KR20130041747A - Apparatus and method for transmitting data in communication system - Google Patents

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KR20130041747A
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최승한
김도영
이병선
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: Device and method transmitting data are provided to quickly and maximally recover a lost data packet and to stably transceive massive data by generating an excessive data packet and transmitting the data packet and excessive data packet after confirming data pattern analysis of a data packet to be transmitted in case of transception of a data packet using a wireless channel. CONSTITUTION: A data transmission device includes a detection unit(306) confirming the state of data sample according to a data pattern of data packet to be transmitted through a wireless channel, a selection unit(314) calculating state probability of a data sample according to a state of data sample and determining generation of an excessive data packet of data packet based on the state probability of the data sample, a FEC(Forward Error Correction) module(31) generating the excessive data packet using the data packet according to the generation decision of the excessive data packet and an interface module transmitting the data packet and excessive data packet through the wireless channel. [Reference numerals] (304) Audio interface; (306) Detection unit; (308) Codec encoder; (310) RTP encoder; (312) Network interface; (312) FEC module; (314) Selection unit; (320) IP network;

Description

통신 시스템에서 데이터 송신 장치 및 방법{Apparatus and method for transmitting data in communication system}Apparatus and method for transmitting data in communication system

본 발명은 통신 시스템에서, 무선 통신 기반의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭하기로 함) 망에서 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction, 이하 'FEC'라 칭하기로 함) 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 최대로 복구하도록 데이터를 송신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention provides a forward error correction (FEC) scheme in a wireless communication-based Internet protocol (IP) network in a communication system. An apparatus and method for transmitting data to maximize recovery of lost data packets via

현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 통신 시스템은, 다양한 형태의 QoS를 가지는 데이터를 한정된 자원을 통해 빠르게 전송하기 위한 방안들이 제안되고 있으며, 최근 네트워크의 발달과 고품질 서비스에 대한 사용자 요구가 증가함에 따라 패킷 망을 통해 음성 및 영상 등의 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 방안들 들이 제안되고 있다.In the current communication system, active researches are being conducted to provide users with services of various quality of service (QoS) having a high transmission speed (hereinafter referred to as 'QoS'). In such a communication system, methods for rapidly transmitting data having various types of QoS through limited resources have been proposed. Recently, with the development of the network and the increasing user demand for high-quality services, voice and video over a packet network have been proposed. To provide a variety of multimedia services have been proposed.

한편, 현재 통신 시스템에서는, IP 패킷 망에서 VoIP(Voice over IP) 패킷을 송수신할 경우, 상기 VoIP 패킷의 음성 정보는 UDP(User Datagram Protocol) 계층을 통해 송수신하며, 이때 상기 UDP의 특성에 따라 안정적으로 상기 VoIP 패킷을 송수신함에는 한계가 있다. 특히, 현재 통신 시스템에서는, 무선 통신 기반의 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 및 이동 통신 망, 다시 말해 무선 채널을 통해 다양한 멀티미디어 서비스에 상응하는 데이터 패킷을 단말과 송수신할 경우, 무선 채널의 가변하는 대역폭 및 상기 무선 채널의 BER(Bit Error Rate) 증가, 및 단말의 이동에 따른 데이터 패킷의 전송 지연 등으로 인해, 상기 단말과 송수신되는 상기 데이터 패킷은 손실된다.Meanwhile, in the current communication system, when transmitting and receiving a Voice over IP (VoIP) packet in an IP packet network, voice information of the VoIP packet is transmitted and received through a User Datagram Protocol (UDP) layer, and stable according to the characteristics of the UDP. There is a limitation in transmitting and receiving the VoIP packet. In particular, in the current communication system, data packets corresponding to various multimedia services are provided through a wireless local area network (WLAN) based on a wireless communication (WLAN) and a mobile communication network, that is, a wireless channel. When transmitting and receiving with the terminal, the data packet transmitted and received with the terminal is lost due to a variable bandwidth of the wireless channel, an increase in the bit error rate (BER) of the wireless channel, and a transmission delay of the data packet due to the movement of the terminal. do.

그리고, 현재 통신 시스템에서는 전술한 바와 같이 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위한 방안들이 제안되고 있으며, 일 예로, 데이터 패킷을 수신한 수신 장치가 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구하도록, 상기 데이터 패킷을 송신하는 송신 장치는, 송신하고자 하는 데이터 패킷을 바탕으로 잉여 데이터 패킷을 생성한 후, 상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 송신하며, 상기 수신 장치는, 수신된 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구하여, 상기 송신 장치에서 송신한 데이터 패킷을 정상적으로 수신한다.In the current communication system, methods for recovering a lost data packet have been proposed as described above. For example, the data packet is received so that a receiving device receiving the data packet recovers the lost data packet through an FEC scheme. The transmitting apparatus for transmitting the data generates a redundant data packet based on the data packet to be transmitted, and then transmits the data packet and the redundant data packet, and the receiving apparatus uses the received redundant data packet and the data packet. To recover the lost data packet through the FEC scheme, and normally receive the data packet transmitted from the transmitting apparatus.

하지만, 현재의 통신 시스템에서, 이러한 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구할 경우, 수신 장치가 데이터 패킷의 손실을 고려하여 송신 장치로 잉여 데이터 패킷의 송신을 요청하며, 이러한 잉여 데이터 패킷의 요청에 상응하여 수신된 잉여 데이터 패킷을 이용하여 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구함에 따라, 손실된 데이터 패킷의 복구 성능 및 복구 속도 등에 한계가 있다.However, in the current communication system, when recovering the lost data packet through this FEC scheme, the receiving device requests transmission of the redundant data packet to the transmitting device in consideration of the loss of the data packet, and the request of the excess data packet As a result of recovering the lost data packet through the FEC method using the received excess data packet corresponding to this, there is a limit in the recovery performance and recovery speed of the lost data packet.

특히, 현재의 통신 시스템에서는, 수신 장치가 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실이 발생할 경우, 이러한 손실된 데이터 패킷의 발생에 상응하여 상기 무선 채널에서 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위한 잉여 데이터 패킷의 송신을 송신 장치로 요청함에 따라, 상기 잉여 데이터 패킷을 이용한 손실된 데이터 패킷의 복구까지 이미 많은 양의 데이터 패킷이 손실되며, 또한 이러한 무선 채널에서 연속된 데이터 패킷이 손실될 경우에는 서비스 품질이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.In particular, in the current communication system, when a receiving device loses a data packet in a wireless channel, the receiving device transmits a redundant data packet for recovering the lost data packet in the wireless channel corresponding to the occurrence of such a lost data packet. As requested by the transmitting apparatus, a large amount of data packets are already lost until the recovery of the lost data packets using the redundant data packets, and the quality of service is considerably degraded when consecutive data packets are lost in such a wireless channel. There is a problem.

따라서, 통신 시스템에서, 예컨대 무선 통신 기반의 IP 망, 다시 말해 무선 채널을 통해 데이터 패킷을 송수신할 경우, 수신 장치에서 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구하여, 서비스 품질을 향상시키면서 안정적으로 대용량의 데이터를 송수신하기 위한 데이터 송신 방안이 필요하다.
Therefore, in a communication system, for example, when transmitting and receiving data packets through an IP network based on a wireless communication, that is, a wireless channel, the receiving device recovers the lost data packets at high speed and maximum through the FEC scheme, thereby improving the quality of service. There is a need for a data transmission method for transmitting and receiving a large amount of data stably.

따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 데이터 송신 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting data in a communication system.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 무선 통신 기반의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 망을 이용한 데이터 패킷의 송수신 시에, 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 최대로 복구하도록 데이터를 송신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention, the data lost through the Forward Error Correction (FEC) method when transmitting and receiving data packets using a wireless communication-based Internet Protocol (IP) network in the communication system An apparatus and method for transmitting data to maximize packet recovery are provided.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 통신 시스템에서 무선 채널을 이용한 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을, 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴 분석을 통해 확인하여, 순방향 오류 정정 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 최대로 복구하도록, 데이터 패킷을 송신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention is to determine the loss of the data packet generated during the transmission and reception of the data packet using a wireless channel in the communication system through the data pattern analysis of the data packet to be transmitted, and to determine a forward error correction scheme. An apparatus and method for transmitting a data packet to recover the lost data packet through the maximum.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 있어서, 무선 채널을 통해 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태를 확인하는 검출부; 상기 데이터 샘플의 상태에 따른 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하고, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 데이터 패킷의 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하는 선택부; 상기 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 잉여 데이터 패킷을 생성하는 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 모듈; 및 상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 상기 무선 채널을 통해 송신하는 인터페이스 모듈;을 포함한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object is a data transmission apparatus in a communication system, comprising: a detector for checking a state of a data sample according to a data pattern of a data packet to be transmitted through a wireless channel; A selection unit for calculating a state probability of the data sample according to the state of the data sample and determining generation of a redundant data packet of the data packet based on the state probability of the data sample; A Forward Error Correction (FEC) module for generating the redundant data packet using the data packet according to the determination of generation of the redundant data packet; And an interface module for transmitting the data packet and the redundant data packet through the wireless channel.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서, 무선 채널을 통해 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태를 확인하는 단계; 상기 데이터 샘플의 상태에 따른 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하고, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 데이터 패킷의 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하는 단계; 상기 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 잉여 데이터 패킷을 생성하는 단계; 및 상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 상기 무선 채널을 통해 송신하는 단계;를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting data in a communication system, the method comprising: checking a state of a data sample according to a data pattern of a data packet to be transmitted through a wireless channel; Calculating a state probability of the data sample according to the state of the data sample, and determining generation of a redundant data packet of the data packet based on the state probability of the data sample; Generating the redundant data packet using the data packet according to the determination of generation of the redundant data packet; And transmitting the data packet and the redundant data packet through the wireless channel.

본 발명은, 통신 시스템에서 무선 통신 기반의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 망, 다시 말해 무선 채널을 이용한 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을, 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴 분석을 통해 확인한 후, 잉여 데이터 패킷을 생성하여 상기 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 송신함으로써, 상기 데이터 패킷의 수신 장치에서는 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구하며, 그에 따라 서비스 품질을 향상시키면서 안정적으로 대용량의 데이터를 송수신할 수 있다.
The present invention relates to a data pattern analysis of a data packet to be transmitted for a loss of a data packet generated during transmission and reception of a data packet using a wireless communication-based Internet Protocol (IP) network, that is, a wireless channel in a communication system. After confirming through the data packet, a redundant data packet is generated to transmit the data packet and the redundant data packet, so that the receiving apparatus of the data packet has a high speed and maximum capacity of the lost data packet through a Forward Error Correction (FEC) scheme. In this way, it is possible to reliably transmit and receive large amounts of data while improving the quality of service.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 패킷의 데이터 패턴 분석을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 에에 따른 통신 시스템에서 송신 장치가 잉여 데이터 패킷을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 에에 따른 통신 시스템에서 송신 장치가 잉여 데이터 패킷을 생성할 경우의 데이터 패킷의 상태 확률 계산을 설명하기 위한 도면.1 is a diagram illustrating a data pattern analysis of a data packet in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing a data sample according to a data pattern of a data packet in a communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a structure of a transmitting device in a communication system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating an operation of generating a redundant data packet by a transmitting device in a communication system according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining a state probability calculation of a data packet when a transmitting device generates a redundant data packet in a communication system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명은, 통신 시스템, 예컨대 무선 통신 기반의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭하기로 함) 망, 무선 채널을 통해 데이터 패킷을 송신하는 데이터 송신 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 기반의 IP 망을 포함하는 통신 시스템, 예컨대 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 송신 방안은, 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 음성 및 영상 등의 다양한 멀티미디어 서비스에 해당하는 데이터 패킷, 특히 음성 서비스에 해당하는 음성 데이터 패킷을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명은, 다른 서비스 타입, 즉 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들에 해당하는 데이터 패킷의 송수신에도 적용될 수 있다.The present invention proposes a data transmission apparatus and method for transmitting a data packet through a communication system, for example, a wireless communication-based Internet Protocol (IP) network, a wireless channel. Herein, an embodiment of the present invention will be described using a communication system including a wireless communication-based IP network, for example, a wireless local area network (WLAN) system as an example. The data transmission scheme proposed in the above may be applied to other communication systems. In addition, in the embodiment of the present invention, for convenience of description, a data packet corresponding to various multimedia services such as voice and video, in particular, a voice data packet corresponding to a voice service will be described as an example. The present invention may also be applied to transmission and reception of data packets corresponding to services of various types of quality (QoS: Quality of Service (QoS)).

그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 무선 채널을 이용한 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을, 송신하고자 하는 데이터 패킷의 패턴 분석을 통해 확인하여, 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction, 이하 'FEC'라 칭하기로 함) 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 최대로 복구하도록, 데이터 패킷을 송신한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 무선 통신 기반의 IP, 다시 말해 무선 채널을 이용한 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을, 송신하고자 하는 데이터 패킷의 패턴 분석을 통해 확인하여 잉여 데이터 패킷을 생성하며, 상기 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 송신하여 상기 데이터 패킷의 수신 장치가 FEC 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구하며, 그에 따라 서비스 품질을 향상시키면 안정적으로 대용량의 데이터를 송수한다.In an embodiment of the present invention, forward error correction (FEC: Forward) is performed by confirming a loss of a data packet generated when a data packet is transmitted or received using a wireless channel through a pattern analysis of a data packet to be transmitted. The data packet is transmitted so as to recover the lost data packet to the maximum through an Error Correction (hereinafter referred to as FEC) method. Here, in the communication system according to the embodiment of the present invention, the loss of the data packet generated when transmitting and receiving data packets using wireless communication-based IP, that is, a wireless channel, is confirmed through pattern analysis of the data packet to be transmitted. Generates a redundant data packet, and transmits the data packet and the redundant data packet so that the receiver of the data packet recovers the lost data packet at high speed and maximum through the FEC scheme, and accordingly improves the quality of service. Send large amounts of data.

이때, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 송신 장치가 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴을 분석하여, 무선 채널을 통한 상기 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을 확인하며, 상기 데이터 패킷의 손실에 상응하는 잉여 데이터 패킷을 생성한 후, 상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 수신 장치로 송신하며, 상기 수신 장치가, FEC 방식을 통해 상기 데이터 패킷과 잉여 데이터를 이용하여 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구하여, 대용량의 데이터를 안정적으로 송수신한다.In this case, in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, data generated by a transmitting apparatus analyzing a data pattern of a data packet to be transmitted, for example, a voice pattern of a voice data packet, is generated when the data packet is transmitted and received through a wireless channel. Confirming the loss of the packet, generating a redundant data packet corresponding to the loss of the data packet, and then transmitting the data packet and the redundant data packet to a receiving device, wherein the receiving device transmits the data packet through an FEC scheme; By using excess data to recover the lost data packet at high speed and maximum, and reliably transmit and receive a large amount of data.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 수신 장치가 데이터 패킷의 손실을 분석하여 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위한 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하지 않고, 상기 데이터 패킷을 송신하는 송신 장치가, 데이터 패킷의 데이터 패턴, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴을 분석하여 상기 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위한 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이 송신 장치가 데이터 패킷의 데이터 패턴을 분석하여 상기 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하며, 이렇게 결정된 잉여 데이터 패킷을 생성하여 상기 데이터 패킷과 함께 수신 장치로 송신하고, 상기 수신 장치는 FEC 방식을 통해 수신한 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구한다.Here, in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, a receiving apparatus transmits the data packet without analyzing the loss of the data packet and determining the generation of the redundant data packet for recovering the lost data packet through the FEC scheme. The transmitting apparatus analyzes the data pattern of the data packet, for example, the voice pattern of the voice data packet, and determines the generation of the redundant data packet for recovering the lost data packet through the FEC scheme. That is, in the communication system according to the embodiment of the present invention, as described above, the transmitting apparatus analyzes the data pattern of the data packet to determine the generation of the redundant data packet, and generates the redundant data packet thus determined to generate the redundant data packet. Together with the data transmission to the receiving device, the receiving device recovers the lost data packet at high speed and maximum by using the redundant data packet and the data packet received through the FEC scheme.

다시 말해, 기존의 통신 시스템에서는, 수신 장치가 무선 채널 또는 무선 링크에서의 데이터 패킷 손실율을 분석하여, FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위해, 잉여 데이터 패킷의 송신을 송신 장치로 요청한 후, 이러한 요청에 따라 송신 장치에서 송신한 데이터 패킷 및 잉여 데이터 패킷을 이용하여 FEC를 통해 손실된 데이터 패킷을 복구하였지만, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 송신 장치가 데이터 패킷의 데이터 패턴을 분석하여, FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위해 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하고, 이렇게 결정된 잉여 데이터 패킷을 생성하여 상기 데이터 패킷과 함께 수신 장치로 송신하고, 상기 수신 장치는 FEC 방식을 통해 수신한 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 손실된 데이터 패킷을 고속 및 최대로 복구한다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는 무선 채널 또는 무선 링크를 통한 데이터 패킷의 송수신 시에 발생하는 데이터 패킷의 손실을 최소화하며, 아울러 손실된 데이터 패킷을 고속으로 복구함으로써, 서비스 품질을 향상시키면서 안정적으로 대용량의 데이터를 송수신한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 패킷의 데이터 패턴 분석에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In other words, in the conventional communication system, after the receiving apparatus analyzes the data packet loss rate on the radio channel or the radio link and requests the transmitting apparatus to transmit the excess data packet to recover the lost data packet through the FEC scheme, In response to the request, the data packet transmitted from the transmitting device and the redundant data packet are recovered using the FEC. However, in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, the transmitting device recovers the data pattern of the data packet. Analyzing, it determines the generation of the redundant data packet for the recovery of the lost data packet through the FEC method, generates the redundant data packet thus determined and transmits it with the data packet to the receiving device, the receiving device uses the FEC method Data packets lost using redundant data packets and data packets received through The recovery in high-speed and maximum. Therefore, the communication system according to the embodiment of the present invention minimizes the loss of the data packet generated when the data packet is transmitted and received through the wireless channel or the wireless link, and improves the quality of service by recovering the lost data packet at high speed. It reliably transmits and receives a large amount of data. Next, the data pattern analysis of the data packet in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 패킷의 데이터 패턴 분석을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 1은, 상기 데이터 패킷의 데이터 패턴, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 상태를 도시한 도면이며, 상기 음성 패턴을 2-상태(state) 마코프(Markov) 체인(chain)을 통해 분석한 음성 상태 머신(state machine)을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a data pattern analysis of a data packet in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. 1 is a diagram illustrating a voice state according to a data pattern of the data packet, for example, a voice pattern of a voice data packet, and the voice pattern is connected through a two-state Markov chain. A diagram illustrating an analyzed voice state machine.

도 1을 참조하면, 상기 통신 시스템에서 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴은, 음성 데이터를 생성하는 화자가 상기 음성 데이터를 생성하는 상태, 즉 화자가 말하는 상태를 나타내는 제1상태(T)(110) 및 상기 화자가 음성 데이터를 생성하지 않는 상태, 즉 화자가 말을 하지 않는 상태를 나타내는 제2상태(S)(120)가 존재하며, 상기 제1상태(110)에서 상기 제2상태(120)로 전이되는 경우(130), 상기 제2상태(120)에서 제1상태로 전이되는 경우(140), 그리고 상기 제1상태(110)에서 상기 제1상태(110)로 전이되는 경우(150), 및 상기 제2상태(120)에서 상기 제2상태(120)로 가 전이되는 경우(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the communication system, the voice pattern of the voice data packet includes a first state (T) 110 indicating a state in which a speaker generating voice data generates the voice data, that is, a state in which the speaker speaks. And a second state (S) 120 indicating a state in which the speaker does not generate voice data, that is, a state in which the speaker does not speak, and the second state 120 in the first state 110. Transition (130), transition from the second state (120) to the first state (140), and transition from the first state (110) to the first state (110) (150). And when the second state 120 transitions from the second state 120 to 160.

여기서, 상기 제1상태(110)에서 상기 제2상태(120)로 전이되는 경우(130)의 확률이 α일 경우, 상기 확률 α는, Pr[ Xn+1 = T / Xn = S ] 가 되고, 상기 제2상태(120)에서 제1상태로 전이되는 경우(140)의 확률이 β일 경우, 상기 확률 β는, Pr[ Xn+1 = S / Xn = T ] 가 되며, 상기 제1상태(110)에서 상기 제1상태(110)로 전이되는 경우(150)의 확률은 (1-α)가 되고, 상기 제2상태(120)에서 상기 제2상태(120)로 가 전이되는 경우(160)의 확률은 (1-β)가 된다.Here, when the probability 130 when the transition from the first state 110 to the second state 120 is α, the probability α is Pr [X n + 1 = T / X n = S] If the probability 140 when the transition from the second state 120 to the first state (140) is β, the probability β is Pr [X n + 1 = S / X n = T], The probability of 150 transitioning from the first state 110 to the first state 110 becomes (1-α) and goes from the second state 120 to the second state 120. The probability of transition 160 is (1-β).

또한, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴이 상기 제1상태(110)일 경우의 확률은, Pr[ Xn = T ] = β / (α+β) 가 되고, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴이 상기 제2상태(120)일 경우의 확률은 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β) 가 된다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 통신 시스템에서 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 상태 확률 계산에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Further, when the voice pattern of the voice data packet is in the first state 110, the probability is Pr [X n = T] = β / (α + β), and the voice pattern of the voice data packet is The probability in the second state 120 is Pr [X n = S] = α / (α + β). Next, the voice state probability calculation according to the voice pattern of the voice data packet in the communication system will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는, 도 1에서 설명한 바와 같이 데이터 패킷, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 상태 확률 계산을 위한 음성 샘플 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a data sample according to a data pattern of a data packet in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. 2 is a diagram schematically illustrating a voice sample sequence for calculating a voice state probability according to a voice pattern of a data packet, for example, a voice data packet, as described with reference to FIG. 1.

도 2를 참조하면, 상기 통신 시스템에서 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플은, 제1상태(T) 음성 샘플들(202,206,208,210,214,216,222) 및 제2상태(S) 음성 샘플들(204,212,218,220)이 N번째부터 (N+10)번째까지 순차적으로 존재한다.Referring to FIG. 2, voice samples according to voice patterns of the voice data packet in the communication system include first state (T) voice samples 202, 206, 208, 210, 214, 216, 222 and second state (S) voice samples 204, 212, 218, and 220. Are present sequentially from the (n + 10) th.

이렇게 도 2에 도시한 바와 같은 상기 N번째부터 (N+10)번째까지의 음성 샘플에서, 상기 확률 α에 대한 경우의 수(A), 즉 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이되는 경우의 확률 α에 대한 경우의 수(A)는, 3이 되고, 상기 확률 1-α에 대한 경우의 수(A'), 즉 상기 제1상태(T)가 유지되는 경우의 확률 1-α에 대한 경우의 수(A')은, 3이 되며, 상기 확률 β에 대한 경우의 수(B), 즉 제2상태(S)에서 제1상태(T)로 전이되는 경우의 확률 β에 대한 경우의 수(B)는, 3이 되고, 또한 상기 확률 1-β에 대한 경우의 수(B'), 즉 상기 제2상태(S)가 유지되는 경우의 확률 1-β에 대한 경우의 수(B')은, 1이 된다.Thus, in the Nth to the (N + 10) th voice samples as shown in FIG. 2, the number A of cases for the probability α, that is, the first state T in the second state S The number A of cases for the probability α in the case of transition to is 3, and the number A 'for the probability 1-α, that is, the probability when the first state T is maintained. The number A 'for 1-α is 3, and the number B for the probability β, i.e., the probability when transitioning from the second state S to the first state T The number B in the case of β becomes 3 and the number B in the case of the probability 1-β, that is, the probability 1-β in the case where the second state S is maintained. The number B 'of cases becomes one.

그러므로, 상기 통신 시스템에서는, 상기 확률 α에 대한 경우의 수(A), 상기 확률 1-α에 대한 경우의 수(A'), 상기 확률 β에 대한 경우의 수(B), 및 상기 확률 1-β에 대한 경우의 수(B')를 통해, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상기 확률 α, 상기 확률 β, 및 상기 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)와 상기 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 계산한다. 즉, 상기 통신 시스템에서는, 상기 음성 샘플이, 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이되는 경우의 확률 α, 상기 제2상태(S)에서 제1상태(T)로 전이되는 경우의 확률 β, 및 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)과 상기 제2상태(S)일 경우의 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 각각 계산한다. 일 예로, 상기 음성 샘플이, 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이되는 경우의 확률 α는, A / (A+A') = 0.5가 되고, 상기 제2상태(S)에서 제1상태(T)로 전이되는 경우의 확률 β는, B / (B+B') = 0.75가 되며, 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β) = 0.6이 되며, 상기 제2상태(S)일 경우의 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β) = 0.4가 된다.Therefore, in the communication system, the number A for the probability α, the number A 'for the probability 1-α, the number B for the probability β, and the probability 1 Through the number B 'for the case -B, the probability α, the probability β, and the probability Pr [X n = T] = β / (α +) of the speech sample according to the speech pattern of the speech data packet β) and the probability Pr [X n = S] = α / (α + β). That is, in the communication system, the probability α when the voice sample is transitioned from the first state T to the second state S, and the transition from the second state S to the first state T The probability β in the case of being, and the probability Pr [ Xn = T] in case of the first state (T) = β / (α + β) and the probability in case of the second state (S), Pr [X n = S] = α / (α + β), respectively. For example, the probability α when the voice sample transitions from the first state T to the second state S is A / (A + A ′) = 0.5, and the second state S ), The probability β in the transition to the first state T becomes B / (B + B ') = 0.75, and the probability Pr [X n = T] = β in the first state T / (α + β) = 0.6, and the probability Pr [X n = S] = α / (α + β) = 0.4 in the second state S.

즉, 상기 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이, 상기 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태 확률을 계산한다. 다시 말해, 상기 통신 시스템에서 송신 장치는, 상기 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하여, 데이터 패킷의 데이터 패턴을 분석하며, 이러한 데이터 패턴의 분석을 통해, 수신 장치에서의 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위해 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하고, 상기 송신 장치는 상기 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 무선 채널 또는 무선 링크를 통해 송신하고, 상기 수신 장치는, FEC를 통해 수신된 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 손실된 데이터 패킷을 복구한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 송신 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.That is, in the communication system, as described above, the state probability of the data sample according to the data pattern of the data packet is calculated. In other words, in the communication system, the transmitting apparatus calculates a state probability of the data sample according to the data pattern of the data packet, analyzes the data pattern of the data packet, and analyzes the data pattern, thereby analyzing the FEC at the receiving apparatus. Determining the generation of the redundant data packet for the recovery of the lost data packet through the scheme, the transmitting device transmits the redundant data packet and the data packet via a wireless channel or a wireless link, the receiving device, via the FEC The lost data packet is recovered by using the received redundant data packet and the data packet. Next, a transmission apparatus for transmitting data in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3은 데이터 패킷, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴을 분석하여 잉여 데이터 패킷 데이터를 생성한 후, 상기 잉여 패킷 데이터와 음성 데이터 패킷을 송신하는 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a structure of a transmitting device in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a diagram schematically illustrating a structure of a transmission device for analyzing the voice pattern of a data packet, for example, a voice data packet, generating excess data packet data, and then transmitting the excess packet data and the voice data packet.

도 3을 참조하면, 상기 송신 장치는, 화자의 말하는 상태 또는 말하지 않는 상태에 따라 음성 데이터를 출력하는 마이크(302), 상기 음성 데이터를 음성 샘플로 출력하는 오디오 인터페이스 모듈(304), 상기 음성 샘플의 샘플 상태를 검출하는 검출부(306), 상기 음성 샘플을 코덱을 통해 부호화하는 코덱 인코더(308), 상기 부호화된 음성 데이터를 데이터 패킷, 예컨대 실시간 전송 프로토콜(RTP: Real-time Transport Protocol, 이하 'RTP'라 칭하기로 함) 패킷으로 부호화하는 RTP 인코더(310), 상기 샘플 상태에 상응하여 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위한 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하는 선택부(314), 상기 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라 상기 잉영 데이터 패킷을 생성하는 FEC 모듈(316), 및 상기 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 IP 망(320)을 통해 수신 장치로 송신하는 네트워크 인터페이스 모듈(312)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the transmitting device includes a microphone 302 for outputting voice data in accordance with a speaker's speaking state or non-talking state, an audio interface module 304 for outputting the voice data as a voice sample, and the voice sample. A detection unit 306 for detecting a sample state of the codec; a codec encoder 308 for encoding the voice sample through a codec; and a data packet such as a real-time transport protocol (RTP). RTP encoder 310 for encoding into a packet, a selection unit 314 for determining the generation of a redundant data packet for the recovery of the lost data packet through the FEC scheme corresponding to the sample state, The FEC module 316 for generating the redundant data packet according to the determination of generation of the redundant data packet, and the data packet and the redundant data packet through the IP network 320. And a network interface module 312 for transmitting to the receiving device.

여기서, 상기 검출부(306)는, 상기 오디오 인터페이스 모듈(304)을 통해 입력되는 음성 데이터의 음성 샘플을 확인하며, 특히 상기 음성 데이터의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상태를 확인, 다시 말해 상기 음성 샘플이 도 1 내지 도 2에서 설명한 바와 같이, 화자가 말하는 상태를 나타내는 제1상태(T) 및 화자가 말을 하지 않는 상태를 나타내는 제2상태(S)인지를 검출한다. 또한, 상기 검출부(306)는, 상기 음성 샘플이 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지, 상기 제2상태(S)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지, 및 상기 제1상태(T)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 음성 샘플과 상기 제2상태(S)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지를 각각 확인한다.Here, the detection unit 306 checks a voice sample of the voice data input through the audio interface module 304, and in particular, checks the state of the voice sample according to the voice pattern of the voice data, that is, the voice sample. As described above with reference to Figs. 1 and 2, it is detected whether the first state T indicating the state in which the speaker speaks and the second state S indicating the state in which the speaker does not speak. In addition, the detection unit 306 is a voice sample when the voice sample is transferred from the first state (T) to the second state (S), or the first state (S) in the second state (S). The voice sample in the case of transition to T) and the voice sample in the case of transition from the first state (T) to the first state (T) and the second state (S) in the second state (S). Check if each is a negative sample when transitioning to.

그리고, 상기 선택부(314)는, 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 음성 데이터의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상태 확률을 계산한다. 즉, 상기 선택부(314)는, 전술한 바와 같이, 상기 음성 샘플이 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 확률 α, 상기 제2상태(S)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 확률 β, 그리고 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)와 상기 제2상태(S)일 경우의 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 각각 계산한다. 이렇게 상기 음성 데이터의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상태 확률을 계산한 선택부(314), 상기 상태 확률을 바탕으로 수신 장치에서의 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위한 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정한다.As described above with reference to FIGS. 1 and 2, the selector 314 calculates a state probability of a voice sample according to a voice pattern of the voice data. That is, the selector 314, as described above, the probability a when the voice sample is transferred from the first state (T) to the second state (S), the second in the second state (S) Probability β when transitioned to the first state T, and probability Pr [X n = T] = β / (α + β) and the second state S when the first state T Calculate the probability Pr [X n = S] = α / (α + β) for each case. The selection unit 314, which calculates a state probability of a voice sample according to the voice pattern of the voice data, generates surplus data packets for recovering lost data packets through the FEC scheme in the receiver based on the state probability. Determine.

여기서, 상기 선택부(314)는, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여, 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정, 예컨대 낮은 데이터 패킷의 손실율에 따른 작은 개수의 잉여 데이터 패킷을 생성할 것인 지, 높은 데이터 패킷의 손실율에 따라 많은 개수의 잉여 데이터 패킷을 생성할 것인 지, 또는 잉여 데이터 패킷을 생성하지 않을 것인 지를 결정한다. 즉, 상기 선택부(314)는, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여, 상기 잉여 데이터 패킷의 개수를 결정한다. 여기서, 데이터 패킷, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상태 확률 계산에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Here, the selector 314 determines the generation of the redundant data packet in consideration of the loss rate of the data packet in the wireless channel based on the state probability of the voice sample, for example, a small number of surplus according to the loss rate of the low data packet. It is determined whether to generate a data packet, to generate a large number of redundant data packets according to the loss rate of the high data packet, or not to generate redundant data packets. That is, the selector 314 determines the number of redundant data packets in consideration of the loss rate of the data packet in the wireless channel based on the state probability of the voice sample. Here, the calculation of the state probability of the voice sample according to the voice pattern of the data packet, for example, the voice data packet has been described in detail above, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 FEC 모듈(316)은, 상기 선택부(314)에서으이 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라, 상기 코덱 인코더(308)에서 상기 부호화된 음성 데이터를 이용하여 잉여 데이터 패킷을 생성한다.The FEC module 316 generates the redundant data packet by using the coded voice data by the codec encoder 308 according to the determination of the generation of the redundant data packet by the selector 314.

그리고, 상기 네트워크 인터페이스 모듈(312)은, 상기 음성 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 무선 통신 기반의 IP 망(320), 즉 무선 채널 또는 무선 링크를 통해 수신 장치로 송신하고, 상기 수신 장치는, FEC를 통해 수신된 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 손실된 데이터 패킷을 복구한다. 그러면 여기서, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 FEC를 통한 손실된 데이터 패킷의 복원을 위한 잉여 데이터 패킷을 생성하는 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The network interface module 312 transmits the voice data packet and the redundant data packet to a receiving device through a wireless communication-based IP network 320, that is, a wireless channel or a wireless link, and the receiving device transmits the FEC. Recover the lost data packet by using the excess data packet and the data packet received through the. Next, the operation of generating the redundant data packet for the recovery of the lost data packet through the FEC in the communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 실시 에에 따른 통신 시스템에서 송신 장치가 잉여 데이터 패킷을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시 에에 따른 통신 시스템에서 송신 장치가 잉여 데이터 패킷을 생성할 경우의 데이터 패킷의 상태 확률 계산을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating an operation of a transmitter generating a redundant data packet in a communication system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of a transmitter generating a redundant data packet in a communication system according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the calculation of the state probability of a data packet at the time of doing.

도 4를 참조하면, 410단계에서, 상기 송신 장치는, 데이터 패킷, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 정보를 수신한 후, 420단계에서 상기 수신한 음성 샘플의 정보를 확인한다.Referring to FIG. 4, in step 410, the transmission apparatus checks information of a voice sample according to a voice pattern of a data packet, eg, a voice data packet, and then checks the received voice sample information in step 420.

그런 다음, 430단계에서, 음성 샘플의 상태가, 화자가 말하는 상태를 나타내는 제1상태(T) 및 화자가 말을 하지 않는 상태를 나타내는 제2상태(S)인지를 확인한다. 즉, 전술한 바와 같이, 상기 음성 샘플이 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지, 상기 제2상태(S)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지, 및 상기 제1상태(T)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 음성 샘플과 상기 제2상태(S)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 음성 샘플인 지를 각각 확인한다.Next, in step 430, it is checked whether the state of the voice sample is the first state T indicating the state in which the speaker speaks and the second state S indicating the state in which the speaker does not speak. That is, as described above, whether the voice sample is a voice sample when the first state T is transferred from the first state T to the second state S, or the first state T in the second state S. The voice sample when transitioning to the first state (T) and the voice sample when transitioning from the second state (S) to the second state (S) Each of them is checked if it is a voice sample.

여기서, 상기 확인한 음성 샘플의 상태에 따라, 도 5에 도시한 데이터 패킷의 상태 확률 계산을 위한 자료 구조에서, 이전 음성 샘플 정보의 상태 정보를 나타내는 변수(int prev_state)(510)와 현재 음성 샘플 정보의 상태 정보를 나타내는 변수(int curr_state)(520)에 각각 저장한다.Here, in the data structure for calculating the state probability of the data packet shown in FIG. 5 according to the confirmed speech sample state, a variable (int prev_state) 510 representing the state information of the previous speech sample information and the current speech sample information Each variable is stored in a variable (int curr_state) 520 indicating state information.

그리고, 440단계에서, 상기 음성 데이터의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상태 확률을 계산한다. 다시 말해, 전술한 바와 같이, 상기 음성 샘플이 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이된 경우의 확률 α, 상기 제2상태(S)에서 상기 제1상태(T)로 전이된 경우의 확률 β, 그리고 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)와 상기 제2상태(S)일 경우의 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 각각 계산한다.In operation 440, a state probability of a voice sample based on a voice pattern of the voice data is calculated. In other words, as described above, the probability α when the voice sample is transitioned from the first state T to the second state S, and from the second state S to the first state T probability of the transition β, and the probability Pr [X n in the case of the first state (T) the probability of the case of Pr [X n = T] = β / (α + β) and the second state (S) = S] = α / (α + β), respectively.

이때, 상기 확률 α에 대한 경우의 수(A), 즉 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이되는 경우의 확률 α에 대한 경우의 수(A), 그리고, 상기 확률 1-α에 대한 경우의 수(A'), 즉 상기 제1상태(T)가 유지되는 경우의 확률 1-α에 대한 경우의 수(A'), 및 상기 확률 β에 대한 경우의 수(B), 즉 제2상태(S)에서 제1상태(T)로 전이되는 경우의 확률 β에 대한 경우의 수(B)와, 또한 상기 확률 1-β에 대한 경우의 수(B'), 즉 상기 제2상태(S)가 유지되는 경우의 확률 1-β에 대한 경우의 수(B')를 각각 확인한 후, 도 5에 도시한 데이터 패킷의 상태 확률 계산을 위한 자료 구조에서, 각 경우의 수에 대한 변수들, 즉 A 상태 변경 경우의 수를 나타내는 변수(int A_transit)(530), A' 상태 변경 경우의 수를 나타내는 변수(int A_dash_transit)(540), B 상태 변경 경우의 수를 나타내는 변수(int B_transit)(550), 및 B' 상태 변경 경우의 수를 나타내는 변수(int B_dash_transit)(560)에 상기 확인한 경우의 수들을 각각 저장한다.In this case, the number A for the probability α, that is, the number A for the probability α when the state transitions from the first state T to the second state S, and the probability 1- The number of cases A 'for α, that is, the number A's for probability 1-α when the first state T is maintained, and the number B for the probability β That is, the number B of cases for the probability β in the case of transition from the second state S to the first state T, and the number B of cases for the probability 1-β, i.e., the After confirming the number of cases B 'for the probability 1-β when the second state S is maintained, the number of cases in the data structure for calculating the state probability of the data packet shown in FIG. Variables for int A_transit 530 representing the number of A state change cases, int A_dash_transit 540 representing the number of A 'state change cases, and a variable representing the number of B state change cases (int B_transit) 550, and B ' The numbers of confirmed cases are stored in a variable (int B_dash_transit) 560 representing the number of state change cases.

이러한 상기 확률 α에 대한 경우의 수(A), 상기 확률 1-α에 대한 경우의 수(A'), 상기 확률 β에 대한 경우의 수(B), 및 상기 확률 1-β에 대한 경우의 수(B')를 통해, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플의 상기 확률 α, 상기 확률 β, 및 상기 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)와 상기 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 계산한다. 즉, 상기 통신 시스템에서는, 상기 음성 샘플이, 상기 제1상태(T)에서 제2상태(S)로 전이되는 경우의 확률 α, 상기 제2상태(S)에서 제1상태(T)로 전이되는 경우의 확률 β, 및 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)과 상기 제2상태(S)일 경우의 확률 Pr[ Xn = S ] = α / (α+β)를 각각 계산한다. 여기서, 도 5에 도시한 데이터 패킷의 상태 확률 계산을 위한 자료 구조에서, 상기 제1상태(T)일 경우의 확률 Pr[ Xn = T ] = β / (α+β)을, 화자가 말하는 상태가 되는 확률을 나타내는 변수(int T_state_prob)(570)에 저장한다. 여기서, 데이터 패킷, 예컨대 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플에서의 상태 확률 계산에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.The number A of cases for the probability α, the number A of cases for the probability 1-α, the number B of cases for the probability β, and the case 1 for the probability 1-β. Through the number B ', the probability α, the probability β, and the probability Pr [X n = T] = β / (α + β) and the probability Pr of the speech sample according to the speech pattern of the speech data packet Calculate [X n = S] = α / (α + β). That is, in the communication system, the probability α when the voice sample is transitioned from the first state T to the second state S, and the transition from the second state S to the first state T The probability β in the case of being, and the probability Pr [ Xn = T] in case of the first state (T) = β / (α + β) and the probability in case of the second state (S), Pr [X n = S] = α / (α + β), respectively. Here, in the data structure for calculating the state probability of the data packet shown in Fig. 5, the speaker says the probability Pr [X n = T] = β / (α + β) in the first state T. A variable (int T_state_prob) 570 indicating a probability of becoming a state is stored. Here, the calculation of the state probability in the voice sample according to the voice pattern of the data packet, for example, the voice data packet has been described in detail above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 450단계에서, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여, 수신 장치에서의 FEC 방식을 결정한다. 다시 말해, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 음성 데이터 패킷의 음성 패턴을 분석하여, 상기 음성 패턴을 고려, 즉 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 무선 채널 또는 무선 링크에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여, 상기 수신 장치에서의 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위해 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정한다. 여기서, 낮은 데이터 패킷의 손실율에 따른 작은 개수의 잉여 데이터 패킷을 생성할 것인 지, 높은 데이터 패킷의 손실율에 따라 많은 개수의 잉여 데이터 패킷을 생성할 것인 지, 또는 잉여 데이터 패킷을 생성하지 않을 것인 지를 결정한다.Next, in step 450, the FEC scheme of the receiving apparatus is determined by considering the loss rate of the data packet in the wireless channel based on the state probability of the voice sample. In other words, by analyzing the voice pattern of the voice data packet based on the state probability of the voice sample, taking into account the voice pattern, that is, the loss rate of the data packet in the wireless channel or the wireless link based on the state probability of the voice sample. In order to recover the lost data packet through the FEC scheme, the reception apparatus determines generation of a redundant data packet. Here, whether to generate a small number of surplus data packets according to the low data packet loss rate, to generate a large number of surplus data packets according to the loss rate of the high data packet, or not to generate surplus data packets Determine if it is.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 송신 장치가 상기 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하여, 데이터 패킷의 데이터 패턴을 분석하며, 이러한 데이터 패턴의 분석을 통해, 수신 장치에서의 FEC 방식을 통한 손실된 데이터 패킷의 복구를 위해 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하고, 상기 송신 장치는 상기 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 무선 채널 또는 무선 링크를 통해 송신하고, 상기 수신 장치는, FEC를 통해 수신된 잉여 데이터 패킷과 데이터 패킷을 이용하여 손실된 데이터 패킷을 복구한다.As described above, in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, a transmitting device calculates a state probability of a data sample according to a data pattern of the data packet, analyzes the data pattern of the data packet, and receives the data pattern by analyzing the data pattern. Determining the generation of redundant data packets for recovery of lost data packets through the FEC scheme in the device, the transmitting device transmits the redundant data packets and data packets over a wireless channel or wireless link, and the receiving device In addition, the redundant data packet and the data packet received through the FEC are recovered to recover the lost data packet.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (16)

통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 있어서,
무선 채널을 통해 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태를 확인하는 검출부;
상기 데이터 샘플의 상태에 따른 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하고, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 데이터 패킷의 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하는 선택부;
상기 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 잉여 데이터 패킷을 생성하는 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 모듈; 및
상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 상기 무선 채널을 통해 송신하는 인터페이스 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
A data transmission apparatus in a communication system,
A detector for checking a state of a data sample according to a data pattern of a data packet to be transmitted through a wireless channel;
A selection unit for calculating a state probability of the data sample according to the state of the data sample and determining generation of a redundant data packet of the data packet based on the state probability of the data sample;
A Forward Error Correction (FEC) module for generating the redundant data packet using the data packet according to the determination of generation of the redundant data packet; And
And an interface module for transmitting the data packet and the redundant data packet through the wireless channel.
제1항에 있어서,
상기 무선 채널을 통해 수신된 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 이용하여 순방향 오류 정정 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구하는 수신기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
And a receiver for recovering the lost data packet through a forward error correction scheme by using the data packet and the redundant data packet received through the wireless channel.
제1항에 있어서,
상기 선택부는, 상기 데이터 샘플의 상태로부터 상기 데이터 샘플의 상태 확률에 대한 경우의 수를 확인한 후, 상기 데이터 샘플의 상태 확률에 대한 경우의 수를 이용하여, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
The selecting unit confirms the number of cases for the state probability of the data sample from the state of the data sample, and then calculates the state probability of the data sample using the number of cases for the state probability of the data sample. A data transmission device characterized by the above-mentioned.
제3항에 있어서,
상기 선택부는, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로, 상기 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여 상기 잉여 데이터 패킷의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 3,
And the selector determines the number of redundant data packets in consideration of a loss rate of data packets in the wireless channel based on a state probability of the data samples.
제1항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 데이터 패킷이 음성 데이터 패킷일 경우, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플을 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
And the detecting unit checks a voice sample according to a voice pattern of the voice data packet when the data packet is a voice data packet.
제5항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 음성 샘플이 음성 데이터가 생성되는 제1상태의 음성 샘플인 지, 또는 상기 음성 샘플이 음성 데이터가 생성되지 않는 제2상태의 음성 샘플인 지를 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 5,
The detecting unit checks whether the voice sample is a voice sample in a first state in which voice data is generated or whether the voice sample is a voice sample in a second state in which voice data is not generated. .
제6항에 있어서,
상기 선택부는, 상기 음성 샘플이, 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전이될 경우, 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전이될 경우, 상기 제1상태에서 상기 제1상태로 전이될 경우, 및 상기 제2상태에서 상기 제2상태로 전이될 경우를 각각 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method according to claim 6,
The selection unit, when the voice sample is transitioned from the first state to the second state, when the transition from the second state to the first state, when the transition from the first state to the first state And confirming cases of transition from the second state to the second state.
제7항에 있어서,
상기 선택부는, 상기 각각의 전이될 경우들에 대한 상기 음성 샘플의 상태 확률을 각각 계산하고, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 무선 채널에서 상기 음성 데이터 패킷의 손실율을 고려하여 상기 잉여 데이터 패킷의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 7, wherein
The selecting unit calculates the state probability of the speech sample for each of the transition cases, and considers the loss rate of the speech data packet in the wireless channel based on the state probability of the speech sample. And determining the number of pieces of data.
통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서,
무선 채널을 통해 송신하고자 하는 데이터 패킷의 데이터 패턴에 따른 데이터 샘플의 상태를 확인하는 단계;
상기 데이터 샘플의 상태에 따른 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하고, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 데이터 패킷의 잉여 데이터 패킷의 생성을 결정하는 단계;
상기 잉여 데이터 패킷의 생성 결정에 따라 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 잉여 데이터 패킷을 생성하는 단계; 및
상기 데이터 패킷과 상기 잉여 데이터 패킷을 상기 무선 채널을 통해 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
A data transmission method in a communication system,
Checking a state of a data sample according to a data pattern of a data packet to be transmitted through a wireless channel;
Calculating a state probability of the data sample according to the state of the data sample, and determining generation of a redundant data packet of the data packet based on the state probability of the data sample;
Generating the redundant data packet using the data packet according to the determination of generation of the redundant data packet; And
Transmitting the data packet and the redundant data packet over the wireless channel.
제9항에 있어서,
상기 무선 채널을 통해 수신된 데이터 패킷과 잉여 데이터 패킷을 이용하여 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 방식을 통해 손실된 데이터 패킷을 복구하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
10. The method of claim 9,
And recovering the lost data packet through a Forward Error Correction (FEC) scheme by using the data packet and the redundant data packet received through the radio channel.
제9항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 상기 데이터 샘플의 상태로부터 상기 데이터 샘플의 상태 확률에 대한 경우의 수를 확인하고, 상기 데이터 샘플의 상태 확률에 대한 경우의 수를 이용하여, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 계산하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
10. The method of claim 9,
In the determining, the number of cases for the state probability of the data sample is determined from the state of the data sample, and the state probability of the data sample is calculated using the number of cases for the state probability of the data sample. And a data transmission method.
제11항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 상기 데이터 샘플의 상태 확률을 바탕으로, 상기 무선 채널에서 데이터 패킷의 손실율을 고려하여 상기 잉여 데이터 패킷의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
The method of claim 11,
The determining may include determining the number of redundant data packets in consideration of a loss rate of data packets in the wireless channel based on a state probability of the data samples.
제9항에 있어서,
상기 확인하는 단계는, 상기 데이터 패킷이 음성 데이터 패킷일 경우, 상기 음성 데이터 패킷의 음성 패턴에 따른 음성 샘플을 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
10. The method of claim 9,
The checking may include identifying a voice sample according to a voice pattern of the voice data packet when the data packet is a voice data packet.
제13항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 상기 음성 샘플이 음성 데이터가 생성되는 제1상태의 음성 샘플인 지, 또는 상기 음성 샘플이 음성 데이터가 생성되지 않는 제2상태의 음성 샘플인 지를 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
The method of claim 13,
The determining may include determining whether the voice sample is a voice sample in a first state in which voice data is generated or whether the voice sample is a voice sample in a second state in which voice data is not generated. Transmission method.
제14항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 상기 음성 샘플이, 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전이될 경우, 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전이될 경우, 상기 제1상태에서 상기 제1상태로 전이될 경우, 및 상기 제2상태에서 상기 제2상태로 전이될 경우를 각각 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
15. The method of claim 14,
The determining may include transitioning from the first state to the first state when the voice sample is transitioned from the first state to the second state. And a case of transitioning from the second state to the second state, respectively.
제15항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 상기 각각의 전이될 경우들에 대한 상기 음성 샘플의 상태 확률을 각각 계산하고, 상기 음성 샘플의 상태 확률을 바탕으로 상기 무선 채널에서 상기 음성 데이터 패킷의 손실율을 고려하여 상기 잉여 데이터 패킷의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
16. The method of claim 15,
The determining may include calculating a state probability of the speech sample for each of the transition cases, and considering the loss rate of the speech data packet in the wireless channel based on the state probability of the speech sample. And determining the number of data packets.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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