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KR20050057124A - ＱｏＳ 서비스 스케줄 제공 방법, 무선 네트워크, 컴퓨터실행가능한 인스트럭션 - Google Patents

ＱｏＳ 서비스 스케줄 제공 방법, 무선 네트워크, 컴퓨터실행가능한 인스트럭션 Download PDF

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KR20050057124A
KR20050057124A KR1020057003661A KR20057003661A KR20050057124A KR 20050057124 A KR20050057124 A KR 20050057124A KR 1020057003661 A KR1020057003661 A KR 1020057003661A KR 20057003661 A KR20057003661 A KR 20057003661A KR 20050057124 A KR20050057124 A KR 20050057124A
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KR
South Korea
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wireless station
service schedule
qos service
qos
schedule
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KR1020057003661A
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암자드 수므로
키란 챨라팔리
프라도 파본 자비에르 델
사이샨카 난다고팔란
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 QoS(Quality of Service) 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 네트워크 내의 무선 스테이션에 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 (1) 무선 스테이션에 대한 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 생성하고, (2) QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 스테이션에 전송할 수 있는 하이브리드 조정자(hybrid coordinator)를 포함한다. 무선 스테이션은 하이브리드 조정자가 어떠한 전송 기회(transmission opportunity)도 스케줄하지 않은 시간 동안, 절전 모드로 진입함으로써 전력 관리를 수행하기 위해 스케줄링 정보를 사용할 수 있다.

Description

ＱｏＳ 서비스 스케줄 제공 방법, 무선 네트워크, 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING QOS SERVICE SCHEDULE AND BANDWIDTH ALLOCATION TO A WIRELESS STATION}
본 특허 출원은 2002년 9월 4일 출원한 미국 임시 특허 출원 제 60/408,004 호를 우선권 주장한 것으로서, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 특허 출원은 또한 본 명세서에 참조로서 포함되며, 본 출원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "Apparatus and Method for Announcing A Pending QoS Service Schedule to a Wireless Station"인 미국 특허 출원[Attorney Docket No. US 020144]과 관련된다.
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 QoS(Quality of Service) 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 네트워크 내의 무선 스테이션에 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
셋톱 박스, 하이 엔드(high end) 텔레비전, 디지털 텔레비전, 개인용 텔레비전, 저장 제품, 개인 디지털 보조 장치(PDA), 무선 인터넷 장치 등과 같은 고품질 멀티미디어 장치의 개발은 다양한 아키텍처를 이끌고 있으며 이들 장치의 새로운 특징 쪽으로 더 많은 개방을 이끌고 있다. 이들 새로운 멀티미디어 제품의 개발은 사람들이 멀티미디어 서비스에 대한 수요를 계속 증가시키도록 한다. 따라서, 네트워크 설계자 및 엔지니어는 통합 네트워크를 통한 실시간 및 비실시간 멀티미디어 전송에 대한 증가된 수요를 만족시킬 수 있는 시스템을 계속 설계할 것이다.
인터넷 프로토콜(IP) 기반의 인터넷은 사용자에게 어떠한 서비스 수준도 보장하지 않는 "최선형(best effort)" 데이터 배급 서비스를 제공한다. IP 네트워크를 통한 "최선형" 서비스는 복잡도가 엔드-호스트(end-host)에서 머무르게 할 수 있으며, 따라서 네트워크가 단순화될 수 있다. 인터넷의 괄목할 성장은 이 방법이 적절하다는 것을 보여준다.
반면에, 최근에, IEEE 802.11 무선 로컬 에이리어 네트워크(WLAN)가 이동/휴대형 장치에 대한 광역 무선 액세스에 있어서 지배적인 기술로서 출현하였다. IEEE 802.11은 "최선형" 서비스를 지원하므로 "이더넷(Ethernet)"의 무선 버전으로 고려될 수 있다. IEEE 802.11 워킹 그룹(Working Group)은 현재 QoS(Quality of Service)를 지원하기 위해, 기존의 레거시(legacy) 802.11 MAC(Medium Access Control) 층에 새로운 보충(supplement)을 규정하고 있다. 새로운 802.11e MAC는 무선 로컬 에이리어 네트워크(WLAN)를 통한 음성 및 비디오 서비스와 같은 애플리케이션을 가능하게 함으로써 802.11 애플리케이션 영역을 확장한다.
이 새로운 IEEE 802.11e 표준은 QoS를 지원하는 산업의 제 1의 보편적인 무선 표준을 구성할 것이다. IEEE 802.11e는 가정, 기업 및 공중 액세스 네트워킹 환경과 끊임없이 상호작용을 제공하지만, 여전히 각 유형의 네트워크의 고유한 요구를 만족시키는 특징을 제공한다. 다른 무선 제안(initiative)과는 달리, IEEE 802.11e는 과거의 레거시 표준과 완벽하게 호환하면서, QoS 특징 및 멀티미디어 지원을 기존의 IEEE 802.11 표준에 추가함으로써 가정 및 비즈니스 환경에 걸쳐있는 제 1 무선 표준이다.
멀티미디어 트래픽에 대한 QoS 지원은 음성, 오디오 및 비디오가 복수의 네트워킹된 가정의 전자 장치 및 개인용 컴퓨터로 전달되는 무선 가정용 네트워크에 중요하다. 광대역 서비스 제공자는 QoS 및 멀티미디어 가능 가정용 네트워크를 거주 고객에게 주문형 비디오, 주문형 오디오, IP를 통한 음성 및 고속 인터넷 액세스와 같은 부가 가치 서비스를 제공하는 데에 필수적인 요소로 본다.
적절한 서비스를 제공하기 위해서는, 네트워크 서비스 유형에 대해 어느 정도 수준의 양과 품질의 판정이 요구될 것이다. 이것은 네트워크에게 지연, 지터(jitter) 및 손실에 대한 엄격한 타이밍 요구를 갖는 트래픽과 다른 유형의 트래픽을 구별할 수 있게 하는 일부 능력을 추가할 것을 요구한다. 이것은 QoS 제공을 위한 프로토콜이 달성되도록 설계되는 것이다. QoS 제공은 대역폭을 생성하지 않지만, 넓은 범위의 애플리케이션 요구를 만족시키도록 보다 효과적으로 대역폭을 관리한다. QoS 제공의 목적은 여러 수준의 예측가능성을 제공하고 현재의 IP를 넘어 "최선형" 서비스를 제공하는 것이다.
현재 존재하는 IEEE 802.11e 표준(2002년 7월의 D3.2)은 트래픽 스트림에 대한 QoS 요구를 협상하기 위한 프로토콜을 개시한다. 2002년 7월의 IEEE 802.11e 표준의 D3.2 버전은 참고로 본 특허 명세서 내에 포함되어 있다. 2002년 7월의 IEEE 802.11e의 D3.2 버전은 "D3.2 표준"이라고 한다. 하이브리드 조정자 내의 스케줄러는 각각의 무선 스테이션(WSTA)에 대한 서비스 스케줄을 결정하는 것을 담당한다. 스케줄링은 각각의 사전 협상된 QoS 요구가 만족되도록 수행된다. D3.2 표준에서 서비스 스케줄은 하이브리드 조정자 내에 포함되며 하이브리드 조정자의 외부에 알려지지 않는다. 서비스 스케줄의 실제 결정은 알고리즘 문제이며 D3.2 표준에 의해 처리되지 않는다.
하이브리드 조정자에 의해 결정되는 서비스 스케줄(D3.2 표준 내의)은 무선 스테이션에 알려지지 않기 때문에, 각각의 QoS 무선 스테이션(QSTA)은 TXOP(traffic opportunity)가 다운링크 트래픽을 수신하거나 업링크 트래픽을 송신(또는 사이드링크 트래픽을 송신)할 때를 예상하지 못한다. 이것은 무선 스테이션이 빈번하게 절전 모드(슬립 모드라고도 함)로 들어감으로써 전력을 유지하는 것이 유리하기 때문에, 문제가 있다. 무선 스테이션은 무선 스테이션이 절전 모드에 있을 때 트래픽을 송신하거나 수신할 수 없다.
만약 무선 스테이션이 하이브리드 조정자 내의 서비스 스케줄을 사전에 알고 있으면, 무선 스테이션은 TXOP(transmission opportunity)가 하이브리드 조정자에 의해 스케줄되지 않을 때 절전 모드로 들어갈 수 있다.
따라서, 종래 기술에서 무선 네트워크 내의 무선 스테이션이 하이브리드 조정자로부터 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 수신할 수 있도록 하는 장치 및 방법이 요구된다.
도 1은 호스트, 분산 시스템, 제 1 QoS(Quality of Service) 기본 서비스 세트(QBSS) 및 제 2 QoS 기본 서비스 세트를 포함하는 무선 로컬 에이리어 네트워크(WLAN)의 전형적인 종래 기술의 확장된 서비스 세트를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술의 7 개의 OSI(Open System Interconnection) 네트워크층을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 QoS 무선 스테이션의 전형적인 아키텍처를 도시한 도면.
도 4는 IEEE 802.11e QoS 데이터에 대한 종래 기술의 프레임 포맷을 도시한 도면.
도 5는 IEEE 802.11e 트래픽 사양 요소에 대한 종래 기술의 프레임 포맷을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 전형적인 스케줄 요소를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 스케줄 QoS 관리 액션을 위한 전형적인 프레임을 도시한 도면.
도 8은 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 로컬 에이리어 네트워크(WLAN) 내의 무선 스테이션으로 제공하는 본 발명의 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도.
도 9는 무선 스테이션이 QoS 서비스 스케줄을 사용하여 적절한 때에 절전 모드 동작으로 들어가거나 나오는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 순서도.
본 발명은 일반적으로 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 네트워크 내의 무선 스테이션에 제공하는 장치 및 방법을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 장치는 QoS 서비스 스케줄 및 무선 스테이션에 대한 대역폭 할당 메시지를 생성할 수 있으며 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 스테이션에 보내는 하이브리드 조정자를 포함한다. 무선 스테이션은 스케줄링 정보를 사용하여 하이브리드 조정자가 임의의 전송 기회를 스케줄링하지 않은 시간 동안 절전 모드로 진입함으로써 전력 관리를 수행할 수 있다. 무선 스테이션은 또한 내부적으로 큐잉된 데이터를 사전 스케줄링하는 것과 같이 다른 목적을 위해 스케줄링 정보를 사용할 수도 있다.
본 발명의 주 목적은 QoS 서비스 스케줄을 무선 네트워크 내의 무선 스테이션에 제공하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 내트워크 내의 무선 스테이션 내의 QoS 서비스 스케줄을 갱신하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 스테이션 내의 QoS 서비스 스케줄을 사용하여, 전송 기회가 하이브리드 조정자에 의해 스케줄되지 않은 시간 동안 절전 모드로 들어감으로써 전력 관리를 수행하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 네트워크 내의 무선 스테이션에 QoS 대역폭 할당 메시지를 제공하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이상 본 발명의 특징 및 기술적 이점을 보다 넓게 약술하였으므로, 당업자들은 이하의 본 발명의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 부가적인 특징 및 장점은 이하에 설명한다. 당업자들은 본 발명의 목적을 수행하기 위해 구성을 수정하거나 또는 다른 구조를 설계하기 위한 기준으로서 개시된 개념 및 특정 실시예를 쉽게 사용할 수도 있다. 당업자들은 이러한 동등한 구성이 넓은 형태의 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에 사용된 단어 및 구의 정의를 개시하는 것이 바람직할 것이다. "포함"이라는 용어는 제한 없이 포함한다는 것을 의미하고, "또는"이란 용어는 포괄적이며 및/또는을 의미하고, "관련"이라는 구문 및 그 파생어는 포함하는 것, 포함되는 것, 연결 또는 결합 또는 통신, 협력, 삽입, 병치, 근사, 구속 및 소유 등을 의미하고, "제어기", "처리기" 또는 "장치"는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 시스템 또는 부품을 의미하며, 이러한 장치는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어 또는 이들 중 적어도 두 개의 조합으로 구현될 수도 있다. 임의의 특정 제어기와 관련된 기능은 집중화되거나 또는 지역적으로 또는 원격적으로 분산될 수도 있다. 임의의 단어 및 구에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 제공되며, 대부분의 경우에 이러한 정의는 그러한 정의된 단어 및 구의 이전의 사용 및 장래의 사용에도 적용된다.
본 발명 및 그 이점의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참조하라. 도면에서 유사한 번호는 유사한 대상을 나타낸다.
도 1 내지 9 및 본 발명의 개선된 시스템 및 방법의 원리를 설명하기 위한 본 명세서에 개시된 다양한 실시예는 어떠한 방법으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 당업자들은 본 발명의 원리가 어떠한 유형의 무선 네트워크 시스템에도 성공적으로 적용될 수도 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 무선 WLAN의 전형적인 확장 서비스 세트(100)를 도시한 것이다. 확장 서비스 세트(100)는 호스트(110), 분산 시스템(115), QoS 기본 서비스 세트(QBSS)(120) 및 제 2 QoS 기본 서비스 세트(QBSS)(140)를 포함한다. QoS 기본 서비스 세트(QBSS)는 동일 MAC(Medium Access Control) 프로토콜을 실행하고 동일한 공유 매체에 대한 액세스와 경합하는 다수의 무선 QoS 스테이션(QSTA)을 포함한다. QBSS는 격리될 수도 있고 또는 분산 시스템에 접속될 수도 있다. 통상적으로, 분산 시스템은 유선 백본 LAN(local area network)이다.
QoS 액세스 포인트(QAP)는 분산 시스템에 접속되는 무선 QoS 스테이션이다. QAP는 QBSS와 분산 시스템 사이에서 브리지 기능을 한다. QBSS의 MAC 프로토콜은 QBSS의 QAP 내의 중앙 조정 기능에 의해 완전히 분산되거나 제어될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, QBSS(120)는 QAP(125)를 통해 분산 시스템(115)에 접속되고, QBSS(140)는 QAP(145)를 통해 분산 시스템(115)에 접속된다.
도 2는 종래의 7 OSI(Open Systems Interconnection) 네트워크층을 도시하고 있다. 이들 층은 당해 기술 분야에 공지되어 있으며, 본 명세서에 참조로서 포함된다. 제 1 층은 물리층(210)이고, 제 2 층은 데이터 링크층(220)이며, 제 3 층은 네트워크층(230)이고, 제 4 층은 전송층(240)이며, 제 5 층은 세션층(250)이고, 제 6 층은 프리젠테이션 층(260)이며, 제 7 층은 애플리케이션 층(270)이다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 QoS 무선 스테이션(QSTA)의 전형적인 아키텍처(300)를 나타낸다. 이 아키텍처의 많은 요소들이 당해 분야에 공지되어 있다. SME(Station Management Entity)(SME)(310)는 애플리케이션층으로부터 물리층으로 연장된다. 물리층은 도 3에 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)(375) 및 PLME(Physical Layer Management Entity)(380)로 나타나 있다. MAC 층(335)은 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)(375) 위에 위치한다. MLME(MAC Layer Management Entity)는 PLME(Physical Layer Management Entity)(380) 위에 위치한다.
논리 링크 제어층(LLC 층; Logical Link Control Layer)(325)은 MAC 층(335) 위에 위치한다. LLC 층(325)은 CE(Classification)(330)를 포함한다. 중간층(320)은 LLC 층(325) 위에 위치한다. 애플리케이션 층(315)은 중간층(320) 위에 위치한다.
MAC 층(335)은 HCF(Hybrid Coordination Function)(360)를 포함한다. HCF(Hybrid Coordination Function)(360)는 HC(Hybrid Coordinator)(355)를 포함한다. MAC 층(335)은 또한 EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)(365)를 포함한다. MAC 층 관리 함수(MLME)(340)는 대역폭 관리자(BM; Bandwidth Manager)(345) 및 스케줄링 개체(SE; Scheduling Entity)(350)를 포함한다.
DSBM(Designated Subnet Bandwidth Manager)(370)은 MAC 층 관리 함수(MLME)(340) 위에 위치한다. DSBM(Designated Subnet Bandwidth Manager)(370)은 LLC 층(330), MAC 층 관리 함수(MLME)(340) 및 SME(Station Management Entity)(310)과 통신할 수 있다.
본 발명의 하이브리드 조정자(355)는 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 로컬 에이리어 네트워크(100) 내의 QoS 무선 스테이션(예를 들면, QSTA(130))에 제공할 수 있다.
MAC 층(335)은 HCF(Hybrid Coordination Function)(360) 및 EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)(365)를 정의한다. EDCF(365)는 레거시 DCF(즉, 레거시 IEEE 802.11 MAC)에 그 뿌리를 두고 있기 때문에 이렇게 명명된다. HCF(360) 및 EDCF(365)는 일반적으로 QoS 액세스 포인트(예를 들면, QAP(120))에 위치한다.
EDCF(365)는 랜덤 시간 동안 채널을 들은 후에 프레임이 전송되는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)라고 하는 리슨-비포-토크(listen-before-talk) 프로토콜에 기초한다. 이것은 더 높은 층에 의해 분류된 대로 상이한 속성의 프레임에 대해 차별화된 채널을 제공한다. 무선 매체의 불확실성과 함께 채널 액세스에 기초한 분산 경합의 성질로 인해, EDCF(365)는 어떠한 엄격한 QoS도 보장할 수 없다. 그러나, EDCF(365)는 통계적 프레임 손실을 견딜 수 있는 애플리케이션에 유용할 수 있는 이른 바 "우선순위화된(prioritized)" QoS를 제공한다. EDCF(365)에 의해, 단일 MAC(335)가 상이한 우선순위에 대해 독립적으로 동시에 작동하는 복수의 큐를 가질 수 있다. 상이한 우선 순위를 갖는 프레임은 상이한 CSMA/CA 경합 파라미터를 사용하여 전송된다. 즉, 기본적으로는 보다 높은 우선순위를 갖는 프레임이 보다 낮은 우선 순위를 갖는 프레임보다 더 짧은 주기 동안 채널을 들은 후에 전송된다. EDCF(365)에 의해 지원되는 스트림의 개념은 존재하지 않는다는 사실에 주목하라. 각각의 개별 프레임은 대응하는 우선순위에 근거하여 상대적으로 처리된다.
HCF의 제어된 채널 액세스는, QSTA가 HC로부터 폴링 프레임(polling frame)을 수신할 때 QSTA가 펜딩 프레임(pending frame)을 전송하는 폴-앤드-리스폰스(poll-and-response) 프로토콜에 기초한다. QSTA는 EDCF 채널 액세스에 따라서 채널에 대해 경합하기 때문에, HC는 채널 경합에 대해 최고의 우선순위를 받는다. 즉, HC는 다운링크 프레임 또는 폴링 프레임의 전송 전에 어떠한 다른 QSTA보다 더 짧은 시간 동안 채널을 들음으로써 경합에서 승리한다. QSTA를 폴링함으로써, HC는 폴링된 전송 기회(TXOP)를 QSTA에게 주고, 여기서 TXOP는 TXOP 홀더라고 하는 폴링된 QSTA가 채널을 통한 제어를 담당하는 특정한 시간을 나타낸다. 폴링된 TXOP의 지속 기간은 특정 폴링 프레임 내에서 지정된다. 즉, 폴링된 TXOP 동안에, TXOP 홀더는, 이러한 트랜잭션 동안의 전체 지속 기간이 폴링된 TXOP의 지속 기간을 넘지 않는 한, 복수의 프레임을 전송할 수 있다.
집중 제어 특성으로 인해, HCF는 "우선순위화된" QoS와 함께 이른 바 "파라미터화된" QoS에 사용될 수 있다. 파라미터화된 QoS를 지원하기 위해, HC 및 QSTA(또는 QSTA)는 특정 스트림의 QoS 요구 및 트래픽 특성과 함께 스트림을 설정한다. 일단 이러한 스트림이 설정되면, HC는 TXOP를 대응하는 QSTA에 제공하려고 하거나(스트림이 QSTA로부터 QSTA로 또는 QSTA로부터 HC로 진행하는 경우) 또는 협약된 특성에 따라서 프레임을 전송하려고(스트림이 HC로부터 QSTA로 진행하는 경우) 시도한다.
도 4는 IEEE 802.11e QoS 데이터에 대한 종래 기술의 프레임 포맷을 도시한 것이다. 각각의 단일 QoS 데이터 프레임은 우선순위화된 QoS에 대한 프레임의 우선순위를 나타내는 TID(Traffic Identifier) 값 또는 파라미터화된 QoS에 대한 대응하는 트래픽 스트림을 전달한다. 이러한 정보를 전달하기 위해, IEEE 802.11e QoS 데이터 프레임 헤더는 도 4에 도시된 두 개의 (2) 옥텟(octet) 제어 필드(410)를 포함한다. QoS 제어 필드는 4 개의 (4) 비트를 사용하여 TID 값을 나타내고 또한 몇몇 다른 QoS 관련 정보를 전달한다. 예를 들면, 특정 프레임은 대기 행렬에서 빠진 큐의 상태가 표시되어 HC의 TXOP 승인(grant) 스케줄링을 돕는다.
두 유형의 QoS 액션 관리 프레임은 트래픽 스트림을 설정하고, 수정하고 삭제하도록 규정된다. 제 1 유형은 QoS 스트림을 설정 또는 수정하는데 사용되는 TS 요청 추가(Add TS Request) 및 응답(Response) QoS 액션 프레임을 포함한다. 제 2 유형은 QoS 스트림을 삭제하는 데 사용되는 TS 요청 삭제(Delete TS Request) 및 응답(Response) QoS 액션 프레임을 포함한다. 각각의 QoS 액션 관리 프레임은 대응하는 QoS 요구 및 트래픽 특성을 전달하는 트래픽 특성(TSPEC) 정보 요소를 나타낸다.
도 5는 TSPEC(Traffic Specification) 요소에 대한 종래 기술의 프레임 포맷을 도시한 것이다. TSPEC 요소(500)는 파라미터화된 QoS 트래픽 전송을 지지하여 특정 무선 스테이션(WSTA)의 상황에서, HC(Hybrid Coordinator) 및 무선 스테이션(WSTA)에 의한 사용을 위한 단일 방향의 트래픽 스트림의 특성 및 QoS 예상을 규정하는 파라미터 세트를 포함한다. 트래픽 특성 요소 정보 필드는 도 5에 도시된 항목을 포함한다. 트래픽 특성 요소(500)는 파라미터화된 QoS 트래픽의 어떠한 특정 예에 대해, 필요한 것보다 더 광범위하거나 또는 이용가능한 파라미터 세트를 허용한다. 필드는 지정되지 않은 파라미터 값에 대해 0으로 설정된다.
현재의 IEEE 802.11e 표준(2002년 7월의 D3.2)은 트래픽 스트림에 대한 QoS 요구를 협상하기 위한 프로토콜을 개시한다. 2002년 7월의 IEEE 802.11e 표준의 D3.2 버전은 "D3.2 표준"으로 지칭된다. 하이브리드 조정자 내의 스케줄러는 각각의 무선 스테이션(WSTA)에 대해 서비스 스케줄을 결정할 책임을 갖는다. 스케줄링은 개개의 사전 협상된 QoS 요구가 만족되도록 수행된다. D3.2 표준에서, 서비스 스케줄은 하이브리드 조정자 내에 유지되며 하이브리드 조정자의 외부에 알려지지 않는다. 서비스 스케줄의 실제 결정은 알고리즘 문제이며 D3.2 표준에 의해 처리되지 않는다.
하이브리드 조정자(D3.2 표준 내의)에 의해 결정되는 서비스 스케줄은 무선 스테이션에 알려지지 않기 때문에, 각각의 QoS 무선 스테이션(QSTA)은 TXOP(traffic opportunity)가 다운링크 트래픽을 수신하거나 업링크 트래픽(또는 사이드링크 트래픽)을 송신하는 때를 예상하지 못한다. 무선 스테이션(예를 들면, QSTA(130))이 절전 모드(슬립모드라고도 함)로 자주 진입함으로써 전력을 보존하는 것이 바람직하기 때문에 이것은 문제가 된다. 무선 스테이션은 무선 스테이션이 절전 모드로 되는 때, 트래픽을 송신하거나 수신할 수 없다.
만약, 무선 스테이션이 하이브리드 조정자 내의 서비스 스케줄을 사전에 알면, 무선 스테이션은 TXOP(transmission opportunity)가 하이브리드 조정자에 의해 스케줄되지 않을 때 절전 모드로 진입할 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법은 무선 스테이션에, QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 스테이션에 송신함으로써 하이브리드 조정자 내의 스케줄 정보를 제공한다. 무선 스테이션은 (1) 전력 레벨 관리 또는 (2) 내부적으로 큐잉된 데이터의 사전 스케줄링 또는 (3) 임의의 다른 목적을 위해 스케줄 정보를 이용할 수도 있다.
QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지는 도 6에 도시된 바와 같은 스케줄 요소(600)를 포함한다. 스케줄 요소(600)는 다음 정보, 즉 요소 식별(ID), 길이, 공칭 TXOP 지속 기간, 내부 TXOP 간격, 내부 TXOP 지터 경계, 최대 TXOP 지속 기간 및 최소 TXOP 지속 기간을 포함한다. QoS 서비스 스케줄은 무선 스테이션이 트래픽을 송수신하는 기간을 지정하기 때문에, QoS 서비스 스케줄은 본래 무선 스테이션에 대한 대역폭 할당 메시지를 포함한다. 따라서, QoS 서비스 스케줄은 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지라고도 지칭된다.
스케줄 요소(600)는 도 7에 도시된 바와 같은 스케줄 QoS 관리 액션 프레임(700) 내의 무선 스테이션으로 전송된다. 스케줄 QoS 관리 액션 프레임(700)은 하이브리드 조정자로부터 무선 스테이션으로 주기적으로 또는 비주기적으로 전송될 수도 있다. 스케줄 QoS 관리 액션 프레임(700)은 하이브리드 조정자로부터 무선 스테이션으로 단 1회 또는 선택된 횟수만큼 전송될 수도 있다. 스케줄 QoS 관리 액션 프레임(700)은, 적어도 하나의 허가된 스트림이 무선 스테이션에서 발생할 때 또는 적어도 하나의 허가된 트래픽 스트림이 무선 스테이션으로 전달될 때, 이동 스테이션으로 전송된다.
하이브리드 조정자는 스케줄이 변경될 때마다 스케줄 QoS 관리 액션 프레임(700)을 무선 스테이션에 보낼 수도 있다. 무선 스테이션에 의해 수신되는 서비스 스케줄은 보다 최근에 수신된 서비스 스케줄에 의해 겹쳐쓰기될 때까지 유지된다.
도 8은 QoS 서비스 스케줄 및 대역폭 할당 메시지를 무선 스테이션에 제공하는 본 발명의 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다. 도 8에 도시된 단계는 총괄하여 참조 번호(800)로 지칭된다. 설명을 위해, 무선 스테이션(WSTA)은 QSTA(130)이라고 가정하고, HC는 QoS 액세스 포인트(QAP)(125) 내에 함께 위치하는 하이브리드 조정자(355)라고 가정한다.
하이브리드 조정자(HC)는 단일 무선 스테이션(WSTA)에 대한 허가된 TSPEC를 집합시킨다(단계 810). 그 다음에, 하이브리드 조정자(HC)는 무선 스테이션(WSTA)에 대한 서비스 스케줄을 확립한다(단계 820). 그 다음에, 하이브리드 조정자(HC)는 서비스 스케줄을 QoS 액션 요구 프레임 내의 스케줄 요소(600) 내의 무선 스테이션(WSTA)으로 전송한다(830).
무선 스테이션(WSTA)은 하이브리드 조정자(HC)로부터 서비스 스케줄 정보를 수신하고, 무선 스테이션(WSTA) 내의 현재의 서비스 스케줄을 갱신한다(단계 840). 그 다음에 무선 스테이션(WSTA)은 하이브리드 조정자(HC)에게 서비스 스케줄 정보의 수신의 통지를 포함하는 QoS 액션 응답 프레임을 전송한다(단계 850). 하이브리드 조정자(HC)는 무선 스테이션(WSTA)으로부터 통지를 수신하고 새로운 서비스 스케줄을 실행한다(단계 860).
도 9는 무선 스테이션이 QoS 서비스 스케줄을 사용하여 적절한 시간에 절전 모드 동작으로 진입하거나 빠져나오는 본 발명의 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다. 도 9에 도시된 단계는 총괄하여 참조 번호(900)로 지칭된다. 설명을 위해, 무선 스테이션(WSTA)은 QSTA(130)라고 가정하고, 하이브리드 조정자(HC)는 QoS 액세스 포인트(QAP)(125) 내에 함께 배치된 하이브리드 조정자(355)라고 가정한다.
무선 스테이션(WSTA)은 하이브리드 조정자(HC)로부터 서비스 스케줄을 수신한다(단계 910). 무선 스테이션(WSTA)은 서비스 스케줄로부터 전송 기회(TXOP)의 스케줄된 시간을 결정한다(단계 920). 그 다음에 무선 스테이션(WSTA)은 배터리 전력을 보존하기 위해 절전 모드 동작으로 진입한다(단계 930).
그 다음에, 무선 스테이션(WSTA)은 다음 스케줄링된 전송 기회(TXOP)의 시간 전에 절전 모드 동작으로부터 빠져나온다(단계 940). 스케줄링된 전송 기회(TXOP) 동안에, 무선 스테이션(WSTA)은 데이터를 송신하거나 수신한다(단계 950). 그 다음에, 무선 스테이션(WSTA)은 다시 절전 모드 동작으로 들어가서 다음 스케줄링된 전송 기회(TXOP)를 기다린다(단계 960). 무선 스테이션(WSTA)은 이 방법으로 동작을 계속하여 전력을 보존한다.
본 발명의 방법의 단계는 DVD 또는 CD-ROM과 같은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션에 의해 수행될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 도 3에 CD-ROM 디스크(390)로서 표시되어 있다.
이상 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변경, 대체 및 수정이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 무선 네트워크(100) 내의 무선 스테이션(130)에 QoS(Quality of Service) 서비스 스케줄(600)을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 무선 네트워크(100)의 하이브리드 조정자(355) 내에서 상기 무선 스테이션(130)에 대한 QoS 서비스 스케줄(600)을 생성하는 단계와,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 상기 무선 스테이션(130)으로 전송하는 단계를 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)로부터의 상기 QoS 서비스 스케줄(600)로 상기 무선 스테이션(130) 내의 이전의 QoS 서비스 스케줄(600)을 갱신하는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 스테이션(130)이 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하였다는 통지를 상기 무선 스테이션(130)으로부터 상기 하이브리드 조정자(355)에게 전송하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 통지를 수신하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 실행하는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은 상기 무선 스테이션(130)에 대한 대역폭 할당 메시지를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은, 요소(element) ID, 길이, 공칭 TXOP 지속 기간(Nominal TXOP Duration), 내부 TXOP 간격(Inter TXOP Interval), 내부 TXOP 지터 경계(Inter TXOP Jitter Bound), 최대 TXOP 지속 기간(Maximum TXOP Duration) 및 최소 TXOP 지속 기간(Minimum TXOP Duration)의 값 중 하나의 값을 포함하는 스케줄 요소를 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하는 단계와,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)로부터 상기 무선 스테이션(130)에 대한 전송 기회(tranmission opportunity)의 스케줄링된 시간을 결정하는 단계와,
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간까지 상기 무선 스테이션(130)을 절전 동작 모드로 두는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간 전에 상기 절전 동작 모드로부터 상기 무선 스테이션(130)을 벗어나게 하는 단계와,
    상기 무선 스테이션(130)을 동작시켜 상기 전송 기회 동안 데이터를 송수신하는 단계와,
    그 다음 스케줄링된 전송 기회가 발생할 때까지 상기 무선 스테이션(130)을 다시 상기 절전 동작 모드로 두는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 주기적으로 또는 비주기적으로 상기 무선 스테이션(130)으로 전송하는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 상기 무선 스테이션(130)으로 선택된 횟수만큼 전송하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하는 단계와,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)로부터의 정보를 사용하여, (1) 상기 무선 스테이션(130)에서 전력 관리를 수행하거나 (2) 상기 무선 스테이션(130) 내에 큐잉된 데이터(queued data)를 내부적으로 스케줄하는 단계를 더 포함하는
    QoS 서비스 스케줄 제공 방법.
  11. QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 무선 네트워크(100) 내의 무선 스테이션(130)에 제공할 수 있는 무선 네트워크(100)에 있어서,
    상기 무선 네트워크는
    상기 무선 네트워크(100)의 하이브리드 조정자(355) 내에서 상기 무선 스테이션(130)에 대한 QoS 서비스 스케줄(600)을 생성하고,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 상기 무선 스테이션(130)으로 전송할 수 있는
    무선 네트워크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 또한
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하고,
    상기 하이브리드 조정자(355)로부터의 상기 QoS 서비스 스케줄(600)로 상기 무선 스테이션(130) 내의 이전의 QoS 서비스 스케줄(600)을 갱신할 수 있는
    무선 네트워크.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 또한
    상기 무선 스테이션(130)이 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하였다는 통지를 상기 무선 스테이션(130)으로부터 상기 하이브리드 조정자(355)에게 전송하고,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 통지를 수신하고,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 실행할 수 있는
    무선 네트워크.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은 상기 무선 스테이션(130)에 대한 대역폭 할당 메시지를 더 포함하는
    무선 네트워크.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은, 요소 ID, 길이, 공칭 TXOP 지속 기간, 내부 TXOP 간격, 내부 TXOP 지터 경계, 최대 TXOP 지속 기간 및 최소 TXOP 지속 기간의 값 중 하나의 값을 포함하는 스케줄 요소를 포함하는
    무선 네트워크.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 또한
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하고,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)로부터 상기 무선 스테이션(130)에 대한 전송 기회의 스케줄링된 시간을 결정하고,
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간까지 상기 무선 스테이션(130)을 절전 동작 모드로 둘 수 있는
    무선 네트워크.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 또한
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간 전에 상기 절전 동작 모드로부터 상기 무선 스테이션(130)을 벗어나게 하고,
    상기 무선 스테이션(130)을 동작시켜 상기 전송 기회 동안 데이터를 송수신하고,
    그 다음 스케줄링된 전송 기회가 발생할 때까지 상기 무선 스테이션(130)을 다시 상기 절전 동작 모드로 둘 수 있는
    무선 네트워크.
  18. 무선 네트워크(100) 내의 무선 스테이션(130)에 QoS(Quality of Service) 서비스 스케줄(600)을 제공하기 위한, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(390) 상에 저장된 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션에 있어서,
    상기 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션은
    상기 무선 네트워크(100)의 하이브리드 조정자(355) 내에서 상기 무선 스테이션(130)에 대한 QoS 서비스 스케줄(600)을 생성하는 단계와,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 상기 무선 스테이션(130)으로 전송하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 실행가능한 인스트럭션.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션은
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)로부터의 상기 QoS 서비스 스케줄(600)로 상기 무선 스테이션(130) 내의 이전의 QoS 서비스 스케줄(600)을 갱신하는 단계와,
    상기 무선 스테이션(130)이 상기 하이브리드 조정자(355)로부터 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하였다는 통지를 상기 무선 스테이션(130)으로부터 상기 하이브리드 조정자(355)로 전송하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 통지를 수신하는 단계와,
    상기 하이브리드 조정자(355)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 실행하는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 실행가능한 인스트럭션.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은 상기 무선 스테이션(130)에 대한 대역폭 할당 메시지를 더 포함하는
    컴퓨터 실행가능한 인스트럭션.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)은, 요소 ID, 길이, 공칭 TXOP 지속 기간, 내부 TXOP 간격, 내부 TXOP 지터 경계, 최대 TXOP 지속 기간 및 최소 TXOP 지속 기간의 값 중 하나의 값을 포함하는 스케줄 요소를 포함하는
    컴퓨터 실행가능한 인스트럭션.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 실행가능한 인스트럭션은
    상기 무선 스테이션(130)에서 상기 QoS 서비스 스케줄(600)을 수신하는 단계와,
    상기 QoS 서비스 스케줄(600)로부터 상기 무선 스테이션(130)에 대한 전송 기회의 스케줄링된 시간을 결정하는 단계와,
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간까지 상기 무선 스테이션(130)을 절전 동작 모드로 두는 단계와,
    상기 전송 기회의 상기 스케줄링된 시간 전에 상기 절전 동작 모드로부터 상기 무선 스테이션(130)을 벗어나게 하는 단계와,
    상기 무선 스테이션(130)을 동작시켜 상기 전송 기회 동안 데이터를 송수신하는 단계와,
    다음 스케줄링된 전송 기회가 발생할 때까지 상기 무선 스테이션(130)을 다시 상기 절전 동작 모드로 두는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 실행가능한 인스트럭션.
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