KR20000004998A - 자동재송요구시스템에서데이터복원을위한방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이전에 수신된 데이터 패킷의 정보를 이용하여 데이터를 복원하여 데이터 패킷을 재구성 하므로서 실제로 전송된 데이터 패킷을 재구성할 가능성이 꾸준히 증가한다. 각각의 새로운 수신에 대하여, 누산된 정보는 수신기가 실제로 전송된 데이터 패킷에 더 근사한 데이터 패킷을 취할 수 있도록 한다. 폐기될 수도 있는 정보를 이용하면 제한된 데이터 처리 및/또는 메모리 자원을 이용하여 트랜시버에 의해 비우호적인 통신 환경에서 특히 유용한 비트 에러 정정을 매우 효율적으로 할 수 있다.

Description

자동 반복 요구 시스템에서 데이터 복원을 위한 방법 및 장치

디지털 데이터 시스템에서, 메모리에 저장된 데이터 뿐만 아니라 통신 채널을 통해 전송된 데이터 또한 에러에 영향을 받는다는 것이 공통점이다. 에러를 검출하고 또는 검출된 에러를 정정하기 위해서 일반적으로 여러가지 기술들이 이용되고 있다. 에러 검출 기술의 하나로 순환 리던던시 코드(CRC) 검사가 잘 알려져 있다. 블록 코드 및 컨벌루셔널 코드를 이용하는 다른 기술들은 에러 검출 및 에러 정정도 할 수 있다. 에러 검출 및 정정을 위해서, 데이터 비트에 부가 부호화 비트가 가해진다. 통신 채널을 통해 데이터가 수신되거나 메모리에서 검색될 때, 만약 데이터에 오류가 있다면, 수신/검색된 데이터는 어떤 방법으로 부가 비트를 사용하여 복호된다. 이러한 복호화 절차들은 인쇄물을 읽는 중 잘못된 철자를 정정할 수 있는 사람의 능력과 유사하다. 단어들은 서로 상당히 다르기 때문에, 독서자는 단어가 의미하는 바를 직감적으로 알 수 있다.

이러한 에러 검출 및/또는 정정 부호화 기술들 모두는 어느 정도 여분의 정보에 적용된다. 그 이상의 리던던시는 데이터의 유닛으로 형성되고, 에러는 정확히 검출될 수 있으며, 어떤 경우에는, 정정될 수 있다. 불행히도, 부호화/리던던시 비트 수가 증가함에 따라서, 전체 데이터 처리량은 감소한다. 달리 말해, 시간 유닛당 전송된 실제 데이터량은 감소된다. 또한, 부호화/리던던시 비트 수의 증가에 따라, 부호화/복호화 알고리즘의 복잡성이 증가하여 제한된 데이터 처리 자원을 낭비하게 되고 데이터 처리 시간은 느려진다.

상대적으로 "클린(clean)" 환경에서, 데이터에는 오류가 없고, 더 간단한 에러 검출 및/또는 정정 절차와 관련하여 더 적은 부호화/리던던시 비트가 사용될 수 있다. 그러나, 비우호적인 환경(hostile environment)에서는 적지 않은 잡음, 간섭, 등등이 있으므로, 이러한 간소화는 선택 사항은 아니다. 예를 들어 무선 통신 환경을 고려해 보자. 무선 주파수 통신 채널은 늘 존재하는 잡음, 거의 연속적으로 변하는 통신 채널 특성, 다중 경로 패이딩, 부호 간 간섭(ISI)을 야기하는 시간 분산, 인접 채널 통신에 의한 간섭 및 기타 요소의 호스트를 포함하는 부정적인 요소(corrupting factor)로부터 영향을 받는다.

이러한 다양한 부정적 요소로부터 보호하기 위해 사용된 하나의 통신 프로토콜(즉, 절차)이 자동 반복 요구(ARQ) 트랜젝션 처리이다. 순수 ARQ 시스템은 단지 에러 검출만을 한다(에러 정정에는 사용되지 않음). 특히, 어떤 유형의 에러 정정 비트/부호화 비트를 갖는 데이터 패킷은 통신 채널을 통해 송신기에서 수신기로 전송된다. 각각의 수신 데이터 패킷은, 데이터 패킷이 정확히 수신되었는지를 결정하기 위해 데이터 패킷에 포함된 에러 정정 비트를 이용하는 수신기에 의해 처리된다. 만약 패킷이 무사히 정확히 수신되었다면, 수신기는 송신기로 확인 응답 신호(ACK;acknowledgment)를 전송한다. 만약 에러가 검출되었다면, 수신기는 부정 응답(NAK;negative acknowledgment)을 송신기에 보내고, 데이터 패킷을 폐기하며, 송신기에서 동일한 데이터 패킷이 재전송될 때까지 대기한다. 또한, 소정의 타이밍대(timing window)는, 송신기가 정보를 전송하고, 수신기는 정보를 수신 및 처리하여, ACK 또는 NAK 신호를 송신기에 보내기에 충분한 시간을 갖도록 셋된다. 만약 송신기가 소정의 범위 내에서 ACK 신호를 수신하지 못했다면 또는 NAK 신호를 수신하였다면, 송신기는 데이터 패킷을 재전송한다.

잡음이 있는 또는 무선 통신처럼 데이터 오염이 있는 환경에서, 데이터가 정확히 수신되기 전에는 많은 횟수의 재전송이 일어날 수 있다. 구체적으로 말해, 데이터 패킷이 얼마나 여러번 전송/재전송되는가는 문제가 되지 않으며, 수신기는 후에 재전송된 데이터 패킷의 정확한 정보를 어떻게 복호하는가에 대해 조금도 더 스마트해지지 않는다. 바꿔 말하면, 어떤 주어진 데이터 패킷 재전송에서 정확히 패킷을 수신할 가능성은 그 패킷을 재전송할 가능성보다 더 낫지 않다.

이러한 ARQ 프로토콜을 향상시키기 위한 하나의 방법은 순방향 오류 정정(FEC) 비트를 데이터 패킷에 부여하여 어느 정도의 비트 정정을 허용하는 것이다. 이러한 "혼합(hybrid)" 기술이 BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 패리티 검사 비트를 사용하는 CRC 에러 검출 비트를 대신할 수 있을 것이다. 만약 에러가 난 비트가 수신기에서 정정될 수 있다면, 재전송을 요구할 필요도 없이 확인 응답이 송신기에 보내질 것이다. 에러 패턴의 제한된 수가 정정될 수 있는 이러한 복합 기술을 사용할 때라도, 이러한 복합 기술(순수 ARQ 프로토콜처럼)은 미리 수신된 패킷에 포함된 정보를 이용하지 않는다. 순수 ARQ 프로토콜에서 잘못된 데이터 패킷 또는 복합 기술 사용 중 수용 불가능한 에러를 포함하는 데이터 패킷은 쉽게 폐기되며 연속적 패킷의 재전송이 요구된다.

데이터 패킷의 현재 수신된 재전송이 이전에 수신된 데이터 패킷의 그 정보를 사용하여 정정될 수 있도록, 필요한 것은 이전에 전송된 패킷에 포함된 정보를 사용하는, 즉, 잘못된 데이터 패킷들을 폐기하기 보다 그들을 사용하는 ARQ 프로토콜에 적용가능한 데이터 복원 기술이다. 이전에 전송된 패킷의 대부분의 비트는 거의 정정되고, 대부분이 예에서 하나 또는 극히 적은 비트만이 오염된다. 이러한 발명의 주요 목적은 패킷의 이전 전송으로부터 누적된 정정 정보를 이용하여 정정 데이터 패킷을 생성하는 것이다. 이러한 기술이 메모리 자원이 제한된 다양한 환경, 예를 들어, 휴대용/이동 무선국에 사용될 수 있도록, 이러한 기술은 너무 많은 처리 시간을 소비하지도 않고, 가능하다면 이러한 처리에 요구되는 메모리의 양을 최소화한다. 그러므로 각각의 데이터 패킷에 순방향 에러 정정 비트를 부가할 필요 없이 ARQ 프로토콜에 순방향 에러 정정 비트를 포함할 것이 요구된다.

본 발명은 일반적으로 데이터 처리 및 통신분야에 관한 것이며, 특히, 통신 채널을 통해 전송된 데이터 또는 메모리에서 검색된 데이터를 복원하는 것에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 통신 시스템의 기능 블록도;

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법을 나타낸 흐름도;

도 3A-3C는 데이터 메시지에 포함된 데이터 메시지 및 데이터 패킷예를 나타낸 도면;

도 4는 다수결된 패킷을 나타낸 도면;

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 비트 누산 기능을 나타낸 도면;

도 6은 수신된 데이터 패킷과 다수결된 패깃과의 직접 비교를 나타낸 도면;

도 7은 멀티-사이트, 본 발명이 특별한 애플리케이션을 가질 수 있는 주파수 공용 통신 시스템을 간략하게 나타낸 도면;

도 8은 본 발명이 이용될 있는 무선 데이터 네트워크의 기능 블록도;

블록도;

도 9는 본 발명에 따라서 사용될 수 있는 휴대용/이동 무선 트랜시버의 기능 블록도;

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 복원 절차를 나타낸 흐름도;

도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라서 실행될 수 있는 직접 비교 연산을 나타낸 흐름도; 및

도 12는 본 발명에 따른 데이터 복원 계획의 한 실시예에 따라서 실행될 수 있는 다수결 절차의 흐름도이다.

본 발명의 목적은 정정 데이터 유닛이 이전에 수신된, 그러나 허용할 수 없는 데이터 유닛에 포함된 정보를 사용하여 복원되는 데이터 복원 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한, 데이터 비트에 부가적인 순방향 에러 정정 비트를 부가하지 않고서도 데이터가 정정 될 수 있도록 자동 반복 요구(ARQ) 트랜젝션 환경에서 데이터 복원 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 패킷, 복잡한 순방향 에러 데이터 정정 복호화 절차, 또는 상당한 메모리 자원에 순방향 에러 정정 비트를 부가할 필요 없이 비우호적인 환경에서 데이터를 복호할 때 효율적인 에러 복원 기술을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기에서 알려진 다양한 문제점들을 해결하고 이러한 그리고 기타 목적들을 만족시킨다. 데이터 유닛이 생성되도록 만약 에러가 있다면 데이터 유닛이 수신되고, 에러 검사되고, 재전송되는 자동 반복 요구 데이터 전송 시스템에서, 허용 데이터 유닛을 재구성하기 위해서 본 발명은 시퀀스의 교호 데이터 유닛에서 제1재구성 연산을 실행하고 시퀀스의 다른 데이터 유닛에서 제2재구성 연산을 실행한다. 재구성 연산중 한 연산에는 시퀀스의 현재 수신된 데이터 유닛과 이전에 수신된 데이터 유닛을 근거로 다수결 데이터 유닛을 결정하는 단계가 포함될 수 있다. 다른 재구성 연산은 다른 비트 값을 갖는 이들 비트 위치를 확인하기 위해 다수결 데이터와 현재 수신된 데이터 유닛의 직접 비교를 실행한다. 이들 비트 위치에서 하나 또는 그 이상의 비트 값은 정정 데이터 유닛을 생성하기 위해서 변환된다. 순수 자동 반복 요구(ARQ) 환경(즉, 순반향 에러 정정이 없는)에 대해 다수결 및 패킷 비교 재구성 기술을 번갈아 적용하는 것은, 통신 유닛이 높은 비트 에러율 환경에서 그 것의 성능을 향상시키고 짧은 시간 주기에 전송된 패킷을 정확히 수신할 가능성을 증가시키기 때문에 매우 중요하다.

교대의 다수결 및 패킷 비교 데이터 유닛 재구성 기술을 사용하는 바람직한 실시예에서, 그 것이 "결합(tie)" 투표를 결정하기가 어렵다는 관점에서 투표시 짝수의 데이터가 존재할 때는 다수결이 덜 효과적이다. 예를 들어, 만약 투표되는 네 개의 패킷이 있을 때, 두 개의 패킷이 "1"을 갖고 두 개의 패킷이 "0"을 가지는 비트 위치에 어떤 값이 할당 되어야 하는가? "1" 또는 "0"을 선택하기 보다, 이러한 균형을 깨는 딜레마를 피하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 수신된 홀수의 데이터 패킷에 대해서만 다수결을 사용하고 짝수 매김된 패킷에 대해 현재 수신된 데이터 패킷과 다수결된 데이터 패킷을 직접 비교한다. 다수결 및 직접 비교 기술에서, 이전에 수신된 데이터 패킷의 정보는 정정 패킷을 취득할 가능성을 증가시킨다.

다수결 및 직접 비교 연산은 비교적 간단하게 실행되기 때문에, 데이터 처리 자원의 양 및 시간이 적게 소비된다. 또한, 본 발명은 이전에 수신된, 그러나 최소한의 메모리를 가진 잘못된 패킷에 포함된 정보를 사용하는 신규 기술을 제공한다. 이전에 수신된 에러가 있는 패킷의 정보는 보존되지만, 패킷들 자체는 저장되지 않는다. 대신에, 본 발명은 재구성된 데이터 패킷의 각각 상응하는 비트 위치를 위해 각각의 수신 데이터 유닛의 그 비트 위치에서 비트 합계를 누산한다. 임계값은 시퀀스로 재전송된 데이터 유닛의 수를 근거로 결정되고, 각각의 누산 합계는 이 임계값과 비교된다. 만약 누산된 합계가 임계값과 같거나 그 미만이면, 재구성된 패킷의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값은 0으로 설정된다. 그렇지 않으면, 재구성된 데이터 패킷의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값은 1로 정해진다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들 뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 실시예는 같은 참조 번호는 같은 소자를 칭하는 다음 도면과 관련하여 자세히 설명된다.

다음 명세서에서, 특정 회로, 인터페이스, 기술, 등등과 같이, 언급된 특정한 세부 항목은 본 발명의 이해를 돕기 위한 설명을 위한 것이지 제한하는 것은 아니다. 그러나, 해당 기술의 당업자들은 본 발명이 특정한 항목 외의 다른 실시예로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 기타의 경우, 공지된 방법, 장치 및 회로의 자세한 설명은, 불필요한 항목으로 인해 본 발명의 설명을 애매하게 하지 않기 위해서 생략된다.

본 발명은 데이터 통신 시스템의 내용에서만 예의 목적을 위해 설명된다. 다음의 실시예는 특히 무선 통신 환경에 대한 본 발명의 응용을 설명한다. 그러나, 본 발명은 무선 통신 또는 어떤 유형의 데이터 통신에만 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기타 응용은, 예를 들어 저장 장치에 또는 저장 장치로부터 전송되는 다양한 데이터를 포함하여 오염될 가능성이 있는 데이터를 수신 및/또는 액세스해야 하는 어떤 종류의 데이터 처리 시스템에 대한 것일 수 있다.

따라서, 도 1은, 네트워크 버스(16)를 통해 데이터의 패킷을 다른 데이터 프로세서 또는 어떤 기타 장치, 예를 들어, 주변 장치일 수 있는 데이터 수신기(14)로 보내는 데이터 프로세서(20)와 같은 송신기(12)를 포함하는 유선형 데이터 통신 네트워크를 나타낸다. 데이터 프로세서(24, 26) 모두는 그들 각각의 메모리(22, 28)를 가지고 있으며 또한 네트워크 버스(16)를 통해 패킷 정보를 통신하는 각각의 트랜시버(24, 30)를 포함한다. 데이터 프로세서(20) 및 트랜시버(24)는 데이터를 데이터 유닛 또는 데이터 패킷으로 나누고 뿐만 나니라 에러 검출 비트의 내포(inclusion)/부호화를 포함하여 네크워크 버스(16)를 통한 전송을 위해 사용된 응용 프로토콜을 따르도록 데이터를 포맷한다. 데이터 프로세서(26)는 각 데이터 유닛이 정확히 수신되었는지를 검사하기 위해서 메모리(28)에 저장된 알고리즘에 따라서 트랜시버(30)에 수신된 데이터 유닛을 처리한다. 본 발명의 특별히 유용한 한 응용에서, 데이터 유닛이 수신기(14)에 정확히 수신되지 않았을 때, 수신기(14)가 네트워크 버스(16)를 통해 송신기(12)로 확인 응답(ACK)을 전송하도록 자동 재전송 요구(ARQ) 프로토콜이 송신기와 수신기 사이에 쓰여진다. 만약에 데이터 유닛이 틀리게 수신되고 본 발명에 따라서 정확히 재구성될 수 없다면, 수신기(14)는 부정 응답(NAK)을 네트워크(16)를 통해 송신기(12)로 보내고 이에 응답하여 동일 데이터 유닛이 재전송된다.

그 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 장치의 다중 액세스로 인해 생성될 수 있을 것이다. 재전송 또는 액세스의 수는 어떤 시스템의 설계 파라미터로 사용된다. 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. 만약 현재 수신된 데이터 유닛에 에러가 없다면(또는 비교적 약간의 비트 에러를 허용할 수 있는 디지털 채널과 같은 응용대한 허용 비트 에러율 이내), 확인 응답(ACK)이 수신기(14)에서 송신기(12)로 전송되고, 다음 수신된 데이터 유닛이 에러 검사된다(블록 41). 그렇지 않다면, 이 것이 데이터 유닛의 첫 번째 전송인지를 판단하게 된다(블록 43). 만약 그렇다면, 수신기(14)는 데이터 유닛의 재전송 요구(블록 44)를 보내고 재전송된 데이터 유닛을 수신하고 에러를 검사한다(블록 41).

만약 이 것이 그 데이터 유닛의 재전송이라면, 이 데이터 유닛이 "교호(alternate)" 데이터 유닛인지를 판단한다(블록 48). 예로서, 교호 데이터 유닛들 은 동일 데이터 유닛의 "홀수" 전송, 즉, 전송 1, 재전송 3, 재전송 5, 등등에 해당하는 것이다. 다른 한편, 교호 데이터 유닛들은 "짝수" 전송, 즉, 재전송 2, 재전송 4, 재전송 6, 등등에 해당하는 것일 수도 있다. 만약 데이터 유닛이 교호 데이터 유닛이라면, 제1데이터 유닛 재구성 연산이 실행된다(블록 50). 그렇지 않으면, 제2데이터 유닛 재구성 연산이 실행된다(블록 52).

제1 또는 제2데이터 유닛 재구성 연산 중 어느 하나가 실행된 후, 블록(54)에서, 재구성된 데이터 유닛이 타탕한가, 예를 들어, 재구성된 데이터 유닛에 비트 에러가 없는지 또는 소정 비트 에러 임계값 이하인지가 판단된다. 만약 그렇다면, 블록(47)으로 되돌아가서 수신기(14)는 송신기(12)로 확인 응답을 보낸다. 만약 그렇지 않다면, 단계(44)로 가서 데이터 유닛의 재전송을 요구하도록 제어한다.

본 발명은 데이터가 유닛으로 전송되는 어떤 데이터 포맷을 제공한다. 예를 들어, 도 3A는 디지털 데이터 메시지를 위한 포맷의 한 예를 보여준다. 메시지는 데이터 메시지의 시작, 송신기 및/또는 수신기 번지 정보, 메시지의 길이, 등등을 포함하는 기능의 어떤 수로 할당된 비트의 헤더부분으로 시작한다. 이러한 헤더의 한 예가 표준 인터넷 프로토콜(IP) 헤더이다. 헤더 뒤에는 패킷 번호 1, 패킷 번호 2, 패킷 번호 3...처럼 도 3에 나타낸 데이터의 패킷이 오게 된다.

도 3B에 나타낸 것 처럼 각각의 패킷은 데이터 및 에러 검출 비트를 모두 포함한다. 바꿔 말하면, 실질적 정보에 해당하는 각 패킷의 모든 비트가 전송되는 것은 아니다. 본 발명에서 한계 데이터 패킷(term data packet)이 때때로 사용되지만, 본 발명은 어떤 데이터 유닛에도 적용될 수 있으며 데이터 패킷에 반드시 제한되는 것은 아니라는 것을 알 수 있다.

데이터 패킷의 한 특정한 예의 재구성이 도 3C에 나타나 있다. 데이터 패킷의 제1부분에 있는 소정 수의 데이터 비트 뒤에는 순환 리던던시 검사(CRC) 비트의 제2부분이 뒤따른다. 순환 리던던시 검사는 에러 검출만 할 뿐이지 에러를 정정하지는 않는다. 공지된 CRC에는 CRC-CCITT와 CRC-16이 있다. 본 발명에는 BCH 패리티 검사 비트와 같은 순방향 에러 검출 및 정정 비트가 적용된다. 그러나, 본 발명의 장점들 중 하나는 순방향 에러 정정 비트 및 부호화/복호화 알고리즘이 데이터 복원에 사용될 필요가 없다는 것이다.

제1 및 제2데이터 유닛 재구성 연산 중 하나는 도 4의 예시와 관련하여 설명되는 다수결 연산이다. 바람직한 실시예에서, 다수결 연산 기술은 교호의, 홀수 데이터 패킷 전송에 적용된다. 그러므로, 도 4에 나타낸 간단한 예에서, 다수결 연산은 패킷 데이터의 3회 전송으로 실행된다. 각각의 데이터 패킷은 32데이터 비트와 16 CRC 비트를 포함한다. 만약 특정한 비트 위치에서 두 개 또는 세 개의 비트가 같은 값을 가진다면, 그 값이 다수결 데이터 패킷의 그 비트 위치에 할당된다. 3개의 데이터 패킷의 첫 번째 8-비트 바이트에서 두 개의 예가 1, 1 및 0을 나타낸다면 결과적으로 네 번째 비트 위치에서는 1을 나타낸다. 이에 반하여, 일곱 번째 비트 위치에서, 비트값 0, 1, 및 0의 다수결 0이 일곱 번째 위치에 할당된다. 도시되지는 않았지만, 패킷 데이터 비트의 어떤 위치라도 다수결 연산을 실행하는데 사용될 수 있다. 그러나, 더 많은 정보는 모든 32데이터 비트 및 모든 16 CRC 데이터 비트 전체에 다수결 액세스하므로서 얻어진다.

다수결로 정해진 패킷은 제1, 제2, 및 제3데이터 패킷의 누산 비트 정보를 단일 데이터 패킷으로 결합한다. 이들 비트들의 대부분은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 정확하게 수신된다(특정 비트 위치의 모든 0 또는 모든 1). 다른 비트 값들 간에 다수결 판정이 필요한 이들 비트 위치에서 조차, 다수결 결과가 정확한 비트 값에 해당할 가능성이 높다. 다수결로 정해진 패킷이 생성된 후, 데이터 패킷에서 CRC 연산이 실행되어 그 것이 정확한지 또는 적당한 허용 오차 내에 있는지를 판단한다.

다수결 판정 처리에 사용된 새로운 비트 누산 기능을 사용한다는 것은 특별히 유용한 그러나 비제한적인 본 발명의 실시예이다. 메모리에 수신 데이터 패킷을 저장하고 다수결 연산을 위해 이들 저장된 데이터 패킷의 각각을 검색하기 보다는, 데이터 패킷의 각 비트 위치를 위해 비트 누산기 생성, 보유하므로서 메모리가 보호되고 복잡성이 감소된다. 수신된 데이터 패킷의 각 비트는 대응하는 비트 어큐뮬레이터에 부가된다. 따라서, 만약 각각의 데이터 패킷에 48비트가 존재한다면, 데이터 패킷은 48비트 어큐뮬레이터를 가지며, 각 어큐뮬레이터의 크기는 1-바이트이다. "1"의 비트값은 결국 그 비트 위치를 위한 비트 어큐뮬레이터에 가해지는 "1"이다. 이러한 면에서, 데이터 패킷의 각 비트 위치에서 "1"의 전체수에 대한 실행 합계(running sum)가 유지된다. 각각 비트 어큐뮬레이터에서 총합계 값은 수신된 데이터 패킷과 비교된다. 만약 비트 어큐뮬레이터의 총계값이 임계값을 초과한다면, 다수결된 비트는 "0"으로 셋된다. 임계값은 수신된 패킷 수의 반과 같게 설정된다.

이러한 비트 어큐뮬레이터는 대량의 패킷 재전송이 요구될 수 있는 환경에서 특히 이익이된다. 예를 들어, 만약 총 255회의 패킷 재전송이 허용되면, 각 비트 어큐뮬레이터는 단일, 8-비트(즉, 1바이트) 필드로 정해질 수 있다. 달리 말해, 각 바이트는 단일 데이터 패킷 어큐뮬레이터이다. 이러한 구성을 이용하면, 16 데이터 바이트 및 2 CRC 바이트를 갖는 데이터 패킷은 255 데이터 패킷 어큐뮬레이터 만큼에 상응하는 144비트 어큐뮬레이터(즉, 144 바이트)를 필요로한다. 이 것은 RAM에 개별적으로 각 패킷 재전송을 저장하는 것에 비해서 RAM에 상당한 여유(saving)를 제공한다. 만약 패킷이 255회 전송되어진다면, 각 패킷을 개별적으로 저장하기 위해 255 × 18바이트 = 4,590의 RAM이 필요할 것이다. 그러나 본 발명에서 이용한 비트 어큐뮬레이터 방법은 메모리에 저장하기 위해 144바이트만을 필요로 한다. 또 다른 구성은 단지 15회의 총 데이터 패킷 재전송만을 허용하게되고 4비트(니블) 비트 어큐뮬레이터 필드를 사용한다. 이러한 구성은 RAM의 단일 바이트가 2 비트 어큐뮬레이터를 지원하도록 한다.

홀수 데이터 패킷 반복의 경우, 수신 데이터 패킷의 각 비트 위치에서 비트값은 상응하는 비트 어큐뮬레이터에 부가되어 새로운, 다수결 데이터 패킷을 생성한다. 이러한 새로운 다수결된 데이터 패킷은 CRC 알고리즘을 사용하여 처리한다. 만약 그 것이 CRC 검증을 통과한다면, 다수결된 데이터 패킷이 받아들여지고, 바람직한 패킷 수신을 나타내는 확인 응답을 송신기에 보낸다. 만약 다수결 패킷에 여전히 오류가 있다면, 패킷이 재전송될 수 있도록 부정 응답이 송신기로 전송된다.

반면에 다수결이 짝수 매김된 패킷 수신에 적용된다면, 이 기술은 잠재적인 "결합(tie)", 예를 들어, 네 개의 패킷이 단일 비트 위치에 두 개의 "1"과 두 개의 "0"가지고 수신되기 때문에 효율적이지 않다. 대신에, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 짝수 데이터 패킷(수용할 수 없는 에러를 가지고 수신된)은 이전의 홀수 데이터 패킷 수신에서 계산된 다수결 데이터 패킷과 직접적으로 비교된다. 짝수 데이터 패킷의 데이터 패킷 비트 값들은 상기에서 설명된 것과 같이 데이터 패킷 비트 어큐뮬레이터에 부가된다. 그러나, 다수결된 패킷을 홀수 데이터 패킷 수신에서 계산된 것과 같게 유지하기 위해서 다수결 자체는 실행되지 않는다.

도 6은 직접 비교 데이터 유닛 재구성 기술의 예를 나타낸다. 직접 비교는, 예를 들어 두 개의 비교 데이터 패킷이 서로 다른 비트는 결과적으로 이진수 "1"이고, 두 비트가 같을 때는 이진수 "0"이 되는 배타적-OR(XOR) 연산을 사용하여 실행된다. 다수결과 같이, 직접 비교는 데이터 패킷의 일부 비트에서, 또는 되도록 패킷의 모든 데이터 비트에서 실행될 수 있다. 후자를 실행하기 위해서 예를 들어, 예시된 수신 데이터 패킷의 모든 데이터 및 CRC 비트는 다수결 데이터 패킷의 모든 데이터 및 CRC 비트와 비교된다.

비트 차의 수가 임계값을 초과한다면, 아래에서 설명되는 이유로, 송신기로 부정 응답을 보내고 패킷을 폐기하는데 신중해야 한다. 그러나, 만약 패킷이 적은 위치에서만 다르다면, 이들 다른 비트들은 각각에 대해 가능한 결합을 실행하는 CRC 알고리즘으로 모든 가능한 결합을 실행하여 데이터의 정확도를 검사한다. 바꿔 말하면, 만약 다른 비트 위치들 중 하나가 "1"이라면, 그 것은 "0"으로 변하고 CRC 알고리즘이 검사된다. 만약 두 개의 비트 위치가 다르다면, 가능한 네 개의 다른 비트 결합이 시도된다. 3개의 비트 위치에 대해서는 8개의 비트 결합이 가능하다. 따라서, 가능한 비트 결합의 수는 2^bitdifs와 같다. 여기서 "bitdifs"는 다른 비트의 수이다. 만약 이들 비트 결합 중 어느 하나가 타당한 CRC 검사를 통과하면, 수신기에 의해 확인 응답이 발생되고 정정된 패킷은 수용된다. 만약 복원되는 유효 패킷이 없다면, 부정 응답이 전송된다.

두 데이터 유닛 재구성 간, 예를 들어 짝수 또는 홀수의 패킷 수신 사이를 교대하는 처리는 패킷에 대해 긍적적인 확인 응답이 이루어질 때 까지 또는 시도 횟수가 최대가 될 때까지 계속된다. 상기에서 설명된, 8-비트 어큐뮬레이터를 사용하는 구성예에서, 재시도/재전송의 최대 횟수는 255번까지 허용된다.

직접 비교 기술의 임계값을 결정할 때, 허용될 수 있는 비트 차이의 수가 실제 한계가 된다. 일차적인 문제는 모든 가능한 결합에 대해 CRC를 실행할 때 수반되는 처리 시간에 대한 것이다. 처리 시간은 수신기가 어떤 종류의 긍정 응답/부정 응답을 소정의 시간 내에, 예를 들어, 일순간 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 수용한 패킷 중 하나가 송신기에 의해 실제로 송신된 것과 같지 않을 때, 즉 "거짓"일 때이다. 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 차이가 받아들어 진다면, 처리 시간 및 전력 소비가 증가되고 "오류(falsing)" 가능성 또한 높다.

본 발명의 중요한 특징은, 만약 패킷들이 잘못된 또는 받아들일 수 없는 것들이라면, 이들 패킷을 폐기하므로서 잘못된 데이터 패킷의 중요 정보는 잃지 않는다는 것이다. 본 발명은 다수결 및 직접 비교 에러 정정 기술을 사용하여 이러한 중요 정보를 보호하고 이용한다.

예를 들어 두 개의 퍼센트 비트 에러율(BER)에 대해 생각해 보면 데이터 패킷은 전체 48비트에 대해 4바이트의 데이터와 2바이트의 CRC 코드 비트로 구성된다. 이러한 환경에서, 각 전송 데이터 패킷이 한 또는 그 이상의 에러를 포함할 가능성이 높다(62%). 본 발명이 아닌 경우, 에러가 없는 어떤 하나의 데이터 패킷 전송을 수신할 가능성은 다음 식에 따라서 결정될 수 있다:

P_{good packet}= (P_{correct bit})^{number of bit}(1)

따라서, 하나 또는 그 이상의 비트 에러를 가진 어떤 패킷을 수신할 가능성은 다음 식에 따라서 결정된다:

P_{good packet}= 1 - (P_{correct bit})^{number of bit}(2)

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

P_success= P_{good packet} + (P_{error packet})(P_{good packet}) (3)

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

그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 짝수 매김된 전송에서의 직접 비교 및 홀수 매김된 전송에서의 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 기술에 대해서, 단지 두 번 전송된 패킷을 성공적으로 복호할 가능성은 다음 식에 따라서 결정된다:

직접 비교 기술이 포함되었을 때 데이터 패킷을 정확히 수신할 가능성은 약 62%에서 67%까지 증가한다. 수신된 패킷 및 다수결된 패킷이 단지 이러한 시나리오에서 2비트만이 다르므로 이러한 증가는 그리 높은 것은 아니다. 달리 말해, 두 패킷의 각각은 하나의 비트 에러만을 가지며 두 패킷에서 단일 비트 에러는 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 이용하면 3번 전송되어진 패킷의 정정 가능성이 향상된다. 한 패킷 전송을 정확히 수신할 가능성에 대한 상기의 공식을 이용하면, 다수결하지 않고 3회 전송된 패킷을 수신할 가능성은 다음과 같다:

P_success= P_{good pkt}+ (P_{error pkt})(P_{good pkt}) + (P_{error pkt})²(P_{good pkt}) (7)

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

P_success= P_{good pkt}+ (P_{error pkt})(P_{good pkt})

+ (P_{error pkt})²(P_{good pkt}) + (P_{error pkt})³(P_{good majority vote}) (8)

여기서, P_{good majority vote}

= [3(P_{correct bit})²(1 - P_{correct bit}) + (P_{correct bit})³]^{num of bits}(9)

다수결을 이용하여 패킷을 정확히 수신할 가능성은 98.7%이다.

만약 직접 비교 및 다수결 기술이 도입된다면, 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 수신기를 더 정밀하게 만드는 것이 아니라 사전에 수신된 데이터 패킷의 가치있는 정보를 사용하여 수신된 데이터 패킷을 정확히 정정하는 것이다. 또한, 직접 비교 및 다수결 기술은 단지 최소한의 시간, 계산 및 메모리 자원만을 필요로 한다. 특히 3회 이상의 전송을 필요로 하는 잡음이 있는 환경에서 조차, 본 발명은 각 새로이 수신된 전송 데이터를 더욱 더 정밀하게 복원하게 된다.

데이터 처리 자원이 제한되고, 메모리 공간이 보호될 필요가 있으며, 통신 환경이 일반적으로 비우호적인 환경의 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 필요로하는 이동 무선국 및 커버리지 에리어(A1)의 호출을 수신하여 특정 피호출자(callee) 또는 피호출자의 그룹과 통신하는 "멀티-사이트" 시스템이다. 호출자는 그의 휴대용/이동 RF 트랜시버의 PTT(push-to-talk) 버튼을 눌러 채널을 요구한다. 이 것은 할당된 RF 제어 채널을 통해 전송된 수신 디지털 제어 채널 메시지를 매개로 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 사이트로 커버된 지역 내의 통신을 지원한다.

또한, 사이트 제어기는 할당된 작업 채널을 포함하는 제어 메시지를 멀티-사이트 스위치(104)로 보낸다. 호출자를 서비스하는 RF 사이트 중계기와 피호출자(들)를 서비스 하는 RF 사이트 중계기(들) 사이에 음성 신호 통로가 형성되도록 스위치는 채널 요구를 다른 사이트 제어기에 보내고 음성 신호를 정해진 경로로 발송한다. 또한, 하나 또는 그 이상의 디스패치 콘솔(dispatch console)(106)과 육상 통신 가입자(중앙 전화 상호접속 스위치(108)를 매개로)가 통신에 수반된다. 채널 요구 메시지 수신을 근거로, 이러한 제2사이트 제어기는 호출에 RF 작업 채널을 각각 할당한다(예를 들어, 만약 호출자의 채널 요구 메시지에 의해 지정된 피호출자가 할당된 RF 송수신 사이트에 의해 서비스되는 커버리지 에리어 내에 물리적으로 위치된다면). 한편 멀티-스위치(200)는 사이트(S1)의 능동 RF 수신기에서 호출에 가담한 다른 사이트 각각의 능동 송신기까지 경로 지정되어진 호출자의 음성을 보유한다. 또한, 세부 항목이 예를 들어 미국 특허 제5,200,954에서 제공되었다.

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)를 사용하여 망연동된다. 데이터 게이트웨이(114)는 두 네트워크 사이의 메시지 변환을 위해 인터페이스를 제공한다. 데이터 케이트웨이(114)는 예를 들어 TCP/IP와 같은 표준 프로토콜을 이용하여 이더넷 네트워크 동축 케이블(114)을 따라 호스트 컴퓨터(116, 118, 및 120)에 접속된다. RF 데이터 네트워크(112)에서, 데이터 인터페이스 모듈(126)은 하나 또는 그 이상의 무선 유닛(128, 130)을 사용하는 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 이용 가능한 RF 작업 채널을 할당하고 무선국(128)에 알린다. 사이트(122)는 데이터 게이트웨이(114)로 그 것을 경로지정하는 데이터 인터페이스 모듈(126)에 호할당(call assignmet) 전송하여 데이터 게이트웨이와 RF 작업 채널 사이에 데이터 경로를 설정한다. 무선국(128)은 메시지를 패킷으로 분류하고 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, 그것은 그들이 정확히 수신되었는지를 알아보기 위해 검사하고 하나 또는 그 이상의 확인 응답 신호를 RF 작업 채널을 통해 무선국으로 전송한다. 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 때 까지 또는 무선국이 그것의 재시도를 끝낼 때 까지 계속된다. 만약 데이터 게이트웨이(114)가 데이터 메시지를 성공적으로 수신하였다면, 데이터 게이트웨이(114)는 버스(114)를 통해 호스트 컴퓨터(116)로 메시지를 전송한다.

본 발명에서 이용하기에 적합한 이동/휴대용 무선 유닛의 일반적인 구조는 도 9에 나타낸 바와 같이 마이크로프로세서를 기반으로 한다. 마이크로프로세서(150)는, 무선 디스플레이, 키패드, PTT(push-to-talk) 스위치, 뿐만 아니라 스피커에 오디오 출력을 제공하고 마이크로폰의 오디오 입력을 받아들이는 오디오 회로(168)를 인터페이스하기 위해서 메모리(152) 및 입력/출력(I/O) 회로(154)를 포함한다. 모뎀(156)은 음성 암호화, 차량 위치, 멀티-사이트 스위치 및 디지털 통신 서브시스템(무선 데이터 단말기(132)를 포함하는)의 기타 유형에 대한 디지털 인터페이스로 기능한다. 그것은 경우에 따라서 소프트웨어에 대립되는 하드웨어에서 실행되는 CRC 검사와 같은 에러 검출 알고리즘을 갖는 것이 바람직하다. 만약 그러한 경우에 있다면, 모뎀(156)은 하드웨어 회로를 포함하여 에너 검출 및/또는 정정 기능을 실행하고 게다가 변조/복조 기능을 실행할 것이다. I/O 회로(154)는 또한 RF 수신기(162) 및 송신기(160)의 마이크로프로세서(150)에 의한 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 그것이 예를 들어 상기에 설명된 무선 통신 네트워크에서 실행됨에 따라서 더 자세히 설명된다. 특히, 무선 채널을 통해 전송된 데이터 패킷을 수신하는 무선 수신기에 의해 실행되는 데이터 복원 절차는 도 10에 예시된 흐름도와 관련하여 설명된다. 처음에, 패킷 카운트 변수 PACKETCNT는 0과 같게 설정된다(블록 180). 데이터 패킷이 수신되고(블록 182), 패킷 카운트 변수는 증가된다(블록 184). 데이터 패킷이 도 4-6에 나타낸 것과 같은 형태라고 가정하면, 수신된 패킷에서 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 응답 신호를 전송하고(블록 202) 블록(182)으로 되돌아가 다음 데이터 패킷을 수신하는 것을 제어한다. 그렇지 않으면, 수신된 데이터 패킷 비트 값은 이러한 데이터 패킷을 위해 유지되는 해당 비트 어큐뮬레이터에 부가된다(블록 190). 블록(192)에서는 현재 패킷 카운트가 홀수인지, 즉 이것이 이러한 데이터 패킷의 짝수 또는 홀수 재전송인지를 판단한다. 만약 그것이 홀수 전송이라면, 도 11에서 더 자세히 예시된 다수결 데이터 유닛 복원 알고리즘이 실행된다(블록 194). 만약 그것이 짝수 전송이라면, 도 12에 나타낸 바와 같이 직접 비교 데이터 복원 절차가 행해진다(블록 196). 도 11 및 12에 더 자세히 나타낸 데이터 복원 연산 중 어느 것이 실행된 후 블록(198)으로 가서 패킷이 CRC 검사를 사용하여 정확히 복호되었는지를 판단한다. 만약 그렇지 않다면, 블록(200)에서 재시도가 요구되고 블록(182)으로의 귀환을 제어하여 재전송된 패킷을 수신한다. 패킷이 성공적으로 복호되었다면 재구성된 데이터 패킷이 받아들여지고, 확인 응답 신호가 전송되어(블록 202) 다음의 실질적인 패킷이 블록(204)에서 처리된다.

직접 비교 알고리즘(210)이 도 11에 나타낸 흐름도와 관련하여 설명된다. 데이터 패킷의 정확히 수신된 짝수 전송에 앞서는 데이터 패킷의 홀수 전송을 위해 계산된 다수결 데이터 패킷은 도 6에서 나타낸 것과 같은 방법으로 정확히 수신된 짝수 데이터 패킷에 대해 배타적-OR 연산된 것이다. 배타적-OR 비교 결과와 다른 비트 수의 합(즉, "1"의 배타적-OR 출력을 갖는 이들 비트 위치)은 변수 BITDIF로 나타낸다(블록 214). 다음에는 변수 BITDIF가 소정의 임계값과 같은지 또는 그것 미만인지가 결정된다(블록 216). 상기에서 언급된 바와 같이, 임계값은 비트 차의 수에 기인한 비트 비교의 제안된 수를 위한 CRC를 행하기 위해 필요한 향상된 데이터 복원 성능 및 데이터 처리 시간/자원 사이의 트래이드오프(trade off)이다. 만약 차이나는 비트의 수가 임계값을 초과하면, 결과 플래그는 거짓으로 표시된다(블록 218). 도 10으로 돌아가 데이터 패킷이 재전송되도록 재시도 요구가 발생된다. 그렇치 않으면, 다양한 비트 비교는 가능한 실험(trial) 데이터 패킷의 목록을 생성하는데 이용된다(블록 220). 이들 가능한 실험 데이터 패킷들 중 하나가 선택되고(블록 224), CRC 검사가 실행된다(블록 224). 만약 CRC 검사 결과가 만족스럽다면(블록 226), 결과 플래그는 참(블록 232)이고, 확인 응답 신호가 전송되는 도 10으로 되돌아간다. 만약 그렇지 않다면, 블록(228)에서 모든 가능한 실험 데이터 패킷 비교가 분석되었는지가 결정된다. 만약 그렇지 않다면, 모든 가능한 시험 데이터 패킷이 받아들일 수 있는 결과를 초래한다. 결과 플래그가 거짓으로 표시되고(블록 230), 부정 응답을 전송하므로서 데이터 패킷이 재전송되게 된다.

다수결 알고리즘(블록 250)은 도 12에 나타낸 흐름도를 참조하여 설명한다. 블록(252)에서, 데이터 패킷의 전체 비트 수에 해당하는 변수 TOTALBITS가 설정된다. 이러한 설명에서 사용된 비제한적인 예에 따르면, 전체 비트수는 48로 정해진다. 비트 어큐뮬레이터는 데이터 패킷에서 비트 위치들 중 하나로 지적된 변수 BITNUM로 초기화 된다. 블록(254)에서, 임계값 T가 설정된다. 임계값을 계산하는 방법의 한 예는 패킷 카운트를 2로 나누고 나머지는 버리는 것("TRUNC")이다.

단계(256)에서는 지시된 현재 비트 위치에 대해 비트 어큐뮬레이터의 비트 합계가 임계값(T)을 초과하는지를 판단한다. 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 0이다(블록 260). 블록(262)에서, 변수 BITNUM은 1만큼 증가되어 다음 비트 위치/비트 어큐뮬레이터를 지시한다. 단계(264)에서는 새로운 비트 위치(BITNUM)가 데이터 패킷의 전체 비트 수 미만인지를 결정한다. 만약 그렇다면, 블록 256-264까지의 절차가 반복된다. 그렇지 않다면, 이러한 데이터 패킷을 위해 다수결 연산이 실행되고 블록(266)에서 CRC 검사가 행해진다. 만약 CRC 검사 결과가 양호하다면, 결과는 참으로 표시되고; 그렇지 않으면, 결과는 거짓으로 표시된다(블록 270). 다음에는 도 10으로 되돌아 가서 확인 응답을 송신하든지 재시도를 요구한다(블록 200).

따라서, 본 발명에서는 앞서 수신된 데이터 패킷의 정보를 이용하여 데이터를 복원하여 데이터 패킷을 재구성 하므로서 50% 미만의 비트 에러율을 가지는 실제로 전송된 데이터 패킷을 재구성할 가능성이 꾸준히 증가한다. 각각의 새로운 수신에 대하여, 누산된 정보는 수신기가 실제로 전송된 데이터 패킷에 더 근사한 데이터 패킷을 취할 수 있도록 한다. 이와는 달리 폐기될 수도 있는 이러한 정보를 이용하면 제한된 데이터 처리 및/또는 메모리 자원을 가진 트랜시버로 비우호적인 통신 환경에서 특히 유용한 비트 에러 정정을 매우 효율적으로 할 수 있다.

본 발명의 특수 실시예, 본 발명의 범위 뿐만아니라 기타 실시예로 확대된 본 발명의 응용 및 특징을 참조하여 설명한 본 발명은 다음 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims (32)

1. 데이터 통신 방법에 있어서:

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

   (b) 데이터 메시지를 수신하고 수신된 데이터 메시지에 포함된 제1데이터 패킷에 에러가 있는지를 검사하는 단계;

   (c) 만약 제1데이터 패킷에서 수용할 수 없는 에러가 검출되면 데이터 패킷의 재전송을 요구하는 단계;

   (d) 재전송된 데이터 패킷을 제2데이터 패킷으로서 수신하는 단계;

   (e) 제1 및 제2데이터 패킷을 비교하는 단계;

   (f) 제1 및 제2데이터 패킷과는 다른 패킷의 하나 또는 그 이상의 상응하는 비트와 매치하지 않는, 제1 및 제2데이터 패킷 중 하나에서 하나 또는 그 이상의 비트를 변환하는 단계

   (g) 변화된 데이터 패킷을 에러 검사하는 단계;

   (h) 만약 수용할 수 없는 에러가 검출되면 단계(f) 및 (g)를 반복하는 단계;

   (i) 만약 단계(g)에서 수용할 수 있는 변화된 데이터 패킷이 확인되면 확인 응답 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   단계(e)는 제1 및 제2수신 데이터 패킷에서 배타적-OR 연산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
3. 제1항에 있어서,

   각각의 데이터 패킷은 데이터 비트 및 에러 정정 비트를 포함하고, 검사 단계(b) 및 (g)는 데이터 패킷에서 순환 리던던시 코드 계산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
4. 제1항에 있어서,

   단계(e)에서 결정된 비매칭(non-matching) 비트의 수를 임계값과 비교하는 단계; 및

   비매칭 비트의 수가 임계값 미만일 때 단계(f)를 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 변환 단계(f)는 비매칭 비트를 위해 가능한 모든 결합이 시도될 때 까지 또는 수용될 수 있는 데이터 패킷이 발견될 때 까지 반복적으로 실행되는 것을특징으로 하는 데이터 통신 방법.
6. 제1항에 있어서:

   (j) 데이터 패킷의 또 다른 전송을 요구하는 단계;

   (k) 또 다시 재전송된 데이터 패킷을 제3데이터 패킷으로서 수신하는 단계;

   (l) 제1, 제2, 및 제3데이터 패킷의 다수결을 실행하고, 다수결 데이터 패킷을 생성하는 단계;

   (m) 에러에 대비하여 다수결 데이터 패킷을 검사하는 단계; 및

   (n) 단계(m)에서 다수결 데이터 패킷에 오류가 없다면 확인 응답 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
7. 제6항에 있어서,

   다수결 실행 단계(l)는 각각의 비트 어큐뮬레이터가 제1, 제2 및 제3데이터 비트 각각의 해당 비트 위치에서 비트 값을 합하도록 데이터 패킷의 해당 비트 위치를 위해 비트 어큐뮬레이터를 보유하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
8. 제1항에 있어서,

   각각의 데이터 패킷은 데이터 비트 및 에러 검출 비트(에러 정정 비트는 아님)를 포함하는 것이 특징인 데이터 통신 방법.
9. 데이터 처리 방법에 있어서:

   제1전송 데이터 유닛 및 하나 또는 그 이상의 데이터 유닛을 포함하는 데이터 유닛의 시퀀스를 수신하는 단계;

   시퀀스의 교호 데이터 유닛에 대해, 다수결된 데이터 유닛, 즉 교호 데이터 유닛을 위한 재구성된 데이터 유닛이 있는 다수결된 데이터 유닛을 생성하기 위해 시퀀스의 이전에 수신된 데이터 유닛과 현재 수신된 데이터 유닛의 정보를 이용하여 다수결 연산을 실행하는 단계, 및

   교호 데이터 유닛 이외의 다른 시퀀스의 데이터 유닛에 대해, 다른 비트 값을 갖는 하나 또는 그 이상의 비트 위치를 확인하기 위해 다수결된 데이터 유닛과 현재 수신된 데이터 유닛을 비교하는 단계 및 하나 또는 그 이상의 이들 비트 값을 변환하는 단계(하나 또는 그 이상의 변화된 비트 값을 갖는 데이터 비트는 다른 데이터 유닛을 위해 재구성된 데이터 유닛)를 포함하는, 데이터 유닛의 시퀀스를 사용하여 데이터 유닛을 재구성하는 단계; 및

   재구성된 데이터 유닛의 각각이 수용가능한 것인지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
10. 제9항에 있어서, 교호 데이터 유닛은 시퀀스의 홀수 데이터 유닛이고 기타 다른 데이터 유닛은 시퀀스의 짝수 데이터 유닛인 것이 특징인 데이터 처리 방법.
11. 제9항에 있어서, 비교 단계는,

    배타적-OR 연산을 수행하는 단계, 다른 비트 수와 임계값을 비교하는 단계, 및 다른 비트 수의 값이 임계값 미만일 때 변환 단계를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
12. 제9항에 있어서, 다수결 데이터 유닛은:

    시퀀스에서 데이터 유닛의 각 상응하는 비트 위치에 대해 시퀀스의 각 데이터 유닛에서 상응하는 비트 위치의 비트 값의 합을 누산하는 단계;

    시퀀스의 데이터 유닛 수를 근거로 임계값을 결정하는 단계;

    각각의 누산된 합을 임계값과 비교하는 단계;

    만약 누산된 합이 임계값과 같거나 그 미만일 때, 다수결된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치를 위한 비트값을 0으로 설정하는 단계; 및

    만약 누산된 합이 임계값보다 크면, 다수결된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치를 위해 비트 값을 1로 설정하는 단계에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
13. 제9항에 있어서, 결정 단계는 에러에 대비하여 데이터 유닛의 각각을 분석하는 단계(각각의 데이터 유닛은 에러 검출 비트 포함) 및 만약 수용 불가능한 에러가 검출되었다면 데이터 유닛의 재전송을 요구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 에러 검출 비트는 순환 리던던시 코드 검사 비트이고 각각의 데이터 유닛은 에러 검출 비트를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
15. 만약 에러가 검출되면 전송된 데이터 유닛이 수신, 에러 검사, 재전송되어 데이터 유닛의 시퀀스가 생성되는 자동 반복 요구(ARQ) 데이터 트랜젝션 시스템에서, 데이터 처리 방법에 있어서,

    제1데이터 유닛 재구성 연산은 시퀀스의 교호 데이터 유닛에서 실행되고 제2데이터 유닛 재구성 연산은 시퀀스의 다른 데이터 유닛에서 실행되어 허용 데이터 유닛을 재구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
16. 제15항에 있어서, 제1 및 제2재구성 연산 중 하나는 시퀀스의 현재 데이터 유닛과 전에 수신된 데이터 유닛을 근거로 다수결된 데이터 유닛을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
17. 제15항에 있어서, 다수결 데이터 유닛은:

    데이터 유닛의 각 상응하는 비트 위치에 대해 시퀀스의 현재 및 전에 수신된 데이터 유닛 각각의 상응하는 비트 위치의 비트 값의 합을 누산하는 단계;

    시퀀스의 데이터 유닛 수를 근거로 임계값을 결정하는 단계;

    각각의 누산된 합을 임계값과 비교하는 단계;

    만약 누산된 합이 임계값과 같거나 그 미만일 때, 다수결된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치를 위한 비트값을 0으로 설정하는 단계; 및

    만약 누산된 합이 임계값보다 크면, 다수결된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치를 위해 비트 값을 1로 설정하는 단계에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
18. 제15항에 있어서, 제1 및 제2재구성 연산 중 하나는:

    현재 수신된 데이터 유닛을 하나 또는 그 이상의 미리 수신된 데이터 유닛을 근거로 한 데이터 유닛과 비교하는 단계;

    다른 비트 값을 갖는 비트 위치의 수를 확인하는 단계; 및

    새로운 데이터 유닛을 만들기 위해 하나 또는 그 이상의 다른 비트 값을 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
19. 제18항에 있어서,

    만약 새로운 데이터 유닛이 허용될 수 있는지 없는지를 결정하는 단계, 다른 비트 값들 중 하나를 변환하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
20. 제15항에 있어서,

    제1데이터 유닛 재구성 연산은 시퀀스의 데이터 유닛에서 실행되는 다수결 연산이고 제2데이터 유닛 재구성 연산은 현재 수신된 데이터 유닛을 미리 수신된 하나 또는 그 이상의 데이터 유닛을 토대로한 데이터 유닛과 비교하는 비교 연산인 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
21. 시퀀스의 여러번 수신된 데이터 유닛을 재구성하는 방법에 있어서:

    (a) 재구성된 데이터 유닛의 하나 또는 그 이상의 상응하는 비트 위치에 대해 시퀀스의 데이터 유닛 각각에 대한 상응하는 비트 위치를 위해 비트 값의 합을 누산하는 단계;

    (b) 시퀀스의 데이터 유닛의 수를 근거로 하여 임계값을 결정하는 단계;

    (c) 각각의 누산 합계를 임계값과 비교하는 단계;

    (d) 만약 누산 합계가 임계값과 같거나 그 미만이면, 재구성된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값을 0으로 정하는 단계; 및

    (e) 만약 누산 합계가 임계값 보다 크다면, 재구성된 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치를 위한 비트 값을 1로 정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 임계값 결정 단계는:

    시퀀스의 데이터 유닛의 수를 2로 나누고, 최종 몫을 버리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제21항에 있어서, 단계(a)-(e)는 재구성된 데이터 유닛의 각 비트 위치를 위해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제21항에 있어서, 단계(a)-(e)는 재구성된 데이터 유닛의 단지 일부 비트 위치만을 위해 실행되는 것이 특징인 방법.
25. 데이터 통신 시스템에 있어서,

    데이터 통신 링크를 통해 여러번 데이터 유닛을 전송하므로서 데이터 유닛의 시퀀스를 생성하는 송신기 및

    데이터 유닛의 시퀀스를 수신하기 위해 데이터 통신 링크에 접속된 데이터 프로세서와 크랜시버를 포함하는 수신기를 포함하는데,

    여기서, 데이터 프로세서는

    (1)

    (a) 차례로 초기에 수신된 데이터 유닛과 현재 수신된 데이터 유닛의 정보를 이용하여 다수결 연산 실행하여 다수결 데이터 유닛(교호 데이터 유닛을 위해 재구성된 데이터 유닛)을 생성하므로서 차례로 수신된 교호 데이터 유닛 및

    (b) 다른 비트 값을 갖는 비트 위치의 수를 확인하기 위해 다수결 데이터 유닛과 현재 수신된 데이터 유닛을 비교하고, 하나 또는 그 이상의 이들 비트 값을 변환하므로서, 교호 데이터 유닛과는 다른, 차례로 수신된 데이터 유닛(재구성된 데이터 유닛인 하나 또는 그 이상의 변화된 비트값을 갖는)을 위해,

    데이터 유닛을 재구성하고,

    (2) 재구성된 데이터 유닛이 허용될 수 있는지를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
26. 제25항에 있어서, 상기 수신기는 휴대용 무선 유닛이고 상기 데이터 통신 링크는 무선 주파수 채널인 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
27. 데이터 유닛의 시퀀스가 생성되도록, 만약 에러가 검출되면 전송된 데이터 유닛 수신, 에러 검사, 재전송되는 자동 반복 요구(ARQ) 무선 통신 시스템에 있어서:

    무선 통신 채널을 통해 데이터 유닛의 시퀀스를 전송하는 송신 무선국 및

    데어터 유닛의 시퀀스를 수신하는 수신 시퀀스 및 트랜시버를 포함하는 수신 무선국을 포함하는데,

    데이터 프로세서는 시퀀스의 교호 데이터 유닛에서 제1재구성 연산을 실행하고 시퀀스의 다른 데이터 유닛에서 제2재구성 연산을 실행하여 허용 데이터 유닛을 재구성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
28. 제27항에 있어서, 제1데이터 유닛 재구성 연산은 데어터 유닛 시퀀스에서 실행된 다수결 연산이고 제2데이터 재구성 연산은 현재 수신된 데이터 유닛과 미리 수신된 하나 또는 그 이상의 데이터 유닛을 근거로 한 데이터 유닛을 비교하는 비교 연산인 것을 특징으로 하는 시스템.
29. 제27항에 있어서,

    상기 제1데이터 유닛 재구성 연산은 데이터 유닛 시퀀스에서 실행되는 다수결 연산이며, 데이터 프로세서는, 시퀀스의 데이터 유닛 각각의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값의 합을 저장하기 위해, 재구성된 데이터 유닛의 하나 또는 그 이상의 비트 위치를 위한 비트 어큐뮬레이터를 보유하는 것을 특징으로 하는 시스템.
30. 제29항에 있어서, 데이터 프로세서는 시퀀스에서 데이터 유닛의 수를 근거로 임계값을 결정하고, 각 누산 합계를 임계값과 비교하고, 그리고 만약 누산 합계가 임계값보다 낮거나 그와 같으면, 다수결 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값을 0으로 설정하고, 만약 누산 합계가 임계값보다 크면, 다수결 데이터 유닛의 상응하는 비트 위치에 대한 비트 값을 1로 설정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
31. 제27항에 있어서, 상기 제2재구성을 실행할 때, 데이터 프로세서는 현재 수신된 데이터 유닛과 전에 수신된 하나 또는 그 이상의 데이터 유닛을 토대로 한 데이터 유닛을 비교하고, 다른 비트 값을 갖는 비트 위치의 수를 확인하며, 하나 또는 그 이상의 다른 비트 값을 변환시켜서 새로운 데이터 유닛을 생성시키는 것이 특징인 시스템.
32. 제31항에 있어서, 데이터 프로세서는, 만약 새로운 데이터 유닛이 수용가능한지 그렇지 않은지를 결정하여, 제2의 다른 비트 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 시스템.