43. HARQ

 

이전 포스팅에서 MAC 계층의 기능으로 HARQ가 있다고 했다. 오늘은 그 HARQ에 대해서 알아보자.

영상 속 HARQ 설명 그림

1.ARQ

HARQ는 MAC 계층에 존재하는 하나의 기능으로 Hybrid Automatic Repeat Request를 뜻한다. 데이터를 받거나 보낼 때 발생하는 또는 발생할 가능성이 있는 오류를 보정하고 재전송하는 역할을 한다.

 

HARQ가 어떻게 작동하는지 알기 위해서는 우선 ARQ가 어떻게 작동하는지 알아야한다. 아래 그림을 보자.

영상 속 ARQ 설명 그림

 

ARQ는 RLC 계층에 있는 하나의 기능으로 HARQ와 똑같이 오류를 검출하고 보정하고 재전송을 하는 역할을 한다.

그림으로 예시를 들어보겠다.

 

Tx에서 Rx에게 요청한 데이터를 보낸다. 그리고 Rx에서는 Tx에게 데이터에 이상이 없고 온전히 잘 받았으면 잘 받았다는 표시로 ACK를 보내준다. (ACK, NACK의 경우 인터넷 프로토콜에 나오는 용어들이다. 쉽게 말해서 잘받았다, 못받았다를 나타내는 증표(?)로 이해하자)

 

계속해서 ACK를 보내는 데이터를 보내면 좋겠지만 일정 시간에 Tx에서 오류가 포함된 데이터를 Rx에게 보냈다고 하자. 그러면 Rx는 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 통해서 데이터에 오류가 있다는 것을 발견하고 Tx 측에 NACK를 보내 데이터 재전송을 요청한다. (기존 데이터는 폐기함) 그러면 Tx에서는 다시 데이터를 보내고 Rx는 그 데이터에 대한 ACK 또는 NACK를 보낸다.

 

위와 같이 데이터 전송 과정에서 오류가 발생했을 때 재전송을 조절하는 메커니즘은 ARQ라고 한다.  

 

그러면 HARQ는 뭐가 다를까?

 

2. HARQ

 

영상 속 HARQ 설명 그림

 

HARQ의 경우 ARQ와 다르게 오류가 나면 오류가 생긴 데이터를 전부 폐기하지 않는다. 오류가 난 부분만 잘라내고 버퍼에 저장한 다음, 오류가 난 부분만 다시 재전송을 요청한다. 이 후 재전송된 데이터와 기존의 데이터를 합쳐서 데이터를 다시 받는다. 이 방식을 soft combining이라고도 한다.

 

이 외에 FEC(Forward Error Correction) 기법을 사용해서 자동으로 에러를 고치고 ACK를 보내는 방법도 있다. HARQ를 쓰면 결국 오류난 부분만 데이터를 받기 때문에 ARQ에 비해서 딜레이를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

 

그러면 이런 점이 궁금할 수도 있다.

 

"ARQ 없이 HARQ만 있어도 오류 검출을 하는데는 무리가 없지 않나? HARQ가 있는 MAC 계층에서 모든 에러를 검출하고 온전한 데이터만 위로 보내면 되지 않을까?"

 

위처럼 생각할 수 있지만 결국 ARQ와 HARQ는 같이 쓰여야 한다. 그 이유는 다음 포스팅에서 계속된다. 감질맛 나는 엔딩!

 

+ 추가

5G에 들어와서 HARQ는 4G와 동일하게 사용되는데 딱 한 가지 다른 부분이 있다. 바로 UL Async부분이다. 

 

영상 속 4G,5G 설명 그림

5G는 4G와 다르게 Uplink를 할 때 Sync하지 않은 시간에도 데이터를 보낼 수 있게된다. 5G로 들어오면서 더 많은 앱을 케어하고 구동시키기 위해서 이렇게 원하는 때에 데이터를 보낼 수 있게되었다고 한다. 기술의 발전..

 

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원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.

 

출처

https://www.youtube.com/watch?v=35v0PEwQv5c&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=43