KR20050040445A - 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법에 관한 것으로서, 차등화된 서비스 제공이 가능하도록 우선순위 인덱스 맵을 설정하여 우선순위 인덱스 맵을 통해 기존 802.11 MAC과의 호환성을 유지하면서 차등화된 서비스를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명에 따른 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법은 무선 랜 환경의 단말에서 우선순위 등급을 결정하는 단계; 및 결정된 우선순위 등급에 따라 백오프 타임을 결정하고 마지막 프레임의 전송이 끝난 후 소정의 채널 점유 대기시간이 경과되면 결정된 백오프 타임에 따라 프레임을 전송하여 채널 점유를 시도하는 단계를 포함하는 것으로서, 차등화된 서비스를 통해 실시간성과 높은 대역폭(high bandwith)이 요구되는 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법{METHOD FOR PROVIDING DISCRIMINATED SERVICES BASED ON PRIORITY IN WIRELESS LAN ENVIRONMENT}

본 발명은 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 랜 환경에서 높은 대역폭(high bandwith) 및 실시간성이 요구되는 서비스를 수행하는 무선 단말(Wireless Terminal:이하, 단말이라 칭함)에게 채널 점유에 대한 우선권을 주어 효율적인 채널 점유가 가능하도록 하는 것이다.

최근 무선 랜 기술이 디지털가전과 이동 통신의 핵심 기술로 부상하면서, 가전과 컴퓨터가 무선으로 연결되어 새로운 네트워크를 구성하고, 다양한 무선 네트워크를 연결시키는 표준에 대한 연구가 널리 진행되고 있다.

이 중, 802.11 MAC(Media Access Control)은 broadband WLAN(Wireless Local Area Network)의 표준으로, 주요 내용은 무선 단말들간에 무선 통신의 매체(medium)인 채널(channel)을 어떻게 공유하는 가에 대한 매커니즘이다.

이러한 802.11 MAC은 매체를 공유하는 방식에 따라 폴링(Polling) 방식인 PCF(Point Coordination Function), 경쟁(Contention) 방식인 DCF(Distributed Coordination Function), PCD와 DCF를 혼재시킨 방식을 정의하고 있다.

또한, 802.11 MAC은 WLAN의 형태에 따라 크게 인프라 네트워크(Infrastructure Network) 또는 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network)를 통해 구현되는데, 802.11 MAC에서는 공정성(Fairness)을 보장하며 무선 통신의 자원을 제공하는 것을 목표로 구현된다.

IEEE 802.11 MAC에서 기본 접속 방법은 경쟁기반의 서비스를 제공하는 DCF 방식이 사용되는데, DCF는 도 1의 a에 도시한 바와 같이 IEEE 802.11 working group(ANSI/IEEE Std 802.11 First edition 1999)에서 정의하고 있는 타이밍 관계에 따라 동작한다.

이러한, DCF는 최소의 채널 비사용(idle) 시간을 통해 채널의 사용여부를 판단하는 기준으로 DIFS(DCF InterFrame Space)를 사용하며, 채널 접근 시 충돌을 피하기 위하여 임의의 지연 시간(backoff time)을 사용한다.

즉, 만일 마지막 프레임의 전송이 끝난 뒤 단말들은 DIFS 동안 대기한 후 바로 채널에 접근하는 것이 아니라 랜덤 백오프 타임(Random backoff time)을 생성한 뒤 그 시간동안 채널에 대한 접근을 연기함으로써 마지막 프레임의 전송이 끝난 직 후, 채널에 접근하려는 단말들의 충돌 가능성을 줄인다.

랜덤 백오프 시간은 소정의 백오프 알고리즘을 통해 생성되는데, 대표적인 백오프 알고리즘으로 이진 지수 백오프(Binary Exponential Backoff) 알고리즘이 사용된다.

이진 지수 백오프 알고리즘은 경쟁 시 충돌이 발생하면 백오프 시간(Tb)을 2배로 증가시켜 충돌을 최소화 시키는 것으로, 아래와 같은 수학식 1로 이루어진다.

Tb : 백오프 타임(Backoff time)

R() : 0부터 CW(Contention Window)구간에서 균일한 분포를 가지고 선택한 정수값

St : aSlotTime

i = 초기값 1

수학식 1에서는 충돌 후 재 경쟁 시 백오프가 값이 증가하므로 도 1의 b에 도시한 바와 같이, 경쟁 윈도우(Contention Window:CW)의 크기도 배수로 증가한다.

이와 같이 802.11 MAC에서는 단말들은 공정성에 따라 동일한 DIFS 동안 채널의 사용 여부를 판단하고, 동일한 백오프(Backoff) 알고리즘을 통해 생성되는 랜덤 백오프 타임을 이용해 채널 점유를 위한 경쟁을 수행하여 균등하게 배분되는 기회에 따라 채널을 사용하게 된다.

그러나, 이 경우 실시간 데이터 스트리밍 서비스가 요구되는 단말은 공정성에 따라 다른 단말과 동일한 경쟁을 수행해야하기 때문에, 서비스 과정에서 다른 단말의 채널 점유로 인해 지장을 받게되는 경우가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

특히, 최근 유선 연결이 안된 가정 등에 널리 구축되는 홈 네트워크(Home Network)와 같은 특수한 애드혹(Ad-Hoc) 환경에서는 802.11 MAC에서의 공정성에 의해 시스템의 기대 성능이 떨어지게 되는 결과가 초래되었다.

일 예로, 방송 신호 수신기가 내장된 홈 네트워크 서버가 수신된 방송신호를 TV로 전달하는 스트리밍 서버(streaming server)이면서 게이트웨이(Gateway) 역할을 동시에 수행하는 경우, 이러한 홈 네트워크 서버는 수신된 방송 신호를 클라이언트 단말인 TV로 송신하고 있는 매 상황에서 일반 IT(일 예로, 인터넷) 데이터를 전송하고자 하는 스테이션들과 공정하게 경쟁해야하기 때문에 채널 점유에 어려움을 겪게 된다.

이로 인해, 서버에서는 방송 신호 전송 서비스에서 요구되는 실시간성과 높은 밴드폭 사용을 지원하기 어렵기 때문에, 실시간성과 높은 밴드폭이 요구되는 스트리밍 전송 과정에 손실을 입힐 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 기존 802.11 MAC과의 호환성을 유지하면서 DCF로만 운영되는 애드혹 환경의 무선 랜에서 스테이션 및 서비스 특성에 따라 우선순위를 할당하여 우선순위에 따라 차등화된 서비스를 제공할 수 있도록 하는 서비스 제공 방법이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차등화된 서비스 제공이 가능하도록 우선순위 인덱스 맵을 설정하여 우선순위 인덱스 맵을 통해 기존 802.11 MAC과의 호환성을 유지하면서 차등화된 서비스를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 차등화된 서비스를 통해 실시간성과 높은 대역폭(high bandwith)이 요구되는 스테이션의 채널 점유가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 무선 랜 환경에 있어서, 각 단말에서 우선순위 인덱스 맵을 통해 우선순위 등급 및 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 결정하고, 마지막 프레임의 전송이 끝나면 소정 채널 점유 대기시간동안 대기한 후 백오프 타임에 따라 프레임을 전송하여 채널 점유를 시도함으로써 우선순위에 따른 백오프 타임에 의해 차등화된 서비스를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 있어서, 우선순위 인덱스 맵은 서비스 특성에 따른 소정의 우선순위 등급과 각 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 설정하기 위한 지수(n) 및 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)로 이루어진다.

서비스 특성은 무선 랜 환경에서의 역할 및 데이터 타입에 따라 구분되는 것으로, 서버, 클라이언트, 일반 단말로 나뉘는 역할과 스트리밍 전송, 트래픽 전송으로 나뉘는 데이터 타입의 조합으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 있어서, 우선순위 인덱스 맵을 참조해 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵과 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵을 설정하여, 우선순위 등급에 따라 채널점유 대기시간 및 프레임 사이즈를 달리한다.

이하, 본 발명에 따른 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법은 무선 랜 환경의 단말에서 우선순위 등급을 결정하는 단계; 및 결정된 우선순위 등급에 따라 백오프 타임을 결정하고 마지막 프레임의 전송이 끝난 후 소정의 채널 점유 대기시간이 경과되면 결정된 백오프 타임에 따라 프레임을 전송하여 채널 점유를 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차등화된 서비스 방법에 있어서, 우선순위 등급은 단말의 서비스 특성에 따라 우선순위 인덱스 맵을 통해 결정되며, 우선순위 인덱스 맵은 높은 우선순위 등급이 낮은 백오프 타임을 갖도록 설정되고, 낮은 우선순위 등급이 높은 백오프 타임을 갖도록 설정된다.

또한, 본 발명의 차등화된 서비스 방법에 있어서, 채널점유 대기시간 및 프레임 사이즈는 우선순위 등급에 따라 다르게 설정된다.

이하, 본 발명에 따른 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법을 설명함에 있어서, 서비스 특성에 따라 구분되는 우선순위 등급을 통해 구현되는 것으로 설명하고 있으나, 이 또한 예시적인 것에 불과하며, 서비스 특성뿐만 아니라 개발자 또는 사용자의 선택 등에 따라 소정의 서비스에 우선권을 주어 해당 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유율이 높도록 하는 방법으로의 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따른 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법을 설명함에 있어서, DCF로만 동작하는 애드 혹 환경의 무선 랜에서 구현되는 것으로 설명하고 있으나, 이 또한 예시적인 것에 불과하며, DCF 및 DCF와 PCF를 혼재시킨 방식 등의 무선 랜 환경에서 소정의 서비스에 우선권을 주어 해당 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유율이 증가되도록 하는 방법으로의 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 환경의 애드 혹 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 무선 랜 환경의 애드 혹(일 예로, 홈 네트워크)은 통신 인프라가 없는 무선 랜 환경에서 무선 인터페이스인 채널을 통해 서로 통신하는 다수의 단말들(101,102,...,10n)로 구성된다.

다수의 단말들(101,102,...,10n)은 우선순위 인덱스 맵을 참조하여 자신의 우선순위 등급을 결정하고, 마지막 프레임의 전송이 끝난 후 소정의 프레임 전송하고자 한다면 소정의 채널 점유 대기시간 동안 대기한 후 채널 점유를 시도한다.

즉, 단말들(101,102,...,10n)은 우선순위 인덱스 맵을 참조하여 채널을 통해 제공하고자 하는 서비스 특성에 따라 자신의 우선순위 등급 및 백오프 타임을 결정한다.

그 다음, 소정의 채널점유 대기시간동안 대기한 후 결정된 백오프 타임에 따라 프레임을 전송한다.

이 때, 우선순위 등급에 따라 결정되는 백오프 타임에 의해 우선순위 등급이 높은 서비스를 제공하는 단말이 경쟁에서 이겨 채널을 점유하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 우선순위 인덱스 맵은 서비스 특성에 따른 소정의 우선순위 등급을 나타내는 인덱스(a), 우선순위 등급에 따른 서비스 특성(b), 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 설정하기 위한 설정 정보로 이루어진다.

설정 정보는 백오프 타임을 결정하는 지수(n: c) 및 차감하는 슬롯 타임(ST_sub: d)으로 이루어진다.

우선순위 등급을 나타내는 인덱스(a)는 소정의 등급으로 우선순위를 구분한 것으로, 일 예로 우선순위 등급을 P1 내지 P7로 구분하며 등급이 커질수록 우선순위가 낮은 것으로 설정한다.

또한, 본 발명에 따라 기존 802.11 MAC과의 호환성을 유지를 우선순위 등급을 갖지 않는 기존의 단말에 대한 우선순위 등급(P8)을 설정하고, 백오프 타임을 조절하기 위한 지수(c) 및 차감하는 슬롯 타임(d)은 일 예로, 각각 3과 1로 설정한다.

서비스 특성(b)은 서비스 특성을 결정하는 무선 랜 환경에서의 역할 및 데이터 타입에 대한 조합으로 이루어진다.

무선 랜 환경에서의 역할은 소정의 인터페이스를 통해 외부 네트워크와 연결되어 서버/게이트 웨이 동작을 수행하며 특정 목적의 데이터를 수신하는 서버(Server Wireless Terminal:이하, sWT라 칭함), sWT와 무선 인터페이스를 통해 연결되어 sWT로부터 특정 목적의 데이터를 스트리밍 서비스로 제공받는 클라이언트(Client Wireless Terminal:이하, cWT라 칭함), 일반 인터넷/인트라네트워킹(intranetworking) 트래픽만을 갖는 단말(internet/intranetworking Wireless Terminal : 이하, iWT라 칭함)로 구분된다.

데이터 타입은 스트리밍 전송(Straming Flow) 특성을 갖는 데이터(fDATA), 일반 네트워킹 트래픽 전송 특성을 갖는 데이터(tDATA)로 구분된다.

지수(n: c) 및 차감하는 슬롯 타임(ST_sub: d)은 높은 우선순위 등급의 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유율이 높도록 하기 위한 것으로, 높은 우선순위 등급이 낮은 백오프 타임을 갖고, 낮은 우선순위 등급이 높은 백오프 타임을 갖도록 조절된 값이다.

즉, 앞서 언급된 바 있는 백오프 타임을 산출하는 수학식 1을 통해 얻어지는 것으로, 지수(n: c)는 백오프 타임의 크기를 조절하고, 차감하는 슬롯 타임(ST_sub: d)은 백오프 타임을 줄이기 위해 빼나가는 수이다

즉, 우선순위 등급이 높으면 식 1을 통해 백오프 타임이 작게 산출되도록 지수(n)을 줄이는데, 그 결과 얻어지는 줄여진 백오프 타임을 더욱 줄이기 위해 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)를 높여 빼나간다.

이러한 과정을 통해 백오프 타임이 줄어듦에 따라 경쟁 시 채널점유율이 높아진다.

슬롯 타임(ST_sub)를 통해 백오프 타임을 빼나가는 것은 경쟁 시 충돌이 발생되지 않은 경우에만 이루어진다.

또한, 우선순위 등급이 낮으면 수학식 1을 통해 백오프 타임의 채널 점유율을 더욱 낮추기 위해 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)을 줄여 빼나간다.

만일, 식 2를 이용한 백오프 타임 산출 과정에서 차감될 남은 슬롯 타임(ST_re)이 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)보다 작아 차감 후 음수가 되는 경우에는 아래 수학식 2의 알고리즘에 따라 처리한다.

If(ST_re < ST_sub)

then ST = 0;

else ST_re - = ST_sub;

일 예로, 프레임 충돌 후 백오프 타임을 산출하는 과정에서 차감될 남은 슬롯 타임(ST_re)이 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)보다 작으면, 슬롯 타임을 0으로 설정하여 백오프 타임이 할당되지 않고 바로 프레임 전송 기회를 얻을 수 있도록 한다.

또한, 차감될 남은 슬롯 타임(ST_re)이 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)보다 크면, 차감된 결과 값을 남은 슬롯 타임(ST_re)로 설정한다.

이에 따라, 다음번 백오프 타임 산출 시 남은 슬롯 타임(ST_re)이 차감하는 슬롯타임(ST_sub)보다 작아 슬롯 타임을 0으로 설정하게 된다.

만일, 산출된 백오프 타임에 따른 경쟁 과정에서 동일한 백오프 타임을 갖는 단말들로 인해 충돌이 발생되면, 아래 수학식 3의 알고리즘에 따라 처리한다.

If(WTx(Pι) > WTy(Pι))

then ST_x = 0;

else ST_y = 0;

즉 일 예로, 단말 WTx의 우선순위(Pι)가 단말 WTy의 우선순위(Pι)보다 크면, 단말 WTx의 슬롯 타임(ST_x)을 0으로 설정하여 단말 WTx가 높은 우선순위를 갖도록하고, 그렇지 않으면 단말 WTy의 슬롯 타임(ST_y)를 0으로 설정하여 단말 WTy가 높은 우선순위를 갖도록 한다.

이와 같은 과정을 통해 우선순위 인덱스 맵에는 실시간성 및 높은 밴드폭이 요구되는 서비스를 기준으로 우선순위 등급의 인덱스(a)를 만들어져 각 등급에 상응하는 단말의 역할 및 서비스 유형의 조합(b) 및 백오프 타임을 조절하기 위한 지수(c) 및 차감하는 슬롯 타임 수(d)가 설정된다.

일 예로, 지수(n)의 범위를 0내지 3로 설정하고, 차감하는 슬롯 타임 수(Sub_St)의 범위를 1내지 6으로 설정하면, 가장 높은 우선순위 등급에는 낮은 백오프 타임을 산출하기 위해 지수(n)는 0 슬롯 타임수는 6으로 조절하고, 가장 낮은 우선순위 등급에는 높은 백오프 타임을 산출하기 위해 지수(n)는 3 슬롯 타임수는 1로 조절한다.

이와 같은 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 통해 높은 우선순위 등급의 서비스를 제공하는 단말의 높은 채널 점유율을 보장하게 되는데, 본 발명의 다른 실시 예로 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 통해 우선권을 부여할뿐만 아니라 기존의 채널점유 대기시간을 우선순위에 따라 달리함으로써 채널점유 대기시간을 통해 높은 우선순위 등급의 서비스를 제공하는 단말의 높은 채널 점유율을 더욱 명확하게 보장할 수 있도록 한다.

이를 위해 각 단말들은 우선순위 인덱스 맵, 우선순위 인덱스 맵에서의 각 우선순위 등급에 대한 채널점유 대기시간을 나타내는 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵을 갖는다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵은 우선순위에 따라 채널점유 대기시간을 다르게 설정하는 것으로, 높은 우선순위는 짧은 채널 점유 대기시간이 설정되고, 낮은 우선순위는 긴 채널 점유 대기시간이 설정된다.

짧은 채널 점유 대기시간은 SIFS + aSlotTime이고, 긴 채널 점유 대기시간은 SIFS + 2×aSlotTime이다.

일 예로, 우선순위 인덱스 맵의 인덱스(a)에서 우선순위 등급이 P1, P2, P3, P4는 짧은 채널 점유 대기시간을 갖고, 우선순위 등급이 P5, P6, P7, P8은 긴 채널 점유 대기시간을 갖도록 설정된다면, 마지막 프레임의 전송이 끝난 뒤 우선순위 등급 P1과 P5이 채널 점유를 위해 프레임을 전송시키는 경우 우선순위 등급 P1에서는 SIFS + aSlotTime 동안 대기한 후 백오프 타임에 따라 프레임을 전송한다.

또한, 우선순위 등급 P5에서는 SIFS + 2×aSlotTime 동안 대기한 후 백오프 타임에 따라 프레임을 전송한다.

그 결과, 우선순위 등급에 따른 채널 점유 대기시간에 의해 P1에서 전송된 프레임이 P5에서 전송된 프레임 보다 채널을 점유하게 된다.

이와 같이, 우선순위 등급에 따라 채널 점유 대기시간을 다르게 설정함으로써, 높은 우선순위 등급에서 전송된 프레임이 항상 채널을 점유하게 된다.

이와 같은 우선순위 등급에 따른 채널점유 대기시간 및 백오프 타임을 통해 높은 우선순위 등급이 높은 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유율을 보장하게 되는데, 본 발명의 또 다른 실시 예로 기존의 프레임 사이즈를 우선순위에 따라 달리함으로써 프레임 사이즈를 통해 높은 우선순위 등급의 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유율을 더욱 명확하게 보장할 수 있도록 한다.

이를 위해 각 단말들은 우선순위 인덱스 맵, 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵, 및 우선순위 인덱스 맵에서의 각 우선순위 등급에 대한 프레임 사이즈를 나타내는 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵을 갖는다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예예 따른 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 프레임 포맷은 기존의 표준 프레임 포맷과 같이 구성되는 것으로, 2byte의 프레임 제어 필드, 2byte의 지속/ID, 18byte의 주소 필드(주소1,주소2,주소3), 2byte의 시퀀스 제어, 6byte의 주소 필드(주소4), 최대 2,312byte의 프레임 몸체, 4byte의 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된다.

프레임 제어 필드는 802.11 MAC 버전과 같은 프로토콜 버전이 기록되는 프로토콜 필드, 사용되고 있는 필드의 유형을 구별하기 위한 유형과 부유형 필드, 프레임 제어를 위한 다양한 파라미터가 저장되는 ToDS, FromDS, 추가조각, 재시도, 전력관리, 추가 데이터, 전력관리, WEP, 순서 등의 필드로 이루어진다.

지속/ID는 여러 용도로 사용되며 지속(NAV:Network Allocation Vector) 설정 또는 무경쟁 기간 동안 전송되는 프레임(CFP) 또는 PS-조사 프레임 중 하나의 형태로 사용된다.

주소 필드는 프레임의 이동을 위한 파라미터를 저장하는데, 주소 1은 수신기용으로 사용되고, 주소 2는 송신기, 주소 3은 수신기에 의한 필터링에 사용된다.

시퀀스 제어 필드는 조각화 재조립과 중복 프레임을 버릴 대 사용되는 것으로, 4비트의 조각화 넘버 필드와 12 비트의 시퀀스 넘버 필드로 구성된다.

프레임 몸체 필드는 데이터 필드라고 불리는 것으로, 최대 2,304 바이트의 데이터를 전송할 수 있는 SEP에 의한 오버헤드(8바이트)를 수용하기 위해 2,312 바이트의 프레임 몸체를 지원한다.

FCS는 특정 단말로부터 수신된 프레임의 무결성을 검사하기 위해 사용된다.

도 6은 제어 프레임 필드의 유형과 부유형에 대해 정의된 역할 테이블을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제어 프레임의 유형은 관리(Management), 제어(Control), 데이터(Data)로 프레임을 구분되고, 부 유형은 각 유형에 따른 소정 동작으로 구분된다.

이러한 유형 및 부유형은 소정의 식별 비트로 설정되어 수신측 단말에서 이를 통해 수신되는 프레임의 유형을 확인할 수 있도록 한다.

본 발명에 있어서는, 실제 이러한 유형 및 부유형의 식별 비트가 사용되지 않고 있는 비트 셋 값(Reserved:a)들을 사용하여 우선순위 등급에 따라 다른 프레임 사이즈를 갖는 프레임을 설정한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발에 따른 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵은 유형 및 부유형 비트셋에서 사용되지 않는 소정의 식별 비트 값(a)을 프레임 사이즈가 가변되는 프레임으로 설정시키는 것이다.

프레임 사이즈는 서비스의 데이터 서비스 형태에 따라 높은 밴드폭이 요구되면 최대 프레임 사이즈인 2,304바이트로 설정하고, 높은 밴드폭이 요구되지 않으면 일반 프레임 사이즈인 1,500바이트로 설정한다.

일 예로, 우선순위 등급 P1인 서비스 수행 시 sWT에서는 채널점유 대기시간을 통해 채널이 비사용인지 여부를 판단한 후 소정의 백오프 타임이 경과된 후 2304 바이트 사이즈의 프레임을 전송한다.

이 경우, sWT는 우선순위 등급 P1에 따른 채널점유 대기시간 및 백오프 타임을 통해 항상 높은 채널 점유율을 갖으며, 변경된 사이즈의 프레임을 통해 많은 양의 데이터를 전송할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 우선순위 등급이 P1인 sWT(P1_sWT), P3인 cWT(P3_cWT), P5인 iWT(P5_iWT)가 존재하는 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 모든 단말이 어느 한 순간 같은 크기의 백오프 타임과 남은 슬롯 타임(ST_re)를 갖는다면(a), 재 경쟁을 위해 각 단말들은 백오프 타임을 생성한다.

이 때, 각 단말에서는 우선순위 인덱스 맵을 통해 얻어지는 각 단말의 상응하는 지수(n)과 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)을 이용해 백오프 타임을 산출한다.

이 경우, 우선순위가 낮아짐에 따라 지수(n)은 증가하고 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)은 감소하기 때문에, 가장 높은 우선순위를 갖는 P1_sWT는 우선순위에 따라 낮은 백오프 타임에 의해 우선적으로 채널을 점유하게 된다.

그 다음, 채널을 점유한 P1_sWT의 프레임 전송이 종료되면, 재 경쟁 시 P2_cWT는 백오프 타임 산출 과정에서 경쟁 윈도우도 작게 가지게 되고, 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)도 크게 되므로 우선순위에 따라 채널을 점유하게 된다.

이와 같이, 채널점유를 위한 단말들간의 경쟁 시 각 단말의 우선순위 등급에 따른 백오프 타임에 의해 높은 우선순위 등급의 단말들만이 채널을 계속 점유할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 우선순위 등급이 P1인 sWT(P1_sWT), P3인 cWT(P3_cWT), P5인 iWT(P5_iWT)가 존재하는 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 모든 단말이 어느 한 순간 같은 크기의 백오프 타임과 남은 슬롯 타임(ST_re)를 갖는다면(a), 각 단말들은 소정의 채널점유 대기시간을 통해 채널 비사용인지 여부를 판단한다.

이 과정에서 각 단말들은 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵을 통해 얻어지는 각 단말에 상응하는 채널 점유 대기시간에 따라 채널의 비사용여부를 판단하고, 백오프 타임 후 프레임을 전송한다.

이 경우, 우선순위가 높은 단말은 짧은 채널 점유 대기시간을 갖기 때문에, 높은 우선순위 등급을 갖는 P1_sWT 및 P3_cWT가 채널을 점유하고자 시도하는 동안에는 낮은 우선순위 등급을 갖는 P5_iWT는 채널 점유가 불가능하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 차등화된 서비스 제공이 가능하도록 우선순위 인덱스 맵을 설정하여 우선순위 인덱스 맵을 통해 기존 802.11 MAC과의 호환성을 유지하면서 차등화된 서비스를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 차등화된 서비스를 통해 실시간성과 높은 대역폭(high bandwith)이 요구되는 서비스를 제공하는 단말의 채널 점유가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1의 a 내지 c는 일반적인 무선 랜에서의 표준을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선랜 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널점유 대기시간에 대한 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예예 따른 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 6은 제어 프레임 필드의 유형과 부유형에 대해 정의된 역할 테이블을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵을 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애드혹 환경의 홈 네트워크 무선 랜에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101,102,...,10n : 단말(WT)

Claims (15)

1. 무선 랜 환경의 단말에서 우선순위 등급을 결정하는 단계; 및

   상기 결정된 우선순위 등급에 따라 백오프 타임을 결정하고, 마지막 프레임의 전송이 끝난 후 소정의 채널 점유 대기시간이 경과되면 상기 결정된 백오프 타임에 따라 프레임을 전송하여 채널 점유를 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 우선순위 등급은

   상기 무선 랜 환경에서의 역할 및 데이터 타입에 상응하는 서비스 특성으로 소정의 우선순위 인덱스 맵을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 우선순위 인덱스 맵은 서비스 특성에 따른 소정의 우선순위 등급과 각 우선순위 등급에 따른 백오프 타임을 설정하기 위한 설정 정보 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 설정 정보는

   상기 백오프 타임을 결정하는 지수(n) 및 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)을 포함하며, 지수(n)는 백오프 타임의 크기를 조절하고, 차감하는 슬롯 타임(ST_sub)은 백오프 타임을 줄이기 위해 빼나가는 수인 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 우선순위 인덱스 맵은 높은 우선순위 등급이 낮은 백오프 타임을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 우선순위 인덱스 맵은 낮은 우선순위 등급이 높은 백오프 타임을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 채널 점유 대기시간은 우선순위 등급에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 우선순위 등급이 높으면 짧은 채널 점유 대기 시간을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 짧은 채널 점유 대기 시간은 SIFS + aSlotTime인것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 우선순위 등급이 낮으면 긴 채널 점유 대기 시간을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 긴 채널 점유 대기 시간은 SIFS + 2×aSlotTime인것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 전송되는 프레임의 사이즈는 우선순위 등급에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 프레임 사이즈는 소정의 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 프레임 사이즈에 대한 인덱스 맵은 서비스 특성에 따른 각 우선순위 등급에 대한 프레임 사이즈, 각 우선순위 등급에 설정되는 프레임의 부유형 필드에 대한 식별비트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 식별비트는 표준 프레임 포맷의 프레임 제어 필드에서 유형 및 부유형의 식별 비트 가운데 사용되지 않고 있는 비트 셋 값인 것을 특징으로 하는 무선 랜 환경에서 우선순위 기반의 차등화된 서비스 제공 방법.