KR101005822B1 - 네트워크 데이터 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크 데이터 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 패킷 수신 결과 보고 프레임을 이용하여 송신 노드와 수신 노드 사이에 안정적으로 데이터를 송수신할 수 있고, 네트워크 코딩된 데이터를 재전송하여 수신 노드에서 데이터 안정성을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명에 따르면, 적응형 전송 속도 제어를 이용하여 네트워크 환경에 따라 전송 속도를 조정하고 데이터의 안정성을 보장하면서 높은 전송 속도 서비스를 제공할 수 있다.
무선 통신, 브로드 캐스트

Description

네트워크 데이터 전송 방법{Method for transmitting network data}
본 발명은 네트워크 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 데이터 전송 안정성을 보장하면서 전송 환경에 따라 데이터 전송 속도를 조정할 수 있는 네트워크 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
전자, 통신 기술 등이 발전하면서 사용자는 네트워크를 통해 데이터를 언제 어디서나 주고 받을 수 있게 되었다. 상기와 같이 데이터를 주고 받는 네트워크에는 선을 이용하여 직접 전자기기들을 연결하여 네트워크를 형성하는 유선 네트워크와 선을 이용하지 않고 네트워크를 형성하는 무선 네트워크(Wireless Network)가 있다.
상기 무선 네트워크는 무선으로 형성된 모든 타입의 컴퓨터 네트워크를 포함한다. 무선 네트워크는 네트워크 노드(node)들 사이에 선을 사용하지 않고 통신을 할 수 있다.
그리고, 상기 무선 네트워크는 네트워크가 형성되는 범위에 따라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WLAN(Wireless Local Area Network), WMAN(Wireless Metropolitan Area Network), WWAN(Wireless Wide Area Network) 등 으로 나뉠 수 있다.
상기와 같은 무선 네트워크의 경우, 선을 사용하지 않아 이동성이 좋고, 환경의 제약 등을 받지 않고 자유롭게 통신을 할 수 있다. 그러나, 무선의 특성상 전송되는 데이터의 전송 속도가 환경에 따라 변할 수 있으며, 데이터의 전송을 보장할 수 있는 전송 안정성이 유선에 비해 낮다.
본 발명은 무선 네트워크 환경에서 데이터 전송 안정성을 보장하면서 전송 환경에 따라 데이터 전송 속도를 조정할 수 있는 네트워크 데이터 전송 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 네트워크 데이터 전송 방법은, 무선 네트워크에 있어서, 송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계, 상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계, 및 수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 네트워크 데이터 전송 방법은, 무선 네트워크에 있어서, 송신 노드에서 전송 데이터를 브로드캐스팅하는 단계, 상기 송신 노드에서 상기 전송 데이터를 네트워크 코딩하는 단계, 및 상기 네트워크 코딩된 재전송 데이터를 상기 송신 노드에서 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 네트워크 데이터 전송 방법은, 무선 네트워크에 있어서, 송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계, 상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계, 수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계, 상기 수신 결과 보고를 이용하여 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과에 따라 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 네트워크 데이터 전송 방법에 따르면, 무선 네트워크 환경에서 데이터를 안정적으로 전송할 수 있다. 그리고, 데이터 전송 속도를 적정한 속도로 조정하여 데이터의 안정성을 보장하면서 높은 전송 속도를 제공할 수 있는 효과가 있다.
무선 네트워크 환경의 데이터 브로드캐스팅(Broadcasting)에 적용하는 경우, 전송 속도와 데이터 전송 안정성을 보장하면서 비디오 데이터 등과 같은 멀티 미디어 데이터를 브로드캐스팅할 수 있다. 따라서, 무선 네트워크 환경에서 화상 대화 등과 같이 큰 대역폭을 요구하며, 여러 사용자에게 동시에 데이터를 전송하여야하는 서비스도 효과적으로 지원할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다. 아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 네트워크 데이터 전송 방법의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
무선 네트워크는 네트워크가 형성되는 범위에 따라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WLAN(Wireless Local Area Network), WMAN(Wireless Metropolitan Area Network), WWAN(Wireless Wide Area Network) 등으로 나뉠 수 있다. WPAN은 개인 영역의 네트워크이며, WLAN은 근거리 영역 네트워크, WMAN은 도시 영역 네트워크, WWAN은 원거리 영역 무선 통신을 각각 나타낸다.
IEEE 802.11은 상기 각 네트워크 가운데 WLAN에 대한 규격 모음으로, IEEE LAN/MAN 규격 단체(IEEE 802)에서 만들어진 규격 모음이다. 상기 802.11의 규격에는 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 등이 있으며, 버전은 계속 개발되고 있다. 상기 802.11은 WLAN의 physical layer, data link layer에 대해 정의한다.
무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방식으로 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast), 브로드캐스트(broadcast) 방식 등이 있다. 유니캐스트는 송신 노드(sender)와 수신 노드(receiver)가 1:1로 데이터를 주고 받는 방식을 말하며, 멀티캐스트는 송식 노드가 정해진 다수의 수신 노드로 데이터를 전송하는 방식을 말한다. 브로드캐스트는 송신 노드가 불특정 다수의 수신 노드로 데이터를 전송하는 방식을 말한다.
상기 데이터 송수신 방식 가운데 브로드캐스트의 경우, 무선 네트워크의 특성상 안정성이 부족하고 데이터 전송 속도가 느리다. 따라서, 무선 네트워크에서는 높은 전송 속도를 요구하면서 브로드캐스팅을 이용하는 서비스를 지원하기 어려운 문제가 있다. 본 발명에서는 안정성을 보장하면서 데이터 전송 속도를 높일 수 있는 방안에 대하여 설명하기로 한다. 상기 방안의 예로 이하에서는, 송신 노 드(sender)와 수신 노드(receiver) 사이에 패킷 수신 결과를 보고하는 방식과 네트워크 코딩(network coding)을 이용한 패킷 재전송, 적응형 전송 속도 제어에 대해 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해 무선 네트워크 가운데 WLAN의 경우를 예로 하여 설명하기로 한다. 상기 WLAN에서는 STA(Station)가 송신 노드가 될 수도 있고, AP(Access Point)가 송신 노드가 될 수도 있다.
송신 노드에서 수신 노드의 브로드캐스팅 수신 결과를 보고받기 위한 수단으로 1:1 방식의 통보 방식을 사용하는 경우, 복수의 수신 노드로부터 수신하는 패킷 수신 결과가 충돌에 의해 소멸할 수 있다. 따라서, 각 수신 노드에서 일정 간격 동안 패킷을 수신한 패킷 수신 결과를 송신 노드에 보고하도록 하여, 패킷 수신 결과가 매 패킷마다 송신 노드로 전송되는 것을 방지한다. 그리고, 각 수신 노드마다 패킷 수신 결과의 보고 간격을 두어, 송신 노드에서 패킷 수신 결과의 충돌을 방지하고 모든 수신 노드로부터 패킷 수신 결과를 보고 받을 수 있도록 한다. 송신 노드에서는 각 수신 노드에 패킷 수신 결과 보고를 요청하는 데이터를 전송하고, 각 수신 노드에서는 상기 요청이 있는 때에 패킷 수신 결과를 송신 노드에 보고하도록 한다. 상기 송신 노드에서는 패킷 수신 결과 보고가 충돌하지 않도록 간격을 두어, 수신 노드에 상기 패킷 수신 결과 보고를 요청한다.
도 1은 IEEE 802.11 MAC(Media Access Control) 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 MAC 프레임 포맷은 크게 MAC 헤더(header)와 프레임 바디(frame body) 부분으로 나뉠 수 있다. MAC 헤더에는 프레임 제어(Frame Control) 필드(100), Duration/ID 필드(102), 주소(Address) 필드(104, 106, 108, 112), 시 퀀스 제어(Sequence Control) 필드(110), QoS 제어 필드(114)가 포함된다. 그리고, MAC 프레임에는 프레임 바디 필드(116)와 FCS(Frame Check Sequence) 필드(118)가 포함된다. 각 필드 위의 숫자(Octets)는 각 필드의 바이트(byte) 수를 나타낸다.
프레임 제어 필드(100)는 802.11 MAC 프레임의 타입(type)을 정의하는 데 사용되는 제어 정보(control information)를 포함한다. Duration/ID 필드(102)는 다음 프레임을 수신하는 데 남은 기간(duration) 또는 전송 STA(Station)의 AID(Association Identity) 정보를 보함한다. 주소 필드(104, 106, 108, 112)는 프레임 타입에 따라 각각 목적지 주소(Destination Address), 소스 주소(Source Address), 수신기 주소(Receiver Address), 및 송신기 주소(Transmitter Address) 정보 등을 포함한다. 상기 주소 필드(104, 106, 108, 112)에 대한 자세한 필드 값은 IEEE 802.11 규격에 의한다.
시퀀스 제어 필드(110)는 조각 넘버(Fragment Number) 필드와 시퀀스 넘버(Sequence Number) 필드를 포함하며, 각 프레임의 조각 넘버 및 시퀀스 넘버에 대한 정보를 포함한다. QoS 제어 필드(114)는 프레임 송수신과 관련된 QoS(Quality of Service)에 대한 정보를 포함하며, 프레임 바디 필드(116)는 프레임 데이터를 포함하며, FCS 필드(118)는 프레임의 오류 정정에 관한 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보를 포함한다.
도 2는 프레임 제어(Frame Control) 필드의 포맷을 개략적으로 나타낸 도면이다. 프레임 제어 필드는 2바이트(16비트)이며, 프로토콜 버전 필드(200), 타입 필드(202), 서브 타입 필드(204), To DS(Distributed System) 필드(206), From DS 필드(208), More Frag(More Fragments) 필드(210), Retry 필드(212), Pwr Mgt(Power Management) 필드(214), More Data 필드(216), Protected Frame 필드(218), Order 필드(220)를 포함한다. 각 필드 아래의 숫자(Bits)는 각 필드의 비트 수를 나타낸다.
프로토콜 버전 필드(200)는 802.11의 버전 정보를 포함한다. 타입 필드(202)와 서브 타입 필드(204)는 MAC 프레임의 타입을 결정하는 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 MAC 프레임에는 제어(Control), 데이타(Data), 및 매니지먼트(Management) 타입이 있으며, 이는 타입 필드(202)에 포함된 정보에 의해 결정된다. 서브 타입 필드(204)에는 상기 각 타입에 대한 서브 타입을 결정하는 정보를 포함한다.
To DS 필드(206)와 From DS 필드(208)는 프레임이 DS(Distributed System)로 전송되는지, 또는 프레임이 DS로부터 수신되는지에 대한 정보를 포함하며, More Frag 필드(210)는 상기 프레임의 뒤에 조각(Fragment)이 더 있는지에 대한 정보를 포함한다. Retry 필드(212)는 프레임이 재전송되었는지에 대한 정보를 포함하며, Pwr Mgt 필드(214)는 전송 STA(Station)이 액티브 모드에 있는지 파워 세이브 모드에 있느지에 대한 정보를 포함한다. More Data 필드(216)는 AP(Access Point)가 전송할 프레임을 더 가지고 있음을 파워 세이브 모드에 있는 STA에 알리는 정보를 포함한다. Protected Frame 필드(218)는 프레임이 암호화(encryption) 되었는지 또는 인증(authentication) 되었는지에 대한 정보를포함하며, Order 필드(220)는 수신된 프레임이 순차적(in order)으로 처리되어야함을 나타내는 정보를 포함한다.
상기에서 설명한 바와 같이 송신 노드에서 각 수신 노드에 패킷 수신 결과 보고를 요청하는 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임을 전송하는 경우나, 각 수신 노드로부터 패킷 수신 결과 보고 프레임을 수신하는 경우, 매니지먼트 프레임(Management frame) 타입이 사용될 수 있다. 즉, 매니지먼트 프레임 타입의 MAC 프레임을 이용하여 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 패킷 수신 결과 보고 프레임을 송수신할 수 있다. 따라서, 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 패킷 수신 결과 보고 프레임은 상기 MAC 프레임의 프레임 제어 필드(100) 가운데 타입 필드(202)에 매니지먼트 프레임을 나타내는 정보를 포함한다. 상기 타입 필드(202) 값이 '00'인 경우 MAC 프레임은 매니지먼트 프레임을 나타내며, '01'인 경우 제어 프레임을, '10'인 경우 데이터 프레임을 나타낸다.
송신 노드에서 수신 노드에 패킷 수신 결과를 보고하도록 요청하는 내용과 수신 노드에서 송신 노드에 패킷 수신 결과를 보고하는 내용은 상기 MAC 프레임의 프레임 바디 필드(116)에 포함된다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서, 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임에 포함되는 프레임 바디 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면이다. 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임의 프레임 바디 필드(116)는 상기 도 3과 같이, 엘리먼트 ID(Element ID) 필드(300)와 요청 ID(Request ID) 필드(210)를 포함한다. 엘리먼트 ID 필드(300)와 요청 ID 필드(310)는 각각 8비트이다. 엘리먼트 ID 필드(300)는 현재 프레임이 패킷 수신 결과 보고를 요청하는 프레임임을 알리는 정보를 포함하며, 요청 ID 필드(310)는 현재의 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임을 다른 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 구별하는 정보를 포함한다. 요청 ID 필드(310) 값은 각 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임마다 다르다.
상기 도 3과 같은 정보를 프레임 바디 필드에 포함하는 MAC 프레임을 수신하면, 수신 노드는 패킷 수신 결과 보고 프레임을 송신 노드로 전송한다.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예로서, 패킷 수신 결과 보고 프레임에 포함되는 프레임 바디 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면이다. 패킷 수신 결과 보고 프레임의 프레임 바디 필드(116)는 상기 도 4와 같이, 엘리먼트 ID(Element ID) 필드(400), 요청 ID(Request ID) 필드(410), 처리(Throughput) 필드(420), 및 패킷 카운트(Packet count) 필드를 포함한다. 엘리먼트 ID 필드(400)와 요청 ID 필드(410), 처리(Throughput) 필드(420), 및 패킷 카운트(Packet count) 필드는 각각 8비트이다.
엘리먼트 ID 필드(400)는 현재 프레임이 패킷 수신 결과 보고 프레임임을 알리는 정보를 포함하며, 요청 ID 필드(410)는 수신 노드에서 수신한 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임의 요청 ID 필드(310) 값과 같은 값을 포함한다. 상기 요청 ID 필드(410)는 상기 패킷 수신 결과 보고 프레임이 특정한 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임의 대응 프레임임을 나타내고, 특정 기간에서의 결과 보고 프레임임을 나타낸다. 처리 필드(420)는 일정 기간 동안 수신 노드에서 처리한 패킷의 처리량 정보를 포함하고, 패킷 카운트 필드(430)는 일정 기간 동안 수신 노드에서 수신한 패킷의 양에 대한 정보를 포함한다.
상기에서 설명한 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 패킷 수신 결과 보고 프레임을 이용하여, 브로드캐스팅 방식으로 패킷 데이터를 송수신하는 송신 노드와 수신 노드 사이에 충돌없이 결과 보고를 요청하고 결과 보고를 받을 수 있다. 따라서, 무선 네트워크에서 상기 프레임들을 이용하여 데이터의 전송 안정성을 향상시킬 수 있다.
브로드캐스트 방식의 경우, 송신 노드에서는 불특정 다수의 수신 노드로 데이터를 전송하므로, 송신 노드에서 각 수신 노드마다 손실된 데이터를 파악하여 재전송(Retransmission)하기 어렵고 데이터 전송 안정성이 낮다. 본 발명에서는 네트워크 코딩을 이용하여 데이터를 재전송하여 전송 안정성을 향상시킬 수 있다. 송신 노드에서는 수신 노드로 전송한 데이터를 네트워크 코딩을 이용하여 코딩한 후 수신 노드로 브로드캐스팅하여 재전송(Retransmission) 한다. 송신 노드는 데이터 타입의 MAC 프레임을 이용하여 데이터를 전송 및 재전송할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전송 데이터를 포함하는 데이터 프레임의 MAC 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 도면이다. 전송 노드에서는 상기 도 5와 같은 프레임에 전송 데이터를 포함하여 수신 노드로 브로드캐스팅한다. 상기 도 5의 프레임은 브로드캐스트 제어 헤더(Broadcast Control Header) 필드(516)를 포함하며, 상기 브로드캐스트 제어 헤더(516)는 이후에 재전송될 데이터와의 관계를 나타내는 정보 등을 포함한다.
상기 도 5에 도시된 MAC 프레임의 각 필드는 상기 도 1에서 설명한 MAC 프레임 포맷의 각 필드와 동일하므로 설명을 생략한다. 브로드캐스트 제어 헤더 필드(516)는 전송 데이터 패킷을 수신 노드로 전송하는 전송 데이터 프레임과 재전송 데이터 패킷을 수신 노드로 전송하는 재전송 데이터 프레임을 구분하는 정보, 재전송 시에 필요한 순서에 대한 정보, 네트워크 코딩 행렬 정보 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 브로드캐스트 제어 헤더 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 브로드캐스트 제어 헤더 필드는 시퀀스(Sequence) 필드(600), 블록 ID(Block ID) 필드(610), 블록 시퀀스(Block Sequence) 필드(620), 데이터 패킷(Data Packet) 필드(630), Ret 패킷(Retransmission Packet) 필드(640), 및 계수(Coefficient) 필드(650)를 포함한다.
시퀀스 필드(600)는 수신 노드로 전송하려는 전송 데이터에 있어서 전체 데이터 패킷의 시퀀스 순서 정보를 포함한다. 블록 ID 필드(610)는 페이로드(Paylosd) 필드(518)에 포함된 데이터 패킷의 블록을 식별하는 정보를 포함한다. 상기 블록 ID 필드(610)는 전송하려는 전송 데이터와 이후에 전송되는 재전송 데이터 패킷이 동일한 블록 ID 값을 갖도록 한다. 따라서, 다른 블록의 데이터 및 재전송 데이터와 식별될 수 있도록 한다. 블록 시퀀스 필드(620)는 상기 블록 ID 필드(610)에 의해 식별된 블록 내에서의 순서 정보를 포함한다. 하나의 블록은 수개의 데이터 시퀀스로 구분될 수 있다. 예를 들어, 4개의 전송 데이터와 상기 4개의 데이터를 재전송하는 4개의 재전송 데이터를 제1 블록으로 가정하면, 전송 데이터는 제1, 제2, 제3, 제4 블록 시퀀스를 가질 수 있고, 재전송 데이터는 제5, 제6, 제7, 제8 블록 시퀀스를 가질 수 있다. 상기 블록 시퀀스는 블록마다 초기화될 수 있으며, 수신 노드에서는 상기 블록 시퀀스 필드의 순서 정보를 이용하여 데이터 프레임과 재전송 데이터 프레임을 식별할 수 있다.
데이터 패킷 필드(630)는 상기 블록 ID 필드(610)에 의해 식별된 블록의 데이터가 전송되는 횟수 정보를 포함하며, Ret 패킷 필드(640)는 상기 식별된 블록의 데이터가 재전송되는 횟수 정보를 포함한다. 계수 필드(650)는 네트워크 코딩되어 재전송되는 데이터 패킷을 이용하여 수신 노드에서 디코딩하는데 필요한 코딩 행렬 정보를 포함한다.
상기 도 5와 같은 데이터 프레임을 이용하여 송신 노드에서 수신 노드로 데이터를 브로드캐스팅한 후, 송신 노드에서는 수신 노드로 데이터를 재전송(Retransmit)한다. 상기 재전송의 경우, 송신 노드에서 전송하려는 데이터 트래픽(traffic)의 양보다 송신 노드에서 브로드캐스팅할 수 있는 데이터 트래픽의 양이 많은 경우에만 재전송 데이터를 브로드캐스팅한다. 예를 들어, 송신 노드에서 제공하는 서비스의 상위 계층(layer)에서 내려오는 데이터 트래픽의 양보다 무선 통신을 통해 데이터를 브로드캐스팅할 수 있는 데이터 트래픽의 양이 많은 경우에만 재전송 데이터를 브로드캐스팅할 수 있다.
데이터를 재전송하는 경우, 송신 노드에서는 재전송하려는 데이터를 네트워크 코딩 행렬을 이용하여 코딩하고, 코딩된 데이터를 MAC 프레임의 프레임 바디에 포함하여 브로드캐스팅한다. 송신 노드는 리니어(Linear) 네트워크 코딩 등을 이용하여 재전송 데이터를 코딩할 수 있다. 수신 노드에서는 네트워크 코딩되어 재전송된 데이터와 이전에 수신된 데이터, 네트워크 코딩 역행렬을 이용하여 데이터를 디코딩한다. 상기 네트워크 코딩을 이용하여 수신 노드에서는 수신된 데이터에 중간 중간에 손실(loss)이 있더라도 송신 노드에서 전송한 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, 각 수신 노드의 패킷 수신 상태와 관계없이 전체 노드에 재전송을 한 것과 같은 효과를 얻을 수 있으며, 데이터 전송 안정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전송 노드에서 4개의 전송 데이터를 전송하고, 4개의 재전송 데이터를 재전송한다고 가정한다. 제1 수신 노드에서 4개의 전송 데이터 가운데 3번째 데이터가 손실된 경우, 수신 노드는 손실되지 않은 3개의 전송 데이터와 4개의 재전송 데이터를 네트워크 디코딩하여 3번째 데이터를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 데이터 재전송 프레임의 정보를 개략적으로 나타낸 도면이다. 송신 노드는 상기 도 1과 같은 MAC 프레임의 프레임 바디(116)에 상기 도 7과 같은 정보를 포함하여 재전송 데이터를 각 수신 노드로 브로드캐스팅할 수 있다.
상기 각 도 7의 각 필드(시퀀스 필드(700), 블록 ID 필드(710), 블록 시퀀스 필드(720), 데이터 패킷 필드(730), Ret 패킷 필드(740), 계수 필드(750))는 상기 도 6에서 설명한 바와 같다. 네트워크 코딩된 재전송 데이터는 페이로드 필드(760)에 포함된다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 송신 노드에서 수신 노드로 데이터를 송수신하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 도 8의 경우, 데이터 패킷을 포함하는 프레임이 수신 노드로 브로드캐스팅된 후, 재전송 데이터 패킷을 포함하는 프레임이 수신 노드로 브로드캐스팅되는 것을 개략적으로 나타낸다.
송신 노드(Sender)는 불특정 다수의 수신 노드들(Receivers)로 데이터 패킷 을 브로드캐스팅할 수 있다. 송신 노드는 상기 도 5에서 설명한 바와 같은 MAC 프레임을 이용하여 전송하고자 하는 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 송신 노드는 상기 전송된 데이터를 재전송 프레임을 이용하여 브로드캐스팅할 수 있다. 재전송의 경우, 송신 노드는 상기에서 설명한 바와 같이 네트워크 코딩된 데이터를 전송할 수 있다.
송신 노드에서 상기 네트워크 코딩을 이용한 데이터 재전송 방식과 패킷 수신 결과 보고 요청 및 패킷 수신 결과 보고 방식을 함께 사용하는 경우, 재전송이 끝난 후 송신 노드는 각 수신 노드로 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임(Report Request packet)을 전송할 수 있다. 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임의 형식은 상기 도 3에서 설명한 바와 같다. 송신 노드로부터 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임을 수신한 각 수신 노드는 패킷 수신 결과 보고 프레임(Report packets)을 송신 노드로 전송한다. 패킷 수신 결과 보고 프레임의 형식은 상기 도 4에서 설명한 바와 같다. 송신 노드는 각 수신 노드로부터 수신되는 패킷 수신 결과 보고 프레임이 충돌하지 않도록 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임을 수신 노드로 전송할 수 있다. 상기와 같은 재전송과 수신 결과 보고 요청 및 수신 결과 보고 방식을 이용하여 무선 네트워크 환경에서 데이터 전송 안정성을 향상시킬 수 있다.
송신 노드에서는 상기 패킷 수신 결과 보고 프레임에 포함되어 수신된 정보를 이용하여 브로드캐스팅되는 데이터의 전송 속도를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 각 수신 노드에서의 데이터 손실률을 이용하여 손실률이 일정 수준 이하인 경우, 송신 노드는 데이터 전송 속도를 높일 수 있다. 전송 속도를 높인 후 수신 노 드에서의 데이터 손실률이 일정 수준 이상 높아 지는 경우, 송신 노드는 다시 데이터 전송 속도를 낮출 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 적응형 전송 속도 제어 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 상기 도 9는 상기에서 설명한 데이터 재전송과 패킷 수신 결과 보고 요청 및 패킷 수신 결과 보고를 모두 이용하고 전송 속도를 제어하는 과정을 나타낸다.
송신 노드(Sender)는 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드(Receiver)로 전송한다(S900). 상기 송신 노드는 MAC 프레임을 이용하여 데이터 패킷과 재전송 패킷을 브로드캐스트 방식으로 불특정 수신 노드로 전송할 수 있다. 송신 노드는 상기 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드로 전송하고, 각 수신 노드에 패킷 수신 결과 보고를 요청한다(S910). 상기 패킷 수신 결과 보고 요청은 상기에서 설명한 바와 같다.
수신 노드로부터 패킷 수신 결과를 보고받으면, 송신 노드는 데이터 손실률이 적정한지 판단한다(S920). 손실률은 송신 노드에서 전송한 데이터 전송량과 수신 노드에서 수신하여 처리한 처리량의 비율을 이용하여 알 수 있다. 송신 노드는 상기 손실률이 설정 수치보다 낮은 경우 적정한 것으로 판단하고, 손실률이 설정 수치보다 높은 경우 손실률이 나빠 전송 상태를 유지하기 힘든 것으로 판단한다. 상기 수치는 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 송신 노드는 각 수신 노드마다 산출한 손실률 가운데 가장 높은 손실률과 상기 설정 수치를 비교할 수도 있고, 각 수신 노드에서의 평균 손실률과 상기 설정 수치를 비교할 수도 있다. 이는 비교 방식 의 일 예이며, 구현 예에 따라 달라질 수 있다.
상기 S920 단계의 판단 결과 손실률이 적정하지 않으면, 송신 노드는 패킷 전송 속도(bit rate)를 한 단계 낮추고(S930) 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드로 전송한다(S900). 상기 S920 단계의 판단 결과 손실률이 적정하면, 송신 노드는 패킷 전송 속도를 한 단계 높이고(S940) 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드로 전송한다(S950). 그리고, 송신 노드는 수신 노드에 패킷 수신 결과 보고를 요청하고 패킷 전송 속도를 높이기 전의 이전 속도로 낮춘다(S960).
수신 노드로부터 패킷 수신 결과 보고를 수신하면, 송신 노드는 전송 속도를 한 단계 높여 전송한 경우의 데이터 손실률이 적정한지 판단한다(S970). 상기 S970 단계의 판단 결과 데이터 손실률이 적정하지 않으면, 송신 노드는 이전 속도로 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드로 전송한다(S900). 상기 S970 단계의 판단 결과 데이터 손실률이 적정하면 패킷 전송 속도를 한 단계 높이고(S980), 데이터 패킷과 재전송 패킷을 수신 노드로 전송한다(S900).
상기 도 9에서는 S970 단계에서 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 동안 높은 데이터 손실률이 유지되는 것을 방지하도록, S960 단계에서 패킷 전송 속도를 이전 속도로 낮추었으나, 구현 예에 따라 전송 속도를 이전 속도로 낮추지 않고 데이터 손실률이 적정한지 판단할 수도 있다. 이러한 경우, 데이터 손실률이 적정하지 않은 것으로 판단되면, 전송 속도를 이전 속도로 다시 낮출 수 있다.
상기와 같은 적응형 전송 속도 제어를 이용하여 무선 네트워크에서 환경에 맞추어 안정적이고 높은 전송 속도로 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 IEEE 802.11 MAC(Media Access Control) 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 프레임 제어(Frame Control) 필드의 포맷을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서, 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임에 포함되는 프레임 바디 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 일실시예로서, 패킷 수신 결과 보고 프레임에 포함되는 프레임 바디 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전송 데이터를 포함하는 데이터 프레임의 MAC 프레임 포맷을 개략적으로 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 브로드캐스트 제어 헤더 필드의 정보를 개략적으로 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 데이터 재전송 프레임의 정보를 개략적으로 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 송신 노드에서 수신 노드로 데이터를 송수신하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 적응형 전송 속도 제어 과정을 개략적으로 나타낸 순서도

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계; 및
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 결과 보고를 요청하는 단계는,
    매니지먼트 MAC 프레임을 이용하여 수신 결과 보고를 요청하며,
    상기 MAC 프레임은,
    다른 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 구별하는 요청 ID 정보 및 수신 결과 보고 요청 프레임 식별 정보를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  4. 삭제
  5. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계; 및
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 결과 보고를 수신하는 단계는,
    매니지먼트 MAC 프레임을 이용하여 수신 결과 보고를 수신하며,
    상기 MAC 프레임은,
    다른 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 구별하는 요청 ID 정보, 수신 결과 보고 요청 프레임 식별 정보, 처리량 정보, 수신된 패킷의 양 정보 가운데 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 전송 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 상기 전송 데이터를 네트워크 코딩하는 단계; 및
    상기 네트워크 코딩된 재전송 데이터를 상기 송신 노드에서 브로드캐스팅하는 단계를 포함하고,
    상기 전송 데이터를 브로드캐스팅하는 단계는,
    전송 데이터를 포함하는 MAC 프레임에 브로드캐스트 제어 정보를 포함하여 브로드캐스팅하며,
    상기 브로드캐스트 제어 정보는,
    상기 전송 데이터의 전체 데이터 패킷의 시퀀스 순서 정보, 블록 식별 정보, 블록 내에서의 시퀀스 정보, 데이터가 전송되는 횟수 정보, 데이터가 재전송되는 횟수 정보, 네트워크 코딩 계수 정보 가운데 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  9. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 전송 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 상기 전송 데이터를 네트워크 코딩하는 단계; 및
    상기 네트워크 코딩된 재전송 데이터를 상기 송신 노드에서 브로드캐스팅하는 단계를 포함하고,
    상기 재전송 데이터를 송신 노드에서 브로드캐스팅하는 단계는,
    전송 데이터의 전체 데이터 패킷의 시퀀스 순서 정보, 블록 식별 정보, 블록 내에서의 시퀀스 정보, 데이터가 전송되는 횟수 정보, 데이터가 재전송되는 횟수 정보, 네트워크 코딩 계수 정보 가운데 적어도 하나 이상의 정보와 재전송 데이터를 MAC 프레임에 포함하여 전송하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계;
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 결과 보고를 요청하는 단계는,
    매니지먼트 MAC 프레임을 이용하여 수신 결과 보고를 요청하며,
    상기 MAC 프레임은,
    다른 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 구별하는 요청 ID 정보 및 수신 결과 보고 요청 프레임 식별 정보를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  14. 삭제
  15. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계;
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 결과 보고를 수신하는 단계는,
    매니지먼트 MAC 프레임을 이용하여 수신 결과 보고를 수신하며,
    상기 MAC 프레임은,
    다른 패킷 수신 결과 보고 요청 프레임과 구별하는 요청 ID 정보, 수신 결과 보고 요청 프레임 식별 정보, 처리량 정보, 수신된 패킷의 양 정보 가운데 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  16. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계;
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계는,
    상기 데이터 손실률과 설정 값을 비교하여, 상기 데이터 손실률이 상기 설정 값보다 높으면 적정하지 않은 것으로 판단하고, 상기 데이터 손실률이 상기 설정 값보다 낮으면 적정한 것으로 판단하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  17. 무선 네트워크에 있어서,
    송신 노드에서 데이터를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 송신 노드에서 각 수신 노드에 데이터 수신 결과 보고를 요청하는 단계;
    수신 결과 보고 요청을 수신한 각 수신 노드로부터 수신 결과 보고를 수신하는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 데이터 전송 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터 전송 속도를 제어하는 단계는,
    상기 데이터 손실률이 적정하면 데이터 전송 속도를 높이고, 상기 데이터 손실률이 적정하지 않으면 데이터 전송 속도를 낮추는 네트워크 데이터 전송 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 속도를 제어하는 단계는,
    상기 데이터 손실률이 적정하면, 데이터 전송 속도를 높여 데이터를 전송하는 단계;
    수신 노드에 수신 결과 보고를 요청하고 상기 데이터 전송 속도를 이전 속도로 낮추는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 데이터 전송 속도를 높인 경우 수신 노드에서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 손실률이 적정하면 데이터 전송 속도를 높이는 단계를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 속도를 제어하는 단계는,
    상기 데이터 손실률이 적정하면, 데이터 전송 속도를 높여 데이터를 전송하는 단계;
    수신 노드에 수신 결과 보고를 요청하는 단계;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 데이터 전송 속도를 높인 경우 수신 노드에 서의 데이터 손실률이 적정한지 판단하는 단계; 및
    상기 손실률이 적정하지 않으면 데이터 전송 속도를 이전 속도로 낮추는 단계를 포함하는 네트워크 데이터 전송 방법.
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