1. Types of Errors
- Single bit errors : 하나의 비트에 대해서만 발생하는 오류
-> can occur white noise - Burst errors : 하나의 데이터 무리에 집단적으로 발생하는 오류
-> can occur impulse noise
-> has greater effect at higher data rates
2. Error Detection
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Error Control : Error Detection + Error Correction
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프레임 단위의 Error Detection 경우, 고려할 사항들
- 수신측에서의 에러 발생확률(BER)
- 에러가 없이 도착할 확률
- Error-Detecting 알고리즘 사용시에 하나 이상의 undetected error가 있을 확률
- Error-Detecting 알고리즘 사용시에 하나 이상의 detected error가 있고 undetected error가 없을 확률
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Error Detection Process : 보내고자하는 데이터에 error-detecting-code를 덧붙여 전송한다
3. Parity Check
- 보내고자하는 데이터에 Parity bit를 덧붙여 전송한다.
- Even parity : Even # of 1s
- Odd parity : Odd # of 1s
- 문제점 : 짝수개의 error가 발생할 경우!
4. Two-Dimensional Even Parity Scheme
- 2차원 행렬을 이용해 Row, Column 을 모두 활용해 Error Dectecting을 수행한다.
- 문제점 : 여전히 짝수개의 error가 행, 열에 모두 영향을 미치는 경우!
5. Internet Checksum
- IP, TCP, UDP에서 사용되는 방법
- 보내고자하는 데이터를 일정 partial division -> 각 부분을 더한 checksum 계산 결과에 1의 보수를 취한 형태를 데이터에 추가 -> 수신측에서 checksum verification
- 소프트웨어 관점에서 구현 되었어야하므로 오버헤드가 비교적 적은 방법
6. CRC (Cyclic Redundancy Check)
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가장 보편화되어있는 Error-Detecting codes
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전송측에서 FCS (Frame Check Sequence)를 생성하여 데이터 끝에 추가하여 전송한다.
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수신측은 수신한 Frame을 약속된 Divisor로 나누기 -> 나머지가 없다면 error가 없는 것으로 확인
-> 보내고자 하는 data를 약속된 Divisor로 나눔 (XOR연산)
-> Divisor의 bit 수 - 1만큼 0을 붙여준 상태에서 XOR 연산 수행
-> Remainder를 보내고자 하는 data 뒤에 붙여줌
-> 수신측에서 data를 약속된 Divisor로 나누었을 때, 나머지가 0이 되면 에러가 없는 것으로 간주!
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Polaynomial to represent a binary word : 이진수 표현을 다항식으로 표현
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Standard polynomials : 네트워크 종류, 상태에따라 선택해서 사용
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Circuit with Shift Registers for Dividing by the Polynomial
-> Input을 먼저 Output으로 내보낸 후에 Switch 상태를 변경하고 FCS를 생성해서 Output으로 전송한다.
-> H/W 에서 구현된다.
7. Forward Error Correction
- 가장 간단한 방법으로는 재전송 기법이 있지만 재전송시에 error가 또다시 발생할 확률이 있고 재전송으로 인해 시간도 증가한다.
-> 수신한 bits 기반 error detection 방법이 필요!
- Codeword : k bit data block은 FEC(Forward Error Correction) encoder를 사용하여 추가적인 bit가 더해진 n bit data block으로 매핑되서 전송된다.
- n > k
- Hamming distance가 가장 작은 것으로 매핑
1. 보내고자하는 data
2. 2^x 자릿 수를 제외한 곳에 mapping
3. 값이 1인곳의 index에 대해서 xor 연산 후 끼워넣기
4. 3번째에 오류를 섞어서 전송
5. 값이 1인곳의 index에 대해서 xor 연산 결과 : 오류 index
8. Using XOR
- XOR의 특성을 사용해서 Error Control
- Data block 형태로 전송할 때 데이터들의 xor연산 결과(R)를 더해서 전송
- 중간 Data(Pi)에 error가 발생한다면 R과 나머지 데이터들과의 xor연산을 통해 Error Detection & Correction 가능하다.
9. Interleaving
- Packet을 Column단위로 전송해서 Packet Loss가 일어났을 때 데이터 손실을 최소화하는 방법이다.
10. Compounding high-and-low resolution packets
- Error 또는 packet loss가 발생하더라도 데이터 손실을 최소화하기 위해 High resolution, Low resolution 2개의 data를 packet에 나누어 전송하는 방법이다.
-> 각각의 packet은 이전 packet에 전송되었던 정보의 Low-resolution 정보를 함께 전송한다.
-> packet loss 경우 저화질 정보라도 전송이 가능하다.
11. Convolutional codes
- 과거 bit와 입력 bit를 연산하여 새로운 bit가 생성되는 형태의 코드
- 표현 방법 : State diagram, Tree diagram, Trellis
- 여러 곳에서 오는 경우에는 Hamming distance가 적은 경로를 선택해서 누적
