KR100305352B1 - 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ａｒｑ 방법 - Google Patents

연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ａｒｑ 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재 전송한 시퀀스(sequence)만으로도 손상된 데이터의 복원이 가능하도록 하기 위한 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법에 관한 것으로서, 전송할 데이터 패킷을 펑처링(puncturing)하여 제 1 결합 패킷과 제 2 결합 패킷으로 나누고 각각 서로 다른 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖고 인코딩하여 제 1 전송패킷과 제 2 전송 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 1 전송 패킷과 제 2 전송 패킷 중 임의로 하나를 선택하여 수신측에 전송하는 단계와, 수신측에 상기 제 1 전송 패킷이 수신되면 상기 제 1 전송 패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 3 결합 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 3 결합 패킷으로 제 1 헤더 패킷, 제 1 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 1 에러 검사 단계와, 상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 수신측에 상기 제 2 전송 패킷을 전송하고 수신측은 상기 제 2 전송패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 4 결합 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 4 결합 패킷으로 제 2 헤더 패킷, 제 2 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 2 에러 검사 단계와, 상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 상기 제 1 헤더 패킷과 제 2 헤더 패킷을 결합하고, 상기 제 1 페이로드 패킷과 제 2 페이로드 패킷을 결합하여 상기 결합된 각 패킷으로 에러를 검사하는 제 3 에러 검사 단계와, 상기 제 1, 2, 3 에러 검사 단계 중 에러가 검출되지 않으면 전송을 완료하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 요지가 있다.

Description

연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ＡＲＱ 방법{method for adaptive hybrid ARQ using a concatenated FEC}
본 발명은 무선 비동기 전송모드(Wireless Asynchronous Transfer Mode : WATM) 시스템에 관한 것으로, 특히 채널 환경에 따라서 RS(Reed Solomon)와 CPC(Complementary Punctured Convolutional) 코드(code)의 부호율을 조절하여 제 전송된 시퀀스(sequence)만으로도 정보를 복원할 수 있는 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ(Automatic Request Question) 방법에 관한 것이다.
현재 무선 비동기 전송모드(WATM) 시스템은 미래의 광대역 다중미디어 전송을 위해서 연구되고 있으며 다중미디어 응용(application)을 지원하기 위해서 무선 비동기 전송모드는 전송되는 데이터 타입(데이터, 음성, 비디오)에 의해서 요구되는 서비스 특성(Quality Of Service : QOS)을 제공해야 한다.
따라서 비동기 전송모드 페이로드(payload)는 상기 서비스 특성(QOS)에 따른 다양한 에러를 정정할 수 있도록 코딩된다.
또한 송신부에서 수신부로 전송된 데이터의 에러 정정 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
첫째는 송신부와 수신부 사이에 인터럽트를 받지 않고 연속적인 형태로 데이터를 교환하는 순방향 오류 정정 부호화(Forward Error Correction : FEC) 방법이고,
둘째는 주기적으로 인터럽트가 가능한 방법으로 전송구간에 에러가 발생하였을 경우, 수신부에서 에러의 발생을 송신부에 알리고 송신부는 에러가 발생한 블록을 재전송하는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 방법이다.
상기 첫 번째 방법인 순방향 오류 정정 부호화(FEC)는 데이터 발생원으로부터 데이터의 흐름이 인터럽트 되지 않기 때문에 버퍼를 필요로 하지 않는다.
그래서 FEC는 외형적으로 버퍼가 구비될 수 없거나 경제성이 없을 때 주로 사용된다.
그리고 에러율에 대한 다양한 요구를 갖고 여러 사용자들을 수용하는 공중방송채널에 적합하고, 또한 채널 환경이 좋지 않은 상태에서도 데이터가 요구하는 서비스 특성(QOS)을 만족시킬 수 있다.
하지만 FEC 코딩은 불필요한 오버헤더를 요구하게 되어 기기의 경비가 늘어나고 전파지연으로 인해 좋은 채널 환경 상에서는 전송효율이 떨어진다.
상기 두 번째 방법인 ARQ 방법은 또 몇 가지 방식으로 분류되는데 스탑/웨이트(stop and wait) ARQ, 연속적(continuous) ARQ, 적응형(adaptive) ARQ 등이 있다.
그리고 ARQ 반드시 역채널(reverse channel)이 필요하며, 또한 송신부는 수신된 데이터블록에 에러가 있을 때는 언제나 인터럽트를 받아들일 수 있어야 한다.
그래서 수신부에서 에러 발생을 송신부에 알리면 송신부는 새로운 데이터 블록 대신에 에러가 발생된 데이터 블록을 재 전송한다.
따라서 ARQ 시스템에서는 전송중인 데이터 블록을 기억하고 있는 버퍼가 필요하다.
그리고 버퍼의 크기는 기억하고 있어야 할 데이터블록의 크기와 개수에 의해 결정된다.
또한 무선 채널 환경은 시간에 따라 변화하고 에러가 연 집 에러 형태로 발생하는데 ARQ 방법은 한 블록에 에러가 발생하면 그 속에 몇 개의 에러 비트가 존재하는가에 상관없이 블록 단위의 재전송이 이루어진다.
따라서 전송효율과 대역폭 효율을 증가시키기 위해서는 강력하면서 부호율이 변하는 FEC와 ARQ 그리고 인터리빙이 필요하다
따라서 최근에 채널의 환경에 따라서 적응적으로 사용하기 위해서 무선 ATM 상에서 전송효율을 효과적으로 증가시키기 위한 RCPC(Rate-Compatible Punctured Convolutional)나 RCC(Rate-Compatible Convolutional)코드를 사용한 하이브리드 ARQ 방법이 제안되고 있다.
상기 하이브리드 ARQ 방법은 전송된 패킷을 잃어버리거나 심하게 손상을 입었을 경우에 수신단에서 낮은 부호율을 갖는 길쌈부호를 형성하기 위해서 송신단이 수신단에 여분의 비트들을 재전송하는 것이다.
그러면 재 전송된 여분의 비트들은 보다 강력한 길쌈부호를 형성하기 위해서 그 전에 전송되었던 패킷과 결합하여 손상된 패킷을 복원한다.
이와 같이 RCPC 나 RCC 부호기는 제한된 펑처링(puncturing) 방식에 따라 다른 오류 정정능력을 제공하게 된다.
동작을 보면, 상기 RCPC 나 RCC 부호기를 사용한 하이브리드 ARQ 방법은 송신부에서 수신부로 데이터 전송이 이루어 질 때 송신부는 퍼포레이션매트릭스(perforation matrix)를 이용하여 전송되는 데이터의 비트 수를 줄여서 전송시 발생되는 오버헤더를 줄인다.
또한 전송된 데이터에 에러가 발생하면 퍼포레이션 매트릭스(perforation matrix)에 의해 전송되지 않았던 나머지 데이터 비트를 재 전송하여 앞에 전송된 데이터와 재 전송된 데이터를 결합하여 에러 정정을 수행하게 된다.
이와 같이 송신부에서 수신부로의 데이터 전송시 발생하는 오버헤더를 줄이고, 전송된 데이터에 에러가 발생하면 전송된 데이터와 재 전송된 잉여비트와 결합하여 전송된 데이터정보를 복원하게 된다.
그러나 종래 기술에 따른 RCPC 나 RCC 부호기를 사용한 하이브리드 ARQ 방법은 전송한 데이터가 좋은 환경에서 전송하여 데이터 손상의 정도가 적으면 상관없지만 데이터가 전송되는 환경이 좋지 못하여 페이딩(fading)이나 간섭에 의해서 전송된 데이터를 잃어버리거나 심하게 손상을 받게 되면 상기 전송된 데이터의 복원을 위해 몇 개의 잉여비트를 재전송 하여도 몇 개의 비트만 가지고 손상된 데이터를 복원하는데는 한계가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 결합 방법을 이용해서 RS와 CPC코드의 에러 정정능력을 향상시켜 에러 복원을 위해 재 전송된 데이터 비트만으로도 손상된 데이터 정보를 복원할 수 있는 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 송신부를 나타낸 구성도
도 2 는 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 수신부를 나타낸 구성도
도 3 은 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 동작을 설명하기 위한 흐름도
도 4 는 본 발명에 따른 레일라이(rayleigh) 페이딩 채널 환경에서의 전송효율을 나타낸 그래프
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전송 데이터 2, 19 : 헤더부
3, 20 : 페이로드부 4 : RS 인코더부
5, 16 : 헤더 패킷 6, 17 : 페이로드 패킷
7 : 결합 패킷 8 : 인터리빙부
9 : CPC 인코더부 10, 11, 12 : 전송 패킷
13 : 버퍼 14 : CPC 디코더부
15 : 디인터리빙부 18 : RS 디코더부
21 : 수신데이터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법의 특징은, 전송할 데이터 패킷을 펑처링(puncturing)하여 제 1 결합 패킷과 제 2 결합 패킷으로 나누고 각각 서로 다른 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖고 인코딩하여 제 1 전송패킷과 제 2 전송 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 1 전송 패킷과 제 2 전송 패킷 중 임의로 하나를 선택하여 수신측에 전송하는 단계와, 수신측에 상기 제 1 전송 패킷이 수신되면 상기 제 1 전송 패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 3 결합 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 3 결합 패킷으로 제 1 헤더 패킷, 제 1 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 1 에러 검사 단계와, 상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 수신측에 상기 제 2 전송 패킷을 전송하고 수신측은 상기 제 2 전송패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 4 결합 패킷을 생성하는 단계와, 상기 제 4 결합 패킷으로 제 2 헤더 패킷, 제 2 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 2 에러 검사 단계와, 상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 상기 제 1 헤더 패킷과 제 2 헤더 패킷을 결합하고, 상기 제 1 페이로드 패킷과 제 2 페이로드 패킷을 결합하여 상기 결합된 각 패킷으로 에러를 검사하는 제 3 에러 검사 단계와, 상기 제 1, 2, 3 에러 검사 단계 중 에러가 검출되지 않으면 전송을 완료하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
이하, 본 발명에 따른 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 송신부를 나타낸 구성도로서, 도 1을 보면 전송 데이터(1)를 헤더(2)와 페이로드(3) 부분으로 나누어 각각 RS 코드로 인코딩 하는 RS 인코더부(4)와, 상기 RS 인코더부(4)에서 펑처링(puncturing) 작용으로 코드율에 상응하는 헤더 패킷(5)과, 페이로드 패킷(6)을 생성 및 결합(7)하고 상기 결합된 결합 패킷(7)을 인터리빙하는 인터리빙부(8)와, 상기 인터리빙된 다수개의 패킷을 퍼포레이션(perforation) 패턴으로 인코딩 하는 CPC 인코더부(9)로 구성된다.
또한 도 2 는 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 수신부를 나타낸 구성도로서, 도 2를 보면 수신된 결합패킷을 저장하는 버퍼부(13)와, 상기 송신부에서 전송된 전송 패킷(12)을 퍼포레이션(perforation) 패턴을 사용하여 디코딩 하는 CPC 디코더부(14)와, 디인터리빙을 하는 디인터리빙부(15)와, 상기 헤더(16)패킷과 페이로드(17) 패킷을 각각 RS 코드에 의해 디코딩 하는 RS 디코더부(18)로 구성된다.
도 3 은 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 3을 보면 먼저 송신측은 전송하고자 하는 전송 데이터에 데이터 오류검사를 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 합쳐서 데이터 패킷(1)을 생성한다(S1).
이어 상기 생성된 데이터 패킷(1)은 헤더(2)와 페이로드(3) 부분으로 나눈다(S2).
그리고 전송 데이터 오류 검사를 위한 CRC는 페이로드 패킷에 포함시킨다.
이와 같이 헤더(2)와 페이로드(3) 패킷으로 나누는 이유는 주소값과 데이터값을 구분하여 전송함으로서, 전송시 발생되는 다양한 에러의 정정능력을 보다 효과적으로 제공하기 위해서이다.
이어 헤더 패킷(2)과 페이로드 패킷(3)으로 구분되면(S3) 각각 RS 코드로 인코딩 한다(S4).
그리고 RS 인코더부(4)는 수신측에서 에러에 의한 제전송이 요구될 때 결합 방법에 의해 RS 코드의 에러 정정능력을 향상시키기 위해서 펑처링(puncturing) 작용을 통해서 코드율에 상응하여 제 1, 2 헤더 패킷(5)과(S5) 제 1, 2 페이로드 패킷(6)으로 나눠진다(S6).
이때 펑처링 작용 수행 전의 RS 코더부(4)의 헤더부분이 (nH,5), 페이로드 부분이 (nL,50)일 때, 펑처리 작용을 수행하고 나면 헤더부분의 제 1 헤더 패킷은 (,5)이고 제 2 헤더 패킷은 (,5)이다.
또한 페이로드 부분의 제 1 페이로드 패킷은 (,50)이고, 제 2 헤더 페이로드 패킷은 (,50)이다.
이와 같이 RS 코드의 에러정정 능력 t 는 데이터의 타입과 채널의 환경에 따라 결정된다.
그리고 상기 제 1, 2 헤더 패킷(5)과 제 1, 2 페이로드 패킷(6)중에서 제 1 헤더 패킷과 제 1 페이로드 패킷을 결합하여 제 1 결합 패킷을 생성하고, 제 2 헤더 패킷과 제 2 페이로드 패킷을 결합하여 제 2 결합 패킷을 생성한다(S7).
이어 상기 결합 패킷(7)을 인터리빙하고 제 1 결합 패킷에 해당하는 제 1 퍼포레이션(perforation) 패턴을 갖는 CPC 코드로 인코딩 하여 제 1 전송패킷을 생성한다(S9).
또한 제 2 결합 패킷에 해당하는 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖는 CPC 코드로 인코딩 하여 제 2 전송패킷을 생성한다(S9).
이어 송신측은 제 1 결합 패킷에 해당하는 상기 제 1 전송패킷(10a)을 선택하여 수신측에 전송한다(S10).
여기서는 제 1 전송패킷(11)을 수신측으로 전송 후 오류 발생 통보가 수신되면 제 2 결합 패킷에 해당하는 상기 제 2 전송패킷(10b)을 선택하여 수신측에 전송한다.
이와 같이 서로 다른 퍼포레이션 패턴을 갖는 상기 제 1 전송 패킷(10a)과 제 2 전송 패킷(10a)을 교대로 전송하면서 보다 효과적으로 데이터를 복원할 수 있다.
이어 수신측은 상기 송신측에서 전송된 제 1 전송 패킷(12)에 해당하는 CPC 코드의 제 1 퍼포레이션(perforation) 패턴을 갖고 디코딩 하여 제 1 복원 패킷을 생성한다(S11).
그리고 인터리빙부(15)를 거쳐 제 1 헤더패킷(16)과 제 1 페이로드 패킷(17)으로 다시 나눈다(S12).
이어 상기 제 1 헤더 패킷(16)과 제 1 페이로드 패킷(17)을 각각 RS 코드로디코딩하고(S13) CRC에 의해서 에러의 유무를 검사한다(S14).
이때 RS 디코더에 따른 에러정정 능력은과을 가진다.
상기 에러 검사에서 에러가 검출되지 않았다면(S15) 버퍼에 저장된 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
또는 에러가 검출되면(S15) 전송 패킷을 홀수 번째 전송 패킷과 짝수 번째 전송 패킷으로 분류하여 제 1, 3, 5,..., 전송 패킷은 홀수로 제 2, 4, 6,..., 전송 패킷은 짝수로 분류한다(S19).
그리고 먼저 상기 제 1 전송 패킷이 수신되었음으로 홀수 버퍼에 저장된 전송패킷이 있는가를 검사한다(S20).
그리고 상기 홀수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 없는 경우 상기 홀수 버퍼에 제 1 전송 패킷을 저장하고(S21) 송신측에 에러 발생을 통보한다(S22).
그러면 송신측은 수신측에 제 2 전송 패킷을 전송하고(S10) 수신측은 상기 제 2 전송 패킷을 수신하여 제 2 전송 패킷에 해당하는 CPC 코드의 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖고 디코딩 하여 제 2 복원 패킷을 생성한다(S11).
이어 상기 제 2 복원 패킷을 이용하여 헤더 패킷과 페이로드 패킷으로 분리하고(S12) RS 코드로 디코딩을 거쳐(S13) CRC에 의해 에러를 검출한다(S14).
그리고 에러가 검출되지 않으면 버퍼에 저장된 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
그렇지 않고 에러가 검출되면 제 2 전송 패킷은 짝수에 해당하므로(S19) 짝수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 있는지 검사한다(S23).
상기 짝수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 없으면 상기 제 2 전송 패킷을 짝수 버퍼에 저장하고 이어 홀수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 있는지 검사한다(S25).
상기 홀수 버퍼에는 상기 제 1 전송 패킷이 저장되어 있을 것이다.
그러면 홀수 버퍼에 저장된 제 1 전송 패킷에 의해 생성된 헤더 패킷과 제 2 전송 패킷에 의해 생성된 헤더 패킷을 결합하여 제 1 결합 헤더 패킷을 생성한다(S26).
그리고 홀수 버퍼에 저장된 제 1 전송 패킷에 의해 생성된 페이로드 패킷과 제 2 전송 패킷에 의해 생성된 페이로드 패킷을 결합하여 제 1 결합 페이로드 패킷을 생성한다(S26).
이어 상기 생성된 제 1 결합 헤더 패킷과 제 1 결합 페이로드 패킷을 RS 코드에 의해 디코딩하고(S27) CRC 검사로 에러를 검출한다(S28).
이때 RS 디코더에 따른 에러정정 능력이과로 증가하게 된다.
상기 에러 검출에서 에러가 검출되지 않으면(S29) 버퍼에 저장된 데이터를 삭제하고(S30) 전송을 완료한다(S31).
그렇지 않고 상기 에러 검출에서 에러가 검출되면 송신측에 에러 발생 통보를 한다(S41).
송신측은 에러 발생 통보를 수신하면 상기 제 1, 2 전송 패킷(10) 생성에 따른 제 1 퍼포레이션 패턴을 제 2 퍼포레이션 패턴으로 변형한다.
그래서 제 1 결합 패킷에 해당하는 CPC 코드의 제 2 퍼포레이션(perforation) 패턴을 사용하여 인코딩하고 제 3 전송패킷(10a)을 생성한다(S9).
그리고 제 2 결합 패킷에 해당하는 CPC 코드의 제 2 퍼포레이션(perforation) 패턴을 사용하여 인코딩하고 제 4 전송패킷(10b)을 생성한다(S9).
이어 송신측은 제 3 전송 패킷을 수신측에 전송하고 수신측은 수신된 제 3 전송 패킷을 제 1 결합 패킷에 해당하는 CPC 코드의 제 2 퍼포레이션 패턴을 갖고 디코딩 하여 제 3 복원 패킷을 생성한다(S11).
그리고 상기 제 3 복원 패킷을 헤더 패킷과 페이로드 패킷으로 분리하고(S12) 상기 헤더 패킷과 페이로드 패킷을 RS 코드에 의해 디코딩한다(S13).
이때 RS 디코더에 따른 에러정정 능력은과이다.
이어 CRC 검사에 의해 에러를 검출한다(S14).
이때 에러가 검출되지 않으면(S15) 저장된 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
그렇지 않고 에러가 검출되면(S15) 상기 전송된 제 3 전송 패킷은 홀수로 분류되므로 홀수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 있는지 검사한다(S20).
이때 상기 홀수 버퍼에는 제 1 전송 패킷이 저장되어 있을 것이다.
그러면 상기 저장된 제 1 전송패킷과 상기 제 3 전송패킷을 결합하고 상기 결합한 홀수 결합 전송 패킷을 홀수 버퍼에 저장한다(S32).
상기 결합한 홀수 결합 전송 패킷을 CPC 코드의 상기 결합한 결합 전송패킷의 퍼포레이션 패턴을 사용하여 디코딩 한 후 복원 패킷을 생성한다(S11).
이어 상기 복원 패킷을 헤더 패킷과 페이로드 패킷으로 분리하고(S12) RS 코드에 의해 디코딩하고(S13) 이어 CRC를 이용하여 에러를 검출한다(S14).
이때 에러가 검출되지 않으면 저장된 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
그렇지 않고 에러가 검출되면 상기 제 1, 3 전송 패킷의 결합에 의해 생성된 복원패킷으로 생성한 헤더 패킷과 페이로드 패킷을 상기 제 2 전송패킷에 의해 생성된 헤더 패킷과 페이로드 패킷을 각각 결합하여 홀수 결합 헤더 패킷과 홀수 결합 페이로드 패킷을 생성한다(S34).
그리고 상기 생성된 홀수 결합 헤더 패킷과 홀수 결합 페이로드 패킷을 RS 코드에 의해 디코딩하고(S35) CRC에 의해 에러를 검출한다(S36).
이때 에러가 검출되지 않으면(S37) 저장된 데이터를 삭제하고(S30) 전송을 완료한다(S31).
그렇지 않고 에러가 검출되면 송신측에 에러 발생 통보를 전송한다(S39).
이어 송신측은 상기 에러 발생 통보가 수신되면 수신측에 상기 제 4 전송 패킷을 전송한다(S10).
그리고 수신측은 상기 전송된 제 4 전송 패킷을 상기 제 2 결합 패킷에 해당하는 CPC 코드의 제 2 퍼포레이션(perforation) 패턴을 사용하여 디코딩하고 제 4 복원패킷을 생성한다(S11).
이어 상기 제 4 복원 패킷을 헤더 패킷과 페이로드 패킷으로 분리하고(S12)RS 코드로 디코딩하고 CRC 검사를 통해 에러를 검출한다(S14).
상기 CRC 검사에서 에러가 검출되지 않으면(S15) 저장 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
그렇지 않고 에러가 검출되면(S15) 상기 전송된 제 4 전송 패킷은 짝수로 분류되므로 짝수 버퍼에 저장된 전송 패킷이 있는지 검사한다(S20).
이때 상기 짝수 버퍼에는 제 2 전송 패킷이 저장되어 있을 것이다.
그러면 상기 저장된 제 2 전송패킷과 상기 제 4 전송패킷을 결합하고 상기 결합한 짝수 결합 전송 패킷을 짝수 버퍼에 저장한다(S42).
상기 결합한 짝수 결합 전송 패킷을 CPC 코드의 상기 결합한 결합 전송패킷의 퍼포레이션 패턴을 사용하여 디코딩 한 후 복원 패킷을 생성한다(S11).
이어 상기 복원 패킷을 헤더 패킷과 페이로드 패킷으로 분리하고(S12) RS 코드에 의해 디코딩하고(S13) 이어 CRC를 이용하여 에러를 검출한다(S14).
이때 에러가 검출되지 않으면 저장된 데이터를 삭제하고(S16) 전송을 완료한다(S17).
그렇지 않고 에러가 검출되면(S15) 제 2, 4 전송 패킷을 결합한 상기 결합 한 짝수 결합 전송 패킷에 의해 복원된 복원 패킷으로 생성한 헤더패킷과 페이로드 패킷을 상기 제 1, 3 전송 패킷을 결합한 상기 결합한 홀수 결합 전송 패킷에 의해 복원된 복원 패킷으로 생성한 헤더패킷과 페이로드 패킷을 각각 결합하여 짝수 결합 헤더 패킷과 짝수 결합 페이로드 패킷을 생성한다(S43).
그리고 상기 짝수 결합 헤더 패킷과 짝수 결합 페이로드 패킷을 RS 코드에의해 디코딩하고(S35) CRC 에 의해 에러를 검출한다(S37).
상기 에러 검출에서 에러가 검출되지 않으면(S37) 저장된 데이터를 삭제하고(S30) 전송을 완료한다(S31).
그렇지 않고 에러가 검출되면(S37) 송신측에 에러 발생 통보를 전송한다(S40).
그리고 상기의 과정들을 정보가 완벽하게 복원될 때까지 반복 수행한다.
도 4 는 본 발명에 따른 레일라이(rayleigh) 페이딩 채널 환경에서의 전송효율을 나타낸 그래프이다.
전송 효율을 보면로 나타낸다.
R 은 코드율이고, N 은 n 비트(bit) 패킷을 올바르게 받아들이기 위해서 전송된 n 비트 패킷의 평균 개수이다.
N 은 다음과 같은 수학식 1로 주어진다.
상기 수학식 1에서는를 위해서 전송된 i 개의 시퀀스(sequence)를 수신 받은 후 RS 디코더에서 디코딩 에러가 발생한 사건(event)을 의미한다.
그리고는를 위해서 전송된 i 개의 동일한 코드를결합(combining)한 후 RS 디코더에서 디코딩 에러가 발생할 사건(event)을 의미한다.
상기는 ip 일 경우에는 결합 사건(joint event) [,] 이고, ip 일 경우에는 결합 사건(joint event) [,]이다.
상기 p는 CPC 동일 코드의 개수이다.
따라서 상기 수학식 1은 다음과 같이 표현할 수 있다.
ip
i = mp, m = 1, 2,.
mp < i < (m+1)p , m = 1, 2,.
상기 수학식 2을 수학식 1에 대입하면, N 은 다음과 같은 수학식 3과 같다.
상기 수학식 3에서이라 하자.
그러면=이다.
상기는 비터비(viterbi) 디코더 출력단에서의 심벌(symbol) 에러율로 정의한다.
이와 같이 전송효율의 하한치를 구할 수 있다.
회기(feedback) 채널은 에러가 없는 상황이라고 가정하고, RS와 RCC 코드를 사용한 하이브리드 ARQ 방법의 전송효율 곡선과 본 발명에 따른 전송효율 곡선을 도 4에서 보여주고 있다.
도 4를 보면 본 발명에 따른 적응형 하이브리드 ARQ 방법이 RS와 RCC 코드를 사용한 하이브리드 ARQ방법보다 좋은 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연쇄부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법은 제 전송한 시퀀스(sequence)만으로도 전송 데이터 복원이 가능하고, 또한 그 전에 전송되었던 패킷과 결합하여 보다 강력한 에러 정정 능력을 갖는 RS와 길쌈부호를 구성하는 효과가 있다.
또한 채널의 상황에 따라서 탄력적이고 적응적으로 사용할 수 있으며 데이터의 타입(type)에 따라서 다른 부호율의 적응이 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 전송할 데이터 패킷을 펑처링(puncturing)하여 제 1 결합 패킷과 제 2 결합 패킷으로 나누고 각각 서로 다른 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖고 인코딩하여 제 1 전송패킷과 제 2 전송 패킷을 생성하는 단계와,
    상기 제 1 전송 패킷과 제 2 전송 패킷 중 임의로 하나를 선택하여 수신측에 전송하는 단계와,
    수신측에 상기 제 1 전송 패킷이 수신되면 상기 제 1 전송 패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 3 결합 패킷을 생성하는 단계와,
    상기 제 3 결합 패킷으로 제 1 헤더 패킷, 제 1 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 1 에러 검사 단계와,
    상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 수신측에 상기 제 2 전송 패킷을 전송하고 수신측은 상기 제 2 전송패킷에 상응하는 퍼포레이션 패턴을 이용하여 제 4 결합 패킷을 생성하는 단계와,
    상기 제 4 결합 패킷으로 제 2 헤더 패킷, 제 2 페이로드 패킷을 생성하여 에러를 검사하는 제 2 에러 검사 단계와,
    상기 제 1 에러 검사 단계에서 에러가 검출되면 상기 제 1 헤더 패킷과 제 2 헤더 패킷을 결합하고, 상기 제 1 페이로드 패킷과 제 2 페이로드 패킷을 결합하여 상기 결합된 각 패킷으로 에러를 검사하는 제 3 에러 검사 단계와,
    상기 제 1, 2, 3 에러 검사 단계 중 에러가 검출되지 않으면 전송을 완료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연쇄 부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 전송 패킷 생성은 전송될 데이터 패킷을 RS(Reed Solomon) 코드로 코드율에 상응하여 제 1, 2 헤더(header) 패킷 및 제 1, 2 페이로드(payload) 패킷으로 인코딩 하여 나누는 단계와,
    상기 제 1 헤더 패킷과 제 1 페이로드 패킷을, 제 2 헤더 패킷과 제 2 페이로드 패킷과 각각 결합하여 제 1, 2 결합 패킷을 생성하는 단계와,
    상기 제 1, 2 결합 패킷에 각각 상응하는 제 1 퍼포레이션(perforation) 패턴을 갖는 CPC코드로 각각 인코딩 하여 제 1 전송 패킷과 제 2 전송 패킷을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연쇄 부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 퍼포레이션 패턴을 갖는 제 1, 2 전송 패킷이 모두 전송된 후에도 상기 제 1, 2, 3 에러 검사에서 에러가 계속 검출되면, 상기 제 1, 2 결합 패킷 각각을 제 1 퍼포레이션 패턴에서 다른 제 2 퍼포레이션(perforation) 패턴을 사용하여 인코딩하고 제 3 전송 패킷과 제 4 전송 패킷을 생성하고 각각 전송하여 상기 제 1, 2, 3 에러 검사 단계를 반복 수행하는 제 1 반복 수행 단계를 더 포함하여이루어지는 것을 특징으로 하는 연쇄 부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 퍼포레이션 패턴에 의해 생성된 제 3 전송 패킷이 전송된 후에도 상기 제 1, 2, 3 에러 검사에서 에러가 계속 검출되면, 상기 제 1 퍼포레이션 패턴에 따른 상기 제 1 전송 패킷과 상기 제 2 퍼포레이션 패턴에 따른 제 3 전송 패킷을 결합한 제 1 결합 전송 패킷을 이용하여 상기 제 1, 2, 3 에러 검사를 반복 수행하는 제 2 반복 수행 단계와,
    상기 제 2 반복 수행 단계에서 에러가 검출되면 제 4 전송 패킷을 이용하여 상기 제 1, 2, 3 에러 검사를 반복 수행하는 제 3 반복 수행 단계와,
    상기 제 3 반복 수행 단계에서 에러가 검출되면 상기 제 1 퍼포레이션 패턴에 따른 상기 제 2 전송 패킷과 상기 제 2 퍼포레이션 패턴에 따른 제 4 전송 패킷을 결합한 제 2 결합 전송 패킷을 이용하여 상기 제 1, 2, 3 에러 검사를 반복 수행하는 제 2 반복 수행 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연쇄 부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 퍼포레이션 패턴에 의해 생성된 전송패킷은 전송 후 제 2 퍼포레이션 패턴을 사용하여 디코딩하고 결합 패킷을 생성 및 검사하는 것을 특징으로 하는 연쇄 부호를 사용한 적응형 하이브리드 ARQ 방법.
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