KR100236953B1 - 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치 및 그 방법 - Google Patents

상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 경합 중재 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 실제의 잡음 환경을 고려하여 상향 채널의 슬롯 할당을 최적화하고, 가상의 큐를 사용하여 각 스테이션의 대기 시간이 균등하게 되도록 한 경합 중재 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 하향 프레임을 수신하여 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있는지를 판단하는 제 1 단계; 전단계에서 전송을 시도한 메시지가 없거나 승인 신호를 수신하여 충돌 메시지가 없으면 비활성 상태에서 활성 상태로 된 가입자에게 경쟁 슬롯을 할당하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 2 단계; 및 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있으면 충돌된 슬롯에 대한 경합을 가상 큐를 이용하여 중재하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 3 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 HFC 전송망 등에서 상향 채널의 경합 중재에 이용됨.

Description

상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치 및 그 방법
본 발명은 양방향 케이블티브이(CATV) 서비스 등을 위한 광동축혼합전송망(HFC : Hybrid Fiber-Coax) 전송망 등에서 가입자로부터 헤드엔드로의 상향채널 액세스를 위한 경합 중재 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
HFC 전송망에서 전송에 사용되는 채널은 헤드엔드에서 가입자로의 정보 전송에 사용되는 하향 채널과 가입자로부터 헤드엔드로의 정보 전송에 사용되는 상향 채널로 구성된다. 하향 채널에서의 정보 전송은 헤드엔드의 제어하에 전송되므로 전송 데이터의 충돌없이 각 스테이션에 정보가 전달된다. 그러나, 상향 채널의 정보 전송은 각 스테이션의 제어하에 정보가 전송되므로, 전송 데이터의 충돌이 발생할 수 있다. 그러므로, 상향 채널의 정보 전송시 충돌 해결 및 방지를 위한 경합 중재 알고리즘이 필요하다.
HFC 전송망에서 상향 채널에 여러 가입자 스테이션들이 액세스하는 과정에서 발생하는 충돌을 해결하기 위한 종래의 방법은, 충돌이 발생한 슬롯에 3개의 슬롯을 다음 프레임에서 할당하는 방법과, 가상의 스택을 사용하여 프레임에서 할당받지 못한 슬롯을 스택에 저장하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 상향 채널의 잡음 환경을 고려하지 않았기 때문에 잡음으로 인한 헤드엔드의 충돌 검출기가 오류를 일으켰을 때, 할당된 슬롯이 낭비되는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 상향 채널에 존재하는 잡음으로 인하여 발생하는 충돌을 효율적으로 해결하기 위하여 실제의 잡음 환경을 고려하여 슬롯 할당을 최적화하므로써 대역폭의 낭비를 감소시키고, 가상의 큐를 사용하여 각 스테이션의 대기 시간이 균등하게 되도록 하므로써 지연 시간을 감소시킨 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 상향 채널의 경쟁 슬롯과 제어 파라미터의 구조도.
도 2 는 본 발명에 따른 경합 중재 장치의 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 경합 중재 방법의 흐름도.
도 4 는 본 발명의 운영 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 대역폭 관리/충돌 검출부 202 : 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당부
203 : 제어 파라미터 계산부 204 : 승인 신호 전송부
205 : 다중화부 206 : 역다중화부
207 : 승인/데이터 슬롯 할당 필터 208 : 제어 파라미터 필터
209 : 액세스 제어기 210 : 결쟁 슬롯 제어부
211 : 헤드엔드 212 : 스테이션
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치에 있어서, 상향 프레임이 수신되면 가입자들의 데이터 슬롯 할당 요구 메시지의 충돌 발생 여부를 판단하여, 충돌없이 도착한 메시지에 대해 승인 신호 정보를 출력하고, 다음 상향 프레임의 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기를 결정하며, 충돌이 발생한 경쟁 슬롯 정보를 출력하기 위한 대역폭 관리/충돌 검출 수단; 상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기에 대한 정보를 입력받아 슬롯을 할당하기 위한 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당 수단; 상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 충돌이 발생한 경쟁 슬롯에 대한 정보를 입력받아 다음 상향 프레임의 경쟁 슬롯 할당을 위한 파라미터를 계산하는 제어 파라미터 계산 수단; 상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 충돌없이 도착한 메시지에 대한 승인 신호 정보를 입력받아 해당 스테이션에 승인 신호를 전달하기 위한 승인 신호 전송 수단; 상기 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당 수단, 상기 제어 파라미터 계산 수단 및 상기 승인 신호 전송 수단의 출력 신호를 입력받아 다중화하여 하향 프레임을 구성하기 위한 다중화 수단; 상기 다중화 수단으로부터 하향 프레임을 수신하여 역다중화하기 위한 역다중화 수단; 상기 역다중화 수단에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호 및 데이터 슬롯 할당에 관한 정보를 검출하기 위한 승인/데이터 슬롯 할당 필터링 수단; 상기 역다중화 수단에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호를 받지 못한 가입자들을 경합 중재하기 위한 파라미터를 검출하기 위한 제어 파라미터 필터링 수단; 상기 제어 파라미터 필터링 수단으로부터 충돌을 해결하기 위한 제어 파라미터를 입력받아 경합을 중재하여 경쟁 슬롯을 할당하기 위한 경쟁 슬롯 제어 수단; 및 상기 승인/데이터 슬롯 할당 필터링 수단으로부터 데이터 슬롯 할당에 대한 정보를 입력받아 할당받은 상향 프레임의 데이터 슬롯에 데이터를 전송하고, 상기 경쟁 슬롯 제어 수단으로부터 상향 프레임의 경쟁 슬롯을 할당받아 데이터 슬롯 요구 메시지를 상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로 전송하기 위한 액세스 제어 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은, 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치에 적용되는 경합 중재 방법에 있어서, 하향 프레임을 수신하여 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있는지를 판단하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 판단 결과, 전단계에서 전송을 시도한 메시지가 없거나 승인 신호를 수신하여 충돌 메시지가 없으면 비활성 상태에서 활성 상태로 된 가입자에게 경쟁 슬롯을 할당하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계의 판단 결과, 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있으면 충돌된 슬롯에 대한 경합을 가상 큐를 이용하여 중재하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 원리를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 경합 중재 장치는 헤드엔드와 가입자 스테이션들로 구성되어 있다. 비활성 상태의 가입자 스테이션에서 전송할 메시지가 발생하면 활성상태로 되고, 상향 프레임의 경쟁 슬롯을 사용하여 헤드엔드에 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하게 된다.
가입자가 경쟁 슬롯에 액세스하는 과정에서 충돌이 발생할 수 있는데, 이에 대한 정보는 헤드엔드의 충돌 검출기에 의해서 검출되고, 헤드엔드는 충돌을 해결하기 위한 파라미터 계산을 하게 된다. 그리고, 충돌발생 여부와 충돌을 해결하기 위한 파라미터 정보를 하향 프레임을 통해 모든 가입자 스테이션으로 전송하게 된다. 가입자 스테이션들은 헤드엔드로부터 전송된 하향 프레임을 통해 충돌여부를 알 수 있고, 충돌이 일어난 경우에 제어 파라미터에 따라 다음 프레임의 경쟁 슬롯에 다시 액세스하게 된다.
즉, 상향 채널에 충돌이 발생하였을 때, 헤드엔드는 이를 해결하기 위해 도 1 에 도시된 바와 같이 경쟁 슬롯으로부터 얻은 정보를 기반으로 하여 R1, R0, P1, P0, R, max_COUNT 등의 레인지 파라미터 값을 계산한다. 그리고, 이 값들을 하향 채널을 통하여 모든 스테이션들로 전송한다. 그러면, 각 스테이션들은 이 파라미터 값을 기반으로 하여 도 3 에 도시된 바와 같이 경쟁 슬롯에 액세스하게 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 상향 채널의 경쟁 슬롯과 제어 파라미터의 구조도이다.
헤드엔드에서는 슬롯 할당과 경합 중재 제어를 한다. 먼저, 헤드엔드는 상향 프레임의 데이터 슬롯과 경쟁 슬롯의 적절한 수를 할당한다. 그리고, 경쟁 슬롯으로부터 얻은 정보를 기반으로 하여 R1, R0, P1, P0, R, max_COUNT 등의 제어 파라미터 값을 계산한다. 그리고, 이 값들을 하향 채널을 통하여 모든 스테이션들로 전송한다.
헤드엔드에서 슬롯 할당을 위해 계산되는 제어 파라미터들은 다음과 같다.
MS(n)은 n번째 상향 프레임의 경쟁 슬롯의 수(109)를 나타내고, MSn(n)은 n번째 상향 프레임에서 새롭게 활성화된 스테이션을 위한 경쟁 슬롯의 개수를 나타낸다(108).
R(n+1)은 n+1번째 상향 프레임에서 새롭게 활성화된 스테이션들이 데이터 슬롯을 요구하기 위하여 필요한 경쟁 슬롯의 개수를 나타내고(104), 아래의 (수학식 1)과 같이 계산된다.
Figure kpo00000
상기 (수학식 1)에서 N은 스테이션의 최대 수를 나타낸다. 그리고, 새롭게 활성화된 스테이션들은 R, MSn 값을 헤드엔드로부터 하향 프레임을 통해 전송받아서 범위 0∼(R-1)에 해당하는 랜덤 값을 선택해서 그 값이 MSn보다 작으면 새로운 메시지의 전송을 시도할 수 있게 된다.
R1(n+1)은 n번째 상향 프레임의 MS(n)-MSn(n) 영역에서 충돌이 발생한 메시지들의 n+1번째 프레임에서 경합 중재에 필요한 경쟁 슬롯의 개수를 나타내고(102), 아래의 (수학식 2)와 같이 계산된다.
Figure kpo00001
상기 (수학식 2)에서 Nc(n)은 n번째 상향 프레임의 MS(n)-MSn(n) 영역에서 충돌이 발생한 메시지들의 수를 나타낸다.
R0(n+1)은 n번째 상향 프레임의 MSn(n) 영역에서 충돌이 발생한 메시지들의 n+1번째 프레임에서 경합 중재에 필요한 경쟁 슬롯의 개수를 나타내고(103), 아래의 (수학식 3)과 같이 계산된다.
Figure kpo00002
상기 (수학식 3)에서 Nn(n)은 n번째 상향 프레임의 MSn(n) 영역에서 충돌이 발생한 메시지들의 수를 나타낸다.
P1(n+1)은 R1(n+1) 영역이 시작되는 경쟁 슬롯의 카운터 값을 나타낸다(105). 그리고, P0(n+1)은 R0(n+1) 영역이 시작되는 경쟁 슬롯의 카운터 값을 나타낸다(106).
max_COUNT는 가상 큐에 존재하는 슬롯의 개수를 나타내고(101), 아래의 (수학식 4)와 같이 계산된다.
Figure kpo00003
헤드엔드는 n번째 상향 프레임으로부터 경쟁 슬롯의 충돌 여부를 감지하고, 충돌이 발생하면 충돌을 해결하기 위한 파라미터를 하향 프레임을 통해 모든 가입자 스테이션들로 전송한다. 모든 가입자 스테이션들은 메시지 전송이 성공했는지 아니면 충돌이 발생했는지를 헤드엔드로부터의 하향 프레임을 통해 알 수 있고, 충돌이 발생했으면 하향 프레임의 파라미터를 보고 다음 상향 프레임의 경쟁 슬롯에 전송을 재시도하게 된다. 만약, 경쟁 슬롯의 영역이 모자라면 스테이션들은 그 정보를 가상 큐에 저장하고, 다음 상향 프레임에서 전송을 시도하게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 경합 중재 장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 경합 중재 장치는 헤드엔드(211)와 가입자 스테이션(212)들로 구성되어 있으나, 도면에는 하나의 가입자 스테이션만을 도시하였다.
헤드엔드(211)의 대역폭 관리/충돌 검출부(201)는 가입자 스테이션(212)들의 액세스 제어기(209)로부터 상향 프레임이 수신되면, 가입자 스테이션(212)들의 데이터 슬롯 할당 요구 메시지의 충돌 발생 여부를 판단하여, 충돌없이 도착한 메시지에 대해 승인 신호 정보를 출력하고 다음 상향 프레임의 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기를 결정하며 충돌이 발생한 경쟁 슬롯 정보를 출력한다.
데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당부(202)는 대역폭 관리/충돌 검출부(201)로부터 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기에 대한 정보를 입력받아 슬롯을 할당한다.
제어 파라미터 계산부(203)는 대역폭 관리/충돌 검출부(201)로부터 충돌이 발생한 경쟁 슬롯에 대한 정보를 입력받아 다음 상향 프레임의 경쟁 슬롯 할당을 위한 파라미터를 계산한다.
승인 신호 전송부(204)는 대역폭 관리/충돌 검출부(201)로부터 충돌없이 도착한 메시지에 대한 승인 신호 정보를 입력받아, 해당 스테이션에 승인 신호를 전달한다.
다중화부(205)는 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당부(202), 제어 파라미터 계산부(203) 및 승인 신호 전송부(204)의 출력 신호를 입력받아 다중화하여 하향 프레임을 구성하여 가입자 스테이션(212)들로 전송한다. 하향 프레임은 데이터 슬롯에 대한 해당 스테이션 정보를 포함한다.
가입자 스테이션(212)의 역다중화부(206)는 다중화부(205)로부터 하향 프레임을 수신하여 역다중화한다.
가입자 스테이션(212)의 승인/데이터 슬롯 할당 필터(207)는 역다중화부(206)에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호 및 데이터 슬롯 할당에 관한 정보를 검출하여 액세스 제어기(209)로 출력한다.
제어 파라미터 필터(208)는 역다중화부(206)에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호를 받지 못한 가입자 스테이션(212)을 경합 중재하기 위한 파라미터를 검출하여 경쟁 슬롯 제어부(210)로 출력한다.
경쟁 슬롯 제어부(210)는 제어 파라미터 필터(208)로부터 충돌을 해결하기 위한 제어 파라미터를 입력받아 경합을 중재하여 경쟁 슬롯을 할당한다.
액세스 제어기(209)는 승인/데이터 슬롯 할당 필터(207)로부터 데이터 슬롯 할당에 대한 정보를 입력받아 할당받은 상향 프레임의 데이터 슬롯에 데이터를 전송하고, 경쟁 슬롯 제어부(210)로부터 상향 프레임의 경쟁 슬롯을 할당받아 데이터 슬롯 요구 메시지를 헤드엔드(211)의 대역폭 관리/충돌 검출부(201)로 전송한다.
도 3 은 본 발명에 따른 경합 중재 방법의 흐름도이다.
먼저, 가입자 스테이션에서는 헤드엔드로부터 제어 파라미터 등을 포함한 하향 프레임을 수신하면(301), 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있는지를 판단하여(302) 없으면, 즉 전단계에서 전송을 시도한 메시지가 없거나 승인 신호를 수신한 경우에는 비활성 상태에서 활성 상태로 된 스테이션의 경쟁 슬롯 할당에 대한 과정(303 내지 306)을 수행하고, 만약 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있으면 충돌된 슬롯에 대한 경합 중재 과정(307 내지 314)을 수행한다. 이때, "충돌"되었다는 말은 어떤 가입자 스테이션에서 경쟁 슬롯 영역의 어느 한 슬롯에 데이터 슬롯 요청을 하였을 경우에 헤드엔드에서 전송하는 하향 채널 프레임으로부터 승인신호를 받지 못한 경우를 말한다.
다음으로, 비활성 상태에서 활성 상태로 된 스테이션의 경쟁 슬롯 할당에 대한 과정(303 내지 306)을 상세히 살펴보면, 새롭게 진입하는 가입자 스테이션에 대한 새로운 메시지가 있는지를 판단하여(303) 없으면 하향 프레임 대기 상태(301)로 천이하고, 어떤 가입자 스테이션이 비활성 상태로 있다가 활성 상태가 되어 새로운 메시지가 있으면 카운트 값을 P1+R1+R0+random{0, …, R－1}로 초기화한다(304). 이후, 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)보다 작은지를 판단하여(305) 아니면 경쟁 슬롯의 범위를 벗어나기 때문에 현재의 프레임에서 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하지 못하고 다시 하향 프레임 수신 대기 상태(301)로 천이하고, 만약 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)보다 작으면 가입자 스테이션은 자신의 카운트 값에 해당하는 경쟁 슬롯을 사용하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 헤드엔드로 전송한 후에(306) 하향 프레임 수신 대기 상태(301)로 천이한다. 이후, 그 경쟁 슬롯이 충돌되지 않고 성공적으로 전송되었다면, 가입자 스테이션은 헤드엔드로부터 승인 신호와 데이터 슬롯 할당에 관한 정보를 하향 프레임을 통해 전송받고, 하향 프레임의 정보를 전송받아 데이터 슬롯에 데이터를 전송한다.
다음으로, 이전 블록에서 충돌된 슬롯에 대한 경합 중재 과정(307 내지 314)을 상세히 살펴보면, 충돌된 메시지가 가상 큐에 대기하고 있는지를 판단하여(307) 아니면 처음 시도에 의한 충돌 발생인지, 즉 이전 프레임의 새로운 스테이션 영역(MSn)에서 충돌이 발생하였는지를 판단하여(308) 처음 시도에 의한 충돌이면 다음 프레임에서의 카운트 값을 P0+random{0, …, R0－1}로 갱신하고(310), 만약 처음 시도에 의한 충돌이 아닌 이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역(MS－MSn)에서 다시 충돌이 발생하였으면 다음 프레임의 카운트 값을 P1+random{0, …, R1－1}로 갱신한다(309).
한편, 충돌된 메시지가 가상 큐에 대기하고 있거나(307) 다음 프레임의 카운트 값을 갱신한 후에(309,310) 가입자 스테이션의 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)보다 작은지를 판단하여(311) 아니면, 즉 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS) 범위를 벗어나면 가입자 스테이션은 현재의 프레임에서 메시지를 전송하지 못하고 COUNT－MS 값에 해당하는 COUNT 값을 가지고 가상 큐에 대기하고(312) 하향 프레임 수신 대기 상태(301)로 천이하며, 작으면 가입자 스테이션은 자신의 카운트 값에 해당하는 슬롯을 사용하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 헤드엔드로 전송한 후에(313) 하향 메시지 수신 대기 상태(301)로 천이한다. 이후, 헤드엔드로부터 하향 프레임의 정보를 기다려 충돌되지 않았다면, 가입자 스테이션은 헤드엔드로부터 승인 신호와 데이터 슬롯 할당에 관한 정보를 하향 프레임을 통해 전송받고, 하향 프레임의 정보를 전송받아 데이터 슬롯에 데이터를 할당하여 전송한다. 충돌되었다면 상기 경합 중재 과정을 반복한다.
도 4 는 본 발명의 운영 예시도이다.
어떤 가입자 스테이션이 비활성 상태에서 활성 상태가 되면, 랜덤 변수의 카운트 값을 선택하게 된다(401).
선택한 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS) 범위내에 있으면, 가입자 스테이션들은 자신의 카운트 값에 해당하는 경쟁 슬롯을 사용하여 메시지를 전달하게 된다(402). 그리고, 헤드엔드로부터 하향 프레임의 정보를 기다려 프레임 n에서 전송된 슬롯중 카운트 값 0, 3, 5에 해당하는 슬롯이 충돌되었다면(403) 프레임 n+1에서의 카운트 값은 새롭게 활성화된 가입자 스테이션의 영역에서 충돌이 발생하였으므로 P0+random{0, …, R0－1}(310)로 선택된다.
그리고, 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)의 범위내에 있는 0, 1, 2, 3, 4, 5의 카운트 값을 선택한 가입자 스테이션들은 그 슬롯들을 사용하여 메시지를 전송하고(404), 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)의 범위를 벗어난 카운트 값을 선택한 가입자 스테이션들은 COUNT－MS의 카운트 값을 가지고 큐에 들어가 자신의 순서를 기다리게 된다(405).
프레임 n+2에서는 이전 프레임 n+1에서 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)의 범위를 벗어났기 때문에 큐에 들어있던 0, 1, 2의 슬롯들이 프레임 n+2의 카운터 값 0, 1, 2에 해당하는 슬롯으로 이동하고(407), 프레임 n+1에서 전송된 슬롯들중 카운트 값 1, 4에 해당하는 슬롯들이 충돌하였다면 프레임 n+2에서는 카운트 값이 P1+random{0, …, R1－1}(309)로 갱신된다(406). 그리고, 갱신된 카운터 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)의 범위내에 있으면 해당 카운터 값의 슬롯을 사용하여 메시지를 전송하고(408) 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)의 범위를 벗어난 카운터 값을 선택한 가입자 스테이션들은 COUNT－MS의 카운터 값을 가지고 큐에 들어가게 된다(409).
프레임 n+3은 이전 프레임의 큐에 들어있던 카운터 값 0, 1을 갖는 스테이션들이 프레임 n+3의 카운터 값 0, 1로 먼저 이동하고(410) 나머지 경쟁 슬롯들은 이전 프레임에서 충돌이 일어나지 않았으므로 다시 새롭게 활성화된 스테이션들을 위한 슬롯으로 남게 된다(411). 따라서, 처음과 동일한 방법으로 새로운 메시지를 전송할 가입자 스테이션들은 이 슬롯의 카운터 값을 랜덤하게 선택하게 된다(412).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 상향 채널에서 발생할 수 있는 충돌을 해결하기 위한 방법으로서, 가상 큐를 사용하여 각 스테이션의 대기 시간이 균등하게 되도록 하였고, 잡음으로 인하여 충돌 검출기가 검출 오류를 일으킨다는 가정하에서 수행되기 때문에 대역폭 낭비를 줄일 수 있다.
즉, 본 발명은 유입 잡음, 임펄스 잡음, 백색 잡음 등 상향 채널의 잡음 환경을 고려하여 최적의 슬롯을 할당하므로써 대역폭의 효율적인 사용과 지연을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치에 있어서,
    상향 프레임이 수신되면 가입자들의 데이터 슬롯 할당 요구 메시지의 충돌 발생 여부를 판단하여, 충돌없이 도착한 메시지에 대해 승인 신호 정보를 출력하고, 다음 상향 프레임의 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기를 결정하며, 충돌이 발생한 경쟁 슬롯 정보를 출력하기 위한 대역폭 관리/충돌 검출 수단;
    상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 데이터 슬롯 및 경쟁 슬롯의 크기에 대한 정보를 입력받아 슬롯을 할당하기 위한 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당 수단;
    상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 충돌이 발생한 경쟁 슬롯에 대한 정보를 입력받아 다음 상향 프레임의 경쟁 슬롯 할당을 위한 파라미터를 계산하는 제어 파라미터 계산 수단;
    상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로부터 충돌없이 도착한 메시지에 대한 승인 신호 정보를 입력받아 해당 스테이션에 승인 신호를 전달하기 위한 승인 신호 전송 수단;
    상기 데이터 슬롯/경쟁 슬롯 할당 수단, 상기 제어 파라미터 계산 수단 및 상기 승인 신호 전송 수단의 출력 신호를 입력받아 다중화하여 하향 프레임을 구성하기 위한 다중화 수단;
    상기 다중화 수단으로부터 하향 프레임을 수신하여 역다중화하기 위한 역다중화 수단;
    상기 역다중화 수단에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호 및 데이터 슬롯 할당에 관한 정보를 검출하기 위한 승인/데이터 슬롯 할당 필터링 수단;
    상기 역다중화 수단에서 역다중화된 하향 프레임으로부터 데이터 슬롯 요구 메시지에 대한 승인 신호를 받지 못한 가입자들을 경합 중재하기 위한 파라미터를 검출하기 위한 제어 파라미터 필터링 수단;
    상기 제어 파라미터 필터링 수단으로부터 충돌을 해결하기 위한 제어 파라미터를 입력받아 경합을 중재하여 경쟁 슬롯을 할당하기 위한 경쟁 슬롯 제어 수단; 및
    상기 승인/데이터 슬롯 할당 필터링 수단으로부터 데이터 슬롯 할당에 대한 정보를 입력받아 할당받은 상향 프레임의 데이터 슬롯에 데이터를 전송하고, 상기 경쟁 슬롯 제어 수단으로부터 상향 프레임의 경쟁 슬롯을 할당받아 데이터 슬롯 요구 메시지를 상기 대역폭 관리/충돌 검출 수단으로 전송하기 위한 액세스 제어 수단
    을 포함하여 이루어진 경합 중재 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향 프레임의 경쟁 슬롯은,
    이전 프레임의 새로운 스테이션 영역(MSn); 및
    이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역(MS－MSn)
    을 포함하여 이루어진 경합 중재 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상향 프레임의 경쟁 슬롯은,
    가상 큐에 존재하는 슬롯의 개수;
    이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역에서 충돌이 발생한 메시지들을 다음 프레임에서 경합 중재하기 위한 경쟁 슬롯의 개수;
    이전 프레임의 새로운 스테이션 영역에서 충돌이 발생한 메시지들을 다음 프레임에서 경합 중재하기 위한 경쟁 슬롯의 개수; 및
    상향 프레임에서 새롭게 활성화된 스테이션들이 데이터 슬롯을 요구하기 위하여 필요한 경쟁 슬롯의 개수
    를 포함하여 이루어진 경합 중재 장치.
  4. 상향 채널 액세스를 위한 경합 중재 장치에 적용되는 경합 중재 방법에 있어서,
    하향 프레임을 수신하여 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있는지를 판단하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계의 판단 결과, 전단계에서 전송을 시도한 메시지가 없거나 승인 신호를 수신하여 충돌 메시지가 없으면 비활성 상태에서 활성 상태로 된 가입자에게 경쟁 슬롯을 할당하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 단계의 판단 결과, 충돌이 해결되지 않은 메시지가 있으면 충돌된 슬롯에 대한 경합을 가상 큐를 이용하여 중재하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송하는 제 3 단계
    를 포함하여 이루어진 경합 중재 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    새롭게 진입하는 가입자 스테이션에 대한 새로운 메시지가 있는지를 판단하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 판단 결과, 새로운 메시지가 없으면 상기 제 1 단계로 천이하고, 어느 가입자 스테이션이 비활성 상태로 있다가 활성 상태가 되어 새로운 메시지가 있으면 카운트 값을 초기화한 후에 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수(MS)보다 작은지를 판단하는 제 5 단계; 및
    상기 제 5 단계의 판단 결과, 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작지 않으면 상기 제 1 단계로 천이하고, 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작으면 가입자 스테이션은 자신의 카운트 값에 해당하는 경쟁 슬롯을 사용하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 헤드엔드로 전송한 후에 상기 제 1 단계로 천이하는 제 6 단계
    를 포함하여 이루어진 경합 중재 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    충돌된 메시지가 상기 가상 큐에 대기하고 있는지를 판단하는 제 7 단계;
    상기 제 7 단계의 판단 결과, 충돌된 메시지가 가상 큐에 대기하고 있으면 가입자 스테이션의 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작은지를 판단하는 제 8 단계;
    상기 제 7 단계의 판단 결과, 충돌 메시지가 상기 가상 큐에 없으면 처음 시도에 의한 충돌 발생인지를 판단하는 제 9 단계;
    상기 제 9 단계의 판단 결과, 처음 시도에 의한 충돌이면 다음 프레임에서의 카운트 값을 P0+random{0, …, R0－1}로 갱신하고, 처음 시도에 의한 충돌이 아닌 이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역에서 다시 충돌이 발생하였으면 다음 프레임의 카운트 값을 P1+random{0, …, R1－1}로 갱신한 후에 가입자 스테이션의 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작은지를 판단하는 제 10 단계; 및
    상기 제 8 단계 또는 상기 제 10 단계의 판단 결과, 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작지 않으면 카운트 값에서 전체 경쟁 슬롯의 개수를 감한 값을 가지고 상기 가상 큐에 저장한 후에 상기 제 1 단계로 천이하고, 카운트 값이 전체 경쟁 슬롯의 개수보다 작으면 자신의 카운트 값에 해당하는 슬롯을 사용하여 데이터 슬롯 요구 메시지를 전송한 후에 상기 제 1 단계로 천이하는 제 11 단계
    를 포함하여 이루어진 경합 중재 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상향 프레임의 경쟁 슬롯은,
    이전 프레임의새로운 스테이션 영역(MSn); 및
    이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역(MS－MSn)
    을 포함하여 이루어진 경합 중재 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 상향 프레임의 경쟁 슬롯은,
    가상 큐에 존재하는 슬롯의 개수;
    이전 프레임의 충돌 해결을 위한 영역에서 충돌이 발생한 메시지들을 다음 프레임에서 경합 중재하기 위한 경쟁 슬롯의 개수;
    이전 프레임의 새로운 스테이션 영역에서 충돌이 발생한 메시지들을 다음 프레임에서 경합 중재하기 위한 경쟁 슬롯의 개수; 및
    상향 프레임에서 새롭게 활성화된 스테이션들이 데이터 슬롯을 요구하기 위하여 필요한 경쟁 슬롯의 개수
    를 포함하여 이루어진 경합 중재 방법.
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