KR100781911B1 - 웹 페이지 다운로딩 - Google Patents

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KR100781911B1
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Abstract

본 발명은 시분할 다중 액세스 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 통신 제어 프로토콜 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 여기서, 일시적 블록 흐름들이 체인화된다. 본 발명은 시분할 다중 액세스 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 전송 제어 프로토콜 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 이용하는 방법 및 시스템을 제공한다. 상기 방법 및 시스템은 웹 페이지들에 있어서 다운로드 시간을 감소시키고, 겪게 되는 랜덤 액세스 경합 수를 감소시키는 이점들을 가진다.
시분할 다중 액세스 무선 패킷 데이터 시스템, 유선 모뎀 액세스 프로토콜, 전송 제어 프로토콜, 일시적 블록 흐름, 랑데부 지점

Description

웹 페이지 다운로딩{Downloading web pages}
본 발명은 세션 내에서 연속적인 전송 제어 프로토콜(TCP; transmission control protocol) 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 사용하여 시분할 다중 액세스(TDMA; time division multiple access) 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들에서 웹 사이트들의 다운로딩에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 그러한 다운로드들에 수반되는 타임 오버헤드(time overhead)를 감소시키고, 그러한 시스템들에서 랜덤 액세스 경합 수를 감소시키는 방법들에 관한 것이다.
클라이언트(웹 브라우저)가 웹 액세스를 시작할 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜/(TCP/IP) 접속이 클라이언트와 웹 서버 사이에 확립된다. 이 접속은 3방향 핸드쉐이크(3-way handshake)라 공지된 것을 사용하여 확립된다. 먼저, 클라이언트는 SYN(동기 유휴 문자; synchronise idle character) 신호를 서버에게 전송하고, 다음 서버는 SYN 신호를 다시 클라이언트에게 전송한다. 그런 다음, 클라이언트는 서버에게 수신통지 신호(acknowledgement signal)를 전송하고, 이에 의해 서버의 SYN 신호의 수신을 통지하고, 접속이 완료된다.
클라이언트와 서버 사이에 접속이 확립되었으면, 클라이언트는 하이퍼 텍스트 마크-업 언어(hyper text mark-up language)(HTML) 요청을 서버에게 전송한다. 그러한 요청은 단일 TCP 메시지로서 전송될 수 있거나, 두 개의 그러한 메시지들로 분할될 수 있다. 상기 접속은 저속 시동 메커니즘(slow start mechanism)이라 명명되는 것을 특징으로 한다. 클라이언트는 단일 HTML 요청을 전송하고, 그 요청된 데이터를 통상적으로 포함하는 서버로부터의 응답을 기다리며, 상기 서버에게 수신통지를 전송한다. 상기 수신통지의 전송 이후에, 복수의 데이터 신호들이 서버로부터 수신되며, 그러한 수령확인(receipt)은 클라이언트에 의해 용이하게 된다. 모든 데이터가 수신되었으면, 서버는 마감 신호(finish signal)를 전송한다. 마감 수신통지 신호는 클라이언트로부터 서버에게로 전송되고, 그런 다음 마감 신호가 전송된다.
웹 페이지의 다운로딩은 수개의 TCP/IP 접속 확립 및 종료 시퀀스들(tear down sequences)을 수반한다. 이것은 다운로딩될 웹 페이지가 하나 이상의 인라인 이미지(inline image)를 포함하는 경우에, 서버로부터 클라이언트에게로 각각의 이미지의 전송을 위해 별개의 TCP 세션이 필요하기 때문이다. 도 1은 이 문제점을 예시하며, 여기서, 마감된 신호(102)가 클라이언트에 의해 전송되었으면, 클라이언트는 보다 많은 데이터가 필요한지를 확인하기 위해 다운로딩된 페이지를 분석(검토) 한다. 도 1의 예에 대해서, 이미지는 다운로딩을 필요로 해서, 상술한 접속 확립 및 종료 시퀀스가 다시 실행된다. 이 예에서는 전송되어야 할 하나의 무선 링크 제어(radio link control; RLC) 패킷보다 적은 단일 데이터 요소만이 존재하며, 따라서, 서버는 마감 신호에 의해 후속되는, 단일 데이터 신호를 전송한다. 이 예에서, 저속 시동 메커니즘(slow start mechanism)은 발동되지 않는다.
따라서, 복수의 이미지들을 포함하는 웹 페이지를 다운로딩하기 위해서, 클라이언트와 서버 사이에 복수의 TCP 접속들이 반드시 이루어져야만 한다는 것이 명백하다. 이것은 웹 페이지의 전체 다운로드를 위한 타임 오버헤드의 관점에서 부적절하다.
TDMA 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 TCP 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 사용하는 월드와이드 웹(WWW)에 대한 액세스에 문제점이 존재한다. 이것에 대해서는 글로벌 패킷 무선 시스템(GPRS) 상의 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(HTTP)의 사용을 참조해서 하기에 예시된다. 브라우저가 HTTP 요청을 전송할 때, 그 요청은 SYN 신호로서 전송된다. 그러나, SYN 신호가 GPRS상에서 전송될 때마다, 요청된 웹 페이지의 다운로드를 용이하게 하기 위해, 네트워크에 대해 접속하도록 하고 그에 의해 원격 WWW 서버에 접속하도록 사용되는 이동국(mobile station)(MS)에 의해 이루어진 랜덤 액세스 시도가 존재한다.
랜덤 액세스 시도의 발생시, MS는 기지 송수신 국(base transceiver station)(BS)을 경유하여 네트워크에, 자신이 전송할 데이터를 갖고 있다는 메시지를 전송한다. MS는 자신이 데이터를 전송할 수 있다는 신호를 네트워크로부터 수신하였을 때, MS는 복수의 장래 패킷들이 할당되어, 그 데이터가 전송된다. 그러나, 그 네트워크에 대해 동시에 이루어진 두 개의 요청들이 존재하는 경우에, 액세스 시도들의 충돌이 발생할 수 있다. 이 경우에, 네트워크에 의해 SYN 신호가 전송되지 않을 것이며, MS는 시간적으로 추후에 부가적인 랜덤 액세스를 시도하여야만 한다. 이것은 랜덤 액세스 경합 해결(random access contention resolution)이라 공지되어 있다.
후술될 바와 같이, 현재의 문제점은 모든 TCP/IP 세션에 대해 무선 링크 제어(RLC) 링크를 확립할 필요성이 있다는 것이다. 무선 링크 제어는 MS와 네트워크 사이의 정보의 블록들의 전달을 제어하는 프로토콜이다. 이것은 순차화된 전달 및 에러 정정을 수행한다. 개별 무선 링크들을 확립하는 것에 대한 필요성은 웹 페이지와 웹 페이지에 포함된 이미지들의 다운로딩 시 사용자가 겪는 지연들을 실질적으로 증가시킨다. 현재 형태의 RLC 프로토콜이, 하나의 링크를 차단시키기 위해서 카운트다운 절차(countdown procedure)가 사용되는 것을 필요로 하는 경우, 지연들은 추가로 강조된다. 그러한 절차는, 전송될 블록들의 잔여수를 사전설정수(pre-set number)로부터 0으로 카운트다운하는 것으로 구성된다. 링크의 차단은 0에서 발생한다.
웹 페이지의 다운로드 동안 발생하는 지연들은 도 2를 참조해서 가장 잘 이해될 수 있으며, 이 도 2는 클라이언트로부터 서버로, 그리고 서버로부터 클라이언트로의 SYN 메시지의 전송에 수반된 메시지 교환들을 예시하는 래더 다이어그램(ladder diagram)을 도시한다. 하기의 개괄적인 가정들은 상기 래더 다이어그램의 설명에서 이루어진다. 이들 가정들은 단지 예일 뿐이라는 것을 명심하여야 한다.
1. 주 시간 지연들(major time delays)은 예를 들어, 대서양 횡단 접속이 이루어질 때의 위성 지연 같이, 일시적 블록 흐름(TBF) 확립 및 광역 네트워크(WAN)와 데이터 전달 시간에 기인한다.
2. 업링크 TBF의 생성을 위한 타임 오버헤드는 다운링크 TBF가 활성화되어 있는 동안의 업링크 TBF의 생성을 위한 타임 오버헤드보다 크다.
3. 다운링크 TBF의 확립은 업링크 TBF의 확립을 위한 타임 오버헤드보다 작은 타임 오버헤드를 갖는다.
4. 데이터 전송들은 10%의 연계 블록 에러 레이트(associated block error rate)(BLER)를 가진다.
5. 데이터 전송을 위한 RLC 일주 지연(RLC; roundtrip delay)은 10 RLC 블록들이다.
6. 데이터는 최저 코드 레이트(lowest code rate)(최고 처리량)로 전송된다.
이들 가정들 내에서 사용된 용어는 도 2에 관련한 다음의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, GPRS상의 원격 서버와 웹 브라우저 사이의 접속은 통신 링크들의 생성을 가능하게 하기 위해 서로 상호작용하는 다양한 제어층들을 수반한다. 브라우저는 전송 제어 프로토콜(TCP) 층을 경유하여 통신하고, 이 전송 제어 프로토콜 층은 논리 링크 제어(logical link control; LLC) 층과 통신하며, 이 논리 링크 제어층은 이동국 무선 링크 제어(mobile station radio link control; RLC-MS) 층과 통신한다. 여기서, 메시지들은 MS와 BS 사이에 형성된 무선 링크를 거쳐서 MS로부터 BS에게로 브로드캐스팅된다. 기지국 무선 링크 제어(RLC-BS) 레벨에서 수신된 메시지들은 논리 링크 제어/전송 제어 프로토콜(LLC/TCP) 층으로 전달되고, 그 후, 원격 서버의 TCP층으로 전달된다. 물론, 이것은 그 반대도 마찬가지로 동작한다.
도 2를 다시 참조하면, 브라우저는 TCP 층에 의해 SYN 신호(4)로서 전송되는 HTTP 요청(2)을 전송하고, 이 신호는 LLC층에 의해 설정 동기 균형 모드(set synchronise balance mode)(SABM) 신호(6)로서 RLC-MS층으로 전송된다. 이 스테이지에서, RLC 블록들에 관한 정보의 전송을 위한 MS와 BS 사이의 접속인 업링크 TBF(10)가 확립된다.
업링크의 확립 이후에, TCP 신호는 접속 지시(Conn-ind) 신호(12)로서 RLC-BS층으로부터 LLC/TCP층으로 통과된다. 수신통지 신호(14)는 이 층으로부터 LLC층으로 재전송되며, 다음 LLC층은 TCP 정보와 SYN 신호를 포함하는, 정보 프레임(16)을 LLC/TCP층으로 재전송한다. 다음 스테이지는 LLC/TCP 층으로부터 TCP 원격 서버로의 SYN 신호의 전송을 포함한다. 그런 다음, 원격서버는 SYN 신호(20)를 다시 전송하고, 이 신호는 SABM 신호(22)로서 RLC-BS를 향해 전송된다.
이제, BS로부터 MS로의 RLC 블록들의 전송을 위한 다운링크 TBF 접속이 확립된다. 이 단계는 일반적으로 24로 나타낸다. 다운링크 확립 이후, 접속 표시(Conn-ind) 신호(26)가 LLC층을 향해 전송된다. 이것은 MS와 BS 사이의 무선 인터페이스(air interface)를 거쳐 LLC/TCP층으로 전달되는 수신통지 신호(28)에 의해 수신통지된다. 그곳으로부터, 정보 프레임이 무선 링크를 거쳐 브라우저 TCP층을 향해 전송된다.
여기서, 관련 예약 블록 주기(RPBP)를 사용한 폴링 이후에 다운링크 TBF가 폐쇄되는 것으로 가정된다. BS는 RRBP 세트를 가지는 메시지를 전송할 수 있으므로 MS가 특정 수의 RLC 블록들 내의 RLC 레벨에서 수신통지 신호로 응답하여야만 한다. RRBP가, 그러한 수신통지를 위해 다운링크가 개설되어 있을 것을 요구하지 않는 경우에, 다운링크는 폐쇄될 것이다.
이들 두 신호들, 즉, 도 1에 도시된 처음 두 신호들은 경과되어야 하는 특정 시간(τ)을 갖는 것을 명백히 알 수 있다. 그러한 접속은 임의의 하나의 웹 페이지 다운로드 동작에서 복수회 이루어져야만 한다. 따라서, GPRP상의 HTTP를 사용하는 웹 페이지들을 다운로딩하기 위한 요구조건들이 매우 높을 수 있다는 문제점이 존재한다. 설명된 문제점은 시간 주기들에 관련하여 예시될 때, 더욱 현저해진다. 이미지들을 포함하지 않는 단일 웹 페이지의 다운로드를 위해서, 세 개의 접속 및 종료 시퀀스들이 수행되어야만 한다. 하나는 데이터가 필요하다는 것을 확립하기 위한 것이고, 하나는 서버에 어떠한 데이터가 필요한지를 통지하고, 그 데이터를 수신하기 위한 것이며, 마지막 하나는 수신통지를 위한 것이다. 분명하게도, 이것은 모든 다운로드 대상 이미지를 위한 부가적인 접속 및 종료 시퀀스의 기간만큼 증가될 것이다. 따라서, 상기 문제점이 필요로 하는 해결 방법은, TDMA 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 TCP 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 사용하여 웹 페이지를 다운로딩하기 위한 시간 소요를 감소시켜, 효율성과 사용자의 만족성을 증가시킬 수 있는 방식이다.
본 발명의 목적은 상술한 단점들 대부분 또는 모두를 해결하는 것이다.
본 발명은 첨부된 청구범위에 청구된 바와 같이, 시분할 다중 액세스(TDMA) 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 향상시키기 위한 방법을 제공하며, 일시적 블록 흐름들(TBF들)이 체인화(chained)된다. 또한, 본 발명은 시분할 다중 액세스(TDMA) 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들에서 랜덤 액세스 경합들의 감소를 위한 방법, 및 웹 페이지 다운로드 시간 감소를 위한 방법과, TBF 체인화를 모두 활용하는 시분할 다중 액세스(TDMA) 무선 패킷 데이터 시스템들 또는 유선 모뎀 액세스 프로토콜들을 제공한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따라서, 현재의 다운링크 TBF가, 네트워크로부터 랑데부 지점(rendezvous point)을 요청하기 위해 활용되는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에서, 현재의 업링크가, 그것의 폐쇄 이전에, 네트워크로부터 랑데부 지점을 요청하기 위해 활용되는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에서, 네트워크가 다운링크 TBF를 일정하게 활성 상태로 유지하는 방법이 제공된다.
본 발명의 상이한 양태들은 개별적으로, 또는 임의의 조합으로 활용될 수 있다. 또한, 이들은 전체 웹 페이지를 다운로딩하기 위해 요구되는 TCP 세션들의 수를 결정하는 단계, 및 그에 의해, 요구된 TBF들의 잔여수에 관련된 정보를 네트워크에 전송하는 단계들을 활용할 수 있다.
본 발명의 부가적인 특정 이점들은 하기의 도면들의 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 웹 페이지의 다운로드 동안 클라이언트와 서버 사이에서 교환되는 메 시지들을 도시하는 도면.
도 2는 GPRS상의 HTTP를 사용하는 3방향 핸드쉐이크의 첫 번째 두 신호들 동안 교환되는 메시지들을 도시하는 도면.
도 3은 클라이언트와 호스트 사이의 접속이 개설 상태로 남아있는 시나리오를 도시하는 래더 다이어그램.
도 4는 랑데부 요청을 도시하는 래더 다이어그램.
도 5는 도 4의 랑데부를 위한 시간 위치 계산(time location calculation)을 예시하는 흐름도.
도 6은 폐쇄 업링크를 사용하는 TBF 체인화 방법을 예시하는 흐름도.
도 7은 도 6의 랑데부 지점을 위한 시간 위치 계산을 예시하는 흐름도.
도 8은 다운링크가 항상 활성 상태로 남아있는 TBF 체인화 방법을 예시하는 흐름도.
도 9는 상태 정보를 네트워크에 알려주는 방법을 예시하는 흐름도.
본 발명을 상술된 첨부 도면들을 참조해서 상세히 설명된다.
본 발명은 TBF가 소정의 방식으로 활성 상태로 남아있는 경우에, 데이터가 전달되지 않을 때에도, MS와 네트워크 사이의 각 통신을 위한 독립형 TBF 확립이 요구되지 않는다는 것에 기초하여 동작한다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 클라이언트와 서버의 RLC-MS와 RLC-BS 사이의 302, 304 같은 업링크 TBF가 확립되었으면, HTML 요청은 308로 전송될 수 있고, 이것이 데이터와 마감 신호(310, 312)가 서버로부터 클라이언트에게로 다시 전달된다. 이 스테이지에서, 업링크 TBF는 활성 상태로 남아 있는다. 따라서, RLC/MAC 채널 리소스 할당 절차 이후에, 전송(318)이 그 후에 이루어질 수 있다. 그것의 연계 타임 오버헤드들을 가지는 업링크 TBF 접속을 생성할 필요가 없다. 이 결과는 도 4 내지 도 9를 참조해서 하기에 설명된 다수의 서로 다른 방식들로 달성된다.
도 4는 다운링크 TBF가 업링크 TBF로부터 랑데부 지점을 요청하기 위해 사용될 때 MS와 BS 사이에 전달되는 메시지들을 도시한다. 도 4는 MS와 BS 사이에 전달되는 메시지들을 도시하는 래더 다이어그램으로부터 발췌한 도면이다. BS로부터 MS로 통과된 제 1 신호(402), 즉 LLC 레벨 신호는 BS로부터 MS로의 확립된 다운링크를 통해 보내지는 최종 통신을 나타낸다. 이 신호의 수신 이후, 그리고, 다운링크 폐쇄 이전에, MS는 랑데부를 위한 요청, RLC 레벨 신호를 전송한다. 달리 말해서, MS는 그것의 폐쇄 이전에, TCP/HTTP 상태들에 기초하여 무엇인가를 전송하기를 원할 수 있다는 것을 나타내는 메시지를 다운링크를 통해 재전송한다. 실제에 있어서, RRBP가 폴링될 때(예로서, 도 2) MS는 BS에 메시지를 전송하여 리소스를 요청한다. MS는 데이터를 전송할 준비가 되지 않게 되는 만료 이전에 RLC 블록들의 최소수의 세부 사항들을 제공한다. 이에 응답하여, BS는 이 목적을 위해 특정 유휴 리소스를 할당한다. 이 리소스는 MS의 사용만을 위해 할당된 시간의 블록으로 구성된다. 상기 블록은 요청 이후에 특정 수의 RLC 블록들로 배치되며, 랑데부 지점이라 명명된다.
MS의 사용을 위해 할당된 블록은 MS가 임의의 더 많은 전송할 데이터를 가지고 있는지 여부에 대하여 BS에 알리는 것을 가능하게 한다. 따라서, MS는 서버로부터 클라이언트에게로 전송되는 데이터를 위한 필요 리소스를 요청하기 위해서, 또는, 전송할 것이 더 이상 없다는 것을 나타내기 위해서, 또는 다른 랑데부 지점을 요청하기 위해서 이 블록을 사용할 수 있다.
이 절차는 업링크 TBF 확립 시간(독립형)으로부터 다운링크 TBF를 통해 업링크 TBF를 생성하기 위해 소요되는 시간까지의 업링크 TBF를 생성하기 위한 시간을 감소시킨다. 그러나, 랑데부 지점이 도달될 때 MS가 더 이상의 추가 전송 데이터를 갖지 않고 따라서, 할당된 RLC 블록을 사용하지 않는 경우에, 할당된 RLC 블록의 대역폭은 낭비된다는 것을 인지하여야 한다. 부가적으로, 업링크 요청을 위한 리소스가 이미 할당되어 있기 때문에, 발생하는 랜덤 액세스 경합 수는 감소된다.
MS가 유지하는 데이터와 시간을 사용하여 랑데부 지점이 요청되는 시간이 계산된다. MS는 각 웹 또는 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스당(또는, 원형 저장 영역의 한정된 수의 어드레스들에 대하여) 타이밍 기록을 유지한다. 또한, 현재 서비스중인 네트워크를 위한 무선 링크 제어/미디어 액세스 제어(RLC/MAC) 레벨(단지 RLC라고 상술됨)에서의 타이밍 기록을 유지한다. 각 IP 어드레스에 있어서, 측정 동안 사용되는 RLC/MAC 네트워크 인터페이스가 저장된다. 그러한 기록들을 유지하기 위해서, MS는, 요구될 때 그리고 포함되는 다양한 프로토콜들에 의해 허용되는 것에 따라, 다음의 타이밍을 측정한다. MS는 측정들을 유지하는 어떤 방법을 사용할 것이다. 그러한 방법들은 다수의 이전의 측정치들을 평균화하는 단계 또는 가장 최근의 측정치들을 단순히 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
1. 독립형 업링크 확립 시간. 이것은 RLC/MAC 업링크 TBF 확립 시간이며, 제 1 랜덤 액세스 시도와 "패킷 할당" 메시지(업링크상의 데이터의 전송을 위한 리소스들의 할당을 나타내는 메시지)의 수신 사이의 시간이다.
2. 독립형 다운링크 확립 시간. 이것은 "패킷 다운링크 할당" 메시지의 수신과 제 1 유효 RLC 블록의 수신 사이의 시간이다.
3. 다운링크 TBF가 여전히 활성 상태인 동안의 업링크 TBF 확립 시간.
4. 업링크 TBF가 활성상태로 남아있는 동안의 다운링크 TBF 확립 시간.
5. TCP 라운드트립 시간(TCP roundtrip time). 이것은 클라이언트 또는 MS의 TCP층으로부터 서버(원격 또는 기타)의 TCP층으로 TCP 메시지가 전송되고, MS에 재전송되는 시간이다.
상기 파라미터들에 부가하여, MS는 또한 랑데부 지점 위치들에 대한 원하는 시간을 결정할 때, 업링크 및 다운링크 데이터 레이트들과, 그것들의 각 블록 에러 레이트들을 고려한다.
도 5는 도 4의 실시예의 MS가 랑데부 지점을 요청하는 방식을 예시한다. 기능 박스 502에서, MS는 더 많은 데이터가 전송될 필요가 있는지 여부와, 또한, 잔여 데이터의 크기를 결정한다. 이것은 HTTP 및/또는 TCP의 조건으로부터 결정된다. 이것은 다운링크 TBF가 활성화되는 임의의 시간에 이루어질 수 있다.
기능 박스 504에서, MS는 현재 송신되는 다운링크 TCP 메시지의 크기를 알게될 때까지 대기한다. 그후, MS는 다운링크 데이터 레이트와 블록 에러 레이트를 고려하여 완전한 다운링크 메시지를 수신하여야 하는 시기를 계산한다. 또한, 이 계산은 클라이언트/서버 인터페이스 내의 상이한 제어 레벨들에서 교환될 필요가 있는 메시지들을 고려한다.
기능 박스 506은 리소스 요청 전송 단계를 상세히 기술한다. 여기서, MS는 기능 박스 504에서 결정된 시간과 같은 랑데부 지점에 업링크의 1 RLC 블록에 대한 요청을 전송한다. TCP 라운드트립 시간은 랑데부 지점이 너무 이른 시간을 요청하는 것을 방지하기 위한 기준(benchmark)으로서 사용된다. 요청된 지점이 TCP 라운드트립 시간보다 이른 시간에 속하는 경우에, 네트워크는 소정의 전송 대상이 존재하기 이전에 리소스들을 확립하기 위해 준비할 것이다. 유사하게, 랑데부 지점까지의 시간이 RLC 업링크 TBF 확립 시간들 중 어느 하나보다 훨씬 긴 경우에, 또는 업링크 TBF가 활성상태인 경우에, 요청은 전송되지 않는다. 네트워크는 리소스에 대한 소정의 요청을 허가, 지연 또는 거부할 권한을 보유한다.
기능 박스 508은 MS에 의해 이루어진 결정을 도시한다. 랑데부 요청과 할당된 블록 사이의 블록들의 수 이후에, MS가 더 많은 전송할 데이터를 가지는 경우, 그 데이터는 기능 박스 510에 기술된 바와 같이, BS에 전송된다. 그러나, MS가 다른 전송할 데이터를 갖지 않는 경우에, 랑데부 요청들이 허가되었는지 여부가 판정된다(기능 박스 512). 이것은 연속적으로 브로드캐스팅되는 네트워크의 시스템 정보 메시지들을 청취하는 MS에 의해 수행된다. 네트워크는 랑데부 요청들이 수락되었는지 여부를 나타내기 위해 이들 메시지들 내의 하나의 비트를 설정한다. MS는 호출을 수행하기 이전에, 이 정보를 청취할 것이다.
랑데부 요청들이 수락된 경우에, 랑데부 요청 재시도들이 허가되었는지의 여부가 확립된다(기능 박스 514). 이 정보는 랑데부 요청들이 수락되었는지 여부에 대해 설명한 바와 동일한 방식으로 사용가능하다.
요청들 및 재시도들 양자 모두가 수락된 경우에, 기능 박스 502로 복귀된다. 그러나, 이들 요청들 중 어느 한쪽 또는 양자 모두가 네트워크에 의해 수락되지 않은 경우에, MS와 네트워크 사이의 통신은 종결된다(기능 박스 516).
TBF들의 체인화의 두 번째 방법이 도 6에 예시된다. 이 방법에서, MS는 다음 업링크 TBF를 위한 랑데부 지점 요청시 RLC 레벨의 카운트다운 절차를 활용한다.
기능 박스 602는 RLC 카운트다운을 나타낸다. RLC 프로토콜은, MS가 보다 적은 전송 대상 데이터 블록들 갖기 시작할 때, 이것은 네트워크에 알려주어야만 한다는 것을 요구한다. 이와 같이, 전송대상으로 남아있는 사전설정된 수의 블록들로부터 0까지 카운트다운이 수행된다. 이것은 네트워크가 얼마나 많은 데이터가 남아있는지, 그리고, 언제 전송이 완료될 것인지를 알 수 있게 한다. 카운트가 0에 도달하였을 때, 데이터의 종점에 또한 도달된다. 본 실시예에서, MS는 카운트다운과 병렬이며, 카운트다운이 0과 같아질 때(기능 박스 604), MS는 단일 리소스 할당을 위한 요청을 전송한다. 이 블록은 데이터 전송을 요청하기 위해, 미래의 시간에 할당되도록 요청된다. 이와 같이, MS는 블록의 할당을 위한 랑데부 지점을 나타낸다. 이것은 현재의 업링크 TBF가 폐쇄되는 것과 동시에 수행된다. 카운트다운이 0과 같지 않으면, MS는 이에 관한 어떠한 동작도 취하지 않는다(기능 박스 608).
이 방법은 다음 업링크 TBF를 위한 리소스 요청을 위해 블록이 이미 할당되어 있기 때문에, 상술된 바와 같이, 랜덤 액세스 시도들에 고유한 경합 해결 절차가 회피된다는 이점이 있다. 이것은 독립형 업링크 확립 기간으로부터 개설 다운링크(open downlink)를 통한 업링크 확립 기간까지의 추가 업링크 TBF들(즉, 제 1 또는 1차 업링크 이후 확립된 업링크들)을 확립하기 위한 타임 오버헤드(time overhead)를 감소시킨다.
도 6의 실시예에 활용된 랑데부 요청 절차는 도 5의 것과 동일한 파라미터들을 사용한다. 그러나, 랑데부 지점을 요청하는 프로세스는 상이하며, 도 7을 참조해서 설명된다.
기능 박스 702는 랑데부 지점을 요청하는 프로세스의 제 1 단계를 도시한다. 이 단계는 현재 TCP 라운드트립 시간에 대한 지식이 사용될 수 있어야 한다는 것을 필요로 한다. MS는 심볼 TE로 기재되어 있는, 랑데부 지점 요청에 대한 결정이 이루어지는 시간의 지점에서 현재 TCP 메시지의 시작으로부터 경과된 시간을 계산한다. 기능 박스 704로 도시되어 있는 다음 단계는 RLC 카운트다운이 0에 도달하였을 때 수행된다. 여기서, MS는 TCP 라운드트립 시간(TTCPR)과 단계 702에서 계산된 시간값 사이의 차로서 주어진 미래 시간에 랑데부 지점을 요청한다. 다시, 네트워크는 수신된 요청을 허가, 지연 또는 거절하기 위한 권한을 예약한다. 기능 박스 706은 전송할 추가 데이터를 가지는지 여부에 대하여 MS에 의해 취해진 결정을 예로서, 랑데부 지점이 도달되었을 때, 리소스를 위한 요청 또는 수신통지 신호의 형태로 기술한다. MS가 추가 데이터를 가지는 경우에, 그 데이터는 기능 박스 708에 도시된 바와 같이 전송된다. 그렇지 않으면, 이것은 랑데부 요청들이 허가되었는지의 여부가 결정된다(기능 박스 710). 이것은 연속적으로 방송되는 네트워크의 시스템 정보 메시지들을 청취하는 MS에 의해 수행된다. 네트워크는 랑데부 요청들이 허가되었는지 여부를 나타내도록 이들 메시지들 내에 일 비트를 설정한다. MS는 호출을 하기 이전에 이 정보를 청취할 것이다.
랑데부 요청들이 수락된 경우에, 랑데부 요청 재시도들이 허가되었는지의 여부가 확립된다(기능 박스 712). 이 정보는 랑데부 요청들이 수락되었는지의 여부에 대해 설명된 바와 동일한 방식으로 이용가능하다.
요청들 및 재시도들 양자 모두가 수락된 경우에, 기능 박스 502로 복귀된다. 그러나, 이들 요청들 중 어느 하나 또는 양자 모두가 네트워크에 의해 수락되지 않은 경우에, MS와 네트워크 사이의 통신은 종결된다(기능 박스 714). 이 절차 내에서 하나 이상의 보정 팩터들이 활용될 수 있다는 것에 유의하라.
네트워크가 항상 개설 다운링크 TBF를 보유하는, TBF들을 체인화하는 제 3 방법이 도 8을 참조해서 설명된다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 방법은 HTTP 또는 TCP/IP 세션 트랜잭션이 수행된 이후에, BS에 의해 다운링크 TBF(예로서, 도 2의 24)가 개설 상태로 유지되는 것에 의존한다.
기능 박스 802는 추가 데이터를 전송할 수 없게 되기 이전에, 미래 RLC 블록들의 최소수에 대한 추정치를 MS로부터 BS가 수신하는 단계를 기술한다. 이 정보는 MS가, 경험하고 있는 현재의 일주 TCP 지연을 상세히 기술하는 정보와 함께 그것을 전송할 수 있는 만큼 빈번히 전송된다.
다음의 단계 804는, MS가 임의의 업링크 리소스 요청들을 갖고 있는지의 여부를 주기적으로 확인하기 위해 BS가 MS를 폴링하는 것으로 구성된다. 요청이 이루어진 경우에, 다운링크 TBF가 개설 상태로 남아있기 때문에, 앞서 상세히 설명된 두 개의 확립 오버헤드들 중 보다 작은 쪽에서 업링크 TBF가 확립된다(806, 808). 어떠한 요청도 이루어지지 않는 경우에, BS는 MS를 주기적으로 폴링하는 것을 지속한다.
이 방법은 네트워크 제어 절차를 제공한다. BS가 특정 시간에 네트워크 트래픽의 높은 비율을 취급하는 경우에, 리소스 요청들을 위해 MS를 폴링하지 않는 것을 선택할 수 있다. BS는 다음에 MS를 폴링하게 될 시간을 지연시킬 수 있다. 따라서, 이 방법은 충돌들을 처리하기 위해 네트워크에 의해 제어되는 메커니즘을 제공한다. 랜덤 액세스 경합들이 발생하기 쉬울 때, BS가 단지 MS의 폴링을 지연시키기 때문에, 랜덤 액세스 경합들이 방지될 수 있다. 따라서, 경합이 없는 리소스가 제공된다. 이 방법은 상술한 방법들과 같이 동일한 시간 절감을 제공한다.
TBF들의 체인화에 상보적인, 최종 방법이 도 9에 도시된다. 이 방법은 상술한 세 가지 체인화 방법들 중 어느 것과도 함께 사용될 수 있다. 이 방법은 MS에서 시작한다. 단계 902에서, MS는 웹 페이지를 다운로딩하기 위해 필요한 TCP 접속들/종료 시퀀스들의 수를 결정한다. 이미 설명된 바와 같이, 각 인라인 이미지를 다운로딩하기 위해 별개의 시퀀스가 필요하다. 이 단계는 HTTP 페이지 분석(HTTP page parsing)을 활용한다.
기능 박스 904에서, 다운로드를 완료하기 위해 확립을 여전히 필요로 하는 TBF들의 수의 표시가 네트워크에 전달된다. 이 표시는 카운터에 의해 이루어진다. 부가적으로, MS는 미래 TBF들의 업링크상에서 전달되어야 할 수 있는 데이터의 옥텟들(octets)(바이트)의 수를 표시할 수 있다. 이것은 특히 이벤트들의 특성이 유사한 업로드들에서 발생한다.
상기 방법들은 모두 함께 사용되어, GPRS상의 HTTP를 사용하여 웹 페이지들을 다운로드 시 TBF 체인화를 제공할 수 있다. 그러나, 가장 가능성 있고 양호한 조합들은 도 4, 8 및 9와 도 6, 8 및 9의 실시예들이다.
그러나, 조합된 상기 방법들은 GPRS에서 HTTP를 사용하여 TBF 확립의 타임 오버헤드를 감소시키도록 기능한다. 예시적인 다운로드 시나리오에서, TBF 체인화의 사용에 의해 달성된 이득들이 이제 설명된다. 4 이미지들을 포함하는 페이지의 다운로드 시, 5 TCP 접속들이 필요하다. 상기 페이지에 대해 하나의 접속이 필요하고, 각 이미지에 대해 하나씩의 접속이 필요하다. 이들 접속들 각각에 대하여, 4 업링크 TBF 확립들과 3 다운링크 TBF 확립들까지가 존재할 것이다. 따라서, 각각의 그러한 링크를 확립하기 위해 소요되는 시간을 감소시키면 다운로드에 대한 전체 타임 오버헤드를 현저히 감소시킬 것임이 명백하다. 또한, HTTP가 개선될 때, 병목들은 단지, 접속 확립과 저속 시작을 위한 TCP 라운드트립 시간의 형태로만 남게 될 것이다. 또한, TBF들의 체인화는 대부분의 원하는 영역에서 현저한 개선들을 제공한다.
또한, TBF 체인화와 연계된 대역폭 이득도 존재한다. 클라이언트와 서버 양자 모두의 제어 레벨들 사이에서 교환되는(즉, 접속을 확립하기 위해서) 메시지들의 수가 감소되기 때문에, 접속을 위해 보다 적은 RLC 블록들이 필요하다. 따라서, 데이터 전달 등을 위해 보다 많은 RLC 블록들이 사용자에게 이용가능하게 된다. 또한, 랜덤 액세스 경합 수의 감소는 충돌들을 현저히 감소시키며, 이것은 상술한 바와 같이, 시간의 절감과 연계되어 있다.
위의 상세한 설명은 랑데부 지점들을 예측하기 위해, 그리고, HTTP를 사용하여 GPRS의 경합 해결 및 충돌들을 방지하기 위해서 그러한 방법들을 활용하는 GPRS 시스템들 및 GPRS들상에서의 HTTP의 이용을 개선하는 방법들을 제공한다. 이들 방법들은 GPRS와 관련하여 설명되었지만, 임의의 시분할 다중 액세스(TDMA) 무선 패킷 데이터 시스템 및 임의의 유선 모뎀 액세스 프로토콜에 동등하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법들 및 시스템들이 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜을 참조해서 설명되었지만, 이들은 세션 내에서 연속적인 전송 제어 프로토콜(TCP) 접속들을 사용하는 소정의 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들에 동등하게 적용된다.
물론, 본 발명은 단지 예시에 의해 설명된 것이며, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 세부 사항에 대한 변형들이 이루어질 수 있다는 것을 이해될 것이다.

Claims (29)

  1. 시분할 다중 액세스(TDMA; time division multiple access) 무선 패킷 데이터 시스템들(wireless packet data systems) 및 유선 모뎀 액세스 프로토콜들의 세션 내에서 연속적인 전송 제어 프로토콜(TCP; transmission control protocol) 접속들을 사용하는 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들을 사용하여 데이터를 다운로딩하는 방법에 있어서,
    클라이언트 및 네트워크 사이의 통신을 제공하기 위해 일시적 블록 흐름들(TBF들)을 체인화하는 단계; 및
    랑데부(rendezvous) 요청 후 미래의 시간에 상기 클라이언트에게 리소스의 할당을 위해 상기 네트워크로부터 랑데부 지점을 요청하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세션들 또는 애플리케이션 프로토콜들은 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(HTTP; hyper text transfer protocol)을 포함하고, 상기 TDMA 무선 패킷 데이터 시스템 및 상기 유선 모뎀 액세스 프로토콜들은 글로벌 패킷 무선 시스템들(GPRSs; global packet radio systems) 및 향상된 GPRS들(EGPRSs; enhanced GPRSs)을 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    네트워크로부터 랑데부 지점을 요청하기 위해 현재의 다운링크 TBF를 활용하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점은 업링크 TBF가 요구될 수 있는 시간에서의 한 지점에 위치되도록 요청되는, 데이터 다운로딩 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점 위치가 계산되고,
    상기 계산은,
    상기 네트워크에 추가 데이터가 전송될 필요가 있는지의 여부를 결정하고, 상기 데이터의 크기를 결정하는 단계; 및
    현재 다운링크 신호가 완료되는 시간을 추정하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점은 업링크의 단일 무선 링크 제어(RLC) 블록을 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점이 도달될 때, 상기 랑데부 지점이 상기 네트워크에 의해 허가되는 경우, 및 전송되어야 할 데이터가 존재하는 경우에, 업링크 TBF를 요청하기 위해 업링크의 블록을 활용하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    네트워크로부터 상기 랑데부 지점을 요청하기 위해 현재의 업링크 TBF를 활용하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 요청은 데이터 전송이 종료할 때 이루어지는, 데이터 다운로딩 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 요청은 RLC 카운터가 0에 도달할 때 이루어지는, 데이터 다운로딩 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점은 업링크 TBF가 요구될 수 있는 시간에서의 한 지점에 위치되도록 요청되는, 데이터 다운로딩 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점은:
    현재 TCP 메시지의 전송 이후의 경과된 시간을 계산하는 단계; 및
    상기 경과된 시간과 임의의 요구된 보정 팩터들을 고려한 TCP 라운드트립 시간과의 차로서 상기 랑데부 지점을 추정하는 단계에 따라 계산되는, 데이터 다운로딩 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점은 업링크의 단일 RLC 블록을 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점이 도달될 때, 상기 랑데부 지점이 상기 네트워크에 의해 허가되는 경우, 및 전송되어야 할 데이터가 존재하는 경우에, 업링크 TBF를 요청하기 위해 업링크의 블록을 활용하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  17. 제 9 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 랑데부 지점이 상기 네트워크에 의해 거부되는 경우, 상기 네트워크에 의해 랑데부 요청들이 허가되는지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 네트워크에 의해 랑데부 요청들이 허가되는 경우, 상기 네트워크에 의해 재요청들이 허가되는지의 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 재요청들이 허가되는 경우, 상기 랑데부 요청 절차를 반복하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    네트워크가 다운링크 TBF를 활성 상태(active)로 유지하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    이동국이 전송 대상을 소진하기 전에, 이동국(MS)으로부터 RLC 블록들의 최소수에 대한 추정치를 수신하는 단계; 및
    업링크 리소스 요청을 위해 상기 MS를 폴링하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    리소스 요청이 식별된 경우(806), 상기 MS와 상기 BS 사이의 업링크 TBF를 개설하는 단계를 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    랑데부 지점에 대한 요청이 이루어지는 네트워크가 상기 요청을 수락, 거절 또는 지연할 수 있는, 데이터 다운로딩 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    웹 페이지를 다운로딩하기 위해 요구된 TCP 세션들의 수를 결정하는 단계; 및
    잔여 요구된 TBF들의 표시를 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    미래의 TBF들에서 업로딩될 데이터의 크기의 추정치를 상기 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 다운로딩 방법.
  24. 삭제
  25. 세션 내에 연속 전송 제어 프로토콜(TCP)을 이용하는 세션들 또는 애플리케이션들 프로토콜들을 이용하여 데이터를 다운로딩하기 위한 TDMA 무선 패킷 데이터 시스템에 있어서,
    일시적인 블록 흐름들(TBF들)을 체인화함으로써 네트워크의 무선 링크 제어층과 통신을 확립하기 위한 무선 링크 제어층을 갖는 클라이언트를 포함하고,
    상기 클라이언트의 상기 무선 링크 제어층은 랑데부 지점 요청 후 미래의 시간에 상기 클라이언트에게 리소스의 할당을 위해 상기 네트워크로부터 상기 랑데부 지점에 대하여 상기 네트워크에 요청을 전송하도록 구성되는, TDMA 무선 패킷 데이터 시스템.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
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