KR20080087669A - 데이터를 송수신하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 무선 네트워크상에서 비압축 데이터를 송수신함에 있어서, 중요도에 따라 비트 또는 비트 그룹으로 구성된 서브 패킷 중 데이터 전송 오류가 발생한 비트 또는 비트 그룹이 재전송되도록 하는 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터를 송신하는 장치는 수신된 응답 패킷을 참조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 오류 확인부와, 상기 확인 결과에 따라 상기 송신 패킷 중 오류 발생 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부 및 소정의 통신 채널을 통하여 상기 재전송 패킷을 송신하는 통신부를 포함한다.
밀리미터 웨이브, 재전송 패킷, 서브 패킷, 순환 중복 검사

Description

데이터를 송수신하는 장치 및 방법{Apparatus and method for transmitting/receiving data}
본 발명은 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 네트워크상에서 비압축 데이터를 송수신함에 있어서, 중요도에 따라 비트 또는 비트 그룹으로 구성된 서브 패킷 중 데이터 전송 오류가 발생한 비트 또는 비트 그룹이 재전송되도록 하는 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
네트워크가 무선화 되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송법에 대한 연구가 요구되고 있다. 더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스 간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지는 추세에 있다.
현재 IEEE의 한 태스크 그룹(task group)인 802.15.3c에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 표준을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 표준은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전 파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.
도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면이다. IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다. 또한, 공기 중 감쇠율(attenuation ratio)이 매우 높기 때문에 기기간에 간섭을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.
특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하는 방식으로 손실 압축된다. 반면에, 비압축 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함한다.
압축 데이터에 포함되는 비트들은 중요도에 대한 우열이 없지만, 비압축 데이터에 포함되는 비트들은 우열이 존재한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 8비트 영상의 경우 하나의 화소 성분은 8개의 비트로 표현되는데, 이 중에서 가장 높은 차수를 표현하는 비트(최상위 레벨의 비트)가 가장 중요한 비트(Most Significant Bit; MSB)이고, 가장 낮은 차수를 표현하는 비트(최하위 레벨의 비트)가 가장 덜 중요한 비트(Least Significant Bit; LSB)이다. 즉, 8비트로 구성된 1바이트 데이터 중 각각의 비트는 영상 신호나 음성 신호를 복원하는데 차지하는 중요도가 서로 다르다.
이와 같이, 데이터에 포함된 MSB 부분과 LSB 부분에 대한 재전송 정책을 동일하게 적용하는 경우 전송 대상인 데이터의 품질에 영향을 미칠 수 있으므로, MSB 부분과 LSB 부분에 대하여 별도의 재전송 정책을 적용하는 발명의 등장이 요구된다.
본 발명은 무선 네트워크상에서 비압축 데이터를 송수신함에 있어서, 중요도에 따라 비트 또는 비트 그룹으로 구성된 서브 패킷 중 데이터 전송 오류가 발생한 비트 또는 비트 그룹이 재전송되도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 송신하는 장치는 수신된 응답 패킷을 참조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 오류 확인부와, 상기 확인 결과에 따라 상기 송신 패킷 중 오류 발생 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부 및 소정의 통신 채널을 통하여 상기 재전송 패킷을 송신하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터를 수신하는 장치는 수신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 검사하는 패킷 검사부와, 상기 부분별 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷을 생성하는 응답 패킷 생성부 및 상기 응답 패킷을 송신하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터를 송신하는 방법은 수신된 응답 패킷을 참 조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 단계와, 상기 확인 결과에 따라 상기 송신 패킷 중 오류 발생 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 단계 및 소정의 통신 채널을 통하여 상기 재전송 패킷을 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터를 수신하는 방법은 수신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 검사하는 단계와, 상기 부분별 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷을 생성하는 단계 및 상기 응답 패킷을 송신하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 따르면 중요도에 따라 비트 또는 비트 그룹으로 구성된 서브 패킷 중 데이터 전송 오류가 발생한 비트 또는 비트 그룹이 재전송되도록 함으로써 데이터 전송의 안정성을 증가시키고 전송 효율을 향상시키는 장점이 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 실시예에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면이다.
현재 IEEE의 한 태스크 그룹(task group)인 802.15.3c에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 표준을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 표준은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.
IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 초당 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다. 또한, 공기 중 감쇠율(attenuation ratio)이 매우 높기 때문에 기기간에 간섭을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.
특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 AV 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하는 방식으로 손실 압축된다. 반면에, 비압축 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함한다. 이와 같이, 무선 기기들이 압축되지 않은 원본 데이터를 서로 송수신함에 따라 사용자는 고화질 및 고음질의 컨텐츠를 제공받을 수 있게 된다.
여기서, 압축 데이터에 포함되는 비트들은 중요도에 대한 우열이 없지만, 비압축 데이터에 포함되는 비트들은 우열이 존재한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 8비트 영상의 경우 하나의 화소 성분은 8개의 비트로 표현되는데, 이 중에서 가장 높은 차수를 표현하는 비트(최상위 레벨의 비트)가 가장 중요한 비트(Most Significant Bit; MSB)이고, 가장 낮은 차수를 표현하는 비트(최하위 레벨의 비트)가 가장 덜 중요한 비트(Least Significant Bit; LSB)이다. 즉, 8비트로 구성된 1바이트 데이터 중 각각의 비트는 영상 신호나 음성 신호를 복원하는데 차지하는 중요도가 서로 다르다.
전송 중 중요도가 높은 비트에서 에러가 발생한다면 그렇지 않은 비트에서 에러가 발생 했을 때 보다 쉽게 오류발생이 감지될 수 있다. 따라서 중요도가 높은 비트 데이터들은, 중요도가 낮은 비트 데이터들에 비하여, 무선 전송 시 오류가 발생하지 않도록 보호해야 할 필요성이 커진다. 그러나, IEEE 802.11 계열의 종래 전송방식과 같이 전송될 모든 비트에 대하여 동일한 부호화율을 갖는 오류 정정 방식을 사용하고 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 오류 정정 부호화 기법을, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오류 정정 부호화 기법을 각각 도시한 도면이다.
압축 데이터(compressed data)는 양자화, 엔트로피 부호화 등 압축률을 향상 시키기 위한 과정들을 거쳐서 생성되기 때문에, 그 데이터에 포함된 각 화소를 구성하는 비트들에 있어 우열 내지 중요도의 차이가 없다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 압축 데이터는 통상 고정된 하나의 부호화율에 따른 오류 정정 부호화를 거친다. 설령, 종래의 압축 데이터에 대하여 가변 부호화율을 갖는 오류 정정 부호화가 적용된다고 하더라도 이는 어디까지나 통신 환경 등의 외부 조건에 따른 것이지, 각 데이터 비트의 중요도에 따른 것이 아니다.
그러나, 비압축 데이터는 도 2에서 전술한 바와 같이, 각각의 비트 레벨에 따라서 그 중요도가 상이하다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소에 포함된 복수의 비트를 비트 레벨에 따라 그룹으로 분류하고 각 그룹에 서로 다른 부호화율을 적용하여 오류 정정 부호화를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 모든 비트에 서로 다른 오류 정정 부호화를 수행하는 경우 데이터 송신 장치 및 데이터 수신 장치의 연산량이 증가할 수 있으므로, 복수의 비트 레벨을 몇 개의 그룹으로 분류하고, 분류된 그룹에 각각 서로 다른 부호화율로 오류 정정 부호화를 수행할 수도 있다. 여기서, 부호화율은 상대적으로 중요도가 높은 그룹에 속하는 비트들에 보다 낮은 부호화율이 적용된다.
본 발명의 데이터 송신 장치는 기 전송된 패킷에 오류가 발생한 경우 이에 대한 재전송을 수행하는데, 데이터 송신 장치의 데이터 처리 능력, 데이터 수신 장치의 데이터 처리 능력, 그리고 네트워크 환경을 고려하여 패킷에 포함된 모든 비트에 동일한 부호화율을 적용하여 오류 정정 부호화를 수행하거나 비트 레벨 그룹별로 서로 다른 부호화율을 적용하여 오류 정정 부호화를 수행할 수 있다.
여기서, 데이터 송신 장치는 기 전송된 패킷 전체를 재전송 패킷에 포함시켜 송신할 수도 있으며, 기 전송된 패킷 중 오류가 발생한 부분만을 재전송 패킷에 포함시켜 송신할 수도 있다. 이를 위하여, 패킷은 세부적인 단위로 분할되는 것이 바람직한데, 이하 패킷의 세부적인 단위를 서브 패킷이라 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 나타낸 개념도로서, 무선 네트워크 시스템은 무선 네트워크 조정자(Wireless Network Coordinator)(510) 및 스테이션(Wireless Network Station)(521, 522, 523, 524)을 포함하여 구성된다.
무선 네트워크 조정자(510)는 비콘을 송신하여 네트워크상에 존재하는 스테이션(521, 522, 523, 524)의 대역 할당(bandwidth allocation)을 조정하는 역할을 한다. 즉, 네트워크를 구성하는 적어도 하나 이상의 스테이션들(521, 522, 523, 524)은 수신된 비콘을 참조하여 대역을 할당 받기 위하여 대기하거나, 대역이 자신에게 할당된 경우 할당된 대역을 통하여 다른 스테이션에게 송신하고자 하는 데이터를 송신할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크는 적어도 하나 이상의 채널 타임 블록(Channel Time Block)을 포함하는 수퍼프레임에 따라 구성되는데, 채널 타임 블록은 네트워크상의 특정 스테이션에게 대역이 할당되도록 예약된 시간 구간인 예약 채널 타임 블록(Reserved Channel Time Block)과 네트워크상의 스테이션 중 경쟁을 통하여 선택된 하나의 스테이션에게 대역이 할당된 시간 구간인 비예약 채널 타임 블록(Unreserved Channel Time Block)으로 분류될 수 있다. 여기서, 채널 타임 블 록은 네트워크상에 존재하는 스테이션간에 데이터가 송수신되는 일정한 시간 구간(Time Period)을 의미하는 것으로서, 예약 채널 타임 블록 및 비예약 채널 타임 블록은 각각 채널 타임 할당 구간(Channel Time Allocation Period) 및 경쟁 접근 구간(Contention Access Period)에 대응된다.
송신하고자 하는 데이터를 갖고 있는 스테이션은 비예약 채널 타임 블록에서 다른 스테이션과 경쟁하여 데이터를 송신하거나, 자신에게 할당된 예약 채널 타임 블록에서 데이터를 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서브 패킷을 나타낸 도면으로서, 하나의 패킷(600)이 복수 개의 서브 패킷(610, 620, 630, 640)으로 분할될 수 있음을 나타낸 도면이다.
본 발명에서의 통신 방식은 고속으로 데이터를 송신하는 HRP(High Rate Physical layer) 방식과 저속으로 데이터를 송신하는 LRP(Low Rate Physical layer) 방식으로 구분되는데, HRP 방식은 3Gbps 이상의 전송 속도로 데이터를 송신하는데 이용되고, LRP 방식은 40 Mbps 이하의 전송 속도로 데이터를 송수신하는데 이용된다.
여기서, HRP 방식은 단일 방향의 데이터 송신을 지원하는데, HRP 방식을 통하여 송신되는 데이터로는 오디오와 비디오와 같은 등시성(isochronous) 데이터, 비동기 데이터, MAC 명령어, 안테나 빔 형성 정보 및 AV 기기를 위한 상위 계층의 제어 데이터가 포함된다.
또한, LRP 방식은 양방향의 데이터 송수신을 지원하는데, LRP 방식을 통하여 송수신되는 데이터로는 오디오와 같은 낮은 전송률의 등시성 데이터, 낮은 전송률의 비동기 데이터, 비콘 프레임을 포함한 MAC 명령어, HRP 패킷에 대한 응답 패킷, 안테나 빔 형성 정보, 성능 정보 및 AV 기기를 위한 상위 계층의 제어 데이터가 포함된다.
HRP 방식 또는 LRP 방식으로 데이터를 송신함에 있어서, 데이터 송신 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 패킷(600)을 복수 개의 서브 패킷(610, 620, 630, 640)으로 분할하여 송신할 수 있다.
이 때, 송신된 패킷에 오류가 발생한 경우 데이터 수신 장치는 수신된 패킷에 오류가 발생하였음을 나타내는 패킷(응답 패킷)을 데이터 송신 장치로 송신하고, 이에 따라 데이터 송신 장치는 기 송신한 패킷(이하, 최초 전송 패킷이라 한다)에 대한 재전송 작업을 수행한다.
재전송을 수행함에 있어서, 데이터 송신 장치는 최초 전송 패킷 전체를 다시 송신할 수 있으며, 최초 전송 패킷 중 오류가 발생한 부분만을 다시 송신할 수도 있다. 이를 위하여, 데이터 수신 장치는 수신된 패킷에 포함된 부분 중 오류가 발생한 부분이 어떤 것인지를 데이터 송신 장치에게 통보하여야 하며 이에 따라, 응답 패킷에는 오류가 발생한 부분이 명시되어 있는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 패킷을 나타낸 도면으로서, 데이터 패킷(700)은 프리앰블 필드(710), PHY 헤더 필드(720), MAC 헤더 필드(730) 및 페이로드 필드(740)를 포함하여 구성된다.
프리앰블 필드(710)에 포함된 프리앰블은 PHY 계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호로서, 복수 개의 짧은 훈련신호(training signal)와 긴 훈련신호로 이루어져 있다.
PHY 헤더 필드(720)에는 패킷의 전송 속도에 따라 빔 트래킹에 관한 정보, 패킷의 부호화 방식, 서브 패킷의 길이 또는 스크램블러에 관한 정보와 같이 PHY 계층에서 이용되는 정보가 포함된다.
MAC 헤더 필드(730)에는 데이터 송신 장치의 식별자, 데이터 수신 장치의 식별자, 네트워크에 대한 고유 식별자, ACK(Acknowledgement) 정책 또는 패킷의 종류와 같이 MAC 계층에서 이용되는 정보가 포함된다.
페이로드 필드(740)는 적어도 하나 이상의 서브 패킷(741, 742, 743, 744)으로 구성되는데, 각 서브 패킷(741, 742, 743, 744)은 패킷 데이터 및 중요도에 따른 부분의 순환 중복 검사(CRC; Cyclic Redundancy Check) 코드를 포함하여 구성된다. 즉, 패킷 데이터는 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성되고 각 부분에 대한 순환 중복 검사 코드가 서브 패킷에 포함되는 것이다. 여기서, 중요도에 따른 부분은 서브 패킷의 특정 비트 또는 비트 그룹으로 이해될 수 있다. 즉, 서브 패킷은 적어도 하나 이상의 비트를 포함하여 구성되는데, 그 중 하나의 비트 또는 특정 복수 개의 비트가 중요도에 따른 부분인 것이다. 여기서, 중요도에 따른 부분은 서브 패킷 내에서 서로 다른 크기로 존재할 수도 있으나 후술하는 재전송 패킷의 생성의 이점을 고려하여 동일한 크기로 존재하는 것이 바람직하다.
한편, 도 7은 패킷 데이터가 MSB 부분 및 LSB 부분으로 구성된 것을 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않고 패킷 데이터가 3개 이상으로 구성될 수도 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 응답 패킷을 나타낸 도면으로서, 응답 패킷(800)은 프리앰블 필드(810), PHY 헤더 필드(820) 및 ACK 필드(830)를 포함하여 구성된다. 여기서, 프리앰블 필드(810) 및 PHY 헤더 필드(820)는 도 7에 도시된 데이터 패킷(700)의 그것과 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
ACK 필드(830)는 적어도 하나 이상의 서브 패킷 확인 응답 필드(831, 832, 833, 834)를 포함하는데, 각 서브 패킷 확인 응답 필드(831, 832, 833, 834)는 중요도에 따른 해당 서브 패킷의 각 부분에 대한 오류 여부 검사 결과가 포함된다. 예를 들어, 해당 부분에 오류가 발생하지 않은 경우 1의 값이 입력되고, 해당 부분에 오류가 발생한 경우 0의 값이 입력될 수 있는 것이다. 도 8은 MSB 부분 및 LSB 부분으로 구성된 서브 패킷의 각 부분에 대한 오류 여부 검사 결과가 서브 패킷 확인 응답 필드에 포함된 것을 나타내고 있다.
응답 패킷(800)을 수신한 데이터 송신 장치는 부분별 오류 여부 검사 결과를 참조하여 해당 부분이 포함된 재전송 패킷을 송신할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 송신하는 장치를 나타낸 블록도로서, 데이터를 송신하는 장치(이하, 데이터 송신 장치라 한다)(900)는 CPU(910), 메모리(920), 버스(930), MAC 유닛(940), 데이터 패킷 생성부(950), 오류 확인부(960), 통신부(970) 및 안테나(980)를 포함하여 구성된다.
CPU(910)는 버스(930)에 연결되어 있는 다른 구성 요소들을 제어하며, MAC 유닛(940)으로부터 제공되는 수신 데이터(수신 MSDU; MAC Service Data Unit)를 처 리하거나 송신 데이터(송신 MSDU)를 생성하여 MAC 유닛(940)에 제공한다.
메모리(920)는 데이터를 저장하는 역할을 한다. 메모리(920)는 하드 디스크, 광 디스크, 플래시 메모리, CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM 카드(Smart Media Card), MMC(Multimedia Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 데이터 송신 장치(900)의 내부에 구비되어 있을 수 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다. 메모리(920)가 별도의 장치에 구비되어 있는 경우 통신부(970)는 별도의 장치와 통신하여 메모리(920)에 접근하게 된다.
데이터 패킷 생성부(950)는 CPU(410)로부터 제공된 MSDU, 즉 송신할 데이터에 MAC 헤더를 부가하여 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성한다. 이 때, 데이터 패킷 생성부(950)는 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는 데이터 패킷을 생성할 수 있다. 데이터 패킷에 대한 자세한 설명은 도 6 내지 도 7을 통하여 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
또한, 데이터 패킷 생성부(950)는 송신된 데이터 패킷 중 오류가 발생된 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 역할을 한다. 즉, 재전송 패킷을 생성함에 있어서, 데이터 패킷 생성부(950)는 서브 패킷의 부분 중 오류가 발생된 부분(이하, 오류 발생 부분이라 한다)을 재전송 패킷에 포함시키는 것이다.
한편, 서브 패킷은 일정한 크기를 가지고 있고, 패킷을 구성함에 있어서 해당 크기의 서브 패킷을 패킷에 포함시키는 것이 바람직하므로, 데이터 패킷 생성 부(950)는 오류 발생 부분을 갖는 서브 패킷을 재전송 패킷에 포함시킬 수 있다. 다시 말해, 서브 패킷 중 일정 부분에 오류가 발생하고 나머지 부분에는 오류가 발생하지 않았다고 하더라도 데이터 패킷 생성부(950)는 오류가 발생한 부분뿐만 아니라 오류가 발생하지 않았던 부분까지 서브 패킷에 포함시켜 재전송 패킷을 구성하는 것이다.
또한, 데이터 패킷 생성부(950)는 재전송 패킷에 포함될 수 있는 서브 패킷의 크기에 대응되도록 오류 발생 부분과 함께 널(null) 부분을 재전송 패킷에 포함시킬 수도 있다. 예를 들어, 서브 패킷 중 일정 부분에 오류가 발생하고 나머지 부분에는 오류가 발생하지 않았다면, 데이터 패킷 생성부는 오류 발생 부분과 널 부분으로 구성된 서브 패킷을 재전송 패킷에 포함시키는 것이다.
또한, 데이터 패킷 생성부(950)는 재전송 패킷에 포함될 수 있는 서브 패킷의 크기에 대응되도록 오류 발생 부분과 함께 사전에 오류가 발생된 부분을 재전송 패킷에 포함시킬 수도 있다. 예를 들어, 최초 송신된 데이터 패킷 중 서브 패킷 1의 A 부분 및 서브 패킷 2의 B 부분에 오류가 발생하고, 재전송 패킷을 송신함에 따라 B 부분에 대한 오류가 해소되었다고 가정할 때, A 부분에 대한 오류가 아직 해소되지 않았으므로 데이터 패킷 생성부(950)는 다시 재전송 패킷을 생성하게 된다. 이 때, 데이터 패킷 생성부(950)는 재전송 패킷에 A 부분과 B 부분으로 구성된 서브 패킷을 재전송 패킷에 포함시키는 것이다. 이와 같이, 오류 발생 부분과 함께 사전에 오류가 발생된 부분을 재전송 패킷에 포함시키는 것은 서브 패킷의 각 부분의 크기가 동일하게 형성된 것을 가정한다.
또한, 데이터 패킷 또는 재전송 패킷을 생성함에 있어서, 데이터 패킷 생성부(950)는 서브 패킷의 부분별 순환 중복 검사 코드를 각 부분에 대하여 부여하여 데이터 패킷 또는 재전송 패킷에 포함시킨다. 이에 따라, 데이터 수신 장치는 부분별 순환 중복 검사를 통하여 패킷의 각 부분에 대한 오류 여부 검사를 수행할 수 있게 된다.
오류 확인부(960)는 수신된 응답 패킷을 참조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 역할을 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 응답 패킷은 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 각 부분에 대한 오류 여부 검사 결과를 포함하고 있는데, 오류 확인부(960)는 이를 이용하여 부분별 오류 여부를 확인하는 것이다.
통신부(970)는 데이터 패킷 생성부(950)에 의하여 생성된 데이터 패킷 또는 재전송 패킷을 무선 신호로 변환한 후 소정의 통신 채널을 통하여 데이터 수신 장치로 송신하는 역할을 한다. 통신부(970)는 기저대역 프로세서(Baseband processor)(971) 및 RF 유닛(972)을 포함하여 구성되며, 안테나(980)에 연결된다. 안테나(980)는 저주파 대역의 방향성 없는 무선 신호 또는 고주파 대역의 방향성 있는 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, RF 유닛(972)에 의하여 형성되는 통신 채널의 주파수 대역은 저주파 대역인 경우 2.4GHz 또는 5GHz를 포함하고, 고주파 대역인 경우 60GHz를 포함한다. 이에 따라, 통신부(970)는 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭으로 데이터 패킷 또는 재전송 패킷을 송신할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 수신하는 장치를 나타낸 블록도 로서, 데이터를 수신하는 장치(이하, 데이터 수신 장치라 한다)(1000)는 CPU(1010), 메모리(1020), 버스(1030), MAC 유닛(1040), 패킷 검사부(1050), 패킷 처리부(1060), 응답 패킷 생성부(1070), 통신부(1080) 및 안테나(1090)를 포함하여 구성된다. 여기서, CPU(1010), 메모리(1020), 버스(1030), MAC 유닛(1040), 통신부(1080) 및 안테나(1090)의 기능은 데이터 송신 장치(900)의 그것과 유사하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
패킷 검사부(1050)는 수신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 검사하는 역할을 한다. 수신 패킷은 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는데, 패킷 검사부(1050)는 부분별로 순환 중복 검사를 수행하여 수신 패킷의 오류 여부를 검사하는 것이다.
일반적으로 사용되는 패킷의 오류를 검사하는 방법에는 패리티(parity) 부호 검사, 체크섬(checksum) 검사 및 순환 중복 검사 등이 있으며, 좀 더 복잡하고 정교한 검사 방법으로 마이크로컴 네트워킹 프로토콜(Microcom Networking Protocol) 및 V.42 등이 있다. 여기서 순환 중복 검사는 패리티 부호 검사나 체크섬 검사와는 달리 여러 비트의 오류가 한꺼번에 나타날 경우에도 오류를 검출할 수 있다. 또한 순환 중복 검사는 오버헤드도 적은 편이고 무작위로 발생하는 오류나 갑자기 폭주하는 오류를 검사할 때에도 유용하게 사용되는 방법이기도 하다. 이러한 순환 중복 검사는 보통 2종류가 사용되는데, 간단한 용도로는 순환 중복 검사-16이 사용되며, 보다 정확한 검사에는 순환 중복 검사-32가 사용된다. 여기서, 16과 32의 숫자의 의미는 오류 검사를 위한 연산에 사용되는 정보의 비트 수이다.
순환 중복 검사 방법에 의해 패킷에 추가되는 비트(bit)를 프레임 체크 시퀀스(Frame Check Sequence)라 하는데, 내재해 있는 이론 구성으로 인하여 종종 순환 중복 검사와 동일시 되기도 한다. 프레임 체크 시퀀스는 오류를 검출할 목적으로 데이터 송신 장치(900)에 의해 패킷에 추가되는데, 데이터 수신 장치(1000)가 패킷을 수신하면, 사전에 설정된 수학적 연산에 의해 나온 값과 프레임 체크 시퀀스를 비교하여 패킷에 오류가 있는지 없는지를 판별한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수신 장치(1000)의 패킷 검사부(1050)가 순환 중복 검사를 통하여 서브 패킷의 각 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 것으로 기재되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며 패킷 검사부(1050)는 전술한 패리티 부호 검사, 체크섬 검사, 마이크로컴 네트워킹 프로토콜 및 V.42 등과 같은 방식을 이용하여 서브 패킷의 각 부분에 대한 오류 여부를 확인할 수도 있다.
패킷 처리부(1060)는 패킷 검사부(1050)의 검사 결과에 따라 서브 패킷의 부분 중 오류가 발생하지 않은 부분을 메모리(1020)에 저장하고, 오류가 발생된 부분을 제거하는 역할을 한다. 그리고, 패킷 처리부(1060)는 재전송 패킷을 통하여 수신된 패킷의 일부분을 메모리(1020)상에 기 저장된 패킷의 일부분에 결합하여 올바른 패킷이 구성되도록 하는 역할을 수행한다.
응답 패킷 생성부(1070)는 패킷 검사부(1050)에 의한 부분별 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷을 생성하는 역할을 한다. 예를 들어, 오류가 발생된 부분 에 대해서는 0의 값을 입력하고 오류가 발생되지 않은 부분에 대해서는 1의 값을 입력하여 응답 패킷을 구성하는 것이다.
응답 패킷 생성부(1070)에 의하여 생성된 응답 패킷은 통신부(1080)를 통하여 데이터 송신 장치(900)로 송신된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 패킷과 응답 패킷이 송수신되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
데이터 송신 장치(900)는 서브 패킷 1, 2, 3을 포함하는 데이터 패킷(1110)을 구성하여 데이터 수신 장치(1000)로 송신한다. 여기서, 서브 패킷은 MSB 부분 및 LSB 부분으로 구성된 것을 가정한다.
데이터 패킷(1110)을 수신한 데이터 수신 장치(1000)는 데이터 패킷(1110)에 대한 오류 여부 검사를 수행하여 서브 패킷 1의 MSB 부분 및 서브 패킷 3의 LSB 부분에 전송 오류가 발생한 것을 확인하게 된다. 이에 따라, 데이터 수신 장치(1000)는 서브 패킷을 구성하는 각 부분에 대한 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷(1120)을 데이터 송신 장치(900)로 송신한다.
응답 패킷을 수신함에 따라, 데이터 송신 장치(900)는 서브 패킷 1의 MSB 부분 및 서브 패킷 3의 LSB 부분에서 전송 오류가 발생되었음을 확인하게 되고, 해당 부분이 포함된 재전송 패킷(1130)을 데이터 수신 장치(1000)로 송신한다.
재전송 패킷(1130)을 수신한 데이터 수신 장치(1000)는 재전송 패킷(1130)에 대한 오류 여부 검사를 수행하여 서브 패킷 1의 MSB 부분에 다시 전송 오류가 발생한 것을 확인하게 된다. 이에 따라, 데이터 수신 장치(1000)는 서브 패킷을 구성하 는 각 부분에 대한 오류 여부 검사 결과가 포함된 두 번째 응답 패킷(1140)을 데이터 송신 장치(900)로 송신한다.
두 번째 응답 패킷(1140)을 수신함에 따라, 데이터 송신 장치(900)는 오류가 발생된 부분인 서브 패킷 1의 MSB 부분이 포함된 재전송 패킷(1150)을 생성하여 데이터 수신 장치(1000)로 송신한다. 이 때, 재전송 패킷(1150)의 페이로드에는 서브 패킷 단위의 데이터가 포함되는 것이 바람직하므로 데이터 송신 장치(900)는 사전에 오류가 발생된 부분인 서브 패킷 3의 LSB 부분을 재전송 패킷(1150)에 포함시킬 수 있다.
재전송 패킷(1150)을 수신한 데이터 수신 장치(1000)는 재전송 패킷(1150)에 대한 오류 여부 검사를 수행하여 재전송 패킷(1150)에 포함된 모든 부분에 오류가 없음을 확인하게 된다. 이에 따라, 데이터 수신 장치(1000)는 데이터 패킷을 구성하는 서브 패킷의 각 부분에 대하여 오류가 없음을 나타내는 응답 패킷(1160)을 데이터 송신 장치(900)로 송신한다.
한편, 도 11의 응답 패킷(1120, 1140, 1160)에는 오류가 발생된 부분뿐만 아니라 오류가 발생하지 않은 부분에 대한 검사 결과도 포함되는 것으로 나타나 있으나, 오류가 발생된 부분의 검사 결과만이 포함된 응답 패킷이 구성되어 데이터 송신 장치(900)로 송신될 수도 있음은 물론이다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이 해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면이다.
도 2는 하나의 화소 성분을 복수 개의 비트 레벨로 표시한 도면이다.
도 3은 종래의 오류 정정 부호화 기법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오류 정정 부호화 기법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서브 패킷을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 패킷을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 응답 패킷을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 송신하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 수신하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 패킷과 응답 패킷이 송수신되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
910 : CPU 920 : 메모리
930 : 버스 940 : MAC 유닛
950 : 데이터 패킷 생성부 960 : 오류 확인부
970 : 통신부 980 : 안테나

Claims (24)

  1. 수신된 응답 패킷을 참조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 오류 확인부;
    상기 확인 결과에 따라 상기 송신 패킷 중 오류 발생 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부; 및
    소정의 통신 채널을 통하여 상기 재전송 패킷을 송신하는 통신부를 포함하는 데이터를 송신하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오류 확인부는 상기 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는 상기 송신 패킷에 대해 상기 부분별로 오류 여부를 확인하는 데이터를 송신하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 패킷 생성부는 상기 서브 패킷의 부분 중 상기 오류 발생 부분을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 데이터를 송신하는 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 패킷 생성부는 상기 오류 발생 부분을 갖는 서브 패킷을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 데이터를 송신하는 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 패킷 생성부는 상기 재전송 패킷에 포함될 수 있는 서브 패킷의 크기에 대응되도록 상기 오류 발생 부분과 함께 널(null) 부분 또는 사전에 오류가 발생된 부분을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 데이터를 송신하는 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 송신 패킷 및 상기 재전송 패킷은 상기 부분별 순환 중복 검사(CRC; Cyclic Redundancy Check) 코드를 포함하는 데이터를 송신하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 패킷은 비압축 AV 데이터를 구성하는 패킷을 포함하는 데이터를 송신하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부는 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭으로 상기 송신 패킷 또는 상기 재전송 패킷을 송신하는 데이터를 송신하는 장치.
  9. 수신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여 부를 검사하는 패킷 검사부;
    상기 부분별 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷을 생성하는 응답 패킷 생성부; 및
    상기 응답 패킷을 송신하는 통신부를 포함하는 데이터를 수신하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 수신 패킷은 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는 데이터를 수신하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 패킷 검사부는 상기 부분별로 순환 중복 검사를 수행하여 상기 수신 패킷의 오류 여부를 검사하는 데이터를 수신하는 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 검사 결과에 따라 상기 부분 중 오류가 발생되지 않은 부분을 메모리에 저장하고, 오류가 발생된 부분을 제거하는 패킷 처리부를 더 포함하는 데이터를 수신하는 장치.
  13. 수신된 응답 패킷을 참조하여 송신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과에 따라 상기 송신 패킷 중 오류 발생 부분이 포함된 재전송 패킷을 생성하는 단계; 및
    소정의 통신 채널을 통하여 상기 재전송 패킷을 송신하는 단계를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 송신 패킷의 오류 여부를 확인하는 단계는 상기 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는 상기 송신 패킷에 대해 상기 부분별로 오류 여부를 확인하는 단계를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 재전송 패킷을 생성하는 단계는 상기 서브 패킷의 부분 중 상기 오류 발생 부분을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 단계를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 재전송 패킷을 생성하는 단계는 상기 오류 발생 부분을 갖는 서브 패킷을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 단계를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 재전송 패킷을 생성하는 단계는 상기 재전송 패킷에 포함될 수 있는 서브 패킷의 크기에 대응되도록 상기 오류 발생 부분과 함께 널(null) 부분 또는 사전에 오류가 발생된 부분을 상기 재전송 패킷에 포함시키는 단계를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 송신 패킷 및 상기 재전송 패킷은 상기 부분별 순환 중복 검사(CRC; Cyclic Redundancy Check) 코드를 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 송신 패킷은 비압축 AV 데이터를 구성하는 패킷을 포함하는 데이터를 송신하는 방법.
  20. 제 13항에 있어서,
    상기 송신 패킷 또는 상기 재전송 패킷은 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭으로 송신되는 데이터를 송신하는 방법.
  21. 수신 패킷에 포함된 중요도에 따른 적어도 하나 이상의 부분에 대한 오류 여부를 검사하는 단계;
    상기 부분별 오류 여부 검사 결과가 포함된 응답 패킷을 생성하는 단계; 및
    상기 응답 패킷을 송신하는 단계를 포함하는 데이터를 수신하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 수신 패킷은 중요도에 따라 적어도 하나 이상의 부분으로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 패킷을 포함하는 데이터를 수신하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 수신 패킷의 오류 여부를 검사하는 단계는 상기 부분별로 순환 중복 검사를 수행하는 단계를 포함하는 데이터를 수신하는 방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 검사 결과에 따라 상기 부분 중 오류가 발생되지 않은 부분을 메모리에 저장하고, 오류가 발생된 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 데이터를 수신하는 방법.
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