KR101429398B1 - 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법 - Google Patents

스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법 Download PDF

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KR101429398B1 KR1020130046277A KR20130046277A KR101429398B1 KR 101429398 B1 KR101429398 B1 KR 101429398B1 KR 1020130046277 A KR1020130046277 A KR 1020130046277A KR 20130046277 A KR20130046277 A KR 20130046277A KR 101429398 B1 KR101429398 B1 KR 101429398B1
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Abstract

본 발명은 데이터의 재전송을 감소시킬 수 있는 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 데이터 처리 방법은 Delay-ACK 기법을 통해 계층적으로 코딩된 스케일러블 코딩 데이터를 수신하는 데이터 처리 방법에 있어서, Delay-ACK 요청 메시지 및 각 계층의 데이터 프레임을 수신하는 단계- 상기 각 계층에 대한 데이터 프레임은 각각 독립적인 채널을 통해 수신되고, 상기 각 계층의 데이터 프레임 중 적어도 하나의 계층의 데이터 프레임은 손실이 있는 데이터 프레임임-; 각 계층에서 요구하는 디코딩 성공률에 근거하여 상기 각 계층에서 디코딩 시 필요로 하는 최소의 필요 데이터 프레임 개수를 산출하는 단계; 상기 산출된 최소의 필요 데이터 프레임 개수 및 채널 상태 정보를 이용하여 손실이 있는 적어도 하나의 계층의 재전송 데이터 프레임 개수를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 재전송 데이터 프레임 개수에 근거하여 데이터의 재전송을 송신 노드에 요청하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법{METHOD FOR PORCESSING SCALABLE CODING-BACED DATA}
본 발명은 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터의 재전송을 감소시킬 수 있는 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.
스마트 TV, 스마트폰, 타블렛 PC, 랩탑 등 다양한 비디오 디바이스들은 다양한 해상도와 네트워크 상태에 따라서 다양한 서비스 품질을 요구한다. 특히, 스마트 폰과 타블렛 PC등의 보편화로 인하여 하나의 콘텐츠를 각 디바이스에 맞는 다양한 해상도와 다양한 네트워크 환경에서 이용한다. 이러한 다양한 환경에 적합한 고품질의 콘텐츠를 제공하기 위해서는 기존의 단일 포맷을 지원하는 비디오 인코딩 방식으로는 한계가 있다. 따라서 현재 하나의 콘텐츠를 네트워크 상태에 따라 가변적으로 사용할 수 있는 scalable video coding (SVC)을 이용한다.
scalable video coding은 H.265/AVC 표준에서 확장된 표준으로, 하나의 인코딩된 비트스트림으로부터 다양한 해상도와 프레임율로 디코딩할 수 있도록 입력 영상을 계층적으로 인코딩한다.
도 1은 scalable video coding의 인코딩, 디코딩 과정을 나타낸다. 이러한 성질을 확장성이라고 하며, scalable video coding은 시간, 공간 및 화질적인 측면에서 확장성을 제공한다. 현재 H.265/AVC와 MPEG-4와 같은 압축 표준에서는 단일 계층을 사용하고 있어 서로 다른 환경에서 효율적으로 동작하지 못하지만 scalable video coding은 시간, 공간, 화질의 세 가지 확정성을 제공하기 때문에 서로 다른 네트워크 상태 및 디바이스에 따라서 최적의 품질을 제공할 수 있는 동영상 압축 표준이다. 이러한 scalable video coding은 다양한 디바이스 및 네트워크 상태에 적응이 가능하도록 설계 되었다. 다양한 해상도와 다양한 화질을 지원하기 위하여 하나의 멀티미디어 스트리밍 데이터를 여러 계층으로 나누어 전송한다. 이러한 scalable video coding은 하나의 멀티미디어 콘텐츠를 기본 계층 (base layer)과 다수의 향상 계층 (enhancement layer)으로 구성된다.
한편, 무선 네트워크 환경에서 데이터를 전송할 경우, 프레임 에러와 손실이 빈번하게 발생한다.
최근에는 프레임 에러와 손실이 발생한 경우, 이를 효율적으로 해결하는 방법들이 등장하고 있다.
등록특허 제10-0926669호는 전송하고자 하는 콘텐츠를 소정 크기의 블록들로 나누고, 블록들을 소거 회복 코드(Erasure resilient code)를 이용하여 인코딩하며, 인코딩된 소정 크기의 블록들을 모아 무선 센서 네트워크의 전송단위인 프레임을 구성하는 송신단; 상기 송신단으로부터 상기 프레임을 수신하여, 오류가 발생한 블록은 폐기하고, 오류가 발생하지 않은 블록은 추출하여 재전송 또는 디코딩을 위해 사용하는 수신단을 포함하는 데이터 전송 시스템이 개시되어 있다.
하지만 상기 등록특허 제10-0926669호는 단순히 데이터의 오류 발생 유무만을 확인하여 데이터를 재전송하는 기술만이 개시되어 있을 뿐, 현재의 네트워크 상태를 고려하여 데이터를 전송하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.
따라서 현재의 네트워크 상태를 고려하여 데이터를 수신하는 데이터 처리 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 채널 상태 정보를 이용하여 손실된 데이터에 대응하는 재전송 데이터를 결정하는 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, Delay-ACK 기법을 통해 계층적으로 코딩된 스케일러블 코딩 데이터를 수신하는 데이터 처리 방법에 있어서, Delay-ACK 요청 메시지 및 각 계층의 데이터 프레임을 수신하는 단계- 상기 각 계층에 대한 데이터 프레임은 각각 독립적인 채널을 통해 수신되고, 상기 각 계층의 데이터 프레임 중 적어도 하나의 계층의 데이터 프레임은 손실이 있는 데이터 프레임임-; 각 계층에서 요구하는 디코딩 성공률에 근거하여 상기 각 계층에서 디코딩 시 필요로 하는 최소의 필요 데이터 프레임 개수를 산출하는 단계; 상기 산출된 최소의 필요 데이터 프레임 개수 및 채널 상태 정보를 이용하여 손실이 있는 적어도 하나의 계층의 재전송 데이터 프레임 개수를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 재전송 데이터 프레임 개수에 근거하여 데이터의 재전송을 송신 노드에 요청하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 의한 데이터 처리 방법은 스케일러블 코딩 기반의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 데이터 처리 방법은 채널 상태 정보에 근거하여 손실된 데이터에 대응되는 재전송 데이터를 결정하므로, 데이터의 재전송을 감소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 이레이져 코딩(erasure coding)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 Delay-ACK 기법을 이용하여 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 데이터 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예와 관련된 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법에서 데이터 재전송의 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일실시예와 관련된 스케일러블 코딩 기반의 데이터 처리 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 의한 데이터 처리 방법은 이레이져 코딩(erasure coding) 방법 및 Delay-ACK 기법을 이용하여 스케일러블 코딩(Scalable coding) 방식에 의해 계층적으로 코딩된 데이터의 송수신 방법을 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 관련된 Delay-ACK 기법 및 이레이져 코딩에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 이레이져 코딩(erasure coding)을 설명하기 위한 도면이다.
무선 네트워크 환경에서 데이터를 전송할 경우, 프레임 에러와 손실이 빈번하게 발생한다. 네트워크상의 데이터의 손실을 빨리 복구하기 위하여 FEC(Forward Error Correction) 기술과 신뢰적인 전송을 위하여 ACK(Acknowledge) 전송 기법이 사용된다. FEC 기술 중에 비디오 전송을 위한 기법으로는 응용 계층에서 부가적인 비트(parity bit)들을 추가하여서 에러를 정정하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 기법 중 하나인 erasure coding 기법은 error control code의 일종으로서 데이터 패킷 몇 개를 하나의 TG(Transmission Group)으로 묶은 뒤 linear block code를 적용하여서 부가적인 비트를 첨가한 뒤 이를 포함한 새로운 패킷 집합을 생성하게 된다.
도시된 바와 같이, 송신 노드에서 전송하고자 하는 데이터의 개수를 K개라 하면 인코더(encoder)를 거치면서 N개의 TG를 생성한다(N>=K). 이러한 coding 방식을 (N,K) coding 방식이라 한다. 수신 노드에서는 N개의 인코딩된 TG 중 K개 보다 크거나 같은 임의의 R개 TG만 가지고도 decoder를 통하여 K개의 원래 데이터를 복구 할 수 있다.
ACK 전송 기법은 송신 측에서 데이터를 보내면, 수신 측에서 데이터를 수신한 후 데이터를 정상적으로 수신한 경우 ACK 메시지를 전송하는 방법이다. 무선 통신 표준에 따라 ACK 전송 기법이 여러 가지 존재하는데 그 중 무선 채널에서의 ACK 전송 부하를 최소화 할 수 있는 기법이 Delay-ACK 기법이다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 Delay-ACK 기법을 이용하여 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, Delay-ACK 기법은 여러 개의 데이터 전송에 대해서 이에 대한 수신 여부를 확인해 주는 하나의 ACK을 전송하는 방식을 말한다. 송신 노드에서는 Delay-ACK 기법을 사용하기 위해서 수신 노드에게 Delay-ACK request 메시지를 전송한다. 이에 대해 수신 노드는 Delay-ACK response 메시지를 통하여 현재 수신 노드의 buffer 정보를 송신 노드에게 전송하게 되고 이를 통해 송신 노드는 한 번에 전송할 Burst의 크기를 결정하게 된다. 그 후 송신 노드는 수신 노드에게 데이터를 전송하게 되는데, 한 Burst 내의 데이터 프레임에 대해서는 별도의 ACK 전송 없이 연속적으로 데이터 프레임을 전송하게 된다.
반면, Burst 내의 마지막 데이터 프레임의 경우 해당 Burst가 끝났음을 알려주는 정보와 함께 새롭게 시작되는 Burst 전송에 대한 request 정보를 포함하여 전송한다. 따라서 마지막 데이터 프레임의 경우 해당 Burst에 대한 ACK을 수신할 때까지 재전송을 하게 된다. Burst의 마지막 데이터 수신 후 수신 노드는 지금까지 수신된 데이터 프레임을 바탕으로 ACK frame과 함께 수신 노드의 buffer 정보를 생성하여서 송신 노드에게 전송한다. ACK frame을 전송받은 송신 노드는 손실된 데이터 프레임에 대해서 재전송을 수행한다. Delay-ACK 기법은 각각의 데이터에 대하여 ACK frame을 전송하는 Immediate-ACK에 비하여 ACK frame의 의한 오버헤드를 감소시킬 수 있는 방법이므로 보다 효과적이다.
이하 실시예에서는 이레이져 코딩 및 Delay-ACK 기법을 이용하여 계층적으로 코딩된 스케일러블 코딩 비디오 데이터를 송수신하는 방법을 대해서 설명하도록 하겠다. 이하 실시시예에서는 송신 노드와 수신 노드의 응용계층에서 이레이져 코딩(erasure coding)과 스케일러블 비디오 코딩(scalable video coding)을 위한 인코더(encoder)와 디코더(decoder)가 존재한다고 가정한다. 또한, 데이터 링크 계층에서 응용 계층의 코딩 관련 정보를 파악할 수 있음을 가정한다.
본 발명의 일실시예에 의한 데이터 처리 방법은 이레이져 코딩 및 스케일러블 비디오 코딩을 모두 이용할 수 있다. 스케일러블 비디오 코딩은 기본 계층 (base layer)과 하나의 향상 계층 (enhancement layer)이 각각 독립적으로 존재하는 것을 고려한다. 각각의 기본 계층과 향상 계층을 나누어 독립적으로 erasure coding을 수행한다. 무선 네트워크에서 데이터를 전송할 때 기본 계층과 향상 계층이 독립채널이라고 가정한다. 본 명세서에서 사용되는 표기를 정리하여 아래 표 1와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013036703445-pat00001
 기본 (향상) 계층의 수신 노드에서 디코딩을 위해 필요한 프레임 개수
Figure 112013036703445-pat00002
 기본 (향상) 계층의 수신 노드에서 성공적으로 수신한 프레임 개수
Figure 112013036703445-pat00003
 기본 (향상) 계층의 송신 노드에서 한 번에 전송하는 Burst 크기
Figure 112013036703445-pat00004
 기본 (향상) 계층에서의 재전송 개수
Figure 112013036703445-pat00005
 기본 (향상) 계층에서 요구하는 디코딩 성공률( threshold )
Figure 112013036703445-pat00006
 기본 (향상) 계층의 프레임 전송 손실률
Figure 112013036703445-pat00007
 기본 (향상) 계층에서
Figure 112013036703445-pat00008
개 재전송할 때 디코딩 성공률
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 데이터 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 송신 노드(100)는 Delay-ACK 기법을 사용하기 위해 수신 노드(200)에 Delay-ACK 요청 메시지를 전송할 수 있다(S1). 이에 수신 노드(200)는 Delay-ACK 응답 메시지를 통하여 현재 수신 노드(200)의 buffer 정보를 송신 노드(100)에게 전송할 수 있다(S2).
송신 노드(100)는 상기 Delay-ACK 응답 메시지를 한 번에 전송할 Burst의 크기를 결정할 수 있다.
송신 노드(100)는 상기 결정된 Burst의 크기에 따라 DB 개의 기본 계층 데이터 프레임 및 DE 개의 향상 계층의 데이터 프레임을 생성할 수 있다(S3). 그리고 상기 송신 노드(100)는 생성된 데이터 프레임을 수신 노드(200)로 연속적으로 전송할 수 있다(S4). 상기 각 계층에 대한 데이터 프레임은 각각 독립적인 채널을 통해 전송될 수 있다. 또한, 각 계층에 대한 마지막 프레임에는 Burst 내의 마지막 데이터 프레임의 경우 해당 Burst가 끝났음을 알려주는 정보와 함께 새롭게 시작되는 Burst 전송에 대한 request 정보가 포함될 수 있다.
수신 노드(200)는 수신된 DB 개의 기본 계층 데이터 프레임 및 DE 개의 향상 계층의 데이터 프레임의 에러나 손실 등의 오류를 검사할 수 있다(S5).
오류 검사 과정에서 수신 노드(200)는 각 계층에서 수신한 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00009
)가 디코딩을 위해 필요한 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00010
)보다 크거나 같은지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 각 계층에서 수신한 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00011
)가 디코딩을 위해 필요한 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00012
)보다 크거나 같다면 전송에 성공한 것으로 판단될 수 있다. 이 경우, 수신 노드(200)는 데이터 프레임의 전송 오류가 없다는 ACK 메시지를 송신 노드(100)에 전송할 수 있다(S9).
하지만,
Figure 112013036703445-pat00013
의 개수가
Figure 112013036703445-pat00014
보다 작을 경우, 수신 노드(200)는 Delay-ACK을 이용하여 재전송 요청 메시지를 상기 송신 노드(200)에 전송할 수 있다.
각 계층에서 재전송을 수행할 때 손실된 모든 프레임에 대해서 모두 재전송을 하게 된다면 복구에 필요한 프레임의 개수 외에 추가적인 재전송이 발생한다. 하지만 복구 시(즉, 디코딩 시) 필요한 최소한의 데이터만 재전송을 하게 된다면 재전송 프레임 전송 도중 채널 상태로 인하여 재전송 프레임의 손실이 발생할 수 있게 되므로 더 추가적인 재전송이 필요하게 되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서 수신 노드(200)는 재전송을 요청하고자 하는 프레임의 개수를 각 계층의 채널 상태 정보를 고려하여 결정할 수 있다(S6). 상기 채널 상태 정보는 각 계층의 프레임 전송 손실률(
Figure 112013036703445-pat00015
)을 포함할 수 있다.
수신 노드(200)는 재전송 요청하고자 하는 데이터 프레임의 개수 정보를 포함하는 ACK 메시지를 상기 송신 노드(100)에 전송할 수 있다(S7).
송신 노드(100)는 상기 수신한 ACK 메시지에 근거하여 손실이 발생한 계츠의 데이터 프레임을 재전송할 수 있다(S8).
즉, 수신 노드(200)에서 재전송을 요청할 때 손실된 모든 데이터에 대해서 재전송 요청하는 것이 아닌 각 계층에서 디코딩 시 필요한 개수(
Figure 112013036703445-pat00016
)와 현재 채널 상태를 고려하여 상기 송신 노드(100)에 재전송을 요청할 수 있다.
상기 수신 노드(200)는 각 계층에서 재전송하는 개수를
Figure 112014044556902-pat00017
라고 하면, 각 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112014044556902-pat00018
) 보다 높은 디코딩 성공률(
Figure 112014044556902-pat00019
)을 보장할 수 있는 최소한의
Figure 112014044556902-pat00020
를 찾을 수 있다. 여기서
Figure 112014044556902-pat00021
는 기본 (향상) 계층에
Figure 112014044556902-pat00022
개를 재전송 할 때, 기본 (향상)계층이 디코딩에 성공할 확률을 나타낸다. 각 계층이 독립 채널이라고 가정할 경우 각 계층의 프레임 전송 손실률(
Figure 112014044556902-pat00023
)를 이용하여
Figure 112014044556902-pat00024
을 구할 수 있다.
스케일러블 비디오 코딩의 기본 계층과 향상 계층의 두 계층만 고려하여 이레이져 코딩을 할 경우 처음 전송 후에 발생하는 상황은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 네 가지이다.
도 5 내지 도 8은 송신 노드가 기본 계층 6개 프레임과 향상 계층 7개 프레임을 전송하는 상황이다. 도 5 내지 도 8에서 디코딩에 필요한 기본 계층의 데이터 프레임의 개수(NB)는 6개이고, 향상 계층의 디코딩에 필요한 데이터 프레임의 개수(NE)는 6개이다.
도 5는 기본 계층과 향상 계층 모두 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신한 경우를 나타낸다.
도 5에 도시된 경우는 모든 계층이 디코딩이 가능하기 때문에 재전송할 필요가 없다. 수신 노드(200)는 각 계층에 1개의 프레임이 손실되었지만 이레이져 코딩을 이용하여 디코딩이 가능하기 때문에 데이터의 재전송을 요청하지 않는다.
도 6은 기본 계층만 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신한 경우를 나타낸다.
도 6은 기본 계층만 디코딩에 필요한 수만큼 프레임을 수신한 경우로, 향상 계층의 데이터 프레임 재전송이 필요하다. 여기서 향상 계층에서 재전송을 요청할 수 있는 개수는 손실된 모든 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00025
)보다는 같거나 작아야 하며, 디코딩 시 필요한 최소의 필요 데이터 개수(
Figure 112013036703445-pat00026
)보다는 커야 한다.
수신 노드(200)는 프레임 전송 손실률(
Figure 112013036703445-pat00027
)을 고려하여, 최적의 재전송 개수(
Figure 112013036703445-pat00028
)를 선택해야 한다.
Figure 112013036703445-pat00029
개의 프레임을 재전송한다고 할 경우 향상 계층에서 디코딩 성공률
Figure 112013036703445-pat00030
을 구하면 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112013036703445-pat00031
여기서 수신 노드(100)는 향상 계층의 디코딩 성공률의 값이 응용 계층에서 요구되는 성공률을 만족시켜야 하므로
Figure 112013036703445-pat00032
을 만족하는 최소의
Figure 112013036703445-pat00033
을 재전송 요청 개수로 선택할 수 있다. 만약, 수신 노드(200)는 응용 계층의 요구 성공률이 너무 높거나 채널 상태가 좋지 않아
Figure 112013036703445-pat00034
을 만족하는
Figure 112013036703445-pat00035
가 존재하지 않을 경우 손실된 모든 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00036
)만큼의 재전송을 송신 노드(100)에 요청할 수 있다.
이 경우, 수신 노드(200)는 기본 계층에서는 1개의 프레임 손실이 있지만 erasure coding을 이용하여 디코딩이 가능하다. 하지만 수신 노드(200)는 향상 계층은 디코딩 이상의 손실이 발생하여 재전송을 요청한다. 수신 노드(200)는 4개의 프레임이 손실되었지만, 3개의 프레임만 전송해도 디코딩이 가능하기 때문에 3개의 프레임만 재전송을 요청할 수 있다.
도 7은 기본 계층은 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신하지 못하고, 향상 계층만 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신한 경우을 나타낸다.
도 7은 기본 계층은 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신하지 못했고, 향상 계층만 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신한 경우이다. 이 경우, 수신 노드(200)는 도 6에 도시된 경우와 동일한 방법으로 기본 계층의 재전송을 요청 개수(
Figure 112013036703445-pat00037
)를 결정할 수 있다.
수신 노드(200)는 역시 기본 계층에서 3개의 손실 프레임이 발생하였지만 2개의 재전송만을 요청할 수 있다.
도 8은 기본 계층과 향상 계층 모두 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신하지 못 한 경우를 나타낸다.
도 8은 기본 계층과 향상 계층 모두 디코딩에 필요한 수만큼의 프레임을 수신하지 못 한 경우이다. 이 경우, 수신 노드(200)는 기본 계층과 향상 계층을 모두 고려하여 기본 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112013036703445-pat00038
)과 향상 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112013036703445-pat00039
)을 동시에 만족하는 재전송 개수(
Figure 112013036703445-pat00040
)를 함께 결정해야 한다.
먼저 기본 계층의 재전송 개수를 선택하기 위하여 기본 계층에서
Figure 112013036703445-pat00041
개의 프레임을 재전송할 경우 디코딩 성공률을 수학식 2에 의해 결정할 수 있다.
Figure 112013036703445-pat00042
상기 수학식 2에 의해
Figure 112013036703445-pat00043
을 계산 후, 기본 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112013036703445-pat00044
)을 만족시키는 최소의
Figure 112013036703445-pat00045
을 찾고, 여기서 계산 된
Figure 112013036703445-pat00046
값을 이용하여 향상 계층의 디코딩 성공률
Figure 112013036703445-pat00047
을 계산할 수 있다. 향상 계층의 디코딩 성공률은 기본 계층이 디코딩이 성공을 해야 향상 계층의 디코딩이 가능하다.
따라서 향상 계층에서
Figure 112013036703445-pat00048
개의 프레임을 재전송 한다고 할 때 디코딩 성공률은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112013036703445-pat00049
수신 노드(200)는 상기 계산 된
Figure 112013036703445-pat00050
값을 이용하여 향상 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112013036703445-pat00051
)을 만족하는 만족 시키는 최소의
Figure 112013036703445-pat00052
값을 찾는다. 만약 현재 선택된 기본 계층의 재전송 개수
Figure 112013036703445-pat00053
값에서 향상 계층에서 요구하는 디코딩 성공률(
Figure 112013036703445-pat00054
)을 만족 시키는
Figure 112013036703445-pat00055
값이 없다면
Figure 112013036703445-pat00056
값을 증가시키면서 만족하는 최소의
Figure 112013036703445-pat00057
값을 찾는다. 이렇게 선택된
Figure 112013036703445-pat00058
값은 기본 계층에서의 재전송 개수(
Figure 112013036703445-pat00059
)가 되고, 선택된
Figure 112013036703445-pat00060
값은 향상 계층에서의 재전송 개수(
Figure 112013036703445-pat00061
)가 된다. 하지만 이 조건을 만족시키는
Figure 112013036703445-pat00062
,
Figure 112013036703445-pat00063
값이 존재 하지 않으면, 수신 노드(200)는 각 계층에서 손실된 모든 프레임 개수(
Figure 112013036703445-pat00064
) 만큼 재전송을 송신 노드(100)에 요청할 수 있다.
수신 노드(200)는 기본 계층에서 3개의 손실과 향상 계층에서 2개의 손실이 발생하여 디코딩을 할 수 없다. 따라서 수신 노드(200)는 Delay-ACK를 송신 노드(100)로 전송하여 데이터 프레임의 재전송을 요청한다. 수신 노드(200)는 각 계층에서의 최적의 재전송 개수를 결정한 후 데이터 프레임의 재전송을 요청할 수 있다. 이 때, 이레이져 코딩을 사용하였기 때문에 수신 노드(200)는 손실된 모든 프레임의 재전송을 요청할 필요없이 디코딩 가능한 최소의 프레임만 재전송을 요청할 수 있다. 따라서 수신 노드(200)는 기본 계층에 2개와 향상 계층에 1개의 프레임의 재전송을 요청할 수 있다.
상술한 데이터 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.
또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기와 같이 설명된 데이터 처리 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 송신 노드
200: 수신 노드

Claims (5)

  1. Delay-ACK 기법을 통해 계층적으로 코딩된 스케일러블 코딩 데이터를 수신하는 데이터 처리 방법에 있어서,
    Delay-ACK 요청 메시지 및 각 계층의 데이터 프레임을 수신하는 단계- 상기 각 계층에 대한 데이터 프레임은 각각 독립적인 채널을 통해 수신되고, 상기 각 계층의 데이터 프레임 중 적어도 하나의 계층의 데이터 프레임은 손실이 있는 데이터 프레임임-;
    각 계층에서 요구하는 디코딩 성공률 보다 높은 재전송 디코딩 성공률을 보장할 수 있는 최소의 데이터 프레임 개수를 손실이 있는 적어도 하나의 계층의 재전송 데이터 프레임 개수로 결정하는 단계-상기 재전송 디코딩 성공률은 x개의 데이터 프레임을 재전송 할 때의 디코딩 성공률을 의미하는 것으로, 상기 재전송 디코딩 성공률은 각 계층의 프레임 전송 손실률을 이용하여 산출됨-; 및
    상기 결정된 재전송 데이터 프레임 개수에 근거하여 데이터의 재전송을 송신 노드에 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 재전송 데이터 프레임 개수 결정 단계는
    기본 계층의 재전송 데이터 프레임 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 기본 계층의 재전송 데이터 프레임 개수를 이용하여 향상 계층의 프레임 개수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 방법.
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KR101770598B1 (ko) 2015-05-06 2017-08-23 주식회사 엘지유플러스 무선랜에서의 패킷 전송 방법 및 장치

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고재덕 외 1인. IEEE 802.15.3 WPAN에서의 Erasure Coding 인지형 Delay ACK 전송 기법. 한국정보과학회 추계학술발표논문집. 제36권 제2호(A), 2009.11, pp.174-175 *
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