 말해, 두 패킷은 각각 하나의 비트 에러만을 가지며, 두 패킷에서 단일 비트에러는 같은 위치에 있지 않아야 한다. 그러나, 만약 허용된 비트 차의 수가 세 개 또는 네 개의 비트 차를 포함하는 것으로 확대되면, 성공적인 수신 가능성은 상당히 증가한다.

상기 다수결 기능을 데이터 복원 처리에 부가하면 3회 전송된 패킷의 정정 가능성이 향상된다. 한 패킷 전송을 정확히 수신할 가능성에 대한 상기의 공식을 사용하면, 다수결을 사용하지 않고 3회 전송된 패킷을 수신할 가능성은 다음과 같다.

48비트 데이터 패킷을 갖는 비트 에러율이 2%인 환경에서, P_success= 78.4%이다. 만약 다수결이 포함되면, 3회의 전송을 통해 패킷을 정확히 수신할 가능성은 다음과 같다:

다수결을 사용하여 패킷을 정확히 수신할 가능성은 98.7%이다.

만약 직접 비교 및 다수결 기술이 모두 부가되면, 2% 비트 에러율 환경에서 3회 전송된 수신 48비트 패킷을 정확히 복호할 가능성은 거의 100%에 가깝다. 부가적인 순방향 에러 정정 비트를 데이터 패킷에 부가하지 않고서도 데이터 패킷을 정확히 복원할 가능성이 증가될 수 있다. 본 발명은 그 대신에 수신기가 사전에 수신된 데이터 패킷의 가치있는 정보를 사용하여 현재 수신되는 데이터 패킷을 정정하는 것을 더 스마트하게 만들도록 한다. 또한, 직접 비교 및 다수결 기술은 단지 최소한의 시간, 계산 및 메모리 자원만을 필요로 한다. 특히 3회 이상의 전송을 필요로 하는 잡음이 있는 환경에서조차, 본 발명은 각각의 새로운 수신을 사용하여 전송 데이터를 더욱 더 적절하게 복원하게 된다.

데이터 처리 자원이 제한되고, 메모리 공간이 보호될 필요가 있으며, 통신 환경이 일반적으로 부적절한(비트 에러율이 높은) 무선 통신 분야에서 본 발명이 잠재적으로 사용된다. 통신 시스템의 한 예가 도 7에 나타낸 주파수 공용 중계 시스템(100)이다. 주파수 공용 중계 시스템(100)은 사이트 제어기(S1)가 채널을 필요로 하는 이동 무선국 및 커버리지 에리어(A1)로부터의 호출을 수신하여 특정 피호출자(callee) 또는 피호출자의 그룹과 통신하는 "멀티-사이트" 시스템이다. 호출자는 자신의 휴대용/이동 RF 송수신기의 PTT(Push-to-talk) 버튼을 눌러 채널들 요구한다. 이것은 할당된 RF 제어 채널을 통해 전송된 수신 디지털 제어 메시지를 통해 사이트 제어기(S1)에게 음성 작업 채널이 필요하다는 것을 알린다. 사이트 제어기 (S1)는 작업 채널을 호출자에게 할당하고, 호출자의 무선 유닛이 제어 채널에서 할당된 작업 채널로 스위치하도록 지시한다. 이 할당된 작업 채널은 사이트에 의해 커버되는 지역 내의 통신을 지원한다.

또한, 사이트 제어기는 멀티-사이트 스위치(104)에 할당된 작업 채널을 포함하는 제어 메시지를 송출한다. 스위치는 채널 요구를 다른 사이트 제어기에 송출하고, 호출자에게 서비스하는 RF 사이트 중계기와 피호출자(들)에게 서비스하는 RF 사이트 중계기(들) 사이에 음성 신호 경로가 형성되도록 음성 신호를 정해진 경로로 발송한다. 또한, 음성 통신 경로는, 하나 또는 그 이상의 디스패치 콘솔 (dispatch console)(106)과 육상 통신 가입자(중앙 전화 상호접속 스위치(108)를 통해)가 통신에 수반될 수 있는 것과 유사한 방식으로 설정될 수도 있다. 채널 요구 메시지를 수신할 때, 이러한 제2 사이트 제어기는 호출에 RF 작업 채널들 각각 할당할 수 있다(예를 들어, 만약 호출자의 채널 요구 메시지에 의해 지정된 피호출자가 관련된 RF 송수신 사이트에 의해 서비스되는 커버리지 에리어 내에 물리적으로 위치된다면). 한편, 멀티-스위치(200)는 호출자의 음성이 사이트(S1)의 능동 RF 수신기에서 호출에 가담한 다른 사이트 각각의 능동 송신기까지 지정된 경로로 발송되게 한다. 더욱 상세한 설명은, 예를 들어 미국 특허 제5,200,954에서 제공되어 있다.

데이터 통신은 테이터 네크워크를 통해 휴대용/이동 무선 유닛을 사용하여 실행될 수 있다. 도 8은 예를 들어, 이더넷 네트워크(110) 및 무선 데이터 네트워크(112)를 포함하는 두 가지 형태의 다른 네트워크를 나타낸다. 이더넷 네트워크 (110) 및 무선 네트워크(112)는 데이터 게이트웨이(114)와 데이터 인터페이스 모듈 (126)을 사용하여 인터네트워킹(internetworked)된다. 데이터 게이트웨이(114)는 두 네트워크 사이의 메시지 변환을 위해 인터페이스를 제공한다, 데이터 케이트웨이(114)는 예를 들어 TCP/IP와 같은 표준 프로토콜을 사용하여 이더넷 네트워크 동축케이블(114)을 통해 호스트 컴퓨터(116, 118, 및 120)에 접속된다. RF 데이터 네트워크(112)에서, 데이터 인터페이스 모듈(126)은 하나 이상의 무선 유닛(128, 130)을 갖는 무선 주파수 통신 채널을 통해 통신하는 다수의 사이트(122, 124)에 접속된다. 무선 데이터 단말기(132, 134)(예를 들어, 랩탑 PC)는 데이터 통신을 실행하도록 무선국(128, 130)에 각각 접속될 수 있다.

무선 데이터 단말기(132)에서 호스트 A(116)로 통신을 실행하기 위해서, 무선국(128)은 그것이 메시지를 가지고 있고 RF 작업 채널을 요구한다는 것을 RF 제어 채널을 통해 사이트(122)에 알린다. 사이트(122)는 사용 가능한 RF 작업 채널을 할당하고 무선국(128)에 알린다. 사이트(122)는 데이터 게이트웨이(114)로 호출 할당을 지정된 경로로 발송하는 데이터 인터페이스 모듈(126)에 호출 할당(call assignmet) 전송하여 데이터 게이트웨이와 RF 작업 채널 사이에 데이터 경로를 설정한다. 무선국(128)은 메시지를 패킷으로 분류하여 패킷을 RF 작업 채널을 통해 사이트(122)로 전송한다. 사이트(122)는 수신된 것과 같이 데이터 인터페이스 모듈(126)을 통해 데이터 게이트웨이(114)로 데이터 패킷을 전송한다. 데이터 게이트웨이(114)가 메시지 패킷의 버스트를 수신한 후, 데이터 게이트웨이(114)는 버스트가 정확히 수신되었는지를 알아보기 위해 검사하고, 하나 이상의 확인 신호를 RF 작업 채널을 통해 무선국으로 다시 송신한다. 만약 데이터 패킷이 정확히 수신되지 않았다면, 부정 응답 신호가 무선국으로 전송되고 무선국은 데이터 게이트웨이가 정확히 수신하지 않았던 패킷을 포함하는 또 다른 버스트를 재전송한다. 이것은 데이터 게이트웨이(114)가 전체 메시지를 수신할 때까지 또는 무선국이 그것의 재시도를 끝낼 때까지 계속된다. 만약 데이터 게이트웨이(114)가 데이터 메시지를 성공적으로 수신하였다면, 데이터 게이트웨이(114)는 버스(114)를 통해 호스트 컴퓨터 (116)로 메시지를 송신한다.

본 발명에서 사용하기에 적합한 이동/휴대용 무선 유닛의 일반적인 구조는 도 9에 나타낸 바와 같이 마이크로프로세서를 기초로 한다. 마이크로프로세서(150)는 무선 디스플레이, 키패드, PTP(push-to-talk) 스위치, 뿐만 아니라 스피커에 오디오 출력을 제공하고 마이크로폰으로부터 오디오 입력을 수신하는 오디오 회로 (168)에 인터페이스하기 위해서, 적절한 메모리(152) 및 입력/출력(I/O) 회로(154)를 포함한다, 모뎀(156)은 음성 암호화, 차량 위치, 멀티-사이트 스위치 및 다른 유형 디지털 통신 서브시스템(무선 데이터 단말기(132)를 포함하는)에 대한 디지털 인터페이스로서 기능을 한다. 어떤 경우에는 소프트웨어에 대립되는 하드웨어에서 실행되는 CRC 검사와 같은 에러 검출 알고리즘을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 만약 이것이 그러한 경우라면, 모뎀(156)은 변조/복조 기능에 추가하여 에러 검출 및/또는 정정 기능을 실행하기 위해 하드웨어 회로를 포함할 수 있다. I/O 회로,(154)는 또한 RF 수신기(162) 및 송신기(160)의 마이크로프로세서(150)에 의한 적절한 프로그램 제어를 허용하고, 종래의 신호 결합기(164)를 거쳐, 해당 기술의 당업자들이 잘 알고 있는 바와 같이 공통 안테나(166)를 통한 듀플렉스 통신을 허용한다. 무선 데이터 단말기(132)는 모뎀(156)에 접속된 RS-232 케이블(158)을 통해 무선국(128)과 통신한다.

본 발명은 예를 들어, 상기에 설명된 무선 통신 네트워크에서 실행될 수 있으므로 이하, 더 자세히 설명된다. 특히, 무선 채널을 통해 전송된 데이터 패킷을수신하는 무선 수신기에 의해 실행되는 데이터 복원 절차의 예는 도 10에 도시된 흐름도와 관련하여 설명된다. 먼저, 패킷 카운트 변수(PACKETCNT)가 0과 같게 설정된다(블록 180). 데이터 패킷이 수신되고(블록 182), 패킷 카운트 변수가 증가된다 (블록 184). 데이터 패킷이 도 4∼6에 나타낸 것과 같은 포맷을 가진다고 가정하면, 수신된 패킷에 대해 CRC 검사가 실행되어 어떤 에러를 검출한다(블록 186). 만약 CRC 검사로 데이터 패킷이 정확히 수신되었다는 것이 확인되면(블록 188), 수신기는 무선 통신 채널을 통해 확인 신호를 전송하고(블록 202) 블록(182)으로 되돌아가 다음 데이터 패킷을 수신하도록 제어한다. 그렇지 않으면, 수신된 데이터 패킷 비트 값이 이러한 데이터 패킷에 대해 유지되는 대응 비트 누산자에 부가된다(블록 190). 블록(192)에서는 현재 패킷 카운트가 기수인지, 즉 이것이 이리한 데이터 패킷의 우수 또는 기수 재전송인지를 판정한다. 만약 그것이 기수 전송이라면, 도 11에서 더 자세히 도시된 다수결 데이터 유닛 복원 알고리즘이 실행된다(블록 194). 만약 그것이 우수 전송이라면, 도 12에 나타낸 바와 같이 직접 비교 데이터 복원 절차가 행해진다(블록 196). 도 11 및 도 12에 더 자세히 나타낸 데이터 복원 연산 중 어느 하나가 실행된 후, 제어는 판정 블록(198)으로 되돌아가서 패킷이 CRC 검사를 사용하여 정확히 복호되었는지를 결정한다. 만약 그렇지 않다면, 블록(200)에서 재시도가 요구되고 제어는 블록(182)으로 되돌아가서 재전송된 패킷을 수신한다. 패것이 성공적으로 복호되었다면, 재구성된 데이터 패킷이 받아들여지고, 확인 신호가 전송되어(블록 202) 다음의 실질적인 데이터 패킷이 블록(204)에서 처리된다.

직접 비교 알고리즘(210)이 도 11에 나타낸 흐름도와 관련하여 설명된다. 데이터 패킷의 정확히 수신된 우수 전송직전의 데이터 패킷의 기수 전송을 위해 계산된 다수결 데이터 패킷은 도 6에서 나타낸 것과 같은 방법으로 정확히 수신된 우수 데이터 패킷에 대해 배타적-OR 연산된다(블록 212). 배타적-OR 비교 결과와 다른 비트 수의 합(즉, "1"의 배타적-OR 출력을 갖는 이들 비트 위치)이 변수 BITDIF에 할당된다(블록 214). 변수 BITDIF가 소정의 임계값 이하인지가 판정된다(블록 216). 상기에서 언급된 바와 같이, 임계값은 이러한 비트 차의 수에 기인한 제안된 수의 비트 조합에 대한 CRC를 계산하는데 필요한 데이터 처리 시간/자원 및 향상된 데이터 복원 성능 사이의 트레이드 오프(trade off)이다. 만약, 차이나는 비트의 수가 임계값을 초과하면, 결과 플래그는 거짓으로 표시된다(블록 218). 제어는 도 10으로 되돌아가서 데이터 패킷이 재전송되도록 재시도 요구가 발생된다. 그렇지 않으면, 다양한 비트 조합은 가능한 시험(trial) 데이터 패킷의 목록을 생성하는데 사용된다(블록 220). 이들 가능한 시험 데이터 패킷들 중 하나가 선택되고(블록 222), CRC 검사가 실행된다(블록 222), 만약 CRC 검사 결과가 만족스럽다면(블록 226), 결과 플래그는 참(블록 232)이고, 제어는 확인 신호가 전송되는 도 10으로 되돌아간다. 만약 그렇지 않다면, 블록(228)에서 모든 가능한 실험 데이터 패킷 조합이 분석되었는지가 판정된다. 그렇지 않으면, 제어는 블록 222로 되돌아가서 아직 분석되지 않은 가능한 시험 데이터 패킷들 다른 것이 선택된다. 만약 그렇지 않다면, 모든 가능한 시험 데이터 패킷이 받아들여질 수 없는 결과를 초래한다. 결과 플래그가 거짓으로 설정되고(블록 230), 제어는 도 10으로 되돌아가서 부정 응답을전송함으로써 데이터 패킷이 재전송 된다.

다수결 알고리즘(블록 250)은 도 12에 나타낸 흐름도를 참조하여 설명한다. 블록(252)에서, 데이터 패킷의 전체 비트 수에 상당하는 변수 TOTALBITS가 설정된다. 이러한 설명에서 사용된 비제한적인 예에 따르면, 전체 비트수는 48로 설정된다. 비트 누산자는 데이터 패킷내의 비트 위치들 중 하나를 지시하는 변수 BITNUM로 초기화된다. 블록(254)에서, 임계변수 T가 설정된다. 임계값을 계산하는 방법의 한 예는 패킷 카운트를 2로 나누고 나머지는 버리는 것("TRUNC")이다.

블록(256)에서는 지시된 현재 비트 위치에 대해 비트 누산자의 비트 합계가 임계값(T)을 초과하는지를 판정한다. 만약 그렇다면, 다수결 데이터 패킷에서 이러한 비트 수의 비트 값은 1로 설정된다(블록 258). 만약 그렇지 않다면, 다수결 데이터 패킷에서 이러한 비트 위치에 대한 비트 값은 0으로 설정된다(블록 260). 블록(262)에서, 변수 BITNUM은 1만큼 증가되어 다음 비트 위치/비트 누산자를 치시한다. 단계(264)에서는 새로운 비트 위치(BITNUM)가 데이터 패킷의 전체 비트 수 미만인지를 판정한다. 만약 그렇다면, 블록 256-264까지의 절차가 반복된다. 그렇지 않다면, 이러한 데이터 패킷에 대해 다수결 연산이 실행되고 블록(266)에서 CRC 검사가 행해진다. 만약 CRC 검사 결과가 양호하다면, 결과 플래그는 참으로 설정되고 (블록 272); 그렇지 않으면, 결과 플래그는 거짓으로 설정된다(블록 270). 제어는 그 후 도 10으로 되돌아가서 확인을 송신하든지(블록 202) 재시도를 요구한다(블록 200).

따라서, 본 발명에서는 앞서 수신된 데이터 패킷의 정보를 사용하여 데이터를 복원하여 50% 미만의 비트 에러율을 가지는 실제로 전송된 데이터 패킷을 재구성할 가능성이 증가한 데이터 패킷을 재구성한다. 각각의 새로운 수신을 사용하여, 누산된 정보는 수신기가 실제로 전송된 데이터 패킷에 더 근사한 데이터 패킷을 얻을 수 있도록 한다. 이와는 달리 폐기될 수도 있는 이러한 정보를 사용하면 제한된 데이터 처리 및/또는 메모리 자원을 가진 송수신기에 의해 부적절한 통신 환경에서 특히 유용한 비트 에러 정정을 매우 효율적으로 할 수 있다.

본 발명은 특정 실시예, 본 발명의 범위뿐만 아니라 기타 실시예로 확대된 본 발명의 응용 및 특징에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이하의 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims (29)

1. 데이터 통신 방법으로서,

   (a) 복수의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 메시지를 전송하는 단계와;

   (b) 데이터 메시지를 수신하고 상기 수신된 데이터 메시지에 포함된 제1 데이터 패킷에 에러가 있는지를 검사하는 단계와;

   (c) 수용할 수 없는 에러가 상기 제1 데이터 패킷에서 검출되는 경우 상기 데이터 패킷의 재전송을 요구하는 단계와;

   (d) 하나이상의 재전송된 데이터 패킷을 수신하는 단계와;

   (e) 상기 제1 데이터 패킷 및 상기 하나이상의 재전송된 데이터 패킷을 포함하는 데이터 패킷의 시퀀스를 사용하여 상기 제1 데이터 패킷을 재구성하는 단계로서, 상기 재구성 단계는, 상기 시퀀스에서 교호하는 데이터 패킷에 대하여, 다수결 데이터 패킷을 생성하기 위하여, 상기 시퀀스에서 초기에 수신된 데이터 패킷 및 현재 수신된 데이터 패킷으로부터의 정보를 사용하여 다수결 연산을 실행하는 단계와, 상기 교호하는 데이터 패킷 이외의 시퀀스에서의 데이터 패킷에 대하여, 상이한 비트값을 갖는 하나이상의 위치를 식별하기 위하여, 상기 다수결 데이터 패킷 및 현재 수신된 데이터 패킷을 비교하는 단계 및 하나이상의 이들 비트값을 변경시키는 단계를 포함하는데, 상기 다수결 데이터 패킷은 상기 교호하는 데이터 패킷 유닛을 위한 재구성된 데이터 패킷이며, 상기 하나이상의 변경된 비트값을 갖는 데이터 패킷은 다른 데이터 패킷을 위한 재구성된 데이터 패킷인, 재구성 단계와;

   (f) 상기 재구성된 데이터 패킷에 에러가 있는지를 검사하는 단계와;

   (g) 상기 변경된 데이터 패킷이 단계 (f)에서 수용 가능하다고 판단되는 경우, 확인 신호를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 통신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   단계(e)는 상기 제1 및 제2 수신 데이터 패킷에 대해 배타적-OR 연산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   각각의 데이터 패킷은 데이터 비트 및 에러 검출 비트를 포함하고, 상기 검사 단계(b) 및 (f)는 상기 데이터 패킷에 대해 순환 용장 코드 계산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수결 연산은 다수의 비정합 비트를 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수결 연산은 각각의 비트 누산자가 각각의 데이터 패킷으로부터의 대응하는 비트 위치에서의 비트값을 합산하도록 상기 데이터 패킷의 각각 대응하는비트 위치에 대한 비트 누산자를 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
6. 제 1 항에 있어서:

   각각의 데이터 패킷은 데이터 비트 및 에러 검출 비트를 포함하지만 에러 정정 비트는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
7. 데이터 처리 방법으로서,

   제1 전송된 데이터 유닛 및 하나이상의 재전송된 데이터 유닛을 포함하는 데이터 유닛의 시퀀스를 수신하는 단계와,

   상기 데이터 유닛의 시퀀스를 사용하여 데이터 유닛을 재구성하는 단계와,

   상기 재구성된 데이터 유닛 각각이 수용가능한지를 결정하는 단계를 포함하며,

   상기 재구성 단계는, 상기 시퀀스에서 교호하는 데이터 유닛에 대하여, 다수결 데이터 유닛을 생성하기 위하여, 상기 시퀀스에서 초기에 수신된 데이터 유닛 및 현재 수신된 데이터 유닛으로부터의 정보를 사용하여 다수결 연산을 실행하는 단계와, 상기 교호하는 데이터 유닛 이외의 시퀀스에서의 데이터 유닛에 대하여, 상이한 비트값을 갖는 하나이상의 비트 위치를 식별하기 위하여, 상기 다수결 데이터 유닛 및 현재 수신된 데이터 유닛을 비교하는 단계 및 하나이상의 이들 비트값을 변경시키는 단계를 포함하는데, 상기 다수결 데이터 패킷은 상기 교호하는 데이터 유닛을 위한 재구성된 데이터 유닛이며, 상기 하나이상의 변경된 비트값은 다른 데이터 패킷을 위한 재구성된 데이터 패킷인, 데이터 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 교호하는 데이터 유닛은 상기 시퀀스에서의 기수 데이터 유닛이며, 다른 데이터 유닛은 상기 시퀀스에서 우수 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 비교 단계는 배타적-OR 연산을 실행하는 단계, 상기 수의 상이한 비트 값을 임계값과 비교하는 단계 및 상기 수의 상이한 비트값이 상기 임계값보다 작은 경우 상기 변경 단계를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 다수결 데이터 유닛은 다음 단계,

    상기 데이터 유닛에서의 각각의 대응하는 비트 위치에 대하여, 상기 시퀀스에서의 각각의 데이터 유닛으로부터 대응하는 비트 위치에서 비트값의 합을 누산하는 단계와,

    상기 시퀀스에서의 데이터 유닛 수를 토대로 임계값을 결정하는 단계와,

    각각 누산된 합을 상기 임계값과 비교하는 단계와,

    상기 누산된 합이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 상기 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 0으로 설정하는 단계 및,

    상기 누산된 합이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 상기 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 1로 설정하는 단계에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 결정 단계는 에러 검출 비트를 포함하는 상기 각각의 데이터 유닛의 에러를 분석하는 단계 및 수용할 수 없는 에러가 검출된 경우 상기 데이터 유닛의 재전송을 요구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 에러 검출 비트는 순환 용장 코드 검사 비트이고 각각의 데이터 유닛은 에러 정정 비트를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
13. 전송된 데이터 유닛을 수신하며, 에러를 검사하고 에러가 검출되는 경우 재전송됨으로써 데이터 유닛의 시퀀스를 발생시키는 자동 반복 요구(ARQ) 데이터 트랜잭션 시스템에서, 데이터를 처리하는 방법으로서,

    제1 데이터 유닛 재구성 연산은 상기 시퀀스에서 교호하는 데이터 유닛에 대해 실행되고 제2 데이터 재구성 연산은 상기 시퀀스에서 다른 데이터 유닛에 대해 실행되어, 수용 가능한 데이터 유닛을 재구성하는, 데이터 처리 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 재구성 연산중 하나의 연산은 상기 시퀀스에서 현재 수신된 데이터 유닛 및 사전에 수신된 데이터 유닛을 토대로 다수결 데이터 유닛을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 다수결 데이터 유닛은 다음 단계,

    상기 데이터 유닛의 각각의 대응하는 비트 위치에 대하여, 상기 시퀀스에서 현재 및 사전에 수신된 데이터 유닛 각각으로부터 대응하는 비트 위치에서 비트값의 합을 누산하는 단계와,

    상기 시퀀스에서 데이터 유닛수를 토대로 임계값을 결정하는 단계와,

    각각 누산된 합을 임계값과 비교하는 단계와,

    상기 누산된 합이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 0으로 설정하는 단계 및,

    상기 누산된 합이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 1로 설정하는 단계에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 임계값 결정 단계는

    상기 시퀀스에서의 데이터 유닛 수를 2로 분할하는 단계 및,

    상기 최종 지수를 절사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
17. 제 15 항에 있어서,

    제 16항의 단계들은 재구성된 데이터 유닛에서 각각의 비트 위치를 위하여 실행되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
18. 제 15항에 있어서,

    상기 제16항의 단계는 상기 재구성된 데이터 유닛의 비트 위치의 일부분만을 위하여 실행되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
19. 제 13 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 재구성 연산중 하나의 연산은 :

    현재 수신된 데이터 유닛과 사전에 수신된 하나이상의 데이터 유닛을 토대로한 데이터 유닛을 비교하는 단계와,

    상이한 비트값을 갖는 비트 위치수를 식별하는 단계 및,

    새로운 데이터 유닛을 생성시키기 위하여 하나이상의 상이한 비트값을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 새로운 데이터 유닛이 수용 가능하는지를 결정하는 단계와, 만일 그렇치 않다면, 상이한 비트값중 상이한 하나의 비트값을 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
21. 제 13 항에 있어서,

    상기 제1 데이터 유닛 재구성 연산은 상기 시퀀스에서의 데이터 유닛에 대해 실행되는 다수결 연산이고 상기 제2 데이터 재구성 연산은 현재 수신된 데이터 유닛과 사전에 수신된 하나이상의 데이터 유닛을 토대로 한 데이터 유닛을 비교하는 비교 연산인 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
22. 송신기는 데이터 통신 링크를 통해서 데이터 유닛을 다수회 전송함으로써 데이터 유닛의 시퀀스를 발생시키는 데이터 통신 시스템에서, 수신기는 상기 데이터 통신 링크에 결합되는 송수신기 및 데이터 처리기에 결합되어 상기 데이터 유닛의 시퀀스를 수신하는, 데이터 통신 시스템에서,

    상기 데이터 처리기는 :

    (1) (a) 상기 시퀀스에서 수신된 교호하는 데이터 유닛에 대하여, 다수결 데이터 유닛을 생성시키기 위하여, 상기 시퀀스에서 초기에 수신되는 데이터 유닛 및 현재 수신된 데이터 유닛으로부터의 정보를 사용하여 다수결 연산을 실행함으로써, 그리고

    (b) 상기 교호하는 데이터 유닛 이외의 시퀀스에서 수신된 데이터 유닛에 대하여, 상이한 비트값을 갖는 다수의 비트 위치를 식별하기 위하여, 상기 다수결 데이터 유닛 및 현재 수신된 데이터 유닛을 비교하고 하나이상의 이들 비트값을 변경시킴으로써, 데이터 유닛을 재구성하는데, 상기 다수결 데이터 유닛은 상기 교호하는 데이터 유닛을 위한 재구성된 데이터 유닛이며, 상기 하나이상의 변경된 비트값을 갖는 상기 데이터 유닛은 다른 데이터 유닛을 위한 재구성된 데이터 유닛이며,

    (2) 상기 재구성된 데이터 유닛이 수용가능한지를 결정하는 데이터 통신 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 수신기는 휴대용 무선 장치이고 상기 데이터 통신 링크는 와이어리스 무선 채널인 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
24. 전송된 데이터 유닛을 수신하며, 에러를 검사하고 에러를 검출한 경우 데이터 유닛의 시퀀스가 생성되도록 재전송하는 자동 반복 요구(ARQ) 무선 통신 시스템에서,

    전송 무선 장치는 무선 통신 채널을 통해서 데이터 유닛의 시퀀스를 전송하며, 수신 무선 장치는 데이터 유닛의 시퀀스를 수신하는 송수신기 및 데이터 처리기를 포함하며, 상기 데이터 처리기는 상기 시퀀스에서 교호하는 데이터 유닛에 대해 제1 재구성 연산 및 상기 시퀀스에서 다른 데이터 유닛에 대해 제2 재구성 연산을 실행하여 수용 가능한 데이터 유닛을 재구성하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 제1 데이터 유닛 재구성 연산은 상기 데이터 유닛의 시퀀스에 대해 실행되는 다수결 연산이고 상기 제2 데이터 재구성 연산은 현재 수신된 데이터 유닛과 사전에 수신된 하나이상의 데이터 유닛을 토대로 한 데이터 유닛을 비교하는 비교 연산인 것을 특징으로 하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.
26. 제 24항에 있어서,

    상기 제1 데이터 유닛 재구성 연산은 상기 데이터 유닛의 시퀀스에 대해 다수결 연산이며, 상기 데이터 처리기는 상기 재구성된 데이터 유닛에서 하나이상의 비트 위치에 대해 비트 누산자를 유지시켜 상기 시퀀스에서의 데이터 유닛 각각으로부터 대응하는 비트 위치에 대한 비트값의 합을 저장하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 데이터 처리기는 상기 시퀀스에서 데이터 유닛의 수를 토대로 임계값을 결정하며, 각각의 누산된 합을 임계값과 비교하고, 상기 누산된 합이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 0으로 설정하고 상기 누산된 합이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 다수결 데이터 유닛의 대응하는 비트 위치에 대한 비트값을 1로 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.
28. 제 24 항에 있어서,

    상기 제2 재구성 연산을 실행시, 상기 데이터 처리기는 현재 수신된 데이터 유닛을 사전에 수신된 하나이상의 데이터 유닛을 토대로 한 데이터 유닛과 비교하며, 상이한 비트값을 갖는 비트 위치의 수를 식별하고 하나이상의 상이한 비트값을 변경시켜 새로운 데이터 유닛을 생성시키는 것을 특징으로 하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.
29. 제 28 항에 있어서,

    상기 데이터 처리기는 새로운 데이터 유닛이 수용가능한지를 결정하고 만일 그렇치 않다면 상이한 비트값으로 또 다른 변경을 행하는 것을 특징으로 하는 자동 반복 요구 무선 통신 시스템.