KR101004841B1 - 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법 - Google Patents

무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송하는 업 링크 기간을 동적으로 할당하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법에 관한 것으로, 억세스 포인트와 복수의 무선 스테이션이 서로 연결되어 네트워크를 형성하는 무선 네트워크에서, 상기 억세스 포인트에서 데이터가 전송되는 전송 기간을 각 무선 스테이션에 할당하는 단계와, 상기 억세스 포인트에서 할당된 전송 기간과 실제 데이터 전송에 사용된 실제 전송 기간을 비교하여 그 비교 결과에 따라 해당하는 각 무선 스테이션의 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법을 제공한다.
무선 근거리 네트워크(Wireless Local Area Network;WLAN), 전력 절감 멀티-폴(Power Save Multi-Poll;PSMP), 전송 기간(Transmission Duration)

Description

무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법{METHOD FOR TRANSMISSION DURATION ALLOCATION OF WIRELESS NETWORK}
본 발명은 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송하는 업 링크 기간을 동적으로 할당하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법에 관한 것이다.
통신 네트워크는 유선 및 무선을 포함한 다양한 형태가 있다.
유선 네트워크들로는 근거리 네트워크(LAN), DSL 네트워크 및 케이블 네트워크가 포함된다. 무선 네트워크들에는 셀룰러 전화 네트워크, 지상 모바일 무선 네트워크 및 위성 전송 네트워크가 포함된다.
이러한 무선 네트워크들은 전형적으로 광대역 네트워크를 특징으로 한다.
최근 들어, 무선 근거리 네트워크(Wireless Local Area Network;WLAN) 및 무선 홈 네트워크가 제안되었으며, 무선 근거리 네트워크는 휴대용 또는 모바일 컴퓨터 단말기와 고정 억세스 포인트 또는 기지국들 사이에 통신하기 위해 적외선(IR) 또는 무선 주파수(RF) 통신 채널을 이용한다.
이러한 무선 근거리 네트워크를 위해 IEEE 802.11과 같은 표준이 도입되었 다.
IEEE 802.11 표준에 따르면 음성 데이터 전송을 위한 전력 절감 멀티 폴(Power Save Multi-Poll;PSMP)에서 억세스 포인트가 PSMP 프레임을 이용하여 무선 스테이션에 다운 링크 및 업 링크의 기간을 할당한다.
이때, 억세스 포인트에서는 억세스 포인트에서 무선 스테이션에 데이터를 전송하는 다운 링크의 기간은 정확하게 설정할 수 있으나, 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송하는 업 링크의 기간은 예측할 수가 없다.
이에 따라, 고정된 업 링크 기간을 각 무선 스테이션에 할당하지만, 이는 무선 자원을 낭비하는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송하는 업 링크 구간을 동적으로 할당하는 무선 네트워크의 전송 구간 할당 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 억세스 포인트와 복수의 무선 스테이션이 서로 연결되어 네트워크를 형성하는 무선 네트워크에서, 상기 억세스 포인트에서 데이터가 전송되는 전송 기간을 각 무선 스테이션에 할당하는 단계와, 상기 억세스 포인트에서 할당된 전송 기간과 실제 데이터 전송에 사용된 실제 전송 기간을 비교하여 그 비교 결과에 따라 해당하는 각 무선 스테이션의 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 길면 지수 가중 이동 평균(Exponential Weighted Moving Average;EWMA) 또는 적응적 지수 가중 이동 평균(Adaptive Exponential Weighted Moving Average;Adaptive EWMA) 중 하나의 방법에 따라 상기 전송 기간을 할당할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전송 기간은 사전에 설정된 최소 전송 기간 보다 길 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 최소 전송 기간은 상기 무선 스테이션에서 상기 억세스 포인트에 전송하는 리소스 리퀘스트(Resource Request) 프레임이 전송되는 기간일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 짧으면 상기 할당된 전송 기간을 정수배로 증가시켜 상기 전송 기간을 할당할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11n의 전력 절감 멀티-폴(Power Save Multi-Poll;PSMP) 타입 무선 네트워크일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 짧으면 상기 할당된 전송 기간을 2배로 증가시켜 상기 전송 기간을 할당할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송하는 업 링크 구간을 동적으로 할당하여 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 무선 네트워크의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 무선 네트워크(10)는 적어도 하나의 억세스 포인트(11)와 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)으로 이루어진다.
억세스 포인트(11)는 네트워크 망내의 데이터 송수신을 제어하고, 무선 스테이션(12a,12b,12c)는 억세스 포인트(11)를 통해 데이터를 송수신한다.
상술한 바와 같이, 억세스 포인트(11)는 무선 네트워크(10)망내의 데이터 송수신을 제어하는데, IEEE 802.11n의 규약에 따라 데이터 송수신을 제어하며, 상술한 데이터 송수신의 제어를 전력 절감 멀티-폴(Power Save Multi-Poll;PSMP) 타입으로 할 수 있다.
즉, 억세스 포인트(11)는 데이터 송수신을 제어하는데 있어서, 전송 기간을 할당하는 방법으로 데이터 송수신을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법 은 먼저 전송 기간을 할당한다(S10).
즉, 억세스 포인트(11)는 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)와 연결되어 무선 네트워크를 설정하고(S11), 사전에 설정된 기간으로 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c) 각각의 전송 기간을 할당한다(S12).
이때, 상기 전송 기간은 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)에 각각 균등한 기간을 갖도록 할당된다.
이후, 억세스 포인트(11)는 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)으로부터 데이터를 전송받으며, 억세스 포인트(11)는 데이터 수신시에 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)이 데이터 전송에 사용한 실제 전송 기간과 할당된 전송 기간을 비교하여 그 비교 결과에 따라 전송 기간을 동적으로 설정하여 각 무선 스테이션(12a,12b,12c)에 재할당한다.
보다 상세하게는, 억세스 포인트(11)는 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)으로부터 데이터가 전송되는 기간에 사용된 실제 전송 기간과 할당된 전송 기간을 비교한다(S21).
다음으로, 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 길면 한정된 무선 자원이 낭비되므로, 지수 가중 이동 평균 방법(Exponential Weighted Moving Average;EWMA)에 따라 전송 기간을 설정하여 복수의 무선 스테이션(12a,12b,12c)에 각각 전송 기간을 재할당한다(S22).
상술한 지수 가중 이동 평균 방법은 상기 전송 기간 설정에 있어서 다양한 실시형태가 있을 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 수식에 의해 상기 전송 기간을 설정할 수 있다.
(수식)
전송 기간=(1-α)*e_dur1+(α*e_dur2)
여기서, α는 지수 가중 이동 평균에 있어서 사전에 설정된 상수이고, e_dur1은 상기 할당된 전송 기간이며, e_dur2는 상기 실제 전송 기간이다.
상기 수식을 이용하면 예를 들어, 할당된 전송 기간을 100㎲로 설정하고, α가 0.75로 설정된 경우, 무선 스테이션으로부터 데이터가 전송되는 기간이 70㎲라면, 해당하는 무선 스테이션에 재할당되는 전송 기간은 77.5㎲가 된다. 이에 따라, 해당하는 무선 스테이션에 77.5㎲의 전송 기간을 할당하고, 데이터가 전송된 이후에도 설정된 전송 기간이 실제 전송 기간보다 길면 상술한 수식에 따라 전송 기간을 재설정할 수 있다. 이때, 상기 수식에서 e_dur1에는 77.5㎲로 설정된 전송 기간을 대입한다.
더하여, 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 길면 적응적 지수 가중 이동 평균(Adaptive Exponential Weighted Moving Average;Adaptive EWMA)에 따라 전송 기간을 설정할 수도 있으며, 이경우 상술한 수식에서 α를 변수로 설정함으로써 α를 가변하여 전송 기간을 설정할 수 있다.
상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 짧으면, 전송할 데이터 량이 많은 것임으로 원활한 데이터 전송을 위해 할당된 전송 기간의 정수배로 전송 기간을 설정하여 해당하는 무선 스테이션에 재할당한다(S23).
바람직하게는 할당된 전송 기간의 2배로 전송 기간을 설정할 수 있다. 이는 무선 네트워크에서 백오프(backoff) 문제가 발생할 시에 해결하는 방법으로 이를 공유하여 별도의 추가적인 설정없이 전송 기간 설정에 사용함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법의 실시예이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 3의 (a)와 같이, 제1 및 제2 무선 스테이션 각각에 전송 기간을 재할당할 수 있으며, 제1 무선 스테이션의 경우 할당된 전송 기간(dur1)보다 실제 전송 기간(dur1`)이 짧으므로, 제1 무선 스테이션에는 초기 전송 기간보다 2배긴 전송 기간이 할당된다.
마찬가지로, 도 3의 (b)를 참조하면, 제2 무선 스테이션의 경우 전송 기간을 늘려서 재할당하나, 제1 무선 스테이션의 경우 대기중인 데이터가 없는 관계로 전송 기간을 줄여서 재할당할 수 있다.
그러나, 상기 전송 기간은 사전에 설정된 최소 전송 기간보다 길어야되며, 상기 최소 전송 기간은 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 데이터를 전송할 수 있는 최소한의 기간일 수 있다.
바람직하게는 상기 최소 전송 기간은 무선 스테이션에서 억세스 포인트에 전송하는 데이터 중 리소스 리퀘스트 프레임(Resource Request Frame)이 전송될 수 있는 기간일 수 있다.
상술한 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법은 하나의 무선 스테이션의 실제 전송 기간과 할당된 전송 기간을 비교하여 그 비교 결과에 따라 전송 기간을 설정하여 해당하는 무선 스테이션에 전송 기간을 재할당한다. 즉, 복수의 무선 스테이션은 전송하는 데이터의 크기에 따라 각각 다른 전송 기간을 할당받을 수 있고, 이에 따라 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법에 따르면 무선 네트워크에서 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 일반적인 무선 네트워크의 구성도.
도 2는 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법을 나타내는 플로우 챠트.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법의 실시예.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
10...무선 네트워크 11...억세스 포인트
12a,12b,12c...무선 스테이션

Claims (7)

  1. 억세스 포인트와 복수의 무선 스테이션이 서로 연결되어 네트워크를 형성하는 무선 네트워크에서,
    상기 억세스 포인트에서 데이터가 전송되는 전송 기간을 각 무선 스테이션에 할당하는 단계; 및
    상기 억세스 포인트에서 할당된 전송 기간과 실제 데이터 전송에 사용된 실제 전송 기간을 비교하여 그 비교 결과에 따라 해당하는 각 무선 스테이션의 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 길면 지수 가중 이동 평균(Exponential Weighted Moving Average;EWMA) 또는 적응적 지수 가중 이동 평균(Adaptive Exponential Weighted Moving Average;Adaptive EWMA) 중 하나의 방법에 따라 상기 전송 기간을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전송 기간은 사전에 설정된 최소 전송 기간 보다 긴 것을 특징으로 하 는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최소 전송 기간은 상기 무선 스테이션에서 상기 억세스 포인트에 전송하는 리소스 리퀘스트(Resource Request) 프레임이 전송되는 기간인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 짧으면 상기 할당된 전송 기간을 정수배로 증가시켜 상기 전송 기간을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11n의 전력 절감 멀티-폴(Power Save Multi-Poll;PSMP) 타입 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전송 기간을 동적으로 재할당하는 단계는 상기 할당된 전송 기간이 상기 실제 전송 기간보다 짧으면 상기 할당된 전송 기간을 2배로 증가시켜 상기 전송 기간을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 전송 기간 할당 방법.
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