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KR101811076B1 - 무선 송신기에서 패킷 재전송 방법 - Google Patents

무선 송신기에서 패킷 재전송 방법 Download PDF

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KR101811076B1
KR101811076B1 KR1020127032891A KR20127032891A KR101811076B1 KR 101811076 B1 KR101811076 B1 KR 101811076B1 KR 1020127032891 A KR1020127032891 A KR 1020127032891A KR 20127032891 A KR20127032891 A KR 20127032891A KR 101811076 B1 KR101811076 B1 KR 101811076B1
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Abstract

본 발명은 무선 디바이스(1) 및 패킷을 전송하기 위한 무선 디바이스에서의 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 전송하는 패킷에 수명 값(lifetime value)을 설정하는 단계(S2), 패킷 수명이 만료되지 않았고(S5) 패킷 전송이 실패하는 동안: 재시도 한도까지 패킷을 재전송하는 단계(S3), 및 재시도 한도까지 패킷을 전송하기 전에 일시 정지 시간 동안 상기 패킷의 전송을 중단하는 단계(S6)를 포함한다. 상기 방법은 시도된 재전송의 횟수를 줄여 네트워크의 오염(pollution)을 방지한다.

Description

무선 송신기에서 패킷 재전송 방법{A PACKET RETRANSMISSION METHOD IN A WIRELESS TRANSMITTER}
본 발명은 일반적으로 무선 전송에 관한 것으로, 특히, 재전송 메커니즘에 관한 것이다.
이 섹션은, 이하에서 설명 및/또는 청구되는 본 발명의 다양한 측면들과 관련이 있을 수 있는, 본 기술의 다양한 측면들을 독자에게 소개하기 위한 것이다. 이 논의는, 본 발명의 다양한 측면들에 대한 더 나은 이해를 촉진하기 위해 배경 정보를 독자에게 제공하는데 도움이 될 것으로 믿어진다. 따라서, 이러한 진술들은 이 견지에서 읽혀져야 하고, 종래 기술에 대한 인정이 아니라는 것이 이해되어야 한다.
가정용 게이트웨이(residential gateway)는 인터넷에 가정용 네트워크(residential network)를 접속하도록 구성된다. 그것은, 인터넷 프로토콜(IP)을 통해 수송된 일부 비디오 콘텐츠를 가정용 네트워크에서 수신 및 배포하는 것을 허용한다. 가정용 네트워크 내측에서, 비디오는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 수송될 수 있다. 유선 네트워크가 비디오 서비스를 수송하기에 적합한 것으로 보여진 경우, 유선 네트워크에 플러그될 홈 디바이스들이 요구된다. 이것은 디바이스 이동성에 적합하지 않다. 무선 기술들, 이를테면, IEEE802.11은 로컬 네트워크에서 모바일 디바이스에 도달하기에 더 편리하지만, 그들은 비디오 애플리케이션들을 위해 요구된 충분한 서비스 품질을 제공하지 않는다. 특히, 무선 간섭은 무선 전송을 저하시키고, 그 결과 비디오 품질을 저하시킨다. 2007년 6월 12일자 무선 LAN MAC(Medium Access Control) 및 PHY(Physical Layer) 규격들(specifications)에서의 IEEE802.11 표준은, 여기 이하에서 802.11로 표기되고, 복구 절차들 및 재전송 한도들(retransmit limits)에 관한 챕터 9.2.5.3에서 재전송 메커니즘을 정의한다. 재전송 메커니즘은 챕터 9.2에 정의된 DCF(distributed coordination function) 메커니즘의 일부이다. 특히, 프레임 교환에서, 송신기는 프레임 교환 시퀀스에 대한 전송을 재시도하여 오류 복구 메커니즘을 수행한다. 재전송이 성공하거나 재시도 한도에 도달할 때까지 재전송을 수행한다. 재시도 한도는 보통 7회로 설정된다. 이 메커니즘은, 무선 매체를 통해, 허용가능한 비디오 프레임들의 이송을 가능하게 하기에 충분하지 않다.
본 발명은, 비디오 서비스들에 적합한 전송 메커니즘을 제공하여, 종래 기술에서 패킷 전송과 관련된 문제들의 적어도 일부를 해결하려고 시도한다.
본 발명은 비디오 서비스들을 위한 무선 네트워크에서 서비스 품질을 향상시키는 재전송 메커니즘에 관한 것이다.
이를 목적으로, 본 발명은 패킷을 전송하기 위한 무선 디바이스에서의 방법에 관한 것으로, 이 방법은, 전송하는 패킷에 수명 값(lifetime value)을 설정하는 단계; 및 그 패킷을 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 전송이 실패하는 경우, 패킷 재전송이 실패하고 패킷 수명이 만료되지 않은 동안, 이 방법은 재시도 한도까지 패킷을 재전송하는 단계, 및 재시도 한도까지 패킷을 재전송하기 전에 일시 정지 시간(pause time)을 대기하는 단계를 포함한다.
놀랍게도, 보통 무선 전송 시스템에서 실행되는 것과 대조적으로, 재전송은, 다수의 재전송을 포함하는, 여러 단계들로 수행된다. 그것은 다수의 계속되는 패킷 재방출들(multiple continuous packet reemissions)에 기초한 것이 아니다. 그것은 간섭 기간을 우회하기 위해 재전송을 중단 및 재개한다. 그것은, 재전송 메커니즘이 비디오 서비스들에 대한 더 나은 서비스 품질을 제공한다는 것을 보여주었다. 짧은 간격으로 여러 번 패킷을 재전송하는 대신, 이 메커니즘은 재전송들을 지연한다. 이는, 적어도, 일부 간섭 문제들을 연속적으로 통과시키는 것을 가능하게 한다.
이 재전송 메커니즘은, 비디오 전송에 사용될 때 유용한 것으로 입증되었다. 그것은 패킷 오류율을 크게 감소시킨다. 이 재전송 메커니즘은 또한 표준 구현이 실행하는 것과 대조적으로, 무선 매체를 바람직하게 절약한다(save).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일시 정지 시간은 재시도 한도 횟수만큼 패킷을 전송하는 데 필요한 시간에 대응한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 일시 정지 시간은, 최저 전송 속도로 재시도 한도 횟수만큼 패킷을 전송하는데 필요한 시간에 대응한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이 방법은 단지 오디오 및 비디오 패킷들에 대해서만 수행된다.
본 발명의 또 다른 목적은, 무선 네트워크에서 통신하기 위한 무선 인터페이스, 및 전송하는 패킷에 수명 값을 설정하며, 패킷 수명이 만료되지 않았고 패킷 전송이 실패하는 동안, 재전송 한도까지 패킷을 전송하고, 재시도 한도까지 패킷을 전송하기 전에 일시 정지 시간 동안 패킷의 전송을 중단하는 재전송 수단을 포함하는 무선 디바이스이다.
일 실시예에 따르면, 무선 디바이스는 무선 네트워크에서 간섭을 검출하기 위한 간섭 검출 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때, 본 발명에 따른 방법의 단계들을 실행하기 위한 프로그램 코드 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이다. "컴퓨터 프로그램 제품"에 의해, 그것은 컴퓨터 메모리와 같은, 프로그램을 포함하는 저장 공간은 물론, 전기 또는 광 신호와 같은, 신호에 있을 수 있는, 컴퓨터 프로그램 지원으로 의미된다.
공개된 실시예들과 범위에서 상응하는 특정 측면들이 아래에 명시된다. 이러한 측면들은 단순히 본 발명이 취할 수 있는 특정 형태들에 대한 간단한 요약을 독자에게 제공하기 위해 제시되고, 이러한 측면들은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아님이 이해되어야 한다. 사실, 본 발명은 아래 명시되지 않은 다양한 측면들을 포괄할 수 있다.
본 발명은, 첨부된 도면들을 참조하여, 비제한적인 방식으로, 이하의 실시예 및 실행 예시들에 의해 더 잘 이해되고 설명될 것이다.
- 도 1은 실시예에 부합하는 액세스 포인트의 블록도이다.
- 도 2는 실시예에 따른 재전송 메커니즘을 도시한다.
- 도 3은 실시예에 따른 재전송 메커니즘의 순서도이다.
도 1에서, 표현된 블록들은, 반드시 물리적으로 별도의 엔티티들에 대응할 필요가 없는, 순전히 기능적 엔티티들이다. 즉, 그들은 하드웨어나 소프트웨어의 형태로 개발될 수 있거나, 하나 또는 여러 집적 회로에서 구현될 수 있다.
본 발명의 도면들 및 설명들은 본 발명의 명확한 이해를 위해 관련된 요소들을 설명하기 위해 단순화되었고, 명확성을 목적으로, 일반적인 디지털 멀티미디어 콘텐츠 전달 방법들 및 시스템들에서 발견된 많은 다른 요소들을 제거한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 이러한 요소들은 본 기술에서 잘 알려진 것이기 때문에, 이러한 요소들에 대한 자세한 논의는 여기에 제공되지 않는다. 여기에 있는 개시물은 본 기술에서의 당업자들에게 알려진 이러한 모든 변형들 및 수정들에 관한 것이다.
예시적인 실시예는 IEEE802.11의 프레임워크의 범위 안에 있지만, 본 발명은 이러한 특정한 환경에 제한되지 않고, 재전송이 IEEE802.11 표준에 정의된 것과 유사한 방식으로 발생하는 다른 프레임워크들 내에서 적용될 수 있다.
실시예에 따른 액세스 포인트(AP) 디바이스(1)는 도 1에 도시된다. 그것은 IEEE802.11 표준을 준수하는 무선 인터페이스(11)를 포함한다. AP(1)는 무선 매체에서 간섭을 검출하도록 구성되는 간섭 검출 모듈(13)을 포함한다. 간섭 검출 메커니즘은 본 발명의 범위 외의 것이다. AP는, 이후에 설명된 바와 같이, 재전송을 수행하도록 구성되는 재전송 모듈(14)을 포함한다. 간섭 검출 모듈은 또한 간섭이 검출되었을 때 재전송 모듈에게 알려주도록 구성된다. AP(1)는 또한 전송되는 패킷들을 무선 매체에 저장하기 위한 메모리(12)를 포함한다.
실시예가 AP에 적용되긴 하지만, 실시예의 메커니즘은 무선 스테이션에도 마찬가지로 적용된다.
실시예에 따른 재전송 메커니즘이 이제 설명된다. 재전송 모듈은 두 개의 파라미터를 제어한다. 제1 파라미터는 패킷 수명(packet lifetime)이다. 패킷 수명은 패킷이 메모리에 저장되는 시간에 대응한다. 패킷 수명이 만료될 때, 패킷이 전송되지 않은 경우, 그 패킷은 메모리에서 제거된다. 패킷이 전송될 때, 그것은 메모리에서 드롭된다.
패킷 수명은 이하의 제약들에 따라 선택될 수 있다. 그것은, 보통 예상될 수 있는 간섭 지속 기간(interference duration)보다 더 길다. 그것은 최대 AP 버퍼 용량보다 더 작고; 이는 비디오 대역폭 및 사용가능한 메모리에 의존한다. 그리고, 그것은 수신 스테이션에 버퍼링된 비디오의 양보다 더 작다. 특히, 일부 값들은 약 5초의 AP에 대한 버퍼 용량, 약 10초의 비디오 플레이어에 대한 버퍼 용량, 및 2.5초의 패킷 수명과 같을 수 있다.
제2 파라미터는 retransmission_suspend 값이다. 그것은, AP가 재전송의 두 개의 시리즈들 사이에서의 전송을 중단하는 시간을 정의한다.
메커니즘은, 도 3에 도시된 바와 같이, 다음과 같이 요약된다. AP는 스테이션에 전송하는 패킷을 갖는다(단계 S1). 패킷에 패킷 수명 값을 설정한다(단계 S2). 패킷이 스테이션에 의해 정확하게 수신되지 않은 경우, AP가 확인응답 패킷(acknowledgment packet)을 수신하지 않았기 때문에 이는 AP에 의해 검출된다. AP는 IEEE802.11 규격에 정의된 메커니즘에 따라 패킷을 재전송한다(단계 S3). 필요한 경우, 재시도 한도까지 패킷을 재전송한다. 재전송에 성공하면, AP는 다음 패킷을 보낼 수 있다(단계 S4). 재전송에 계속 실패한 경우, 간섭 검출 모듈은 간섭이 발생하고 있다는 것을 재전송 모듈에게 알린다. 실시예에 따른 재전송 메커니즘이 설정된다. 패킷 수명이 만료되는 경우(단계 S5), AP는 패킷들을 드롭하고 다음 것을 전송한다. 패킷 수명이 만료되지 않은 경우, AP는 재전송을 중단하고(단계 S6), 또 다른 세트의 재전송들을 시작한다(단계 S3). 실시예의 재시도 한도는 IEEE802.11 표준의 챕터 9.2.4에 정의된 ShortRetryLimit 파라미터에 관한 것이다. 물론, 이 메커니즘은 LongRetryLimit 파라미터에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
AP 디바이스는, 일시 정지 기간들(pause periods)만큼 이격된, 재전송 패킷들의 여러 시리즈들을 전송한다. 이것은 도 2에 도시되고, 여기서, 각각의 수직 라인은 전송 시도에 대응하고, 라인 높이는 전송 레이트를 나타낸다. 레이트는 재전송들의 시리즈의 내측 또는 두 개의 시리즈들 사이에서 수정될 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, AP는 24회의 실패한 재전송 후에 재전송 패킷을 보내도록 관리한다. 재전송은 7회의 재전송들의 시리즈들로 그룹화되었다. 7회의 재전송이 실패한 경우, AP는, 그것이 또 다른 세트의 재전송들을 시작할 때까지 재전송을 중단한다. 재전송의 시리즈들 사이에서, 매체를 프리(free)하게 놓아둔다. 이러한 일시 정지 동안, 동일한 AP가 데이터를 다른 연관된 스테이션들로 전송할 수 있거나 또는 동일한 채널에서의 다른 디바이스들이 데이터를 전송할 수 있다. AP는 쓸모없는 재전송으로 무선 매체를 오염시키지 않고, 다른 디바이스들이 매체를 사용하는 것을 가능하게 한다.
이것은, 재시도 한도 값을 7회로 설정하여, 표준 재전송 메커니즘을 여러 번 사용하는 것에 대응한다. 표준 메커니즘에서, 재시도 한도에 도달한 후에, 패킷은 제거된다. 여기에서, AP는, 패킷 수명에 도달할 때까지, 중간에 있는(in between) 일시 정지들로, 표준 재전송 메커니즘을 여러 번 사용한다.
메커니즘은 QoS(quality of service) 클래스마다 구성가능하다. IEEE802.11 표준, 및 특히, Medium Access Control on Quality of Services Enhancements에 대한 IEEE802.11e은 4개의 클래스, 즉 배경, 베스트 에포트(best effort), 음성 및 비디오를 정의한다. 실시예에 따르면, 비디오 및 음성 트래픽 클래스는 이 메커니즘을 사용하고, 배경 및 베스트 에포트 트래픽 클래스는 그것을 사용하지 않는다. 동시에 다수의 스테이션들로 비디오를 전송하는 것을 지원하는 적절한 구현은 스테이션 당 4개의 QoS 큐들(queues)을 가져야 하므로, 하나의 스테이션에 대한 전송 문제들이 또 다른 것에 대한 비디오 품질에 영향을 주지 않는다.
두 개의 재전송의 시리즈 사이의 일시 정지는 하나의 재전송의 시리즈에 필요한 시간만큼 길 수 있다. 예를 들어, retransmission_suspend 값은 25 밀리초로 설정될 수 있다.
특히, 일시 정지 시간은 IEEE802.11 규격의 7.3.2.2에 정의되어 있는 BSSBasicRateSet의 최저 전송 레이트로 재전송 패킷의 시리즈를 전송하는데 필요한 시간에 대응한다. 이것은, 최악의 경우에, 재전송들의 시리즈를 위해 필요한 시간에 대응한다.
다시 말해, 실시예에 따른 AP는 재전송 모듈 및 간섭 검출 모듈도 또한 가지는 표준 AP이다. 표준 AP는, 다른 것들 중에서 재시도 한도 파라미터를 사용하는, IEEE802.11 표준에 정의된 바와 같은 재전송을 수행하는 복구 모듈을 포함한다. 표준 AP는 재시도 한도까지 재전송을 수행한다.
재전송 모듈은, 복구 모듈의 특징들을 사용하여, 재전송을 수행한다. 특히, 먼저 재시도 한도까지 재전송을 수행하도록 복구 모듈에게 요청한다. 재전송이 성공하지 않은 경우, 다시 재전송을 수행하도록 복구 모듈에게 요청한다. 더 일반적으로, 재전송 모듈은, retransmission_suspend 값, 재시도 한도 횟수(retry limit number) 및 패킷 수명과 같은 파라미터들에 따라, 복구 모듈을 구동하도록 구성된다. retransmission_suspend 값은 AP 사용자 인터페이스를 통해 구성가능할 수 있다.
재전송 모듈은 또한 실시예에 따른 재전송 메커니즘을 사용하기 전에, 수신기가 그 재전송 메커니즘을 지원하는지를 확인할 수 있다. 그것은, 설정될 수 있는 최대 패킷 수명을 평가하기 위해 수신기의 버퍼링 용량을 확인한다. 패킷 수명이 너무 짧은 경우, 재전송 메커니즘이 사용되지 않고, 단지 표준 복구 절차만 사용된다. 이것은 본 발명의 범위 외에 있는 임의의 소유권 방식(any proprietary manner)으로 수행될 수 있다.
설명, 청구항들 및 도면들에 개시된 언급들(references)은 독립적으로 또는 임의의 적절한 조합으로 제공될 수 있다. 특징들은, 상황에 따라, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 두 가지의 조합에서 구현될 수 있다.
여기에서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"라는 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 구현에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 명세서에서 다양한 위치에서의 "하나의 실시예에서"라는 문구의 표현이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니고, 다른 실시예들에 반드시 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예들일 필요도 없다.
청구항들에 등장하는 참조 번호들은 단지 실례이며, 청구항들의 범위에 대해 어떠한 제한 효과도 가져서는 안 된다.

Claims (7)

  1. 무선 디바이스에서 패킷을 전송하기 위한 방법으로서,
    패킷에 수명 값(lifetime value)을 설정하는 단계; 및
    상기 패킷의 수명이 만료되지 않은 동안에, 재전송이 성공할 때까지 상기 패킷을 재전송하는 단계 - 상기 패킷이 재시도 한도 횟수만큼 재전송된 경우에는, 최대 상기 재시도 한도 횟수만큼 상기 패킷을 재전송하기 이전에 일시 정지 시간(pause time) 동안 대기함 -
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일시 정지 시간은, 재시도 한도 횟수만큼 패킷을 전송하는데 필요한 시간에 대응하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패킷은 복수의 전송 속도로 송신될 수 있고, 상기 일시 정지 시간은, 상기 복수의 전송 속도 중 이용가능한 최저 전송 속도로 재시도 한도 횟수만큼 상기 패킷을 전송하는데 필요한 시간에 대응하는 방법.
  4. 무선 디바이스로서,
    무선 네트워크에서 통신하기 위한 무선 인터페이스, 및
    재전송 모듈
    을 포함하고,
    상기 재전송 모듈은,
    패킷에 수명 값을 설정하고;
    상기 패킷의 수명이 만료되지 않은 동안에, 재전송이 성공할 때까지 상기 패킷을 재전송하기 위한 것인 - 상기 패킷이 재시도 한도 횟수만큼 재전송된 경우에는, 최대 상기 재시도 한도 횟수만큼 상기 패킷을 재전송하기 이전에 일시 정지 시간 동안 대기함 -
    무선 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무선 네트워크에서의 간섭들을 검출하기 위한 간섭 검출 모듈을 포함하는 무선 디바이스.
  6. 삭제
  7. 삭제
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