KR101755224B1 - 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법은 무선통신망에서 송신기로부터 적어도 둘 이상의 수신기로 패킷을 전송하고, 각 수신기에서 미수신된 패킷을 재전송하는 방법에 있어서, 상기 송신기는 상기 수신기에 전송한 패킷에 대한 수신확인응답신호를 전송받고, 상기 수신기로부터 전송받은 상기 수신확인응답신호들의 수신 패턴에 따라 다르게 인덱스 코딩하여 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 미수신된 패킷의 재전송 횟수 및 통신상의 채널 사용 횟수를 효과적으로 줄일 수 있으며, 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 미수신된 패킷의 재전송 횟수 및 통신상의 채널 사용 횟수를 효과적으로 줄일 수 있으며, 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 데이터 재전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 환경에서의 인덱스 코딩과 수신확인응답신호의 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 미래창조과학부 및 정보통신기술연구진흥센터의 정보통신·방송 연구개발사업의 일환으로 수행한 연구 결과물이다.[과제고유번호: B0101-15-1361, 연구과제명: 국가 공공안전서비스를 위한 LTE기반 재난통신 시스템 단말 개발]
이동통신망의 4G LTE/LTE-A 시스템 및 3G 시스템에서 유니캐스팅(unicasting), 브로드캐스팅(broadcasting) 또는 멀티캐스팅(multicasting)이 이루어질 때에는 주로 미확인 모드(unacknowledged mode, UM)에서 수신기가 제대로 송신 신호를 수신한 것과 상관없이 패킷을 전송하는 형태였다. 하지만, 재난망과 같은 특수 목적의 통신이나 철도 통신과 같은 미션 크리티컬(mission critical) 성격을 갖는 통신에서는 상기 UM 형태의 브로드캐스팅 전송 방식으로는 한계가 있다. 그러므로, 확인 모드(acknowledged mode, AM) 형태로서, 수신기가 패킷을 정상적으로 받았는지 여부를 ACK 신호(긍정확인응답신호) 또는 NACK 신호(부정확인응답신호)로 송신기 측에 송신하는 형태를 고려할 필요가 있다. 하지만, 이와 같은 확인 모드 형태의 통신에서는 ACK 신호 또는 NACK 신호 수신 후 송신기에서 미수신된 패킷에 대하여 각각 재전송이 이루어짐에 따라 재전송 횟수가 늘어나는 문제점이 있었다.
최근, 기존의 브로드캐스팅/멀티캐스팅 전송 환경에서 인덱스 코딩(index coding) 개념을 활용하여 다수의 수신자에게 패킷을 효율적으로 전달하는 기법이 제안되고 있다. 여기서 인덱스 코딩은 송신측에 다수의 패킷을 배타적 논리합(exclusive OR, XOR) 연산 처리를 하는 것을 의미하는 것이다. 만약 복수의 패킷을 인덱스 코딩하여 하나의 패킷으로 보내면, 수신 측에서 미수신한 패킷을 선택하여 수신하기 위하여, 배타적 논리합 연산 처리된 하나의 패킷과 이미 이전에 수신한 패킷과의 배타적 논리합 연산에 의해, 미수신된 패킷을 디코딩할 수 있는 것이다.
또한, 현재 널리 이동통신망의 재전송 기법에 사용되는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법 중 한 방법인 go back-n 또는 selective repeat ARQ 방법은 하나의 패킷을 보내고 ACK 신호 또는 NACK 신호를 받는 STOP and WAIT 방법과 달리, 특정 윈도우 범위(window size) 내의 패킷을 연속으로 전송하고, 전송된 모든 패킷들에 대한 ACK 신호 또는 NACK 신호를 수신하여 이를 기반으로 하여, 미수신된 패킷을 별도로 송신하고, 윈도우를 조정(sliding)하여 다음 새로운 전송을 수행하는 방식으로 동작한다.
그러나 이와 같은 ARQ 기법을 멀티캐스팅 전송 환경에 그대로 적용하면 이미 특정 패킷을 성공적으로 수신한 단말이 재전송으로 인해 수신한 패킷을 중복으로 받게 되면서 무선 자원이 비효율적으로 사용되고, 불필요한 지연(delay)이 발생할 수 있으며, 재전송 횟수가 증가하는 문제가 있었다.
전술한 사정을 감안하여 제안된 본 발명은 미수신된 패킷을 재전송할 때, 적어도 둘 이상의 미수신된 수신기들에 대하여 전송받은 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 미수신된 수신기들 혹은 패킷들의 통계적 패턴을 분석하고, 분석된 패턴을 이용하여 미수신된 패킷을 다르게 인덱스 코딩하도록 된, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신망에서 송신기로부터 적어도 둘 이상의 수신기로 패킷을 전송하고, 각 수신기에서 미수신된 패킷을 재전송하는 방법에 있어서, 상기 송신기는 상기 수신기에 전송한 패킷에 대한 수신확인응답신호를 전송받고, 상기 수신기로부터 전송받은 상기 수신확인응답신호들의 수신 패턴에 따라 다르게 인덱스 코딩하여 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 패킷은 윈도우 범위(W)만큼 모아서 적어도 둘 이상의 패킷으로 전송된다.
상기 수신 패턴은 각 수신기 별 수신확인응답신호에 해당하는 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수를 기준으로 각각 분류된다.
상기 송신기는 상기 수신확인응답신호의 수신 결과에 따라 상기 수신 패턴이 상기 전송한 수신기 중 일부 수신기만 수신하였는지 여부에 따라 패턴을 다르게 설정하고, 상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 해당 패턴에서 각 수신기마다 미수신한 패킷들을 선택하여 인덱스 코딩한다.
상기 송신기는 상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 하기 [수학식 1]을 적용하여 패킷 인덱스 코딩 개수를 산출하고, 각 수신기마다 미수신한 패킷을 인덱스 코딩 개수만큼 조합하여 인덱스 코딩한다.
[수학식 1]
인덱스 코딩 개수 = TCk +1 = 
(여기서, C는 조합(Combination)을 의미하며, T는 패턴t에 대해서 T = KCt이며, K는 수신기 개수이고, k는 각각의 user 입장에서 ACK 신호의 개수에 해당한다.)
상기 송신기는 상기 인덱스 코딩을 한 패킷과 상기 인덱스 코딩하지 않은 패킷을 수신기 측에서 구분할 수 있도록 패킷 전송시 인덱스코딩 체크 비트를 포함하여 전송한다.
상기 송신기는 상기 수신기로 패킷 전송시 각 패킷에 부여되는 패킷 시퀀스 번호를 해당 패킷과 같이 전송한다.
상기 송신기는 상기 패킷 시퀀스 번호를 적어도 둘 이상 전송시, 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 전송하며, 상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들이다.
상기 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 차이값은 상기 송신기에 저장하여 관리한다.
상기 송신기는 상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 패킷을 수신한 패턴인 경우에는 재전송이 이루어지지 않고, 다음 윈도우 범위(W)만큼 설정된 패킷을 전송한다.
상기 송신기는 상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 수신하지 못한 패턴인 경우에는 각 수신기마다 수신하지 못한 패킷을 인덱스 코딩하지 않고, 각각 재전송한다.
상기 수신기는 상기 송신기 측에서 재전송한 패킷을 디코딩시, 상기 인덱스코딩 체크 비트를 통하여 인덱스 코딩된 패킷인지 여부를 판단한다.
상기 수신기는 상기 송신기 측에서 재전송한 패킷이 인덱스 코딩된 패킷에 해당하는 경우, 인덱스 코딩된 패킷과 이미 수신 성공한 패킷을 배타적 논리합 연산하여 미수신한 패킷을 디코딩한다.
상기 수신기는 상기 미수신한 패킷 디코딩시, 상기 인덱스 코딩된 패킷과 함께 전송된 패킷 시퀀스 번호와, 이미 수신 성공한 패킷의 패킷 시퀀스 번호와 매칭을 통하여 미수신한 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 알아내어 해당 패킷을 디코딩한다.
상기 수신기는 상기 송신기로부터 전송되는 각 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 저장하되, 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 저장하며, 상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신망에서 송신기로부터 적어도 둘 이상의 수신기로 패킷을 전송하고, 각 수신기에서 미수신된 패킷을 재전송하는 시스템에 있어서, 상기 수신기에 패킷을 전송한 후, 각 수신기로부터 수신확인응답신호를 전송받고, 상기 수신확인응답신호의 수신 패턴에 따라 다르게 인덱스 코딩하여 미수신된 패킷을 재전송하는 송신기; 상기 송신기로부터 전송된 패킷의 수신 여부에 따라 상기 수신응답신호를 송신기로 전송하고, 상기 인덱스 코딩된 패킷을 전송받아 상기 인덱스 코딩된 패킷을 디코딩하여 미수신된 패킷을 수신하는 수신기;를 포함한다.
본 발명의 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템에 따르면, 미수신된 패킷을 재전송할 때, 적어도 둘 이상의 미수신된 수신기들에 대하여 전송받은 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 미수신된 수신기들 혹은 패킷들의 통계적 패턴을 분석하고, 분석된 패턴을 이용하여 미수신된 패킷을 다르게 인덱스 코딩함으로써, 각 수신긴에 전송되는 미수신된 패킷의 재전송 횟수 및 통신상의 채널 사용 횟수를 효과적으로 줄일 수 있으며, 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템에 구비된 송신기 및 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=2인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=3인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=4인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 패킷 시퀀스 번호 관리 방법에 대한 실시예를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=2인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=3인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=4인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 패킷 시퀀스 번호 관리 방법에 대한 실시예를 보인 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 패킷 전송 시스템 및 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 기본적으로 송신기 측에서 수신기 측으로 패킷 전송시, 어느 정도 패킷을 윈도우 범위(window size, W)만큼 모았다가 다수의 패킷을 일괄하여 전송하므로, 딜레이에 대한 내성(delay tolerant service)을 가정한다. 즉, 다수의 패킷을 일괄 전송하기 위하여 일정 크기 이상의 저장모듈 크기(buffer size)를 갖는 저장모듈 또는 이와 동등한 데이터 저장 수단을 구비하는 것을 가정한다. 하지만, 저장모듈 크기가 무한대가 아닌 일정 크기 크기의 윈도우 범위(W)를 갖는 측면에서 보면, 윈도우 범위(W)가 작은 경우라면 어느 정도 실시간 전송 서비스도 만족시킬 수 있다.
또한 무선 통신 환경에서 패킷의 전송 오류 확률은 물리계층의 채널 코딩(channel coding) 및 변조 오더(modulation order) 그리고 송신기와 수신기 사이의 채널 특성 등에 따라 달라질 수 있으므로, 각 수신기마다 ACK 또는 NACK 신호를 송신기 측으로 송신하여, 송신기에서는 동일한 패킷에 대해서 각 수신기의 패킷 수신 성공 여부를 알 수 있다. 또한 패킷의 수신 여부에 따라 미수신된 혹은 수신된 특정 패킷의 확인을 위하여 패킷 전송 순서를 정렬하는 것이 필요하므로, 송신기 및 수신기 측에서 패킷 전송시 패킷에 부여되는 패킷 시퀀스 번호(packet sequence number)에 대한 제어 및 관리가 이루어져야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템에 구비된 송신기 및 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 무선 통신 환경에서 패킷 재전송을 위한 데이터 재전송 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 송신기(100)와 수신기(200)가 구비될 수 있다.
송신기(100)는 수신기(200)에 데이터 패킷을 송신하는 단말(terminal)로, 예컨대 셀(cell) 범위 내에 위치한 다수의 단말과 통신하는 기지국(base station)에 해당될 수 있으며, 세부적으로는 저장부(110), 패턴분석부(120), 인덱스코딩부(130), 패킷전송부(140)를 더 포함한다.
저장부(110)는 송신기(100)에서 수신기(200) 측으로 전송할 패킷을 저장하는 기능을 수행한다. 이때, 본 발명에서는 일정한 윈도우 범위(W)만큼 모았다가 다수의 패킷을 전송하므로, 다수의 패킷이 저장부(110)에 저장될 수 있다.
특히 수신기(200)에서 미수신된 패킷에 대하여 인덱스 코딩하는 경우에 인덱스 코딩할 미수신 패킷들을 저장하거나 ACK 신호/NACK 신호의 패턴에 따라 분류된 패킷들을 패턴별로 저장할 수도 있다.
각 수신기(200) 측에서 전송한 수신확인응답신호에 해당하는 ACK 신호 또는 NACK 신호를 해당 패킷 시퀀스 번호(packet sequence number)를 보고, 패턴에 따라 저장부(110)에 저장한다. 즉, 수신기(200) 개수가 K인 경우에는 총 4개의 패턴이 생기므로, 패턴 k(k=0, 1, ..., K)에 속하는 것은 인덱스 코딩을 위하여 저장부(110)에 패킷 시퀀스 번호와 함께 저장부(110)에 저장한다. 이때, 패킷 시퀀스 번호를 저장할 때에는 모든 패킷에 대해서, 패킷 시퀀스 번호를 저장하지 않고, 저장하는 패킷 시퀀스 번호 가운데 가장 작은 것을 저장하고, 나머지 패킷 시퀀스 번호들에 대해서는 증가분만을 저장하는 것이 비트 수를 줄여 연산 및 관리에 있어서 효율적이다.
여기서, W개의 패킷에 대해서 일률적으로 패킷을 보낸다면, 패킷 시퀀스 번호의 증가분을 위해서 필요한 비트(bit) 수는 ceil(log2(W)) bits가 된다. 여기서, ceil(x)은 x보다 크거나 같은 양의 정수 가운데 가장 작은 수를 뜻한다.
한편, 송신기(100) 측과 수신기(200) 측 사이에는 최대 전송 횟수가 시그널링(signaling)을 통해 정의될 수 있고, 최대 전송 횟수에 모두 다다른 경우에는 W개의 패킷과 해당 패킷 시퀀스 번호들을 모두 초기화(reset)하여 다음 전송시 필요한 패킷과 패킷 시퀀스 번호를 저장하게 된다.
패턴분석부(120)는 수신기(200) 측에서 보낸 수신확인응답신호인 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 패턴을 분석하고, 인덱스 코딩부에 의해 분석된 패턴별로 인덱스 코딩할 패킷을 선택할 수 있도록 분석된 패턴 정보를 제공한다.
여기서, 미수신된 패킷을 확인하는 방법은 ACK 신호 또는 NACK 신호 두 신호 모두에 대하여 수신받아 확인하여도 되지만, 둘 중 어느 하나만 수신받아서 확인할 수도 있다. 예컨대 ACK 신호만 수신하는 경우, 미리 설정 시간을 두어 설정 시간동안 ACK 신호가 미수신되는 경우에 수신기(200)에서 ACK 신호를 미수신한 해당 패킷을 미수신된 패킷으로 판단하는 것이다. 반대로 NACK 신호만 수신하는 경우, NACK 신호가 설정된 설정 시간동안 송신기(100) 측에서 수신되지 않는 경우, 미수신된 패킷이 없다고 판단하는 방식으로 운용할 수 있다.
패턴은 전송된 패킷들을 수신기(200) 측에서 모두 성공적으로 수신한 경우, 전송된 패킷들 중 일부만 수신한 경우, 전송된 패킷들 중 모두 미수신한 경우와 같이 세 가지를 기준으로 분류되는데, 분류된 패턴에 따라 패킷을 인덱스 코딩하는 방법에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
인덱스코딩부(130)는 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 패턴분석부(120)의 분석에 의해 분류된 패턴별로 인덱스 코딩할 미수신된 패킷들이 선택되면 선택된 패킷들에 대해서 인덱스 코딩을 수행한다. 여기서, 인덱스 코딩은 다수의 패킷들을 배타적 논리합(XOR) 연산함을 의미하는 것이다. 다수의 패킷이 인덱스 코딩이 되면, 인덱스 코딩된 하나의 패킷을 이루게 된다.
또한 인덱스코딩부는 인덱스 코딩된 패킷을 수신기(200) 측에 전송시 수신기(200) 측에서 인덱스 코딩되지 않은 패킷과 구분할 수 있도록 인덱스코딩 체크 비트를 생성하여 패킷에 부여하는 것이 바람직하다. 인덱스코딩 체크 비트는 인덱스 코딩한 패킷의 경우 '1'로 설정하고, 인덱스 코딩하지 않은 패킷의 경우는 '0'으로 송신기(100) 측에서 미리 설정될 수 있다.
패킷전송부(140)는 기본적으로 윈도우 범위(W)만큼 패킷 전송을 함과 아울러, 패킷 전송 후 패턴분석부(120)에 의한 수신기(200) 측으로부터 수신한 ACK 신호 또는 NACK 신호의 패턴 분석에 따라 인덱스 코딩된 패킷 또는 인덱스 코딩되지 않은 패킷을 수신기(200) 측으로 재전송할 수 있다. 이때, 패킷 전송시 패킷 시퀀스에 해당하는 패킷 시퀀스 번호가 부여되어 같이 전송되는 것이 바람직하다.
한편, 수신기(200)는 송신기(100)로부터 통신 가능한 범위 내에서 데이터 패킷을 수신하는 단말로서, 예컨대 무선 열차 제어 시스템의 환경이라면 기지국과 무선 통신으로 연결되는 열차 내에 구비된 차상제어장치가 될 수 있다.
수신기(200)는 세부적으로 저장모듈(220), 디코딩부(230), ACK/NACK전송부(240)를 더 포함할 수 있다..
디코딩부(230)는 송신기(100) 측에서 전송된 패킷들에 대해서 수신 처리를 위한 디코딩을 수행한다.
여기서, 디코딩 과정은 송신기(100) 측에서 인덱스 코딩을 한 경우와 하지 않은 경우에 따라 패킷 디코딩 과정이 달라진다. 인덱스 코딩을 한 경우와 하지 않은 경우는 송신기(100) 측에서 패킷 전송시 같이 전송된 인덱스코딩 체크 비트를 통하여 확인할 수 있다.
구체적으로 인덱스 코딩을 하지 않은 경우에는 수신된 패킷에 대해서 하나의 패킷 시퀀스 번호를 참조하여 특정 패킷의 디코딩을 수행한다. 또한, 디코딩이 정상적으로 이루어져 수신 성공한 경우 ACK 신호를 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 NACK 신호를 판정한다.
반면에 패킷을 인덱스 코딩한 경우에는 인덱스 코딩된 패킷들의 코딩 전 패킷 시퀀스 번호들을 참조하여 기 저장된 수신 성공한 패킷들의 해당 패킷 시퀀스 번호들과 매칭(matching)함으로써, 인덱스 코딩된 패킷으로부터 미수신한 패킷만을 디코딩하는 과정이 필요하다.
즉, 인덱스 코딩된 패킷에 포함된 인덱스 코딩 전 패킷의 패킷 시퀀스 번호와 이미 수신 성공한 패킷 시퀀스 번호와의 배타적 논리합(XOR) 연산에 의해 미수신한 패킷들의 패킷 시퀀스 번호를 알아내고, 이를 통해 미수신한 패킷들을 디코딩하는 과정이 요구된다.
저장모듈(220)은 이미 수신 성공한 패킷들을 저장한다. 이미 수신 성공한 패킷들은 디코딩부(230)에서 인덱스 코딩되어 전송된 패킷들을 디코딩할 때에 저장모듈(220)에 저장된 수신 성공한 패킷들이 제공될 수 있다. 또한 저장모듈은 수신 성공한 패킷들의 해당 패킷 시퀀스 번호도 저장하여 관리한다. 이때, 패킷 시퀀스 번호를 저장하는 방법으로 모든 패킷에 대해서, 패킷 시퀀스 번호를 저장하지 않고, 저장하는 패킷 시퀀스 번호 가운데 가장 작은 것을 저장하고, 나머지 패킷 시퀀스 번호들에 대해서는 증가분만을 저장한다.
나아가, 저장모듈은 송신기(100) 측과 수신기(200) 측 사이에 최대로 전송할 수 있는 최대 전송 횟수가 시그널링(signaling)을 통하여 정의될 수 있고, 이 정의된 최대 전송 횟수동안 전송 결과에 따라 윈도우 범위(W)의 패킷 단위로 기 저장된 해당 패킷 시퀀스 번호와 패킷을 초기화(reset)하고, 다음 전송시 필요한 패킷 정보를 저장할 수 있도록 공간을 확보할 수 있다.
ACK/NACK전송부(240)는 윈도우 범위(W)만큼 수신한 패킷에 대해서 각 수신기(200)의 디코딩에 의한 패킷 수신 성공 여부에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 송신기(100) 측에 전송한다. 이때, ACK 신호 또는 NACK 신호에 해당하는 패킷 시퀀스 번호를 보내야 한다. 또한 ACK 신호 또는 NACK 신호를 송신기(100) 측으로 전송할 때, 각 수신기(200)들을 구분할 수 있도록 넘버링(numbering)하여 보내는 것이 바람직한데, 이는 넘버링된 신호를 이용하여 수신기(200) 중에 유선 또는 무선 채널 환경이 열악한 경우에 유니캐스트 형식으로 따로 전송 및 관리하기 위해서이다.
송신기(100)에서 패킷을 수신기(200)로 보낼 때 부여해서 전송되기도 하지만, 수신기(200)에서 미수신된 패킷에 대한 ACK 신호나 NACK 신호를 송신기(100)로 전송할 때도 함께 전송이 필요하다. 이때, 각각의 패킷들의 시퀀스 번호를 송신할 때, 초기 시퀀스 번호(initial sequence number)를 보내거나 가장 작은 값의 패킷 시퀀스 번호를 보내고, 나머지 패킷들의 시퀀스 번호는 처음에 전송한 패킷 시퀀스 번호의 차이값 즉 증가분의 비트만 보내는 방식을 이용하는 것이 비트 전송량에 따른 부하를 줄이고, 비트 관리에 있어서도 효율적이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=2인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=3인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 K(수신기 개수)=4인 경우에 패턴 실시예를 보인 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법의 패킷 시퀀스 번호 관리 방법에 대한 실시예를 보인 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 무선통신망의 송신기(100)에서 다수의 수신기(200)로 데이터 패킷을 윈도우 범위(W)만큼 전송하고, 전송된 다수의 패킷 중에서 미수신된 데이터 패킷을 재전송하는 방법을 설명하면, 다음과 같다.
먼저 송신기(100)가 수신기(200)에 다수의 패킷을 기설정된 윈도우 범위(W)만큼 전송한 후, 각 수신기(200)로부터 ACK 신호 또는 NACK 신호를 전송받아, 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷을 확인할 수 있다(S10, S12).
송신기(100)는 상기 미수신된 패킷을 해당 수신기(200)로 재전송할 때, 적어도 둘 이상의 미수신된 패킷을 인덱스 코딩하여 송신한다.
이때, 미수신된 패킷을 인덱스 코딩하는 기준은 전송받은 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 미수신된 패킷들의 패턴을 분석한다(S14). 이 분석된 패턴들에 따라 미수신된 패킷의 인덱스 코딩이 다르게 이루어지도록 한다.
이때, 분석되는 패턴은 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수를 기준으로 각각 분류하되, 각 패턴은 패킷별로 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 ACK신호 또는 NACK 신호가 수신/미수신되는 경우의 수를 모두 고려하여 패턴을 분류한 다음 해당 패턴별로 저장할 수 있다.
도 3에 K(수신기 개수)=2인 경우에 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따른 패턴 예를 도시하고 있다.
도 3을 예를 들어 설명하면, K(수신기 개수)=2인 경우에 있어서, 패턴은 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따라 패턴 0부터 패턴 2 까지 모두 세 가지 패턴이 발생한다.
패턴 0은 NACK 신호만 수신된 경우로, 수신기(200) 모두 특정 패킷이 미수신된 경우에 해당하며, 패턴 1은 ACK 신호 또는 NACK 신호가 각각 하나 수신된 경우 에 해당하는 것으로, 패턴 1은 세부적으로 두 가지 경우가 있는데, 하나는 제1 수신기(USER#0)에서 패킷이 미수신된 경우이고, 또 하나는 제2 수신기(USER#1)에서 패킷이 미수신된 경우이다. 또한 패턴 2는 ACK 신호만 수신된 경우로 모든 패킷이 수신기(200)에서 수신 성공한 경우에 해당한다.
이와 같이 분류된 패턴에 따라 패킷의 재전송 여부가 결정되는데, 패턴 0은 수신기(200) 모두 패킷을 전송받지 못하였기 때문에, 별도의 인덱스 코딩 없이 재전송이 이루어지고, 패턴 2는 수신기(200)에서 모두 패킷을 전송받았으므로, 재전송이 필요없게 된다.
패턴 0과 패턴 2와는 달리, 패턴 1에서는 제1 수신기(USER#0)와 제2 수신기(USER#1) 중 어느 하나에 패킷이 미수신된 경우에 해당하여, 별도로 각각 미수신된 패킷을 전송하는 것 보다 인덱스 코딩하여 하나의 패킷으로 전송하는 것이 전송 효율측면에서 적합하다. 이때 패킷을 인덱스 코딩하는 조합은 하기 [수학식 1]을 적용하여 산출될 수 있다.
(여기서, TCk +1 는 인덱스 코딩 개수이며, C는 조합(Combination)을 의미하며, T는 패턴t에 대해서 T = KCt이며, K는 수신기 개수이고, k는 각각의 user 입장에서 ACK 신호의 개수에 해당한다.)
상기 [수학식 1]을 패턴 1의 경우에 적용하면, t = 1, K = 2, k = 1인 경우에 해당하여, 최종 수식은 2C2 = 1 이 되어 가능한 인덱스 코딩 개수는 1개이다.
따라서, 미수신된 패킷 M1과 M2를 인덱스 코딩하여
형태의 단일 패킷이 생성되는 것이다.
이와 같이 패턴이 분류된 상태에서 각 패턴 별로 재전송 여부 및 재전송시 인덱스 코딩 여부를 결정하고, 인덱스 코딩을 하더라도 패턴별로 다르게 코딩이 이루어지도록 하는 것이다. 또한 상기 수학식 1을 인덱스 코딩이 필요한 패킷의 재전송에 적용함으로써, 인덱스 코딩이 필요한 조합을 알아낼 수 있으므로, 수신기(200) 개수가 달라지더라도 상기 [수학식 1]을 적용하여 일반화(generalization)하는 것이 가능해진다.
도 4를 참조하여 또 다른 패턴 예로 K(수신기 개수)=3인 경우의 패턴 예를 설명하면, ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수에 따라 패턴 0부터 패턴 3까지 네 가지 패턴으로 분류할 수 있다.
패턴 0는 수신기(200) 모두 패킷을 전송받지 못한 경우로 인덱스 코딩 없이 각 수신기(200)마다 재전송이 이루어지는 경우에 해당하며, 패턴 3은 수신기(200)에서 모두 패킷을 전송받은 경우로 재전송이 필요없게 된다.
그러나 패턴 1과 패턴 2는 일부 패킷이 미수신된 수신기(200)가 있는 경우에 해당하는 것으로, 특히 패턴 1은 수신된 수신기(200)가 하나인 경우이고, 패턴 2는 수신된 수신기(200)가 둘인 경우에 해당하여 상기 [수학식 1]을 적용하면 인덱스 코딩 개수가 달라짐에 따라 인덱스 코딩하는 방법도 다르게 이루어진다.
패턴 1에서 상기 [수학식 1]을 적용하면, K = 3 이고, T=3C1=3, k = 1인 경우로 인덱스 코딩에 의해 조합되는 패킷의 개수는 모두 TCk +1=3C2=3개가 된다.
따라서, 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷들을 조합하여 인덱스 코딩된 패킷은 
,
,
로 모두 세 개의 패킷이 생성되는 것이다.
패턴 2에서 상기 [수학식 1]을 적용하면, K = 3 이고, T=3C2=3, k = 2 인 경우로 인덱스 코딩에 의해 조합되는 패킷의 개수는 모두 TCk+1=3C3=1개가 된다.
따라서, 미수신된 패킷들을 조합하여 인덱스 코딩된 패킷은 
으로 된 단일 패킷으로 코딩이 이루어진다.
도 5를 참조하여 또 다른 패턴 예로 K(수신기 개수)=4인 경우의 패턴 예를 설명하면, ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수에 따라 패턴 0부터 패턴 4까지 다섯 가지 패턴으로 분류할 수 있다.
패턴 0는 수신기(200) 모두 패킷을 전송받지 못한 경우로 인덱스 코딩 없이 각 수신기(200)마다 재전송이 이루어지는 경우에 해당하며, 패턴 4는 수신기(200)에서 모두 패킷을 전송받은 경우로 재전송이 필요없게 된다.
그러나 패턴 1, 패턴 2, 패턴 3은 각 수신기(200)에서 일부 미수신된 수신기(200)가 있는 경우에 해당하는 것이다. 여기서, 패턴 1은 수신된 수신기(200)가 하나인 경우이고, 패턴 2는 수신된 수신기(200)가 둘인 경우에 해당하며, 패턴 3은 수신된 수신기(200)가 셋인 경우에 해당함에 따라 상기 [수학식 1]을 적용하면 인덱스 코딩 개수가 달라짐에 따라 인덱스 코딩하는 방법도 다르게 이루어진다.
패턴 1에서 상기 [수학식 1]을 적용하면, K = 4 이고, T=4C1=4, k = 1 인 경우로 인덱스 코딩에 의해 조합되는 패킷의 개수는 모두 TCk+1=4C2=6개가 된다.
따라서, 패킷이 미수신된 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷들을 조합하여 인덱스 코딩된 패킷은 예컨대 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷이 M1, M2, M3, M4 중에서, 
, 
, 
, 
, 
, 
모두 여섯 개의 코딩된 패킷 조합으로 생성되는 것이다. 여기서는 M1, M2, M3, M4에 해당하는 패킷을 각 수신기(200)에 전송한 것으로 가정하고, 가능한 코딩 패킷 조합을 산출한 것이다.
패턴 2에서 상기 [수학식 1]을 적용하면, K = 4 이고, T=4C2=6, k = 2 인 경우로 인덱스 코딩에 의해 조합되는 패킷의 개수는 모두 TCk+1=6C3=20개가 된다.
따라서, 미수신된 패킷들을 조합하여 인덱스 코딩된 패킷은 예컨대 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷인 M5, M6, M7, M8, M9, M10 중에서, 모두 스무 개의 패킷 조합으로 코딩이 이루어질 수 있다. 여기서는 M5, M6, M7, M8, M9, M10에 해당하는 패킷을 각 수신기(200)에 전송한 것으로 가정하고, 가능한 코딩 패킷 조합을 산출한 것이다.
패턴 3에서 상기 [수학식 1]을 적용하면, K = 4 이고, T=4C3=4, k = 3 인 경우로 인덱스 코딩에 의해 조합되는 패킷의 개수는 모두 TCk+1=4C4=1개가 된다.
따라서, 미수신된 패킷들을 조합하여 인덱스 코딩된 패킷은 예컨대 각 수신기(200)에서 미수신된 패킷인 M11, M12, M13, M14 중에서, 
로 된 단일 패킷으로 코딩이 이루어진다. 여기서는 M11, M12, M13, M14에 해당하는 패킷을 각 수신기(200)에 전송한 것으로 가정하고, 가능한 코딩 패킷 조합을 산출한 것이다.
한편, 도 3 내지 도 5에 도시된 패턴 예를 종합해보면, 수신기(200) 개수(K)가 1씩 증가할 때마다 분류되는 패턴의 가짓수도 한 가지씩 증가하는 통계적 특성이 나타남을 알 수 있다.
S14 단계에서 패턴 분석이 완료되면, 해당 패턴이 분석 결과에 따라 분류된 패턴들 중에서 미수신된 수신기(200)가 적어도 하나 이상 있는 패턴의 경우인지를 먼저 판단한다(S16).
수신기(200) 의 개수가 K개인 경우에 있어서, NACK 신호가 적어도 하나 이상 수신되는 경우(또는 ACK 신호가 적어도 하나 이상 수신되지 않는 경우)에 해당하면, 미수신된 수신기(200)의 개수에 따라 각각 다른 패턴으로 분류하여 저장하고, 각 패턴별로 수신기(200)에서 미수신된 해당 패킷들을 다르게 인덱스 코딩할 수 있다.
또한, 각 패턴별로 미수신된 패킷들을 다르게 인덱스 코딩한다는 것은 각 패턴이 미수신된 수신기(200)의 개수에 따라 다른 패턴으로 분류되기 때문에, 해당 패턴별로 인덱스 코딩하는 방법도 달라진다는 것을 의미하는 것이다.
예를 들면 해당 패턴이 패킷을 미수신한 수신기(200)가 하나만 있는 경우와, 해당 패턴이 패킷을 미수신한 수신기(200)가 2개 있는 경우를 각각 다른 패턴으로 분류하고, 해당 패턴별로 상기 [수학식 1]을 적용하여 ACK 신호의 개수(k)에 따라 패킷을 조합하여 인덱스 코딩 개수가 결정되어, 각 패턴별로 코딩이 다르게 이루어지는 것이다(S18).
S18단계에서 해당 패턴에 따라 패킷의 인덱스 코딩이 이루어지면, 수신기(200) 측으로 인덱스 코딩된 패킷의 재전송이 이루어진다(S20).
나아가, 인덱스 코딩 패킷의 재전송을 할 때, 각 인덱스 코딩을 하기 위해서 인덱스 코딩 전에 선택된 패킷들의 해당 패킷 시퀀스 번호도 함께 재전송하여야 한다.
이는 수신기(200) 측에서 인덱스 코딩된 패킷을 수신한 후, 인덱스 코딩 전에 선택된 패킷들의 해당 패킷 시퀀스 번호와 이미 수신 성공한 패킷 시퀀스 번호와의 배타적 논리합(XOR) 연산에 의해 미수신한 패킷들의 패킷 시퀀스 번호를 알아내고, 이를 통해 미수신한 패킷들을 디코딩할 필요성이 있기 때문이다.
예를 들면, 수신기(200)의 개수(K)가 3이고, 각 수신기(200)마다 미수신한 패킷이 하나인 경우(ACK의 개수(k)는 2개)의 패턴에 해당하면, 인덱스코딩의 개수는 상기 수학식 1을 적용하여 3C3이므로, 1개가 된다. 각 수신기(200)의 미수신된 패킷이 M1, M2, M3라면 인덱스코딩은
로 이루어져 재전송되는데, 이때, M1의 패킷 시퀀스 번호를 X1, M2의 패킷 시퀀스 번호를 X2, M3의 패킷 시퀀스 번호를 X3라 하면 각 패킷 시퀀스 번호도 상기 인덱스 코딩된 패킷과 함께 수신기(200)로 전송될 수 있다.
전송받은 인덱스 코딩된 패킷들에 대한 패킷 시퀀스 번호와, 기 저장된 수신성공한 패킷 시퀀스 번호를 매칭시키는 과정이 필요한데, 이는 구체적으로 
로 연산 처리하고, 해당 수신기(200)가 이미 수신성공한 패킷의 패킷 시퀀스 번호가 X1, X2라면,
으로 연산 처리하여 두 연산식을 다시 XOR 연산 처리(
)함으로써, 미수신한 패킷(M3)의 패킷 시퀀스 번호(X3)를 알아낼 수 있다. 해당 패킷 시퀀스 번호를 알아낸 다음 인덱스 코딩된 패킷과 수신 성공한 패킷의 XOR 처리하여 미수신한 패킷을 디코딩한다.
한편, 수신기(200)로 전송되는 패킷 시퀀스 번호는 각 패킷별로 패킷 시퀀스 번호를 모두 전송하지 않고, 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들은 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와의 차이값에 해당하는 증가분만을 전송할 수 있다. 이렇게 함으로써, 전송 후 수신기(200)에서 저장 및 관리가 용이하도록 비트 수를 줄일 수 있다.
도 6에 패킷 시퀀스 번호 관리에 대한 예를 도시하고 있다.
도 6을 참조하여 설명하면, 송신기(100)에서 인덱스 코딩을 한 패킷의 패킷 시퀀스 번호들이 1024, 1025, 1026이고, 수신기(200)에서 성공적으로 디코딩한 패킷들의 패킷 시퀀스 번호들이 1024, 1025이면, 이 번호들은 송신기(100)와 수신기(200)에서 각각 저장하여 관리할 수 있다. 이때, 송신기(100)에서는 전송한 패킷들의 패킷 시퀀스 번호를 저장할 때, 1024와, 차이값인 1(1025-1024), 2(1026-1024)을 저장하여 관리한다.
또한, 수신기(200)에서는 수신 성공한 패킷의 패킷 시퀀스 번호인 1024와 차이값인 1(1025-1024)을 저장하여 관리함으로써, 전체 저장하는 비트수를 줄일 수 있는 것이다.
한편, 송신기(100)는 ACK신호 또는 NACK 신호의 수신 결과에 따른 패턴에서 NACK 신호가 수신되지 않은 경우(또는 ACK신호만 수신된 경우), 즉 미수신된 패킷이 없는 경우에 해당하면, 상기 구분된 패턴과는 별도로 또 다른 패턴으로 구분하고, 전송 오류가 없는 상태로 판단하여 기전송된 윈도우 범위 내에서 패킷 재전송을 수행하지 않게 된다(S22, S24).
또한, 송신기(100)는 패턴이 NACK 신호만 모두 수신(NACK=K)되는 경우(또는 ACK 신호가 수신되지 않은 경우) 즉, 윈도우 범위 내에서 전송한 모든 패킷들에 대해서 미수신된 경우에 해당하면, 상기 구분된 패턴과는 별도로 또 다른 패턴으로 구분하며, 인덱스코딩을 하지 않고 각 미수신된 패킷을 개별적으로 재전송한다(S26, S28). 이와 같은 경우는 수신 성공한 패킷이 없기 때문에 인덱스 코딩하여 전송하더라도 코딩된 패킷에서 XOR 연산 처리하여 미수신한 패킷의 디코딩이 불가능하기 때문에, 각 패킷을 재전송하는 것이다.
100 ; 송신기 11 ; 저장부
120 ; 패턴분석부 130 ; 인덱스코딩부
140 ; 패킷전송부
200 ; 수신기 220 ; 저장모듈
230 ; 디코딩부 240 ; ACK/NACK전송부
120 ; 패턴분석부 130 ; 인덱스코딩부
140 ; 패킷전송부
200 ; 수신기 220 ; 저장모듈
230 ; 디코딩부 240 ; ACK/NACK전송부
Claims (30)
- 무선통신망에서 송신기로부터 적어도 둘 이상의 수신기로 패킷을 전송하고, 각 수신기에서 미수신된 패킷을 재전송하는 방법에 있어서,
상기 송신기는 상기 수신기에 전송한 패킷에 대한 수신확인응답신호를 전송받고,
상기 수신기로부터 전송받은 상기 수신확인응답신호들의 수신 패턴을 분석하고, 분석된 상기 수신패턴의 통계적 특성에 따라 다르게 인덱스 코딩하여 패킷을 재전송하되,
인덱스 코딩을 한 패킷과 인덱스 코딩하지 않은 패킷을 수신기 측에서 구분할 수 있도록 패킷 전송시 인덱스코딩체크 비트를 포함하여 전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 패킷은
윈도우 범위(W)만큼 모아서 적어도 둘 이상의 패킷으로 전송되는 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제2 항에 있어서, 상기 수신 패턴은
각 수신기 별 수신확인응답신호에 해당하는 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수를 기준으로 각각 분류되는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제3 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신확인응답신호의 수신 결과에 따라 상기 수신 패턴이 상기 전송한 수신기 중 일부 수신기만 수신하였는지 여부에 따라 패턴을 다르게 설정하고, 상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 해당 패턴에서 각 수신기마다 미수신한 패킷들을 선택하여 인덱스 코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 하기 [수학식 1]을 적용하여 패킷 인덱스 코딩 개수를 산출하고, 각 수신기마다 미수신한 패킷을 인덱스 코딩 개수만큼 조합하여 인덱스 코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
[수학식 1]
TCk +1 =
(여기서, TCk +1 는 인덱스 코딩 개수이며, C는 조합(Combination)을 의미하며, T는 패턴t에 대해서 T = KCt이며, K는 수신기 개수이고, k는 각각의 user 입장에서 ACK 신호의 개수에 해당한다.)
- 삭제
- 제5 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신기로 패킷 전송시 각 패킷에 부여되는 패킷 시퀀스 번호를 해당 패킷과 같이 전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제7 항에 있어서,
상기 송신기는 상기 패킷 시퀀스 번호를 적어도 둘 이상 전송시, 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 전송하며,
상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들인, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제8 항에 있어서,
상기 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 차이값은 상기 송신기에 저장하여 관리하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제4 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 패킷을 수신한 패턴인 경우에는 재전송이 이루어지지 않고, 다음 윈도우 범위(W)만큼 설정된 패킷을 전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제4 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 수신하지 못한 패턴인 경우에는 각 수신기마다 수신하지 못한 패킷을 인덱스 코딩하지 않고, 각각 재전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제5 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 송신기 측에서 재전송한 패킷을 디코딩시, 상기 인덱스코딩 체크 비트를 통하여 인덱스 코딩된 패킷인지 여부를 판단하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제12 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 송신기 측에서 재전송한 패킷이 인덱스 코딩된 패킷에 해당하는 경우, 인덱스 코딩된 패킷과 이미 수신 성공한 패킷을 배타적 논리합 연산하여 미수신한 패킷을 디코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제13 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 미수신한 패킷 디코딩시, 상기 인덱스 코딩된 패킷과 함께 전송된 패킷 시퀀스 번호와, 이미 수신 성공한 패킷의 패킷 시퀀스 번호와 매칭을 통하여 미수신한 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 알아내어 해당 패킷을 디코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 제14 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 송신기로부터 전송되는 각 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 저장하되,
최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 저장하며,
상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들인, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 방법.
- 무선통신망에서 송신기로부터 적어도 둘 이상의 수신기로 패킷을 전송하고, 각 수신기에서 미수신된 패킷을 재전송하는 시스템에 있어서,
상기 수신기에 패킷을 전송한 후, 각 수신기로부터 수신확인응답신호를 전송받고, 상기 수신확인응답신호의 수신 패턴을 분석하고, 분석된 상기 수신패턴의 통계적 특성에 따라 다르게 인덱스 코딩하여 미수신된 패킷을 재전송하는 송신기;
상기 송신기로부터 전송된 패킷의 수신 여부에 따라 상기 수신확인응답신호를 송신기로 전송하고, 상기 인덱스 코딩된 패킷을 전송받아 상기 인덱스 코딩된 패킷을 디코딩하여 미수신된 패킷을 수신하는 수신기;를 포함하되,
상기 송신기는 인덱스 코딩을 한 패킷과 인덱스 코딩하지 않은 패킷을 수신기 측에서 구분할 수 있도록 패킷 전송시 인덱스코딩체크 비트를 포함하여 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제16 항에 있어서, 상기 패킷은
윈도우 범위(W)만큼 모아서 적어도 둘 이상의 패킷으로 전송되는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제17 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 각 수신기 별 수신확인응답신호에 해당하는 ACK 신호 또는 NACK 신호의 수신 개수를 기준으로 각각 분류되도록 패턴을 정의하는 패턴분석부;를 더 포함하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제18 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신확인응답신호의 수신 결과에 따라 상기 수신 패턴이 상기 전송한 수신기 중 일부 수신기만 수신하였는지 여부에 따라 패턴을 다르게 설정하고, 상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 해당 패턴에서 각 수신기마다 미수신한 패킷들을 선택하여 인덱스 코딩하는 인덱스코딩부;를 더 포함하는 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제19 항에 있어서, 상기 인덱스코딩부는
상기 수신 패턴이 일부 수신기만 수신한 패턴에 해당하면, 하기 [수학식 1]을 적용하여 패킷 인덱스 코딩 개수를 산출하고, 각 수신기마다 미수신한 패킷을 인덱스 코딩 개수만큼 조합하여 인덱스 코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
[수학식 1]
TCk +1 =
(여기서, TCk +1 는 인덱스 코딩 개수이며, C는 조합(Combination)을 의미하며, T는 패턴t에 대해서 T = KCt이며, K는 수신기 개수이고, k는 각각의 user 입장에서 ACK 신호의 개수에 해당한다.)
- 삭제
- 제20 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신기로 패킷 전송시 각 패킷에 부여되는 패킷 시퀀스 번호를 해당 패킷과 같이 전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제22 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 패킷 시퀀스 번호를 적어도 둘 이상 전송시, 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 전송하되,
상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들인, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제23 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 차이값을 저장하여 관리하는 저장부;를 더 포함하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제19 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 패킷을 수신한 패턴인 경우에는 재전송이 이루어지지 않고, 다음 윈도우 범위(W)만큼 설정된 패킷을 전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제19 항에 있어서, 상기 송신기는
상기 수신 패턴이 상기 일부 수신기만 수신하지 않은 경우의 패턴으로서, 상기 수신기 모두 수신하지 못한 패턴인 경우에는 각 수신기마다 수신하지 못한 패킷을 인덱스 코딩하지 않고, 각각 재전송하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제20 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 송신기 측에서 재전송한 패킷을 디코딩하며, 디코딩시 상기 인덱스코딩 체크 비트를 통하여 인덱스 코딩된 패킷인지 여부를 판단하는 디코딩부;를 더 포함하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제27 항에 있어서, 상기 디코딩부는
상기 송신기 측에서 재전송한 패킷이 인덱스 코딩된 패킷에 해당하는 경우, 인덱스 코딩된 패킷과 이미 수신 성공한 패킷을 배타적 논리합 연산하여 미수신한 패킷을 디코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제27 항에 있어서, 상기 디코딩부는
상기 미수신한 패킷 디코딩시, 상기 인덱스 코딩된 패킷과 함께 전송된 패킷 시퀀스 번호와, 이미 수신 성공한 패킷의 패킷 시퀀스 번호와 매칭을 통하여 미수신한 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 알아내어 해당 패킷을 디코딩하는, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
- 제28 항에 있어서, 상기 수신기는
상기 송신기로부터 전송되는 각 패킷의 패킷 시퀀스 번호를 저장하되,
최초 전송되는 패킷의 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와, 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분을 저장하는 저장모듈;을 더 포함하며,
상기 나머지 패킷 시퀀스 번호들의 증가분은 상기 최초 전송되는 패킷 시퀀스 번호 또는 번호가 가장 작은 패킷 시퀀스 번호와 각각의 다른 패킷 시퀀스 번호와의 차이에 해당하는 값들인, 인덱스 코딩과 통계적 특성을 이용한 데이터 재전송 시스템.
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