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KR101298544B1 - 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법 Download PDF

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KR101298544B1
KR101298544B1 KR1020060016145A KR20060016145A KR101298544B1 KR 101298544 B1 KR101298544 B1 KR 101298544B1 KR 1020060016145 A KR1020060016145 A KR 1020060016145A KR 20060016145 A KR20060016145 A KR 20060016145A KR 101298544 B1 KR101298544 B1 KR 101298544B1
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mac
retransmission
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김한석
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이동통신 시스템에서 수신 패킷 처리 방법은, 수신되는 소정 개수의 프레임을 이용하여 해당 패킷을 복원하였을 시, MAC 처리부가 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하는 과정과, 상기 판단에 따라 MAC 처리부가 TCP 헤더의 하나의 구간을 이용하여 상기 복원된 패킷에 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보를 설정하고, 상기 복원된 패킷을 IP 처리부로 전송하는 과정을 포함하여, MAC 계층에서 순서복원을 하지 않고도 TCP 계층의 동작을 수정하여 MAC 계층에서 순서복원을 하는 경우와 거의 동일한 성능을 기대할 수 있으며, MAC 처리부가 순서복원을 하지 않기 때문에 상기 MAC 처리부에 필요한 버퍼크기와 상위 계층과의 인터페이스 속도를 줄여 구현을 쉽도록 하는 이점이 있다.
MAC, IP, TCP, 순서 복원, 패킷 복원

Description

이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING OF RECEIVED PACKETS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 MAC 처리부의 수신 패킷 처리 방법의 절차를 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 TCP 처리부의 수신 패킷 처리 방법의 절차를 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 TCP 헤더의 포맷을 도시한 도면, 및
도 5는 기존 기술과 본 발명에 따른 기술에 대한 TCP 성능을 비교한 그래프.
본 발명은 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존의 유선망 환경에서 대부분의 패킷 손실은 네트워크 혼잡으로 인해 발생 한다. 상기 네트워크 혼잡으로 인한 패킷 손실 발생시, 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol : 이하 'TCP'라 칭함)은 데이터 전송량을 억제하는 혼잡 제어(congestion control) 메커니즘을 구동한다. 여기서, 상기 TCP는 데이터 패킷을 신뢰성있게 전달해주기 위한 전송 프로토콜이다. 상기 TCP 혼잡 제어 메커니즘에는 Slow start, Congestion avoidance, Fast retransmit/recovery 방법 등이 있으며, 상기 메커니즘을 통하여 네트워크 상황에 따라 전송량을 조절하게 된다.
반면, 무선망 환경에서는 상기 네트워크의 혼잡이 아닌 무선 링크의 특성, 즉 높은 에러율과 핸드오프로 인한 패킷 손실 발생의 빈도가 더욱 크다. 따라서, 상기 유선망 환경의 특성에 맞게 제시된 TCP의 제어 메커니즘을 이동 무선망 환경에 그대로 적용하면, 적절하지 못한 상황이 발생한다. 즉, 상기 TCP는 상기 무선 링크의 특성으로 인한 패킷 손실도 상기 네트워크의 혼잡으로 인해 발생하였다고 판단하고, 상기 네트워크의 혼잡으로 인한 패킷 손실의 경우와 동일한 방식으로 처리하여 전송 속도를 낮추게 된다. 예를 들어, 상기 Slow start 또는 Fast recovery 메커니즘의 경우, 혼잡 윈도우 사이즈(congestion window size)를 줄이게 된다. 결국, 반복되는 패킷의 손실로 인하여 링크의 대역폭을 낭비하게 되고, 이로 인해 전체 네트워크의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 유선망에 적합하게 발전해온 TCP를 무선망의 특성에 맞게 개선하여 패킷의 손실 원인을 혼잡에 의한 패킷 손실보다는 오류에 의한 것으로 보고 적절하게 대처함으로써, 상기 무선망에서 TCP 프로토콜을 효과적으로 사용하는 것 이 중요한 문제로 인식되고 있다.
상기 무선 환경에서 TCP 성능의 저하를 방지하기 위해 제안된 종래 기술에는, 상기와 같이, 패킷 손실이 발생한 이후에 대처하는 방안에 관한 기술과, 또 다른 방법으로 TCP 계층이 감지하는 패킷 손실 자체를 줄이기 위한 MAC 계층에서의 재전송을 보다 효율적으로 하는 방안에 관한 기술 등이 있다.
상기 MAC 계층에서의 재전송 기법으로는 스탑-앤-고(stop-n-go) 방식과 선택적 재전송(Selective-repeat) 방식이 있으며, 상기 스탑-앤-고 방식은 구현이 간단하여 IEEE 802.11 기반의 무선 랜(Wireless LAN)에서 사용되고 있다. 하지만, 성능이 좋지 않기 때문에 다른 많은 무선망에서는 상기 선택적 재전송 방식을 사용하고 있다.
상기 선택적 재전송 방식을 사용하는 경우, MAC 처리부의 패킷 수신 완료 시점에서 보면, 재전송을 거친 패킷과 그렇지 않은 패킷의 순서는 뒤바뀔 수 있다. 따라서, 상기 MAC 처리부가 수신이 완료된 순서대로 패킷을 TCP 계층으로 올려 보내게 되면, 상기 TCP 계층은 패킷 순서 오류를 감지하게 되고, 이는 중복(duplicate) ACK를 유발하여 결국 패킷 손실로 인식되는 경우가 발생할 수 있다. 특히, 고속 무선 환경일수록 상기 패킷 손실로 인식될 확률이 높아진다. 이를 방지하기 위해 상기 MAC 계층에서는 패킷의 순서를 복원하여 상기 TCP 계층으로 올려 보내는 방법을 사용하고 있다. 이와 같이, 상기 MAC 계층에서 패킷의 순서를 복원할 경우, 상기 패킷의 순서를 복원하지 않은 경우보다 TCP 성능(throughput)의 향상을 기대할 수 있다.
하지만, 상기 MAC 계층에서의 순서 복원을 위해서는 재전송 시간과 패킷 오류율에 비례하는 버퍼 크기가 필요하고, 상기 패킷의 순서가 복원될 때까지 기다렸다가 한꺼번에 상위 계층으로 올려 보내기 위하여 빠른 계층 간 인터페이스 속도가 요구된다. 이는 무선망의 속도가 느릴 때는 큰 문제가 없으나 점점 무선망이 진화하여 속도가 빨라지면, 상기 필요한 버퍼 크기가 커지고 인터페이스 속도가 높아지게 되어 하나의 칩으로 구현하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 파워 소모가 커지는 단점이 있다.
또한, 상기 무선 링크상의 재전송 기법과 TCP 동작이 적절히 조화되지 않으면, 성능 저하를 유발하게 된다. 따라서, 상기 무선 링크상의 재전송을 담당하는 MAC 계층과 TCP 계층의 연계 동작을 통해 TCP 성능 저하를 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 MAC 계층과 TCP 계층의 연계 동작을 통해 TCP 성능 저하를 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템의 MAC 계층에서 순서복원을 하지 않고 TCP 계층의 동작을 수정하여 TCP 성능 저하를 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 수신 패킷 처리 방법은, 수신되는 소정 개수의 프레임을 이용하여 해당 패킷을 복원하였을 시, MAC 처리부가 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하는 과정과, 상기 판단에 따라 MAC 처리부가 TCP 헤더의 하나의 구간을 이용하여 상기 복원된 패킷에 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보를 설정하고, 상기 복원된 패킷을 IP 처리부로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 수신 패킷 처리 장치는, 수신되는 소정 개수의 프레임을 이용하여 해당 패킷을 복원하였을 시, 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단에 따라 MAC 처리부가 TCP 헤더의 하나의 구간을 이용하여 상기 복원된 패킷에 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보를 설정하는 MAC 처리부와, 상기 MAC 처리부로부터 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보가 설정된 복원된 패킷을 수신하는 IP 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치 및 방법에 대해 설 명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 수신 패킷 처리 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 상기 수신 패킷 처리 장치는 데이터를 수신하는 MAC 처리부(101), IP 처리부(103), TCP 처리부(105)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 MAC 처리부(101)와 TCP 처리부(105)는 버퍼(107, 109)를 수반하며, 상기 버퍼(107, 109)는 외부 버퍼일 수도 있고 내부 버퍼일 수도 있다.
상기 MAC 처리부(101)는 무선 링크로부터 수신되는 데이터로부터 IP 패킷을 복원하여 상기 IP 처리부(103)로 전달하고, 데이터 손실이 발생한 경우, 송신측 MAC 처리부(101)에 재전송을 요청한다.
상기 IP 처리부(103)는 통상의 IP 계층 동작을 수행하며, 상기 MAC 처리부(101)로부터 전달받은 IP 패킷 헤더를 검사하고, 상기 IP 패킷 헤더를 제외한 TCP 데이터를 TCP 계층으로 전달한다.
상기 TCP 처리부(105)는 통상의 TCP 계층 동작을 수행하며, 상기 IP 처리부(103)로부터 상기 TCP 데이터를 전달받아 순서를 복원하여 TCP 헤더를 제외한 응용계층 데이터를 응용계층으로 전달한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 MAC 처리부의 수신 패킷 처리 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 MAC 처리부(101)는 201단계에서 프레임이 수신되는지 검사한다. 상기 프레임이 수신되지 않을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 221단계로 진행하여 해당 프레임의 타이머가 만료했는지 검사하고, 상기 해당 프레임의 타이머가 만료하지 않았을 시, 상기 201단계로 돌아가 상기 프레임이 수신되는지 검사한다. 상기 프레임의 타이머가 만료했을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 223단계에서 해당 타이머에 만료 표시를 설정하고, 마찬가지로 상기 201단계로 돌아가 상기 프레임이 수신되는지 검사한다.
상기 201단계에서 상기 프레임이 수신될 시, 상기 MAC 처리부(101)는 203단계에서 상기 프레임의 타이머가 설정되어 있는지 검사한다. 상기 프레임의 타이머가 설정되어 있을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 204단계에서 해당 타이머의 설정을 해제하고, 205단계로 진행하여 상기 프레임에 오류가 있는지 검사한다. 상기 프레임의 타이머가 설정되어 있지 않을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 205단계로 바로 진행하여 상기 프레임에 오류가 있는지 검사한다.
상기 프레임에 오류가 있을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 225단계에서 송신측으로 해당 프레임에 대한 재전송을 요청하고, 해당 프레임의 타이머를 설정한 후, 상기 201단계로 돌아가 상기 프레임이 수신되는지 검사한다. 상기 프레임에 오류가 없을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 207단계에서 해당 패킷의 복원을 시도하고, 상기 패킷이 복원되었는지 검사한다. 상기 패킷이 복원되지 않았을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 201단계로 돌아가 다른 프레임이 수신되는지 검사한다. 여기서, 하나의 TCP/IP 패킷은 보통 무선링크 상에서 작은 프레임 단위로 쪼개져서 전송되며, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 프레임을 수신하여 내부 버퍼(107)에 저장하였다가 하나의 TCP/IP 패킷에 해당하는 모든 프레임이 정상적으로 수신될 시, 해당 TCP/IP 패킷을 상위 계층으로 전송한다. 상기 패킷이 복원되었을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 209 단계에서 상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 존재하는지 검사한다. 통상적으로 재전송을 기다리면서 타이머를 설정하기 때문에 상기 타이머 만료 표시가 존재한다는 것은 재전송을 기다리는 상황이 아니라는 의미이므로, 상기 타이머 만료 이후에 복원되는 TCP/IP 패킷의 WAIT 비트는 0으로 설정할 수 있다.
상기 209단계에서 상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 존재하지 않을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 215단계에서 이전 패킷의 일부 프레임에 대해 설정된 타이머가 존재하는지 검사한다. 즉, 이전 패킷의 일부 프레임에 대해 재전송을 기다리는 패킷이 있는지 검사한다. 상기 이전 프레임에 대해 설정된 타이머가 존재할 시, 상기 MAC 처리부(101)는 217단계에서 WAIT 비트를 1로 설정하고, 213단계로 진행하여 상기 복원된 패킷을 IP 처리부(105)로 전송한다. 이 경우, 상기 재전송을 기다리는 패킷 이후의 모든 패킷은 상기 WAIT 비트가 1로 설정한다. 상기 이전 프레임에 대해 설정된 타이머가 존재하지 않을 시, 즉 이전 패킷이 모두 복원되었을 시, 상기 MAC 처리부(101)는 219단계에서 상기 WAIT 비트를 0으로 설정하고, 상기 213단계로 진행하여 상기 복원된 패킷을 IP 처리부(105)로 전송한다. 여기서, 상기 WAIT 비트는 도 4의 TCP 헤더의 예비 구간(reserved) 여섯 비트 중 하나의 비트로 정의한다.
상기 209단계에서 상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 존재할 시, 상기 MAC 처리부(101)는 211단계에서 상기 WAIT 비트를 0으로 설정하고, 해당 프레임에 대한 타이머 만료 표시를 해제한 후, 상기 213단계로 진행하여 상기 복원된 패킷을 IP 처리부(105)로 전송한다. 이후, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 201단계로 돌아가 상기 프레임이 수신되는지 검사한다. 이후, 상기 MAC 처리부(101)는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 TCP 처리부의 수신 패킷 처리 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 TCP 처리부(105)는 301단계에서 wait_tcp_flag를 0으로 초기화하고, 303단계에서 패킷이 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 wait_tcp_flag를 1로 설정한다는 것은 패킷의 순서 오류가 발생하더라도 더 이상 기다리지 말고 통상의 TCP 동작을 수행하라는 것을 의미한다. 상기 패킷이 수신될 시, 상기 TCP 처리부(105)는 305단계에서 상기 수신된 패킷의 순서에 오류가 있는지 검사한다. 즉, 기다리고 있는 패킷의 순서번호와 도착한 패킷의 순서번호가 다른지 검사한다.
상기 수신된 패킷의 순서에 오류가 검사되지 않을 시, 즉, 기다리고 있는 패킷의 순서번호와 도착한 패킷의 순서번호가 같을 시, 상기 TCP 처리부(105)는 319단계에서 통상의 TCP 동작을 수행하고, 321단계로 진행하여 버퍼(109)가 비었는지 검사한다. 다시 말해, 상기 버퍼(109)에 저장하고 있는 패킷들의 순서번호가 연속되는 마지막 패킷까지 응용계층으로 전송하고, 상기 순서번호에 해당하는 ACK 패킷을 생성 및 송신측으로 전송한 후, 상기 버퍼(109)가 비었는지 검사한다. 상기 버퍼(109)가 비었을 시, 상기 TCP 처리부(105)는 323단계에서 상기 wait_tcp_flag를 0으로 초기화하고, 상기 303단계로 돌아가 패킷이 수신되는지 검사한다. 상기 버퍼(109)에 패킷이 남아있을 시, 상기 TCP 처리부(105)는 상기 wait_tcp_flag를 그대 로 유지하고, 상기 303단계로 돌아가 패킷이 수신되는지 검사한다.
상기 수신된 패킷의 순서에 오류가 검사될 시, 즉, 기다리고 있는 패킷의 순서번호와 도착한 패킷의 순서번호가 다를 시, 상기 TCP 처리부(105)는 307단계에서 상기 수신된 패킷이 이미 수신한 패킷인지 검사한다. 여기서, 상기 수신된 패킷이 이미 수신한 패킷일 경우, 상기 패킷은 재전송된 패킷을 의미하고, 상기 패킷의 순서번호는 기다리고 있는 순서번호보다 작을 것이며, 상기 수신된 패킷이 이미 수신한 패킷이 아닐 경우, 상기 패킷의 순서번호는 기다리고 있는 순서번호보다 클 것이다.
상기 수신된 패킷이 이미 수신된 패킷일 시, 즉, 상기 패킷의 순서번호가 기다리고 있는 순서번호보다 작을 시, 상기 TCP 처리부(105)는 309단계에서 통상의 TCP 동작을 수행하고, 상기 303단계로 돌아가 패킷이 수신되는지 검사한다. 이때, 상기 wait_tcp_falg는 그대로 유지한다.
상기 수신된 패킷이 이미 수신된 패킷이 이미 수신한 패킷이 아닐 시, 즉, 상기 패킷의 순서번호가 기다리고 있는 순서번호보다 클 시, 상기 TCP 처리부(105)는 311단계에서 상기 wait_tcp_falg가 1인지 검사하고, 상기 wait_tcp_flag가 1일 시, 상기 309단계로 진행하여 더 이상 기다리지 않고 통상의 TCP 동작을 수행한다. 이때, 상기 wait_tcp_falg는 그대로 유지한다. 상기 wait_tcp_flag가 0일 시, 상기 TCP 처리부(105)는 313에서 WAIT 비트가 1인지 검사한다. 즉, 상기 MAC 처리부(101)에 재전송을 기다리는 패킷이 있는지 검사한다.
상기 WAIT 비트가 1일 시, 상기 TCP 처리부(105)는 317단계에서 상기 패킷을 상기 버퍼(109)에 저장하고, 상기 303단계로 진행하여 패킷이 수신되는지 검사한다. 이때, 상기 패킷에 대한 ACK 패킷은 생성하지 않는다. 상기 WAIT 비트가 0일 시, 상기 TCP 처리부(105)는 MAC 계층의 재전송 실패로 인한 TCP 재전송이 필요하므로 315단계에서 상기 wait_tcp_flag를 1로 설정하고, 상기 수신된 패킷을 상기 버퍼(109)에 저장하며, 상기 버퍼(109)에 저장되어 있는 패킷 수만큼의 ACK 패킷을 생성 및 송신측으로 전송한 후, 상기 303단계로 돌아가 패킷이 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 ACK 패킷들의 ack 번호는 현재 기다리고 있는 순서번호이다. 이후, 상기 TCP 처리부(105)는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
예를 들어, MAC 처리부(101)가 순서번호 1,2,4,3의 순서로 패킷을 복원하는 경우, 즉 3번 패킷에 대해 재전송을 기다리는 동안 4번 패킷이 복원된 경우, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 4번 패킷의 WAIT 비트를 1로 설정하여 상기 TCP 처리부(105)로 전송한다. 이때, 상기 TCP 처리부(105)는 2번 패킷 다음에 상기 4번 패킷이 도착하여 순서오류를 감지하게 되며, 이때, 상기 4번 패킷의 WAIT 비트가 1이므로, 상기 ACK 패킷을 생성하지 않고 상기 4번 패킷을 버퍼(109)에 저장한다.
이후, 상기 MAC 처리부(101)가 상기 3번 패킷을 재전송을 통해 수신하고, 상기 수신된 3번 패킷을 복원한 후, 상기 3번 패킷의 WAIT 비트를 0으로 설정하여 상기 TCP 처리부(105)로 전송한다. 이때, 상기 TCP 처리부(105)는 상기 3번 패킷을 상기 버퍼(109)에 저장하고, 3,4번 순서대로 응용계층으로 전송한 후, TCP ACK 패킷을 생성 및 송신측으로 전송한다.
또 다른 예로, MAC 처리부(101)가 순서번호 1,2,4,3의 순서로 패킷의 복원을 시도하는데 상기 3번 패킷에 대한 재전송이 실패하고 5번 패킷이 복원된 경우, 즉 3번 패킷에 대한 재전송 타이머가 만료되어 재전송이 실패한 상황에서 5번 패킷이 복원되는 경우, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 4번 패킷의 WAIT 비트를 1로 설정하여 상기 TCP 처리부(105)로 전송한다. 이때, 상기 TCP 처리부(105)는 2번 패킷 다음에 상기 4번 패킷이 도착하여 순서오류를 감지하게 되며, 이때, 상기 4번 패킷의 WAIT 비트가 1이므로, 상기 ACK 패킷을 생성하지 않고 상기 4번 패킷을 버퍼(109)에 저장한다.
이후, 상기 MAC 처리부(101)는 상기 3번 패킷의 재전송에 대한 타이머 만료 표시를 설정하고, 상기 5번 패킷을 복원하여 상기 TCP 처리부(105)로 전송할 시, 상기 타이머 만료 표시가 설정되어 있으므로 WAIT 비트를 0으로 설정하여 전송한다. 이때, 상기 TCP 처리부(105)는 기다리던 3번 패킷이 아닌 5번 패킷이 도착하므로 순서오류를 감지하게 되며, 이때, 상기 5번 패킷의 WAIT 비트가 0이므로, 더 이상 기다리지 않고 상기 wait_tcp_flag를 1로 설정하고, 상기 버퍼(109)에 저장되어 있는 4번 패킷과 방금 도착한 5번 패킷에 해당하는 두 개의 TCP ACK 패킷을 생성하여 송신측으로 전송한다.
도 5는 기존 기술과 본 발명에 따른 기술에 대한 TCP 성능을 비교한 그래프이다. 통상의 무선망에서와 같이, 재전송 실패 확률이 10-4 정도 또는 그 이하로 작은 상황이라면, 본 발명에 따른 기술은 MAC 계층에서 순서복원을 하는 종래의 기술과 거의 동일한 성능을 가진다. 또한, 상기 도 5와 같이, 상기 재전송 실패확률이 10-3 오더의 큰 상황일 시, 상기 MAC 계층이 순서복원을 하는 종래 기술의 경우(5a), 평균 3.7Mbps의 성능을 나타내며, 상기 MAC 계층이 순서복원을 하지 않는 본 발명에 따른 기술(5b)의 경우, 평균 3.4Mbps의 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 큰 성능의 차이가 없음을 알 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 예는 TCP 통신을 주로 하는 서버와 무선망의 MAC 계층을 처리하는 기지국에도 적용 가능하며, 특히, TCP 송신측은 변경이 필요없고, 수신측만 변경하면 되므로, 다운로드 동작을 주로 하는 무선 단말기에 적용하면 효과적이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 시스템에서 MAC 계층과 TCP 계층의 연계 동작을 통해 TCP 성능 저하를 방지할 수 있는 수신 패킷 처리 장치 및 방법을 제공함으로써, MAC 계층에서 순서복원을 하지 않고도 TCP 계층의 동작을 수정하여 MAC 계층에서 순서복원을 하는 경우와 거의 동일한 성능을 기대할 수 있으며, MAC 처리부가 순서복원을 하지 않기 때문에 상기 MAC 처리부에 필요한 버퍼크기와 상위 계층과의 인터페이스 속도를 줄여 구현을 쉽도록 하는 이점이 있다. 또한, 재전송을 얼마나 오래 기다릴 것인지 표시하기 위한 타이머는 상기 MAC 처리부가 기본적으로 관리하고 있으므로, TCP 처리부는 타이머 관리를 할 필요가 없어서 구현 복잡도가 그리 크지 않은 이점이 있다.

Claims (14)

  1. 이동통신 시스템에서 수신 패킷 처리 방법에 있어서,
    수신되는 소정 개수의 프레임을 이용하여 해당 패킷을 복원하였을 시, MAC 처리부가 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 판단에 따라 MAC 처리부가 TCP 헤더의 하나의 구간을 이용하여 상기 복원된 패킷에 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보를 설정하고, 상기 복원된 패킷을 IP 처리부로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    특정 프레임에 오류가 감지될 시, 상기 MAC 처리부가 해당 프레임에 대한 재전송을 요청하고, 상기 프레임에 대한 타이머를 설정하는 과정과,
    상기 타이머가 만료될 시, 상기 MAC 처리부가 해당 타이머의 만료 표시를 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패킷을 복원하였을 시, 상기 MAC 처리부가 상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있는지 검사하는 과정과,
    상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있지 않을 시, 상기 MAC 처리부가 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있을 시, 상기 MAC 처리부가 상기 구간을 이용하여 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있지 않음을 설정하고, 해당 타이머의 만료 표시를 해제한 후, 상기 복원된 패킷을 상기 IP 처리부로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 IP 처리부가 상기 MAC 처리부로부터 전달받은 IP 패킷 헤더를 검사하고, 상기 IP 패킷 헤더를 제외한 TCP 패킷을 TCP 계층으로 전달하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 IP 처리부로부터 TCP 패킷이 수신될 시, TCP 처리부가 TCP 헤더의 순서번호를 이용하여 상기 패킷의 순서에 오류가 있는지 검사하는 과정과,
    상기 패킷의 순서에 오류가 감지될 시, 상기 TCP 처리부가 상기 패킷의 헤더를 이용하여 이전의 패킷에 대해 상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있음이 검사될 시, 상기 TCP 처리부가 상기 패킷을 버퍼에 저장하고, ACK 패킷을 생성하지 않는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있지 않음이 검사될 시, 상기 TCP 처리부가 상기 패킷을 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼에 있는 패킷 수 만큼의 ACK 패킷을 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 패킷의 순서에 오류가 감지될 시, 상기 TCP 처리부가 상기 패킷이 이미 수신된 패킷인지 검사하고, 상기 패킷이 이미 수신된 패킷일 시, 통상의 TCP 동작을 수행하며, 상기 패킷이 이미 수신된 패킷이 아닐 시, 상기 패킷의 헤더를 이용하여 이전의 패킷에 대해 상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 패킷의 순서에 오류가 감지되지 않을 시, 상기 TCP 처리부가 통상의 TCP 동작을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 이동통신 시스템에서 수신 패킷 처리 장치에 있어서,
    수신되는 소정 개수의 프레임을 이용하여 해당 패킷을 복원하였을 시, 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단에 따라 MAC 처리부가 TCP 헤더의 하나의 구간을 이용하여 상기 복원된 패킷에 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보를 설정하는 MAC 처리부와,
    상기 MAC 처리부로부터 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 나타내는 정보가 설정된 복원된 패킷을 수신하는 IP 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 MAC 처리부는, 특정 프레임에 오류가 감지될 시, 해당 프레임에 대한 재전송을 요청하고, 상기 프레임에 대한 타이머를 설정하고, 상기 타이머가 만료될 시, 해당 타이머의 만료 표시를 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 MAC 처리부는, 상기 패킷을 복원하였을 시, 상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있는지 검사하고,
    상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있지 않을 시, 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 판단하며,
    상기 복원된 패킷에 타이머 만료 표시가 설정되어 있을 시, 상기 구간을 이용하여 상기 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있지 않음을 설정하고, 해당 타이머의 만료 표시를 해제한 후, 상기 복원된 패킷을 상기 IP 처리부로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 IP 처리부는, 상기 MAC 처리부로부터 전달받은 IP 패킷 헤더를 검사하고, 상기 IP 패킷 헤더를 제외한 TCP 패킷을 TCP 처리부로 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 IP 처리부로부터 TCP 패킷이 수신될 시, TCP 헤더의 순서번호를 이용하여 상기 패킷의 순서에 오류가 있는지 검사하고, 상기 패킷의 순서에 오류가 감지될 시, 상기 패킷의 헤더를 이용하여 이전의 패킷에 대해 상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있는지 여부를 검사하고, 상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있음이 검사될 시, 상기 패킷을 버퍼에 저장하고, ACK 패킷을 생성하지 않는 상기 TCP 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 TCP 처리부는, 상기 MAC 처리부가 재전송을 기다리고 있지 않음이 검사될 시, 상기 패킷을 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼에 있는 패킷 수 만큼의 ACK 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 TCP 처리부는, 상기 패킷의 순서에 오류가 감지될 시, 상기 패킷이 이미 수신된 패킷인지 검사하고, 상기 패킷이 이미 수신된 패킷일 시, 통상의 TCP 동작을 수행하며,
    상기 패킷이 이미 수신된 패킷이 아닐 시, 상기 MAC 처리부가 상기 패킷의 헤더를 이용하여 이전의 패킷에 대해 재전송을 기다리고 있는지 여부를 검사하고, 상기 패킷의 순서에 오류가 감지되지 않을 시, 통상의 TCP 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
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