KR101369356B1 - Method of Relay Transmission for QoS Enhancement in Wireless USB System) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 WUSB 시스템의 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 WUSB(Wireless USB) 호스트 및 목적지 디바이스 간의 QoS(Quality of Service) 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법은, WUSB 클러스터 내 상기 호스트와 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스와 다른 복수의 디바이스 간 및 상기 복수의 디바이스와 목적지 디바이스 간 채널의 SoQ(Satisfaction of QoS) 중계값을 확인하는 단계; 상기 복수의 디바이스 중에서, 상기 SoQ 중계값이 가장 큰 디바이스를 선별하고, 선별된 상기 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스 간의 직접 경로의 SoQ 값보다 큰지를 확인하는 단계; 상기 선별된 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 직접 경로의 SoQ 값보다 크면, 상기 선별된 디바이스를 릴레이 디바이스로 결정하는 단계; 및 상기 호스트에서 상기 릴레이 디바이스를 거쳐 상기 목적지 디바이스로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a relay communication method for improving QoS performance of a WUSB system. According to an aspect of the present invention, there is provided a relay communication method for improving quality of service (QoS) performance between a wireless USB (WUSB) host and a destination device, the host and the host and the destination device and a plurality of other devices in a WUSB cluster. Checking a SoF (Satisfaction of QoS) relay value of a channel between the plurality of devices and a destination device; Selecting a device having the largest SoQ relay value among the plurality of devices, and checking whether the SoQ relay value of the selected device is greater than a SoQ value of a direct path between the host and the destination device; If the SoQ relay value of the screened device is greater than the SoQ value of the direct path, determining the screened device as a relay device; And transmitting a data frame from the host to the destination device via the relay device.

Description

ＷＵＳＢ 시스템의 ＱｏＳ 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법{Method of Relay Transmission for QoS Enhancement in Wireless USB System)}Relay communication method for improving the OS performance of the USB system (Method of Relay Transmission for QoS Enhancement in Wireless USB System)

본 발명은 WUSB 통신 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 무선 채널의 상태가 좋지 않을 경우에도 전송 데이터 품질을 어느 정도 보장할 수 있는 WUSB 시스템의 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a WUSB communication system, and more particularly, to a relay communication method for improving QoS performance of a WUSB system that can guarantee a certain degree of transmission data quality even when a wireless channel is not in good condition.

무선 USB 네트워크는 블루투스(Bluetooth) 및 지그비(Zigbee)와 같이 중앙 집중형 스타 토폴로지를 따르며, 무선 USB 호스트가 해당 클러스터 내 무선 USB 디바이스의 통신 대역폭 할당과 통신 제어를 담당한다.Wireless USB networks follow centralized star topologies, such as Bluetooth and Zigbee, with wireless USB hosts responsible for allocating and controlling communication bandwidth for wireless USB devices in the cluster.

무선 USB 네트워크에서, 일련의 MMC(Micro-scheduled Management Commands) 프레임은 무선 USB 호스트와 무선 USB 디바이스의 엔드 포인트와의 통신을 위한 타임슬롯을 스케쥴링하기 위해 사용되며, 무선 USB 채널을 통해 송수신 된다. 이때, MMC 프레임은 무선 USB 트랜잭션 내 채널 사용에 대한 정보를 담은 WCTA(Wireless USB Channel Time Allocation) IE를 포함한다.In a wireless USB network, a series of micro-scheduled management commands (MMC) frames are used to schedule timeslots for communication between the wireless USB host and the endpoint of the wireless USB device, and are transmitted and received over the wireless USB channel. In this case, the MMC frame includes a Wireless USB Channel Time Allocation (WCTA) IE that contains information about channel usage in a wireless USB transaction.

무선 USB 호스트는 MMC 프레임의 WCTA IE를 통해 무선 USB 클러스터에 속하는 모든 무선 USB 디바이스에게 자원 할당에 관한 정보를 알려준다.The wireless USB host informs all wireless USB devices in the wireless USB cluster about resource allocation through the WCTA IE in the MMC frame.

또한, MMC 프레임을 수신한 무선 USB 디바이스는 WCTA IE를 통해 할당받은 자원을 이용하여 무선 USB 호스트와 데이터를 교환한다.In addition, the wireless USB device receiving the MMC frame exchanges data with the wireless USB host using the resources allocated through the WCTA IE.

종래의 무선 USB 시스템에서, 무선 USB 디바이스의 데이터 전송 속도는 무선 링크의 상태에 따라 결정되므로, 무선 USB 디바이스는 채널 상태가 나쁘면, 낮은 데이터 전송속도로 데이터를 송신하였다.In the conventional wireless USB system, the data transfer rate of the wireless USB device is determined according to the state of the wireless link, so if the channel state is bad, the wireless USB device transmits data at a low data transfer rate.

이로 인해, 종래의 무선 USB 시스템은 채널의 상태가 시간에 따라서 빈번하게 변화하는 무선 환경에서는 네트워크 전체의 QoS가 저하되는 문제가 있었다.For this reason, the conventional wireless USB system has a problem in that the QoS of the entire network is degraded in a wireless environment in which a channel state frequently changes with time.

특히, 실시간 멀티미디어 서비스를 제공하는 네트워크에서는 무선 USB 디바이스의 낮은 데이터 전송속도로 인한 병목현상은 심각한 문제를 야기할 수 있다.In particular, in networks providing real-time multimedia services, bottlenecks due to the low data transfer rate of wireless USB devices can cause serious problems.

종래의 무선 USB 시스템은 무선 USB 호스트를 중심으로 하는 스타 토폴로지 구조이기 때문에, 채널 상태가 급격히 저하될 경우 네트워크 성능을 개선시킬 수 없었다.Since a conventional wireless USB system is a star topology structure centering on a wireless USB host, network performance cannot be improved when a channel state is sharply degraded.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, SoQ 정보를 이용하여 클러스터 내 채널 상태가 좋은 USB 디바이스를 릴레이로 선택하고, 선택 릴레이 디바이스를 경유하는 통신 링크를 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있는 WUSB 시스템의 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in the technical background as described above, and uses SoQ information to select a USB device having a good channel state in a cluster as a relay, and transmit a data frame through a communication link via the selection relay device. It is an object of the present invention to provide a relay communication method for improving QoS performance of a WUSB system.

본 발명의 일면에 따른 WUSB(Wireless USB) 호스트 및 목적지 디바이스 간의 QoS(Quality of Service) 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법은, WUSB 클러스터 내 상기 호스트와 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스와 다른 복수의 디바이스 간 및 상기 복수의 디바이스와 목적지 디바이스 간 채널의 SoQ(Satisfaction of QoS) 중계값을 확인하는 단계; 상기 복수의 디바이스 중에서, 상기 SoQ 중계값이 가장 큰 디바이스를 선별하고, 선별된 상기 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스 간의 직접 경로의 SoQ 값보다 큰지를 확인하는 단계; 상기 선별된 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 직접 경로의 SoQ 값보다 크면, 상기 선별된 디바이스를 릴레이 디바이스로 결정하는 단계; 및 상기 호스트에서 상기 릴레이 디바이스를 거쳐 상기 목적지 디바이스로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a relay communication method for improving quality of service (QoS) performance between a wireless USB (WUSB) host and a destination device, the host and the host and the destination device and a plurality of other devices in a WUSB cluster. Checking a SoF (Satisfaction of QoS) relay value of a channel between the plurality of devices and a destination device; Selecting a device having the largest SoQ relay value among the plurality of devices, and checking whether the SoQ relay value of the selected device is greater than a SoQ value of a direct path between the host and the destination device; If the SoQ relay value of the screened device is greater than the SoQ value of the direct path, determining the screened device as a relay device; And transmitting a data frame from the host to the destination device via the relay device.

본 발명에 따르면, 다수의 WUSB 클러스터들이 존재하는 환경에서 각 WUSB 디바이스의 이동성이나 무선 환경의 변화로 인해 가용가능한 전송 대역폭에 잦은 변동이 있어도 대처가능한 자원 할당 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a resource allocation method that can cope with frequent fluctuations in the available transmission bandwidth due to a change in mobility or wireless environment of each WUSB device in an environment where a plurality of WUSB clusters exist.

뿐만 아니라, 본 발명은 WUSB 시스템의 각 디바이스에서 SoQ(Satisfaction of QoS) 알고리즘을 분산적으로 실행하여 직접 링크(Direct Link) 뿐만 아니라 릴레이 노드를 경유하는 간접 링크(Indirect Link)라는 새로운 전송 경로를 예약하여 이용할 수 있다. In addition, the present invention distributedly executes the Satisfaction of QoS (SoQ) algorithm in each device of the WUSB system to reserve a new transmission path called a direct link as well as an indirect link via a relay node. Can be used.

따라서, 본 발명은 낮은 데이터 전송 속도를 지원하는 WUSB 디바이스에 의해 발생하는 병목현상을 해결할 수 있고, 무선 채널 상태가 급격하게 나빠질 경우에도 채널 상태가 좋은 중계 노드를 통해 경로를 우회하여 데이터 프레임을 전달할 수 있어, 충돌 대상 디바이스도 예약된 QoS(Quality of Service) 자원을 유지할 수 있다.Accordingly, the present invention can solve the bottleneck caused by the WUSB device supporting the low data transmission rate, and even if the wireless channel condition is rapidly worsened, it can bypass the path through the relay node having a good channel condition and deliver the data frame. The target device may also maintain reserved Quality of Service (QoS) resources.

또한, 본 발명은 SoQ 기술을 분산적으로 이용할 수 있어, WUSB PHY 계층 데이터 전송률 및 트래픽 밀도에 따라 WUSB 디바이스들에게 공평하게 향상된 QoS를 제공할 수 있다.In addition, the present invention enables distributed use of SoQ technology to provide WQ devices with improved QoS evenly depending on the WUSB PHY layer data rate and traffic density.

도 1은 본 발명의 QoS IE 메시지를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 WRelayCTA 블록의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 릴레이 통신을 수행할 때, WUSB 호스트, 릴레이 디바이스 및 목적지 디바이스의 자원 할당을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 WUSB 호스트의 릴레이 통신 수행 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 WUSB 릴레이 디바이스의 릴레이 통신 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 WUSB 목적지 디바이스의 SoQ 릴레이 통신 방법을 도시한 흐름도.1 illustrates a QoS IE message of the present invention.
2 is a diagram showing the structure of a W Relay CTA block of the present invention;
3 is a diagram illustrating resource allocation of a WUSB host, a relay device and a destination device when performing relay communication of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a relay communication method performed by the WUSB host of the present invention.
Fig. 5 is a flowchart showing a relay communication method of the WUSB relay device of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a SoQ relay communication method of a WUSB destination device of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

일반적으로, 무선 USB(WUSB) 기술 규격은 무선 네트워크에서 유선 네트워크에 대응하는 파라미터화된 QoS를 제공하기 위하여, 유선 네트워크의 트래픽 소스 특성을 규정한 토큰 버킷 트래픽 규격(Token Bucket Traffic Specification)을 포함하며, 플루이드 트윈 토큰 버킷(Fluid Twin Token Bucket) 모델을 이용하여 트래픽 소스의 특성을 표현한다. 그리고, 풀루이드 트윈 토큰 버킷 모델은 평균 전송 속도(Mean Rate) r, 순간 최대 속도(Peak Rate) p, 최대 버스트 길이(Maximum Burst Size) b의 3가지 파라미터{r, b, p}를 사용하여 트래픽 스트림을 특성화한다.In general, the Wireless USB (WUSB) specification includes a Token Bucket Traffic Specification that defines the traffic source characteristics of a wired network in order to provide parameterized QoS corresponding to the wired network in a wireless network. Using the Fluid Twin Token Bucket model, we express the characteristics of the traffic source. In addition, the full-fluid twin token bucket model uses three parameters {r, b, p}: mean rate r, peak rate p, and maximum burst length b. To characterize the traffic stream.

한편, 본 발명의 USB 호스트는 자신이 관리하는 클러스터의 전송 대역폭 할당 및 접속 제어를 수행할 뿐 아니라, 자신의 클러스터에서 채널 상태가 좋은 릴레이 디바이스를 선택하여 채널을 예약하고, 예약된 채널에 대한 통신 링크를 설정할 수 있어, 무선 채널 상태가 급격하게 나빠질 경우, 채널 상태가 좋은 경로로 우회하여 데이터를 전송할 수 있는 장점이 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 장치 및 방법에 대하여 설명한다.Meanwhile, the USB host of the present invention not only performs transmission bandwidth allocation and access control of the cluster managed by the USB host, but also selects a relay device having a good channel state in its cluster to reserve a channel and communicates with the reserved channel. Since the link can be established, when the wireless channel condition is rapidly worsened, data can be transmitted by bypassing a good channel condition. Hereinafter, a relay communication apparatus and method for improving QoS performance according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 구체 구성을 설명하기에 앞서 본 발명의 설명에 사용될 용어에 대하여 먼저 설명한다.Hereinafter, terms to be used in the description of the present invention will first be described before explaining the specific configuration of the present invention.

K는 MMC 프레임에 의해 등록된 스트림의 수 즉, 하나의 WUSB 트랜잭션(Transaction)에서 송신되는 스트림의 수이며, WUSB 호스트로부터 브로드 캐스팅되는 MMC 프레임으로부터 인지될 수 있다. 여기서, MMC 프레임은 WUSB 호스트와 WUSB 디바이스의 앤드포인트 간의 통신을 위한 타임슬롯을 스케줄링하기 위해 사용되며, WCTA IE를 포함한다.K is the number of streams registered by the MMC frame, that is, the number of streams transmitted in one WUSB transaction and can be recognized from the MMC frame broadcast from the WUSB host. Here, the MMC frame is used to schedule timeslots for communication between the WUSB host and the endpoint of the WUSB device, and includes a WCTA IE.

j는 전체 K개의 스트림 중 j번째 스트림을 나타내는데 사용된다. j is used to represent the j th stream of the total K streams.

BW는 WUSB 클러스터 내 이용 가능한 데이터 슬롯의 개수로서, 데이터를 전송할 수 있는 구간의 길이이다.The BW is the number of data slots available in the WUSB cluster, and is the length of a section in which data can be transmitted.

n은 WUSB 트랜잭션의 인덱스이며, (n+1)번째 WUSB 트랜잭션을 구성하고 있는 데이터슬롯의 사용방안은 n번째 WUSB 트랜잭션을 구성하고 있는 MMC 프레임의 정보에 의해 확인가능하다.n is the index of the WUSB transaction, and the usage of the data slot constituting the (n + 1) th WUSB transaction can be confirmed by the information of the MMC frame constituting the nth WUSB transaction.

RRj은 j번째 스트림에서 필요한 최소 데이터 전송률 또는 데이터 슬롯의 개수이다.RR j is the minimum data rate or number of data slots required in the jth stream.

DRj은 j번째 스트림에 할당 가능한 최대 데이터 전송률 또는 데이터 슬롯의 개수이다(RRj<DRj).DR j is the maximum data rate or the number of data slots that can be allocated to the j th stream (RR j <DR j ).

SRj ,n은 n번째 WUSB 트랜잭션에서 j번째 트래픽 스트림에 할당된 타임 슬롯의 개수 즉, 서비스 전송률이다. SR j , n is the number of time slots allocated to the jth traffic stream in the nth WUSB transaction, that is, the service rate.

REj는 j번째 트래픽 스트림로부터 양도된 타임 슬롯의 개수 즉, 데이터 전송률이다.RE j is the number of time slots transferred from the j th traffic stream, i.e., data rate.

SoQj ,n은 n번째 WUSB 트랜잭션에서 j번째 트래픽 스트림의 QoS의 만족도(Satisfaction of QoS)이며, 하기의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.SoQ j , n is Satisfaction of QoS of the jth traffic stream in the nth WUSB transaction, and may be calculated by Equation 1 below.

Figure 112012044994434-pat00001
Figure 112012044994434-pat00001

본 발명에서는 각 노드의 채널 상태를 확인하기 위하여 SoQ 알고리즘을 이용하는데, SoQ 알고리즘은 Fair SoQ(

Figure 112012044994434-pat00002
)를 제공한다.In the present invention, the SoQ algorithm is used to check the channel state of each node. SoQ algorithm is Fair SoQ (
Figure 112012044994434-pat00002
).

Figure 112012044994434-pat00003
는 무선 환경의 변화 또는 디바이스의 이동으로 인해 WUSB 클러스터 내 트래픽 스트림의 개수 또는 한 슈퍼프레임 내에서 사용 가능한 자원의 양이 변할 때마다 이전의 트래픽 스트림과 새로운 트래픽 스트림을 포함한 모든 트래픽 스트림에 대해 계산될 수 있다.
Figure 112012044994434-pat00003
Whenever the number of traffic streams in a WUSB cluster or the amount of resources available within a superframe changes due to changes in the wireless environment or the movement of devices, it is calculated for all traffic streams, including old and new traffic streams. Can be.

이하, 도 1을 참조하여 SoQ 알고리즘에서 WUSB 클러스터 내 다른 디바이스의 QoS 정보를 제공하는 QoS IE 메시지에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 QoS IE 메시지를 도시한 도면이다. 이 같이, QoS IE 메시지는 SoQ 알고리즘에서 WUSB 클러스터 내 다른 디바이스들의 QoS 정보를 제공한다.Hereinafter, a QoS IE message providing QoS information of another device in a WUSB cluster in the SoQ algorithm will be described with reference to FIG. 1. 1 is a diagram illustrating a QoS IE message according to an embodiment of the present invention. As such, the QoS IE message provides QoS information of other devices in the WUSB cluster in the SoQ algorithm.

QoS IE 메시지의

Figure 112012044994434-pat00004
필드는 n번째 슈퍼프레임에서 새로운 트래픽 스트림들을 포함한 모든 트래픽 스트림의 Fair SoQ를 나타내며, 하기의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.Of QoS IE messages
Figure 112012044994434-pat00004
The field represents Fair SoQ of all traffic streams including new traffic streams in the nth superframe, and may be calculated by Equation 2 below.

Figure 112012044994434-pat00005
Figure 112012044994434-pat00005

WUSB 호스트는 WUSB 클러스터 내 여러 개의 WUSB 디바이스 중에서 채널 상태가 좋은 WUSB 디바이스를 선택하기 위해서는 하기의 수학식 3과 같이, 원천(Source) 디바이스와 목적지(target) 디바이스 간의

Figure 112012044994434-pat00006
(즉,
Figure 112012044994434-pat00007
) 값과, 원천 디바이스와 중계(Relay) 디바이스 간 및 릴레이 디바이스와 목적지 디바이스 간의
Figure 112012044994434-pat00008
,
Figure 112012044994434-pat00009
값들로부터 결정되는 SoQ_relay 값을 비교하고, 그 중 최대(Max)
Figure 112012044994434-pat00010
를 제공하는 릴레이 디바이스와 릴레이 전송 경로를 결정한다.In order to select a WUSB device having a good channel state among a plurality of WUSB devices in a WUSB cluster, the WUSB host is connected between a source device and a target device as shown in Equation 3 below.
Figure 112012044994434-pat00006
(In other words,
Figure 112012044994434-pat00007
), Between the source device and the relay device and between the relay device and the destination device.
Figure 112012044994434-pat00008
,
Figure 112012044994434-pat00009
Compare the SoQ_relay values determined from the values, of which the maximum
Figure 112012044994434-pat00010
Determine the relay device and relay transmission path that provides the.

Figure 112012044994434-pat00011
Figure 112012044994434-pat00011

WUSB 호스트는 상기 수학식 3의 SoQ_relay 노드 선정 기준(SoQ Relay Node Slection Criterion)을 만족하면서, 이웃 디바이스 중에서 송신 물리계층(PHY) 데이터 전송률이 가장 높은 릴레이 디바이스를 선택하여 릴레이 전송을 위한 자원을 예약한다.The WUSB host selects a relay device having the highest transmission physical layer (PHY) data rate among neighboring devices while satisfying the SoQ Relay Node Selection Criterion of Equation 3, and reserves a resource for relay transmission. .

그런데, 릴레이 통신을 위해서는 디바이스와 디바이스간 통신이 가능해야 하는데, WUSB 프로토콜은 호스트와 디바이스 간 통신만을 지원할 뿐이다. However, in order to relay communication, device-to-device communication should be possible, and the WUSB protocol only supports communication between a host and a device.

따라서, 본 발명은 WUSB 디바이스간 통신 링크를 설정하기 위해 WRelayCTA 블록을 이용한다. Thus, the present invention utilizes a W Relay CTA block to establish a communication link between WUSB devices.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 WRelayCTA 블록에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 WRelayCTA 블록의 구조를 도시한 도면이다.Hereinafter, a W Relay CTA block according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. 2 is a diagram illustrating the structure of a W Relay CTA block according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, WRelayCTA 블록은 bmAttributes, wStart, sDeviceID, hDeviceID, hStart, tDeviceID 등을 포함한다.As shown in FIG. 2, the W Relay CTA block includes bmAttributes, wStart, sDeviceID, hDeviceID, hStart, tDeviceID, and the like.

여기서, bmAttributes 필드의 WXCTA 블록 형식 코드(Block Type Code)는 WXCTA 블록이 WRelayCTA 블록임을 나타내기 위해 예약된 값인 11B로 설정된다.Here, the W X CTA Block Type Code of the bmAttributes field is set to 11B, which is a reserved value to indicate that the W X CTA block is a W Relay CTA block.

bmAttributes 필드의 4번째와 5번째 비트(COM Mode 비트)는 WRelayCTA 블록에 의해 할당되는 채널 링크의 목적을 나타낸다.The fourth and fifth bits (COM Mode bits) of the bmAttributes field indicate the purpose of the channel link allocated by the W Relay CTA block.

COM Mode 비트는 하기의 표 1과 같이 설정될 수 있다.The COM Mode bit may be set as shown in Table 1 below.

NameName 값(Value)Value DescriptionDescription RelayRelay 00H00H WUSB 디바이스와 디바이스 간의 릴레이 통신Relay communication between the WUSB device and the device Reserved Reserved 01~11H01 ~ 11H N/AN / A

bmAttributes 필드의 엔드포인트 수(Endpoint Number)(T) 서브필드는 목적지 디바이스의 엔드포인드 수를 나타낸다. The Endpoint Number (T) subfield of the bmAttributes field indicates the endpoint number of the destination device.

wStart 필드는 MMC 프레임의 시작으로부터의 오프셋을 설정하며, 원천 디바이스(즉, WUSB 호스트)가 데이터 프레임을 전송하는 시작시간을 나타낸다. The wStart field sets an offset from the start of an MMC frame and indicates a start time at which a source device (ie, a WUSB host) transmits a data frame.

hStart 필드는 릴레이 디바이스가 목적지 디바이스로 데이터 프레임을 전송하기 시작하는 시간을 나타낸다. The hStart field indicates the time at which the relay device starts to transmit a data frame to the destination device.

hDeviceID와 tDevicdeID 필드는 릴레이 디바이스와 목적지 디바이스의 주소를 나타낸다. The hDeviceID and tDevicdeID fields indicate the addresses of the relay device and the destination device.

Endpoint(H) 필드는 릴레이 디바이스의 endpoint number를 나타낸다.The Endpoint (H) field indicates the endpoint number of the relay device.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 WUSB 시스템의 릴레이 통신 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 통신을 수행할 때, WUSB 호스트, 릴레이 디바이스 및 목적지 디바이스의 자원 할당을 도시한 도면이다. Hereinafter, a relay communication method of a WUSB system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. 3 is a diagram illustrating resource allocation of a WUSB host, a relay device, and a destination device when performing relay communication according to an embodiment of the present invention.

WUSB 호스트는 선택된 릴레이 디바이스를 경유하여 목적지 디바이스에게 데이터 프레임을 전송하고자 할 때, 자신의 MMC 프레임에 COM Mode 비트를 릴레이(Relay)로 설정한(즉, 00H로 설정) WRelayCTA 블록을 포함시킨다. 이때, WUSB 호스트는 WRelayCTA 블록의 sDeviceID 필드를 0으로 설정한다. When the WUSB host wants to send a data frame to the destination device via the selected relay device, it includes a W Relay CTA block in its MMC frame that has the COM Mode bit set to Relay (ie, set to 00H). . At this time, the WUSB host sets the sDeviceID field of the W Relay CTA block to 0.

WUSB 디바이스는 WRelayCTA 블록이 포함된 MMC 프레임을 수신하면, COM Mode 비트를 확인하고 Relay로 설정되었을 경우, 릴레이 디바이스로 동작하여 기설정된 다음 MMC 프레임의 wStart 시점에 WUSB 호스트로부터 데이터를 수신한다.When the WUSB device receives the MMC frame including the W Relay CTA block, it checks the COM Mode bit and, if it is set to Relay, operates as a relay device and receives data from the WUSB host at the time of wStart of the next preset MMC frame.

릴레이 디바이스는 WUSB 호스트로부터 수신한 데이터 프레임을 지정된 hStart 시점에 목적지 디바이스로 전송한다. The relay device transmits the data frame received from the WUSB host to the destination device at the designated hStart time point.

WUSB 호스트는 릴레이 통신을 종료하기 위해서는, 자신의 MMC 프레임으로부터 해당 WRelayCTA 블록을 제거한다.To terminate relay communication, the WUSB host removes the corresponding W Relay CTA block from its MMC frame.

이하, 도 4 내지 6을 참조하여 WUSB 호스트, WUSB 릴레이 디바이스, WUSB 목적지 디바이스의 SoQ 릴레이 통신 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the SoQ relay communication method of the WUSB host, the WUSB relay device, and the WUSB destination device will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 WUSB 호스트의 릴레이 통신 수행 방법이다.4 illustrates a relay communication method of a WUSB host according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, WUSB 호스트는 전송 데이터가 있으면(S41의 예), 전술한 수학식 2를 이용하여 WUSB 클러스터 내 모든 디바이스에 대한 SoQ 값을 계산한다(S42).Referring to FIG. 4, if there is transmission data (YES in S41), the WUSB host calculates SoQ values for all devices in the WUSB cluster using Equation 2 described above (S42).

WUSB 호스트는 전술한 수학식 3을 이용하여 본 발명의 릴레이 통신에 이용가능한 릴레이 디바이스가 있는지를 확인한다(S43).The WUSB host checks whether there is a relay device available for relay communication of the present invention using Equation 3 (S43).

WUSB 호스트는 이용가능한 릴레이 디바이스가 있으면, MMC 프레임에 호스트, 릴레이 디바이스 및 목적지 디바이스의 주소와 WRelayCTA 블록을 포함시킨다(S44).If there is a relay device available, the WUSB host includes the addresses of the host, relay device, and destination device and the W Relay CTA block in the MMC frame (S44).

WUSB 호스트는 WRelayCTA 블록이 포함된 MMC 프레임을 전송한다(S45).The WUSB host transmits an MMC frame including a W Relay CTA block (S45).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WUSB 릴레이 디바이스의 릴레이 통신 방법이다. 5 is a relay communication method of a WUSB relay device according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 릴레이 디바이스는 WRelayCTA 블록이 포함된 MMC 프레임을 수신하면, COM Mode 비트를 확인한다(S51).Referring to FIG. 5, upon receiving an MMC frame including a W Relay CTA block, the relay device checks the COM Mode bit (S51).

릴레이 디바이스는 WRelayCTA 블록의 COM Mode 비트가 Relay로 설정되면, 기설정된 다음 MMC 프레임의 wStart 시점에 WUSB 호스트로부터의 데이터 프레임을 수신하기 위해 대기한다(S52).When the COM mode bit of the W Relay CTA block is set to Relay, the relay device waits to receive a data frame from the WUSB host at a time wStart of the next MMC frame, which is preset (S52).

릴레이 디바이스는 wStart 시점에 WUSB 호스트로부터 데이터 프레임을 수신하면, 지정된 hStart 시점에 목적지 디바이스로 전송한다(S53).When the relay device receives a data frame from the WUSB host at the time wStart, the relay device transmits the data frame to the destination device at the time hStart specified (S53).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 WUSB 목적지 디바이스의 SoQ 릴레이 통신 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a SoQ relay communication method of a WUSB destination device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, WUSB 목적지 디바이스는 WRelayCTA 블록이 포함된 MMC 프레임이 수신되는지를 확인한다(S61).Referring to FIG. 6, the WUSB destination device checks whether an MMC frame including a W Relay CTA block is received (S61).

WUSB 목적지 디바이스는 WRelayCTA 블록을 수신하면, 릴레이 디바이스로부터 데이터 프레임을 수신하기 위해 대기한다(S62).Upon receiving the W Relay CTA block, the WUSB destination device waits to receive a data frame from the relay device (S62).

WUSB 목적지 디바이스는 릴레이 디바이스로부터 데이터 프레임을 수신하면, 확인 메시지(ACK)를 송신한다(S63).When the WUSB destination device receives the data frame from the relay device, it transmits an acknowledgment message (ACK) (S63).

이와 같이, 본 발명은 다수의 WUSB 클러스터들이 존재하는 환경에서 각 WUSB 디바이스의 이동성이나 무선 환경의 변화로 인해 가용가능한 전송 대역폭에 잦은 변동이 있어도 대처가능한 자원 할당 방법을 제공할 수 있다.As such, the present invention can provide a resource allocation method that can cope with frequent fluctuations in the available transmission bandwidth due to a change in mobility or wireless environment of each WUSB device in an environment where a plurality of WUSB clusters exist.

뿐만 아니라, 본 발명은 WUSB 시스템의 각 디바이스에서 SoQ(Satisfaction of QoS) 알고리즘을 분산적으로 실행하여 직접 링크(Direct Link) 뿐만 아니라 릴레이 노드를 경유하는 간접 링크(Indirect Link)라는 새로운 전송 경로를 예약하여 이용할 수 있다. In addition, the present invention distributedly executes the Satisfaction of QoS (SoQ) algorithm in each device of the WUSB system to reserve a new transmission path called a direct link as well as an indirect link via a relay node. Can be used.

따라서, 본 발명은 낮은 데이터 전송 속도를 지원하는 WUSB 디바이스에 의해 발생하는 병목현상을 해결할 수 있고, 무선 채널 상태가 급격하게 나빠질 경우에도 채널 상태가 좋은 중계 노드를 통해 경로를 우회하여 데이터 프레임을 전달할 수 있어, 충돌 대상 디바이스도 예약된 QoS 자원을 유지할 수 있다.Accordingly, the present invention can solve the bottleneck caused by the WUSB device supporting the low data transmission rate, and even if the wireless channel condition is rapidly worsened, it can bypass the path through the relay node having a good channel condition and deliver the data frame. The target device may also maintain reserved QoS resources.

또한, 본 발명은 SoQ 기술을 분산적으로 이용할 수 있어, WUSB PHY 계층 데이터 전송률 및 트래픽 밀도에 따라 WUSB 디바이스들에게 공평하게 향상된 QoS를 제공할 수 있다.In addition, the present invention enables distributed use of SoQ technology to provide WQ devices with improved QoS evenly depending on the WUSB PHY layer data rate and traffic density.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.

Claims (2)

WUSB(Wireless USB) 호스트 및 목적지 디바이스 간의 QoS(Quality of Service) 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법으로서,
WUSB 클러스터 내 상기 호스트와 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스와 다른 복수의 디바이스 간 및 상기 복수의 디바이스와 목적지 디바이스 간 채널의 SoQ(Satisfaction of QoS) 중계값을 확인하는 단계;
상기 복수의 디바이스 중에서, 상기 SoQ 중계값이 가장 큰 디바이스를 선별하고, 선별된 상기 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 호스트와 상기 목적지 디바이스 간의 직접 경로의 SoQ 값보다 큰지를 확인하는 단계;
상기 선별된 디바이스의 SoQ 중계값이 상기 직접 경로의 SoQ 값보다 크면, 상기 선별된 디바이스를 릴레이 디바이스로 결정하는 단계; 및
상기 호스트에서 상기 릴레이 디바이스를 거쳐 상기 목적지 디바이스로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하며,
상기 결정하는 단계에서, 상기 선별된 디바이스가 복수 개이면, 상기 복수 개의 선별된 디바이스 중에서, 데이터 전송률이 가장 큰 하나의 디바이스를 상기 릴레이 디바이스로 결정하는 것인 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법.WUSB (Wireless USB) A relay communication method for improving quality of service (QoS) performance between a host and a destination device.
Identifying a Satisfaction of QoS (SoQ) relay value of a channel between the host, the host, the destination device, and a plurality of other devices in the WUSB cluster and between the plurality of devices and the destination device;
Selecting a device having the largest SoQ relay value among the plurality of devices, and checking whether the SoQ relay value of the selected device is greater than a SoQ value of a direct path between the host and the destination device;
If the SoQ relay value of the screened device is greater than the SoQ value of the direct path, determining the screened device as a relay device; And
Transmitting a data frame from the host to the destination device via the relay device;
In the determining step, if there are a plurality of screened devices, the relay communication method for improving QoS performance to determine one device having the largest data rate among the plurality of screened devices as the relay device. 제1항에 있어서, 상기 송신하는 단계는,
상기 호스트로부터 상기 릴레이 다바이스로 WRelayCTA 블록을 포함하는 MMC(Micro-scheduled Management Commands) 프레임을 송신하는 단계;
상기 WRelayCTA 블록을 포함하는 MMC 프레임을 수신한 상기 릴레이 디바이스가 상기 WRelayCTA 블록에 설정된 시점에 상기 호스트로부터 데이터 프레임을 수신하는 단계; 및
상기 WRelayCTA 블록에 설정된 시점에 상기 릴레이 디바이스가 수신한 상기 데이터 프레임을 상기 목적지 디바이스로 송신하는 단계
를 포함하는 것인 QoS 성능 향상을 위한 릴레이 통신 방법.
2. The method of claim 1,
Transmitting a Micro-scheduled Management Commands (MMC) frame including a W Relay CTA block from the host to the relay device;
Receiving a data frame from the host at the time the W Relay the relay device which receives an MMC containing the CTA frame block is set in the W CTA block Relay; And
Transmitting the data frame received by the relay device to the destination device at a time point set in the W Relay CTA block;
Relay communication method for improving the QoS performance that includes.
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