KR20020032891A - 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 통신 수행과정에서 수신된 프레임에 에러가 발생하였을 때 송신측이 해당 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 수신측으로 재전송함으로써 에러 정정 성능을 향상시키기 위한 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법에 관한 것이다.
종래의 데이터 통신을 수행하는 과정에서 프레임에 에러가 발생한 경우, 선택적 재전송 ARQ 방법는 송신측이 수신측으로 해당 프레임을 재전송함에도 불구하고 동일한 프레임에 대하여 여러번 반복해서 에러가 발생할 확률이 높았다.
본 발명은 수신측에 전송된 프레임에 에러가 발생한 경우, 이후의 해당 프레임에 대하여 재전송을 하는 경우, 해당 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 수신측으로 재전송함으로써, 정상적인 프레임이 수신측에 전송될 확률을 높일 수 있게 된다.

Description

무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법{Error Correction Method in Wireless Data Communication}
본 발명은 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법에 관한 것으로 특히, 데이터 통신 수행과정에서 수신된 프레임에 에러가 발생하였을 때 송신측이 해당 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 수신측으로 재전송함으로써 에러 정정 성능을 향상시키기 위한 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법에 관한 것이다.
데이터 통신 수행과정에서는 모든 정보가 프레임(Frame)이나 패킷(Packet) 등과 같은 데이터 전송 단위(이하 '프레임'이라 통칭함)로 나누어져서 송수신되는데, 송신측과 수신측 사이에서 원활한 통신이 이루어지기 위해서는 수신된 프레임에 에러가 포함되어 있는지 여부를 검사하고, 만약, 수신된 프레임에 에러가 발생한 경우에는 해당 프레임에 발생한 에러를 정정하여야 한다.
일반적으로 에러 제어를 위해 송신측이 프레임을 수신측으로 전송할 때 패리티 또는 CRC (Cyclic Redundancy Check) 등의 에러 검사용 정보를 데이터와 함께 수신측으로 전송하고, 수신측에서는 상기 에러 검사용 정보를 기초로 수신된 프레임에 대한 에러 발생 여부를 검사하여, 에러가 발생한 경우에는 수신측이 자체적으로 해당 에러를 정정하거나 송신측에 해당 프레임을 재전송하여 줄 것을 요구한다.
에러 정정 방법의 일종인 자동재전송(ARQ ; Automatic Repeat reQuest) 방법은 수신측에 에러가 발생한 프레임이 수신된 경우 수신측이 송신측에 해당 프레임을 재전송하여 줄 것을 요구하는 에러 정정방법이며, 상기 자동재전송의 일종으로서 가장 일반적으로 사용되는 선택적 재전송 ARQ(Select-Repeat ARQ) 방법은 송신측이 수신측의 응답없이 연속해서 여러 개의 프레임을 전송할 수 있으며, 수신측에 전송된 프레임들 중에 에러가 발생한 프레임이 있는 경우에는 수신측이 송신측으로 해당 프레임을 재전송하여 줄 것을 요구하고, 송신측은 상기 재전송 요구에 따라 해당 프레임을 수신측으로 재전송하는 에러정정 방법이다.
도 1을 참조하여 종래의 선택적 재전송 ARQ 방법에 대하여 상세히 설명한다.
송신측에서 수신측으로 프레임을 전송하면 수신측에서는 전송된 프레임에 포함되어 있는 에러 검사용 정보를 이용하여 상기 프레임에 에러가 발생했는지 여부를 검사하게 된다. 상기 검사 결과, 해당 프레임에 에러가 발생하지 않았다고 판단되면 수신측은 송신측으로 해당 프레임이 정상적으로 수신되었음을 알리는 정상수신(ACK ; Acknowlodge) 신호를 보내지만, 해당 프레임에 에러가 발생했다고 판단되는 경우에는 수신측이 송신측으로 해당 프레임에 에러가 발생했음을 알리는 에러발생(NAK; Negative Acknowlodge) 신호를 보내게 된다.
한편, 송신측이 수신측으로부터 ACK 신호를 받으면 계속해서 다음 프레임을 수신측으로 전송하지만, 수신측으로부터 NAK 신호를 받으면 다음 프레임 전송을 일시 정지하고 에러가 발생한 해당 프레임을 수신측으로 재전송한 후에 다음 프레임을 수신측으로 전송한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임 F1과 F2가 에러 발생 없이 수신측으로 전송되면 수신측은 송신측으로 프레임 F1과 F2가 정상적으로 수신측에 전송되었음을 알리는 ACK1신호와 ACK2 신호를 보내고, 송신측은 계속해서 다음 프레임 F3을 수신측으로 전송한다.
이때, 수신측에 전송된 F3에 에러가 발생한 경우 수신측에서 송신측으로 프레임 F3에 에러가 발생했음을 알리는 NAK3 신호를 전송하면, 송신측은 F4를 전송한 시점에서 수신측이 보낸 NAK3 신호가 송신측에 도달됨에 따라 F5에 대한 전송을 일시 정지하고, 프레임 F3를 수신측으로 재전송한 후에 프레임 F5를 송신한다.
상기 수신측의 재전송 요구에 따라서 송신측이 재전송한 프레임 F3와, 상기 프레임 F3를 재전송한 후에 송신측이 수신측으로 전송한 프레임 F5가 정상적으로 수신측에 전송된 경우, 수신측이 상기 프레임들이 정상적으로 수신되었음을 알리는 ACK3 신호와 ACK5 신호를 송신측으로 보내고 송신측은 계속해서 프레임 F6, F7을수신측으로 전송한다.
그러나, 수신측에 전송된 상기 프레임 F6에 에러가 발생한 경우, 프레임 F6에 에러가 발생했음을 알리기 위하여 수신측이 송신측으로 보낸 NAK6 신호가, 송신측이 F7을 전송한 시점에 송신측에 도달되면 송신측은 프레임 F6를 수신측으로 재전송한다. 또한 송신측이 수신측으로 전송한 상기 F7에도 에러가 발생한 경우, 수신측이 프레임 F7에 에러가 발생했음을 알리는 NAK7 신호를 송신측으로 보내면 송신측은 프레임 F7을 수신측으로 재전송한다. 송신측이 재전송한 프레임 F6와 F7에 또다시 에러가 있는 경우 수신측은 각각의 프레임에 대하여 NAK6 신호와 NAK7 신호를 송신측으로 보내고, NAK6 신호와 NAK7 신호를 받은 송신측은 다시 프레임 F6와 F7을 수신측으로 재전송한다.
송신측이 두번째로 재전송한 상기 프레임 F6와 F7에 에러가 발생하지 않고 수신측에 전송된 경우, 수신측은 송신측으로 프레임 F6와 F7이 에러 발생 없이 정상적으로 수신측에 전송되었음을 알리는 ACK6 신호와 ACK7 신호를 송신측으로 전송하고, 송신측이 상기 ACK6 신호와 ACK7 신호를 받으면, 송신측은 더이상 프레임을 전송하지 않고 모든 프레임에 대한 전송을 종료한다.
그러나, 전술한 종래의 데이터 통신을 수행하는 과정에 있어서의 프레임에 발생한 에러를 정정하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래의 데이터 통신을 수행하는 과정에서 수신된 프레임에 에러가 발생한 경우, 선택적 재전송 ARQ 방법는 송신측이 수신측으로 해당 프레임을 재전송하는데, 동일한 프레임에 대하여 여러번 반복해서 에러가 발생할 확률이 높았다.
따라서, 동일한 프레임에 대하여 여러번 반복해서 에러가 발생하여 해당 프레임에 대한 재전송이 여러번 반복되는 경우, 수신측의 버퍼가 불필요한 프레임들로 가득차게 되어서 자원활용에 있어서 효율성이 떨어지며, 연속적으로 전송된 일련의 여러 프레임들에 대하여 여러번 반복해서 에러가 발생하는 경우에는 통신 수행에 지대한 영향을 미치게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 에러가 발생한 프레임을 재전송할 때 해당 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 재전송함으로써 동일한 프레임에 대하여 반복적으로 에러가 발생할 수 있는 확률을 감소시키는 데 있다.
도 1은 종래의 에러 정정 방법을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 에러 정정 과정을 도시한 흐름도.
도 3는 본 발명에 따른 에러 정정 방법을 도시한 도면.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 수신한 프레임에 에러가 발생한 경우, 송신측으로부터 에러가 발생한 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 재전송 받는 과정과; 상기 재전송 받은 복수개의 프레임 중에 정상적인 프레임이 1개 이상 있는지 여부를 판단하는 과정과; 상기 판단 결과 정상적인 프레임이 1개 이상 있는 경우, 상기 정상적인 하나의 프레임만 버퍼에 저장하고 나머지 프레임은 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 통신에서의 에러정정 방법을 제공하는 데 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 에러 정정 방법을 도시한 흐름도이다.
송신측에서 처음 전송하는 프레임을 수신측이 수신한 경우(S21,S22), 수신측은 상기 프레임에 에러가 발생했는지 여부를 판단한다(S23). 판단 결과, 상기 프레임에 에러가 발생하지 않고 정상적으로 수신된 경우 수신측은 송신측으로 해당 프레임이 정상적으로 수신되었음을 알리는 ACK 신호를 보냄과 동시에 해당 프레임을 수신측의 버퍼에 저장한다(S29). 그러나, 상기 에러 발생 여부 판단 결과, 프레임에 에러가 발생한 경우에는 수신측이 해당 프레임에 에러가 발생했음을 알리는 ACK 신호를 송신측으로 보내어 해당 프레임에 대한 재전송을 요구한다(S24).
상기 수신측의 재전송 요구를 받은 송신측은 상기 에러가 발생한 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 수신측으로 재전송하게 되는데, 해당 프레임을 재전송하기 전에 먼저 해당 프레임에 대하여 이전에 재전송한 회수를 체크한 후, 해당 재전송 회수를 고려하여 전송할 프레임의 개수를 결정하여(S25), 해당 프레임과 동일한 프레임을 상기 개수만큼 재전송한다(S26).
여기서, 송신측이 에러가 발생한 해당 프레임과 동일한 프레임을 수신측으로 복수개 재전송하는 것은 동일한 여러개의 프레임을 재전송할 경우 한개의 프레임만을 재전송할 때보다 에러 발생 확률이 줄어들기 때문이다. 예컨대, 해당 프레임에에러가 발생할 확률이 1/4이라고 가정하면, 해당 프레임을 3개 재전송하는 경우에는 3개의 프레임 모두에 에러가 발행할 확률이 1/64(=1/(4*4*4))이 되므로, 3개의 프레임을 전송할 경우 1개의 프레임만 재전송하는 경우에 비하여 정상적인 프레임이 수신될 확률이 64배가 된다.
그리고, 상기 S25의 과정에서, 송신측이 재전송할 프레임 개수를 결정하기 위하여 해당 프레임에 대하여 이전에 재전송한 회수를 고려하는 경우, 상기 프레임에 대한 이전의 재전송 회수에 비례하는 수만큼의 프레임을 재전송함으로써 해당 프레임에 대하여 재전송이 이루어질 때마다 재전송하는 프레임의 개수가 증가하도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 첫번째 에러가 발생한 경우 이후에 해당 프레임을 재전송할 때에는 해당 프레임을 2개 재전송하고, 재전송한 2개의 프레임 모두에 에러가 발생하여 또 다시 재전송할 때에는 해당 프레임을 3개 재전송하는 방식으로 재전송을 하게 되면, 해당 프레임에 에러가 여러번 발생하여 해당 프레임에 대한 재전송이 반복해서 이루어지는 경우, 해당 프레임에 대한 재전송이 이루어질 때마다 재전송되는 해당 프레임의 개수가 증가하므로, 정상적인 해당 프레임이 수신측에 전송될 가능성이 점점 높아진다.
상기 송신측의 재송신에 따라, 수신측이 상기 재전송된 복수개의 프레임을 수신한 후(S27), 상기 수신한 복수개의 프레임 각각에 대하여 에러 발생 유무를 검사하여 상기 복수개의 프레임 중에서 정상인 프레임이 있는지 여부를 판단한다 (S28).
상기 판단 결과, 상기 재전송한 복수개의 프레임 중에 에러가 발생하지 않은 프레임이 적어도 1개 이상 있는 경우에는, 에러가 발생하지 않은 하나의 프레임만을 수신측의 버퍼에 저장하고 나머지 프레임은 모두 제거함과 동시에 수신측은 송신측으로 해당 프레임이 정상적으로 수신되었음을 알리는 ACK 신호를 보내어 해당 프레임에 대하여 더 이상 재전송할 필요가 없음을 알려준다(S29).
그러나, 상기 S28의 과정에서 재전송된 상기 복수개의 프레임 중에 정상인 프레임이 하나도 없는 것으로 판단되는 경우에는, 상기 S24의 과정으로 귀환하여 수신측에 에러가 발생하지 않은 프레임이 적어도 1개 이상 수신될 때까지, 송신측에 NAK 신호를 1개만 보내어 상기 에러가 발생한 프레임과 동일한 프레임을 재전송하여 줄 것을 송신측에 요구하여 재전송 받는 과정을 반복 수행한다.
첨부한 도면의 도 3는 송신측이 수신측으로 전송한 프레임들(F1~F13) 중에 F2를 제외한 나머지 프레임들은 모두 에러 발생 없이 수신측에 정상적으로 전송되었고 상기 F2에만 에러가 발생한 경우 해당 F2에 발생한 에러를 정정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3에서, 수신측에 처음 전송된 F2에 에러가 발생한 경우, 수신측은 상기 F2에 에러가 발생했음을 알리는 NAK2 신호를 송신측으로 보내면 상기 NAK2 신호를 받은 송신측은 F2에 대하여 처음 재전송하는 것이므로 F2를 두개 연속하여 수신측으로 전송한다.
그러나, 수신측에 전송된 2개의 F2 역시 모두에 에러가 발생한 경우, 수신측은 송신측으로 NAK2 신호를 1개 보내고, 상기 NAK2 신호를 받은 송신측은 해당 프레임에 대하여 이전에 한번의 재전송이 있었으므로 이번에는 F2를 3개 연속하여 수신측으로 전송한다.
상기 송신측이 수신측으로 전송한 3개의 F2 중에 1개의 F2에 에러가 발생했지만, 나머지 2개의 F2는 정상적으로 수신측에 전송된 경우, 수신측은 1개의 F2만 수신측의 버퍼에 저장함과 동시에 1개의 ACK3 신호를 송신측으로 전송하여 송신측이 F2를 더이상 재전송하지 않도록 한다.
도 3을 참조하여 설명한 상기 실시예에서는 설명의 편의상 1개의 프레임에만 에러가 발생한 예를 도시하였으나, 2개 이상의 프레임에 에러가 발생한 경우에도 동일한 과정이 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 수정이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 명백한 것이며, 그러한 수정이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 송신측이 수신측에 전송한 프레임에 에러가 발생하여 수신측이 송신측에 해당 프레임에 대한 재전송을 요구하는 경우, 해당 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 수신측으로 재전송하여 줄 것을 요구함으로써 정상적인프레임이 수신측에 전송될 확률이 높아지게 된다.

Claims (4)

  1. 에러가 발생한 프레임에 대해 재전송을 요구하는 경우, 에러가 발생한 프레임과 동일한 복수개의 프레임을 재전송 하는 과정과;
    상기 재전송 받은 복수개의 프레임 중에 정상적인 프레임이 1개 이상 있는지 여부를 판단하는 과정과;
    상기 판단 결과 정상적인 프레임이 1개 이상 있는 경우, 상기 정상적인 하나의 프레임만 버퍼에 저장하고 나머지 프레임은 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신한 프레임에 대하여 에러가 발생하여 복수개의 프레임을 재전송 받는 과정은, 송신측으로 재전송 요구를 하는 단계와;
    상기 재전송 요구를 받은 송신측이 상기 프레임에 대한 이전의 재전송 회수에 비례하여 재전송할 프레임의 개수를 결정한 후, 결정된 개수만큼의 동일 상기 프레임을 수신측으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서,
    상기 에러가 발생한 프레임에 대하여 재전송을 요구하는 것은, 재전송 받은 모든 프레임에 대하여 에러 발생 여부를 확인한 결과, 모든 프레임에 에러가 발생한 것으로 확인되면, 각 프레임에 대해 재전송 요구를 수행하지 않고 한번의 재전송 요구를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정상 프레임을 버퍼에 저장하는 과정은, 재전송된 복수개의 프레임 중에 에러가 발생한 프레임에 대하여 송신측에 재전송 요구를 하지 않는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 통신에서의 에러 정정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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