KR100904586B1 - 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리를 위한 시스템과지원 방법 및 장치 - Google Patents

송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리를 위한 시스템과지원 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

왕복 시간 관리(round trip time management)에 대한 본 기술에 있어서, 무선 네트워크 상에서 수신된(204) 응답 패킷(acknowledgement packet)은 먼저 메모리 버퍼에 버퍼링(210)된다. 그 후 응답 패킷의 지정된 출발시간(departure time)에 시간 지연이 부가(214)되며, 이는 송신 제어 프로토콜 송신기의 왕복 시간을 적어도 실질적으로 안정화시킨다. 그 결과, 잘못된 네트워크 혼잡 감지에 의해 송신 제어 프로토콜 송신기의 혼잡 제어 특성(congestion control feature)이 유발되는 것을 방지한다.
송신 제어 프로토콜(TCP), 왕복 시간(round trip time), 무선 네트워크.

Description

송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리를 위한 시스템과 지원 방법 및 장치{SYSTEM FOR MANAGING ROUND TRIP TIME OF A TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL AND SUPPORTING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 일반적으로 송신 제어 프로토콜(transmission control protocol)에 대한 왕복 시간 관리(round trip time management)에 관한 것이다.
최근, 전통적으로 가정에서만 가능했던 많은 새로운 특성들이 셀룰러 원격통신 네트워크(cellular telecommunication network)에 있어서 표준이 되어가고 있다. 가장 신규한 특성 중 하나는 휴대 전화를 이용하여 인터넷을 이용할 수 있다는 점이다. 오늘날, 휴대 전화의 이러한 모든 가용 특성들로, 사실상 컴퓨터와 휴대 전화 사이에 차이가 없어졌다. 혼동을 막기 위해, 인터넷과 같은 기타의 다중 네트워크와 동작할 수 있는 다양한 장치를 기술하기 위해 하나의 용어가 사용될 것이다. 상술하면, 어떠한 임의의 장치를 지칭하는데 이동국(mobile station)이라는 용어가 사용될 것이며, 여기서 임의의 장치란 다른 네트워크로의 액세스를 위해 셀룰러 네트워크와 같은 특정 네트워크를 이용하는, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, PDA 및/또는 휴대 전화 등을 포함할 수 있으나, 본 예에 한정되는 것은 아니다.
데이터 패킷은 일반적으로 인터넷을 경유하여 표준 송신 제어 프로토콜(TCP) 을 통해 전송된다. TCP는, 당 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 송신에 대한 응답 타이머(acknowledgement timer)를 설정하는데 이용되는 왕복 시간(round trip time; RTT)을 이용하여 데이터 패킷의 송신을 추적한다. RTT는 데이터 패킷이 노드로부터, 네트워크를 통과하여 다른 노드로 이동하고 다시 돌아오는데 소요되는 시간의 단위이다. 따라서, TCP를 통해 송신된 데이터 패킷 각각에 대해, 그 특정 데이터 패킷의 현재 송신 지연(delay)을 판단하기 위해 RTT가 측정된다. 통상적으로 유선 네트워크에 있어서, 피크(peak) 및 인터럽트가 발생할 가능성이 낮기 때문에, 데이터 패킷의 RTT는 매우 일정하다. 그러나, 무선 네트워크, 특히 피크와 인터럽트가 거의 네트워크 자체의 고유 특성으로부터 유래하는 셀룰러 네트워크에 있어서는 상기 특성이 항상 일정한 것은 아니다. RTT가 급격히 증가하면 타임아웃이 야기될 수 있고, 이는 TCP에 의해 네트워크 혼잡으로 취급되기 때문에, TCP는 응답 송신 윈도우 크기를 축소시킴으로써 이에 대응하고 처리 속도(throughput rate)를 감소시킨다.
예를 들면, 데이터 패킷이 누락되는 것을 막기 위해, 3G 셀룰러 시스템이 이용하는 링크-레벨의 자동 재송 요청(automatic repeat request; ARQ) 프로토콜은 일반적으로 무선 인터페이스 상에서 손실된 데이터 패킷을 재송신하며, 이는 일반적으로 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit)으로 프레이밍(frame)된다. 그러나, 이는 지연 시간에 있어서 큰 변동을 초래한다. 그러한 변동이 실제로는 어느 정도 3G 셀룰러 시스템의 정상적인 동작의 일부인 경우에도 TCP는 이러한 지연 변동을 네트워크 혼잡으로 간주한다. 문제는 이러한 지연 변동이 TCP로 하여금 혼 잡 제어 기능을 작동시켜, 송신 윈도우 크기를 축소하고 처리 속도를 감소시킨다는 점이다. 그러나 처리 속도를 감소시키는 것이 필연적으로 지연을 개선시키는 것은 아니며 오히려 불필요하게 무선 베어러(radio bearer)를 효율적으로 이용할 수 없게 만든다.
이러한 문제를 해결하기 위한 최근의 연구는 대부분 셀룰러 시스템의 특성들과 더불어 동작하도록 TCP를 구성하고 수정하는 것에 초점이 맞춰져 있다. 그러나, 이러한 종래의 방법들은 이미 인터넷 통신에 광범위하게 사용되는 표준 TCP 프로토콜을 이용하는 것에서 벗어나 있다. 그 결과, TCP 프로토콜을 수정하면, 장치가 수정된 TCP 프로토콜을 처리하지 못하는 경우 호환성 문제가 발생할 수 있다.
상기의 필요성은, 특히 도면과 연계하여 고찰되는 경우, 이하의 상세한 설명에서 기술되는 RTT 관리 프로세스를 제공함으로써 적어도 부분적으로 충족된다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 적합한 예시 무선 통신 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 네트워크 제어기(controller)의 블록도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 송신 콜 다이어그램의 신호 흐름도.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 데이터 패킷의 수신 프로세스의 흐름도.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 응답 패킷의 수신 프로세스의 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷의 수신 프로세스의 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 응답 패킷의 수신 프로세스의 흐름도.
당업자라면 본 도면의 구성요소는 단순화 및 명확화를 위해 도시된 것이며 반드시 실제 크기로 도시된 것이 아님을 인지할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 명확한 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기(dimension)는 다른 구성요소에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예를 고찰하는데 방해가 되지 않도록, 상업적으로 적합한 실시예에 있어서 유용하거나 필요한, 일반적이고 공지된 구성요소는 도시되지 않았다.
일반적으로 표현하면, 본 명세서의 다양한 실시예에 따라, RTT 관리 기술이 제공되어 있다. 상세하게 설명하면, 수신된 응답 패킷은 메모리 버퍼에 버퍼링되고, 응답 패킷의 지정된 출발시간(departure time)에 시간 지연이 부가된다. 그 후 응답 패킷은 상기 부가 시간 지연(added time delay)에 따라 전달된다. 다양한 실시예에 있어서 시간 지연은, 평균 지연 값 및 평균 변동 값에 기초할 수 있으며, 실질적으로 TCP의 혼잡 제어 기능이 작동되는 것을 방지하고 또한/또는 TCP 상의 RTT를 안정화시킨다. 특정한 일 실시예에 대해, 시간 지연은 이전에 전송된 적어도 하나의 응답 패킷의 출발시간에 기초하여 평가(assess)된다. 다양한 교시내용에 있어서, 평균 지연 값 및 평균 변동 값은 시스템의 다른 응답 패킷의 복수의 시스템 RTT를 이용하여 평가된다. 일 실시예에서, 변동 값은 평균 변동 값 및 응답 패킷의 RTT로부터 얻은 패킷 변동 값에 기초하여 평가된다. 상기 패킷 변동 값은 또한 사전 정의된 타겟 변동 값을 기초로 할 수 있고, 상기 변동 값은 또한 필터 계수(filter coefficient)를 기초로 할 수 있다.
일 실시예에서, 응답 패킷에 대응되는 데이터 패킷의 도착시간이 추적되어 데이터 구조체로 저장된다. 응답 패킷이 이전에 수신되었는지를 검증하기 위해 평가(assessment)가 수행된다. 응답 패킷이 이전에 수신된 경우, 패킷은 전달된다. 그렇지 않은 경우, 이는 새로운 응답 패킷이기 때문에 패킷은 버퍼링된다. 다양한 교시내용에 있어서, 지연 시간을 부가하는 단계는 다른 응답 패킷들의 복수의 시스템 RTT로부터 얻은 평균 지연 값이 적어도 사전 결정된 방식으로 사전 정의된 타겟 지연 값에 대응되는가를 판단하는 단계를 포함한다. 평균 지연 값이 사전 정의된 타겟 지연 값에 해당되는 경우, 지연 값은 평균 지연 값에 변동 값을 더함으로써 평가된다. 그렇지 않은 경우, 지연 값은 평균 지연 값에서 변동 값을 감함으로써 평가된다. 지연 값이 평균 지연 값에 변동 값을 더함으로써 평가되는 경우, 다양한 교시내용에 있어서, 적어도 사전 결정된 방식으로 지연 값이 평균 지연 값 및 평균 변동 값에 기초한 평균값에 대응되는지 추가로 판단된다. 만일 그렇다면, 지연 값은 평균값으로 설정된다. 지연 값이 얻어지면, 이 지연 값에 기초하여 응답이 전달된다.
다양한 교시내용에 대한 실시예를 통하여, 다양한 무선 네트워크의 지연 변동이 제어되며, 이는 TCP의 혼잡 제어 기능이 잘못 작동될 가능성을 감소시킨다. 그 결과, TCP 처리량이 증가되는 것 외에 무선 베어러가 보다 효율적으로 사용될 수 있다. 이는 일반적인 주요 성능 지표(common key performance indicator), 이를테면 파일 전송 프로토콜(FTP) 다운로드 속도 및 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP) 로드 시간에 긍정적인 영향을 미친다. 또한, 다양한 교시내용이 기존 TCP 구현과 더불어 동작하도록 무선 네트워크의 특성을 수정하기 때문에, 이는 인터넷 상의 TCP 엔티티(entity)를 변경시키지 않고 그러한 TCP 엔티티와 연결하는 무선 베어러가 보다 효율적으로 사용되도록 한다. 이와 같이, 다양한 본 교시내용의 구현은 종래 방식보다 단순화된다.
이제 도면을 참조하면, 특히 도 1에 있어서, 본 설명을 쉽게 이해할 수 있도록 예시적이며 비제한적인 예를 제공하고자, 통신 시스템을 이용하는 특정 동작 패러다임이 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 10에 표시되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 예시는 본 발명을 총망라한 것은 아니며 본 명세서에 설명된 교시내용은 다양한 변형된 설정 하에서 적용 가능하다는 것을 인지할 것이다. 예를 들면, 다양한 교시내용이 플랫폼에 의존적이지 않기 때문에, 이들은 3GPP 또는 3GPP2 시스템에서 고안된 방송(broadcast) 및 멀티미디어에 적용될 수 있다. 임의의 디지털 방송 서비스 또는 디지털 위성 서비스(digital satellite service)도 적용 가능하다. 사실, 피크 및 인터럽트가 발생한다면 유선 네트워크 구현도 적용될 수 있다. 이와 같이, 기술된 다양한 교시내용은 피크 및 인터럽트가 네트워크의 일반적인 동작의 일부로서 발생할 수 있는 임의의 네트워크에서 구현될 수 있다. 따라서, 이러한 다양한 플랫폼 및 네트워크 구현은 본 발명의 범주에 속하며, 당업자라면 이러한 여러 가지 구현에 대한 다양한 실시예들을 쉽게 이해할 수 있다.
본 예에 따라, UTRAN(Universal Mobile Telecommunications System Terrestrial Radio Access Network; 12)을 이용하여, 자체 TCP 수신기(16)를 갖춘 이동국(14)은 인터넷(20)을 통해 TCP 송신기(18)에 링크된다. 특히, 상세하게 설명하면 이동국(14)은 기지국(20')을 이용하여 TCP 송신기(18)와 통신하며, 기지국(20')은 UTRAN(12)의 RNC(radio network controller; 22)에 의해 제어된다. 이것이 UTRAN(12) 및 인터넷(20)을 이용하는 전형적인 통신 시스템(10)의 예이다. 그러나, TCP를 이용하여 네트워크에 접속하는 네트워크라면 어떠한 것이든 고려 대상이 된다. 일 실시예에서, 기술된 다양한 교시내용이 무선 네트워크 제어기에 구현된다. 네트워크 및 시스템의 구현에 따라, 다른 구성요소들도 본 발명의 다양한 실시예들을 구현하는데 이용될 수 있다. 그 결과, 다양한 네트워크 및/또는 네트워크의 구성요소들에 따른 이러한 다양한 실시예는 본 발명의 범주에 속하나, 일례로, 기술된 다양한 교시내용은 RNC(22)에서의 구현에 기초한다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 RNC의 제어기 회로의 블록도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 50에 표시되어 있다. 입력 회로(52)를 통하여 데이터 패킷이 수신되고, 비교기 회로(comparator circuit; 54)를 이용하여 데이터 패킷 또는 데이터 패킷의 추적 값이 제어기 회로(50)의 다양한 구성요소들로 라우팅된다. 일 실시예에서, 비교기 회로(54)는 특정 데이터 패킷이 이전에 수신되었는지를 판단하는 검사를 수행한다. 만일 그렇다면, 비교기 회로(54)는 즉시 상기 데이터 패킷을 출력 회로(56)로 라우팅하고, 출력회로는 상기 데이터 패킷을 적절한 목적지로 라우팅한다.
새로운 데이터 패킷에 대해, 비교기 회로(54)는 데이터 패킷의 도착시간 및/또는 상기 데이터 패킷에 대응하는 응답 패킷의 지정된 출발시간을 획득하여 이 값들을 평균값 평가 회로(mean value assessor circuit; 58)로 전달하며, 이는 데이터 패킷의 RTT에 대한 추적을 유지한다. 응답 패킷은 또한 출력 회로(56)로 전달되기 전에 응답 패킷을 임시로 저장하는 메모리 버퍼(60)에 전달된다. 시간 지연 가산기 회로(62)는 평균값 평가 회로(58) 및 메모리 버퍼(60) 양쪽에 동작적으로 연결된다. 평균값 평가 회로(58)의 출력으로부터 시간 지연이 평가되어, 시간 지연 가산기(62)에 의해 응답 패킷의 지정된 출발시간에 가산된다. 상세하게 설명하면, 시간 지연 가산기 회로(62)가 메모리 버퍼(60)로부터 응답 패킷을 획득하여 응답 패킷에 시간 지연을 부가하고, 그 후 응답 패킷은 지연 값을 포함한 전송을 위해 출력 회로(56)로 전달된다. 일 실시예에서, 부가 시간 지연은 또한 평균값 평가 회로(58)로도 출력되며, 평균값 평가 회로(58)는 부가 시간 지연을 사용하여 평균 변동시간 값 및 평균 지연 값을 평가한다. 물론, 당업자라면 알 수 있듯이, 기타의 방식 및 구성을 갖는 제어기 회로(50)도 사용 가능하며, 이들도 기술된 다양한 실시예의 범주에 속한다.
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 송신 콜 프로세스의 신호 흐름도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 100에 표시되어 있다. 일례로, 데이터 패킷 흐름(102)은 TCP 송신기(18)로부터 시작되어 데이터 패킷을 UTRAN(12)으로 전송(104)하고, UTRAN(12)은 데이터 패킷의 도착시간을 모니터링 및 저장(106)한다. 데이터 패킷은 이동국(14)으로 전달(108)되고, 차례로, 이동국의 TCP 수신기(16)로 전달(110)된다. TCP 송신기(18)로부터의 데이터 패킷에 응답하여, TCP 수신기는 이동국(14)에 수신된 데이터 패킷에 대응하는 응답 패킷을 전송(112)하며, 이것으로 응답 패킷 흐름(114)이 개시된다. 그 후 이동국(14)은 그에 따라 응답 패킷을 UTRAN(12)으로 전달(116)한다. 이동국(14)과 UTRAN(12) 간의 링크에 인터럽트가 발생할 수 있으며, 이는 짧은 시간 동안 응답 패킷 지연을 야기할 수 있다. 따라서, 이동국(14)은 인터럽트 발생시 해당 응답 패킷을 재전송할 수 있으며, 이는 무선 인터페이스에 의해 야기되는 가변 지연(118)을 초래할 수 있다.
응답 패킷을 수신하면, UTRAN은 무선 인터페이스에 의해 야기된 가변 지연을 적절히 감안하기 위해 선택적으로 응답 패킷을 지연(120)시킨다. 시간 지연이 부가된 응답 패킷은 그 후 TCP 송신기(18)로 전달(122)된다. 응답 패킷에 부가된 시간 지연으로 인해, TCP 송신기는 UTRAN의 일반적인 동작으로부터 야기되는 돌연한 피크 대신 보다 안정적인 혹은 정상적인 RTT를 생성하게 된다. 당 기술분야에 일반적으로 공지된 바와 같이, RTT는 데이터 패킷의 도착시간과 상기 데이터 패킷에 대응되는 응답 패킷의 도착시간의 차이에 기초한다. 본질적으로, 응답 패킷에 부가된 시간 지연으로 인해 TCP 송신기는 UTRAN이 TCP 송신기와 안정적인 처리 속도로 통신하고 있다고 인식하며, 그 결과 TCP의 혼잡 프로토콜 기능은 작동되지 않는다. 또한, 시간 지연은 사실상 다른 모든 응답 패킷의 시스템 RTT의 평균 변동 및 평균 지연에 기초하기 때문에, RTT에 의해 야기되는 실제 네트워크 혼잡도 고려될 수 있다. 따라서, UTRAN에 실제 네트워크 혼잡이 발생하는 경우에도, 평균값이 실제 네트워크 혼잡 패킷에 의해 야기되는 피크 RTT를 필터링하여 제거할 가능성은 낮기 때문에, TCP는 여전히 적절히 이를 감지하여 대응할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 데이터 패킷의 수신 프로세스의 흐름도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 150에 표시되어 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 도시된 다양한 실시예들은 RNC(22)를 이용한 구현을 위해 구성된다. 당업자라면 특정 구현을 조정하기 위해 도시된 프로세스의 임의의 부분에 대한 작은 변경을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 결과적으로, 이들 프로세스는 다양한 교시내용에 대한 실제적인 예시를 들기 위해 제공된 것이다. 그러나, 이는 도시된 프로세스에 한정되지 않으며, 특별히 도시되지 않은 경우라도, 다른 실시예들도 다양한 교시내용의 범주에 들 수 있다. 또한, 각각의 프로세스는 다른 프로세스에 독립적으로 실행될 수 있기 때문에, 기술된 프로세스들은 동시에 동작할 수 있다.
본 예에 있어서, 프로세스는 먼저 RNC에 의해 데이터 패킷이 실제로 수신되었는지를 판단(154)함으로써 개시(152)된다. 수신되지 않았다면, RNC는 데이터 패킷이 수신될 때까지 검사를 계속한다. 데이터 패킷이 수신되면 그에 대응하여, RNC는 데이터 패킷의 도착시간을 테이블 또는 데이터베이스와 같은 데이터 구조체에 저장(156)한다. 그 후 프로세스는 다른 데이터 패킷에 대한 검사를 계속하기 위해 루프를 반복한다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 응답 패킷의 수신 프로세스의 흐름도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 200에 표시되어 있다. 본 프로세스는 마찬가지로 RNC에 의해 응답 패킷이 수신되었는지를 판단(204)함으로써 개시(202)된다. 수신되지 않았다면, RNC는 프로세스에 의해 응답 패킷이 수신될 때까지 검사를 계속한다. 응답 패킷이 수신되면, 이전에 수신된 응답 패킷인지를 판단(206)하기 위해 응답 패킷을 검사한다. 즉, 프로세스는 응답 패킷이 이전에 수신된 응답 패킷이 재전송된 것인지를 알기 위해 검사를 수행한다. 만일 그러한 경우, 즉 응답 패킷이 이전에 이미 처리된 경우, 응답 패킷은 송신을 위해 전달(208)된다. 그렇지 않은 경우, 응답 패킷은 메모리 버퍼에 버퍼링(210)된다.
다음으로 RNC는 응답 패킷에 대한 시간 지연을 평가(212)하며, 상기 시간 지연은 본 실시예에서 이전에 송신된 적어도 하나의 응답 패킷의 출발시간에 기초한다. 예를 들면, 시간 지연은 바로 직전에 송신된 응답 패킷에 기초할 수 있다. 다른 실시예에서, 시간 지연은 이전에 전송된 모든 응답 패킷에 기초할 수 있다. 본 실시예에서, 시간 지연은 이전에 전송된 응답 패킷의 RTT의 평균 지연에 기초하며, 이는 시간 지연을 평가하는 많은 방법들 중 하나이다. 시간 지연의 주 요점 중 하나는 TCP에 있어서 안정화된 시스템 RTT를 생성함으로써, 잘못된 네트워크 혼잡 감지에 기초하여 TCP의 혼잡 제어 기능이 작동하는 것을 실질적으로 방지하는 것이다. 사실, 시간 지연을 평가하는데 이용가능한 방법의 수는 사실상 무한하지만, 당업자라면 이러한 다양한 변형된 실시예를 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 결과적으로, 이들은 다양한 교시내용의 본 범주에 속한다.
시간 지연이 평가(212)되면, 시간 지연은 응답 패킷의 지정된 출발시간에 부가(214)된다. 그 후 응답 패킷은 그에 따라 시간 지연에 기초하여 전달(216)된다. 또 다른 응답 패킷이 시간 지연에 기초하여 전달되었기 때문에, 송신된 응답 패킷에 기초한 또는 부분적으로 기초한 평균 지연 값이 평가(218)되게 되며, 그 후 변화량으로부터 평균 변동 값이 평가(220)된다. 본 실시예에서, 송신된 본 응답 패킷의 RTT와 이전에 송신된 다른 응답 패킷의 RTT를 이용하여 평균 지연 값 및 평균 변동 값이 획득된다.
종래 기술에 있어서, 응답은 시간 지연에 대한 어떠한 조정도 없이 단순히 전달되며, 이는 필연적으로 TCP 송신기(18)가 네트워크 혼잡으로 간주하게 되는 지연 변동을 초래한다. 그 결과, TCP 송신기(18)는, 이러한 지연 변동에 대한 반응으로, 송신 처리 속도를 감소시킨다. 이는 실제 네트워크 혼잡이 존재하는지 그렇지 않은지에 관계없이 발생한다. 더욱이, 처리 속도를 낮추는 것이 지연을 감소시키지 않고 실제로는 무선 베어러의 이용을 방해하게 된다. 그러나, 시간 지연을 부가하면, TCP 송신기(18)로 하여금 송신 처리량이 안정된 것으로 인식하도록 RTT를 조정할 수 있으며, 이로써 잘못된 네트워크 혼잡 감지에 기인한 TCP의 혼잡 제어 기능이 작동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷의 수신 프로세스의 흐름도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 250에 표시되어 있다. 도 6 및 7에 도시된 프로세스도 RNC의 구현 모습이다. 다양한 교시내용의 특정한 예를 보이려는 목적으로, 특정한 수학적 파라미터와 공식이 예로서 포함된다. 그러나, 당업자라면, TCP 송신기의 혼잡 제어 기능이 잘못 작동되는 것을 방지하는 프로세스를 구현하는 다른 수학 공식 및 파라미터를 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 프로세스는 RNC에 의해 데이터 패킷이 수신되었는지를 판단(254)함으로써 개시(252)된다. 수신되지 않았다면, 프로세스는 데이터 패킷의 도착 여부를 계속 검사한다. 그러나, 일반적으로 특정 시퀀스 번호(SN)를 포함하는 데이터 패킷이 수신(256)된 경우, 수신된 데이터 패킷(SN)의 도착시간이 파라미터 tdata , arrival ( SN )에 설정(258)되며, 이는 데이터 패킷(SN)의 도착 기록 시간이 된다. 파라미터 tdata,arrival(SN)는 RNC에 데이터 패킷(SN)이 도착한 시간의 기록으로서 데이터 구조체에 저장(260)된다. 프로세스는 추가적인 데이터 패킷의 수신을 검사하기 위해 루프를 반복한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 응답 패킷의 수신 프로세스의 흐름도가 도시되어 있으며 포괄적으로 참조부호 300에 표시되어 있다. 프로세스는 RNC에서 응답 패킷이 수신되었는지를 판단(304)하기 위한 검사를 수행함으로써 개시(302)된다. 수신되지 않았다면, 프로세스는 응답 패킷이 실제 수신될 때까지 루프를 반복한다. 예로, 도 6에서 수신된 데이터 패킷(SN)에 대응하는 응답 패킷이 처리되는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 응답 패킷(SN)이 수신(306)된다. 다음으로 RNC는 프로세스에 따라 응답 패킷(SN)이 이전에 수신되었는지를 판단하며, 특히 이 응답 패킷(SN)의 수신된 미디어 시퀀스 번호가 이전에 송신된 응답 패킷의 시퀀스 번호와 동일한지를 판단한다(예를 들면, SN=SNack , last). 이것으로 또한 특정한 응답 패킷(SN)이 이미 처리되었는지도 검사하게 된다. 만일 그렇다면, 이 응답 패킷(SN)의 출발시간(tack , departure)이 현재 시간으로 설정(310)되며, 응답 패킷은 지연 없이 즉시 전달될 것이다. 그 후 응답 패킷(SN)은 tack , departure에 따라 전달(312)되며, 이 경우 tack , departure는 지연 값을 포함하지 않는다. 프로세스는 추가적인 응답 패킷을 검사하기 위해 루프를 반복한다.
그러나, SN이 SNack , last와 일치하지 않으면, 응답 패킷은 지연 값을 평가하기 위해 버퍼링(314)된다. 특히, 아래의 식을 기초로 변동 값이 계산되어 설정(316)된다.
Figure 112007044254932-pct00001
여기서 Var는 변동 값, Vartarget은 타겟 변동 값, Varmean은 평균 변동 값, α는 사전 정의된 필터 계수이다. 타겟 변동 값 Vartarget 및 필터 계수 α는 미리 결정된 값이고, Varmean은 모든 RTT의 변동에 대하여 계산된 평균값이며, 이는 데이터 패킷의 도착시간과 그에 대응되는 응답 패킷의 도착시간을 기초로 (지연 시간 부가 없이) 산출된다. 타겟 변동 Vartarget은 시스템의 안정된 RTT를 생성하기 위한 수단으로 사용된다. 본질적으로, 고유 평균 지연 및 지연 변동은, 일 실시예에서 사전 정의된 값인 타겟 변동 값 Vartarget 및 타겟 지연 값 Delaytarget을 치환함으로써 TCP 송신기로부터 감추어진다. 특정 시스템 및 그에 대응하는 특성에 대한 최적의 튜닝을 위 해 임의의 타겟 값이 구성될 수 있다. 필터 계수 α는, 일 실시예에 있어서 0 내지 1의 범위에 있을 수 있으며, "무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response; IIR)" 필터를 제어하는데 사용된다. 높은 범위의 값은 기존 평균값에 더 비중을 두어 보다 안정된 출력을 생성하고, 낮은 범위의 값은 입력에서의 변화에 보다 빠르게 응답하는 평균을 생성한다. 평균 변동 값 Varmean은 아래의 식을 기초로 한다.
Figure 112007044254932-pct00002
다음으로, 변동 값 Var이 0보다 작은지를 판단(318)하기 위해 변동 값 Var를 대조한다. 본 실시예에서, 변동 값 Var는 음이 아닌 수인 것이 바람직하기 때문에, 만일 변동 값 Var가 0보다 작은 경우, 변동 값 Var는 0으로 설정(320)된다. 변동 값이 음이 아닌 수임이 보장되면, RNC는 평균 지연 값 Delaymean이 타겟 지연 값 Delaytarget보다 작은지를 판단(322)한다. 타겟 지연 값 Delaytarget은 사전 정의된 값이며, 구현에 따라 특유한 값을 갖는다. 반면, 평균 지연 값 Delaymean은 시스템의 데이터 패킷 및 그에 대응하여 송신된 응답 패킷의 시스템 RTT의 계산된 평균 값이다. 이 단계에서, 현재 수신된 응답 패킷(SN)이 평균 지연 값 Delaymean의 값에 있어서 아직 고려되지 않았다. 평균 지연 값 Delaymean이 타겟 지연 값 Delaytarget보다 작지 않은 경우, 지연 값 Delay는 다음의 식에 따라 설정(324)된다.
Figure 112007044254932-pct00003
반면, 평균 지연 값 Delaymean이 타겟 지연 값 Delaytarget보다 작은 경우, 지연 값 Delay는 다음의 식에 따라 설정(326)된다.
Figure 112007044254932-pct00004
지연 값 Delay가 설정(326)되면, 다음으로 RNC는 다음의 식에 기초하여 지연 값 Delay가 계산된 평균값보다 큰지를 판단(328)한다.
Figure 112007044254932-pct00005
여기서, C는 상수이다. 만일 지연 값 Delay가 평균값보다 큰 경우, 지연 값 Delay는 본 식에 따라 설정(330)된다. 그렇지 않은 경우, 복수의 파라미터가 다음의 식들을 따라 설정(332)된다.
Figure 112007044254932-pct00006
Figure 112007044254932-pct00007
Figure 112007044254932-pct00008
그 후 응답 패킷(SN)은 새로운 출발시간에 따라 전달(312)되며, 새로운 출발 시간은 도착 및 계산된 지연 값에 따라 이전에 응답 패킷에 지정된 출발시간을 포함한다. 그 후 프로세스는 추가적인 응답 패킷을 검사하기 위해 루프를 반복한다.
다양한 교시내용을 보임으로써, TCP의 신규한 RTT 관리 기술이 제공되었다. 본 명세서의 다양한 교시내용의 결과, 무선 네트워크의 일반적인 동작에 의해 야기되는 지연 변동이 안정화되어 TCP가 잘못된 네트워크 혼잡 감지에 기인하여 혼잡 제어 기능을 작동시키는 것을 방지한다. 이는 TCP가 인터럽트 및 피크가 아닌 안정된 송신 지연 패턴을 인식하기 때문에 가능하다. TCP는 안정된 지연을 네트워크 혼잡으로 해석하지 않기 때문에, 혼잡 제어 기능이 잘못 작동되지 않는다. TCP의 혼잡 제어 기능이 잘못 작동되는 것을 막는 일은, 그것이 지연을 개선시키지 못할 뿐 아니라 무선 베어러가 효과적으로 이용되지 못하도록 하기 때문에 중요하다. 그 결과, TCP 처리량이 증가하는 것 뿐만 아니라 무선 베어러를 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
그럼에도, 지연 값에 대한 다양한 실시예들은 실제 네트워크 혼잡을 감안할 수 있는 방법을 제공한다. 환언하면, TCP의 혼잡 제어 기능이 유용하게 되는 실제의 네트워크 혼잡이 불필요하게 걸러지지 않으며 이는 다양한 실시예에서 설명된다. 결과적으로, 다양한 교시내용은 무선 네트워크의 일반적인 동작을 손실없이 통합하면서 TCP의 혼잡 제어 기능의 장점도 취할 수 있다. 또한, 무선 네트워크의 특성이 기존 TCP 구현과 상호 동작하도록 수정되었기 때문에, 상기 구현은 용이하고도 비제한적이다. 따라서, 무선 베어러를 충분히 이용하여 인터넷 상의 TCP 엔티티들을 변경하지 않고도 그러한 TCP 엔티티들과 접속할 수 있다. 이는 파일 전송 프로토콜("FTP") 다운로드 속도 또는 하이퍼텍스트 전송 프로토콜("HTTP") 로드 시간과 같은 일반적인 주요 성능 지표에 긍정적인 영향을 미친다.
당업자라면 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 기술된 상기 실시예에 대하여 매우 다양한 수정, 변경 및 조합 등이 이루어질 수 있음을 인지할 것이며, 또한 그러한 수정, 변경 및 조합 등은 본 발명적 개념의 범주 내에 속하는 것임을 인지할 것이다.

Claims (10)

  1. 응답 패킷을 수신하는 단계;
    상기 응답 패킷을 메모리 버퍼에 버퍼링하는 단계;
    적어도 하나의 이전에 송신된 응답 패킷의 출발 시간에 기초하여 시간 지연을 평가하는 단계; 및
    다른 응답 패킷의 복수의 시스템 왕복 시간(round trip time)으로부터 획득된 평균 변동값(mean variance value) 및 상기 응답 패킷의 왕복 시간으로부터 획득된 패킷 변동값에 기초하여, 상기 응답 패킷의 지정된 출발시간에 시간 지연을 부가하는 단계
    를 포함하는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간 지연은, 잘못된 네트워크 혼잡 감지에 기인한 송신 제어 프로토콜의 혼잡 제어 기능을 위해 선택되는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 응답 패킷에 대응하는 데이터 패킷의 도착시간을 추적하는 단계; 및
    상기 데이터 패킷의 도착시간을 데이터 구조체에 저장하는 단계
    를 더 포함하는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    다른 응답 패킷들의 복수의 시스템 왕복 시간으로부터 획득한 평균 지연 값을 평가하는 단계; 및
    다른 응답 패킷들의 상기 복수의 시스템 왕복 시간으로부터 획득한 평균 변동 값을 평가하는 단계
    를 더 포함하는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응답 패킷을 메모리 버퍼에 버퍼링하는 단계는
    상기 응답 패킷이 이전에 수신되었는지를 판단하는 단계;
    상기 응답 패킷이 이전에 수신된 경우, 상기 응답 패킷을 전달하는 단계; 및
    상기 응답 패킷이 이전에 수신되지 않은 경우, 상기 메모리 버퍼에 상기 응답 패킷을 버퍼링하는 단계
    를 더 포함하는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응답 패킷의 지정된 출발시간에 시간 지연을 부가하는 단계는
    다른 응답 패킷들의 복수의 시스템 왕복 시간으로부터 획득된 평균 변동 값 및 상기 응답 패킷의 왕복 시간으로부터 획득된 패킷 변동 값에 기초하여 변동 값을 평가하는 단계
    를 더 포함하는, 송신 제어 프로토콜의 왕복 시간 관리 방법.
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