KR101531502B1

KR101531502B1 - 오류제어방법

Info

Publication number: KR101531502B1
Application number: KR1020080070504A
Authority: KR
Inventors: 김용호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2015-06-26
Also published as: KR20090061563A; US20100306614A1; WO2009075507A1; US8402338B2

Abstract

본 발명은 무선접속 시스템에서 오류제어방법에 관한 것으로서, 랜던 선형 부호화 방법을 이용하여 오류를 제어하는 방법에 관한 것이다. 상기 본 발명은 데이터 블록집합에 포함된 데이터 블록들이 랜덤 선형 부호화되어 생성된 코드블록들을 수신하는 단계와 상기 코드블록들 중에서 소정 개수의 코드블록을 선택하여 제 1 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 소정 개수의 코드블록 중 하나 이상의 코드블록을 상기 코드블록들 중에서 상기 선택한 소정 개수의 코드블록 이외의 코드블록으로 교체하여 제 2 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

오류제어, 오류검출, 오류정정, RLC, 복호화

Description

오류제어방법{Method of Error control}

본 발명은 무선접속 시스템에서 오류제어방법에 관한 것으로서, 랜던 선형 부호화 방법을 이용하여 오류를 제어하는 방법에 관한 것이다.

오류제어란 데이터 전송 중에 발생하는 오류를 검출 및 정정(보정)하는 방법을 말한다. 이하 오류제어방식에 대하여 간략히 설명한다.

오류제어방식은 검출 후 재전송(ARQ: Automatic Repeat Request) 방식, 전진오류수정(FEC: Forward Error Correction) 방식 및 후진오류수정(BEC: Backward Error Correction) 방식 등으로 구분할 수 있다.

검출 후 재전송(ARQ) 방식은 수신단에서 오류의 발생을 점검하여, 오류가 발생한 부분에 대해 재전송을 요구하는 방식이다. 즉, ARQ 기법은 긍정확인(ACK: Acknowldgement) 및 타임아웃(time out)이라는 수단으로 오류 발생 유무를 점검하고, 송신단은 오류가 발생한 프레임을 재전송하는 오류제어 방식이다.

전진오류수정(FEC) 방식은 송신단이 전송할 문자나 프레임에 부가적 정보(Redundancy)를 부가하여 전송함으로써, 수신단이 오류를 발견시 이 부가적 정보로 오류검출 및 오류정정을 하는 방식이다. 즉, 송신단은 오류를 정정할 수 있는 부가적 정보를 데이터에 첨가하여 송신하고, 수신단에서 이를 통해 오류를 정정하는 방식이다.

후진오류수정(BEC) 방식은 송신단이 오류를 검출할 수 있을 정도의 부가적인 정보를 문자나 프레임에 부가시켜 전송하고, 수신단이 오류를 발견시 송신단에 재전송을 요구하는 방식이다.

오류제어방식에는 오류검출코드 및 오류정정코드가 사용된다.

오류검출코드는 데이터를 전송하는 도중에 발생한 오류의 존재 여부만을 수신단이 알 수 있도록 데이터에 부가되는 코드이다. 오류검출코드를 사용하는 오류제어방식에는 패리티 검사(Parity Check), 체크섬 검사(Check Sum) 및 순환중복검사(CRC: Cyclic Redundancy Checking) 등이 있다.

패리티 검사란 정보 비트 수가 적고 오류 발생 확률이 낮은 경우 가장 일반적으로 사용하는 오류검출코드 방식이다. 패리티 검사 방식은 구현이 간단하여 비동기 통신에 많이 이용되나, 짝수 개의 오류가 발생하면 오류검출이 불가능한 단점이 있다.

체크섬 방식은 오류검출 기능을 하는 방법의 일종으로, 송신단에서 수신단으로 전송하는 모든 데이터를 워드 또는 비트 단위로 계산하고, 계산한 결과를 수신단으로 전송하면 수신단에서는 송신단과 같은 계산을 수행하여 오류를 검출하는 방식이다.

순환중복검사(CRC)는 오류검출방법 중의 하나로서, 송신단에서 데이터로부터 다항식에 의해 추출된 결과를 여분의 오류검사필드(FCS: Frame Check Sequence)에 덧붙여 전송하면, 수신단에서는 송신단과 동일한 방법으로 추출한 결과와의 일치성으로 오류검사를 수행하는 기술이다.

오류제어에서 사용되는 오류정정코드는 수신단이 전송된 데이터가 무엇인가를 추론할 수 있도록 전송되는 데이타 블록에 충분한 여분의 정보(Redundancy)를 포함시키는 부호(code)이다. 오류정정코드에는 블록부호(Block Code) 및 길쌈부호(Convolution Code) 등이 있다.

블록부호란 일정길이의 정보(신호)에 일정길이의 부가정보를 부가하여 수신측에서 오류를 정정할 수 있도록 하는 채널부호를 말한다. 채널부호에는 선형부호(Linear Code)로서 해밍부호(Hamming Code) 등이 있다. 순환부호(Cyclic Code)에는 리스 솔로몬 코드(Reed-Solomon Code), BCH 코드(Bose Chaudhuri-Hocquenghem Code), CRC(Cyclic Redundancy Code) 등이 있다.

길쌈부호는 데이터를 코드화시킬 때 현재 입력되는 신호에 과거의 일부 신호를 함께 활용하는 부호이다. 즉, 길쌈 부호화기가 메모리를 갖고 있으므로, 과거의 신호를 현재 신호의 오류정정에 사용할 수 있다.

본 발명의 목적은 신뢰성이 보장된 통신을 수행하기 위해 랜덤 선형 부호화(RLC: Random Linear Coding) 방법을 사용하는 오류제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 랜덤 선형 부호화(이하, RLC) 방법을 이용하여 수신된 부호화된 패킷을 복원하여 원래의 패킷을 구성할 때, 오류검출 및 오류정정을 수행하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, RLC의 레잇리스(rateless) 특성을 유지하면서 오류검출 및 오류정정을 하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, RLC 방법을 이용하여 통신을 수행하는 경우에 별도의 CRC나 FEC를 사용하지 않고 RLC 만을 이용하여 오류제어를 수행하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 상기 본 발명은 데이터 블록집합에 포함된 데이터 블록들이 랜덤 선형 부호화되어 생성된 코드블록들을 수신하는 단계와 상기 코드블록들 중에서 소정 개수의 코드블록을 선택하여 제 1 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 소정 개수의 코드블록 중 하나 이상의 코드블록을 상기 코드블록들 중에서 상기 선택한 소정 개수의 코드블록 이외의 코드블록으로 교체하여 제 2 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데 이터 블록집합을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 코드블록들의 개수는 상기 데이터 블록집합에 포함된 상기 데이터 블록들의 개수보다 많고, 상기 데이터 블록들의 개수의 두 배 미만일 수 있다.

이때, 상기 제 1 데이터 블록집합은 상기 코드블록들 중에서 첫 번째 코드블록부터 순차적으로 상기 소정 개수의 코드블록을 선택하여 복호화되고, 상기 제 2 데이터 블록집합은 상기 코드블록들 중에서 마지막 번째 코드블록부터 역순으로 상기 소정 개수의 코드블록만큼 선택되어 복호화될 수 있다.

또한, 상기 본 발명은 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 비교하여 서로 다른 데이터 블록 집합이 생성된 경우에, 상기 코드블록들 중에서 무작위로 소정 개수의 코드블록을 선택하여 제 3 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 제 1 데이터 블록집합 또는 제 2 데이터 블록집합 중 하나 이상과 상기 제 3 데이터 블록집합을 비교하여 오류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 일 양태에서, 상기 코드블록들의 개수는 상기 데이터 블록집합에 포함된 상기 데이터 블록들의 개수보다 두 배 이상일 수 있다.

이때, 상기 코드블록의 개수가 상기 데이터 블록의 개수의 정수배인 경우에, 상기 제 2 데이터 블록집합은 상기 소정 개수의 코드블록 이후부터 상기 소정 개수의 다른 코드블록을 선택하여 복호화될 수 있다.

이때, 상기 코드블록의 개수가 상기 데이터 블록의 개수의 정수배인 경우에,상기 제 2 데이터 블록집합은 상기 제 1 데이터 블록집합을 복호화할때 쓰인 상기 소정 개수의 코드블록의 역수 개씩만큼 다른 코드블록을 이용하여 복호될 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 일 양태의 상기 비교하는 단계에서 비교 결과 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합이 서로 다른 데이터 블록집합이면 오류가 검출된 것으로 판단하고, 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 복호화할 때 사용된 코드블록 중 하나 이상의 코드블록을, 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 복호화할 때 사용되지 않은 코드블록 중 하나 이상의 코드블록으로 교체하여 제 3 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계와 상기 제 1 데이터 블록집합 또는 상기 제 2 데이터 블록집합 중 하나 이상과 상기 제 3 데이터 블록집합을 비교하여 오류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 상기 본 발명은 상위 계층으로부터 전달된 데이터를 분할하여 소정 개수의 데이터 블록들로 구성되는 하나 이상의 데이터 블록집합을 구성하는 단계와 상기 하나 이상의 데이터 블록집합 중에서 상기 소정 개수의 데이터 블록들을 랜덤 선형 부호화하여 상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 개수의 코드블록들을 생성하는 단계와 상기 코드블록들을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 램덤 선형 부호화된 코드블록들은 서로 독립적인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 수의 코드블록들의 개수는, 상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 많고, 상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 두 배 미만일 수 있다.

이때, 상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 수의 코드블록들의 개수는, 상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 두 배 이상일 수 있다.

이때, 상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 많은 수의 코드블록 중에서 오류검출에 사용될 코드블록들은, 소정의 횟수로 반복하여 전송하거나 다른 코드블록보다 높은 전력을 이용하여 전송될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용하면, 별도의 CRC나 FEC를 사용하지 않고 RLC만을 이용하여 오류제어를 할 수 있으며, 이를 통해 신속한 통신을 할 수 있다.

둘째, 송신측 및 수신측에서 RLC를 이용하여 통신시 통신 채널에서 발생한 오류를 검출하고 정정할 수 있는 방법을 제공함으로써, 별도의 오류검출 및 정정 부호없이 RLC의 레잇리스 성질을 이용하여 오류 없는 통신을 수행할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선접속 시스템에서 오류제어방법에 관한 것이다. 또한, 랜던 선형 부호화 방법을 이용하여 오류를 제어하는 방법에 관한 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서는 랜덤 선형 부호화(RLC: Random Linear Coding) 방법을 사용하여 데이터를 부호화할 수 있다. 상기 랜덤 선형 부호화 방법은 블록 부호화 방법의 하나이다.

랜덤 선형 부호화 방법의 특징은, 각각의 부호화된 블록(coded block)들이 원본 블록집합(original block set)에 포함된 모든 블록들에 대한 정보를 포함할 수 있다는 것이다. 따라서, 일부 부호화된 블록이 송수신 도중에 유실되더라도 해당 부호화된 블록을 다시 수신할 필요없이, 다른 부호화된 블록을 수신하여 신속하게 데이터를 복원할 수 있다. 랜덤 선형 부호화 방법은 본 발명에서 예시하는 데이 터 처리 방법을 정의한 용어에 불과하며, 상기 방법을 나타내는 용어는 다양하게 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용할 수 있는 RLC 방법을 사용하여 데이터 블록 집합들을 부호화하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 원본 데이터(original data)는 송신단의 상위계층으로부터 전달된 데이터(SDU: Service Data Unit)를 나타낸다. 송신단은 원본 데이터를 작은 블록(또는, 패킷) 들로 분할할 수 있다. 송신단은 분할된 블록들을 임의의 개수(n)로 묶어서 블록집합(또는, 세그먼트(segment))을 구성할 수 있다.

이때, 블록집합의 개수(n)는 통신망의 채널환경, 송신단과 수신단의 성능정보 및 응용 프로그램의 요구사항 등에 의해 결정될 수 있다. 또한, 송신단은 총 m개의 원본 블록집합을 구성할 수 있다.

송신단은 분할된 상기 데이터 블록들을 부호화(coding)하기 위한 랜덤 계수행렬(random coefficient matrix, c_ji)을 생성한다. 송신단은 상기 분할된 데이터 블록들에 일정한 규칙에 따라 생성된 상기 랜덤 계수행렬(c_ji)을 이용하여 부호화할 수 있다.

송신단은 데이터 블록집합 단위로(예를 들어, 선택된 n개의 블록마다) RLC 방법을 사용하여 부호화를 수행할 수 있다. 이때, n개의 부호화된 블록들의 집합을 부호화된 블록집합(coded block set)이라 부를 수 있다. 수신단은 선택된 개수(n) 만큼의 부호화된 블록들을 수신하면 RLC 복호화(decoding)를 수행할 수 있다. 이 하, 부호화된 블록집합은 코드블록집합으로, 부호화된 블록은 코드블록으로 부르기로 한다.

RLC 방법을 적용하여 생성된 각각의 코드블록들은 원본 블록집합에 포함된 모든 블록들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 수신단에서 수신한 코드블록들로부터 일련의 정보 블록을 복원하기 위해, n개의 코드블록들 및 데이터 블록을 부호화할 때 사용한 랜덤계수들이 필요하다.

송신단은 수신단이 데이터를 완전히 복호화할 때까지 새로운 랜덤계수들을 생성하고, 코드블록들을 만들어 수신단으로 전송한다. 이때, n개의 코드블록들은 부호화된 순서대로 전달될 필요가 없으며, 각각의 코드블록들은 독립적(independent)이다.

다음 수학식 1은 원본 블록 집합(

)을 부호화하여 생성되는 코드블록 집합(

)을 생성하는 방법의 일례를 나타낸다.

수학식 1에서

를 계수행렬이라 하고, 이는 원본 블록집합(

)을 조합하는 방법을 나타낸다. 계수행렬(

)을 생성하는 방법은 다음과 같다.

RLC 방법에서 사용되는 계수행렬(

)은 송신단 또는 송신단과 수신단이 일 정 범위에서 결정한 난수(random number)를 이용하여 생성될 수 있다. 난수란, 송신단이 또는 송신단과 수신단이 협의를 통해 일정 범위(예를 들어, 0~255)의 수를 정하고, 상기 일정 범위의 수에서 무작위로 추출한 수를 말한다. 또한, 송신단 및 수신단은 랜덤계수를 생성하는데 필요한 시드(seed) 값을 공유하여 계수행렬(

)을 생성할 수도 있다. 이때, 계수행렬의 사이즈는 n×n으로 정의될 수 있다.

다음 수학식 2는 상기 수학식 1을 다른 표현 방법으로 나타낸 것이다.

수학식 2에서 코드블록은 coded-blk_j로 나타낼 수 있고, 계수행렬은 c_ji로 나타낼 수 있다. 또한, 원본 블록은 blk_i로 나타낼 수 있다.

송신단에서 첫 번째 코드블록집합의 n개의 코드블록들을 모두 전송하고, 수신단에서 n개의 코드블록들을 모두 수신하면 원본 블록집합을 복원할 수 있다. 이후, 송신단은 다음 두 번째 블록집합에 포함된 코드블록들을 전송하는 방법으로 데이터 통신이 이뤄진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들로서, RLC 방법을 이용하여 오류를 제어하는 방법에 대하여 설명한다.

RLC 방법을 이용한 통신을 수행하기 위해, 먼저 데이터 블록집합(Data Block Set)의 크기, 코드블록(coded block)의 크기 및 램덤계수(Random coefficient)의 갈로이스 필드(GF: Galois Field)를 정한다. 갈로이스 필드(GF)는 다음과 같이 정할 수 있다. GF(2^2)이면 2 비트의 심볼(Symbol)들을 연산하여 2 비트의 심볼로 만들어 줄 수 있고, GF(2^8)을 사용하면 8 비트의 심볼들을 연산하여 8 비트의 심볼들로 만들어 줄 수 있다.

데이터 블록집합의 크기와 코드블록의 크기가 결정이 되면 복호화(decoding)에 필요한 부호화된 블록의 개수가 결정될 수 있다. 결정된 갈로이스 필드에 따라 부호화(coding)에 필요한 랜덤 계수(Random Coefficient)들을 생성하여 부호화를 수행할 수 있다. 상기 랜덤 계수들은 부호화된 블록들을 전송시 함께 전송될 수도 있고, 미리 생성하여 송수신단이 동일한 정보를 가지고 각 코드블록의 복호화시 사용한 랜덤 계수의 인덱스(index)만을 전송해 줄 수도 있다. 통신 도중에 전송되는 신호가 없어지지 않는 순차적인 데이터 전송의 경우에는 미리 정해진 랜덤 계수들을 순차적으로 사용하여 부호화 및 복호화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RLC 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.

도 2에서 송신단(Transmitter)은 랜덤 선형 부호화기(Random Linear Encoder)를 포함하고, 수신단(Receiver)은 랜덤 선형 복호화기(Random Linear Decoder)를 포함한다. 송신단과 수신단은 가상의 통신 채널로서 연결되어 있음을 가정한다.

도 2를 참조하면, 송신단의 랜덤 선형 부호화기로 이진 입력 데이터(binary input data)가 입력된다. 이진 입력 데이터를 b₁, b₂,..., b_k _-1, b_k, b_k ₊₁,..., b_n _-1, b_n, b_2n ₊₁,.. 이라 한다. 이진 입력 데이터들이 랜덤 선형 부호화기로 입력되어 RLC 방법을 이용하여 부호화된다. 부호화된 이진 입력 데이터들은 x₁, x₂,..., x_n _-1, x_n이라고 가정한다. 하나의 데이터 블록집합은 n개의 이진 입력 데이터 블록을 묶어서 구성되고, 하나의 코드블록집합은 부호화된 n개의 코드블록이 연결되어 이루어진다. 또한, 도 1에서 결정한 갈로이스 필드에 따라 생성된 랜덤 계수들을 C_j,i(i=1,2,...,n; j>n)로 나타낼 수 있다.

RLC를 통해 코딩된 코드블록을 y_j(j>n)라 한다. RLC 코딩은 수학식 2를 이용하여 수행할 수 있다. 이때, 수학식 2를 매트릭스(matrix) 형태로 표현하면 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

송신단은 코드블록인 y₁, y₂,..., y_n _-1, y_n, y_n ₊₁,...,y_j _-1, y_j를 통신 채널을 통 해 수신단에 전송한다. 이후 코드블록집합에 해당하는 n개 코드블록도 동일한 방법으로 전송할 수 있다. 'j'는 코딩율(coding rate)을 결정하는 수이다. 또한, 'j'는 송신단에서 수신단으로 전송할(또는, 수신단에서 수신한) 코드블록의 개수를 나타낸다. 이때, 송신단에서 전송한 코드블록들은 수신단에 모두 전송되는 경우를 가정한다.

하나의 코드블록집합에는 n개의 코드블록들이 포함된다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 RCL를 이용한 오류제어를 위해, 송신단은 동일한 랜덤 계수를 이용하여 n개 이상의 j개의 코드블록을 생성하여 수신단으로 전송한다.

RLC는 미리 결정된 코딩율 없이, 전송하는 코드블록의 개수에 따라 코딩율이 달라지는 레잇리스(rateless) 성질을 가진다. 예를 들어, n=10이고 j=20인 경우, 즉 코드블록집합은 10개 코드블록으로 구성되고, 송신단에서 RLC를 적용하여 생성 및 전송하는 코드블록의 개수는 20개가 된다. 이때, 코딩율은 1/2(10/20)가 된다.

상기 'j'는 통신 채널 환경에 따라 가변하여 신뢰성을 높이는 효과를 준다. 도 2를 참조하면, 코드블록이 통신 채널을 통해 수신단에 전송될 때 잡음(noise)등이 더해져서 오류가 발생할 수 있다. 이때, 수신단에 전송된 코드블록들을 y₁′, y₂′,..., y_n _-1′, y_n′, y_n ₊₁',..., y_j _-1′, y_j′라고 하고 복호화된 데이터 블록들을 x₁′, x₂′,...,x_n _-1′,x_n′이라고 나타내기로 한다. 수신단은 수신한 코드블록들 중에서 원래의 데이터 블록집합을 복원하는데 필요한 개수의 코드블록을 선택하여 RLC 복호화를 수행한다. 즉, 수신단은 수신한 코드블록들(j개) 중 n 개만을 선택하여 RLC 복호화를 수행한다.

오류 검출(Error Detection)을 위해서, 수신단에 수신되는 코드블록의 개수인 j가 n+1개 이상이 되어야 한다. 즉, 송신단에서 전송하는 코드블록의 개수가 RLC 복호화에 필요한 개수인 n 개보다 하나 이상 많아야 한다.

예를 들어, 수신단은 수신한 j 개의 코드블록 중에 n개를 선택하여 복호화하여 원본 데이터 블록집합을 복원한다. 또한, 복호화한 코드블록 중 최소 하나 이상 다른 코드블록을 다시 선택하여 원본 데이터 블록집합을 복원한다. 수신단은 복원한 두 개의 원본 데이터 블록집합을 비교하여, 두 개의 데이터 블록집합이 같다면 오류가 없는 것이고 다르다면 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 첫 번째 RLC 복호화한 데이터 블록들을 x₁ ¹, x₂ ¹,..., x_n _-1 ¹, x_n ¹ 이라고 하고, 다시 n개를 선택해서 복호화한 데이터 블록을 x₁ ², x₂ ²,..., x_n _-1 ², x_n ² 라고 가정한다. 이때, 오류가 없는 것은 x₁ ¹=x₁ ², x₂ ¹=x₂ ²,..., x_n ¹=x_n ² 인 경우이다. 오류 검출은 서로 다른 n개의 코드블록으로 RLC 복호화한 데이터 블록들만 비교해 보면 알 수 있다.

다음 수학식 4는 가우스-조던 소거법을 이용하여 오류를 검출하는 방법을 나타낸다.

가우스-조던 소거법(Gauss-Jordan Elimination)을 이용하면, 복호화할 코드블록의 마지막 행(y″_n)을 다른 코드블록으로 교체해서 비교하면 간단히 오류를 검출할 수 있다. 수학식 4를 참조하면, x₁′, x₂′,...,x_n _-1′,x_n′과 y₁″, y₂″,...,y_n″은 가우스-조던 소거법을 사용할 때 발생하는 로 오퍼레이션(row operation)에 의해 처음 값에서 변경된 값을 말한다.

수신단은 n개의 코드블록을 수신하면 수학식 4의 형태를 만들 수 있다. 이를 이용하여 복호화된 데이터 블록집합인 x₁ ¹, x₂ ¹,..., x_n _-1 ¹, x_n ¹ 을 구할 수 있다. 또한, 수신한 코드블록 중 하나를 수학식 4의 마지막 행인 n번째 행을 교체하여 연산하면 다른 복호화된 데이터 블록집합인 x₁ ², x₂ ²,..., x_n _-1 ², x_n ² 를 구할 수 있다.

수학식 4에서 오류검출에 사용되는 교체된 코드블록은 수신된 코드블록중 복호화에 사용되지 않은 여분의 코드블록들을 사용한다. 또한, 오류검출시 코드블록 자체에 오류가 있을 수 있다. 따라서, 수신단에서 여분의 코드블록이 2 개 이상인 경우에는, 오류검출의 신뢰성을 향상시키기 위하여 2개 이상의 코드블록들을 교체하여 비교할 수 있다.

오류검출에 사용될 코드블록은 송신단이 조금 더 확실한 방법으로 수신단에 전달할 필요가 있다. 즉, 송신단은 오류검출에 사용될 코드블록을 반복하여 다수 개를 수신단으로 전송하거나, 오류검출에 사용될 코드블록에 조금 더 높은 전력을 사용함으로써 수신 SNR(Signal to Noise Ration)을 좋게 할 수 있다. 이를 통해, 코드블록들을 오류 없이 전달할 수 있다.

수신단은 오류정정을 위해, 수신한 코드블록들 중 소정 개수를 순차적으로 교체하여 n개의 코드블록집합을 만들 수 있다. 또한, 수신단은 n개의 코드블록집합을 복호화하여 서로 동일한 원본 데이터블록이 복원되는지를 통해 오류 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 복호화에 필요한 코드블록의 개수(n)가 3이고, 수신한 코드블록의 개수(j)가 5이면, 수신된 5 개 의 코드블록 중에서 임의로 3개의 코드블록을 선택하여 RLC 복호화하면 된다. 즉,

으로, 서로 다른 코드블록조합으로 10번의 RLC 복호화를 수행할 수 있다. 코드블록들을 RLC 복호화하기 위한 방법은 도 3 및 도 4에서 설명한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 수신단에서 수신한 코드블록을 복호화하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3(a) 및 도 3(b)에서, 수신한 코드블록을 y₁′, y₂′,..., y_n _-1′, y_n′, y_n+1',..., y_j _-1′, y_j′이라고 가정한다. 여기서 j의 크기에 따라 오류를 정정하는 방법을 달리할 수 있다.

도 3(a)를 참조하여 수신단에서 수신한 코드블록의 개수(j)가 RLC 복호화에 필요한 코드블록의 개수(n)보다 2배 이상 크고 n의 정수배인 경우(즉, j>2n이고 j=k*n(k는 정수))의 오류검출 방법을 설명한다.

수신단은 도 3(a)와 같이 윈도우(window)의 크기를 n으로 설정한다. 수신단은 윈도우를 n개 만큼씩 움직여 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 3(a)는 j=4n인 경우로서, 수신단은 수신된 코드블록을 이용하여 4번의 RLC 복호화를 수행할 수 있다. 수신단은 복호화를 통해 복원한 데이터 블록집합들을 비교하여 오류를 검출할 수 있다. 이때, 도 3(a)의 방법에서 오류가 발생한 경우에는 한 개의 코드블록만큼씩 윈도우를 움직여 복호화를 수행할 수 있다.

도 3(b)를 참조하면, 수신단은 도 3(b)와 같이 윈도우를 처음 코드블록에서부터 1/n 만큼씩 옮겨서 다시 RLC 복호화를 수행할 수 있다. 이 경우 실시하는 복호화의 개수는 늘어나게 된다. 즉, 코드블록을 1개씩 바꿔 복호화를 수행하게 된다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 수신단에서 수신한 코드블록을 복호화하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 4에서 수신한 코드블록을 y₁′, y₂′,..., y_n _-1′, y_n′, y_n ₊₁',..., y_k _-1′, y_k′이라고 가정하였다. 여기서 k의 크기에 따라 오류를 정정하는 방법을 달리할 수 있다. 도 4에서는 수신한 코드블록의 개수(k)가 복호화에 필요한 코드블록의 개수(n) 보다 크고 2n보다 작은 경우를 나타낸다.

도 4의 (a)를 참조하면, 수신단은 처음 n개의 코드블록을 복호화하고 마지막 코드블록부터 n개를 선택하여 복호화를 수행할 수 있다. 처음 n개의 코드블록을 복원한 데이터 블록집합과 마지막 n개의 코드블록을 복원한 데이터 블록집합을 비교하면 오류의 발생 여부를 검출할 수 있다.

또한, 도 4의 (b)와 같이 임의의 n개를 선택하여 복호화하여 데이터 블록집합을 복원할 수 있다. 이를 처음 n개의 코드블록 또는 마지막 n개의 코드블록을 이용하여 복원한 데이터 블록집합과 비교하여 오류를 검출할 수 있다.

또한, 도 4(c)처럼 하나의 코드블록씩 윈도우를 이동시키면서 복호화를 수행하여, 오류를 검출할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

Claims

수신단이 데이터 블록집합에 포함된 데이터 블록들이 랜덤 선형 부호화되어 생성된 코드블록들을 수신하는 단계;

상기 수신단에서 상기 수신된 코드블록들 중에서 소정 개수의 코드블록을 선택하여 제 1 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계;

상기 수신단이 상기 소정 개수의 코드블록 중 하나 이상의 코드블록을 상기 수신된 코드블록들 중에서 상기 선택한 소정 개수의 코드블록 이외의 코드블록으로 교체하여 제 2 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계; 및

상기 수신단이 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 비교하는 단계를 포함하는, 오류제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 수신된 코드블록들의 개수는,

상기 데이터 블록집합에 포함된 상기 데이터 블록들의 개수보다 많고, 상기 데이터 블록들의 개수의 두 배 미만인 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 1 데이터 블록집합은 상기 수신된 코드블록들 중에서 첫 번째 코드블록부터 순차적으로 상기 소정 개수의 코드블록을 선택하여 복호화되고,

상기 제 2 데이터 블록집합은 상기 수신된 코드블록들 중에서 마지막 번째 코드블록부터 역순으로 상기 소정 개수의 코드블록만큼 선택되어 복호화되는 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 비교하여 서로 다른 데이터 블록 집합이 생성된 경우에,

상기 수신단이 상기 코드블록들 중에서 무작위로 소정 개수의 코드블록을 선택하여 제 3 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계; 및

상기 수신단이 상기 제 1 데이터 블록집합 또는 상기 제 2 데이터 블록집합 중 하나 이상과 상기 제 3 데이터 블록집합을 비교하여 오류를 검출하는 단계를 더 포함하는, 오류제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 수신된 코드블록들의 개수는,

상기 데이터 블록집합에 포함된 상기 데이터 블록들의 개수보다 두 배 이상인 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 5항에 있어서,

상기 수신된 코드블록의 개수는 상기 데이터 블록의 개수의 정수배인 경우에,

상기 제 2 데이터 블록집합은 상기 소정 개수의 코드블록 이후부터 상기 소정 개수의 다른 코드블록을 선택하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
삭제
제 2항 및 제 5항에 있어서,

상기 비교하는 단계에서,

상기 수신단은 비교 결과 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합이 서로 다른 데이터 블록집합이면 오류가 검출된 것으로 판단하고,

상기 수신단은 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 복호화할 때 사용된 코드블록 중 하나 이상의 코드블록을, 상기 제 1 데이터 블록집합 및 상기 제 2 데이터 블록집합을 복호화할 때 사용되지 않은 코드블록 중 하나 이상의 코드블록으로 교체하여 제 3 데이터 블록집합으로 복호화하는 단계; 및

상기 수신단은 상기 제 1 데이터 블록집합 또는 상기 제 2 데이터 블록집합 중 하나 이상과 상기 제 3 데이터 블록집합을 비교하여 오류를 검출하는 단계를 더 포함하는, 오류제어방법.
송신단이 상위 계층으로부터 전달된 데이터를 분할하여 소정 개수의 데이터 블록들로 구성되는 하나 이상의 데이터 블록집합을 구성하는 단계;

상기 송신단이 상기 하나 이상의 데이터 블록집합 중에서 상기 소정 개수의 데이터 블록들을 랜덤 선형 부호화하여 상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 개수의 랜덤 선형 부호화된 코드블록들을 생성하는 단계; 및

상기 송신단에서 상기 랜덤 선형 부호화된 코드블록들을 전송하는 단계를 포함하는, 오류제어방법.
제 9항에 있어서,

상기 램덤 선형 부호화된 코드블록들은 서로 독립적인 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 9항에 있어서,

상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 수의 랜덤 선형 부호화된 코드블록들의 개수는,

상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 많고, 상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 두 배 미만인 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 9항에 있어서,

상기 소정 개수의 데이터 블록들보다 많은 수의 랜덤 선형 부호화된 코드블록들의 개수는,

상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 두 배 이상인 것을 특징으로 하는 오류제어방법.
제 11항 및 제 12항에 있어서,

상기 소정 개수의 데이터 블록의 개수보다 많은 수의 랜덤 선형 부호화된 코드블록 중에서 오류검출에 사용될 코드블록들은, 소정의 횟수로 반복하여 전송하거나 다른 코드블록보다 높은 전력을 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 오류제어방법.