KR20090092038A - Method and apparatus for transmitting data in wireless local area network using visible light communication - Google Patents
Method and apparatus for transmitting data in wireless local area network using visible light communicationInfo
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Abstract
본 발명은 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 데이터 전송시 송신측의 MAC(Media Access Control) 계층에서 데이터 패킷과, 데이터 패킷의 컨트롤 정보를 송신측의 PHY(Physical) 계층으로 전달하는 과정과, 송신측의 PHY 계층에서 데이터를 8B10B 인코딩하여 컨트롤 정보와 함께 수신측으로 전송하는 과정과, 수신측의 PHY 계층에서 데이터를 수신하여 8B10B 디코딩하며 데이터의 오류 발생을 확인하는 과정과, 수신측의 PHY 계층에서 오류 발생 정보를 포함한 피드백 메시지를 송신측으로 전송하는 과정과, 송신측의 MAC 계층에서 피드백 메시지를 수신하고 피드백 메시지를 검사하여 수신 실패한 8B10B 블록이 있는 경우, 수신 실패한 8B10B 블록을 재전송하는 과정을 포함한다. The present invention relates to a data transmission method in a wireless LAN system using visible light communication, wherein a data packet and control information of a data packet are transmitted from a media access control (MAC) layer of a transmitting side to a PHY (physical) layer of a transmitting side during data transmission. Transmitting, transmitting 8B10B encoded data at the PHY layer of the transmitting side to the receiving side together with control information, receiving the data at the PHY layer of the receiving side, decoding the 8B10B, and confirming an error occurrence of the data; In the process of transmitting a feedback message including error occurrence information to the sender at the receiving PHY layer, and receiving the feedback message at the sending MAC layer and inspecting the feedback message, the received 8B10B block is received. Retransmission.
Description
본 발명은 가시광 통신(Visible Light Communication) 시스템에 관한 것으로서, 특히 가시광 통신을 이용한 무선(Wireless) 랜(LAN: Local Area Network) 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a visible light communication system, and more particularly, to a data transmission method and apparatus in a wireless local area network (LAN) system using visible light communication.
LED(Light Emitting Diode)의 발광 효율이 개선되고 가격이 떨어짐에 따라 휴대기기, 디스플레이, 자동차, 신호등, 광고판 등의 특수 조명 시장뿐만 아니라 형광등 백열등과 같은 일반 조명 시장에서도 LED가 보편화 되어가고 있다. 특히 백색 LED의 발광 효율은 이미 백열등을 추월하였으며 형광등보다도 우수한 제품들이 출현하고 있다. 또한 최근에는 RF(Radio Frequency)대역 주파수 고갈, 여러 무선 통신 기술 간의 혼선 가능성, 통신의 보안성 요구 증대, 4G 무선 기술의 초고속 유비쿼터스 통신 환경 도래 등으로 인하여 RF 기술과 상호 보완적인 가시광 무선 통신 기술에 대한 관심이 증가하고 있어 가시광 LED를 이용한 가시광 무선 통신에 대한 연구가 여러 기업 및 연구소 등에서 진행되고 있다.As the luminous efficiency of LED (Light Emitting Diode) is improved and the price is lowered, LED is becoming common in general lighting market such as fluorescent incandescent lamp as well as special lighting market such as mobile device, display, automobile, traffic light, billboard. In particular, the luminous efficiency of white LEDs has already surpassed incandescent lamps, and products superior to fluorescent lamps have emerged. Recently, due to the depletion of RF (Radio Frequency) band frequency, the possibility of crosstalk between various wireless communication technologies, the increased demand for security of communication, and the arrival of ultra-fast ubiquitous communication environment of 4G wireless technology, visible light wireless communication technology complementary to RF technology Increasingly, research on visible light wireless communication using visible light LED is being conducted by various companies and research institutes.
현재 형광등이나 백열등을 사용하고 있는 가정이나 사무실 및 공공장소의 조명등은 향후 성능이 좋고 수명이 긴 LED로 대체될 것이다. 조명등으로 사용되는 LED에 인가하는 전류를 변조하면 조명 LED를 통신용 광원으로 활용할 수 있다. 즉, 추가적인 광원 없이 조명 LED만으로 방송 및 데이터 전송이 가능해 진다. LED 조명이 있는 곳에서 단말기나 노트북을 사용하는 사용자는 가시광 무선 송수신 모듈을 이용하여 무선 랜 형태의 데이터 통신을 할 수 있다. Home, office, and public places that currently use fluorescent or incandescent lamps will be replaced by LEDs with good performance and long life. By modulating the current applied to the LED used as a lighting lamp, the lighting LED can be used as a communication light source. In other words, broadcasting and data transmission are possible with only the illumination LED without additional light source. A user who uses a terminal or a laptop in an LED lighting area can perform wireless LAN data communication using a visible light wireless transceiver module.
무선 가시광 통신과 다른 무선 RF 통신들과의 가장 큰 차이점은 데이터의 송수신 과정을 사용자가 확인할 수 있으며 전송매체인 가시광의 특성상 신호의 직진성이 강하고 데이터의 송수신 거리가 짧다는 점이다. 신호의 직진성으로 인해 엑세스 포인트(AP: Access Point)와 모바일 노드(MN: Mobile Node) 사이에 신호의 차단이 일어날 경우 데이터 송수신 실패가 발생하게 된다. The biggest difference between the wireless visible light communication and other wireless RF communication is that the user can check the data transmission and reception process, and the straightness of the signal is strong and the data transmission and reception distance is short due to the characteristics of the visible light, which is a transmission medium. Due to the linearity of the signal, when a signal is blocked between an access point (AP) and a mobile node (MN), a data transmission and reception failure occurs.
한편 가시광 통신은 사용자가 눈으로 파악할 수 있는 광원을 통해 신호를 송수신하기 때문에 사용자의 눈이 피곤하지 않도록 광원의 세기가 안정적이어야 한다. 또한 신호를 수신하는 수광소자 예를 들면 포토 다이오드(Photo Diode)의 성능을 고려하여 싱크를 놓치지 않도록 적정량의 0과 1의 신호의 변화가 필요하다. 따라서 가시광 통신을 이용한 무선 랜(Visible LAN) 시스템에서는 데이터 전송 시 0과 1의 비율이 일정할 수 있는 8B10B 코딩 기법을 사용하게 된다. 이러한 8B10B 코딩 기법을 사용할 경우 PHY단에서 수신한 데이터에 대해서 10비트(bit) 단위로 수신오류가 발생한 데이터 블록을 인지할 수 있다. 따라서 수신 실패한 데이터에 대해 재전송을 요구할 때 10비트 단위로 수신 실패한 데이터 블록의 전송을 요청하여 재전송 오버헤드를 줄일 수 있는 방안이 요구된다.On the other hand, since the visible light communication transmits and receives a signal through a light source that can be understood by the user, the intensity of the light source must be stable so as not to be tired of the user's eyes. In addition, in consideration of the performance of a light receiving element receiving a signal, for example, a photo diode, a change of a proper amount of 0 and 1 signals is required so as not to miss a sink. Accordingly, in a visible LAN communication system, the 8B10B coding scheme may use a constant ratio of 0 and 1 when transmitting data. When using the 8B10B coding scheme, it is possible to recognize a data block in which a reception error occurs in units of 10 bits for data received from the PHY terminal. Therefore, when a request for retransmission for the failed data is requested, a method of reducing the retransmission overhead by requesting the transmission of the failed data block in 10-bit units is required.
본 발명은 8B10B 인코딩 방식을 사용하는 가시광 무선 랜 시스템에서 송수신 실패한 데이터를 송신측에서 재전송하는 경우 재전송 오버헤드를 줄일 수 있는 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a data transmission method and apparatus that can reduce retransmission overhead when retransmitting failed data in a visible light wireless LAN system using 8B10B encoding.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서, 데이터 전송시 송신측의 MAC(Media Access Control) 계층에서 데이터 패킷과, 상기 데이터 패킷의 컨트롤 정보를 송신측의 PHY(Physical) 계층으로 전달하는 과정과, 상기 송신측의 PHY 계층에서 상기 데이터를 8B10B 인코딩하여 상기 컨트롤 정보와 함께 수신측으로 전송하는 과정과, 수신측의 PHY 계층에서 상기 데이터를 수신하여 8B10B 디코딩하며 데이터의 오류 발생을 확인하는 과정과, 상기 수신측의 PHY 계층에서 오류 발생 정보를 포함한 피드백 메시지를 상기 송신측으로 전송하는 과정과, 상기 송신측의 MAC 계층에서 상기 피드백 메시지를 수신하고 상기 피드백 메시지를 검사하여 수신 실패한 8B10B 블록이 있는 경우, 수신 실패한 8B10B 블록을 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다. According to one embodiment of the present invention for achieving this, in a data transmission method in a wireless LAN system using visible light communication, a data packet and a control information of the data packet in a MAC (Media Access Control) layer on the transmitting side during data transmission. Is transmitted to the PHY (Physical) layer of the transmitting side, the BHYB encoding of the data in the PHY layer of the transmitting side and transmitted to the receiving side with the control information, and receiving the data at the PHY layer of the receiving side 8B10B decoding and confirming an error occurrence of data; transmitting a feedback message including error occurrence information in the PHY layer of the receiving side to the transmitting side; receiving the feedback message in the MAC layer of the transmitting side; If there is an 8B10B block that failed to receive after checking the feedback message, the 8B10B block that failed to receive It characterized in that it comprises the step of retransmitting.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 장치에 있어서, 수신측으로 데이터 전송시 MAC 계층에서 데이터 패킷과, 상기 데이터 패킷의 컨트롤 정보를 PHY 계층으로 전달하여 상기 데이터 패킷을 8B10B 인코딩하여 상기 컨트롤 정보와 함께 수신측으로 전송하며, 피드백 정보 수신시 상기 MAC 계층에서 피드백 메시지를 검사하여 수신 실패한 8B10B 블록이 있는 경우 수신 실패한 8B10B 블록을 재전송하는 송신측과; 상기 수신측에서 데이터 수신시 PHY 계층에서 데이터를 수신하여 8B10B 디코딩하며 데이터의 오류 발생을 확인하며, 상기 PHY 계층에서 오류 발생 정보를 포함한 상기 피드백 메시지를 상기 송신측으로 전송하는 수신측을 포함함을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, in a wireless LAN system using visible light communication, the data transmission device transmits a data packet from a MAC layer and control information of the data packet to a PHY layer when transmitting data to a receiver. A sender for 8B10B encoding and transmitting the 8B10B block with the control information to the receiving side, and if there is an 8B10B block that has failed to be received by checking a feedback message in the MAC layer when receiving feedback information; And receiving the data from the PHY layer to decode the 8B10B, confirming that an error occurred in the data, and transmitting the feedback message including the error occurrence information to the transmitting side. It is done.
본 발명은 8B10B 인코딩 방식을 사용하는 가시광 무선 랜 시스템에서 송수신 실패한 데이터를 재전송하는 경우 재전송 오버헤드를 줄여 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of reducing the retransmission overhead when the retransmission of the failed data transmission and reception in the visible light wireless LAN system using the 8B10B encoding scheme can increase the transmission efficiency.
도 1은 본 발명이 적용되는 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템의 일 예시 구성도1 is a diagram illustrating an example of a wireless LAN system using visible light communication to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 전송시 패킷(Packet)의 블록 넘버(Block Number)의 할당 방식을 보여주는 예시도FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a method of allocating a block number of a packet during data transmission in a visible light wireless LAN system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 재전송을 위한 피드백(Feedback) 메시지의 구성도3 is a configuration diagram of a feedback message for retransmission of data in a visible light wireless LAN system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 절차를 나타내는 흐름도4 is a flowchart illustrating a data transmission procedure in a visible light wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and an operation method of constructing the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that these specific details may be changed or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명이 적용되는 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템의 일 예시 구성도이다. 도 1을 참조하면, 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템은 엑세스 포인트(AP: Access Point)(110)와 모바일 노드(MN: Mobile Node)(120, 130)를 포함하여 구성된다. 상기 엑세스 포인트(310)는 각 엑세스 포인트(110)마다 자신의 통신 가능 영역(140)을 가지고 있고 상기 통신 가능 영역(140)에 위치한 모바일 노드(120, 130)와 통신을 수행할 수 있다. 상기 모바일 노드(120, 130)는 이동성을 가지며 상기 모바일 노드(120, 130)가 위치한 엑세스 포인트(110)의 통신 가능 영역(140)에 위치하여 가시광을 통신 매체로 사용하여 해당 엑세스 포인트(110)와 무선 통신을 수행한다. 본 발명이 적용되는 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템은 가시광을 통신 매체로 사용하기 때문에 데이터의 송수신 과정을 사용자가 확인할 수 있고, 또한 통신 보안성을 시각적으로 확인할 수 있고, 저전력으로 구현이 가능하다. 따라서 송수신 단의 위치를 사용자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있으며, 통신의 경로를 눈으로 확인할 수 있는 특징이 있다.1 is an exemplary configuration diagram of a wireless LAN system using visible light communication to which the present invention is applied. Referring to FIG. 1, a wireless LAN system using visible light communication includes an access point (AP) 110 and mobile nodes (MNs) 120 and 130. The access point 310 may have its own communicable area 140 for each access point 110 and communicate with mobile nodes 120 and 130 located in the communicable area 140. The mobile nodes 120 and 130 have mobility and are located in the communicable area 140 of the access point 110 where the mobile nodes 120 and 130 are located, and use the visible light as a communication medium to access the corresponding access point 110. Performs wireless communication with The wireless LAN system using visible light communication to which the present invention is applied may use visible light as a communication medium, so that a user may check a data transmission / reception process, visually confirm communication security, and implement low power. Therefore, the position of the transmitting and receiving end can be easily seen by the user, and has a feature of visually confirming the path of communication.
본 발명은 상기와 같은 가시광 무선 랜 시스템에서 엑세스 포인트와 모바일 노드간에 송수신 실패가 발생한 경우 데이터 재전송을 위한 피드백(Feedback) 메시지 구성 방법 및 피드백을 이용한 데이터 재전송 방법을 제안한다. 먼저 본 발명의 일 실시 예에 따른 피드백 메시지의 구성 방법을 살펴보기로 한다. The present invention proposes a method of constructing a feedback message for data retransmission and a data retransmission method using feedback in case of a transmission / reception failure between an access point and a mobile node in the visible light wireless LAN system. First, a method of constructing a feedback message according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명에서는 빠른 데이터 재전송을 위해 수신한 데이터에 대한 피드백 정보(ACK/NACK)를 수신 단의 MAC(Media Access Control) 계층까지 전달하지 않는다. 본 발명에서는 본 발명의 특징에 따라 수신한 데이터에 대한 피드백 정보를 PHY(Physical) 레벨에서 작성하여 송신측으로 피드백한다. 본 발명에서는 데이터 재전송 절차가 수신측의 MAC 계층까지 전달되지 않으므로 피드백 정보 전송을 위한 고정적인 자원할당이 필요하다. 자원의 할당은 모바일 노드 또는 엑세스 포인트가 데이터 송수신 세션을 생성할 때 엑세스 포인트가 자동적으로 할당하게 되며 한번 할당된 자원은 데이터 세션이 종료될 때까지 유효하고 그 크기는 엑세스 포인트나 모바일 노드가 재전송할 데이터에 관한 정보를 충분히 전송할 수 있는 정도의 크기로 정의된다.In the present invention, feedback information (ACK / NACK) for the received data is not transmitted to the MAC (Media Access Control) layer of the receiver for fast data retransmission. In the present invention, feedback information on the received data is generated at the PHY (Physical) level according to the characteristics of the present invention and fed back to the transmitter. In the present invention, since the data retransmission procedure is not transmitted to the MAC layer of the receiving side, fixed resource allocation for transmitting feedback information is required. The allocation of resources is automatically assigned by the access point when the mobile node or access point creates a data send / receive session. Once allocated, the resources remain in effect until the data session ends, and the size is retransmitted by the access point or mobile node. It is defined as a size enough to transmit information about the data.
피드백을 위한 자원은 상향링크, 하향링크에 모두 할당 가능하며 상향링크에 피드백 자원이 할당된 경우에는 모바일 노드가 엑세스 포인트에게 재전송할 데이터에 관한 정보를 전송하기 위해 사용되고, 하향링크에 피드백 자원이 할당된 경우에는 엑세스 포인트가 모바일 노드에게 재전송할 데이터에 관한 정보를 전송하기 위해 사용된다. 피드백 자원은 매 프레임 할당될 수 있고 일정한 주기를 가지고 할당될 수 있다.The resource for feedback can be allocated to both uplink and downlink. When the feedback resource is allocated to the uplink, the mobile node is used to transmit information about data to be retransmitted to the access point, and the feedback resource is allocated to the downlink. If so, the access point is used to send information about the data to be resent to the mobile node. The feedback resource may be allocated every frame and may be allocated at regular intervals.
모바일 노드 또는 엑세스 포인트가 현재 수신한 데이터에 대해 생성하는 피드백 정보는 시퀀스 넘버(Sequence Number, SN), 스타트 블록 넘버(start block number), ACK 비트맵(Bitmap)을 포함하게 된다. The feedback information generated by the mobile node or the access point with respect to the data currently received includes a sequence number (SN), a start block number, and an ACK bitmap.
상기 시퀀스 넘버는 1비트로 구성되며 MAC계층에서 스케줄링(Scheduling)에 따라 데이터 전송을 위해 PHY 계층으로 새로 데이터를 전달할 때마다 '0'에서 '1'로 또는 '1'에서 '0'으로 전환된다. The sequence number is composed of 1 bit, and is changed from '0' to '1' or '1' to '0' every time data is newly transferred to the PHY layer for data transmission according to scheduling in the MAC layer.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 방법은 'Stop and wait' 방식이 사용되며 PHY단이 MAC 계층으로부터 수신한 데이터를 수신측에 성공적으로 전송한 후에 그 다음 데이터에 대한 전송이 이루어지게 된다. 따라서 시퀀스 넘버의 전송을 통해 현재 전송되는 피드백이 어떤 패킷에 대한 피드백인지 인식할 수 있다. 블록 넘버(Block number)는 새로운 데이터를 PHY단이 MAC 계층으로부터 수신할 때마다 0으로 초기화되고 실제 송수신하는 8B10B로 코딩된 데이터를 10비트씩 잘라서 1씩 증가시키면서 할당된다. 8B10B 인코딩(Encoding)을 거친 뒤에는 8비트 데이터가 10비트로 늘어나게 되므로 MAC 계층에서는 데이터를 8비트 단위로 1씩 증가시키면서 할당하게 된다. In the visible light wireless LAN system according to an embodiment of the present invention, a data transmission method uses a 'stop and wait' method and transmits data after the PHY terminal successfully transmits data received from the MAC layer to the receiving side. This is done. Accordingly, it is possible to recognize which packet the feedback currently transmitted through the transmission of the sequence number is. The block number is allocated by incrementing by 1 by cutting 10 bits of 8B10B coded data which is initialized to 0 each time the PHY stage receives new data from the MAC layer. After 8B10B encoding, 8-bit data is increased to 10 bits, so the MAC layer allocates data in increments of 1 by 8 bits.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 전송시 패킷(Packet)의 블록 넘버 할당 방식을 보여주는 예시도이다. MAC 패킷을 8B10B 인코딩을 거친 후에 10비트 단위로 블록 넘버를 할당하게 된다. 스타트 블록 넘버는 ACK 비트맵에 표시된 8B10B 블록의 첫 번째 블록의 블록 넘버를 나타낸다. 따라서 수신측은 시퀀스 넘버와 스타트 블록 넘버를 판단하여 현재 수신된 ACK 비트맵이 어떤 데이터 블록에 대한 ACK인지를 인식할 수 있다. ACK 비트맵은 비트 하나가 8B10B로 코딩된 블록 하나하나의 정보를 나타내게 된다. ACK 비트맵을 통해 어떤 블록이 수신에 실패했는데 송신측이 인식할 수 있으며 해당 블록만 송신측에서 재전송하게 된다.2 is an exemplary view illustrating a block number allocation method of a packet during data transmission in a visible light wireless LAN system according to an embodiment of the present invention. After 8B10B encoding of a MAC packet, a block number is allocated in units of 10 bits. The start block number indicates the block number of the first block of the 8B10B block indicated in the ACK bitmap. Accordingly, the receiving side may determine the sequence number and the start block number to recognize which data block the currently received ACK bitmap is. The ACK bitmap represents information of each block in which one bit is coded 8B10B. If a block fails to receive through the ACK bitmap, it can be recognized by the sender, and only the block is retransmitted by the sender.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 재전송을 위한 피드백 메시지의 구성도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 재전송을 위한 피드백 메시지는 피드백의 시작 시점을 알려주기 위해 피드백의 앞 부분에 하나 이상 삽입되는 특정 8B10B 컨트롤 코드(Control code)가 한 개 이상 삽입되게 된다. 8B10B 컨트롤 코드 다음에는 시퀀스 넘버가 1비트 삽입되고 스타트 블록 넘버가 나오게 된다. 수신측은 시퀀스 넘버와 스타트 블록 넘버를 보고 현재 수신된 ACK 비트맵이 어떤 데이터 블록에 대한 ACK 인지 인식할 수 있다. 스타트 블록 넘버 다음에 ACK 비트맵이 삽입되는데 수신측이 수신한 8B10B로 코딩된 블록 각각에 대한 수신 성공 여부를 1 또는 0으로 나타낸다. 도 3의(a)는 각각의 ACK 비트맵을 이루는 비트 하나가 8B10B로 코딩된 블록 하나하나의 정보를 나타내게 되는데 이 경우는 전송 실패한 블록을 가장 작은 블록 단위로 재전송 받음으로서 재전송 오버헤드를 최소화할 수 있지만 수신한 데이터의 사이즈가 클 경우 ACK 비트맵이 너무 커지게 된다는 문제가 발생하게 된다. 따라서 8B10B로 코딩된 블록을 복수개씩 묶어서 그중 한 블록이라도 전송에 실패한 경우 해당 블록 묶음을 전부 다시 재전송 받도록 한다. 도 3의(b)는 8B10B로 코딩된 2개의 블록에 대해 ACK 비트맵을 작성한 경우를 나타낸다. ACK 비트맵의 1비트가 나타내는 8B10B 코딩 블록에 대한 정의는 데이터 세션 생성 시에 시그날링(Signaling)을 통해 이루어지게 된다.3 is a configuration diagram of a feedback message for data retransmission in a visible light wireless LAN system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in the visible wireless LAN system according to an embodiment of the present invention, at least one feedback message for retransmitting data is inserted into at least one front part of the feedback to inform the start point of the feedback. More than one will be inserted. The 8B10B control code is followed by a 1-bit sequence number and the start block number. The receiver may recognize which data block the ACK bitmap currently received is based on the sequence number and the start block number. An ACK bitmap is inserted after the start block number, and indicates whether the reception success is received with 1 or 0 for each of the 8B10B coded blocks received by the receiver. In FIG. 3 (a), one bit of each ACK bitmap represents information of one block coded with 8B10B. In this case, the retransmission overhead is minimized by minimizing the retransmission overhead by receiving the failed transmission block in the smallest block unit. However, if the size of the received data is large, the ACK bitmap becomes too large. Therefore, a plurality of 8B10B coded blocks are bundled together so that if one of the blocks fails, all of the corresponding block bundles are retransmitted. FIG. 3B shows a case where an ACK bitmap is created for two blocks coded with 8B10B. Definition of the 8B10B coding block represented by one bit of the ACK bitmap is made through signaling at the time of data session creation.
상기의 방식을 통해 구성된 피드백 메시지를 통해 이루어지는 데이터의 재전송 방법을 살펴보기로 한다. 먼저 송신측의 MAC에서는 한 슬롯(Slot)에 실릴 여러 MAC 패킷을 연결(Concatenation)하고 이를 PHY단에서는 8B10B로 인코딩한다. 이때 송신측은 해당 8B10B로 인코딩된 패킷에 대한 컨트롤 정보로서 시퀀스 넘버 정보와 스타트 블록 넘버를 수신측에게 컨트롤 정보 전송 채널을 통해 전송한다. 수신측은 이를 수신하여 수신한 데이터에 대한 피드백 정보로서 시퀀스 넘버, 스타트 블록 넘버 및 ACK 비트맵 정보를 할당받은 피드백 슬롯을 통해 송신측으로 전송한다. 송신측의 MAC 계층에서는 이 피드백 메시지를 해석하여 수신측이 수신 실패한 8B10B 블록을 선택적으로 재전송한다. 재전송이 성공적으로 완료되면 시퀀스 넘버를 전환하고 스타트 블록 넘버를 0으로 초기화하고 새로운 패킷을 전송하게 된다. The method of retransmission of data made through the feedback message configured through the above method will be described. First, the MAC of the transmitting side concatenates several MAC packets to be carried in one slot, and encodes them into 8B10B in the PHY. At this time, the transmitting side transmits the sequence number information and the start block number to the receiving side as control information on the 8B10B encoded packet through the control information transmission channel. The receiving side transmits the sequence number, the start block number, and the ACK bitmap information as the feedback information on the received data to the transmitting side through the assigned feedback slot. The MAC layer of the transmitting side interprets this feedback message and selectively retransmits the 8B10B block that the receiving side has failed to receive. If the retransmission completes successfully, the sequence number is switched, the start block number is reset to zero, and a new packet is transmitted.
본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 재전송 동작을 도 4를 참조하여 더욱 상세히 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 절차를 나타내는 흐름도이다. A data retransmission operation according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating a data transmission procedure in a visible light wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 먼저 410단계에서 송신측의 MAC 계층에서 송신측의 PHY 계층으로 8B10B 인코딩할 새로운 데이터를 전송한다. 이때 MAC 계층은 시퀀스 넘버를 '0'으로 설정하고 블록 넘버를 '0'으로 초기화한 뒤에 스타트 블록 넘버를 '0'으로 설정하여 해당 정보를 데이터와 함께 PHY 계층으로 전송한다. 이를 수신한 송신측의 PHY계층은 8B10B 인코딩을 거친 뒤에 420단계에서 인코딩된 패킷(제1패킷)을 수신측의 PHY계층으로 전송한다. Referring to FIG. 4, first, in step 410, new data for 8B10B encoding is transmitted from the transmitting MAC layer to the transmitting PHY layer. At this time, the MAC layer sets the sequence number to '0', initializes the block number to '0', sets the start block number to '0', and transmits the corresponding information along with the data to the PHY layer. After receiving this, the PHY layer of the transmitting side transmits the packet (first packet) encoded in step 420 to the PHY layer of the receiving side after 8B10B encoding.
다음 수신측 PHY에서 8B10B 디코딩을 거쳐 오류가 발생한 8B10B 블록을 검출하고, 430단계에서 이에 대한 정보를 고정적으로 할당된 피드백 자원을 통해 송신측으로 전송하게 된다. 만약 수신된 데이터의 4번째와 5번째 8B10B 인코딩 블록에서 오류가 발생했다면, 이 정보를 ACK 비트맵에 표시하여 송신측으로 피드백 메시지를 전송한다. 상기 430단계에서 전송된 피드백 메시지를 수신한 송신측의 MAC 계층은 440단계에서 오류가 발생한 해당 블록을 송신측의 PHY 계층으로 전달하고 450단계에서 송신측의 PHY 계층에서 8B10B 인코딩을 수행하여 상기 420단계에서 전송된 인코딩된 패킷(제1패킷)에서 오류가 발생한 부분을 수신측의 PHY 계층으로 재전송한다. Next, the receiving PHY detects an 8B10B block in which an error occurs through 8B10B decoding, and transmits the information about this to the transmitter through a fixedly allocated feedback resource in step 430. If an error occurs in the fourth and fifth 8B10B encoding blocks of the received data, this information is displayed in the ACK bitmap and a feedback message is transmitted to the sender. In step 430, the MAC layer of the transmitting side receives the feedback message transmitted in step 440, and transmits the corresponding block in which the error occurs to the PHY layer of the transmitting side. In step 450, 8B10B encoding is performed in the PHY layer of the transmitting side. The error occurred in the encoded packet (first packet) transmitted in the step is retransmitted to the PHY layer of the receiving side.
다음 수신측의 PHY 계층에서 8B10B 디코딩을 수행하고, 460단계에서는 수신측의 PHY 계층에서 송신측으로 피드백 메시지를 전송한다. 상기 수신측에서 전송이 성공적으로 이루어짐에 따라 송신측의 MAC 계층에서 시퀀스 넘버를 전환(toggle)하고 470단계에서 새로운 데이터를 송신측의 PHY 계층에 전달하고, 다음 송신측의 PHY 계층에서 8B10B인코딩을 수행하여 480단계에서 인코딩된 패킷(제2패킷)을 수신측의 PHY로 전송한다.Next, 8B10B decoding is performed in the PHY layer of the receiving side. In step 460, a feedback message is transmitted from the PHY layer of the receiving side to the transmitting side. As the transmission is successfully performed at the receiving side, the sequence number is toggled at the transmitting MAC layer, the new data is transmitted to the transmitting PHY layer at step 470, and 8B10B encoding is performed at the transmitting PHY layer. In operation 480, the encoded packet (second packet) is transmitted to the PHY of the receiver.
상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 통신을 이용한 무선 랜 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.As described above, the operation and configuration of a data transmission method and apparatus in a wireless LAN system using visible light communication according to an embodiment of the present invention can be made. Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described. Modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
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