KR101417937B1

KR101417937B1 - 무선 통신 시스템 및 이의 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR101417937B1
Application number: KR1020070012283A
Authority: KR
Inventors: 안태희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2014-08-05
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: EP1956742A2; EP1956742A3; US20080186945A1; US7990872B2; KR20080073550A

Abstract

본 발명은 프레임의 전송 지연 시간 정보를 고려한 무선 통신의 프레임 전송 스케줄방법에 관한 것이다. 본 발명은 전송프레임에 송신시각을 저장하고, 상기 전송프레임에 대한 재전송 요구시 상기 송신시각을 이용하여 지연시간을 산출하며, 상기 지연시간을 이용하여 상기 전송프레임의 전송을 스케줄링하는 송신스테이션과; 상기 전송프레임의 수신시, 응답 프레임(ACK frame)을 상기 송신스테이션으로 전송하는 수신스테이션을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 프레임의 전송 순서를 스케줄 함에 있어, 프레임의 전송 지연 시간 정보를 고려하므로 프레임의 재전송이 지연되어 발생하는 무선자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.

무선 통신, ACK 프레임, 가상 충돌 처리기, 지연

Description

무선 통신 시스템 및 이의 데이터 전송방법 { Wireless LAN system and Transmission method of data thereof }

도 1은 EDCA 채널접근 방식을 도시한 개략도.

도 2는 EDCA 방식에서 스테이션내 AC별 경쟁 상태를 도시한 개략도.

도 3은 EDCA TXOP 버스팅을 도시한 개략도.

도 4는 ACK 프레임의 구조를 도시한 블럭도.

도 5는 본 발명의 구체적 실시예에 의한 전송프레임의 MAC 헤더 영역을 도시한 블럭도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도.

도 7은 본 발명의 제 2 및 3 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도.

도 8은 본 발명의 제 4 및 제 3 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도.

본 발명은 프레임의 전송 지연 시간 정보를 고려한 무선 통신의 프레임 전송 스케줄방법에 관한 것이다.

무선 LAN은 홈네트워크, 기업 무선 네트워크 그리고 핫 스팟 등과 같이 다양한 무선 사용자 환경에서 광범위하게 사용되고 있다. 기존 상용 무선 LAN은 이더넷의 확장으로서 1999년에 표준화된 IEEE 802.11b를 근간으로 베스트 에포트(Best Effort) 서비스만을 제공하고 있다. 그러나 무선 LAN 사용자들은 전송 데이터의 손실없이 완전한 멀티미디어 스트림의 전달을 원하고 있다. 특히 비디오 또는 멀티미디어 스트리밍과 같은 새로운 애플리케이션은 무선 LAN 환경에서도 우수한 QoS(Quality of Service)가 필수적이다.

대역폭 확장에 대한 끊임없는 사용자의 요구는 전체 무선 네크워크의 혼잡도 증가와 상대적인 전송 속도의 감소를 유발하고 있다. 따라서 네트워크 관리자는 높은 혼잡도의 네트워크에서도 엄격한 QoS를 요구하는 애플리케이션의 서비스를 보장하기 위해 새로운 메커니즘이 필요하게 됐으며, 이런 요구 사항은 결국 기존의 무선 LAN에서 보다 향상된 MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 개발되었다.

802.11 MAC는 필수 기능인 DCF(Distributed Coordination Function)와 선택 기능인 PCF(Point Coordination Function)를 정의하고 있다. 즉, 전송 매체는 경쟁(Contention) 모드인 DCF와 비경쟁(Contention Free) 모드인 PCF 모두에서 동작할 수 있다. DCF는 비동기식 전송 방식으로서 802.11 MAC의 기본적인 매체 접근 방식을 제공하며 모든 상용 무선 LAN 제품에 구현돼 있다. DCF는 무선 매체 접근에 있어서 스테이션(단말기 이하 'STA'라 한다) 간의 우선 순위를 전혀 고려하지 않는다. 이런 DCF의 특성은 다양한 형태의 데이터 트래픽 전송을 반영하지 못해 결국에 는 사용자가 요구하는 QoS를 지원할 수 없다.

동기식 전송 방식은 폴링을 통한 매체 접근 방식으로서 PCF에 의해 구현된다. PCF에서는 PC(Point Coordination) 기능을 중앙의 액세스 포인트(이하 'AP'라 한다)에 위치시켜 AP에 의해 모든 STA에 대한 서비스를 직접 제어하는 중앙 제어식 폴링 기능을 사용한다. 즉, AP는 각 STA에게 프레임을 보낼 수 있는 기회를 주기 위해 결합된 STA들을 주기적으로 폴링한다.

기존 802.11 MAC(Medium Access Control)는 무선 LAN QoS(Quality of Service) 지원에 있어 많은 문제점을 안고 있다. 802.11 MAC의 필수 기능인 DCF(Distributed Coordination Function)는 QoS 지원을 위한 어떤 기능도 제공하지 않는다. 따라서 DCF 방식이 사용되는 경우 모든 데이터 트래픽은 전송 큐에 도착하는 순서대로 서비스가 제공되며 베스트 에포트(Best Effort) 방식으로 처리된다.

802.11 MAC의 PCF(Point Coordination Function)는 DCF와는 달리 실시간 트래픽에 대한 서비스를 지원하기 위해 개발됐지만, 현재 QoS를 지원하는데 아래와 같은 문제점이 있다.

즉, PCF 방식에서 AP에 위치하는 PC(Point Coordinator)는 폴링을 위해 단순히 라운드 로빈(Round-Robin) 방식에 근간을 둔 스케줄링 알고리즘을 규정하고 있다. 그러나 실제 차별화된 QoS를 요구하는 다양한 트래픽의 종류가 있기 때문에 트래픽에 대한 우선 순위를 부여할 수 없는 라운드 로빈 알고리즘은 이를 지원하는데 충분하지 않은 문제점이 있다.

그리고, 만약 수퍼(Super) 프레임의 크기가 작을 경우 경쟁 주기(Contention Period)와 비경쟁 주기(Contention Free Period)의 반복은 상당한 오버헤드를 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 기존의 MAC에서는 비콘(Beacon) 프레임의 전송 또는 수퍼 프레임의 시점이 변경될 수 있다. PC는 TBTT(Target Beacon Transmission Time) 다음에 전송해야 하는 비콘 프레임을 준비하며, 매체가 PISF(Point Inter Frame Space) 동안 간격을 뒀다면, 비콘 프레임을 전송한다. 하지만 STA들이 다가오는 TBTT 안에 프레임 전송을 마칠 수 없음에도 불구 하고, 전송을 개시할 수도 있으며, 이로 인해 비콘 프레임 전송이 지연될 수도 있는 문제점이 있다.

TBTT 이후에 즉시 전송돼야 할 비콘 프레임의 지연은 결국, 비경쟁 주기안에 전송해야 하는 시제한 프레임의 전송을 지연시킨다. 이런 문제점은 비경쟁 주기에서 예측하기 어려운 시간 지연을 초래해 QoS에 심각한 영향을 미치는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 통신의 서비스 품질 향상을 위한 경쟁 기반의 채널접근 방식에 있어서, 프래임 전송 스케줄링에 프레임의 지연 시간 정보를 포함하는 무선 통신 시스템 및 이의 프레임 전송방법을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 변화되는 AC간 충돌 발생시 가상 충돌 처리기가 사용자 우선순위뿐만 아니라 프레임의 지연 시간 정보에 기초하여 전송 프레임을 선택하도록 하여, 재전송되는 프레임이 우선적으로 전송될 수 있도록 하여 재 전송 프레임의 전송이 장시간 지연되는 것을 방지하도록 하는 무선 통신 시스템 및 이의 프레임 전송방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 본 발명은 전송프레임에 송신시각을 저장하고, 상기 전송프레임에 대한 재전송 요구시 상기 송신시각을 이용하여 지연시간을 산출하며, 상기 지연시간을 이용하여 상기 전송프레임의 전송을 스케줄링하는 송신스테이션과; 상기 전송프레임의 수신시, 응답 프레임(ACK frame)을 상기 송신스테이션으로 전송하는 수신스테이션을 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템을 포함한다.

이때, 상기 송신 시각은, 상기 전송 프레임의 MAC 헤더 부분에 구비된 지연 패러미터 영역에 저장될 수도 있다.

한편, 상기 전송프레임의 스케줄링은, 일정 시간 범위를 복수 개의 그룹으로 나누고,각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 지연 시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 상기 사용자 우선순위를 수정하여 수정된 사용자 우선순위를 바탕으로 수행되는 것일 수도 있다.

또한 본 발명은 상기 수정된 사용자 우선순위가 0보다 작은 경우, 상기 사용자 우선순위를 0으로 설정하고; 상기 수정된 사용자 우선순위가 7보다 큰 경우, 상기 사용자 우선순위를 7로 설정할 수도 있다.

그리고 상기 전송프레임의 스케줄링은, 상기 지연시간으로부터 지연등급을 설정하여 저장하고, 사용자 우선순위에 의해 일차적으로 AC를 결정하고, 상기 지연 등급을 고려하여 AC를 조정하여 상기 전송 프레임이 속하는 최종 AC를 설정하는 것일 수도 있다.

또는 상기 전송프레임의 스케줄링은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우 상기 전송 프레임을 최선의 사용자 우선순위에 해당하는 전송 큐에 할당하여 우선적으로 전송되도록 하는 것일 수도 있다.

그리고 상기 전송프레임의 스케줄링은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 전송 프레임의 사용자 우선순위에 대응하는 전송 큐보다 한 단계 더 높은 우선순위를 갖는 전송 큐에 할당하여 전송되도록 하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 전송 스테이션은 액세스 포인트이고, 수신 스테이션은 단말기기일 수도 있다.

그리고, 상기 전송 프레임은 QoS 데이터 프레임일 수도 있다.

이때, 상기 무선 통신은 애드-훅(ad-hoc) 모드이고, 상기 전송 스테이션 및 수신 스테이션은 단말기기일 수도 있다.

한편, 본 발명은 전송프레임에 송신시각을 저장하고, AC 간 충돌이 발생한 경우 상기 송신시각으로부터 산출된 지연 시간을 이용하여 전송될 프레임을 선택하는 가상충돌 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신스테이션과; 상기 전송프레임의 수신시, 응답 프레임(ACK frame)을 상기 송신스테이션으로 전송하는 수신스테이션을 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템을 포함한다.

이때, 상기 가상 충돌 처리기는, 일정 시간 범위를 복수 개의 그룹으로 나누고,각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 지연 시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 우선순위 테이블에 따라 사용자 우선순위를 수정하고, 상기 수정된 사용자 우선 순위를 비교하여, 상기 수정된 우선 순위가 가장 높은 프레임을 선택하여 전송할 수도 있다.

또한 상기 가상충돌 처리기는, 상기 지연시간이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 임계값을 초과하는 지연 시간을 갖는 전송 프레임이 존재하는 경우, 상기 전송 프레임을 최우선적으로 선택하여 전송할 수도 있다.

그리고 본 발명은 무선 통신의 서비스 품질을 향상시키기 위한 경쟁 기반의 채널접근 방식에 있어서, (A) 전송할 전송 프레임에 송신시각을 저장하는 단계와; (B) 상기 전송 프레임을 전송하는 단계와; (C) 지정된 시간 내에 응답 프레임이 수신되는지 검사하는 단계와; (D) 상기 응답 프레임이 지정된 시간 내에 수신되지 않은 경우, 상기 송신시각으로부터 지연 시간을 산출하고, 상기 송신 프레임의 사용자 우선순위를 상기 지연시간을 이용하여 설정하는 단계와; (E) 상기 설정된 사용자 우선순위에 따라 AC(Access Category)를 결정하는 단계; 그리고 (F) 상기 AC에 해당하는 전송 큐에 송신 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신의 프레임 전송방법을 포함한다.

이때, 상기 (D) 단계의 상기 우선순위의 설정은, 일정 시간 범위를 복수 개의 그룹으로 나누고,각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 지연 시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 우선순위 테이블에 의해 설정되는 사용자 우선순위를 수정하여 설정할 수 있다.

그리고 본 발명은 (D') 상기 사용자 우선순위가 0보다 작은 경우, 상기 사용자 우선순위를 0으로 설정하는 단계와; (D'') 상기 사용자 우선순위가 7보다 큰 경우, 상기 사용자 우선순위를 7로 설정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

이때, 상기 전송 스테이션은 액세스 포인트이고, 수신 스테이션은 단말기기일 수도 있다.

그리고, 상기 전송 프레임은 QoS 데이터 프레임일 수 있다.

한편, 상기 전송 스테이션과 수신 스테이션은 모두 단말기기이고, 상기 무선 통신은 애드-혹(add-hoc) 모드일 수도 있다.

또한, 본 발명은 무선 통신의 서비스 품질을 향상시키기 위한 경쟁 기반의 채널접근 방식에 있어서, (a) 전송할 전송 프레임에 송신시각을 저장하는 단계와; (b) 상기 전송 프레임을 전송하는 단계와; (c) 지정된 시간 내에 응답 프레임이 수신되는지 검사하는 단계와; (d) 상기 응답 프레임이 지정된 시간 내에 수신되지 않은 경우, 우선순위 테이블에 따라 상기 송신 프레임의 사용자 우선순위를 설정하는 단계와; (e) 상기 사용자 우선순위와 상기 송신 시각을 기준으로 계산된 지연시간을 이용하여 상기 전송 프레임의 AC(Access Category)를 결정하는 단계; 그리고 (f) 상기 AC에 해당하는 전송 큐에 송신 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신의 프레임 전송방법을 포함한다.

이때, 상기 (e) 단계에서 상기 AC의 결정은, 상기 지연시간에 해당하는 지연등급을 산출하고 상기 지연 등급에 따라 상기 전송 프레임이 속하는 AC를 결정하는 것일 수 있다.

또는, 상기 (e) 단계에서 상기 AC의 결정은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하면, 상기 전송 프레임을 최상위 AC에 속하도록 설정하는 것일 수 있다.

그리고, 상기 (e) 단계에서 상기 AC의 결정은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하면, 상기 전송 프레임의 사용자 우선순위에 대응하는 AC보다 한 단계 더 높은 우선순위를 갖는 AC에 상기 전송프레임을 할당하여 전송하는 것일 수도 있다.

한편, 본 발명은 무선 통신의 서비스 품질을 향상시키기 위한 경쟁 기반의 채널접근 방식에 있어서, (Ⅰ) 전송할 전송 프레임에 송신시각을 저장하는 단계와; (Ⅱ) 상기 전송 프레임을 전송하는 단계와; (Ⅲ) AC간 내부충돌이 발생하였는지 감지하는 단계와; (Ⅳ) 상기 내부충돌이 발생한 경우, 가상 충돌 처리기가 상기 송신시각을 고려하여 전송할 프레임을 선택하는 단계; (Ⅴ) 상기 설정된 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신의 프레임 전송방법을 포함한다.

이때, 상기 (Ⅳ) 단계에서 상기 전송 프레임의 선택은, 일정 시간 범위를 복수 개의 그룹으로 나누고,각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 지연 시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 우선순위 테이블에 따라 사용자 우선순위를 수정하고, 상기 수정된 사용자 우선 순위를 비교하여, 상기 수정된 우선 순위가 가장 높은 프레 임을 선택하여 전송할 수도 있다.

또는 상기 (Ⅳ) 단계에서 상기 전송 프레임의 선택은, 상기 지연시간이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 임계값을 초과하는 지연 시간을 갖는 전송 프레임이 존재하는 경우, 상기 전송 프레임을 최우선적으로 선택하여 전송하는 것일 수도 있다.

한편, 본 발명은 수신한 데이터를 사용자 우선순위에 따라 해당 데이터 버퍼로 저장하는 단계와; 상기 저장된 데이터를 전송시, 송신시각을 저장하는 단계와; 상기 데이터를 송신시, 타이머를 구동하여 상기 타이머가 특정 값에 도달하기 이전에 상기 송신한 데이터에 대한 응답 신호가 수신되는지 판단하는 단계와; 상기 응답신호의 수신 없이 상기 타이머가 특정 값에 도달한 경우, 상기 저장한 송신시각을 이용하여 상기 데이터에 대한 지연시간을 산출하는 단계; 그리고 상기 산출된 지연 시간을 이용하여 상기 데이터에 대한 사용자 우선순위를 설정하여 상기 사용자 우선순위에 해당하는 데이터 버퍼로 상기 데이터를 저장한 후 재전송을 시도하는 단계를 포함하여 이루어지는 무선통신의 데이터 전송 방법을 포함한다.

이때, 상기 사용자 우선순위는 전송될 데이터가 상위 계층으로부터 MAC 계층으로 전달될 때 설정되어, 상기 데이터의 MAC 헤더 부분에 저장될 수도 있다.

그리고, 상기 송신시각은 상기 데이터의 MAC 헤더 부분에 구비된 지연 패러미터 영역에 저장될 수도 있다.

또한. 상기 지연시간은 상기 타이머의 측정값이 기본값 이하인 경우 0으로 설정되고, 상기 타이머의 측정값이 기본값을 초과하는 경우, 상기 기본값을 초과하 는 값일 수도 있다.

이때, 상기 사용자 우선순위의 설정은, 상기 지연시간을 복수 개의 그룹으로 나누고,각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 데이터의 성질에 의해 결정되는 사용자 우선순위를 상기 지연시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 수정하여 설정되는 것일 수도 있다.

또는, 상기 사용자 우선순위의 설정은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 데이터가 최선의 전송 우선순위를 갖도록 설정되는 것일 수도 있다.

다르게는, 상기 사용자 우선순위의 설정은, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 데이터에 상기 데이터의 성질에 의해 결정되는 사용자 우선순위보다 한 단계 높은 사용자 우선순위가 설정되는 것일 수도 있다.

그리고 본 발명은, 수신 데이터에 포함되어 있는 송신시각 정보를 이용하여 지연시간을 산출하는 단계와; 상기 지연시간과 상기 수신 데이터의 사용자 우선순위를 고려하여 상기 수신 데이터를 해당 데이터 버퍼에 저장하는 단계; 그리고 최소한 하나 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터 중에서, 경쟁 방식을 통하여 선정된 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 무선통신의 데이터 전송 방법을 포함한다.

이때, 본 발명은 데이터의 송신시 상기 데이터에 송신 시각을 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는, 상기 지연시간 에 따라, 상기 사용자 우선순위에 대응하는 데이터 버퍼보다 전송 우선순위가 증가 또는 감소 된 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 것일 수도 있다.

또는, 상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 최선의 전송 우선순위를 갖는 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 것일 수도 있다.

다르게는, 상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 사용자 우선순위에 대응하는 데이터 버퍼보다 전송 우선순위가 한 단계 높은 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 것일 수도 있다.

한편, 본 발명은 수신한 데이터를 사용자 우선순위에 해당하는 데이터 버퍼에 저장하는 단계와; 최소한 하나 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터를 송신하기 위해 송신 매체에 접근하는 단계; 둘 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터들이 동시를 송신하고자 하는 경우, 각 데이터의 사용자 우선순위 및 각 데이터의 지연시간을 고려하여 우선적으로 송신되는 데이터를 결정하여 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신의 데이터 전송 방법을 포함한다.

이때, 상기 송신 데이터의 결정은, 상기 각 데이터의 사용자 우선순위를 상기 지연 시간을 고려하여 수정하고, 상기 수정된 사용자 우선순위를 비교하여 결정될 수도 있다.

여기서, 상기 사용자 우선순위의 수정은 상기 지연시간을 복수 개의 그룹으로 나누고, 각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 사용자 우선순위를 상기 가감치에 따라 수정하여 수행될 수도 있다.

또는, 상기 송신 데이터의 결정은 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 데이터가 존재하는 경우, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 데이터를 우선적으로 송신하도록 결정될 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 프레임의 전송 순서를 스케줄함에 있어, 프레임의 전송 지연 시간 정보를 고려하므로 프레임의 재전송이 지연되어 발생하는 무선자원의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 무선 통신의 QoS(서비스 품질)를 보장하기 위한 경쟁기반의 채널접근 우선순위를 결정함에 전송프레임의 지연시간을 포함시키는 것으로, 본 발명의 범위가 IEEE 802.11e 규격 내용에 한정되는 것은 아니나, 설명의 편의상 구체적인 실시예로 IEEE 802.11e 규격에 따른 무선통신에서 적용되는 예를 살피도록 한다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 무선 통신 시스템 및 이의 프레임 전송방법에 대한 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

이하에서는 먼저, IEEE 802.11에 규정된 무선 통신의 개략적 내용과 본 발명이 구현되는 EDCA 방식에 대하여 살펴본 후에, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 살펴보도록 한다.

도 1은 EDCA 채널접근 방식을 도시한 개략도이고, 도 2는 EDCA 방식에서 스테이션내 AC별 경쟁 상태를 도시한 개략도이며, 도 3는 EDCA TXOP 버스팅을 도시한 개략도이고, 도 4는 도 4는 ACK 프레임의 구조를 도시한 블럭도이며, 도 5는 본 발 명의 구체적 실시예에 의한 전송프레임의 MAC 헤더 영역을 도시한 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도이며, 도 7은 본 발명의 제 2 및 3 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 제 4 및 제 3 실시예에 의한 프레임 전송방법이 도시된 흐름도이다.

무선 LAN에서 보다 진보된 QoS를 제공하기 위해서는 기존의 802.11 MAC를 보완한 802.11e MAC이 제공된다.

IEEE 802.11e는 802.11 MAC의 DCF 전송방식을 근간으로 무선 LAN의 MAC 계층에서 QoS를 지원할 수 있는 EDCA와 HCCA를 정의함으로써 베스트 에포트 서비스 외에도 전송지연에 민감한 트래픽을 전송할 수 있는 새로운 무선 LAN MAC 프로토콜을 제공한다.

802.11e에서는 기존 802.11 MAC 프로토콜 DCF와 PCF를 기반으로 하는 HCF(Hybrid Coordination Function)를 규정하고 있다. HCF는 무선 LAN의 QoS를 향상시키기 위한 새로운 매체 접근 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기와 비경쟁 주기 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다. 이하 802.11e에서 표현되는 QoS STA(QSTA : QoS Station) 는 QoS를 지원하는 스테이션을 말하고, QoS AP(QAP : QoS AP)는 QoS를 지원하는 액세스 포인트를 나타낸다.

상기 HCF는 두개의 동작 모드를 가지는데, 하나는 경쟁을 기반으로 하는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)이고, 다른 하나는 폴링 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 접근 방식을 사용하는 HCCA(HCF Controlled Channel Access)이다.

상기 EDCA와 HCCA는 액세스 포인트(이하 'AP'라 한다)에 위치하는 HC(Hybrid Coordinator)에 의해 제어되며, DCF와 PCF를 사용하는 기존 802.11 MAC와도 호환된다. 상기 EDCA는 QoS 지원(Supported QOS) 위해 유선 네트워크의 DiffServ와 유사한 우선 순위 트래픽(Prioritized Traffic)을 제공하는 반면, 상기 HCCA는 QoS 보장(Garanteed QoS)을 위해 IntServ와 유사한 패러미터 트래픽(Parameterized Traffic)을 제공한다.

상기 EDCA 방식은 인프러스트럭처 모드와 애드혹 모드에서 우선 순위 기반의 QoS를 지원하는데 사용된다. 즉, 상기 EDCA는 상위 계층으로부터 우선 순위가 상이하게 부여된 프레임에 대해 차별화된 채널 접근 기능을 제공하는 반면 상기 HCCA은 인프러스트럭처 모드에서 패러미터 기반의 QoS를 제공한다.

802.11e MAC는 패러미터 QoS를 제공하기 위해 데이터를 전송하기 이전에 두개의 스테이션(단말기 이하'STA'라 한다) 간에 트래픽 스트림이라는 가상 연결을 설정한다. 실제 전송될 데이터의 특성과 QoS를 요구하는 패러미터들은 상기 트래픽 스트림을 설정하는 과정에서 상호 절충과 교환 작업을 거친다. AP는 교환된 QoS 패러미터를 근간으로 각각의 STA에 무선 대역을 할당하며 폴링 프레임과 다운링크 프레임 전송 등에 대한 프레임 전송 스케쥴링을 한다.

802.11e MAC의 TXOP(Transmission Opportunity)는 특정 STA에게 프레임을 전송할 수 있는 일정 시간을 부여하고 이를 보장하기 위해 사용된다. TXOP 획득은 EDCA 경쟁에서 성공하거나 AP로부터 QoS CF-Poll 프레임을 받음으로써 가능해지는데, 전자는 EDCA TXOP로 후자는 폴드(polled) TXOP라 불린다.

이와 같이 상기 TXOP를 이용해 임의의 한 STA이 프레임을 전송할 수 있도록 일정 시간을 부여하거나 강제적으로 전송 시간을 제한할 수 있다. 상기 TXOP의 전송 시작시간과 최대 전송 시간은 AP에 의해 결정되는데, 상기 EDCA TXOP의 경우 비콘 프레임에 의해, 상기 폴드 TXOP 경우는 QoS CF-Poll 프레임에 의해 STA에 통보된다.

상기 EDCA는 오직 경쟁 주기에서만 사용되는 반면에 HCCA는 이론적으로 경쟁 주기와 비경쟁 주기 모두에서 동작할 수 있으나, 경쟁주기에서만 사용되는 것이 바람직하다.

이하에서는 먼저 EDCA방식에 대하여 살펴본다.

전술한 바와 같이, 경쟁 기반 채널 접근 방식인 EDCA는 기존의 DCF를 강화해 8가지 종류의 사용자 우선 순위를 가지는 프레임에 대해서 차별화된 매체 접근을 허용하고 있다. 아래 표1에서는 사용자 우선순위 테이블의 일 예가 표로 정리되어 있다(상기 표 1은 IEEE 802.1D에 의한 사용자 우선순위 테이블을 나타낸다). 상위 계층으로부터 MAC 계층에 도착하는 각 프레임은 특정 사용자 우선 순위 값을 갖게 되며, 각각의 QoS 데이터 프레임 MAC 헤더에는 사용자 우선 순위 값이 실린다.

-사용자 우선순위와 AC 대응표-

사용자 우선 순위	802.1D Designation	AC(Access Category)	Designation
1	BK	AC_BK	Back Ground
2	-	AC_BK	Back Ground
0	BE	AC_BE	Best Effort
3	EE	AC_BE	Best Effort
4	CL	AC_VI	Video
5	VI	AC_VI	Video
6	VO	AC_VO	Voice
7	NC	AC_VO	Voice

이들 우선 순위를 포함하는 QoS 데이터 프레임의 전송을 위해 802.11e QoS STA은 4개의 AC(Access Category)를 구현한다(표1 참조). MAC 계층에 도착하는 프레임의 사용자 우선 순위는 서로 대응되는 하나의 AC로 할당된다. 상기 표1에 있는 사용자 우선 순위는 IEEE 802.1D 브리지 표준안에 명시돼 있다. 모든 AC는 각각의 전송 큐와 AC 패러미터를 가지는데, AC간 우선 순위의 차이는 서로 다르게 설정된 AC 패러미터 값으로부터 구현된다.

기본적으로 EDCA는 AC에 속한 프레임을 전송하기 위한 경쟁에 있어 DCF가 사용하는 DIFS, CWmin, CWmax 대신에 각각 AIFS[AC], CWmin[AC], CWmax[AC]를 사용한다. AIFS[AC]는 SIFS + AIFS [AC] 슬롯타임에 의해 결정되는데, 여기서 AIFS[AC]는 0보다 큰 정수값이다.

프레임 전송 도중 STA간 충돌이 발생할 경우 새로운 백오프 카운터를 생성하는 EDCA의 백오프 과정은 기존의 DCF와 유사하다. EDCA에 각 AC별로 상이하게 할당되는 'PF(Persistence Factor)'가 추가된다. 만약 PF 값이 2인 경우는 DCF와 동일하게 CW(Contention Window) 크기가 지수함수적 증가를 보인다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 EDCA의 채널 접근 방식도 DCF와 유사하다. 단, 각 AC별로 상이한 AIFS(Arbitration Inter Frame Space)와 CW를 유지한다. 여기서 AIFS는 PIFS와 DIFS 보다는 큰 값이어야 하는데, 이는 적어도 SIFS 시간보다 크게 설정해 ACK 프레임 등의 전송을 보호하기 위함이다.

상기 EDCA 패러미터 집합으로 일컬어지는 AIFS[AC], CWmin[AC], CWmax[AC] 등의 값은 AP에 의해 비콘 프레임에 실려 각 STA에 통보될 수 있다. 기본적으로 AIFS[AC]와 CWmin[AC]의 값이 작을수록 높은 우선 순위를 가지며, 이에 따라 채널 접근 지연이 짧아져 주어진 트래픽 환경에서 보다 많은 대역을 사용한다.

상기 EDCA 패러미터들은 다양한 사용자 우선 순위 트래픽에서의 채널 접근을 차별화하기 위해 사용되는 중요한 수단이 된다. 더불어 각 AC별 패러미터를 포함하는 EDCA 패러미터 값의 적절한 설정은 네트워크 성능을 최적화하는 동시에 트래픽의 우선 순위에 의한 전송 효과를 얻게 해준다. 따라서 AP는 네트워크에 참여한 모든 STA에 공평한 매체 접근 보장을 위해 EDCA 패러미터에 대한 전체적인 관리와 조정 기능 수행이 요구된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 802.11e MAC에 정의된 4개의 AC별 전송 큐는 하나의 STA 내에서 무선 매체 접근을 위해 각각 개별적인 EDCA 경쟁 개체로서 역할을 수행한다. 하나의 AC는 자신의 AIFS 값을 가지고 독립된 백오프 카운터를 유지한다. 만약 동시에 백오프를 마친 AC가 하나 이상 존재할 경우에는 AC 간의 충돌은 가상 충돌 처리기(Virtual Collision Handler)에 의해서 조정된다. 가장 높은 우선 순위의 프레임이 먼저 선택돼 STA간 경쟁을 위해 전송되며, 다른 AC들은 CW 값을 증가시켜 다시 백오프 카운터를 갱신한다.

앞에서 언급한 바와 같이 802.11e는 특정 STA이 전송을 개시할 때 TXOP에 근거해 전송 시간을 정한다. 802.11e AP는 AIFS[AC], CWmin[AC], CWmax[AC] 등의 EDCA 패러미터와 EDCA TXOP 시간인 TXOP Limit [AC]를 비콘 프레임에 실어서 각 STA에 전달한다.

도 3에 도시된 바와 같이, EDCA TXOP Limit 시간 동안에는 ACK와 연속되는 프레임 전송 간에 SIFS 간격으로 여러 개의 프레임을 동시에 전송할 수 있는데, 이와 같이 여러 개의 프레임을 동시에 전송하는 것을 'EDCA TXOP 버스팅(Bursting)'이라 한다.

TXOP Limit 시간 동안 우선 순위를 포함하는 두개의 QoS 데이터 프레임이 전송되는데, 이때 두개의 QoS 데이터 프레임과 ACK 프레임이 AP에서 결정된 TXOP Limit 시간 내에 전송됨을 알 수 있다. EDCA TXOP 버스팅은 여러 개의 프레임을 전송할 때 반드시 TXOP Limit를 준수하기 때문에 EDCA TXOP 버스팅에 의해 전체 네트워크의 성능은 영향을 받지 않는다. 따라서 적절한 TXOP Limit 값의 선택은 전체 네트워크 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, EDCA 통신에 있어서, 프레임의 최종 destination이 설정된 경우(즉, 멀티케스트 전송방식이 아니고, 송신 데이터의 전달 목적지가 특정된 경우를 말한다), 상기 프레임을 수신한 수신측 STA는 송신측 STA에 응답프레임(ACK frame)을 전송하여 상기 프레임을 수신하였음을 알린다.

상기 응답 프레임은 단순한 전송 프레임, 조각화된 프레임, RTS/CTS 교환 다음의 프레임 등 모든 프레임의 전송에 사용되며 그 구조는 대략 도 4와 같다.

이에 도시된 바와 같이, ACK 프레임은 프레임 제어 필드와 지속 필드 그리고 수신 주소 필드가 MAC 헤더를 구성한다.

상기 프레임 필드는 상기 프레임이 ACK 프레임임을 나타내는 필드로 2바이트의 크기로 구성된다.

지속 필드는, 연속된 이후 데이터가 있는지 여부를 나타내는 것으로, 전송완료 데이터 프레임이나, 조각 버스트에서 마지막 조각을 위한 ACK는 지속을 0으로 하여 이후 연속된 데이터 프레임이 없음을 나타내고, 상기 연속된 프레임이 있는 경우 상기 ACK프레임을 1로 하여 연속하여 전송되는 프레임이 있음을 나타낸다.

또한, 상기 수신 주소 필드는 상기 ACK 프레임이 전송될 목적지의 주소를 나타내는 것으로, 전송된 데이터 프레임의 발신지 주소가 복사되어 저장된다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보도록 한다.

본 발명에 의한, 전송 프레임은 MAC 해더 부분에 지연 패러미터를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 전송 프레임은 데이터 프레임 및 제어 프레임 모두를 포함하나, 이하에서는 설명의 편의상 데이터 프레임을 예로 들어 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 데이터 프레임이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 데이터 프레임의 MAC 헤더는 Frame control, Duration ID, Address 1, Address 2, Address 3, Sequence Control, Address 4, QoS control 및 지연 패러미터를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 지연 패러미터의 구비위치는 일 예에 불과하며, 전송 프레임의 특성과 구조에 따라 다양한 위치에 구비될 수 있음은 자명하다.

상기 지연 프레임은 최초 데이터 프레임의 전송시, 전송 시각을 저장하는 부분으로, 상기 데이터 프레임에 대한 재전송 요구가 있을 경우, 상기 전송 시각을 이용하여 지연시간을 계산한 후 상기 지연시간이 저장될 수도 있는 부분이다.

- 제 1 실시예 -

도 6에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 프레임 전송방법이 흐름도로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의해 프레임이 전송되는 경우,먼저, 전송하고자 하는 송신 프레임에 송신시각을 저장한다(S110). 이때, 상기 송신 시각은 전송 프레임의 MAC 헤더 부분에 구비된 지연 패러미터 영역에 저장된다(물론, 상기 송신 시간은 기타 다른 영역에 저장되는 것도 가능하다).

이후, 송신 스테이션은 상기 송신 프레임을 전송한다(S120).

상기 송신 프레임의 송신 이후에는 송신 스테이션은 수신 스테이션으로부터 지정된 시간 내에 ACK 프레임이 수신되었는지 판단한다(S130).

상기 ACK 프레임은 수신 스테이션이 송신 프레임을 수신한 이후, 상시 송신프레임을 수신하였음을 상시 송신 스테이션에 알려주는 프레임이다.

따라서, 상기 지정된 시간 이내에 상기 ACK 프레임을 수신하지 못한 송신 프레임은, 상기 송신 프레임이 전송되지 못한 것으로 간주하여, 상기 송신프레임을 재전송하다.

이때, 상기 재전송된 송신 프레임의 지연 패러미터를 이용하여 상기 송신 프레임의 사용자 우선순위를 설정한다(S140).

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 상기 지연 패러미터에 저장된 전송 시각을 현재 시각과 비교하여 지연시간을 산출한다. 이때, 상기 지연 시간은 상기 송신 시각으로부터 현재시간까지의 시간으로 정의될 수도 있고, 상기 송신시각으로부터 기본값으로 정의된 시간까지는 지연되지 않은 것으로 판단되고, 상기 기본값 이후의 시간만이 지연시간으로 설정되는 것도 가능하다. 이는 상기 지연시간에 의해 전송 데이터의 사용자 우선순위가 과도하게 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

따라서, 지연의 방지가 중요한 데이터의 경우(예를 들면, 연속된 데이터의 수신이 중요한 데이터)해야하는 상기 기본값을 작게 설정할 수 있고, 지연에 큰 영향을 받지 않는 데이터의 경우 상기 기본 값을 크게 설정할 수 있다.

그리고, 상기 지연시각을 고려하여 상기 지연시간에 비례하여 상기 사용자 우선순위를 상승시킨다. 즉, 상기 지연시간이

ms 미만인 경우 IEEE 208. 1D 규격에 의한 사용자 우선순위를 그대로 적용하고, 상기 지연 시간이

ms 내지

ms 인 경우에는 상기 사용자 우선 순위를 1 단계 상승하며, 상기 지연 시간이

ms 내지

ms 인 경우에는 상기 사용자 우선순위를 2 단계만큼 상승시킨다.

위의 실예는 상기 사용자 우선순위의 증가를 예시적으로 보인 것에 불과하고, 상기 사용자 우선순위의 증가의 기준값은 다양하게 적용될 수 있다.

상기 사용자 우선순위가 설정된 재전송될 송신 프레임은 상기 사용자 우선순위에 따라 AC(Access Category)가 결정된다(S150).

상기 AC가 결정되면, 결정된 AC에 해당하는 전송 큐에 송신 프레임을 전송하고(S160), 수신 스테이션으로 전송한다. 이때, 재전송되는 프레임에는 송신 시각을 설정하지 않고 송신 프레임을 전송한다. 이는 만약, 상기 재전송된 송신 프레임에 대한 ACK 프레임이 또다시 수신되지 않아 재재전송을 시도하는 경우, 상기 송신 스테이션은 최초 송신된 송신 시각으로부터 지연 시간을 산출하여 사용자 우선순위 결정에 반영하는 것이 효과적이기 때문이다.

- 제 2 실시예 -

도 7에는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예를 포함하는 프레임 전송방법이 흐름도로 도시되어 있다. 여기서, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예는 전송 프레임의 지연 시간을 이용하여 전송 큐를 설정하는 것을 공통 내용으로 한다.

본 발명의 제 2 실시예는, 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예와 지연 패러미터를 이용하여 AC를 결정하는 방법(S240, 250)을 제외하고는 동일한 플로우를 따른다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예에서는, 상기 지연 시간을 계산하고, 상기 지연시간을 규정된 등급으로 변화하여 상기 등급을 지연 패러미터에 저장할 수 있다. 따라서, 상기 지연 패러미터에는 최초 전송시 저장된 전송 시각과, 지연등급이 저장된다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에서는, IEEE 802.1D에 의해 사용자 우선 순위를 결정한다(S240). 즉, 원래 프레임의 성질에 의해 사용자 우선순위를 결정하고, AC를 결정함에 있어, 상기 지연 패러미터에 포함된 상기 지연 등급을 고려하여 AC와 전송 큐를 결정한다(S250).

이때, 상기 지연 등급은 상술한 바와 같이, 재전송이 반복되는 경우 갱신되어 높아지도록 할 수 있다.

- 제 3 실시예 -

본 발명의 제 3 실시예 역시, 본 발명의 제 1 실시예와 지연 패러미터를 이용하여 사용자 우선순위를 결정하는 제 단계를 제외하고는 동일한 플로우를 갖는다.

즉, 본 발명의 제 3 실시예에서는, 저장된 전송 시각으로부터 지연 시간을 산출하고, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는지 여부를 판단한다. 그리고 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 전송 프레임을 최상의 사용자 우선순위에 해당하는 전송 큐에 할당한다.

따라서, 제 3 실시예에서는 사용자 우선순위를 수정할 필요가 없이, 지연 시간을 이용하여 전송 큐만을 새로 할당한다.

이때, 상기 전송 큐의 할당은 상술한 바와 같이, 상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우 최상위 큐에 할당하도록 할 수도 있고, 원래 할당될 전송 큐보다 우선순위가 한 단계 높은 전송 큐에 할당하는 방법도 가능하다.

한편, 도 8에는 본 발명의 제 4 실시예 및 제 5 실시예에 의한 프레임 전송방법이 흐름도로 도시되어 있다. 본 발명의 제 4 및 제 5 실시예는 AC간 내부 충돌이 발생한 경우 전송 프레임의 지연 시간을 이용하여 전송 프레임을 선택하도록 하는 것을 공통 내용으로 한다.

- 제 4 실시예 -

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 의해 프레임이 전송되는 경우,먼저, 전송하고자 하는 송신 프레임에 송신시각을 저장한다(S310). 이때, 상기 송신 시각은 본 발명의 제 1 실시예를 설명함에 있어 설명한 바와 같다.

이후, 송신 스테이션은 상기 송신 프레임을 전송한다(S320).

상기 송신 프레임의 송신 이후에는 송신 스테이션은 수신 스테이션으로부터 지정된 시간 내에 ACK 프레임이 수신되었는지 판단한다(S330).

상기 지정된 시간 이내에 상기 ACK 프레임을 수신하지 못한 송신 프레임은, 상기 송신 프레임이 전송되지 못한 것으로 간주하여, 상기 송신프레임을 재전송하다.

이를 위해, 상기 전송 프레임은 사용자 우선순위에 따라 AC(Access Category)가 결정된다(S340).

그리고 상기 AC가 결정되면, 결정된 AC에 해당하는 전송 큐에 송신 프레임을 전송하고(S350), 수신 스테이션으로 전송한다.

이후, AC간 내부충돌이 발생하였는지 여부를 판단한다(S360). 상기 AC 간 충돌이 발생하지 않았다면, 상기 전송 큐의 전송 순서에 따라 송신데이터를 송신한다.

그러나 AC간 내부충돌이 발생한 경우에는, 가상 충돌 처리기가 충돌을 일으킨 AC에 담긴 프레임 중 사용자 우선순위가 높은 프레임을 선택하여 전송하게 되는데, 본 발명의 제 4 실시예는 상기 가상충돌 처리기가 지연 시간정보를 이용하여 프레임을 선택하도록 한다.(S370)

즉, 본 발명의 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 방법으로 사용자 우선순위를 변화시킨 이후에, 이들 변화된 사용자 우선순위를 비교하여 높은 사용자 우선순위를 갖는 전송 프레임을 선택하여 전송되도록 하는 것이다

이와 같은 방법으로 선택된 전송 프레임은 수신 스테이션으로 전송된다(S380).

이때에도 역시, 재전송되는 프레임에는 송신 시각을 설정하지 않고 송신 프레임을 전송한다. 이의 이유는 전술한 바와 같다.

- 제 5 실시예 -

본 발명의 제 5 실시예는, 본 발명의 제 4 실시예와 가상충돌 처리기가 전송 프레임을 선택하는 방법을 제외하고는 동일한 플로우를 따른다.

즉, 본 발명의 제 5 실시예에서는, AC간 충돌 발생시, 가상충돌 처리기는 충돌을 일으킨 프레임을 조사하여 상기 프레임의 지연 시간이 임계값을 초과하는 프레임이 있는지 판단한다. 여기서 임계값이란, 무건 랜 통신에 있어서, 비정상적인 딜레이가 발생하였다고 볼 수 있는 지연 시간값으로 상기 통신의 환경에 따라 적절히 설정될 수 있다.

이때, 임계값을 넘는 프레임이 없다면, 사용자 우선순위를 비교하여(이때의 사용자 우선순위는 지연 시간을 고려하지 않은 사용자 우선순위를 말한다), 전송프레임을 선택하고, 만약 임계값을 넘는 지연 시간을 갖는 전송 프레임이 존재하면, 상기 프레임을 먼저 전송하도록 한다.

이는 전송 시간이 많이 지연된 경우에는, 데이터의 흐름과 자원 낭비를 방지하기 위해 지연된 데이터를 최우선적으로 전송하도록 하기 위함이다.

본 명세서에서 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면서, 스테이션을 송신 스테이션과 수신 스테이션으로 나누어 설명하였다.

일반적인 데이터 프레임의 전송에 있어서는, AP가 송신 스테이션의 역할을 수행 할 것이며, 단말기기가 수신 스테이션의 역할을 수행할 것이다.

그러나 단말기기로부터 AP로 전송되는 데이터의 경우에는, 단말기기가 송신 스테이션이 될 것이며, AP가 수신 스테이션이 될것이다.

또한, AP와 단말기기가 연결되는 인프라스트럭처 모드가 아니고 단말기기와 단말기기가 연결되는 애드-혹(ad-hoc)모드의 경우에는 송신 스테이션과 수신 스테이션 모두 단말기기가 될 것이다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 무선 통신 시스템 및 이의 프레임 전송방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 전송되는 프레임의 지연 시간 정보를 고려하여 프레임 전송 순서를 스케줄 하므로, 재전송되는 프레임(따라서 지연 시간이 처음 전송되는 프레임에 비하여 상당히 높다)을 우선적으로 전송할 수 있다. 그러므로 수신 단말이 매체를 점유한 상태에서 재전송을 완료할 확률이 높아진다. 따라서, 수신 단말이 매체 점유를 종료한 이후에, 재전송될 조각 프레임이 전송되지 않아 다시 매체를 점유하기 위해 경쟁할 우려가 낮아지고, 이에 의해 무선자원을 낭비하지 않을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는, 프레임에 대한 재전송 요구가 반복될 경우(전송 프레임이 목적지에 반복하여 도착하지 않는 경우) 지연 시간 정보가 누적하여 증가하고, 이에 따라 전송 우선순위는 누적하여 증가하므로 재전송이 반복되는 프레임을 우선적으로 전송할 수 있는 장점이 있다.

Claims

수신한 데이터를 사용자 우선순위에 따라 해당 데이터 버퍼로 저장하는 단계;

상기 저장된 데이터를 송신시, 그 송신시각을 저장하는 단계;

상기 데이터를 송신시, 그 송신시각에 타이머를 구동하고 상기 타이머가 특정 값에 도달하기 이전에 상기 송신한 데이터에 대한 응답 신호의 수신 여부를 판단하는 단계;

상기 타이머가 특정 값에 도달할 때까지 상기 응답 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 저장된 송신시각을 현재 시각과 비교하거나 또는 상기 특정 값을 현재 시각과 비교하여 상기 데이터에 대한 지연시간을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 지연 시간을 이용하여 상기 데이터에 대한 사용자 우선순위를 설정하고, 상기 설정된 사용자 우선순위에 해당하는 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장한 후 재송신을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사용자 우선순위의 설정은,

상기 지연시간을 복수 개의 그룹으로 나누고, 각각의 그룹에 가감치를 두고,

상기 데이터에 대한 기결정된 사용자 우선순위를 상기 지연시간이 해당하는 그룹의 가감치에 따라 수정하여 설정되는 것임을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사용자 우선순위의 설정은,

상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 데이터가 최선의 송신 우선순위를 갖도록 설정되는 것임을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사용자 우선순위의 설정은,

상기 지연 시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 데이터에 대한 기결정된 사용자 우선순위보다 한 단계 높은 사용자 우선순위가 설정되는 것임을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
수신 데이터에 포함되어 있는 송신시각 정보와 현재시각을 비교하여 상기 수신 데이터에 대한 지연시간을 산출하는 단계;

상기 지연시간과 상기 수신 데이터의 사용자 우선순위를 고려하여 상기 수신 데이터를 해당 데이터 버퍼에 저장하는 단계; 및

적어도 하나 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터 중에서, 경쟁 방식을 통하여 선정된 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 5 항에 있어서,

데이터의 송신시, 상기 데이터에 송신 시각을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는,

상기 지연시간에 따라, 상기 사용자 우선순위에 대응하는 데이터 버퍼보다 전송 우선순위가 증가 또는 감소된 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는,

상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 최선의 송신 우선순위를 갖는 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터를 상기 데이터 버퍼에 저장하는 단계는,

상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 경우, 상기 사용자 우선순위에 대응하는 데이터 버퍼보다 송신 우선순위가 한 단계 높은 데이터 버퍼에 상기 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
수신한 데이터를 사용자 우선순위에 해당하는 데이터 버퍼에 저장하는 단계;

최소한 하나 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터를 송신하기 위해 송신 매체에 접근하는 단계;

데이터의 송신시, 상기 데이터에 송신 시각을 저장하는 단계; 및

둘 이상의 데이터 버퍼에 저장되어 있는 데이터들을 동시에 송신하고자 하는 경우, 각 데이터의 사용자 우선순위 및 각 데이터에 저장된 송신시각을 현재 시각과 비교하여 산출된 지연시간을 고려하여 우선적으로 송신되는 데이터를 결정하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신의 데이터 전송방법.
삭제
제 1 항 또는 제 6 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 송신시각은,

상기 데이터의 MAC 헤더 부분에 구비된 지연 패러미터 영역에 저장됨을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 1 항 또는 제 6 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 사용자 우선순위는,

송신될 데이터가 상위 계층으로부터 MAC 계층으로 전달될 때 설정되고, 상기 데이터의 MAC 헤더 부분에 저장됨을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 1 항 또는 제 6 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 지연시간은,

상기 타이머의 측정값이 기본값 이하인 경우 0으로 설정되고,

상기 타이머의 측정값이 기본값을 초과하는 경우, 상기 기본값을 초과하는 값임을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 10 항에 있어서,

상기 송신 데이터의 결정은,

상기 각 데이터의 사용자 우선순위를 상기 지연 시간을 고려하여 수정하고, 상기 수정된 사용자 우선순위를 비교하여 결정됨을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 15 항에 있어서,

상기 사용자 우선순위의 수정은,

상기 지연시간을 복수 개의 그룹으로 나누고, 각각의 그룹에 가감치를 두어, 상기 사용자 우선순위를 상기 가감치에 따라 수정하여 수행됨을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
제 10 항에 있어서,

상기 송신 데이터의 결정은,

상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 데이터가 존재하는 경우, 상기 지연시간이 규정된 시간을 초과하는 데이터를 우선적으로 송신하도록 결정됨을 특징으로 하는 무선통신의 데이터 전송방법.
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