KR100914104B1

KR100914104B1 - 무선 네트워크에 있어서 매체에의 액세스 보증 방법

Info

Publication number: KR100914104B1
Application number: KR1020037010423A
Authority: KR
Inventors: 탄펙예우; 림웨이리; 오미신이치로; 하라다야스오
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: US20120087352A1; EP2018004A3; EP1740011A2; AU2002339751A1; EP2018004A2; EP1744585A2; US20080062880A1; EP1740011A3; CN101572916A; DE60228899D1; WO2003040866A3; CN100518107C; CA2438124C; CN1535518A; EP1744585A3; DE60222798D1; CA2438124A1; EP1744585B1; NO20033127L; NO20033127D0

Abstract

효율적인 매체 확보 스케줄이 생성된다. 상기 스케줄은 실시간 애플리케이션 및 비실시간 애플리케이션의 역할을 동시에 실행하는 능력을 무선 매체에 제공하고, 또한 실시간 애플리케이션에서 요구되는 서비스 품질을 유지할 수 있다. 그리고, QoS 등록 요구가 시간 제한적인 방법으로 전송되고, 또한 충돌을 더 적게 하면서 처리량을 더 많게 하는 경합 제어 구간 동안 송신을 위한 타임 슬롯이 선택된다.

Description

무선 네트워크에 있어서 매체에의 액세스 보증 방법{METHOD FOR ENSURING MEDIUM ACCESS IN A WIRELESS NETWORK}

본 발명은, 대화형 애플리케이션, 통신용 애플리케이션 및 게임용의 실시간 음성-영상 데이터 등, 시간에 민감한 데이터의 스트리밍(streaming)에 이용되는 무선 매체에의 액세스 제어에 관한 것이다. 이동 무선 단말(또는 스테이션)간, 및 액세스 포인트 또는 기지국과 이동 단말간의 통신 세션(session) 설정의 서비스 품질(Quality of Service)을 충족시키기 위해서, 액세스 장치를 제어하는 네트워크층은 세션의 서비스 품질이 어떻게 제공되어야 하는가를 알고 있을 필요가 있다. 액세스 포인트의 제어 내에 있는 이동 단말의 수 및 데이터 통신량이 증가됨에 따라서, 액세스 포인트와 이동 단말과의 사이의 실시간 데이터 송신을 위하여 서비스 레벨을 유지할 필요성이 증가하게 된다.

예로서, IEEE 802.11에 따라서 무선 근거리 통신망(LAN)에 있어서, 공통의 무선 매체를 이용하여 스테이션(STA)과 액세스 포인트(AP)와의 사이의 중요한 제어 및 접속 정보(서비스 품질에 관한 정보)를 교환한다. 제어 및 접속 정보는, STA 또는 AP의 데이터 전송 요구에 따라서 주기적으로(periodically) 또는 요구에 따라서(on-demand) 임의의 시점에 발생하는 관리 프레임의 형식으로 교환된다. STA와 AP와의 사이의 중요 데이터 및 중요하지 않은 데이터의 교환은 무선 매체의 쟁탈(경합: contention)을 통하여 실행된다. 이로 인하여 중요 데이터 교환의 예측이 곤란하게 되므로, 무선 매체를 통한 실시간 데이터 스트리밍은 거의 불가능하게 된다.

대부분의 네트워크에 있어서, 데이터 스트림에 대한 서비스 품질은 주로 인터넷 프로토콜(IP) 또는 애플리케이션층에서 취급된다. 무선 네트워크에 있어서의 모든 네트워크 조건하에서 데이터 스트림에 대한 서비스 품질을 더욱 효율적으로 보증하기 위해서는, 무선 매체에의 액세스를 관리하는 계층(layer) 2(또는 매체 액세스 제어기)가 액세스 장치를 제어하는 것이 필요하게 된다. 본 발명의 목적은, 데이터 접속의 서비스 품질을 보증하기 위하여, 더욱 높은 계층에 어떠한 제어 기능을 갖게 하는 것이다.

본 발명이 해결하려고 하는 또 다른 문제는, 무선 매체의 매체 액세스 제어기가 직면하는, 필요로 하는 지연 한계치의 감소이다. 대부분의 실시간 음성-영상 송신에 있어서, 무선 매체에의 장시간 접속이 필수적이다. 어떤 경우에는, 매체 액세스 제어기(MAC; Medium Access Controller)가 음성-영상 데이터를 보유하는 시간은 일정해야 하고 또한 지정된 시간 범위 내이어야 한다. 실시간 데이터를 보유하고 있는 시간이, 데이터가 MAC 층에 유지될 수 있는 최대 시간을 초과하면, 필요로 하는 실시간 송신 특성은 더 이상 기준을 만족시키지 않는다.

어느 종류의 무선 네트워크에 있어서, 매체 액세스는 주로, 애드 호크(ad-hoc)(개별 대응) 방법으로 상위 계층으로부터 MAC 층까지 끌어올린 데이터 스트림을 기초로 하고 있다. 대부분의 경우, 무선 매체에의 액세스의 할당은 애드 호크 방법에 따라서 실행한다. 실시간의 중요 데이터 스트림의 경우에, 데이터 스트림으로부터의 데이터 패킷이 적시에 송신될 수 있도록, 무선 매체의 액세스가 보증된 타임 슬롯을 갖는 것이 필요하다. 본 발명은 데이터 스트림의 송신을 위해서 매체에의 액세스 시간이 보증되도록, MAC 층으로써 상위의 레지스터 데이터 스트림을 가능하게 하는 장치를 제공한다.

종래 기술을 이용하여 모든 데이터 스트림의 송신을 위한 무선 매체를 쟁탈하는 과정에 있어서, 관리 데이터 및 사용자 데이터 모두에 대하여 동일한 매체에의 액세스 채널을 이용한다. 이로 인하여, 중앙 액세스 포인트에 의해서 제어되는 스테이션의 수가 증가함에 따라서, 무선 매체에 있어서의 충돌의 확률이 높아진다. 본 발명은, 스테이션에, 데이터 스트림을 등록할 권리를 쟁탈하기 위한 상이한 채널을, 또한, 등록된 데이터 스트림 송신을 위하여 배타적인 타임 슬롯을 제공한다. 본 기술은, 또한 스테이션에, 배타적인 채널에 대한 데이터 스트림의 등록을 쟁탈하기 위한 타임 슬롯을 할당하는 동적 메커니즘을 제공한다. 상이한 데이터 교환용으로 별개의 타임 슬롯을 이용하여, 중앙 액세스 포인트와 스테이션간의 제어 데이터 교환을 위한 대역폭을 더욱 양호하게 할당한다.

종래 기술에 있어서, 상위 계층으로부터의 데이터 송신은 무선 매체의 쟁탈을 필요로 하고, 충돌에 따라서 대량의 대역폭을 낭비하였다. 본 발명으로 인하여 무선 패킷 네트워크에 있어서 상위 계층으로부터의 데이터 스트림이 연결형(connection oriented) 특성을 갖는 것이 가능하게 된다.

본 발명은, 대역폭, 대기 시간, 지터(jitter)와, 상기 3개의 파라미터가 그 최대치가 되는 발생 기간을 지정하여 데이터 스트림이 특정한 서비스 레벨을 매체 액세스 층에 요구할 수 있게 함으로써 상기 문제를 해결한다. 무선 매체에의 액세스를 관리하는 것이 주 임무인 매체 액세스 층은 이들 파라미터에 따라서 매체 액세스 타임 슬롯을 할당한다. 무선 매체에 액세스하기 위한 타임 슬롯의 할당은 중앙 코디네이터(즉, 매체 코디네이터)에 의해서 취급된다. 할당을 실행하는 메커니즘은 통상적으로 액세스 포인트에 설치된다. 중앙 코디네이터와의 데이터 접속을 요구하는 스테이션은, 특정한 서비스 레벨의 송신을 위해서는 특정한 타임 슬롯 내에서 기타 스테이션과 경합할 필요가 있다. 이어서, 데이터 스트림의 송신을 위하여 스테이션이 요구하는 서비스 레벨은 중앙 코디네이터에 의해서 결정되고, 요구 스테이션에 최종 할당이 송신된다. 요구된 서비스 레벨에 따라서 데이터 접속이 일단 등록되면, 코디네이터는 요구 스테이션이 데이터를 송신하도록 주기적으로 대역폭을 할당한다.

더욱 상세하게는, 본 발명에 의하면, 소정의 품질이 확보된 데이터 스트림을 송신하기 위한 QoS 등록 요구의 수신에 따라서 송신 요구를 등록하는 방법이 제공된다. QoS 등록 요구는 무선 매체를 통하여 데이터 스트림을 송신하는 스테이션으로부터 수신한다.

제1방법은,

복수의 스테이션간의 경합을 제어하는 경합 제어 구간에, 무선 매체에 대한 확보 요구의 접수를 나타내는 제어 프레임을 스테이션에 송신하는 단계와,

경합 제어 구간에 스테이션으로부터 확보 요구를 수신하는 단계와,

스테이션으로부터의 확보 요구의 수신이 성공적인 경우, 상기 경합 제어 구간과는 다르며 전송 품질이 보증되지 않는 논-QoS(non-QoS) 구간에, 상기 스테이션에 폴링(polling)을 실행하는 단계와,

논-QoS(non-QoS) 구간에, 소정의 품질을 확보하여 데이터 스트림을 송신하는 QoS 구간에 필요한 요건을 나타내는 QoS 등록 요구를, 상기 폴링에 응답한 스테이션으로부터 수신하는 단계와,

무선 매체에 적용하는 조건에 따라서, 상기 요건에 의한 송신이 허가된 것인지 아닌지를 판단하는 단계와,

상기 요건에 의한 송신이 허가된 경우, 상기 논-QoS 구간에, 상기 스테이션과 상기 요건을 등록하는 단계를 포함한다.

또한, 제2방법은,

복수의 스테이션 각각이 송신 가능 여부를 판단함으로써 자체의 데이터 스트림을 송신하는, 경합 베이스(contention-based) 구간에, 소정의 품질이 확보된 데이터 스트림을 송신하는 QoS 구간에 필요한 요건을 나타내는 QoS 등록 요구를, 스테이션으로부터 수신하는 단계와,

상기 요건에 의한 송신이 허가된 경우, 경합 베이스 구간에, 상기 스테이션과 상기 요건을 등록하는 단계를 포함한다.

제3방법은,

복수의 스테이션 각각이 송신 가능 여부를 판단함으로써 자체의 데이터 스트림을 송신하는, 경합 베이스 구간에, 스테이션으로부터 폴링 요구를 수신하는 단계와,

상기 경합 베이스 구간과는 다르며 전송 품질이 보증되지 않는 논-QoS 구간에, 상기 스테이션에 폴링하는 단계와,

논-QoS 구간에, 소정의 품질을 확보하여 데이터 스트림을 송신하는 QoS 구간에 필요한 요건을 나타내는 QoS 등록 요구를, 상기 폴링에 응답한 스테이션으로부터 수신하는 단계와,

상기 요건에 의한 송신이 허가된 경우, 논-QoS 구간에, 상기 스테이션과 상기 요건을 등록하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 무선 매체를 통하여 데이터 스트림을 송신하는 데에 필요로 하는 네트워크 액세스(매체 액세스) 서비스 레벨을 수량화하기 위해서 파라미터 표기를 이용한다. 상위 네트워크층은, 파라미터 표기를 이용한 접속 요구에 따라서, 무선 매체에의 액세스가 일정 기간 동안 보증될 수 있는 네트워크 접속 요구를 매체 액세스 제어기에 전송할 수 있다. 본 발명은 또한 무선 매체에 액세스하는 사용자 데이터 및 필수 제어 데이터에 대하여 상이한 타임 슬롯을 스케줄링하는 메커니즘도 제공한다. 장시간의 경합 가능성을 더욱 감소하기 위해서, 제어 데이터에 대하여 가변 타임 슬롯을 채용하여 지연을 개선한다.

본 발명을 이용함으로써, 실시간 애플리케이션 및 비실시간 애플리케이션을 동시에 이용할 수 있고, 또한 실시간 애플리케이션에 요구되는 QoS를 유지할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 또한 QoS 등록 요구를, 경합 없이 송신하게 하고, 종래 기술에 비해서 더욱 적시에 액세스 포인트(AP)에 도달할 수 있게 한다. 본 발명의 종합적인 효과는, AP 내의 스테이션의 수가 증가함에 따라서 데이터 스트림이 직면하는 무선 매체의 지연을 감소시키고 또한 더욱 예측 가능하게 하는 것이다. 본 발명은, AP의 종류를 결정함에 있어서, 계량 방법에 대하여, AP가 지원할 수 있는 스테이션의 수에 맞추어서 실행할 수 있게 한다.

도 1은 매체 액세스를 스케줄링하는 장치의 도면. 이 도면은 계층 2 또는 데이터 링크 제어 계층의 서비스 액세스 포인트를 통하여 수신한 접속 요구 조건에 따라서 데이터 송신을 스케줄링하는 데에 사용되는 장치를 구성하거나 실시하는 데에 필요한 구성 요소를 나타낸다.

도 2는 3-단계(phase) 매체 확보를 위한 플로차트. 이 도면은 QoS 요구 등록, QoS 매체 확보, 종래 방식의 매체 확보 및 경합 베이스의 매체 확보 등의 처리를 포함하는, 3-단계 매체 확보의 처리 흐름을 나타낸다.

도 3은 3-단계 매체 확보의 4개의 서브태스크의 반복 관계를 나타내는 플로차트.

도 4A~4D는 실시예에서 참조하는 프레임 타입의 프레임 포맷을 나타내는 도면.

도 5는 슬롯 선택 절차의 플로차트. 이 도면은 기타 스테이션과의 충돌 기회를 최소화하는 슬롯을 선택하고 또한 충돌을 겪은 후에 성공적인 송신 기회를 높이기 위한 처리 흐름을 나타낸다.

도 6은 QoS 예약 요구 변환방법의 플로차트. 이 도면은 QoS 예약 요구를, 스케줄러(scheduler)의 입력 파라미터로서 이용되는 요구 리스트로 변환하는 동작을 나타낸다.

도 7은 스케줄러의 동작을 나타내는 플로차트. 이 도면은 요구 리스트에 따라서 스케줄러가 실행하는, 매체 확보의 스케줄을 생성하는 동작을 나타낸다.

도 8은 시간 관계를 나타내는 도면. 이 도면은 2개의 충돌한 매체 확보 스케줄을 통합하는 경우에 있어서의 지속 기간을 나타낸다.

도 9는 무선 근거리 통신망(LAN) 시스템을 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 의한 무선 데이터 통신의 전체 동작을 나타내는 도면.

도 11은 QoS 등록 동작을 나타내는 도면.

도 12는 요구 리스트에 따라서 스케줄러가 실행하는, 매체 확보의 스케줄을 생성하는 동작의 흐름을 나타내는 도면.

도 13A~13C는 대역폭에 대한 QoS 등록의 특정예를 나타내는 도면.

도 14는 경합 제어(CC; contention control) 및 확보 요구(RR: reservation request)를 이용하여 QoS 등록이 실행되는 경우 데이터 전송을 나타내는 도면.

도 15는 확보 요구(RR)가 실패하는 경우 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 흐름을 나타내는 도면.

도 16은 확보 요구(RR)가 실패하는 경우 논-QoS 폴(poll) 요구를 이용하여 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면.

도 17은 QoS 등록이 경합 베이스의 전송 구간 내에서만 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면.

도 18은 논-QoS 폴 요구를 이용하여 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면.

도 19는 QoS 요구 응답 프레임의, 2종류의 프레임으로의 분할을 나타내는 도면.

도 20A는 QoS 요구 응답 프레임 포맷의 상세를 나타내는 도면.

도 20B는 대역폭 할당 정보 프레임 포맷의 상세를 나타내는 도면.

이하의 실시예에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같은 무선 근거리 통신망(LAN) 시스템에 대해서 설명한다. 이 시스템은, 주 스테이션인 액세스 포인트 AP와, 주변 스테이션인 복수의 스테이션 Ta, Tb, Tc, Td, Te를 포함한다. 데이터는, 액세스 포인트 AP와 스테이션 Ta, Tb, Tc, Td, 및 Te의 어느 하나로부터 다른 스테이션에 전송된다. 복수의 스테이션으로부터 무선 매체를 통하여 동시에 신호가 송신되면, 신호의 충돌이 발생한다. 그러므로, 주 스테이션인 액세스 포인트 AP가, 스테이션으로부터의 송신 요구를 수신하여, 무선 매체를 확보하는 우선 순위를 결정하고, 그 우선 순위에 의한 순서대로 송신이 실행되도록 스케줄링을 실행한다. 이러한 의미에서, 액세스 포인트 AP는 "매체 코디네이터(medium coordinator)"라고도 한다. 스테이션으로부터의 송신 요구에는, 송신 신호의 품질에 관한 정보도 포함되어서, 희망하는 품질에 일치하는 데이터 전송 속도 또는 송신 방식이 확보된다.

액세스 포인트 AP는 이하의 기능을 갖는 스테이션인 것에 유의해야 한다. 환언하면, 이하의 기능을 갖는 스테이션 Ta 내지 Te의 각각이 액세스 포인트 AP가 될 수도 있다.

사용자 단말에 제공된 네트워크의 통신 품질을 제어하는 기술의 일반적인 명칭은 "서비스 품질(QoS; Quality of Service)"이라고 한다. 이러한 종류의 기술을 사용하여 통신 품질을 제어하는 서비스를 QoS로서 표시할 수도 있다. 통신 품질에 영향을 주는 파라미터의 예로서는, 대기 시간, 데이터 손실률, 최대 데이터 전송속도 등의 변동을 포함한다. 이것들이 조정되어서 하나의 네트워크 내에 통신량이 집중되는 경우에도, 영상 전송, 음성 전송 등, 애플리케이션에 대하여 QoS 필요 조건이 보증되는 소정의 처리율이 확보될 수 있다.

도 10은, 본 발명에 의한 무선 데이터 통신의 전체의 동작을 나타낸다. 도면에서 "등록"이라고 표시되어 있는 기간에, 액세스 포인트 AP는, 스테이션 Ta~Te로부터 데이터 전송속도 등, 소정의 품질이 확보된 통신 요구인, "QoS 등록 요구"를 수신하여, 요구 내용에 따라서 스테이션의 등록을 완료한다. 이러한 등록을 "QoS 등록"이라고 한다. 상기 도면에서, "등록" 구간은, QoS 구간(루프 D), 종래의 매체 확보 방식에 대한 전송 구간(루프 E), 및 경합 베이스에 대한 전송 구간(루프 F)과 상이한 것으로 나타내어져 있다. 그러나, 이후에 설명하는 바와 같이, "등록" 구간은, 종래 방식에 대한 전송 구간(루프 E) 및/또는 경합 베이스에 대한 전송 구간(루프 F)을 포함할 수도 있다.

이하의 설명에서, "등록"이라고 표시된 구간이 끝났을 때 하나 이상의 QoS 요구가 등록된 것으로 가정한다. 본 발명은 이러한 QoS 등록을 실행하는 각종 기술에 관한 것이다. 도 10에 나타내는 예에서는, 스테이션, Ta, Tb 및 Tc가 자체의 QoS 등록을 완료한 것으로 가정한다(이러한 표현은 이하에서 "QoS 등록하였음", "QoS 등록되었음"이라고도 기재되어 있다). QoS 등록의 방법의 상세는 도 14 내지 도 18을 참조로 하여 기재되어 있다. QoS 등록이 완료되면, 루프 D로서 표시된 구간에, 등록 내용에 의해서 할당된 스케줄에 따라서, 스테이션으로부터의 데이터 송신이 개시된다.

루프 D의 최초의 QoS 구간에는, 스테이션 Ta가 송신을 실행한다. QoS 구간의 최초에, 액세스 포인트 AP가 스테이션 Ta에 대하여 폴링을 실행하고, 송신 허가를 부여한다. QoS 구간 내에 액세스 포인트 AP가 발생시키는 폴링 프레임을 QoS 폴(poll)이라고 한다. QoS 폴을 수신하면, 스테이션 Ta는 데이터를 송신한다. QoS 폴에 따라서 실행되는 데이터 송신을 "QoS 송신"이라고 하고, 그 전송 품질은 등록 내용에 따라서 보증된다. QoS 송신은, 예로서, TV, 라디오 등 실시간으로 재생되어야 하는 데이터의 경우에 필요하다. 송신 상대측은, 자체(Ta) 이외의 어느 스테이션, 즉 액세스 포인트 AP, 스테이션 Tb, Tc, Td, 또는 Te 중의 어느 스테이션이다. 루프 D의 제2QoS 구간에는, 스테이션 Tb가 유사한 QoS 폴 신호에 따라서 송신을 실행한다. 제3QoS 구간에는, 스테이션 Tc가 유사한 QoS 폴 신호에 따라서 송신을 실행한다. 루프 D에는 이러한 3개의 QoS 구간이 포함되어 있다. 도 10에서, 루프 D는 1회 실행되지만, 복수 회 반복될 수도 있다.

이어서, 종래의 매체 확보 방식에 의한 정기적인 폴링에 의한 통신이 실행된다. 도면에는, 종래의 매체 확보 방식의 통신 구간이 루프 E로 표시되어 있다. QoS 폴과는 상이하게, 종래 방식에 의해서 발생되는 폴을 논-QoS 폴이라고 한다. 논-QoS 폴에 따라서 실행되는 데이터 송신을 논-QoS 송신이라고 한다. 논-QoS 송신은, 예로서, 텍스트 데이터, 메일 등, 엄격한 실시간 제약을 필요로 하지 않는 데이터의 경우에 이용된다. 논-QoS 송신은, 각각의 스테이션의 데이터 송신이 액세스 포인트 AP에 의해서 제어되는 점에서 QoS 송신과 동일하지만, 전송 품질이 보증되지 않는다는 점에서 QoS 송신과 상이하다. 액세스 포인트 AP 및 스테이션 모두는 논-QoS 폴과 QoS 폴을 식별할 수 있다. 루프 E는 복수 회 반복될 수도 있다.

이어서, 폴링을 하지 않는 경합 베이스의 송신이 실행된다. 도면에는, 경합 베이스의 전송 구간이 루프 F로 표시되어 있다. 경합 베이스의 송신에 있어서는, 어느 기타의 스테이션으로부터 송신된 신호가 소정 시간 동안 검출되지 않는 경우에만 통신이 가능한 것으로 판단되어서 데이터가 송신된다. 루프 F는 복수 회 반복될 수도 있다. 필요하다면, 액세스 포인트 AP는 경합 베이스의 통신 개시 시각 및 종료 시각을 각각의 스테이션에 통보할 수도 있다. 이러한 통보에 따라서, 각각의 스테이션은 상기 구간 이외의 시간 동안 이러한 검출을 실행할 필요가 없다. 따라서, 동작이 간략화될 수 있다.

루프 E 또는 F는, 있을 수도 있고 또는 없을 수도 있다. 루프 D, E, 및 F가 나타나는 순서는, 등록 시에 지정된 순서이고, 루프 E 또는 루프 F가 선두에 나타나고, 루프 D가 2번째 또는 3번째로 나타날 수도 있다. 루프 D, E, 및 F는 모두 루프 C에 포함되어 있다. 또한, 루프 C는 등록 구간과 함께 루프 B에 포함되어 있다. 루프 B를 모은 루프를 루프 A라고 말한다. 도 3은 루프 A로부터 F까지의 계층 구조를 나타낸다.

도 11은 QoS 등록을 위한 동작을 나타낸다. 등록 절차의 개시 이후에, 액세스 포인트 AP는 모든 주변 스테이션에 대하여, 신호의 송신을 위한 타임 슬롯을 확보할 것인지 아닌지를 문의하는, 즉 확보 요구를 접수하는 신호(401)(도 4A)를 송신한다. 이 동작을 경합 제어(CC; contention control)라고 한다. 신호(401)를 수신하면, 송신을 위한 타임 슬롯을 확보할 필요가 있는 해당 스테이션은 확보 요구(RR: reservation request) 신호(405)(도 4B)를 출력한다. 도 11에 나타낸 예에서는, 스테이션 Ta, Tb, 및 Tc가 확보 요구 신호(405)를 출력하고, 스테이션 Td 및 Te는 아무런 확보 요구 신호도 출력하지 않는 경우를 나타내고 있다. 확보 요구를 접수하는 동작은 도 5의 플로차트에 나와 있다.

액세스 포인트 AP는, 확보 요구(RR)가 있었던 스테이션에 대하여, 송신에 어느 정도의 품질을 필요로 하는 것인가, 또는 어떤 방식의 송신을 필요로 하는 것인가를 알기 위해서, QoS 등록에 관한 스테이션의 요구 정보를 수집한다. 이 요구 정보는 QoS 등록 요구 프레임(407)(도 4C)에 포함되어서, 액세스 포인트 AP로부터의 폴링 신호에 응답하여, 확보 요구 스테이션으로부터 액세스 포인트 AP에 송신된다.

액세스 포인트 AP는, 확보 요구 스테이션 Ta, Tb, 및 Tc에 대하여, 어떠한 내용 및 순서로, 송신 허가를 부여할 것인가에 대하여 스케줄을 작성한다. 도 6의 플로차트는 이러한 스케줄의 작성의 상세를 나타낸다.

스케줄이 결정되면, 액세스 포인트 AP는 확인을 위하여 확보 요구 스테이션 Ta, Tb, 및 Tc에 QoS 요구 응답 프레임(417)(도 4D)을 송신한다. 이 동작에 의해서, 확보 요구 스테이션 Ta, Tb, 및 Tc는 QoS 등록 여부를 인식한다. 이 후, 루프 D의 QoS 구간(도 10)에서, 확보 요구 스테이션 Ta, Tb, Tc는, 각각 QoS 폴에 따라서 할당된 데이터 송신을 실행한다.

도 13A~13C는 대역폭에 대한 QoS 등록의 특정예를 설명하는 도면이다. 도 13A에 나타내는 바와 같이, 사용 가능 대역폭이 24Mbps인 무선 매체에 있어서, 스테이션 Ta 및 Tc는 이미 QoS 등록되었고, 각각 10Mbps 및 6Mbps QoS 송신이 허가된 것으로 되어 있다. 이 시점에서, 나머지 사용 가능 대역폭은 8Mbps이다. 도 13B에서는, 스테이션 Tb가 새롭게 확보 요구(RR)를 제출하고, QoS 등록 요구 프레임(407)(도 4C)을 이용하여 6Mbps QoS 송신을 요구한다. 결과적으로, 액세스 포인트 AP는 6Mbps에 설정된 대역폭을 할당하여 스테이션 Tb에 대한 QoS 등록을 실행한다. 등록된 내용은 QoS 요구 응답 프레임(417)(도 4D)에 기재되어서 스테이션 Tb에 송신된다. 이러한 경우, 나머지 사용 가능 대역폭은 2Mbps이다. 도 20B는 QoS 요구 응답 프레임(417)에 포함된 대역폭 할당 정보(419)의 특정 내용을 나타낸다.

도 13C는 또 다른 스테이션 Td가 6Mbps의 QoS 송신을 추가로 요구하는 경우를 나타낸다. 현재 남아있는 사용 가능 대역폭은 2Mbps이므로, 액세스 포인트 AP는 요구에 따라서 그대로 스케줄을 작성할 수 없다. 따라서, 액세스 포인트 AP는 수용 불가를 나타내는 정보(도 13C의 상측 난 및 도 20A의 파라미터 435)를 송신한다. 결과적으로, 스테이션 Td는 QoS 등록이 되지 않은 것으로 인식한다.

추가적인 방법으로서, 액세스 포인트 AP는 수용 불가를 나타내는 정보와 함께, 또는 수용 불가를 나타내는 정보 대신에 현재 시점에서의 사용 가능한 대역폭(본 예에서는 2Mbps)을 나타내는 정보를 송신할 수도 있다. 스테이션 Td가, 6Mbps의 요구에도 불구하고, 2Mbps를 나타내는 정보를 수신하면, 스테이션 Td는 6Mbps의 QoS 등록이 허용되지 않으며 또한 현재 2Mbps만을 사용할 수 있는 것을 인식한다. 스테이션 Td에 대하여 2Mbps의 대역폭이 허용되면, Td는 QoS 등록 요구 프레임(407)(도 4C)을 이용하여 2Mbps QoS 송신을 요구한다. 결과적으로, 액세스 포인트 AP는 스테이션 Td에 2Mbps 대역폭을 할당하여 QoS 등록을 실행한다(도 13C의 하측 난).

도 13A~13C의 표현은, 스테이션 Ta의 QoS 송신이 우선 허용되고, 스테이션 Ta의 송신이 완료된 후에 스테이션 Tc의 QoS 송신이 허용되는 것을 의미하는 것이 아니고, 단순히 사용할 수 있는 대역폭을 개략적으로 나타내는 것이라는 점을 유의해야 한다. 실제로, 스테이션 Ta 내지 Td의 QoS 송신 순서는 시간 등에 따라서 변화한다. 결과적으로, 매체를 통하여 송신되는 데이터는 스테이션 Ta 내지 Td의 각각으로부터의 여러 데이터와 함께 인터리브(interleave)되어서 송신된다. 이것으로서 QoS 등록의 특정 예에 대한 설명을 마친다.

이하, QoS 등록을 실행하는 특정 방법에 대하여 설명한다. 본 명세서에서 5가지의 방법을 설명한다. 상세하게는,

1. 경합 제어(CC) 및 확보 요구(RR)를 이용하는 QoS 등록(도 14).

2. 확보 요구(RR)를 실패하는 경우 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록(도 15).

3. 확보 요구(RR)를 실패하는 경우 논-QoS 폴 요구를 이용하는 QoS 등록(도 16).

4. 확보 요구(RR)를 이용하지 않고 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록(도 17).

5. 확보 요구(RR)를 이용하지 않고 논-QoS 폴 요구를 이용하는 QoS 등록(도 18).

설명을 간단히 하기 위해서, 스테이션 Ta가 QoS 등록된 경우에 이하와 같이 설명한다. 등록 방법의 설명을 위하여, "QoS 등록" 구간, "QoS 송신" 구간 등을 적절하게 인용한다. 또한, 이하의 괄호 내에 나타낸 숫자는 상기의 5가지 방법의 번호에 해당한다.

(1) 경합 제어(CC) 및 확보 요구(RR)를 이용하는 QoS 등록.

도 14는 경합 제어(CC) 및 확보 요구(RR)를 이용하여 QoS 등록이 실행되는 경우 데이터 전송을 나타내는 도면이다. 우선, 액세스 포인트 AP는, QoS 등록을 원하는 하나 이상의 스테이션을 수용하기 위하여, QoS 등록 구간에 경합 제어(CC)를 실행한다. QoS 전송 구간에 데이터 스트림을 송신하기 위하여 QoS 등록을 원하는 스테이션 Ta는 경합 제어(CC)에 응답하여 소정의 경합 제어 간격(interval)(예로서, 수 마이크로 초) 내에 액세스 포인트 AP에 확보 요구(RR) 신호를 송신한다. 경합 제어 간격은 소정의 시간 길이의 슬롯으로 분할되어 있다.

확보 요구(RR) 신호의 송신 타이밍은 이하와 같이 설정된다. 액세스 포인트 AP는 마스터 클록을 제어하고, 각각의 스테이션은 마스터 클록에 동기화되는 클록을 구비하고 있다. 각각의 스테이션이 자체의 클록에 따라서 슬롯 개시 시각을 검출하면, 그 시간에 확보 요구(RR) 신호를 송신한다. 결과적으로, 액세스 포인트 AP가 슬롯 개시 시각에 따라서 수신 신호(들)를 평가하면, 액세스 포인트 AP는 복수의 확보 요구(RR) 신호가 슬롯 내에서 경합하는지 아닌지를 용이하게 판단할 수 있다. 확보 요구(RR) 신호를 수신하는 시간에 대하여 약간의 여유가 주어질 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 이러한 경우에, 액세스 포인트 AP는 슬롯 개시 시각으로부터 소정의 시간 폭 범위 내에서의 복수의 확보 요구(RR) 신호의 수신 여부를 판단한다. 액세스 포인트 AP는, 상기 타임 슬롯 내에서 하나의 확보 요구(RR) 신호만이 정확하게 수신될 때 요구를 접수하고, 복수의 확보 요구(RR) 신호가 충돌하여 RR이 정확하게 수신될 수 없을 때 요구를 접수하지 않는다.

액세스 포인트 AP는, 경합 제어(CC) 구간을 다시 설정하고 각각의 스테이션에 제어 프레임(도 4A)을 송신해서, 확보 요구(RR) 신호의 접수 여부에 대하여 각각의 스테이션에 통보한다. 제어 프레임(401)에는, 확보 요구(RR)가 접수된 각각의 스테이션을 식별하는 식별 번호 리스트(400)가 포함되어 있다. 스테이션은 제어 프레임(401)을 참조함으로써, 자체의 확보 요구(RR)의 접수 여부를 용이하고 신속하게 판단할 수 있다. 제어 프레임(401)의 경합 슬롯 길이 및 경합 슬롯 지속 구간이 0에 설정되면 확보 요구(RR)는 접수되지 않은 것이라는 점에 유의해야 한다.

다음의 QoS 전송 구간에 있어서, 이미 QoS 등록된 스테이션 Tc가 액세스 포인트 AP로부터의 QoS 폴에 따라서 QoS 데이터를 송신하는 상태가 나와 있다.

이어서, 종래 방식의 논-QoS 전송 구간에 있어서, 액세스 포인트 AP는 이전의 확보 요구(RR)에 따라서 스테이션 Ta에 대하여 논-QoS 폴을 실행한다. 이 논-QoS 폴은, 액세스 포인트 AP가 스테이션 Ta에 QoS 파라미터를 송신할 기회를 부여하는 것을 의미한다. 상기 QoS 파라미터는 등록을 희망하는 특정치를 의미하고 도 4C의 QoS 등록 요구 프레임(407)을 이용하여 송신된다. QoS 등록 요구 프레임(407)은 폴링 간격(415)을 위한 최소 확보 지속 기간 및 최대 확보 지속 기간을 포함할 수도 있고, 또한 추가로, 추가적인 대역폭, 최대 데이터 속도, 및 지연 한계치(대기 시간) 등의 파라미터를 포함할 수도 있다.

스테이션 Ta는, 논-QoS 폴을 수신하면, 액세스 포인트 AP에 QoS 등록 요구 프레임(도 14에서 "QoS 등록")을 송신한다. 액세스 포인트 AP는, QoS 등록 요구 프레임에 기재된 요구가 무선 매체에 적용하는 조건에 따라서 수용 가능한 경우 스테이션 Ta와 QoS 파라미터를 등록하고, 스테이션 Ta에 QoS 요구 응답 프레임(도 14에서 "QoS 응답")을 송신한다. 이 시점에서, 스테이션 Ta의 QoS 등록이 완료된다. 스테이션 Ta에는 다음의 QoS 전송 구간부터 QoS 폴이 제공되어서, QoS 송신을 실행할 수 있다.

이어서, 스테이션 Ta에 송신된 QoS 요구 응답 프레임에 대하여 설명한다. 도 4D는 QoS 요구 응답 프레임(417)의 예를 나타내는 도면이다. QoS 요구 응답 프레임(417)은, 해당되는 스테이션 어드레스를 식별하는 정보(418), 대역폭 할당 정보(419), 및 직접 송신 가능성을 나타내는 정보(420)를 포함한다. 대역폭 할당 정보(419)에는, 스테이션 Ta에 제공된 대역폭에 대한 다수의 정보가 포함되어 있다. 도 20B는 대역폭 할당 정보(419)의 상세를 나타내는 도면이다. 대역폭 할당 정보(419)는, 스케줄링 간격(423), 최소/최대 폴링 간격(424, 425), 최소/최대 확보 지속 기간(426, 427), 예약 대역폭(428), 보증 지연 한계치(429), 보증 지터 한계치(430), 보증 재송신 능력(431) 등을 포함한다. 최소/최대 폴링 간격(424, 425)은 스테이션 Ta에 대하여 QoS 폴이 실행되는 최소 및 최대 간격을 나타낸다. 또한, 최소/최대 확보 지속 기간(426, 427)은 QoS 폴을 수신한 후 매체가 확보될 수 있는 최소 및 최대 간격을 나타낸다. 이러한 예를 이후 QoS_Regis_Parameter{}로서 설명한다.

상기한 바와 같이, 스테이션 Ta는 이러한 방법으로 대역폭 할당 정보(419)를 참조함으로써 QoS 등록 내용을 알 수 있다. 스테이션 Ta 이외의 스테이션은, 스테이션 Ta에의 QoS 폴을 감시함으로써 스테이션 Ta가 현재 QoS 구간이고 또한 QoS 폴 구간의 범위 내에 있는 것을 알 수 있다.

이어서, 이하에 상이한 타입의 QoS 등록 절차를 설명하겠지만, 모든 경우에 있어서, 스테이션은 QoS 요구 응답 프레임(417)(특히, 대역폭 할당 정보(419))을 참조함으로써 QoS 등록 내용을 확인할 수 있다.

(2) 확보 요구(RR)를 실패하는 경우 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록.

도 15는 확보 요구(RR)가 실패하는 경우 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 흐름을 나타낸다. 경합 제어(CC) 구간의 동일한 슬롯에서 복수의 스테이션(도면에서 스테이션 Ta 및 스테이션 Tb)이 확보 요구(RR)를 동시에 송신하는 경우, 액세스 포인트 AP는 어떠한 확보 요구(RR)도 접수하지 않는다. 결과적으로, 스테이션 Ta에는 QoS 등록 구간의 제2경합 제어(CC)에 의해서 확보 요구(RR)가 실패한 것이 통보되어서, 스테이션 Ta는 확보 요구(RR)가 접수되지 않은 것을 인식한다.

이어서, 다음의 경합 베이스의 데이터 전송 구간에, 스테이션 Ta는 QoS 등록 요구 프레임(도 15에서 "QoS 등록")을 액세스 포인트 AP에 직접 송신한다. 액세스 포인트 AP는, 스테이션 Ta가 요구한, 프레임에 기재된 QoS 파라미터를 해석하여, 무선 매체에 적용하는 조건에 따라서 요구의 수용 여부를 결정한다. 요구가 수용 가능한 것이면, 액세스 포인트 AP는, 스테이션 Ta와 QoS 파라미터를 등록하고, 스테이션 Ta에 QoS 요구 응답 프레임을 송신한다. 이 시점에서, 스테이션 Ta에 대한 QoS 등록이 완료된다. 스테이션 Ta에는 QoS 폴이 제공되어서 QoS 송신을 실행할 수 있게 된다.

(3) 확보 요구(RR)를 실패하는 경우 논-QoS 폴 요구를 이용하는 QoS 등록.

도 16은 확보 요구(RR)가 실패하는 경우 논-QoS 폴(poll) 요구를 이용하여 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면이다. 방법 (2)와 동일하게, 스테이션 Ta가 QoS 등록 구간의 제2경합 제어(CC)에서 확보 요구(RR)에 실패한 것을 인식하는 경우를 설명한다.

스테이션 Ta는, 이후의 경합 베이스 전송 구간에 논-QoS 폴 요구(도 16에서 "폴 요구")를 송신한다.

이어서, 액세스 포인트 AP는 후속하는 논-QoS 전송 구간에 스테이션 Ta에 대한 논-QoS 폴을 실행하고, 스테이션 Ta에 논-QoS 데이터 송신 기회를 제공한다. 스테이션 Ta는 논-QoS 폴에 따라서 액세스 포인트 AP에 QoS 등록 요구 프레임(도 16의 "QoS 등록")을 송신한다. QoS 등록 요구 프레임을 수신한 액세스 포인트 AP는 방법 (2)에 기재된 방법과 동일한 처리를 실행하고, 요구가 무선 매체에 적용하는 조건에 따라서 수용 가능한 것이면, 액세스 포인트 AP는, 스테이션 Ta와 QoS 파라미터를 등록하고, 스테이션 Ta에 QoS 요구 응답 프레임을 송신한다. 스테이션 Ta가 등록된 후, 스테이션 Ta는 다음 QoS 전송 구간부터 QoS 폴의 수신에 의한 QoS 송신을 실행할 수 있다.

(4) 확보 요구(RR)를 이용하지 않고 경합 베이스의 데이터 전송 구간에 QoS 등록.

도 17은 QoS 등록이 경합 베이스의 전송 구간 내에서만 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면이다. 방법 (2)와 상이한 점은, 방법 (2)는 확보 요구(RR)에 실패한 경우에 사용되는 반면에, 방법 (4)는 어떠한 경합 제어(CC) 구간도 제공할 필요가 없고 또한 확보 요구(RR)의 실패 여부에 관계가 없는 점이다.

스테이션 Ta는 QoS 등록 요구 프레임(도 17에서 "QoS 등록")을 액세스 포인트 AP에 직접 송신한다. QoS 등록 요구 프레임을 수신한 액세스 포인트 AP는 방법 (2)에 기재된 방법과 동일한 처리를 실행하고, 요구가 무선 매체에 적용하는 조건에 따라서 수용 가능한 것이면, 액세스 포인트 AP는, QoS 파라미터에 따라서 스테이션 Ta를 등록하고, 스테이션 Ta에 QoS 요구 응답 프레임을 송신한다. 스테이션 Ta가 등록된 후, 스테이션 Ta는 다음 QoS 전송 구간부터 QoS 폴의 수신에 의한 QoS 송신을 실행할 수 있다.

(5) 확보 요구(RR)를 이용하지 않고 논-QoS 폴 요구를 이용하는 QoS 등록.

도 18은 논-QoS 폴 요구를 이용하여 QoS 등록이 실행될 때의 데이터 전송을 나타내는 도면이다. 상기의 방법 (3)과 상이한 점은, 방법 (3)은 확보 요구(RR)에 실패한 경우의 방법인 반면에, 방법 (5)는 어떠한 경합 제어(CC) 구간도 제공할 필요가 없고 또한 확보 요구(RR)의 실패 여부에 관계가 없는 점이다.

스테이션 Ta는 우선 논-QoS 폴 요구(도 18에서 "폴 요구")를 액세스 포인트 AP에 직접 송신한다.

이어서, 액세스 포인트 AP는 후속하는 논-QoS 전송 구간에 스테이션 Ta에 대한 논-QoS 폴을 실행하고, 스테이션 Ta에 논-QoS 데이터 송신 기회를 제공한다. 스테이션 Ta는 논-QoS 폴에 따라서 액세스 포인트 AP에 QoS 등록 요구 프레임(도 18에서 "QoS 등록")을 송신한다. QoS 등록 요구 프레임을 수신한 액세스 포인트 AP는 방법 (2)에 기재된 방법과 동일한 처리를 실행하고, 요구가 무선 매체에 적용하는 조건에 따라서 수용 가능한 것이면, 액세스 포인트 AP는, 스테이션 Ta와 QoS 파라미터를 등록하고, 스테이션 Ta에 QoS 요구 응답 프레임을 송신한다. 스테이션 Ta가 등록된 후, 스테이션 Ta는 다음 QoS 전송 구간부터 QoS 폴의 수신에 의한 QoS 송신을 실행할 수 있다.

QoS 등록을 실행하는 5가지의 방법을 설명하였다.

상기의 5가지 방법에서, 스테이션 Ta는 QoS 등록 요구 응답 프레임(417)에 따라서 QoS 등록 및 그 특정 내용을 인식하도록 설계되어 있다. 그러나, 이 방식에서는, 스테이션 Ta가 QoS 등록의 접수 여부를 즉시 인식하기를 희망하는 경우 문제가 발생할 수도 있다. 그 이유는, 대역폭 할당 정보(423~431)의 연산 부하가 매우 크므로, 정보를 생성하는 데에 어느 정도의 시간이 걸리기 때문이다. 따라서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 종래의 매체 확보 방식의 논-QoS 구간에, 액세스 포인트 AP는 우선 QoS 등록의 허가/불가만을 나타내는 정보(435)(도 20A)를 QoS 요구 응답 프레임 내에 포함시켜서 스테이션 Ta에 송신할 수도 있다. 이러한 경우에, QoS 요구 응답 프레임에는, 대역폭 할당 정보(419)도 포함되어 있지 않다. 이때, 액세스 포인트 AP는, 대역폭 할당 정보(419)의 내용이 완전히 연산된 후에 대역폭 할당 정보(419)를 스테이션 Ta에 송신할 수도 있다. QoS 요구 응답 프레임의 내용을 이러한 방법으로 분할할 수 있다.

이하, 본 발명의 각 구성 및 동작을 충분히 설명한다.

이하의 부분에서는, 무선 네트워크에 적용된 OSI 모델의 계층(layer) 2에서의 네트워크 자원을 제어하는 장치를 나타낸다. 본 발명을 더욱 이해하기 쉽게 하기 위하여, 이하의 정의를 사용한다.

- "패킷(packet)"은 데이터 네트워크 상에서 송신될 수 있는 임의의 포맷의 데이터의 독립적인 단위이다.

- 용어 "자원(resource)"은 기본적으로 공용 무선 채널을 사용하는 데에 이용 가능한 시간을 의미한다.

- 용어 "WM"은 무선 매체를 의미한다.

- 용어 "QoS"는 서비스 품질(Quality of Service)을 의미한다.

- 용어 "MAC"은 매체 액세스 제어기(Medium Access Controller)를 의미한다.

이하의 설명에 있어서, 본 발명을 철저하게 이해하게 하기 위하여 특정한 수, 시간, 구조 및 기타 파라미터를 제시한다. 이하의 단락에서는 본 발명을 실시하는 방법의 예를 제시한다. 그러나, 이러한 특정한 상세의 내용이 아니더라도 본 발명을 실시 가능한 것은 당업자에게는 명백할 것이다.

도 1은 110으로서 표시된 매체 액세스 제어기를 통하여 WM에의 액세스를 스케줄링하는 장치의 전체 도면을 나타낸다. 매체 액세스 제어기는 매체 액세스를 가능하게 하는 표준화된 인터페이스, 프로토콜 및 데이터 포맷의 조합을 구비하고 있다. 물리적 계층(physical layer)을 통해서 외부로 송신될 필요가 있는 제어 데이터 및 생 데이터(raw data) 모두를 MAC을 통과시킬 필요가 있다. 이어서, MAC은 WM을 통하여 물리적 계층에 데이터를 전송하고, 그 데이터가 최종 수신처에 도착한다. 번호 102로서 표시된 서비스 액세스 포인트에 도착하는 제어 메시지에 대하여 데이터 접속을 확립하기 위해서, 이러한 접속 요구 메시지는 접속 서비스 인터페이스(106)에 의해서 포착된다. 접속 서비스 인터페이스(106)에서, 관리 또는 제어 메시지가 최종 수신처와의 연결형(connection-oriented) 접속을 필요로 하는지를 판정한다. 제어 또는 관리 메시지에 대하여 장시간 접속을 설정할 필요가 없는 경우, 접속 서비스 인터페이스는 관리 및 제어 메시지를, 관리 프레임을 실행하는 엔티티에 의해서 처리되도록 경로 변경하거나, 또는 번호 105로서 표시된 데이터 경로를 통하여 MAC으로 방향 지정한다. 경로(105)를 통과하는 제어 메시지는 또한, 애드 호크 방법에 따라서 상위 계층으로부터 전송되는 메시지일 수도 있다. 경로(104) 및 경로(105)를 통과하는 데이터 스트림의 매체에의 액세스 시간은 고정적이 아니며, WM으로부터 송신 시간을 취득하는 데에 주로 MAC 층에 의존하고 있다.

데이터 경로(112)를 통과하는 데이터 스트림에 의한 데이터 송신은, 특정한 시간 간격에서 MAC이 무선 매체를 취득하는 방법과 매우 조화를 이루는 데이터 송신이다. 경로(112)를 통과하는 데이터 스트림의 발생원은, 시간에 민감하고 특정 수신처와의 연결형 접속 서비스를 필요로 하는 데이터 스트림이다. 이러한 데이터 스트림은 102로부터의 접속 요구 메시지에 따라서 접속 서비스 인터페이스로부터 서비스 할당기(allocator)(107)에 인도된다. 서비스 할당기에 있어서, 실행되는 태스크(task)에는 상이한 데이터 스트림을 지원하기 위한 서비스 레벨이 포함된다. 이것은 또한, 현재 활성적인 및 비활성적인 데이터 접속을 유지하고 있어서, 서비스 할당기가 매체에 액세스하기 위한 신호를 발신할 수 있다. 접속 자원 매퍼(mapper)(108)에 있어서, 할당은, 매체 액세스 슬롯 할당기가 WM으로부터 수집할 수 있는 우선 순위와 이용 가능한 자원에 따라서 실행된다. 매체 액세스 슬롯 할당기는 데이터 스트림 요구에 따라서 각각의 무선 매체 액세스의 타이밍 정보를 제공하고 관리한다. 모든 무선 매체 액세스의 시간 간격은 매체 액세스 슬롯 할당기(109)에 의해서 제어된다. 소정의 QoS 레벨을 달성하기 위한 메커니즘을 제공하는 매체 액세스 슬롯 할당기의 상세한 실시예를 도 2에 나타낸다.

도 2는 무선 매체 코디네이터가 이용하는 QoS 제공 수단을 나타낸다. 무선 매체 코디네이터의 QoS 동작을 상세하게 이해할 수 있게 하기 위하여 도 3도 또한 참조한다. QoS 요구 등록 및 스케줄링(201), QoS 매체 확보(202), 종래 방식의 매체 확보(203), 및 경합 베이스의 매체 액세스 기구(204) 등, 4개의 서브태스크(subtask)를 포함하는 동작이 무선 매체 코디네이터에 의해서 반복적으로 실행되고 있다. QoS 요구 등록 및 스케줄링(201), 및 QoS 매체 확보(202)는 무선 매체에 있어서 QoS 서비스를 제공하는 동작이다. QoS 서비스를 등록하기 위해서, 이하의, 구조체 QoS_Regis_Parameter에 나타내는 바와 같은 파라미터를 등록 목적으로 이용할 수 있다.

QoS_Regis_Parameter{

/*등록된 데이터 스트림이 요구하는 최대 대역폭*/

INTEGER Maximum_Bandwidth;

/*등록된 데이터 스트림이 요구하는 평균 대역폭*/

INTEGER Average_Bandwidth;

/*등록된 데이터 스트림이 요구하는 최소 대역폭*/

INTEGER Minimum_Bandwidth;

/*데이터 스트림이 견딜 수 있는 최장 대기 시간*/

INTEGER Maximum_Latency;

/*데이터 스트림이 견딜 수 있는 평균 대기 시간*/

INTEGER Average_Latency;

/*데이터 스트림이 견딜 수 있는 최대 지터*/

INTEGER Maximum_Jitter;

/*데이터 스트림이 견딜 수 있는 평균 지터*/

INTEGER Average_Jitter;

/*대역폭의 최대 버스트(burst)가 허용되는 최장 시간*/

INTEGER Time_MAXBandwidth;

/*허용되는 최장 대기 시간*/

INTEGER Time_MAXLatency;

/*허용되는 대기 시간의 변동*/

INTEGER Fluctuation_Time_Latency;

/*데이터 패킷 크기*/

INTEGER data_packet_size

/*각각의 매체 확보 간의 최소 요구 간격*/

INTEGER Min_dedication_Interval

/*각각의 매체 확보 간의 최대 요구 간격*/

INTEGER Max_dedication_Interval

/*재송신과, 프리앰블(pre-amble), 프로토콜 오버헤드(protocol overhead) 등의 비자료(non-data) 정보에 필요한 추가 대역폭*/

INTEGER Extra_bandwidth

/*데이터 패킷의 크기*/

INTEGER data_packet size

}

도 3은 상기한 바와 같은 4개의 서브태스크 간의 상세한 관계를 나타낸다. 루프 A(301)의 지속 기간은 임의의 소정 시간 간격에 의해서 결정된다. 이 소정의 시간 간격은, 무선 네트워크 노드(node)의 능력에 따라서 결정되거나, 또는 네트워크 노드가 송신할 필요가 있는 실시간 데이터의 종류에 따라서 결정된다. "네트워크 노드"는 스테이션 및/또는 액세스 포인트를 나타낸다는 것에 유의해야 한다. 루프 A(301) 내에서, QoS 요구 등록 및 스케줄링(201) 서브태스크가 실행되는 횟수와, 루프 B(302)의 지속 기간도, 또한 소정의 시간 간격에 의해 결정된다. QoS 요구 등록 및 스케줄링(201)은 루프 B(302)가 1회 실행될 때마다 1회만 실행되고, 이것은 루프 A(301)가 1회 실행될 때에 최소한 1회 반복된다. 루프 C(303)가 1회 실행될 때에, QoS 매체 확보(202), 종래 방식의 매체 확보(203) 및 경합 베이스의 매체 액세스 기구(204) 등, 3개의 서브태스크는 임의의 순서로 실행될 수 있다. 시퀀스(307)는, 3개의 서브태스크 중 적어도 1개를 포함하면 타당한 것으로 간주된다. 루프 C는 루프 B가 1회 실행될 때마다 최소한 1회 반복된다.

QoS 요구 등록 및 스케줄링(201)의 실행 중에, 무선 매체 코디네이터는 경합 제어를 시작하기 위해 제어 프레임(401)을 전송한다. 경합 제어는 효율적인 메커니즘으로서, 할당된 슬롯 내에서의 충돌을 해결하는 데에 CSMA/CA 메커니즘에서와 같은 랜덤 백오프(random backoff)를 필요로 하지 않으며, 스테이션은 후속하는 슬롯에 대한 경합을 즉시 재개할 수 있다. 용어 "랜덤 백오프"는, 스테이션이 자체의 무선 채널이 사용 중인 것을 검출한 경우, 스테이션이 다음 검출을 실행할 때까지 랜덤 처리 이론에 따라서 결정된 시간 동안 대기하는 메커니즘을 의미한다는 것에 유의해야 한다. 제어 프레임(401)은, 판단 기준 코드(criteria code)(402), 경합 슬롯 길이(403) 및 경합 슬롯 지속 기간(404) 등의 필드를 포함한다. 판단 기준 코드 필드(402)는, 판단 기준을 부호화 형태로 특정하기 위하여 매체 코디네이터가 사용하는 것이고, 무선 수신 스테이션이, 할당된 경합 슬롯 내에서 경합하기 위한 자격을 얻기 위해서는 상기 판단 기준에 합치되어야 한다. 경합 슬롯 길이 필드(403)는, 매체 코디네이터에 의해서 할당되는 고정 지속 기간 슬롯의 개수를 지정한다. 경합 슬롯 지속 기간 필드(404)는 각각의 개별 슬롯의 지속 기간을 나타낸다. 지속 기간은 통상, 수신측이 제어 프레임(401)을 수신함에 따라서, 매체 코디네이터에 응답 프레임(405)을 반송하는 데에 필요한 구간으로 설정되어 있다. 응답 프레임(405)은, 매체 확보 요구 지속 기간(406)으로 구성되어 있고, 스테이션이 QoS 등록 요구 프레임(407)을 송신하는 데에 필요한 매체 확보의 지속 기간을 나타낸다. QoS 등록 요구 프레임(407)은 상기의 구조체 QoS_Regis_Parameter의 모든 값을 기재하는 필드를 포함한다.

응답 프레임(405)은, 스테이션이 매체 코디네이터에 등록을 요구하고, 또한 도 5의 동작이 실행된 후 판단 기준 코드(402)에 의해서 지정된 기준에 부합하여 성공적으로 슬롯을 선택했을 때에만 송신된다. 기준 코드 필드에 지정된 기준에 부합하는 무선 스테이션은, 송신하기 위해서 할당된 슬롯 내에서 어떠한 슬롯이든지 자체의 판단으로 선택할 수 있다. 선택 목적은, 할당된 슬롯의 사용 효율을 높이기 위해서 기타 스테이션과의 충돌 가능성을 최소화하는 것이다. 도 5는 이러한 선택을 하기 위한 방법을 나타낸다.

1. 확률치, pr을 선택한다(501). 예로서, 1/경합 슬롯 길이(403)

2. 송신을 위한 슬롯이 결정되거나 또는 모든 할당된 슬롯을 조사한 후에 송신을 위한 슬롯의 결정에 실패할 때까지, 이하의 단계를 실행한다.

a. 난수(亂數)를 취득한다(502).

b. 난수가 pr보다 크지 않은 경우, 루프로부터 빠져 나와서 단계 503으로 진행한다.

c. 난수가 pr보다 크지 않을 확률이 더욱 높은, 새로운 pr 값을 재생성한다(504).

3. 현 과정 내의 단계 2에서 pr보다 큰 난수를 스테이션이 선택하는 횟수는, 카운터(506)에 표시된 바와 같이, 송신하기 전에 스킵해야 하는 할당된 슬롯의 개수이다(503).

이하는, 할당된 슬롯의 사용 효율을 높이기 위해서, RR 수신용으로 제공된 슬롯의 개수를 나타내는 경합 슬롯 길이(403)의 값을 결정하는, 무선 매체 코디네이터가 이용하는 방법이다.

경합의 제어를 개시하는 매체 코디네이터는 경합 슬롯 길이 필드(403)의 초기치로서 소정의 값을 이용한다. 경합 슬롯 길이(403)의 후속치는, 이전의 경합 제어 시에 충돌이 있었던 슬롯의 사용 효율과 개수를 참조해서 결정된다. 예를 들면, 이전의 경합 제어 시에 어느 정도의 무송신 상태가 발생한 경우에는 경합 슬롯 길이를 감소시키거나, 또는 이전의 경합 제어 시에 어느 정도의 충돌이 발생한 경우에는 경합 슬롯 길이를 증가시킨다.

경합 제어(CC) 구간이 만료된 후, 매체 코디네이터는, 응답 프레임(405)을 수신하고 있는 각각의 스테이션에 대하여, QoS 요구 프레임(407)을 경합 및 충돌없이 매체 코디네이터에 송신 가능하게 하는 매체 확보 요구 지속 기간을 허용하여, 프레임을 성공적으로 송신하고 또한 더욱 적시에 수신처에 도착할 수 있는 더욱 높은 가능성을 제공한다. QoS 요구 프레임(407)의 필드에 표시되는 바와 같은 트래픽 요구(traffic requests)는 스케줄러에의 입력 파라미터로 변환된다. 스케줄러의 기능은, 모든 수신된 트래픽 요구에 대하여 각각의 요구가 보증될 수 있는 매체 확보 스케줄을 제공하는 것이다.

도 6은, QoS 예약 요구를 요구 리스트로 변환하는 동작의 흐름을 나타내고, 이 리스트는 매체 확보 스케줄을 생성하기 위한, 스케줄러(606)의 입력으로서 이용된다. 이하는 동작 흐름에 대한 설명이다.

i. QoS 예약 요구 리스트가 공백이 아니면 처리 요구를 제거하고(601), 그렇지 않으면 단계 v로 진행한다.

ii. 이 요구에 대한 매체 확보의 수, Ni를 연산하는(603) 데에 필요한 요건을 입력 파라미터로 변환한다(602).

a. 데이터 크기=명목 MSDU 크기(410)를 포함하는, 패킷 송신에 필요한 총 지속 기간을 연산하여, 이 값을 변수 Di에 저장한다.

b. 트래픽 송신에 필요한 실제의 대역폭을 연산한다.

c. 루프 A의 지속 기간 내에 실제의 대역폭 요구를 실현하기 위해서 트래픽 송신에 필요한 매체 확보의 총 지속 기간을 연산하여, 이 값을 변수, Ti에 저장한다.

d. Ti에 대한 루프 A의 지속 기간의 비(즉, (루프 A의 지속 기간)/Ti)를 연산하여, 이 값을 변수, Ri에 저장한다.

iii. 단계 ii에서 취득한 파라미터를 요구에 관련시켜서, 이용 가능한 대역폭이 요구 대역폭보다 작으면 요구 리스트에 저장한다(604).

iv. 단계 i로 진행한다.

v. 요구의 우선 순위와 Ni를 이용하여 요구 리스트를 분류(sort)한다(605).

도 7은 요구 리스트에 따라서 스케줄러가 매체 확보의 스케줄을 생성하기 위해서 실행하는 동작의 흐름을 나타낸다.

요구 리스트의 각각의 요구에 대하여,

i. 다수의 매체 확보 시퀀스를, 더욱 긴 지속 기간을 갖는 단일 매체 확보 시퀀스로 통합(merge)함으로써(701), 값 Ni를 최소로 감소시킨다. 이것은, 여기서 Constraint_List_A로서 나타내는 이하의 제약 조건을 위반하지 않는 최대 지속 기간 값으로부터 시작할 수 있다.

a. 지속 기간이 (폴링 간격/Ri)보다 크지 않거나, 또는

b. 폴링 간격 내에 송신된 데이터 전체가 최대 버스트 크기를 초과하지 않는다.

ii. 단계 i로부터의 출력에 따라서 스케줄을 생성한다(702).

iii. 스케줄링 동안, Medium_Dedication_A로서 나타내는 현재의 트래픽 요구에 대한 매체 확보가, Medium_Dedication_B로서 나타내는 스케줄링 중인 또 다른 매체 확보와 충돌한 경우, 이하의 동작을 실행한다.

a. 필요한 파라미터를 연산한다(703).

1. Medium_Dedication_A의 지속 기간(801)을 취득하여, 이 값을 변수, a에 저장한다.

2. Medium_Dedication_B의 지속 기간(802)을 취득하여, 이 값을 변수, b에 저장한다.

3. 현행 스케줄의 각각의 매체 확보간의 간격(803)을 취득하여, 이 값을 변수, c에 저장한다.

4. Medium_Dedication_A의 충돌하지 않고 있는 지속 기간(804)을 연산하여, 이 값을 변수, d에 저장한다.

5. Medium_Dedication_A의 선두에서 충돌이 시작되지 않은 경우, d를 0에 설정한다.

6. Medium_Dedication_A의 충돌하고 있는 지속 기간(805)을 연산하여, 이 값을 변수, e에 저장한다.

b. d가 0이 아니고 또한 b<(d＊c/a-d)인 경우, Medium_Dedication_A를, 간격이 (d＊c/a-d)인 더 작은 매체 확보로 분할한다(704).

c. 그렇지 않으면, Medium_Dedication_A의 원래의 개시 시점을 Medium_Dedication_B의 다음으로 이동시킨다(706). 이 동작이 Constraint_List_A에 어긋나면, 이 요구는 거절되어서 스케줄로부터 제거된다.

d. Medium_Dedication_A와 Medium_Dedication_B를 조합한다(705).

스케줄링 결과, 요구가 수용 가능한 경우, 무선 매체 코디네이터는 QoS 요구 응답 프레임(417)을 요구 스테이션에 반송함으로써 응답한다. QoS 요구 응답 프레임(417)은 스테이션 어드레스(418), 허용 또는 거절을 나타내는 정보(도 20A의 435), 및 직접 송신의 가능성(420)을 포함한다.

QoS 응답으로서, 매체 코디네이터는 허용/거절을 나타내는 QoS 응답 프레임(417), 및 스케줄링 결과를 나타내는 대역폭 할당 정보 프레임(419)을 QoS 등록에 성공한 STA에 반송한다. 매체 코디네이터는 스테이션의 QoS 등록의 접수 여부를 판단하는 데에 적은 시간만을 필요로 하는 것은 아니다. 그러나, 대역폭 할당 정보(423~431)를 생성하기 위해서는, 이러한 정보 생성의 연산 부하가 매우 크므로, 어느 정도의 시간이 필요할 것으로 생각된다. 따라서, 도 19에 나타내는 바와 같이, QoS 요구 응답 프레임(417)을, 2 종류의 프레임, 즉, 허용/거절을 나타내는 정보(435)를 기재한 프레임과 소정의 대역폭 할당 정보(419)를 기재한 프레임으로 분할하여, 도 20A에 나타내는 바와 같이, 별개로 스테이션에 응답한다. 상세하게는, 수신의 허용/거절을 나타내는 QoS 응답 프레임(417)이 신속하게 송신되고, 이어서 생성에 시간을 필요로 하는 대역폭 할당 정보 프레임(419)이 송신된다. 이러한 구성에 의하면, 매체 코디네이터의 정보 처리 능력이 부족한 경우에도, 스테이션은 QoS 등록의 허용 또는 거절을 인식하여 후속 처리 과정으로 신속하게 이동할 수 있다.

스케줄러로부터의 결과가, 요구가 수용 가능한 것을 나타내면, 무선 매체 코디네이터는 QoS 요구 응답 프레임(417)을 요구 스테이션에 반송함으로써 응답한다. QoS 요구 응답 프레임(417)은 스테이션 어드레스(418), 허용 여부를 나타내는 정보(419), 및 직접 송신의 가능성(420)을 포함한다.

종래 방식의 매체 확보 서브태스크에 있어서, 무선 매체 코디네이터는, 수집된 정보나 요구, 및 네트워크 상태의 감시 결과에 따라서 무선 스테이션에 대한 매체 액세스 지속 기간을 할당한다.

경합 베이스의 서브태스크에 있어서, 각각의 무선 스테이션은 표준 절차에 따라서 매체를 쟁탈하고, 승자는 프레임 교환의 시퀀스 또는 소정의 지속 기간이 완료될 때까지 매체를 소유하지만, 그것은 최소의 시간이다.

본 발명의 상기 실시예에 의하면, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

본 발명의 제1형태로서, 본 발명은, 이하의 기능 엔티티를 포함하는 무선 매체에의 매체 액세스를 제어하는 네트워크 프로토콜층의 서비스 액세스 포인트로부터 수신한 자원 요구에 따라서 네트워크 자원과 무선 매체의 할당을 조정하는 장치로서 실시된다.

i. 접속 서비스 인터페이스는, 상위 계층 네트워크 접속 요구를 포착하여, 적절한 허가로써 응답하고, 또한 허가된 서비스 파라미터를 생성하는 기능 블록이다.

ii. 접속 자원 매퍼는, 매체 액세스 제어기의 서비스 액세스 포인트로부터 수신한 네트워크 접속 요구(들)와, 매체 액세스를 가능하게 하는, 매체 액세스 제어기에 이용되는 파라미터와의 매핑을 실행한다.

iii. 서비스 할당기는 수신한 접속 요구에 따라서 액세스 시간과 전송 속도를 포함하는 이용 가능하고 또한 제어된 네트워크 자원을 할당한다. 또한,

iv. 매체 액세스 슬롯 할당기는 희망하는 서비스 레벨을 만족시키는 데에 필요한 접속 요구 및 데이터 전송 요건의 스케줄을 작성한다.

본 발명의 제1형태에서는, 필요로 하는 접속의 종류를 지정함으로써, 또한 데이터 스트림이 (i) 연결형과 (ii) 비연결형(connectionless oriented)의 2종류의 전송 서비스를 요구할 수 있게 함으로써, 상위 네트워크 계층으로부터 요구된 송신 서비스가 단일 매체의 액세스 계층을 통하여 실현 가능할 수도 있다.

본 발명의 제2형태로서, 본 발명은, 우선 이하의 기본적인 파라미터를 포함하는 요구된 서비스 레벨에 따라서 매체 액세스 제어기에 의해서 송신된 데이터 스트림을 등록함으로써 무선 매체 액세스 네트워크에 있어서 연결형 서비스를 에뮬레이트(emulate)하는 수단으로서 실시된다.

i. 초 당 비트 수로써 나타낸 평균 대역폭에 대한 파라미터 또는 표시.

ii. 소정의 간격에 대하여, 필요한 무선 매체 시간으로 나타낸 평균 대역폭에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

iii. 매체 액세스 포인트에서 측정한, 송신기와 수신기간의 데이터 패킷 사 이의, 평균 지연 시간에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

iv. 매체 액세스 포인트에서 측정한 데이터 패킷의 수신기에의 도착 간의, 평균 지터에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

v. 초 당 비트 수로서 나타낸 최대 대역폭에 대한 파라미터 또는 표시.

vi. 소정의 간격에 대하여, 필요한 무선 매체 시간으로 나타낸 최대 대역폭에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

vii. 매체 액세스 포인트에서 측정한 송신기와 수신기간의 데이터 패킷 사이의, 최대 지연 시간에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

viii. 매체 액세스 포인트에서 측정한 데이터 패킷의 수신기에의 도착 간의, 최대 허용 지터에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

ix. 최소 폴링 간격에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

x. 최대 폴링 간격에 대한 시간 단위의 파라미터 또는 표시.

xi. 재송신, 프리앰블 및 프로토콜 오버헤드로 인한 대역폭 손실 대책에 필요한 추가 대역폭에 대한 파라미터 또는 표시.

xii. 각각의 버스트(burst)가 단일 또는 복수의 데이터 패킷을 포함하는 각각의 송신 버스트 내에서의 데이터 패킷의 크기.

본 발명의 제3형태로서, 본 발명은, 임의의 스테이션으로부터 수신된 서비스 레벨 파라미터 또는 서비스 품질 레벨을 요구하는 엔티티에 따라서 데이터 스트림의 서비스 레벨이 달성될 수 있는 주기적 및 비주기적 방법으로 가변적인 타임 슬롯 길이를 할당함으로써 무선 매체에 및 무선 매체로부터 데이터 스트림을 전송하거나 또는 수신하는 데에 필요한 서비스 품질에 따라서 무선 매체를 예약하는 네트워크 노드용 수단으로서 실시된다.

본 발명의 제4형태로서, 본 발명은, 이하의 타입의 데이터 스트림의 송신에 대한 결정적인 매체 액세스 시간 및 송신 시간을 보장하기 위하여 매체 액세스 시간을 미리 할당하는 수단으로서 실시된다.

i. 신호 전송, 네트워크 관리 및 중요 데이터를 담당하는 제어 데이터 스트림,

ii. (i)에서 전송된 제어 스트림을 통하여 성공적으로 교섭이 이루어진 네트워크 자원의 예약 결과로서 동적으로 할당된 실시간 정보를 전송하는 사용자 데이터 스트림,

iii. 서비스 품질 예약을 필요로 하지 않는 사용자 데이터 스트림, 및

iv. (i), (ii) 및 (iii)에서의 최대 할당 결과로서 매체 액세스 시간이 할당되지 않은 사용자 데이터 스트림.

본 발명의 제5형태로서, 본 발명은, 제2형태에서 설명한 파라미터에 의해서 지정된 서비스 품질로써 데이터 스트림의 서비스 품질 등록을 실행하기 위한 시간의 동적 할당을 가능하게 하고, 또한 스케줄링된 서비스 품질 무선 매체 액세스와, 비등록 데이터 스트림에 대한 스케줄링된 무선 매체 액세스와, 각각의 무선 매체 액세스 방식에 대한 시간 경계를 미리 결정함으로써 무선 매체 액세스에 대한 데이터 스트림 경합을 스케줄링하는 수단으로서 실시된다.

본 발명의 제6형태로서, 본 발명은, 중앙 무선 매체 액세스 제어기를 통하여 등록이 이루어질 수 있도록 무선 매체에 대한 서비스 품질 등록을 경합하는 방법으로서 실시된다. 이 방법은 이하의 단계를 포함한다.

i. N이 중앙 무선 매체 액세스 제어기에 의해서 제어되는 등록된 무선 스테이션의 총수인 경우, 초기에 서비스 품질 데이터 스트림 등록을 위하여 0.5N개의 무선 매체 액세스 타임 슬롯을 할당하는 단계,

ii. 매체 액세스 타임 슬롯의 예약 길이의 수를, 충돌이 있는 것으로 검출된 슬롯의 개수의 2배로 증가시킴으로써, 검출된 충돌 횟수에 따라서 추가적인 매체 액세스 타임 슬롯을 할당하는 단계, 및

iii. 충돌 슬롯이 아무 것도 검출되지 않은 경우에, 전회의 프레임에서의 사용하지 않은 타임 슬롯의 개수를 M이라고 할 때, 전회에 할당된 타임 슬롯의 개수로부터 M/2만큼 공제함으로써 현재의 개수의 매체 액세스 타임 슬롯 예약 길이를 감소시키는 단계.

본 발명의 제7형태로서, 본 발명은, 실시간 애플리케이션 또한 동시에 비실시간 애플리케이션의 역할을 하는 서비스 품질을 제공하기 위하여 무선 매체를 몇 개의 구간으로 분할하는 수단으로서 실시된다. 이 구간들은 이하와 같다.

i. 제2형태에서 설명한 파라미터를 사용하여 요구된 서비스 레벨에 의한 데이터 스트림의 QoS 요구 등록, 및 등록 또는 허용된 데이터 스트림의 송신 시간의 스케줄링,

ii. 중앙 제어기에서의 스트림에 대한 제2형태에서 설명한 바와 같이, 요구된 파라미터에 따라서 등록된 스트림에 대하여 송신 시간이 할당되는 QoS 매체 확보,

iii. 무선 네트워크의 무선 스테이션에 대하여 데이터 송신을 위하여 송신 시간이 미리 결정되어서 할당되는 종래 방식의 매체 확보, 및

iv. 무선 네트워크의 스테이션에 의해서 개시되도록 송신 시간을 남겨두는 경합 베이스의 매체 액세스 구조.

본 발명의 제7형태에 있어서, 상기 구간들은 반복적인 방법으로 실행되고, 각각의 반복은, QoS 요구 등록 및 스케줄링 구간이 1회 출현하고, ii, iii 및 iv 구간의 시퀀스가 복수 회 출현하며 여기서 유효 시퀀스는 상기의 3 구간 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 제8형태로서, 본 발명은, 이하의 내용을 포함하는 QoS 요구 등록 및 스케줄링 구간으로서 실시된다.

i. 예약 요구를 송신하려고 하는 무선 스테이션에 대하여, 필요로 하는 매체 확보 지속 기간을 나타내는 경합 제어가 가능하다.

ii. 무선 코디네이터는 무선 스테이션이 요구한 바와 같이 예약 요구가 무선 코디네이터에 시간 제한적인 방법으로 도달할 수 있도록 예약 요구를 송신하기 위한 매체 확보 구간을 할당한다.

본 발명의 제9형태로서, 본 발명은, 이하의 단계를 포함하는 경합 제어 구간 동안 슬롯을 선택함으로써 경합을 회피하는 방법으로서 실시된다.

i. 값 1/N을 선택한다. 여기서 N은 임의의 경합 슬롯 길이이다.

ii. 성공적인 송신이 이루어질 때까지 새로운 난수(亂數)를 결정한다.

iii. 현재의 과정의 단계 ii에서 스테이션이 1/N보다 큰 난수를 선택하는 횟수는 송신하기 전에 스킵하는 할당된 슬롯의 개수이다.

본 발명의 제9형태에 있어서, 슬롯 내에서 송신의 성공을 판단하는 방법인, 상기의 부분 (ii)는 이하의 단계를 포함한다.

i. 확률 Pr=1/N을 취득한다. 여기서, N은 임의의 경합 슬롯 길이이다.

ii. 난수를 취득한다.

iii. 난수가 단계 i에서 취득한 확률 Pr보다 크지 않으면, 본 발명의 제9형태의 상기 부분 (iii)을 실행한다.

iv. 난수를 단계 (iii)의 Pr 값보다 크지 않게 할 확률이 더 높은 새로운 Pr 값을 재생성한다.

본 발명의 제10형태로서, 본 발명은, 이하의 구간을 포함하는, 매체 확보 스케줄을 생성하는 수단으로서 실시된다.

i. QoS 등록 요구 변환, 및

ii. 매체 확보 스케줄 생성.

본 발명의 제10형태에 있어서, 상기의 (i)에 기재된 QoS 요구 변환을 실행하는 수단은 이하의 단계를 포함한다.

i. 각각의 QoS 요구에 대하여 필요한 매체 확보의 수를 연산한다.

ii. 단계 i로부터 취득한 값에 따라서 요구를 분류(sort)한다.

본 발명의 제10형태에 있어서, 상기의 연산 (i)에 기재한 바와 같이 요구에 대한 매체 확보의 수를 연산하는 수단은 이하의 단계를 실행한다.

i. 패킷을 송신하는 데에 필요한 총 지속 기간을 연산하는 단계,

ii. 요구에 대하여 필요로 하는 실제 대역폭을 연산하는 단계,

iii. 실제의 대역폭 요구 조건을 달성하기 위하여 반복적인 간격 동안 요구에 의해서 필요한 매체 확보의 총 지속 기간을 연산하는 단계,

iv. 필요한 매체 확보의 수를 연산하는 단계, 및

v. 단계 iv에서 취득한 값을 상기 요구와 관련시키는 단계.

본 발명의 제10형태에 있어서, 매체 확보 스케줄을 생성하는 수단은 이하의 단계를 실행한다.

i. 다수의 순서적인 매체 확보를, 상기 요구의 제약 조건을 위반하지 않는 더 긴 지속 기간을 갖는 단일 매체 확보로 통합함으로써, 제10형태의 단계 iv로부터 연산된 값을 최소로 감소시켜서 각각의 요구에 대한 매체 확보 스케줄을 생성하는 단계, 및

ii. 단계 i로부터 취득한 매체 확보 스케줄을 단일 스케줄로 조합하는 단계.

본 발명의 제11형태로서, 본 발명은, 2개의 충돌하는 매체 확보 스케줄을 이하의 단계의 어느 하나를 포함하는 단일 스케줄로 조합하는 수단으로서 실시된다.

i. 충돌하는 매체 확보를 하나씩 스케줄링하는 단계, 또는

ii. 하나의 스케줄의 충돌하는 매체 확보를 지속 기간이 더 작은 몇 개의 매체 확보로 분할하여, 충돌하는 매체 확보의 개시 시점으로부터 후속 매체 확보의 개시 시점 또는 상기 스케줄의 종료 시점까지의 간격 내에 분배하는 단계.

본 발명의 제11형태로서, 본 발명은, 2개의 매체 확보 스케줄을, 이하의 단계를 실행하는 단일 스케줄로 조합하는 경우 충돌하는 매체 확보를 분할하는 수단으로서 실시된다.

i. 스케줄 B의 매체 확보와 충돌하는, 스케줄 A의 매체 확보의 지속 기간을 취득한다.

ii. 스케줄 A의 매체 확보와 충돌하는, 스케줄 B의 매체 확보의 지속 기간을 취득한다.

iii. 충돌하는 매체 확보의 개시 시점으로부터 후속 매체 확보의 개시 시점 또는 스케줄 A의 종료 시점까지의 지속 기간을 취득한다.

iv. 충돌하지 않는 스케줄 A에서 충돌하는 매체 확보 부분에 대한 지속 기간을 연산한다.

v. 충돌하는 스케줄 A에서 충돌하는 매체 확보 부분에 대한 지속 기간을 연산한다.

vi. 충돌하는 매체 확보를, 간격이 (d*c/a-d)인 몇 개의 더 작은 매체 확보로 분할한다.

이상과 같이, 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 여러 가지 방법으로 변경될 수 있는 것은 명백하다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 당업자에게는 명백한 모든 이러한 변형은 이하의 청구범위 내에 포함된다.

Claims

자국(子局: child station)으로부터의 대역 요구에 따라 상기 자국에 대해 통신 대역을 부여하는 모국(母局: parent station)에 있어서,

상기 자국이 다른 자국과의 경합 베이스로 확보 요구 신호를 송신할 수 있는 기간을 지정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 주기적으로 송신하는 제어 신호 송신부와,

상기 제어 신호로 지정된 기간에서 상기 자국으로부터 송신된 확보 요구 신호를 수신하는 확보 요구 신호 수신부와,

상기 자국으로부터 송신된 상기 확보 요구 신호를 수신할 때마다, 대역 요구 신호를 송신하기 위한 송신 기회를 부여하는 송신 기회 부여부와,

상기 송신 기회에 상기 자국으로부터 송신된, 상기 자국이 필요로 하는 대역폭을 표시하는 정보를 포함하는 대역 요구 신호를 수신하는 대역 요구 수신부를 포함하는 모국.
제1항에 있어서,

상기 모국은,

상기 대역 요구 신호로 요구된 통신 대역을 상기 자국에 대해 부여할 것인가를 판단하는 판단부와,

상기 대역 요구 신호로 요구된 통신 대역을 부여할 것인지 아닌지를 나타내는 요구 응답 신호를 송신하는 요구 응답 신호 송신부를 더 포함하는 모국.
삭제
제1항에 있어서,

상기 대역 요구 신호에 포함되는 필요한 대역폭을 나타내는 정보는, 최소 대역폭, 평균 대역폭, 최대 대역폭 중에서 적어도 하나를 포함하는 모국.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
모국에 대해 통신 대역을 요구하는 자국에 있어서,

상기 모국으로부터 주기적으로 송신된, 상기 자국이 다른 자국과의 경합 베이스로 확보 요구 신호를 송신할 수 있는 기간을 지정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 수신하는 제어 신호 수신부와,

상기 제어 신호로 지정된 기간에서 확보 요구 신호를 송신하는 확보 요구 신호 송신부와,

상기 확보 요구 신호가 상기 모국에서 수신될 때마다, 상기 확보 요구 신호에 대한 응답으로서 부여된 송신 기회에, 필요로 하는 대역폭의 정보를 포함하는 대역 요구 신호를 송신하는 대역 요구 신호 송신부를 포함하는 자국.
제12항에 있어서,

상기 자국은,

상기 모국으로부터 상기 대역 요구 신호로 요구된 통신 대역을 부여할 것인지 아닌지를 나타내는 요구 응답 신호를 수신하는 요구 응답 신호 수신부를 더 포함하는 자국.
제12항에 있어서,

상기 대역 요구 신호에 포함되는 필요한 대역폭을 나타내는 정보는, 최소 대역폭, 평균 대역폭, 최대 대역폭 중에서 적어도 하나를 포함하는 자국.
모국이 자국으로부터의 대역 요구를 수신하는 대역 요구 접수 방법에 있어서,

상기 자국이 다른 자국과의 경합 베이스로 확보 요구를 송신할 수 있는 기간을 지정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 주기적으로 송신하고,

상기 제어 신호로 지정된 기간에서 상기 자국으로부터 송신된 확보 요구 신호를 수신하고,

상기 자국이 송신한 상기 확보 요구 신호를 수신할 때마다, 상기 자국이 대역 요구 신호를 송신하기 위한 송신 기회를 부여하고,

상기 부여된 송신 기회에 상기 자국으로부터 송신된, 상기 자국이 필요로 하는 대역폭의 정보를 포함하는 대역 요구 신호를 수신하는 대역 요구 접수 방법.
자국이 모국에 대해 통신 대역을 요구하는 대역 요구 방법에 있어서,

상기 모국으로부터 주기적으로 송신된, 상기 자국이 다른 자국과의 경합 베이스로 확보 요구 신호를 송신할 수 있는 기간을 지정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 수신하고,

상기 제어 신호로 지정된 기간에서 확보 요구 신호를 송신하고,

상기 확보 요구 신호가 상기 모국에서 수신될 때마다, 상기 확보 요구 신호에 대한 응답으로서 부여된 송신 기회에, 필요로 하는 대역폭의 정보를 포함하는 대역 요구 신호를 송신하는 대역 요구 방법.