KR20150042814A - 중계 단말들에 기초해 arq 오류 제어를 제공하기 위한 방법, 관련 단말 및 arq 제어 센터 - Google Patents

Abstract

브로드캐스트 통신 네트워크에서 ARQ 오류 제어를 제공하는 방법이 제공된다. 이 방법은: 제1 단말에 의해 제2 단말을 향하여 데이터 패킷을 전송하는 제1 전송 단계; 제3 단말에 의해 데이터 패킷을 수신하고 데이터 패킷의 복사본을 저장하는 단계; 제1 전송 단계에 대한 ARQ 장애 표시를 결정하는 단계; 및 그 후에 제1 단말에 의한 데이터 패킷과 제3 단말에 의한 데이터 패킷의 복사본을, 동일한 시 구간 동안 제2 단말을 향하여 전송하는 제2 전송 단계를 실행하는 단계를 포함한다.

Description

중계 단말들에 기초해 ARQ 오류 제어를 제공하기 위한 방법, 관련 단말 및 ARQ 제어 센터{METHOD FOR PROVIDING AUTOMATIC REPEAT REQUEST ERROR CONTROL BASED ON RELAYING TERMINALS, AND RELATED TERMINAL AND ARQ CONTROL CENTER}

본 발명은 브로드캐스트 통신 네트워크에서 ARQ(automatic repeat request) 오류 제어를 제공하기 위한 방법, 및 방법을 실행하기 위한 지원 단말과 ARQ 제어 센터와 관계된다.

홈 네트워크 전송 성능을 추가로 개선하기 위해, 약어로는 ARQ 메커니즘이라고 불리는 자동 재전송 요구 메커니즘이 신뢰할 수 없는 채널에 걸쳐서 신뢰할만한 통신을 달성하기 위한 오류 제어 기술로서 적용될 수 있다. 그러한 ARQ 메커니즘은 긍정 확인 응답들(acknowledgements), 즉 수신기에 의해 보내지고 또한 수신기가 올바르게 패킷을 수신했다는 것을 나타내고 있는 메시지들; 및 한 긍정 확인 응답이 수신되어야 하기 전에 경과하도록 허용되는 특정 시간 기간들인 타임아웃들(timeouts)을 이용한다. 송신기가 약어로 NACK(negative acknowledgment)라고 불리는 부정 확인 응답을 수신하거나 또는 미리 정의된 타임아웃 전에 약어로 ACK라고 불리는 긍정 확인 응답을 수신하지 못하면, 송신기는 보통은 자신이 ACK를 수신하기까지 또는 미리 정의된 재전송 횟수를 초과할 때까지 패킷을 재전송한다.

그러한 종래의 ARQ 메커니즘의 구성이 도 1에 도시된 바와 같이 광대역 통신 네트워크에서 예시된다. 먼저 ARQ 메커니즘은 단말 1과 단말 2 사이의 제어 메시지들을 통해서 초기화된다. 그 후에, 데이터 패킷의 제1 전송이 제1 단말에 의해 전송된다. 다음으로 수신기 단말이 올바르게 데이터 패킷을 수신하였는지 또는 그렇게 하지 못했는지를 표시하는 메시지들이 수신기 단말에 의해 보내진다. 송신기가 부정 확인 응답 NACK를 수신하거나 또는 미리 정의된 타임아웃 전에 긍정 확인 응답 ACK를 수신하지 못하면, 송신기는 자신이 ACK를 수신할 때까지 또는 자신이 미리 정의된 재전송 횟수를 초과할 때까지 패킷을 재전송한다.

그러한 종래의 접근법은 하나의 도메인 내에 불과 몇 개 배치된 단말들을 구비한 홈 네트워크들과 같은 브로드캐스트 통신 네트워크들에 대해 적합하다. 그와 같은 작은 도메인들에서 충돌 문제는 관련된 사안이 아니다.

그러나, 더 큰 브로드캐스트 통신 네트워크들의 경우에 충돌은 문제가 될 수 있고 네트워크에서 통신 신뢰성을 어떻게 더욱 향상시킬지를 위한 과제가 제기된다.

본 발명의 목적은 더 많은 수의 단말들을 가진 브로드캐스트 통신 네트워크들에서 확장성을 향상시키고 전송을 향상시키는 것이다.

본 발명의 양태에 따라, 브로드캐스트 통신 네트워크에서 ARQ 오류 제어를 제공하기 위한 방법이 제공되는데, 본 방법은:

제1 단말에 의해 제2 단말을 향하여 데이터 패킷을 전송하는 제1 전송 단계;

제3 단말에 의해서도 이 데이터 패킷을 수신하고 및 제3 단말에 의해 데이터 패킷의 복사본을 저장하는 단계;

데이터 패킷의 제1 전송 시도에 대해 ARQ 장애 표시를 결정하는 단계; 및

그러한 ARQ 장애의 그러한 결정 후에, 동일한 시 구간 동안, 제2 단말을 향하여,

a) 제1 단말에 의한 데이터 패킷; 및

b) 제3 단말에 의한 데이터 패킷의 복사본을 전송하는 제2 전송 단계를 실행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이점은 제2 전송 국면 덕분에, 부정 확인 응답 NACK와 같은 ARQ 장애 결정에 대한 응답으로서 제3 단말이 브로드캐스트 통신 네트워크 내에서 제1단말을 지원하고 그에 의해 동일 데이터 패킷의 복사본이 제2 단말에서 이용 가능하다는 점이다. 실효 신호 대 잡음비 레벨(SNR)을 증가시킴으로써, 데이터 패킷을 올바르게 검출하기 위한 판정 신뢰성 수준이 제2 단말에서 향상된다. 이런 방식으로 동일 데이터 패킷의 추가적 재전송이 현저하게 감소된다.

본 발명은 무엇보다도 더 효율적이고 신뢰성 있는 ARQ 메커니즘을 생성하기 위해 브로드캐스트 네트워크에서의 다른 단말들의 도움을 가능하게 하기 위해 물리적 계층 인터페이스의 브로드캐스트 속성이 활용될 수 있다는 통찰에 기초하고 있다. 사실상, 브로드캐스트 통신 네트워크 내에서의 모든 장치들은 동일 브로드캐스트 채널을 공유하고 이들은 모든 전송된 신호들을 수신할 수 있다. 그래서, 브로드캐스트 네트워크에서의 모든 단말들이 데이터 패킷 및 ARQ 제어 메시지들 ACK/NACK를 수신하기 때문에, 단말들 중 일부는 수신 장치에서 데이터 패킷들의 검출의 신뢰성을 향상시키기 위해 ARQ 제어 메커니즘을 조력하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, ARQ 오류 제어 메커니즘에 있어서 제1 단말을 지원하기 위한 지원 단말이 브로드캐스트 통신 네트워크에서 제공된다. 그러한 지원 단말은 브로드캐스트 통신 네트워크에 걸쳐서 제2 단말을 향하여 제1 단말에 의해 전송되고 있는 데이터 패킷을 수신하기 위한 수신기; 데이터 패킷의 복사본을 저장하기 위한 저장 수단; 및 처음으로 전송된 데이터 패킷에 관한 ARQ 장애 표시 결정 시에, 제1 단말이 제2 단말을 향하여 데이터 패킷을 재전송하는 경우와 동일한 시 구간 동안 데이터 패킷의 복사본을 전송하기 위한 송신기를 포함한다. 그래서, 지원 단말은 종래의 데이터 재전송을 조력하기 위해 이용되는데, 즉 지원 단말은 데이터 패킷의 수신에 관한 판정의 신뢰성을 수용가능한 BER로 증가시키려는 목표를 가지고 통신을 조력하는 데에 사용된다. 다른 이용 가능한 단말들의 존재는 전송 효율성을 향상시키기 위해 활용된다.

본 발명의 방법의 추가 양태에서, 방법은 사전 처리 동안에 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 활동 및 전송 품질에 기초하여 제1 단말을 위한 ARQ 지원 단말로서 제3 단말을 ARQ 제어 센터에 의해 선택하는 단계를 포함한다. 사실상 어떠한 사전 선택도 없으면, 브로드캐스트 네트워크에서의 모든 단말들이 ARQ 장애 표시 시에 응답할 수 있는데, 이는 네트워크의 부하에 유리하지 않을 것이다. 이 실시예에 따라 제1 단말과 동일한 브로드캐스트 네트워크에 있는 일부 "자유" 즉 비활동 단말들이 제2 단말을 향하는 종래의 데이터 재전송을 조력하기 위해 사전 선택되고 이용된다. "자유" 단말들의 효율적인 활용은 데이터 패킷을 수신해야만 하는 단말에 의한 더 나은 신호 검출을 통하여 통신 신뢰성을 추가로 향상시킨다.

제1 단말을 위한 하나 이상의 지원 단말들의 사전 선택은 브로드캐스트 네트워크 내에서의 전송 품질에 기초한다. 수신 단말 곁에 가까이 자리 잡고 있는 단말은 더 멀리 떨어져 자리 잡고 있는 단말을 지원하기 위해 사전 선택될 수 있다. 수신 단말을 향하는 좋은 품질의 링크를 가진 단말은 수신 단말을 향하는 나쁜 품질의 링크를 가진 단말의 전송을 지원하기 위해 사전 선택될 수 있다.

제1 단말을 위한 하나 이상의 지원 단말들의 사전 선택은 또한 단말의 가용도에 기초한다. 그 자신의 실제 전송을 위해 이미 높은 활동성을 가진 단말을 선택하는 것이 아니라 비교적 낮은 활동성을 가진 단말이 활동적 제1 단말을 지원하기 위해 선택될 수 있다.

브로드캐스트 통신 센터에 있는 ARQ 제어 센터의 실시예에서, ARQ 제어 센터는 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 활동 및 전송의 품질에 기초하여 단말, 즉 제1 단말을 지원하기 위한 ARQ 지원 단말로서의 제3 단말을 선택하기 위한 선택기 에이전트를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 방법은 ARQ 제어 센터에 의하여 양쪽 패킷들, 즉 제1 단말에 의한 데이터 패킷의 재전송과 제3 단말에 의한 데이터 패킷의 복사본의 실질적 동시 전송을 위해 제2 전송 단계를 조정(coordinate)하는 단계를 추가로 포함한다.

그러한 조정 단계는 본 발명의 추가 양태에서 ARQ 제어 센터에 의해 실행된다. ARQ 제어 센터는 이로써, 지원 단말, 즉 제3 단말에 의한 데이터 패킷의 복사본의 전송과 제1 단말에 의한 데이터 패킷의 재전송의 실질적 동시 전송을 조정하기 위한 조정 에이전트를 포함한다.

동시에 데이터 패킷의 양쪽 복사본들을 전송하는 것이 브로드캐스트 네트워크에서 중요하다는 점이 이해되어야 한다. 데이터 패킷의 복사본의 전송은, 독립적 경로들을 걸쳐서 최초 데이터 패킷의 다중 복사본을 제공하기 위해 및 이로써 요구 송신기에서의 판정 신뢰성을 향상시키기 위해 발신지 단말, 즉 제1 단말과 실질적으로 동시에 전송된다. 그래서 신호 대 잡음비는 제1 단말에서 향상된다. 최초 데이터의 부가적 복사본이 통계적으로 독립적인 채널들을 통해 전송되는데, 이는 공간 다이버시티와 동등하다.

ARQ 장애 표시가 (재)전송을 위해 단말(들)을 향후에 트리거링하는 네트워크에서의 또 다른 장치에 의해 결정될 수 있거나 또는 ARQ 장애 표시는 예를 들어 양호한 수신의 긍정 확인 응답이 수신되기 전에 경과한 미리 정해진 기간인 타임 아웃에 기초하여 단말 자체에 의해 결정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

제1 구현 양태에 따라, 수신 단말은 수신 패킷에 대한 SNR 비를 결정한다. SNR에 기초하여, 수신 단말은 패킷이 양호하게 수신되었는지의 여부를 결정한다. 나쁜 수신 시에, "ARQ 장애 표시"가 결정된다. 이로써 부정 확인 응답, 즉 NACK 제어 메시지가 송신 단말에게 전송되는데, 이는 송신 제1 단말과 지원 제3 단말에 의한 (재)전송에 관한 과제를 반영한다.

제2 구현 양태에 따라, 송신 단말뿐만 아니라 지원 단말들도 타임아웃을 측정할 필요가 있다. 송신 단말은 데이터 패킷의 제1 전송의 시간 및 타임아웃의 제1 미리 정해진 기간의 함수로서 타임아웃을 결정한다. 지원 단말들은 제1 전송으로부터의 데이터 패킷의 수신 및 타임아웃의 또 다른 미리 정해진 기간의 함수로서 타임아웃을 결정한다. 양쪽 종류의 단말들은 스스로 데이터 패킷의 (재)전송에 대해 판정한다. 그래서, "ARQ 장애 표시"는 단말들 자신들에 의해 결정된다.

이제, 본 발명의 추가 양태에서 ARQ 장애 표시는 CRC(cyclic redundancy check) 제어를 이용함으로써 ARQ 제어 센터에 의해 마찬가지로 결정될 수 있다.

사실상, 제1 구현 양태에 따라, SNR 비는 ARQ 제어 센터에게 포워딩될 수 있으며, 그에 의해 ARQ 제어 센터는 SNR이 사실상 수용 가능한 범위 내에 있는 지의 여부를 판정한다. 대안적으로, ARQ 제어 센터는 제1 전송에 기인한 데이터 패킷의 그 자신의 수신에 기초하여 SNR을 판정할 수 있다.

게다가, 상기 제2 구현 양태에 따라, ARQ 제어 센터는 제1 전송으로부터의 데이터 패킷의 수신 및 타임아웃의 또 다른 미리 정해진 기간의 함수로서 타임아웃을 결정한다.

그래서, 본 발명의 이 추가적 양태에 따라, 데이터 패킷의 제1 전송에 대해 "ARQ 장애 표시를 결정하는" 앞서 기술된 단계는 ARQ 제어 센터에 의해 실행된다. 그러한 ARQ 제어 센터는 제1 단말에 의해 제2 단말을 향하여 먼저 전송되고 있는 데이터 패킷의 전송 품질에 기초하여 "ARQ 장애 표시"를 결정하기 위한 결정 수단을 이로써 포함한다. "ARQ 장애 표시"의 상태 결정은, 제1 단말이 제2 단말을 향하여 데이터 패킷을 재전송하는 것과 동일한 시 구간 동안 제3 단말과 같은 지원 단말에 의해 데이터 패킷의 복사본을 전송하는 것을 그에 의해 개시시킨다.

본 발명의 추가 양태에 따라, ARQ 제어 센터는 전술한 바와 같이 사실상 "ARQ 장애 표시"를 결정한다. 게다가 방법은 ARQ 제어 센터에 의해 ARQ 제어 신호를 발생하는 단계; 및 브로드캐스트 통신 네트워크 내로 ARQ 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다. 여기서 ARQ 제어 센터는 ARQ 제어 신호를 발생하기 위한 발생 에이전트; 및 브로드캐스트 통신 네트워크 내로 ARQ 제어 신호를 전송하기 위한 송신기를 포함한다. 이런 방식으로, ARQ 제어 센터는 수신 단말, 즉 제2 단말을 대신하여 데이터 패킷의 (재)전송을 트리거링한다.

본 방법의 추가 양태에 따라, 방법은 복수의 도메인을 포함하는 홈 네트워크로 브로드캐스트 통신 네트워크를 구현하는 단계를 포함한다. 도메인 간 브리지가 제1 단말과 제3 단말을 포함하는 제1 도메인; 및 제2 단말을 포함하는 제2 도메인 사이에 결합된다.

다중 도메인 네트워크, 즉 도메인 간 통신 네트워크의 그러한 구현에서, 종래의 ARQ 메커니즘은 발신지(source)로부터 수신지(destination)까지 상이한 도메인들에 걸쳐서 설치될 것이다. 네트워크 효율성은 모든 재전송들이 전체 네트워크를 가로지르며 상이한 도메인들에 걸쳐서 행해져야만 하기 때문에 현저하게 저하될 것이다. 예를 들어, ITU G.hn 표준에서, 홈 네트워크는 그 상이한 도메인들 및 꼬임 쌍, 동축 케이블 및 전력 선 케이블과 같은 이들의 대응 매개체들을 특징으로 한다. G.hn 홈 네트워크에서의 ARQ 메커니즘의 설치가 전송 신뢰성을 향상시키는 것으로 여겨지기는 하지만, 이는 홈 네트워크 단말들이 동일 도메인에, 즉 중계가 없는 도메인 간 통신에 속하는 한도에서 그리고 단말들의 개수가 많지 않아서 가능성 있는 충돌 문제가 악화되지 않는 한도에서 사실은 적합한 ARQ 메커니즘이 될 수 있다. 덧붙여, 재전송 요구들 및 재전송들이 종래의 ARQ 메커니즘으로는 도메인 간 통신을 위해 전체 네트워크를 가로질러 상이한 도메인들에 걸쳐서 행해져야만 하기 때문에 네트워크 효율성이 현저하게 저하된다. 상이한 도메인들에 걸쳐서 발신지로부터 수신지까지 종래의 ARQ 메커니즘을 그러한 다중 도메인 네트워크 즉 도메인 간 통신에 적용하는 경우에, 모든 재전송들이 전체 네트워크를 가로질러 상이한 도메인들에 걸쳐서 행해져야만 하기 때문에 네트워크 효율성은 현저하게 저하될 것이다.

문제에 대한 해결책은 본 발명에 따른 방법에 의해 획득된다. 본 발명에 따라서, 브로드캐스트 홈 네트워크의 동일 도메인 내의 "자유" 단말들의 효율적인 활용은 더 나은 신호 검출을 통하여 통신 신뢰성을 추가로 증가시키기 위해 적용된다. 게다가, ARQ 제어 센터에 의한 본 접근법에 따라, ARQ 메커니즘은 전송 효율성을 향상시키기 위해 상이한 도메인들에 대응하여 분할(segment)되고 또한 다른 이용 가능한 단말의 존재를 활용한다. 사실상, 도메인 간 브리지 내로의 ARQ 제어 센터의 통합 덕분에, ARQ 제어 센터는 또 다른 도메인에서의 제2 단말을 대신하여, 장애 표시를 결정하는 것이 가능하게 된다. 게다가, ARQ 제어 센터는 또 다른 도메인에서의 수신 단말을 대신하여, ARQ 제어 신호를 또한 발생하고 전송할 수 있다. ARQ 메커니즘은 분할된다.

본 발명의 최종 양태에 따라, 방법은 제1 도메인으로부터 제2 도메인을 향하여 도메인 간 브리지에 의해 오류 수신 패킷(erroneous received packet)들을 포워딩하지 않는 단계를 포함한다. 여기서 ARQ 제어 센터는 제1 도메인으로부터 제2 도메인을 향하여 도메인 간 브리지에 의해 오류 수신 패킷들을 포워딩하지 않기로 판정하기 위한 판정 에이전트를 포함한다. 이와 함께, ARQ 메커니즘은 상이한 도메인들에 걸쳐서 분할될 뿐만 아니라, 도메인 간 브리지에 의한 비 정성적 데이터 패킷의 수신 시에 또 다른 도메인을 향하는 전체적 전송도 다른 도메인에서의 단말을 대신하여 차단된다. 나쁘게 수신된 데이터 패킷들은 그 수신지에게 더 이상 포워딩되지 않는다. 이것은 전체 홈 네트워크에서 전반적 부하를 완화시킨다.

청구항들에 사용된 용어 '포함한다'는 이 용어 후에 열거되는 수단에만 제한되는 것으로 해석하지 말아야 한다는 것을 유의하라. 따라서, '수단들 A 및 B를 포함하는 단말' 이라는 표현의 범위는 구성요소들 A와 B로만 구성되는 단말들에만 제한되어서는 안 된다. 이것은 본 발명에 대하여 단말의 단지 관련성 있는 구성요소들이 A와 B인 것을 의미한다.

유사하게, 청구항들에 또한 사용된 용어 '결합되는'은 직접 연결들에만 제한되는 것으로 해석하지 말아야 한다는 것을 유의하라. 그러므로, '단말 B에 결합되는 단말 A'이라는 표현의 범위는 단말 A의 출력이 단말 B의 입력에 직접적으로 연결되는 단말들 또는 시스템들에만 제한되지 않아야 한다. 이것은 다른 단말들 또는 수단들을 포함하는 경로일 수 있는 A의 출력과 B의 입력 사이의 경로가 존재한다는 것을 의미한다.

첨부 도면들과 연계하여 취해지는 실시예에 관한 하기 설명을 참조하면, 전술한 것과 그 외의 본 발명의 목적 및 특징이 더 분명해질 것이고 본 발명 자체가 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 종래의 ARQ 메커니즘에 대한 2개의 단말 사이의 통신 시퀀스를 나타낸다.
도 2는 ARQ 관련 통신을 보여주는 원격 통신 네트워크의 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 ARQ 관련 통신을 보여주는 브로드캐스트 원격 통신 네트워크의 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 ARQ 관련 통신을 보여주는 대안적 브로드캐스트 원격 통신 네트워크의 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 ARQ 관련 통신을 보여주는 도메인 간 브리지를 가진 홈 네트워크의 일부의 블록도를 나타낸다.
도 3 내지 도 5에 도시되는 원격 통신 환경에 따라서 본 발명에 따른 제각기 네트워크들에서의 상이한 장치들의 작용이 그 가운데 보여지는 상이한 블록들의 기능적 기술에 의하여 설명될 것이다. 이 기술에 기초할 때, 블록들의 실제적 구현은 통상의 기술자에게 명백할 것이고 따라서 상세히 기술되지 않을 것이다. 게다가, 본 발명에 따라 브로드캐스트 통신 네트워크에서 ARQ 오류 제어를 제공하기 위한 방법의 주요 작용이 더욱 상세히 기술될 것이다.
도면에 도시되는 송신기들의 수는 단지 예시 목적을 위해 선택된 것이고, 본 발명의 일반성을 어떤 식으로든 제한하는 것이 아니다. 주어진 단말과 관련하여 기술되는 동작은 필요한 변경을 가하여 네트워크에서의 다른 단말들에게도 적용될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 ARQ 메커니즘에 대한 원격 통신 네트워크에서의 2개의 단말 사이의 통신 시퀀스가 도시된다.

종래의 ARQ 통신에 따라, ARQ 메커니즘은 2개의 단말 T1과 T2 사이의 제어 메시지들에 의하여 초기화된다. 이것은 도 1에서 "ARQ 상태 개시"로 도시된다. 이 초기화는 본 발명의 목적을 벗어난 것이고, 추가로 상세히 설명되지는 않을 것이다.

전술한 바와 같이, 도 2는 ARQ 관련 통신을 보여주는 원격 통신 네트워크의 블록도를 보여준다. 네트워크는 서로 결합되는 세 개의 단말 T1, T2 및 T3을 예로서 포함한다.

이제부터 데이터 패킷의 제1 전송이 송신 단말, 즉 제1 단말 T1에 의해 수신 단말, 즉 제2 단말 T2를 향하여 시작된다. 이것은 TX1(DAT), 즉 데이터 패킷 DAT의 제1 전송 국면상 TX1로 보여진다. 데이터 패킷의 제1 전송은 단속선 화살표(striped arrow)에 의하여 도시된다.

이제 "ARQ 장애 표시"가 결정된다. "ARQ 장애 표시"의 결정은 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 제1 실시예는 수신측에서의 또는 송신측에서의 타임아웃 기간들의 측정에 의하는 것이고; 제2 실시예는 수신측에 의한 "나쁜" 수신 패킷의 결정에 의한 것이다. "나쁜" 수신 데이터 패킷은 너무 낮은 신호 대 잡음비를 가진 데이터 패킷의 수신인데, 그로 인해 수신된 데이터가 잘 수신된 것으로서 확인 응답될 수 없다. 그러한 "나쁜" 수신 패킷("bad" received packet)은 앞으로 "오류 수신 데이터 패킷(erroneous received data packet)"으로도 불린다. 그러한 상황에 따라 부정 확인 응답이 수신측으로부터 송신측을 향하여 전송된다. 그러나, 양호한 수신 시에서는, 긍정 확인 응답이 수신측으로부터 송신측을 향하여 전송된다. 양쪽 제어 신호들은 실선 ACK/NACK 화살표에 의해 도 1 및 도 2에 도시된다.

NACK 트리거링의 수신 시에, 제1 단말은 그 데이터 패킷을 재전송하기 위해 종래의 ARQ 메커니즘에 따라 프로그래밍된다. 이것은 TX2(DAT), 즉 데이터 패킷 DAT의 제2 전송 국면 TX2에 의해 양 도면에 도시된다. 데이터 패킷의 제2 전송은 점선 화살표에 의해 도시된다.

이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 각각의 도면은 본 발명에 따른 ARQ 관련 통신을 보여주는 브로드캐스트 원격 통신 네트워크의 블록도를 도시한다.

브로드캐스트 통신 네트워크는 서로에게 결합되는 3개의 단말 T1, T2 및 T3을 예로서 다시금 포함한다.

본 발명의 통찰에 따라, 네트워크의 브로드캐스트 특성이 지금 활용된다.

사실상, 제1 단말 T1에 의해 전송되고 있는 데이터 패킷 DAT는 네트워크에서 예를 들어 T3과 같은 다른 단말들에 의해서도 "보인다". 이것은 이제 제1 단말 T1로부터 제2 단말 T2를 향할 뿐만 아니라 제3 단말 T3에 이르기까지 연장하는 단속선 화살표에 의해 도시된다.

심지어, 브로드캐스트 네트워크상에서 전송되고 있는 NACK와 같은 ARQ 제어 신호들도 제3 단말 T3에 의해 또한 "보인다".

게다가, 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 T3과 같은 단말은 그러한 ARQ 오류 제어 메커니즘 동안 제1 단말 T1을 지원하기 위해 본 발명에 따라 추가로 장비되는데, 즉 활용될 브로드캐스트 특성뿐만이 아니라, 명시적으로 단말 T3을 위한 것은 아니어서 우발적이기는 하지만 T3에 의해 보이는 신호(데이터 및 제어)가 이제 단말 T3에 의해 또한 다뤄진다.

이로써 지원하는 제3 단말 T3은:

- 브로드캐스트 통신 네트워크에 걸쳐서 제2 단말 T2를 향하여 제1 단말 T1에 의해 전송되고 있는 데이터 패킷 TX1(DAT)을 수신하기 위한 수신기 REC3;

- 데이터 패킷의 복사본 DAT'을 저장하기 위한 저장 수단 MEM3; 및

- 데이터 패킷 DAT에 대한 ARQ 장애 표시의 결정 시에, 제1 단말 T1이 제2 단말 T2를 향하여 데이터 패킷 TX2(DAT)를 재전송하는 것과 동일한 시 구간 동안 데이터 패킷의 복사본 TX2(DAT')을 전송하기 위한 송신기 TRANS3

를 포함한다.

이런 방식으로 제3 단말 T3은 명시적으로 T3에 대해 의도되지 않을 수 있는 데이터 패킷들 및 ARQ 제어 신호들의 전송 시에 "듣고 응답하는 것"이 가능하게 된다.

사실상, 본 발명에 따른 제1 부가 작용은 T3이 명시적으로 T3에 대해 의도되지 않은 데이터 패킷의 복사본 DAT'을 수신하고 저장한다는 사실이다. 이것은 기능 블록들 REC3 및 MEM3:DAT'에 의하여 도 3 및 도 4에 도시된다.

최초 데이터 패킷 DAT 및 데이터 패킷의 복사본 DAT'이 기본적으로 동일한 정보를 포함하지만, 데이터 패킷 DAT의 제1 전송 동안 발생했을지도 모르는 우발적 고장들로 인해 서로 약간 일탈할 수도 있다는 점을 이해해야 한다.

게다가, T3은 "ARQ 장애 표시" 상황 시에 응답하도록 가능하게 된다. 전술한 바와 같이, 그러한 "ARQ 장애 표시" 상황은, 예를 들어 타임아웃 측정과 같이 단말 T3 자체에 의해 결정될 수 있거나; 또는 예를 들어 NACK 제어 신호 시의 응답과 같이 외부 트리거링에 의하여 시그널링될 수 있다.

어쨌든, 상황들 중 어느 것이든 제1 단말 T1이 제2 단말 T2를 향하여 그 데이터 패킷 TX2(DAT)를 재전송하는 것과 동일한 시 구간 동안 지원 단말 T3이 데이터 패킷의 복사본 TX2(DAT')를 전송하는 데에 충분 조건이 된다.

본 발명의 실시예에 따라서, 방법은 사전 처리 동안 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 활동 및 전송 품질에 기초하여 ARQ 제어 센터에 의해 제1 단말 T1을 위한 ARQ 지원 단말로서 제3 단말 T3을 선택하는 단계를 포함한다. 전술한 바와 같이, 네트워크에서의 모든 여분 단말들이 서로에 대해 지원 단말로서 응답하기를 시작한다면 이것은 네트워크의 부하에 대해 불리할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 지원 단말들이라고 불리는 특정 단말들만을 사전 선택하고 할당하는 사전 처리를 수행함으로써 네트워크 리소스들의 더 효율적 사용을 제공한다. 지원 단말들의 사전 선택은 앞에서도 설명된 브로드캐스트 통신에서의 활동 및 전송 품질에 기초한다. 도 3을 참조하면, 이는 T1을 위한 지원 단말로서 예를 들어 단말 T3을 보여준다. 이로써 T3은, T3과 T2 사이의 링크의 QoS(Quality of Service)가 T1과 T2 사이의 링크의 QoS보다 나을 것으로 예상되기 때문에 사전 선택되었을 수 있다. 도 4를 참조하면, 이는 T1을 위한 지원 단말로서 예를 들어 단말 T3을 보여준다. 이로써 T3은, T3이 T1보다 T2에 더 가깝게 자리 잡고 있기 때문에 사전 선택되었을 수 있다.

더욱이, 사전 선택이 브로드캐스트 네트워크에서 단말들 중 하나에 의해 실행될 수 있지만 특별한 전용 ARQ 제어 센터에 의해 마찬가지로 실행될 수도 있다는 점을 이해해야 한다. ARQ 제어 센터는 ARQ-CC에 의하여 도 4에 도시된다. 사전 선택 처리의 실행을 위한 기능 블록은 SELECT에 의하여 도 4에 도시된다.

도 4는 ARQ 제어 센터 ARQ-CC의 잠재적 부가 기능성을 또한 보여준다.

사실상, 데이터 패킷을 전송할 필요가 있는 단말들에게 지원 단말들을 할당하는 사전 선택 처리 외에도, ARQ 제어 센터는 최초 데이터 패킷과 데이터 패킷의 하나 이상의 복사본들의 제2 전송 국면 동안의 동시 전송을 보장하기 위한 조정을 또한 실행한다. 이것은 ARQ-CC에서의 CORD 기능에 의하여 도 4에 도시된다.

덧붙여, 도 4의 ARQ-CC는 "ARQ-장애" 상황을 결정하는 데에 또한 가능하게 된다. 이것은 ARQ-CC에서의 DET(ARQ-장애) 기능에 의하여 도 4에 도시된다.

ARQ-장애 상태는, 예를 들어 T2로부터의 타임아웃 신호의 수신 시에; 또는 ARQ-CC에 의한 최초 데이터 패킷 DAT의 수신 이후의 그 자신에 의한 타임아웃의 측정 시에; 또는 데이터 패킷 DAT의 오류 수신 시에 ARQ-CC에 의해 결정될 수 있다.

그러한 ARQ(장애)-표시의 결정 시에, ARQ-CC는 브로드캐스트 네트워크상에서 예를 들어 NACK의 전송에 의해 응답한다.

명료성을 위해 및 도 4를 참조하면, 기능 DET(ARQ-장애)는 T2에 의해 실행되거나(도시 생략) 또는 이것은 ARQ-CC에 의해 실행된다. 이것이 T2에 의해 실행되는 경우에서, 단말 T2는 ACK/NACK의 전송에 의해 이 상태를 표명한다(ventilate). 대한 구현에 따라, 즉 결정 기능이 ARQ-CC에 의해 실행되는 경우에, ARQ-CC는 ACK'/NACK의 전송에 의해 브로드캐스트 네트워크에게 이것을 표명한다. 그래서, ARQ-CC는 브로드캐스트 네트워크상에서 T2를 대신하여 ARQ 제어 메시지를 전송한다. ACK/NACK 및 ACK'/NACK'은 실선들에 의하여 도 4에 도시된다.

전술한 바와 같이 단말 T3은 ACK/NACK 또는 ACK'/NACK' 시에 마찬가지로 응답할 것이고, 브로드캐스트 네트워크상에서 데이터 패킷의 복사본 DAT'을 전송한다(도 4에서 점선(dotted line)들을 참조).

ACK'/NACK'과 같은 제어 신호들 ARQ-CTRL의 발생과 전송이 GEN(ARQ-CTRL) 및 TRX(ARQ-CTRL)에 의하여 제각기 도 4에 도시된다.

본 발명의 장점들은 본 발명을 브로드캐스트 홈 네트워크에 적용할 때 특히 명백하게 된다. 이것이 지금 도 5를 참조하여 설명될 것이다.

브로드캐스트 홈 네트워크인 브로드캐스트 통신 네트워크가 도시된다. 홈 네트워크는 복수의 도메인을 포함한다: 도메인 1 DOD1 및 도메인 2 DOD가 도시된다. 제1 도메인 DOD1은 제1 단말 T1 및 제3 단말 T3을 포함하고, 제2 도메인 DOD2는 상기 제2 단말 T2를 포함한다. 양 쪽의 보여진 도메인들 DOD1과 DOD2 사이에 도메인 간 브리지 IDB12가 결합된다.

통상의 기술자는 하기 설명에서 홈 네트워크에 대한 모든 참조는 순전히 예시적인 것이고, 본 발명의 적용 범위를 주거 환경(residential settings)에만 한정하는 것으로 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 사무실, 산업체, 서비스업(hospitality), 및 교육 환경을 포함하여, G.hn에 의해 내포되는 것과 유사한 아키텍처로 존재하는 하나 이상의 네트워크 세그먼트들을 구비한 다른 브로드캐스트 통신 네트워크들에도 사실상 적용 가능하다. 마찬가지로, "G.hn" 네트워크에 대한 참조들이 본 발명을 ITU-T 권고 사항들의 해당 특정 계열과 부합하는 구현들에만 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다.

ARQ 제어 센터 ARQ-CC는 예를 들어 도메인 간 브리지 IDB12에 자리 잡고 있다. ARQ-CC는 하기 기능들을 담당한다:

- 전송이 2개의 도메인 사이에서 직접적으로 행해지는 것이 아니라 다중 도메인에 걸쳐서 행해지는 경우에서 지원 단말들을 선택하는 것(도 5: SELECT 참조)과 도메인 선택. 단말 및 도메인 선택은 발신지, 즉 송신 단말과 수신지, 즉 수신 단말 사이의 추정 링크-QoS 및 서비스-QoS 요건들에 기초해 행해진다;

- 지원 단말들, 즉 각각의 개시된 네트워크 도메인 내의 "자유" 단말들의 초기화;

- 선택된 단말들(도시 생략)을 위한 중앙 집중식 MAC 프로토콜의 초기화;

- 최초 데이터 패킷과 데이터 패킷의 복사본들의 (재)전송의 동시적 특성의 조정(도 5: CORD 참조); 및

- ARQ-장애 상태의 결정(도 5: DET(ARQ(장애)) 참조);

- ARQ-제어 신호의 발생(도 5: NACK 제어 신호와 같은 GEN(ARQ-CTRL)을 참조); 및

- ARQ-제어 신호의 전송(도 5: TRX(ARQ-CTRL) 참조).

ARQ 메커니즘은 홈 네트워크에서의 선택된 도메인들의 수에 의존하여 몇 개의 부분들로 분할된다.

도메인 DOD1에서의 제1 단말 T1-DOD1과 도메인 DOD2에서의 제2 단말 T2-DOD2 사이의 초기화 국면 후에, 데이터 패킷들은 양쪽 단말들에 의해 이들의 대응하는 도메인 마스터들, 즉 제각기 도메인 마스터 A-DM1과 B-DM-2에게 전송된다. 이런 방식으로 데이터 패킷 DAT는 T2-DOD2를 향하여 T1-DOD1에 의해 전송된다: 도 5에서 단속선을 가진 TX1(DAT) 참조.

사실상 도메인 1 및 2에서의 모든 제각기 단말들이 제각기 단말들 T1-DOD1 및 T2-DOD2로부터 패킷들을 수신할 것이라는 점을 여기서 언급해 둔다.

도메인 마스터들은 메시지 헤더들을 디코딩하고 CRC를 이용하여 오류들을 검사할 것이다.

예를 들어, 도메인 마스터 DOD1이 데이터 패킷 DAT에서 오류들을 검출하는 경우에, 통지가 ARQ 제어 센터 ARQ-CC에게 보내지는 한편, T1-DOD1로부터의 오류 패킷이 T2-DOD2에게 포워딩되지 않을 것이다.

ARQ 제어 센터 ARQ-CC는 T2-DOD2를 대신하여, T1-DOD1에게 NACK(ACK/NACK 실선으로 도시됨)에 의해 데이터 패킷 DAT를 재전송하기를 요청한다.

NACK(실선)에 대한 응답으로서 동반자 단말들, 즉 ARQ 제어 센터 ARQ-CC에 의해 사전 선택된 도메인 DOD1 내의 T3-DOD1과 같은 지원 단말들이 T1-DOD1에 의해 브로드캐스팅된 데이터 패킷 DAT의 복사본 DAT'을 재전송한다. 이런 방식으로, 동일 패킷의 여러 복사본들(DAT 및 DAT')이 도메인 마스터 DOD1에서 이용 가능하고, 이는 정확한 검출을 위한 실효 신호 대 잡음비(SNR) 레벨을 증가시킴으로써 판정 신뢰성을 향상시킨다. 그러므로, 동일 패킷의 추가적 재전송들은 현저하게 감소될 수 있다.

그래서, 이런 방식으로 ARQ 요구는 혼잡들 및 네트워크 처리량 저하를 회피하도록 대응하는 도메인 마스터, 즉 DOD1까지만(그로부터만) ARQ 제어 센터 ARQ-CC를 통해 보내진다. 그러므로, 지나친 ARQ 제어 요구들 ARQ-CTRL이 MAC/네트워크 레벨에서 감소되고 또한 효율성을 향상시키도록 대응 도메인 내로 국지화된다.

도메인 마스터 DOD1이 오류를 검출하지 않은 경우에, 이후 추가적 신호 처리가 수신된 패킷으로부터 메시지를 복구하기 위해 실행된다. 최종적으로, 메시지를 검색하기 위해 추가적 패킷 처리가 행해진다.

결론적으로, 본 발명의 독창적 부분은 더 효율적이고 신뢰성 있는 ARQ 메커니즘을 생성하도록 다른 "자유" 단말들, 예로 T3의 조력을 가능하게 하기 위해 물리적 계층 인터페이스의 브로드캐스트 속성을 활용하는 것으로서 확인된다. 동일 도메인 내의 모든 단말들이 ACK/NACK/DATA 패킷들을 수신하므로, 이러한 단말들 중 일부는 사전 선택되고 또한 ARQ 제어 센터 ARQ-CC를 지원하고 말단 단말 또는 대응 ARQ 제어 센터 ARQ-CC에서의 검출 데이터의 신뢰성을 향상시키는 데에 사용된다. 지원 단말들, 예를 들어 T3은 통계적 독립적 채널들을 통해 NACK-송신자(T2 또는 ARQ-CC)에게 최초 데이터 DAT의 추가적 복사본들 DAT'을 제공하기 위해 ARQ 제어 센터에 의해 사전 선택되는데, 이는 안테나/공간 다이버시티와 동등하다. 그러므로, 증가된 SNR이 활용 가능하다. 홈 네트워크에서의 G.hn 도메인들과 같은 상이한 브로드캐스트 네트워크들에 걸친 ARQ 제어의 분할은 전체 네트워크에 걸쳐서 효율성을 향상시킨다. 이 경우에 통신 단말들 T1 및 T2는 말단 대 말단 기준으로 패킷들을 (재)전송하지 않는다. 본 발명의 가치는 더 강건한 시스템 성능 및 결과적으로 더 높은 전송 효율성의 제공을 가능하게 하여, 홈 네트워크 서비스들을 위한 더 나은 QoS를 이끌어내는 능력에 있다. 게다가, 네트워크 재전송들 및 따라서 대기 시간은 또한 감소될 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 실시예들은 상기에서 기능 블록들에 관하여 기술된 것을 언급하고자 한다. 상기 주어진 대로의 이들 블록들의 기능적 기술로부터, 전자적 단말들을 설계하는 통상의 기술자에게는 이들 블록들의 실시예들이 공지된 전자적 컴포넌트들을 이용하여 어떻게 제조될 수 있는지가 분명할 것이다. 그러므로, 기능적 블록들의 내용의 상세한 아키텍처는 주어지지 않는다.

상기에서는 본 발명의 원리가 특정 장치들과 연계하여 설명되었지만, 이러한 설명은 첨부된 청구항들에 정의된 대로의 본 발명의 범위에 관한 제한으로서가 아니라 예시로서 이루어진 것일 뿐임을 분명히 이해해야 한다.

Claims (15)

1. 브로드캐스트 통신 네트워크에서 ARQ(automatic repeat request) 오류 제어를 제공하는 방법으로서:
   제1 단말(T1)에 의해 제2 단말(T2)을 향하여 데이터 패킷(TX1(DAT))을 전송하는 제1 전송 단계;
   제3 단말(T3)에 의해 상기 데이터 패킷을 수신하고 상기 데이터 패킷의 복사본(DAT')을 저장하는 단계;
   상기 제1 전송에 대한 ARQ 장애 표시를 결정하는 단계; 및
   그 후에, 상기 제1 단말(T1)에 의한 상기 데이터 패킷(TX2(DAT))과 상기 제3 단말(T3)에 의한 상기 데이터 패킷의 복사본(TX2(DAT'))을, 동일한 시 구간 동안 상기 제2 단말(T2)을 향하여 전송하는 제2 전송 단계를 실행하는 단계
   를 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 이전 단계 동안 상기 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 활동 및 전송 링크의 품질에 기초하여 ARQ 제어 센터에 의해 상기 제1 단말(T1)을 위한 ARQ 지원 단말로서 상기 제3 단말(T3)을 선택하는 단계를 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 방법은 양쪽 패킷들의 실질적 동시 전송을 위해 ARQ 제어 센터에 의해 상기 제2 전송 단계를 조정하는 단계를 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 상기 데이터 패킷의 전송 품질에 기초하여 ARQ 제어 센터에 의해 상기 ARQ 장애 표시를 결정하는 단계를 실행하는 단계를 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 방법은 상기 ARQ 제어 센터에 의해 ARQ 제어 신호를 발생하는 단계; 및 상기 브로드캐스트 통신 네트워크 내로 상기 ARQ 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 복수의 도메인과 도메인 간 브리지(IDB12)를 포함하는 홈 네트워크로 상기 브로드캐스트 통신 네트워크를 구현하는 단계를 포함하며,
   상기 도메인 간 브리지(IDB12)는 상기 제1 단말(T1) 및 상기 제3 단말(T3)을 포함하는 제1 도메인(DOD1)과 상기 제2 단말(T2)을 포함하는 제2 도메인(DOD2) 사이에 결합되는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
7. 제6항 및 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ARQ 제어 센터는 상기 도메인 간 브리지(IDB2)에 포함되는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 방법은 상기 제1 도메인(DOD1)으로부터 상기 제2 도메인(DOD2)을 향하여 상기 도메인 간 브리지(IDB12)에 의해 오류 수신 패킷들을 추가로 포워딩하지 않는 단계를 포함하는 ARQ 오류 제어 제공 방법.
9. ARQ 오류 제어 메커니즘 동안 브로드캐스트 통신 네트워크에서 제1 단말(T1)을 지원하기 위한 지원 단말(T3)로서:
   상기 브로드캐스트 통신 네트워크에 걸쳐서 제2 단말(T2)을 향하여 상기 제1 단말(T1)에 의해 전송되고 있는 데이터 패킷(TX1(DAT))을 수신하기 위한 수신기(REC3);
   상기 데이터 패킷의 복사본(DAT')을 저장하기 위한 저장 수단(MEM3); 및
   상기 데이터 패킷(DAT)에 대한 ARQ 장애 표시의 결정 시에, 상기 제1 단말(T1)이 상기 제2 단말(T2)을 향하여 상기 데이터 패킷(TX2(DAT))을 재전송하는 것과 동일한 시 구간 동안 상기 데이터 패킷의 복사본(TX2(DAT'))을 전송하기 위한 송신기(TRANS3)
   를 포함하는 지원 단말(T3).
10. 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 활동 및 전송 품질에 기초하여 제1 단말(T1)을 지원하기 위한 제9항에 따른 ARQ 지원 단말로서 단말(T3)을 선택하기 위한 선택기 에이전트(SELECT)를 포함하는 상기 브로드캐스트 통신 센터에서의 ARQ 제어 센터.
11. 제9항에 따른 지원 단말(T3)에 의한 데이터 패킷의 복사본과 제1 단말(T1)에 의한 상기 데이터 패킷의 재전송의 실질적 동시 전송을 조정하기 위한 조정 에이전트(CORD)를 포함하는 상기 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 ARQ 제어 센터.
12. 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 데이터 패킷의 전송 품질에 기초하여 제2 단말(T2)을 향하여 제1 단말(T1)에 의해 먼저 전송되고 있는 데이터 패킷(DAT)에 대한 ARQ 장애 표시를 결정하기 위한 결정 수단(DET(ARQ-장애))을 포함하는 상기 브로드캐스트 통신 네트워크에서의 ARQ 제어 센터로서,
    이에 의해 상기 ARQ 장애 표시는 상기 제1 단말(T1)이 상기 제2 단말(T2)을 향하여 상기 데이터 패킷을 재전송하는 것과 동일한 시 구간 동안 제9항에 따른 지원 단말(T3)에 의해 상기 데이터 패킷의 복사본을 전송하는 것을 개시시키는 ARQ 제어 센터.
13. 제12항에 있어서,
    ARQ 제어 신호를 발생하기 위한 발생 에이전트(GEN(ARQ-CTRL)); 및
    상기 브로드캐스트 통신 네트워크 내로 상기 ARQ 제어 신호를 전송하기 위한 송신기(TRX(ARQ-CTRL))
    를 더 포함하는 ARQ 제어 센터.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 그에 의해 상기 ARQ 제어 센터는 상기 제1 단말(T1) 및 상기 제3 단말(T3)을 포함하는 제1 도메인(DOD1)과 상기 2 단말(T2)을 포함하는 제2 도메인(DOD2) 사이에 결합되는 브로드캐스트 홈 네트워크에서의 도메인 간 브리지(IDB12)에 포함되는 ARQ 제어 센터.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 도메인(DOD1)으로부터 상기 제2 도메인(DOD2)을 향하여 상기 도메인 간 브리지(IDB12)에 의해 오류 수신 패킷들을 추가로 포워딩하지 않기로 판정하기 위한 판정 에이전트를 포함하는 ARQ 제어 센터.

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