KR20120112981A - 데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드 - Google Patents

데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드 Download PDF

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KR20120112981A
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Abstract

데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드가 개시된다. 상기 방법은, (a) K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩한 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하는 단계와, (b) 수신된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사하는 단계와, (c) 검사 결과, 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 전송하며, 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 단계를 포함함으로써, 데이터 프레임 중 일부에 오류가 있는 경우라도 재전송 요청을 하지 않고 데이터를 복원할 수 있는 효과가 있다.

Description

데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드{RECEIVING NODE AND METHOD OF REDUCING RETRANSMISSION OF DATA FRAME}
본 발명은 데이터 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 프레임의 재전송을 감소시키기 위한 방법 및 수신 노드에 관한 것이다.
IEEE 802.15.3 WPAN(Wireless Personal Area Network)는 10미터 내외의 무선 환경에서 실시간으로 멀티미디어와 같은 고품질, 대용량의 데이터 전송을 목적으로 표준화된 기술이다. 이러한 IEEE 802.15.3은 매우 제한된 데이터 전송을 지원하는 IEEE 802.15.1의 취약점을 극복하고, 멀티미디어 전송이 가능한 디바이스들간의 애드훅(Ad-hoc) 형태의 연결을 지원하기 위해 개발되었다.
802.15.3 MAC(Media Access Control)에서 사용되는 ACKnowledge 프레임(ACK) 정책에는 ACK를 사용하지 않는 No-ACK, 하나의 데이터 프레임에 하나의 ACK가 사용되는 Immediate ACK(Imm-ACK), 여러 개의 데이터 프레임에 하나의 ACK이 사용되는 Delay ACK(Dly-ACK)을 포함한 총 3가지의 ACK 정책이 있다.
이들 중 Dly-ACK은, 수신 노드가 여러 개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신한 이후에 하나의 ACK 프레임을 전송하는 방식이므로, 수신되는 데이터 프레임 각각에 대해 ACK 프레임을 전송하여야 하는 Immediate ACK 방법에 비하여 ACK 프레임으로 인한 오버헤드를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
하지만, 연속적으로 수신되는 데이터 프레임 중 일부 데이터 프레임에 오류(즉, 전송 실패)가 있는 경우에 수신 노드는 송신 노드로 오류가 있는 데이터 프레임의 재전송을 요청해야 하며, 송신 노드로부터 재전송되는 데이터 프레임으로 인해 전체적인 네트워크 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, Dly-ACK 방식에 의해 데이터 프레임을 송수신하는 경우에 있어서, 송신 노드에서 전송한 데이터 프레임 중 일부에 오류가 있는 경우라도 재전송 요청을 하지 않고 데이터를 복원할 수 있는, 데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 빠른 시간내에 데이터 복원이 가능하며, 불필요한 대역폭의 낭비를 줄일 수 있는, 데이터 프레임의 재전송 감소 방법 및 이를 위한 수신 노드를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
(a) K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩한 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하는 단계;
(b) 상기 수신된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사하는 단계; 및
(c) 상기 검사 결과,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 전송하며,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 프레임의 재전송 감소 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
K-R < X < N-R
을 만족하며, 여기서 N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수를 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
다음의 수학식:
Figure pat00001
을 만족시키는 최소의 값을 도출하는 α값에 의해 결정되며, N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함할 수 있다. 여기서, 수신 실패율(p)은 데이터 프레임이 전송되는 채널 상태에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 (c) 단계는,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 상기 오류가 없는 데이터 프레임만으로 상기 소스 데이터를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 (c) 단계는,
상기 전송한 ACK 메시지에 기초한 수신된 데이터 프레임 및 상기 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 상기 소스 데이터를 복원하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩한 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하는 통신 모듈;
상기 수신된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사하는 오류 검사 모듈;
상기 검사 결과,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 전송하며,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 제어 모듈을 포함하는, 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
K-R < X < N-R
을 만족하며, 여기서 N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수를 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
다음의 수학식:
Figure pat00002
을 만족시키는 최소의 값을 도출하는 α값에 의해 결정되며, N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함할 수 있다. 여기서, 수신 실패율(p)은 데이터 프레임이 전송되는 채널 상태에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수신 노드는,
오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 상기 오류가 없는 데이터 프레임만으로 상기 소스 데이터를 복원하는 디코더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 수신 노드는, 상기 수신된 데이터 프레임 및 상기 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 상기 소스 데이터를 복원하는 디코더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, Erasure Coding 기법에 의해 데이터를 코딩하므로, 송신 노드에서 전송한 데이터 프레임 중 일부에 오류가 있는 경우라도 재전송 요청을 하지 않고 데이터를 복원할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 데이터 프레임의 재전송을 요청하는 경우라도 복원에 필요한 최소한의 데이터 프레임을 전송 요청하므로, 빠른 시간내에 데이터 복원이 가능하며, 불필요한 대역폭의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수신 노드를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 데이터 프레임의 재전송 감소 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이레이저 코딩을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 데이터 프레임 재전송을 감소를 위한 수신 노드를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 전체 시스템은 크게 송신 노드(100)와 수신 노드(110)를 포함하며, 송신 노드(100)는 인코더(101), 제어 모듈(102) 및 제1 통신 모듈(103)을 포함할 수 있으며, 수신 노드(110)는 제2 통신 모듈(111), 오류 검사 모듈(112), 제어 모듈(113) 및 디코더(114)를 포함할 수 있다. 한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이레이저 코딩을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 송신 노드(100)의 인코더(101)는 K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩하여 N개의 데이터 프레임을 생성할 수 있다(여기서, K ≤ N). 생성된 N개의 데이터 프레임은 제어 모듈(102)로 전달될 수 있다. 여기서, '이레이저 코딩 기법'은 K개의 소스 데이터에 부가적인 비트를 첨가하여 새로운 N개의 데이터 프레임을 생성하는 방식이다. 생성된 N개의 데이터 프레임은 '전송 그룹(Transmission Group)'으로 지칭될 수 있다. 이하에서는 도 3을 참조하여 '이레이저 코딩 기법'을 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 송신 노드(100)에서 전송하고자 하는 소스 데이터의 개수가 K개라 하면, 송신 노드(100)의 인코더(101)를 거치면서 N개의 데이터 프레임(101a)이 생성될 수 있다. 생성된 N개의 데이터 프레임(101a)은 제1 통신 모듈(103)을 통해 수신 노드(110)로 전송될 수 있다. 이때 채널(105)의 상태에 따라 N개의 데이터 프레임(101a) 중 일부는 전송 과정에서 손실될 수 있으며, 수신 노드(110)는 N개의 데이터 프레임(101a) 중 실제 R개의 데이터 프레임(112a)만을 성공적으로 수신할 수 있다. 통상적인 코딩과 달리, 본 발명의 일 실시형태인 이레이저 코딩 기법에 의할 경우 수신 노드(110)의 디코더(114)는 실제 수신된 R개의 데이터 프레임(112a)만으로 K개의 소스 데이터를 완전하게 복원할 수 있다. 이와 같이, 본원발명의 일 실시형태에 의하면, 이레이저 코딩 기법에 의함으로써, 송신 노드(100)에서 전송한 데이터 프레임 중 일부에 오류가 있는 경우라도 재전송 요청을 하지 않고 데이터를 복원할 수 있는 효과가 있다.
다시 도 1을 참조하면, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 인코더(101)로부터 전달받은 N개의 데이터 프레임(101a)을 제1 통신 모듈(103)로 전달할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, Dly-ACK 방식을 적용하기 위해 제어 모듈(102)은 제1 통신 모듈(103)을 통해 'Dly-ACK 프레임'을 수신 노드(110)로 전송할 수 있다. 'Dly-ACK 프레임'은 수신 노드(110)로 Dly-ACK 방식에 의해 데이터를 전송할 것임을 알리는 동시에 수신 노드(110)가 가지는 버퍼 정보(예컨대, 버퍼의 크기)를 요청하는 프레임이다.
한편, 'Dly-ACK 프레임'에 응답하여 수신 노드(110)로부터 ACK 프레임이 수신되면, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 ACK 프레임에 포함된 수신 노드(110)의 버퍼 정보에 기초하여, 소스 데이터를 한번에 전송할 버스트(burst)의 크기를 결정하게 되며, 이에 기초하여 인코더(101)는 K개의 소스 데이터로부터 일정한 수(여기서는 N개)의 데이터 프레임을 생성할 수 있다. 이후 N개의 데이터 프레임은 연속적으로 수신 노드(110)로 전송될 수 있다. 한편, N개의 데이터 프레임 중 마지막 프레임은 해당 버스트(burst)가 끝났음을 알려주는 정보와 함께 다음 버스트 전송 요청을 알리는 정보를 포함할 수 있다.
마지막으로, 송신 노드(100)의 제1 통신 모듈(103)은 제어 모듈(102)의 제어하에 N개의 데이터 프레임(101a)을 채널(105)을 통해 수신 노드(110)로 전송한다.
한편, 수신 노드(110)의 제2 통신 모듈(111)은 송신 노드(100)로부터 전송되는 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하고, 제어 모듈(113)의 제어하에, 수신된 N개의 데이터 프레임을 오류 검사 모듈(112)로 전달할 수 있다.
수신 노드(110)의 오류 검사 모듈(112)은 제어 모듈(113)의 제어하에 제2 통신 모듈(111)로부터 전달받은 N개의 데이터 프레임을 오류 검사 모듈(112) 내부의 버퍼(미도시)에 저장함과 동시에 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사할 수 있다. 검사 결과는 제어 모듈(113)로 전달될 수 있다. 일 실시예로, 데이터 프레임의 오류를 검사하는 방법에는 패리티(parity) 부호 검사, 체크섬(checksum) 검사, 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check) 등이 사용될 수 있다. 이들 중 순환 중복 검사(CRC)는 패리티 부호 검사나 체크섬 검사와 달리 여러 비트의 오류가 한꺼번에 나타날 경우에도 오류를 검출할 수 있으며, 다른 방법보다 오버헤드도 적은 편이다. 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 순환 중복 검사(CRC)를 사용하여 데이터 프레임의 오류를 검사하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 패리티(parity) 부호 검사나 체크섬(checksum) 검사도 사용될 수 있음은 물론이다.
수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 제2 통신 모듈(111)을 통해 송신 노드(100)로 전송하며, 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 제2 통신 모듈(111)을 통해 송신 노드(100)로 전송할 수 있다. 또한, 제어 모듈(113)은 오류 검사 모듈(112)로 전달받은 데이터 프레임을 상위 계층인 디코더(114)로 전달할 수 있다.
한편, 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
K-R < X < N-R
여기서, N은 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 소스 데이터의 개수를 포함할 수 있다.
또는, 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는 하기의 수학식 2를 만족시키는 최소의 값으로 결정될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00003
즉, 수학식 2를 만족시키는 최소의 값을 도출시키는 α값에 의해 결정될 수 있으며, 전송실패된 N-R개의 데이터 프레임을 각각 도출된 α의 확률로 재전송한다. 즉, 평균적으로는 (N-R)α개의 데이터 프레임이 재전송된다.
여기서, F(α)는 α의 확률로 재전송하였을 때 기대되는 수신성공 프레임 개수를 나타내며, 하기 수학식 3으로 계산될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00004
여기서, N은 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함할 수 있다. 한편, 수신 실패율(P)은 채널(105)의 상태에 따라 변경될 수 있다.
한편, 수신 노드(110)의 디코더(114)는 제어 모듈(113)로부터 전달받은 데이터 프레임을 소스 데이터로 복원한다. 일 실시형태에 의하면, 디코더(114)는 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 오류가 없는 데이터 프레임만으로 소스 데이터를 복원할 수 있다. 다른 실시형태에 의하면, 디코더(114)는 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 추가로 수신된 데이터 프레임 및 수신된 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 소스 데이터를 복원할 수 있다.
오류가 없는 데이터 프레임만으로 소스 데이터를 복원할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 데이터 프레임의 재전송 감소 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 동작을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 단계 200에서, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 'Dly-ACK 프레임'을 수신 노드(110)로 전송할 수 있다. 'Dly-ACK 프레임'은 수신 노드(110)로 Dly-ACK 방식에 의해 데이터를 전송할 것임을 알리는 동시에 수신 노드(110)가 가지는 버퍼 정보(예컨대, 버퍼의 크기)를 요청하는 프레임이다.
이후 단계 201에서, 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 수신 노드(110)의 버퍼 정보를 포함하는 ACK 프레임을 생성하여 송신 노드(100)로 전송할 수 있다.
단계 202에서, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 ACK 프레임에 포함된 수신 노드(110)의 버퍼 정보에 기초하여, 소스 데이터를 한번에 전송할 버스트(burst)의 크기를 결정하게 되며, 이에 기초하여 인코더(101)는 '이레이저 코딩' 기법에 의해 K개의 소스 데이터를 인코딩하여 N개의 데이터 프레임을 생성할 수 있다.
단계 203에서, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 채널(105)을 통해 수신 노드(110)로 인코딩된 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 전송할 수 있다.
단계 204에서, 수신 노드(110)의 오류 검사 모듈(112)은 인코딩된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사할 수 있다. 검사 결과는 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)로 전달될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 오류 검사 모듈(112)은 순환 중복 검사(CRC)를 사용하여 프레임의 오류를 검사하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 패리티(parity) 부호 검사나 체크섬(checksum) 검사도 사용될 수 있음은 물론이다.
다음 단계 205에서, 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 오류 검사 모듈(112)로부터 전달받은 오류 검사 결과에 기초하여, 성공적으로 수신된 데이터 프레임의 수(R)(즉, 오류가 없는 데이터 프레임)가 소스 데이터의 개수(K) 이상인지 판단할 수 있다. 판단 결과, 성공적으로 수신된 데이터 프레임의 수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 단계 206으로, 미만인 경우는 단계 208로 진행할 수 있다.
단계 206에서, 성공적으로 수신된 데이터 프레임의 수(R)(즉, 오류가 없는 데이터 프레임)가 소스 데이터의 개수(K) 이상이므로, 수신 노드(110)의 디코더(114)는 성공적으로 수신된 데이터 프레임만으로 소스 데이터를 복원할 수 있다. 이와 같이, 본원발명의 일 실시형태에 의하면, 이레이저 코딩 기법에 의함으로써, 송신 노드(100)에서 전송한 데이터 프레임 중 일부에 오류가 있는 경우라도 재전송 요청을 하지 않고 데이터를 복원할 수 있는 효과가 있다.
이후, 단계 207에서, 오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 제2 통신 모듈(111)을 통해 송신 노드(100)로 전송한다.
한편, 단계 208에서, 성공적으로 수신된 데이터 프레임의 수(R)(즉, 오류가 없는 데이터 프레임)가 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 하기의 수학식 1에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
K-R < X < N-R
여기서, N은 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 소스 데이터의 개수를 포함할 수 있다.
또는, 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는 하기의 수학식 2를 만족시키는 최소의 값으로 결정될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00005
즉, 수학식 2를 만족시키는 최소의 값을 도출시키는 α값에 의해 결정될 수 있으며, 전송실패된 N-R개의 데이터 프레임을 각각 도출된 α의 확률로 재전송한다. 즉, 평균적으로는 (N-R)α개의 데이터 프레임이 재전송된다.
여기서, F(α)는 α의 확률로 재전송하였을 때 기대되는 수신성공 프레임 개수를 나타내며, 하기 수학식 3으로 계산될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00006
여기서, N은 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함할 수 있다. 한편, 수신 실패율(P)은 채널(105)의 상태에 따라 변경될 수 있다.
다만, 채널(105)의 상태가 좋지 않아 최소한의 요구조건 (K-R)을 만족하지 못하는 경우는 전송 과정에서 손실된 모든 프레임의 개수 (N-R)을 X로 설정할 수 있다.
이와 같이, 데이터 프레임의 재전송을 요청하는 경우라도 복원에 필요한 최소한의 데이터 프레임을 전송 요청하므로, 빠른 시간내에 데이터 복원이 가능하며, 불필요한 대역폭의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이후 단계 209에서, 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 프레임을 송신 노드(100)로 전송할 수 있다.
단계 210에서, 송신 노드(100)의 제어 모듈(102)은 재전송을 요청한 개수(X)의 데이터 프레임을 수신 노드(110)로 전송할 수 있다.
이후 단계 211에서, 수신 노드(110)의 디코더(114)는 추가로 수신된 데이터 프레임 및 단계 203에서 수신된 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 소스 데이터를 복원할 수 있다.
마지막으로, 단계 212에서, 수신 노드(110)의 제어 모듈(113)은 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 제2 통신 모듈(111)을 통해 송신 노드(100)로 전송할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 송신 노드
101: 인코더
101a: 인코딩된 K개의 데이터 프레임
102, 113: 제어 모듈
103: 제1 통신 모듈
105: 채널
111: 제2 통신 모듈
112: 오류 검사 모듈
112a: 오류가 없는 R개의 데이터 프레임
114: 디코더

Claims (10)

  1. (a) K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩한 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하는 단계;
    (b) 상기 수신된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사하는 단계; 및
    (c) 상기 검사 결과,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 전송하며,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
    K-R < X < N-R
    을 만족하며, 여기서 N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수를 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
    다음의 수학식:
    Figure pat00007

    을 만족시키는 최소의 값을 도출하는 α값에 의해 결정되며, N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 상기 오류가 없는 데이터 프레임만으로 상기 소스 데이터를 복원하는 단계를 더 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 전송한 ACK 메시지에 기초한 수신된 데이터 프레임 및 상기 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 상기 소스 데이터를 복원하는 단계를 더 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소 방법.
  6. K개의 소스 데이터를 이레이저 코딩(Erasure Coding) 기법으로 인코딩한 N개의 데이터 프레임을 연속적으로 수신하는 통신 모듈;
    상기 수신된 N개의 데이터 프레임의 오류를 검사하는 오류 검사 모듈;
    상기 검사 결과,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 복구 가능함을 알리는 ACK 메시지를 전송하며,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 미만인 경우 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 제어 모듈을 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
    K-R < X < N-R
    을 만족하며, 여기서 N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수를 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재전송을 요청할 데이터 프레임의 개수(X)는,
    다음의 수학식:
    Figure pat00008

    을 만족시키는 최소의 값을 도출하는 α값에 의해 결정되며, N은 상기 인코딩된 데이터 프레임의 개수, R은 상기 오류가 없는 데이터 프레임의 개수, K는 상기 소스 데이터의 개수, p는 데이터 프레임의 수신 실패율을 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 수신 노드는,
    오류가 없는 데이터 프레임의 개수(R)가 상기 소스 데이터의 개수(K) 이상인 경우 상기 오류가 없는 데이터 프레임만으로 상기 소스 데이터를 복원하는 디코더를 더 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 수신 노드는, 상기 수신된 데이터 프레임 및 상기 오류가 없는 데이터 프레임으로부터 상기 소스 데이터를 복원하는 디코더를 더 포함하는 데이터 프레임의 재전송 감소를 위한 수신 노드.
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