KR100606469B1

KR100606469B1 - 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법과 이를 위한유무선접속장치

Info

Publication number: KR100606469B1
Application number: KR1020050025880A
Authority: KR
Inventors: 강택진
Original assignee: (주) 엠엠씨 테크놀로지
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-08-01

Abstract

유선에서 무선으로 데이터를 전송하는 장치에서 유선 멀티캐스트 프레임을 무선으로 송신하는 방법 및 이를 위한 유무선접속장치가 개시된다. 상기 방법 및 장치는 유무선접속장치에 상기 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 단계, 상기 유선 멀티캐스트프레임을 무선용의 신호로 변환하면서 목적지 주소에 상기 멀티캐스트 MAC주소 대신에 상기 등록된 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환하고, 상기 변환된 무선 유니캐스트프레임을 목적지주소의 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하고, 상기 송신한 클라이언트 스테이션으로부터 상기 무선 유니캐스트프레임의 정상수신신호의 수신여부에 따라 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 여부를 결정하고 결정된 사항을 실행하는 특징을 갖고, 클라이언트가 무선상에서도 고품질의 멀티캐스트 서비스를 안정적으로 받을 수 있도록 해준다.

무선랜, 멀티캐스트, 유니캐스트, 브로드캐스트, 통신

Description

유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법과 이를 위한 유무선접속장치{Method for transmitting a multicast frame on a wire by wireless and access point apparatus for the method}

도 1은 일반적인 무선랜의 멀티캐스트 프레임 송신과정을 설명하기 위한 무선랜 시스템의 구성도이고,

도 2는 종래의 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 멀티캐스트 프레임으로 변환된 후의 전송과정의 타이밍도,

도 3은 본 발명에 따른 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신과정을 설명하기 위한 무선랜 시스템의 구성도이고,

도 4는 도 3 시스템에서 유선 멀티캐스트 프레임이 무선용 신호로 변환된 후에 전송되는 과정의 타이밍도,

도 5는 본 발명에 따른 유무선접속장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,

도 6은 유선 멀티캐스트 프레임을 본 발명에 따른 무선 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 프레임 구성도,

도 7은 재전송 카운터 조정을 설명하기 위한 흐름도,

도 8은 전송 중단 후 검사 프레임을 통한 전송실패의 처리과정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 서버 220 : 유무선접속장치

221 : 인캡슐레이션부 222 : 유저설정부

223 : 멀티캐스트감시부 224 : 접속스테이션 관리부

225 : 프레임변환부 226 : 무선전송부

227 : 전송실패처리부 228 : 스테이션상태 검사부

230 : 클라이언트 스테이션

본 발명은 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신방법 및 이를 위한 유무선접속장치에 관한 것으로, 특히 유선에서 무선으로 데이터를 전송하는 장치(ex. 무선랜 Access Point, 블루투스, 지그비, 하이퍼랜 등)에서 유선 멀티캐스트 프레임을 무선으로 송신하는 방법 및 이를 위한 유무선접속장치에 관한 것이다.

멀티캐스트(Multicast)는 단일 스트림을 여러 클라이언트(client)로 전송하는 방식이다. 이러한 방식은 연결성을 가지지 않으며 클라이언트(Client)는 서버에서 콘텐츠 스트림(contents stream)을 받는 특정 멀티캐스트 아이피(multicast ip)주소 및 포트를 모니터링하여 멀티캐스트 스트림을 받게 된다. 이더넷(Ethernet)의 경우 멀티캐스트 스트림 서비스는 단일 스트림의 전송으로 여러 클라이언트가 동시에 같은 서비스를 받게 되고 이는 유선이라는 안정적인 전송로를 확보하고 있 으므로 동영상의 전송 등에 있어 유리한 측면들을 가지고 있다.

따라서 이더넷상의 멀티캐스트 스트림 서비스는 멀티캐스트 전송을 통해 데이터의 중복 전송으로 인한 네트워크 리소스(resource)인 대역폭(bandwidth) 낭비를 최소화하고 실시간 공동작업을 효율적으로 보장하는 좋은 방법이다.

무선랜에서의 데이터 전송은 DCF(Distributed Coordination Function)를 사용하며 모든 유니캐스트 프레임(Unicast Frame)은 ACK 신호를 통해 전송이 확인되며 ACK 대기 시간이내에 응답이 없을 경우 재전송을 시도하며 모든 재전송(5~21회) 시도 후 끝내 ACK신호를 받지 못할 경우 비로소 유니캐스트 프레임(Unicast Frame)은 버려지게 된다. 이는 전송실패를 의미한다. 그러나 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame), 멀티캐스트 프레임(Multicast Frame) 및 매니저먼트 프레임(Management Frame)의 전송은 ACK를 확인하지 않는다. 이는 무선랜의 설계자들이 데이터의 중복 전송으로 인한 네트워크 리소스(resource)의 낭비를 최소화하기 위한 방법으로 고안한 것으로 여겨진다.

도 1은 일반적인 무선랜의 멀티캐스트 프레임 송신과정을 설명하기 위한 무선랜 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래의 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 멀티캐스트 프레임으로 변환된 후의 전송과정의 타이밍도이다.

종래에는 미디어 서비스 서버(110)에서 생성된 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.3의 규약에 따른 유선상의 멀티캐스트 프레임을 유무선접속장치(120)에서 프레임 인캡슐레이션(Frame Encapsulation)을 통해 802.11 규약에 따른 무선용 멀티캐스트 프레임으로 변환하여 무선상의 클라이 언트 스테이션(130)으로 전송한다. 이 때 변환된 802.11 규약에 따른 무선 멀티캐스트 프레임은 멀티캐스트 신호이므로 1회 전송된다. 그리고 각 클라이언트 스테이션(130)들은 당연히 802.11 규약에 따른 무선 멀티캐스트 프레임을 수신완료 했는지에 대해서는 아무런 응답신호를 보내지 않고 유무선접속장치(120)에서 당연히 무선 멀티캐스트 프레임을 상대방이 수신했는지를 체크하지 않는다.

즉, 802.11 규약의 MAC(Media Access Control)은 기본적으로 재전송방법을 지원하고 있으나 이를 사용하지 않는 브로드캐스트 프레임, 멀티캐스트 프레임, 매니저먼트 프레임의 전송은 인접채널간섭, 멀티-패스 패딩(Multi-path pading) 등에 의한 전송실패의 확률이 매우 높으며 재전송이 없으므로 한번의 실패로 프레임은 버려지게 된다. 이는 멀티캐스트 프레임의 무선전송의 실패를 의미한다. 이는 유선과는 달리 무선환경이 가지는 특징으로 데이터의 중복 전송을 없애기 위하여 멀티캐스트 스트림 서비스(Multicast Stream Service)의 멀티캐스트 프레임(Multicast Frame)을 재전송 없이 전송할 경우 많은 전송실패로 인해 안정적 수신을 거의 보장할 수 없으며 채널(Channel)의 상태에 따라 불규칙적인 서비스품질을 나타내게 된다.

이에 따라 종래의 방식에 따른 멀티캐스트 프레임의 무선송신은 실패하는 경우가 많고 서비스 품질을 떨어뜨린다는 단점이 있다.

상기와 같은 종래의 랜시스템에서, 802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임은 802.11 규약에 따른 무선 멀티캐스트 프레임으로 변환된 후 지정된 스테이션 없이 클라이언트 스테이션(130)들로 송신되는 구간(141), DIFS(142 ,distributed interframe space)구간과 그 다음 프레임 교환을 위해 각 스테이션들이 경쟁하는 구간(143)으로 구분된 시간간격으로 전송이 이루어진다. 이 경우, 각 스테이션(130)들로부터의 ACK 신호는 없다.

본 발명의 목적은 무선상의 클라이언트가 품질이 뛰어난 멀티캐스트 서비스를 받을 수 있도록 해주는 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법의 구현할 수 있도록 해주는 유무선접속장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신방법은 서버에서 발생되고 목적지 주소에 멀티캐스트 MAC주소를 갖는 유선 멀티캐스트프레임을 유무선접속장치를 통해 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하기 위한 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법에 있어서, 상기 유무선접속장치에 상기 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 단계, 상기 유선 멀티캐스트프레임을 무선용의 신호로 변환하면서 목적지 주소에 상기 멀티캐스트 MAC주소 대신에 상기 등록된 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환하는 단계, 상기 변환된 무선 유니캐스트프레임을 목적지주소의 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하는 단계 및 상기 클라이언트 스테이션의 상기 무선 유니캐스트프레임의 정상수신신호의 수신여부에 따라 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전 송 여부를 결정하고 결정된 사항을 실행하는 단계를 포함하는 구성을 가진다.

상기 무선상의 클라이언트 스테이션은 복수 개가 존재하고, 상기 유무선접속장치에는 복수 개의 클라이언트 스테이션들의 주소들이 등록되고, 상기 유선 멀티캐스트프레임은 상기 등록된 클라이언트 스테이션 주소들 각각의 무선 유니캐스트프레임으로 변환되어 상기 복수 개의 클라이언트 스테이션 각각으로 전송되고,

멀티캐스트 서비스의 맥(MAC)주소들을 등록하여두고 상기 등록된 멀티캐스트 서비스의 맥주소에 해당되는 멀티캐스트 프레임에 대해서만 상기 변환단계를 실행하는 것이 바람직하다.

상기 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 단계는 상기 유무선접속장치의 보조기억장치에 미리 기억시켜두었다가 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 1등록방식, 상기 클라이언트 스테이션에서의 결합요구에 따라 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 2등록방식 및 멀티캐스팅감시부의 멀티캐스트 서비스를 받고 있는 스테이션 정보를 이용하여 무선상의 클라이언트 MAC주소를 실시간으로 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 3등록방식 중 하나 이상의 방식으로 이루어질 수 있다.

상기 무선 유니캐스트프레임의 최대 재전송 횟수를 설정하는 단계, 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 실패를 카운트 하는 단계, 상기 재전송이 실패하는 경우마다 상기 최대 재전송 횟수를 감소시키는 방향으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 최대 재선송 횟수의 전송이 실패하는 경우 해당 클라이언트 스테이션에 대한 무선 유니캐스트프레임의 전송을 중단하고, 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소는 비활성화상태로 처리하는 것이 바람직하다.

상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대해서는 스테이션상태검사부가 전송을 시도하며, 상기 스테이션상태검사부에 의한 전송시도가 성공 시 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대한 최대 재전송 횟수를 초기화하여 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 활성화상태로 처리하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 유무선접속장치는 유선상의 서버와 무선상의 클라이언트 스테이션 사이 상기 유선의 말단에 설치되어 상기 클라이언트가 상기 서버와 통신할 수 있도록 하기 위한 유무선접속장치에 있어서, 상기 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 기억장치에 등록하는 기능, 상기 서버에서 발생되고 목적지 주소에 멀티캐스트 MAC주소를 갖는 유선 멀티캐스트프레임을 무선용의 신호로 변환하면서 목적지 주소에 상기 멀티캐스트 MAC주소 대신에 상기 등록된 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환하는 기능과, 상기 변환된 무선 유니캐스트프레임을 목적지주소의 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하는 기능 및 상기 송신한 클라이언트 스테이션으로부터 상기 무선 유니캐스트프레임의 정상수신신호의 수신여부에 따라 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 여부를 결정하고 상기 결정한 사항을 실행하는 기능을 갖는 프로그램이 기억장치에 설치된 구성을 가진다.

상기 클라이언트 스테이션의 주소는 복수 개 등록될 수 있고,

멀티캐스트 서비스의 맥(MAC)주소들을 등록하는 기능과 상기 등록된 멀티캐 스트 서비스의 맥주소에 해당되는 멀티캐스트 프레임과 상기 유선 멀티캐스트 프레임의 목적지 주소를 비교하는 기능과 상기 비교하는 기능의 실행결과 두 주소가 일치하는 프레임에 대해서만 상기 프레임을 변환하는 기능을 실행하도록 된 것이 좋다.

상기 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 기능은 상기 유무선접속장치의 보조기억장치에 미리 기억시켜두었다가 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 1등록방식, 상기 클라이언트 스테이션에서의 결합요구에 따라 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 2등록방식 및 멀티캐스팅감시부의 멀티캐스트 서비스를 받고 있는 스테이션 정보를 이용하여 무선상의 클라이언트 MAC주소를 실시간으로 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 3등록방식 중 하나 이상의 방식으로 이루어진다.

상기 기억장치에 설치된 프로그램은 상기 무선 유니캐스트프레임의 최대 재전송 횟수를 설정하는 기능, 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 실패를 카운트 하는 기능, 상기 기억장치에 설치된 상기 프로그램은 상기 재전송이 실패하는 경우마다 상기 최대 재전송 횟수를 조정하는 기능을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기억장치에 설치된 프로그램은 상기 최대 재선송 횟수의 전송이 실패하는 경우 해당 클라이언트 스테이션에 대한 무선 유니캐스트프레임의 전송을 중단하고, 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소는 비활성화상태로 처리하는 기능을 포함하는 것이 좋다.

상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대해서 전송을 시도하며, 상기 전송시도가 성공 시 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대한 최대 재전송 횟수를 초기화하여 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 활성화상태로 처리하는 스테이션상태검사부가 구비된 것이 좋다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신과정을 설명하기 위한 무선랜 시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3 시스템에서 유선 멀티캐스트 프레임이 무선용 신호로 변환된 후에 전송되는 과정의 타이밍도이다.

본 발명의 유선 멀티캐스트 프레임의 무선 송신방법에 따르면 서버(210)에서 생성된 802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임은 본 발명에 따른 유무선접속장치(220)에서 802.11 규약에 따른 무선 멀티캐스트 프레임의 목적지주소에 멀티캐스트 주소 대신에 미리 유무선접속장치(220)의 보조기억장치에 기록 해 두었다가 파워온 시 주기억장치에서 프로그램을 읽어들일 때 각 스테이션의 MAC주소를 읽어들여 주기억장치에 등록(제 1등록방식)하였다가 클라이언트 스테이션(230)들의 MAC주소를 각각 삽입하거나 결합을 요구하는 스테이션의 결합요구에 따라 스테이션의 MAC주소를 주기억장치에 등록(제 2등록방식)하였다가 실시간으로 클라이언트 스테이션(230)들의 MAC주소를 각각 삽입하거나, 멀티캐스팅감시부의 멀티캐스트 서비스를 받고 있는 스테이션 정보를 이용하여 무선상의 클라이언트 MAC주소를 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록(제 3등록방식)되도록하였다가 또는 제 1등록방식 ~ 제 3등록방식 중 2이상의 방식을 혼합하여 실시간으로 클라이언트 스테이션(230) 들의 MAC주소를 각각 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임 형태로 변환하여 각각의 클라이언트 스테이션(230)으로 순차적으로 송신하고, 자신의 MAC주소를 확인한 클라이언트 스테이션(230)에서는 ACK신호를 유무선접속장치(220)로 송신한다. 유무선접속장치(220)는 해당 스테이션(230)으로부터 ACK 신호가 수신되는지의 여부에 따라 당해 프레임을 재전송하거나 다음 프레임 교환을 위한 경쟁에서 선택된 스테이션(230)과 프레임을 주거나 받는다. 유무선접속장치(220)에서 무선 유니캐스트 프레임 형태로 변환된 프레임은 도 4에 나타낸 바와 같은 과정으로 스테이션(230)으로 신호를 전송한다.

즉, 무선 유니캐스트 프레임 형태로 변환된 프레임을 스테이션을 향해 송신하는 구간(241)의 시간이 지나면 SIFS(Shot interframe space)구간(242)의 시간이 경과 후부터 해당 스테이션(230)에서 ACK신호구간(243) 동안 ACK 신호를 확인하고, ACK 신호가 있으면 DIFS구간(244)의 시간이 경과된 후에 다음 프레임의 교환을 위한 경쟁구간(245)에서 선택된 스테이션과 데이터를 송수신하게 된다. 만약 ACK신호구간(243) 동안 ACK신호가 없으면 해당 프레임의 재전송을 시도한다. 재전송 회수는 유무선접속장치에 프로그램으로 미리 설정해 둘 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 유무선접속장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명에 따른 유무선접속장치(220)의 하드웨어구성은 무선랜 등 일반적인 유무선접속장치에서와 같고, 그 하드웨어 구성요소들을 제어하는 프로그램에 의해 수행되는 유무선접속장치의 기능에서 종래의 유무선접속장치와 차이가 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 유무선접속장치의 하드웨어적 구성에 대한 설명은 생략하고, 종래 장치들과 구분되는 특징인 하드웨어적 구성요소들을 제어하는 프로그램에 의해 수행되는 유무선접속장치의 특징적인 기능들을 기능별로 구분하여 설명한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유무선접속장치(220)는 인캡슐레이션부(221), 유저설정부(222), 멀티캐스팅감시부(223), 접속스테이션관리부(224), 프레임변환부(225)를 구비한다.

인캡슐레이션부(221)는 802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임을 802.11 규약에 따른 무선 멀티캐스트 프레임으로 변환하는 부분으로, 유무선접속장치의 일반적인 기능을 수행하는 부분이다.

유저설정부(222)는 다양한 멀티캐스트 서비스들 중 유저가 원하는 멀티캐스트 서비스의 멀티캐스트주소 설정, 변환 서비스를 받을 고정 클라이언트 스테이션의 MAC주소 설정, 최대 재선송 회수 설정 등 유저가 조정할 필요가 있는 것을 입력, 저장 또는 설정을 할 수 있도록 하는 역할을 한다.

멀티캐스트 서비스 종류에 따른 멀티캐스트 주소들에 대해서는 IANA 단체의 홈페이지)에서 확인할 수 있다. 멀티캐스트 주소는 그 첫째 바이트가 01, 09, AB 또는 CF 등 최하위 두 비트가 "01"로 시작되기 때문에 그 주소가 멀티캐스트 주소인지의 여부는 8비트 2진수인"00000001"과 MAC주소의 첫 번째 바이트를 논리적 AND 연산을 하여 판별할 수 있다.

각 스테이션(230)의 MAC주소는 유저가 직접 확인하여 설정할 수 있으며, 최대 재전송회수는 프로그램 작성자가 미리 정해둘 수 있으나, 필요에 따라 유저가 조정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아이지엠피 스누핑(IGMP Snooping) 등의 멀티캐스팅감시부(223)는 현재 유무선접속장치(220)에 접속하고 있는 스테이션(230)이 멀티캐스트 서비스를 이용하고 있는지를 판단하여 유니캐스트 프레임으로의 변환을 온/오프할 수 있도록 프레임변환부(225)로 알려주는 역할을 한다. 이는 사용되지 않는 멀티캐스트 프레임을 버릴 수 있도록 해주므로 네트워크 대역폭을 낭비하지 않게 해준다.

접속스테이션 관리부(224)는 802.11 규약에 따른 멀티캐스트 프레임은 한번만 전송하나 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임으로 변환된 프레임은 모든 스테이션(230)에 각각 전송해야 하므로 프레임변환부(225)에서 필요한 각 스테이션(230)들의 정보를 제공하는 역할과 클라이언트 스테이션의 실시간 결합요구에 따른 클라이언트 맥주소 설정기능을 제공하는 역할을 할 수 있다.

상기의 접속스테이션 관리부(224)는 기억장치에 저장되어 있는 각 스테이션(230)의 정보를 읽어오며, 각 스테이션의 MAC주소 등 각 스테이션의 정보는 유저설정부(222)를 통해 또는 프로그램에 의해 또는 프로그래머가 미리 설정하여 유무선접속장치(220)의 기억장치에 저장될 수 있다.

경우에 따라 상기의 접속스테이션 관리부(224)는 아이지엠피 스누핑 기능 등 멀티캐스트를 감시하는 부분에서의 각 스테이션의 MAC주소 등 각 스테이션(230)의 정보를 읽어올 수 있다.

각 스테이션에서의 결합요구는 유무선접속장치와의 접속을 위해 각 스테이션에서 자신의 MAC주소 등 자신과 접속하는 데 필요한 정보를 유무선접속장치로 보내면서 자신과의 접속을 요구하는 것을 말하는 것으로, 유무선 접속장치에서 기본적 으로 구현되고 있는 기술이다.

멀티캐스트감시부의 역할을 할 수 있는 아이지엠피 스누핑(IGMP Snooping)은 각 스테이션에서 멀티캐스트 스트리밍이 발생하는 것을 확인할 수 있는 기능을 가지고 있는 데, 이 아이지엠피 스누핑(IGMP Snooping) 기능에서 해당 스테이션의 MAC주소를 가지고 있으며, 이 역시 유무선접속장치에서 기본적으로 구현되고 있는 기술이다.

프레임변환부(225)는 인캡슐레이션부(221)에서 변환된 802.11 규약에 따른 멀티캐스트 프레임을 받아서 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임으로 변환한다. 프레임변환부(225)에서의 프레임 변환은 유저설정부(222), 멀티캐스트감시부(223), 접속스테이션 관리부(224) 등으로부터 제공되는 관련정보를 참고하여 변환한다.

본 발명에 따른 유무선접속장치(220)는 무선전송부(226)와 변환전송실패처리부(227) 및 스테이션상태 검사부(228)를 더 구비한다.

무선전송부(226)는 각종 프레임을 클라이언트 스테이션(230)들로 무선전송하는 역할을 하며, 전송실패 처리부(227)는 무선전송이 실패하는 경우 재전송을 시도하다가 최대 재전송 회수를 초과하는 경우 전송중단하여 실패한 스테이션(230)은 오프된 상태로 간주한다.

그 이후 스테이션 상태 검사부(228)에서 검사패킷을 해당 스테이션(230)으로 전송하여 접속을 시도하여 그 정보를 프레임변환부(225)나 접속스테이션 관리부(224) 등으로 제공하는 역할을 한다.

도 6은 유선 멀티캐스트 프레임을 본 발명에 따른 무선 신호로 변환하는 과 정을 설명하기 위한 프레임 구성도이다.

도 6에서, 위쪽의 프레임은 이더넷의 802.3 규약에 따른 MAC 프레임의 구성을 보여주고 있다. 802.3 규약에 따른 MAC 프레임은 목적지주소(151), 소스주소(152), 길이(153), 프레임바디(154), 프레임 형식을 맞추기 위해 의미 없는 것을 채우는 패드(155), 에러체크를 위한 체크섬(156) 등으로 이루어져 있다. 이와 같은 유선 멀티캐스트 프레임(150)의 목적지 주소(151)에는 서비스 종류에 따른 멀티캐스트 서비스의 MAC주소가 들어가게 된다. 예를 들어, 인터넷 멀티캐스트 서비스인 경우에는 목적지 주소에 "01-00-5E-00-00-00-00"가 삽입된다. 서비스 종류에 따른 MAC주소는 규약으로 정해져 있으며, 앞에서 언급한 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)의 홈페이지에서 확인할 수 있다. 즉, 수신된 목적지 주소(151)가 "01-00-5E-00-00-00-00"로 되어 있으면, 각 스테이션(230)들은 자신의 MAC주소와 상관없이 멀티캐스트 신호로 인식하고 해당 프레임을 받아들여 상위 응용프로그램으로 넘겨준다.

상기와 같은 802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임(150)은 그 아래의 본 발명에 따른 무선 유니캐스트 프레임(250) 구조로 변환된다. 본 발명에 따른 무선 유니캐스트 프레임(250)은 프레임제어(251), 지속제어(252), 목적지 스테이션 MAC 주소(253), 유무선접속장치의 MAC주소(254), 소스주소(255), 시퀀스제어(256), 프레임바디(257) 및 FCS(258, Frame Check Sequence)를 구비한다. 이러한 구성의 본 발명에 따른 무선 유니캐스트 프레임은 기본적으로는 802.11 규약에 의한 MAC 프레임에 따른 것이지만, 유선 멀티캐스트 프레임(150)을 무선 멀티캐스트 프레임 으로 변환하지 않고, 유무선접속장치(220)에 미리 등록 혹은 실시간 결합요구 등에 의해 접속스테이션 관리부(224)에 의해 유무선접속장치의 주기억장치에 등록된 스테이션(230)들의 MAC주소를 목적지 스테이션 MAC주소(253)에 삽입하여 여러 개의 무선 유니캐스트 프레임(250)으로 만든다는 데에 특징을 가진다.

예를 들어, 유무선접속장치(220)에 등록 혹은 실시간 결합요구에 의해 접속스테이션 관리부(224)에 의해 등록된 각 스테이션들의 MAC주소가 각각 "00-04-56-20-00-05", "00-04-56-20-00-06", "00-04-56-20-00-07"이라면 이 MAC주소들은 본 발명에 따른 유무선접속장치(220)에 유저설정부(222) 등을 통해 등록이 되고, 무선 유니캐스트 프레임(250)으로 변환 시 프레임의 목적지주소(253)에 각각 "00-04-56-20-00-05", "00-04-56-20-00-06", "00-04-56-20-00-07"가 삽입되고, 변환된 각 프레임(250)들은 순차적으로 각 스테이션(230)들로 송신된다. 만약 미리 등록된 스테이션의 맥만을 서비스하도록 설정한다면 접속스테이션 관리부(224)에 의해 등록된 스테이션은 변환된 전송을 하지 않을 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 유무선접속장치(220)에서는 802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임(150)을 802.11 규약에 따른 무선 유니캐스트 프레임(250)으로 만들되, 유무선접속장치(220)에 미리 등록해 두거나, 실시간 결합요구에 의해 접속스테이션 관리부(224)에 의해 또는 아이지엠피 스누핑 등의 멀티캐스트감시 기능을 이용해 등록된 각 스테이션(230)의 MAC주소 수만큼 프레임을 복사하고, 각 프레임의 목적지 주소(253)에 등록된 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 클라이언트 스테이션(230)들로 송신한다.

802.11 규약에 따른 무선 유니캐스트 프레임(250)을 전송 받은 각 스테이션(230)은 송신된 프레임의 수신여부를 ACK 신호로써 유무선접속장치(220)에 알리고 이 결과는 유무선접속장치(220)의 재전송 결정과 전송 레이트(rate) 조절을 통해 더욱 안정적인 유선 멀티캐스트 프레임의 전송을 유도할 수 있다. 이와 관련하여서는 뒤에서 더 자세히 설명한다.

802.3 규약에 따른 유선 멀티캐스트 프레임을 802.11 규약에 따른 무선 유니캐스트 프레임으로의 변환 후 전송하면 각 스테이션은 이를 수신하여 802.11 규약에 따른 프레임을 디캡슐레이션(de-capsulation) 부분에서 다시 802.3 규약에 따른 프레임으로 변환하여 상위 프로토콜로 전달하게 되기 때문에 프레임의 변환이 서비스에 영향을 미치지는 않는다.

일반적으로 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임의 경우 시스템에 따른 차이는 있으나 5-21회 정도의 재전송을 허용하고 있다. 이는 유니캐스트 프레임의 안정적 전송을 위해 조정 가능한 값이다. 802.3 규약에 따른 멀티캐스트 프레임을 변환하여 전송하는 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임의 경우는 이를 똑같이 적용할 경우 전송은 완료되더라도 지연된(너무 많은 재전송으로 인한) 수신으로 인해 스트리밍 서비스(Streaming Service)는 제대로 동작하지 않을 것이다. 따라서 시스템에 따라 변환 전송되는 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임에 대해서는 이러한 최대 재전송 회수를 조정할 필요가 있으며 이는 스트리밍 서비스(Streaming Service)에서 허용하는 각 프레임 데이터(Frame Data) 사이의 지연(Delay)에 따라 조정된다.

재전송 조정과 관련하여서는 도 7과 도 8을 참조하여 뒤에서 설명한다. 조정된 최대 재전송 카운트 내에서 변환된 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임이 전송에 실패 했을 경우 하나의 스테이션에 복사된 재전송을 여러 번 한 것이므로 같은 서비스를 받고 있는 다른 스테이션의 경우 지연된 수신을 받을 확률이 크게 되는데 이러한 수신은 스트리밍 서비스(Streaming Service)의 품질에 큰 영향을 주게 된다. 만약 현재 서비스 받고 있는 스테이션이 하나라면 이는 문제가 되지 아니하나 하나 이상일 경우에는 전송을 실패한 스테이션의 영향이 다른 스테이션의 서비스에 영향을 주게 된다.

따라서 여러 스테이션이 멀티캐스트 스트림 서비스(Multicast Stream Service)를 변환된 802.11 프레임에 따른 유니캐스트 프레임으로 수신하고 있을 때 전송실패 스테이션에 대한 연속적인 유니캐스트 프레임 전송은 많은 복사된 재전송을 일으키고 이는 무선상의 대역폭(bandwidth) 낭비와 다른 스테이션의 서비스에 많은 프레임의 지연된 전송을 야기하므로 이에 대한 처리는 반드시 필요하다.

전송실패의 요인은 스테이션의 이동, 인접 채널(Channel)의 간섭, 연결단절 등을 통해 일어나는데 이러한 불완전한 전송으로 인해 다른 스테이션에 영향이 가지 않는 방법으로 전송실패처리가 이루어져야 한다.

도 7은 재전송 카운터 조정을 설명하기 위한 흐름도이다.

유무선접속장치(220)는 멀티캐스트 프레임의 전송요구가 있으면(단계 1), 유저 설정사항을 참조하여 유니캐스트 프레임으로 변환해야될 프레임인지를 판단하고(단계 2), 유니캐스트 프레임으로 변환해야할 프레임에 해당되지 않는 경우 일반 멀티캐스트 프레임으로 전송한다(단계 3). 유니캐스트 프레임으로 변환해야 프레임에 해당되는 경우 해당 스테이션(230)에 대한 전송중단 플래그가 설정되었는지를 판단하고(단계 4), 전송중단 플래그가 설정되어 있으면 해당 스테이션(230)에 대한 변환된 802.11 유니캐스트 프레임은 버린다.

전송중단 플래그가 설정되어있지 않으면 등록된 스테이션의 MAC주소를 목적지 주소에 삽입하여 브로드캐스트 프레임을 유니캐스트 프레임으로 변환하고(단계 6) 변환된 유니캐스트 프레임을 전송한다(단계 7).

해당 스테이션(230)으로부터 ACK신호가 있는지를 판단하여 ACK신호가 있으면(단계 8), 검사상태플래그가 설정되어 있는지를 판단하고(단계 9), 그렇지 않은 경우 최대 재전송 카운트를 1씩 줄여나간다(단계 10).

단계 9에서 검사상태 플래그가 설정되어 있으면 최대 재전송 카운트를 초기의 최대 회수로 재설정하고(단계 11), 그렇지 않은 경우 단계 11을 생략한다.

그 다음으로 변환해야될 멀티캐스트 프레임이 있으면 단계 4로 가고, 없으면 종료한다(단계 12).

한편, 단계 10 이후에는 최대 재전송 회수가 "0"인지를 판단하고(단계 13), "0"이 아니면 단계 12로 가고, "0"인 경우 해당 스테이션(230)에 대한 전송을 중단하고 해당 스테이션(230)에 대한 전송중단 플래그를 설정한다(단계 14). 그런 다음 스테이션 상태검사부(228)에서 검사 프레임을 보내 해당 스테이션(230)의 상태를 계속 감시한다(단계 15). 해당 스테이션과의 통신이 성공되면(단계 16) 단계 11로 간다.

상기의 과정에서 최대 재선송 실패 이후의 전송은 스테이션 상태검사부(228)에 의해 전송이 중단된 스테이션(230)에 전송을 시도하며 이러한 시도가 성공될 때 채널의 상태가 좋아졌다고 판단하고 최대 재전송 카운트를 초기 값으로 재설정 원래의 전송동작으로 돌아간다. 위의 방법에서는 스테이션 상태검사부(228)의 검사시간, 감소 단위 및 검사상태에서의 재전송 카운트는 시스템에 따라 조정 할 수 있다. 이러한 값은 현재 서비스의 초당 데이터 비트-레이트(Data bit-rate)감지, 서비스를 받고 있는 스테이션의 개수에 따라 조정되는 값이다.

유무선접속장치(220)는 멀티캐스트 프레임의 전송요구가 있으면(단계 31), 유저 설정사항을 참조하여 유니캐스트 프레임으로 변환해야될 프레임인지를 판단한다(단계 32). 유니캐스트 프레임으로 변환해야할 프레임에 해당되지 않는 경우 일반 멀티캐스트 프레임으로 전송한다(단계 33). 유니캐스트 프레임으로 변환해야 프레임에 해당되는 경우 해당 스테이션(230)이 전송중단 플래그가 설정된 것인지를 판단한다(단계 34).

전송중단 플래그가 설정된 것이면 검사상태인가를 판단하여(단계 35) 아니면 프레임을 버린다(단계 36), 검사상태이면 검사카운트를 1씩 감한다(단계 37). 그런 다음 검사카운트가 "0"인지를 판단하여(단계 38) 검사카운트가 "0"이 아니면 단계 36으로 간다.

한편, 단계 34에서 전송중단 플래그가 설정되지 않았거나 단계 38에서 검사 카운트가 "0"이면 경우에는 무선 멀티캐스트 프레임을 해당 스테이션의 주소를 목적지 주소에 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환한다(단계 39). 그런 다음 변환된 무선 유니캐스트 프레임을 스테이션(230)으로 전송한다(단계 40).

해당 스테이션(230)으로부터 ACK신호가 있는지를 판단하여(단계 41), ACK신호가 있으면 검사상태인지 다시 판단하고(단계 42), 검사상태이면 해당 스테이션(230)의 전송중단 플래그와 검사상태 플래그를 클리어(clear) 한다(단계 43). 검사상태가 아니면 단계 43은 생략한다. 그후에 다음 스테이션으로 전송해야될 프레임이 있는지를 판단하여(단계 44) 있으면 단계 34로 가고 없으면 종료한다.

한편, 단계 41에서 해당 스테이션(230)으로부터 ACK신호를 받지 못하는 경우 해당 스테이션(230)에 대해 전송중단 플래그와 검사상태 플래그를 설정하고(단계 45) 검사카운트와 최대 재전송 회수를 결정하고(단계 46) 종료한다.

전송 중단 후 검사프레임을 통한 전송실패의 처리는 도 7의 재전송 카운트의 감소/증가를 통해 검사하거나 채널의 상태를 알아내는 방법을 제외하고 검사프레임만을 이용해서 전송실패처리를 하는 경우이다. 여기에서 검사카운터(Probing Counter)의 값을 결정하고 스테이션의 최대 재전송 카운트를 결정하는 부분이 주요한 부분이다. 현재 멀티캐스트 스트리밍 서비스(Multicast Streaming service)의 초당 비트 레이트(Bit Rate)와 현재 유무선접속장치(220)에 결합된 스테이션의 개수에 따라 검사카운트는 더 크거나 작은 값으로 결정된다. 만약 현재의 서비스가 무선의 대역폭(bandwidth)을 넘는다면 ( (서비스 비트 레이트 ㅧ 결합된 스테이션의 수) > 무선의 비트 레이트 라면) 서비스는 정상적으로 실행될 수 없으며 이때는 마지막 접속된 스테이션에 대해서는 변환된 802.11 규약에 따른 유니캐스트 프레임의 전송을 취소하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 항상 이루어질 필요는 없고, 멀티캐스트 스트리밍이 무선에서 발생할 경우에만 사용하는 것이 무선망의 효율을 가장 잘 이용하면서 무선 멀티캐스트 패킷의 전송도 보장할 수가 있다. 멀티캐스트 스트리밍이 발생하는 것을 확인할 수 있는 기능을 가지고 있는 아이지엠피 스누핑(IGMP Snooping) 등의 멀티캐스트감시부와 연동하면 본 발명이 용이하게 구현될 수 있다. 아이지엠피 스누핑(IGMP Snooping) 기능을 이용하여 실제 멀티캐스트 스트리밍이 서비스되고 있는 경우 본 발명을 적용하고 멀티캐스트 스트리밍의 서비스가 끝나면 본 발명을 적용하지 않으면 더 효과적인 무선 통신이 가능하다.

또한 현재 서비스되고 있는 멀티캐스트 스트리밍 서비스(Multicast Streaming Service)의 데이터 레이트(Data Rate)까지 정확히 감지한다면 이를 가지고 좀더 동적으로 서비스에 적응하는 모델을 만드는 것도 가능하다.

이상 설명한 본 발명은 유선에서 무선으로 데이터를 전송하는 장치(ex. 무선랜 Access Point, 블루투스, 하이퍼랜, 지그비 등)에서 안정된 멀티캐스트 스트림 서비스를 사용하는 기술에 대한 것이며, 멀티캐스트 스트림 서비스를 위해 유무선접속장치에서 새로이 고려해야 하는 재전송 실패 시의 처리에 대한 기술을 포함하고 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 클라이언트가 무선상에서 도 고품질의 멀티캐스트 서비스를 안정적으로 받을 수 있도록 해준다.

Claims

서버에서 발생되고 목적지 주소에 멀티캐스트 MAC주소를 갖는 유선 멀티캐스트프레임을 유무선접속장치를 통해 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하기 위한 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법에 있어서,

상기 유무선접속장치에 상기 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 단계;

상기 유선 멀티캐스트프레임을 무선용의 신호로 변환하면서 목적지 주소에 상기 멀티캐스트 MAC주소 대신에 상기 등록된 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환하는 단계;

상기 변환된 무선 유니캐스트프레임을 목적지주소의 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하는 단계; 및

상기 클라이언트 스테이션의 상기 무선 유니캐스트프레임의 정상수신신호의 수신여부에 따라 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 여부를 결정하고 결정된 사항을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
제 1항에 있어서, 상기 무선상의 클라이언트 스테이션은 복수 개가 존재하고, 상기 유무선접속장치에는 복수 개의 클라이언트 스테이션들의 주소들이 등록되고, 상기 유선 멀티캐스트프레임은 상기 등록된 클라이언트 스테이션 주소들 각각의 무선 유니캐스트프레임으로 변환되어 상기 복수 개의 클라이언트 스테이션 각각으로 전송되고,

멀티캐스트 서비스의 맥(MAC)주소들을 등록하여두고 상기 등록된 멀티캐스트 서비스의 맥주소에 해당되는 멀티캐스트 프레임에 대해서만 상기 변환단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
제 1항에 있어서, 상기 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 단계는 상기 유무선접속장치의 보조기억장치에 미리 기억시켜두었다가 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 1등록방식, 상기 클라이언트 스테이션에서의 결합요구에 따라 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 2등록방식 및 멀티캐스트감시부의 멀티캐스트 서비스를 받고 있는 스테이션 정보를 이용하여 무선상의 클라이언트 MAC주소를 실시간으로 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 3등록방식 중 하나 이상의 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
제 1항에 있어서, 상기 무선 유니캐스트프레임의 최대 재전송 횟수를 설정하는 단계, 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 실패를 카운트 하는 단계, 상기 재전송이 실패하는 경우마다 상기 최대 재전송 횟수를 감소시키는 방향으로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
제 4항에 있어서, 상기 최대 재선송 횟수의 전송이 실패하는 경우 해당 클라이언트 스테이션에 대한 무선 유니캐스트프레임의 전송을 중단하고, 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소는 비활성화상태로 처리하는 것을 특징으로 하는 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
제 5항에 있어서, 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대해서는 스테이션상태검사부가 전송을 시도하며, 상기 스테이션상태검사부에 의한 전송시도가 성공 시 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대한 최대 재전송 횟수를 초기화하여 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 활성화상태로 처리하는 것을 특징으로 하는 유선 멀티캐스트프레임의 무선 송신방법.
유선상의 서버와 무선상의 클라이언트 스테이션 사이 상기 유선의 말단에 설치되어 상기 클라이언트가 상기 서버와 통신할 수 있도록 하기 위한 유무선접속장치에 있어서,

상기 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 기억장치에 등록하는 기능, 상기 서버에서 발생되고 목적지 주소에 멀티캐스트 MAC주소를 갖는 유선 멀티캐스트프레임을 무선용의 신호로 변환하면서 목적지 주소에 상기 멀티캐스트 MAC주소 대신에 상기 등록된 무선상의 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 삽입하여 무선 유니캐스트 프레임으로 변환하는 기능과, 상기 변환된 무선 유니캐스트프레임을 목적지주소의 무선상의 클라이언트 스테이션으로 송신하는 기능 및 상기 송신한 클라이언트 스테 이션으로부터 상기 무선 유니캐스트프레임의 정상수신신호의 수신여부에 따라 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 여부를 결정하고 상기 결정한 사항을 실행하는 기능을 갖는 프로그램이 기억장치에 설치된 유무선 접속장치.
제 7항에 있어서, 상기 클라이언트 스테이션의 주소는 복수 개 등록될 수 있고,

멀티캐스트 서비스의 맥(MAC)주소들을 등록하는 기능과 상기 등록된 멀티캐스트 서비스의 맥주소에 해당되는 멀티캐스트 프레임과 상기 유선 멀티캐스트 프레임의 목적지 주소를 비교하는 기능과 상기 비교하는 기능의 실행결과 두 주소가 일치하는 프레임에 대해서만 상기 프레임을 변환하는 기능을 실행하도록 된 것을 특징으로 하는 유무선 접속장치.
제 7항에 있어서, 상기 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 등록하는 기능은 상기 유무선접속장치의 보조기억장치에 미리 기억시켜두었다가 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 1등록방식, 상기 클라이언트 스테이션에서의 결합요구에 따라 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 2등록방식 및 멀티캐스트감시부의 멀티캐스트 서비스를 받고 있는 스테이션 정보를 이용하여 무선상의 클라이언트 MAC주소를 실시간으로 상기 유무선접속장치의 주기억장치에 등록하는 제 3등록방식 중 하나 이상의 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유무선접속장치.
제 7항에 있어서, 상기 기억장치에 설치된 프로그램은 상기 무선 유니캐스트프레임의 최대 재전송 횟수를 설정하는 기능, 상기 무선 유니캐스트프레임의 재전송 실패를 카운트 하는 기능, 상기 기억장치에 설치된 상기 프로그램은 상기 재전송이 실패하는 경우마다 상기 최대 재전송 횟수를 조정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 유무선접속장치.
제 10항에 있어서, 상기 기억장치에 설치된 프로그램은 상기 최대 재선송 횟수의 전송이 실패하는 경우 해당 클라이언트 스테이션에 대한 무선 유니캐스트프레임의 전송을 중단하고, 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소는 비활성화상태로 처리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선접속장치.
제 11항에 있어서, 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대해서 전송을 시도하며, 상기 전송시도가 성공 시 상기 전송이 중단된 클라이언트 스테이션에 대한 최대 재전송 횟수를 초기화하여 해당 클라이언트 스테이션의 MAC주소를 활성화상태로 처리하는 스테이션상태검사부가 구비된 것을 특징으로 하는 유무선접속장치.