KR101209697B1

KR101209697B1 - 서비스 차별화된 무선 네트워크에서 ＱｏＳ를 측정하고감시하는 방법

Info

Publication number: KR101209697B1
Application number: KR1020077016392A
Authority: KR
Inventors: 암자드 숨로; 춘 총
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2012-12-10
Also published as: MY149248A; US8023415B2; KR20070089864A; TWI382713B; TW200637243A; US20080144521A1; BRPI0606611B1; EP1844578A1; UA92478C2; BRPI0606611A2; RU2411671C2; EP1844578B1; CA2595279C; AU2006207199B2; ES2388453T3; CN101461185B; CN101461185A; MX2007008774A; CA2595279A1; AU2006207199A1

Abstract

무선 네트워크(100)는 복수의 무선 스테이션(QSTA)(102)과 액세스 포인트(QAP)(101)를 포함한다. QAP 또는 하나 이상의 QSTA 또는 둘 다는, 지연 데이터 또는 대기열 데이터 또는 둘 다를, 하나 이상의 트래픽 유형마다 측정하도록 적응된다. 무선 통신 방법도 설명된다.

Description

서비스 차별화된 무선 네트워크에서 ＱｏＳ를 측정하고 감시하는 방법{MEASURING AND MONITORING QOS IN SERVICE DIFFERENTIATED WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 복수의 무선 스테이션(QSTA)과 액세스 포인트(QAP)를 포함하는 무선 네트워크와 그러한 네트워크에서의 무선 통신 방법에 관한 것이다.

데이터와 음성 통신에서 무선 연결의 사용이 계속해서 증가하고 있다. 이 때문에, 무선 근거리 네트워크(WLAN)를 유선 또는 광 섬유 솔루션에 대한 실행 가능한 대안으로 만드는 채널 변조 기술의 향상을 통해 무선 통신 대역폭이 상당히 증가하였다.

알려져 있는 것처럼, 표준이 종종 WLAN을 지배한다. 그러한 표준 중 하나가 IEEE 802.11이다. IEEE 802.11은 WLAN의 매체 액세스 제어(MAC) 하위층과 물리(PHY)층에 대한 스펙(specification)을 커버하는 표준이다.

음성 및 데이터 트래픽의 제어에서의 상당한 개선을 위해 802.11 표준이 제공되었지만, 서비스의 품질(QoS: quality-of-service) 요구사항을 지원하면서 증가된 채널 속도로 네트워크 액세스에 대한 요구의 계속되는 증가는 표준 및 그것에 대한 특정 변화의 계속된 평가를 초래하였다. 예컨대, 네트워크에서 레거시(legacy) 음성과 데이터 트래픽의 계속되는 지원뿐만 아니라, WLAN's에서의 실시 간 멀티미디어 서비스(예컨대, 스트리밍 비디오)에 대한 지원에 많은 노력이 이루어졌다. IEEE 802.11E는 이러한 논쟁거리를 어느 정도까지 다루고 있다.

802.11E 표준은 공통 채널을 통해, 멀티미디어와 레거시 트래픽을 송신해야 하는 필요성으로부터 생겼다. 알 수 있는 것처럼, 멀티미디어 트래픽은 상이한 양의 대역폭을 요구하고, 많은 레거시 애플리케이션보다 채널로의 상이한 액세스 잠재 시간을 요구한다. 매체로의 액세스의 좌표를 통해 네트워크의 효율을 개선하려는 시도에서, 네트워크의 액세스 포인트(QAP) 또는 호스트는 다양한 방법 중 하나에 의해 매체로의 액세스를 부여한다.

이러한 매체로의 액세스 부여는 기준에 기초하고, 종종 서비스 차별화로서 언급된다.

WLAN의 동작 채널의 액세스/사용을 조정하려고 시도하기 위해 사용된 한 가지 기술은 폴링(polling)이다. 폴링은 무선 스테이션(QSTA)이 스트림 요구 사항과 같은 일정한 요구사항으로 QAP에 송신을 보내는 공정이다. 각 QSTA는 QAP로의 적용의 요구 사항을 송신하게 되고, 이러한 QAP는 요구 사항에 따라 매체(채널)를 예약한다. 이러한 방식으로, 매체로의 액세스는 일반적인 애플리케이션 유형에 의하기 보다는 특정 액세스 요구 사항에 의해 부여된다. 이러한 유형의 매체 액세스 예약은, 트래픽 명시(TSPEC) 타협이라고 부르고, 서비스 차별화의 한 유형이다.

그러한 요청을 수신한 후, QAP는 그러한 요청을 거절하거나 받아들인다. 받아들여진 스트림을 구비한 QSTA는, 표시된 지속 기간에 대한 부여 채널 액세스 권리를 효율적으로 부여하는 발행된 폴이다.

또 다른 우선 순위 선정 방법이 802.11E 표준에서 예측된다. 이 방법은 애플리케이션을 트래픽 부류로 분류하고, 각 클래스는 액세스의 상이한 우선 순위를 가진다. 이러한 방법에서, 트래픽의 각 클래스 또는 트래픽 유형은 더 낮은 우선 순위의 트래픽 보다 상이한 확률의 채널로의 액세스를 가진다.

위에서 개요가 설명된 서비스 차별화(채널 액세스 부여 또는 채널 우선 순위)의 방법이 무선 시스템의 능력을 상당히 증가시킨 데 반해, 증가된 애플리케이션 요구 사항은 더 나은 개선 사항을 요구한다. 한 가지 알려진 개선 사항은 제안된 보정안인 802.11H와 802.11K에서 구현되는 다양한 채널 데이터의 감시와 측정을 통한 것이다.

제안된 802.11H 보정안은, 특정 레이더 디바이스가 송신하지 않는 것을 보장하기 위해 주파수를 감시하는 단계를 포함한다. 이들 디바이스가 송신한다면, QAP는 에컨대 레이더와의 간섭을 회피하기 위해, QSTA가 상이한 채널 주파수로 변경할 것을 요청한다.

제안된 802.11K 보정안은 현재의 QAP에 의해 이웃하는 QAP에 관한 정보를 감시하고 측정하는 단계를 포함하고, 이러한 정보는 QAP 또는 다른 QSTA로부터 숨겨진 노드에 대한 것이고, 한정된 시간 기간 동안에 획득되는 잡음 히스토그램이다.

802.11H와 802.11K의 측정 및 감시 기술은 무선 네트워크에서의 네트워크 관리 능력을 개선하는 데 있어 유용할 수 있다. 하지만, 이들 알려진 네트워크 측정 및 감시 기술은 서비스 차별화된 네트워크의 필요성에 숙련되지 않다. 예컨대, 현재의 측정 및 감시 방법은 상이한 트래픽의 유형을 차별화하는데 실패하였다.

그러므로 필요한 것은, 전술한 알려진 방법과 장치의 적어도 결점을 극복하는 무선 통신의 방법과 장치이다.

일 실시예에 따르면, 무선 네트워크는 복수의 무선 스테이션(QSTA)과 액세스 포인트(QAP)를 포함한다. 이러한 QAP 또는 하나 이상의 QSTA 또는 둘 다는, 지연 데이터, 또는 대기열 데이터 또는 둘 다를 하나 이상의 트래픽 유형마다 측정하도록 적응된다.

또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 무선 통신의 방법은 지연 데이터, 또는 대기열 데이터 또는 둘 다를 하나 이상의 트래픽 유형마다 측정하는 단계와, 필요하다면 그러한 데이터에 기초한 행동을 취하는 단계를 포함한다.

이러한 실시예들은 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 다양한 특징이 반드시 일정한 비율로 그려질 필요가 없다는 것이 강조된다. 실제로, 그 치수는 토론의 명확화를 위해 임의로 증가하거나 감소할 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 무선 근거리 네트워크의 블록도.

도 2는 지연 또는 대기열 데이터 또는 둘 다를 예시적인 실시예에 따라 획득 및 저장하는 방법의 흐름도.

도 3a와 도 3b는 예시적인 실시예에 따라 관리 정보 베이스(MIB: management information base)의 단순화된 개략 표현을 도시하는 도면.

도 4a와 도 4b는 예시적인 실시예에 따른 프레임의 측정된 QoS 파라미터 보고 요소 포맷을 도시하는 도면.

도 5a는 예시적인 실시예에 따른 프레임의 QoS 파라미터 히스토그램 측정 요청 요소 포맷을 도시하는 도면.

도 5b는 예시적인 실시예에 따른 프레임의 QoS 파라미터 히스토그램 보고 요소 포맷을 도시하는 도면.

도 6a와 도 6b는 예시적인 실시예에 따른 QoS 파라미터 측정 요청 프레임 바디 포맷을 도시하는 도면.

도 7은 예시적인 실시예에 따른 QoS 파라미터 측정 집합체 유형 필드를 도시하는 도면.

도 8a는 예시적인 실시예에 따른 QoS 파라미터 요청 요소 맵(map) 필드를 도시하는 도면.

도 8b는 예시적인 실시예에 따른 QoS 파라미터 측정 보고 프레임 바디 포맷을 도시하는 도면.

다음 상세한 설명에서, 제한하는 것이 아닌 설명을 위해, 특정 세부 사항을 개시하는 예시적인 실시예가 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 전개된다. 하지만, 본 개시물의 이익을 가진 관련 분양의 당업자에게는, 본 발명이 본 명세서에 개시된 특정 세부 사항으로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있다는 것이 분명해질 것이다. 더욱이, 공지된 디바이스, 방법 및 자료의 설명은, 본 발명의 설 명을 애매모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 가능하다면, 처음부터 끝까지 동일한 숫자가 동일한 특징을 가리키게 된다.

요약하면, 본 발명의 실시예는 서비스 차별화된 무선 네트워크에서 데이터를 감시, 저장, 요청 및 보고하는 것에 관한 것이다. 예시적으로, 이러한 데이터는 지연 데이터와 대기열 데이터이다. 실시예에서, 이러한 지연 데이터 또는 대기열 데이터 또는 둘 다는 액세스 카테고리마다 트래픽 스트림마다 사용자 우선 순위마다 또는 스테이션마다 수집될 수 있다. 이들 트래픽 유형은 단지 예시적인 것으로, 이들 데이터는 무선 분야에서 당업자의 이해 범위 내에 있는 다른 트래픽 유형에 대해 수집될 수 있다는 것이 주목된다.

유익하게, 그러한 데이터로의 액세스는 QSTA나 QAP가 달성되는 QoS의 레벨과 시스템 상태(지연, 대기열 길이 등)의 지식을 알게 할 수 있다. 더욱이, 이들 데이터를 가지고, QAP는 발생하거나 또는 경향이 지속된다면 발생할 수 있는 문제(지연 또는 받아들일 수 없는 대기열), 즉 어디서 문제가 발생하고 문제의 중대성을 인지할 수 있다. 그런 후에 QAP는 그러한 문제를 해결하려고 시도하기 위해 바로잡거나 완화시키는 단계를 취할 수 있다. 또한, 이들 데이터를 가지고, QSTA는 이웃하는 네트워크에 합류하거나 매체로의 더 많은 양의 액세스 시간을 요청하기 위한 결정과 같은 특정 결정을 행할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 네트워크(100)를 도시한다. 이 네트워크(100)는 복수의 QSTA's(102)에 무선 인프라스트럭처(미도시)에 의해 연결되는 적어도 하나의 QAP(101)를 포함한다. 이 실시예에서 4개의 QSTA's(102)가 도시되었음이 주목된다. 이는 이 실시예의 토론에서 명확성을 증진시키기 위해 그렇게 된 것이다.

QSTA's(102)는, 개인용 컴퓨터, 가전 기구, 핸드셋, PDA(personal digital assistant) 및 네트워크를 거쳐 사용할 수 있게 연결된 다른 디바이스와 같은 예시적으로 휴대 가능한 디바이스이다. 예시적인 실시예에 따라, 네트워크(100)와 그것의 요소는 실질적으로 IEEE 802.11 표준과 그것의 부류를 따른다. 예시적으로, 네트워크(100)는 WiFi 네트워크 또는 다른 유형의 무선 근거리 네트워크(WLAN)이다. 이러한 네트워크(100)는 또한 본 발명의 애플리케이션의 실시예의 수정예와 개선예를 포함한다.

동작시 QAP(101)는 다양한 QSTAs(102) 사이의 통신을 명령한다. 이 때문에 QAP(101)는 QSTA(102)에 의해 음성, 비디오 및 데이터의 송신을 조정한다. 일 실시예에 따르면, QSTAs(102)는 QAP(101)를 통해서만 또 다른 QSTA와 연결된다. 또 다른 실시예에 따르면, QSTA's는 먼저 QAP(101)에 송신해야만 하는 필요성 없이 하나 이상의 QSTA's와 통신할 수 있다. 전자의 실시예를 업링크(uplink)라고 부르고, 후자의 실시예를 다이렉트(direct) 링크라고 부른다. WLAN(100)의 이들 양상의 세부 사항은 본 실시예의 일반적인 이해와 밀접한 관련이 있고, 이들 세부 사항은 일반적으로 당업자에게 알려져 있다. 이와 같이, 본 실시예의 설명을 애매모호하게 하는 것을 피하기 위해, 이들 세부 설명은 포함되지 않는다.

도 2는 일 실시예에 따라 지연 데이터 또는 대기열 데이터 또는 둘 다를 획득 및 저장하는 방법의 흐름도이다. 도 2의 방법은 도 1의 네트워크(100)에 관련하여 설명된다. 이는 단지 예시적인 것이고, 이러한 방법은 다른 유형의 무선 네트워 크에서 구현될 수 있다고 예측된다는 점이 강조된다. 앞서 언급하였듯이, QAP(101) 또는 QSTA(102) 또는 둘 다는 바람직하게 선택된 트래픽 유형 또는 다양한 트래픽 유형의 지연 또는 대기열 데이터를 획득하고 저장한다. 이 때문에, 특정 실시예에서는 QAP가 지연 또는 대기열 데이터를 획득하고 저장한다. 다른 실시예에서는, 하나 이상의 QSTA(102)가 지연 대기열 데이터를 획득하고 저장한다. 또 다른 실시예에서는, QAP(101)와 하나 이상의 QSTA(102)가 지연 또는 대기열 데이터를 획득한다.

단계(201)에서는 QAP(101) 또는 QSTA(102)가 통계치와 측정 파라미터를 선택한다. 이들 파라미터는 평균 지연, 최대 지연, 최소 지연, 지연의 표준 편차 또는 분산 및 지연의 히스토그램이 포함되나 이들에 제한되지 않는다. 유사하게, QAP(101) 또는 QSTA(102)는 이 대기열에 관련하여 다음 통계치 및 측정 파라미터, 즉 평균 대기열 길이, 최대 대기열 길이, 최소 대기열 길이, 그러한 대기열 길이의 표준 편차 또는 분산 및 그러한 대기열 길이의 히스토그램으로부터 선택할 수 있다.

단계(202)에서는, QAP(101) 또는 QSTA(102) 또는 둘 다, 원하는 트래픽 유형 또는 복수의 트래픽 유형마다 선택된 파라미터의 원하는 데이터를 획득한다. 다시 말해서, 이들 트래픽 유형에는, 액세스 카테고리, 트래픽 스트림, 사용자 우선 순위 또는 스테이션이 포함되지만, 이들에 제한되지 않는다. 이 데이터의 획득은 선택된 트래픽 유형에서의 특정 파라미터에 관해 성능을 감시함으로써 이루어진다. 예컨대, QAP(101)는 비콘(beacon) 간격 또는 서비스 간격에 걸쳐 액세스 카테고리 마다 지연을 감시할 수 있는데, 이는 이러한 간격에서의 평균 지연을 결정하기 위해서이다. 대안적으로, 밀접한 관계가 있는 데이터를 획득하는 것은, 한 노드에 의해 또 다른 노드를 요청하는 것을 통해 이루어질 수 있다. 예컨대, QAP가 QSTA로부터의 트래픽 유형에 관련된 지연 또는 대기열 데이터를 원한다면, 요청을 거쳐 QSTA로부터 이들 데이터를 획득할 수 있다.

단계(203)에서는 임의로, 하나 이상의 QSTA(102)는 획득된 데이터를 QAP(101)에 전송한다. 이러한 전송은 QAP(101)로부터 QSTA(102)로의 전송을 위한 요청 결과이거나 QSTA(102)로부터 QAP(101)로의 자발적인 전송일 수 있다.

단계(204)에서는, QSTA(102) 또는 QAP(101)가 관련 데이터를 저장한다. 더욱이, 계산이 이루어져야 한다면 이들은 단계(204)에서 실행될 수 있다. 예컨대, QAP(101)는 데이터의 규정된 많은 개수의 패킷에 걸친 대기열 길이의 통계적 평균치를 원할 수 있다. 단계(204)에서는, 단계(202)에서 데이터를 획득한 후, QAP(101)가 그러한 평균을 계산할 수 있다.

단계(205)에서는, 필요하다면 획득된 데이터에 기초하여, QAP(101) 또는 QSTA(102)가 이들의 기능을 바꿀 수 있다. 이러한 기능 바꿈은 다양한 행동 중 하나일 수 있다. 더욱이, 2개 이상의 행동이 종속하는 QSTA 또는 QAP에 의해 취해질 수 있다. 예시적으로, 최대 지연에 관련된 데이터를 획득한 후, QAP(101)는, 그러한 최대 지연이 스트리밍 비디오를 위해 임계의 허용 가능한 지연의 한참 아래에 있다는 것을 결정하고, QAP(101)는 최대 지연으로 인해 훨씬 낮은 임계치를 가지는 다른 유형의 데이터(예컨대, 음성)의 패킷에 할당된 시간을 증가시킬 수 있다. 이 렇게 함으로써, 스트리밍 비디오는 그것의 임계 최대 지연 아래로 유지될 수 있고{비록, 이제는 QAP에 의해 취해진 치료 행동(curative action) 전보다는 더 큰 지연을 가지지만}, 다른 데이터는 더 신속하게 통신이 이루어질 수 있다. 이로 인해, 비디오 통신의 품질을 희생하지 않고서도 이들 다른 유형의 데이터에 관한 처리량과 효율이 증가하게 된다.

주목할 만한 사실은, 단계(202, 204)에서의 데이터의 획득과 저장이, 단계(205)의 행동이 수행되기 전에 완료될 필요가 없다는 점이다. 예컨대, 매 액세스 카테고리의 대기열 길이의 획득 동안 임계 한계에 가까워진다면, QAP(101)는 임계치에 도달하거나 초과하는 것을 회피하기 위해 일정한 치료 행동을 취할 수 있다.

단계(205)의 치료 행동을 완료한 후, 단계(201)에서 시작하여 공정은 원하는 대로 반복될 수 있다. 물론, 특정 시간 기간이나 원하는 데이터 포인트의 개수가 완료되기 전에 행동이 취해진다면, 계속된 획득 저장 및 데이터의 분석이 단계(202, 204)마다 계속될 수 있음이 주목된다. 더욱이, 이러한 예시적인 방법은 필요한 만큼 단계(202 내지 205)의 병렬 실행을 예상한다.

특정 실시예에 따라, 감시된 파라미터는 도 3a와 도 3b에 도시된 것처럼, 관리 정보 기반(MIB)에 포함될 수 있다. 알려진 것처럼, MIB는 무선 네트워크의 지배적인 프로토콜(예컨대, IEEE 802.11)에 따라 QAP(101)나 QSTA(102)에 유용하게 포함된다. 바로 알 수 있는 것처럼, MIB에서의 데이터의 수집과 데이터의 저장은 도 1의 실시예의 것과 같은 네트워크에서 그리고 도 2의 실시예의 방법을 통해 수행될 수 있다.

도 3a에 도시된 것처럼, MIB(300)는 32 바이트 레지스터에서의 평균 지연(301), 32 바이트 레지스터에서의 최대 지연(302), 32 바이트 레지스터에서의 최소 지연(303), 그러한 지연에서의 표준 편차(304), 32 바이트 레지스터에서의 지연에 있어서의 분산 및 가변 바이트 레지스터에서의 지연 히스토그램(305)을 포함할 수 있다. 이들 파라미터는 단지 예시적이고, 다른 파라미터가 측정을 위해 선택될 수 있다는 것이 강조된다. 더욱이, 이들 수집되고 저장된 파라미터의 단위는 마이크로초, 밀리초와 같은 초의 배수(multiples) 또는 약수(submultiples), 슬롯, TU, SIFS, PIFS 등일 수 있다.

이러한 파라미터는 또한 예시된 실시예에 따라 한정된다는 점이 주목할 만하다. 예컨대, 어떠한 승인이나 블록 승인(블록 ACK) 정책도 가지지 않는 무선 네트워크에서 MAC 지연을 측정하는 것이 유용할 수 있다. 예시의 목적으로, 특정 트래픽 유형에 대한 MAC 지연(예컨대 트래픽 스트림마다의 MAC 지연)을 고려한다. 트래픽 스트림의 패킷 데이터에 대한 MAC 지연은, 선택된 트래픽 스트림의 MAC 서비스 데이터 유닛이 MAC이 송신 또는 측정을 책임지는 QSTA 또는 QAP의 PHY층으로부터 물리 층 송신 단(end)(PHY TX-END) 확인을 수신하는 시간까지, MAC 서비스 액세스 포인트(SAP)에 들어가는 시간으로 한정될 수 있다. 그러므로, 어떠한 ACK 또는 블록 ACK 정책 네트워크도 없는 경우, MAC 지연은 PHY층에 의한 송신의 확인이 PHY 층에 의해 송신되는 시간까지 상부 층으로부터의 패킷의 수신 사이의 시간으로서 한정될 수 있다.

ACK의 송신을 요구하는 네트워크에서는, 지연이 MDSU가 MAC이 ACK를 수신하 는 시간까지 MAC SAP에 들어갈 때의 시간으로서 한정될 수 있다. 예컨대, MAC은 수신 STA로부터 수신된 대응하는 ACK 프레임에 대한 PHY층으로부터, PHY-RX END 표시 메시지를 수신할 수 있다.

도 3b는 또 다른 실시예에 따른 MIB(300)를 도시한다. 이 실시예에서의 MIB(300)는 대기열에 관련된 다양한 파라미터를 포함한다. 이 때문에, MIB(300)는 예시적으로, 32바이트 레지스터에서의 평균 대기열 길이(307), 32바이트 레지스터에서의 최대 대기열 길이(308), 32바이트 레지스터에서의 최소 대기열 길이(309), 대기열 길이의 표준 편차(310), 32바이트 레지스터에서의 대기열 길이에서의 분산(311) 및 가변 바이트 레지스터에서의 대기열 길이 히스토그램(312)을 포함한다. 예시적으로, 이들 데이터의 계산 및 저장의 단위는, 비트, 킬로바이트 등과 같은 바이트의 배수 또는 약수이다.

알 수 있는 것처럼, 원하는 트래픽 유형(들)에 대한 지연 및 대기열 정보는, 도 1의 예시적인 실시예와 관련하여 설명된 것과 같은 네트워크에서의 치료 행동을 위해 수집되고, 저장되며 사용될 수 있다. 더욱이, 도 2의 예시적인 실시예의 방법은 수집, 저장 및 사용을 실행하도록 사용될 수 있다. 또한, 지연 및 대기열 데이터는, QSTA로의 QAP에 의한 측정 요청 또는 QSTA로의 상부 층들로부터의 일부 더 높은 레벨의 네트워크 프로토콜 명령과 같은 외부 자극에 반응하여, 감시되고 수집될 수 있다. 또한, 그러한 지연 및 대기열 데이터는, 얼마 안 되는 것을 얘기하면 네트워크 혼잡, 또는 주기적인 감시와 같은 내부 자극에 반응하여 감시되고 수집될 수 있다.

전술한 것처럼, 지연 및 대기열 데이터가 수집될 수 있는 다수의 예시적인 트래픽 유형이 존재한다. 이들 데이터의 획득에 있어서의 명확한 이익이 존재한다. 일부 예시적인 이익이 예를 통해 설명된다.

잘 알려져 있듯이, 액세스 카테고리는 802.11 표준 하에 한정되는 MAC 층에서의 데이터 유형의 부류이다. 이들 카테고리는 비디오 카테고리, 최상의 노력(best effort) 카테고리, 음성 카테고리 및 배경 트래픽 카테고리를 포함하지만, 이들에 제한되지는 않는다. 특별한 액세스 카테고리의 지연 또는 대기열 길이를 앎으로써, 그러한 카테고리에서의 데이터의 추가 송신에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 예컨대, 비디오 카테고리의 대기열 길이가 너무 크고, 다른 감시된 정보로부터 QSTA가 또 다른 QAP를 알게 된다면, 그러한 QSTA는 그것의 (이웃하는 QAP들) 능력 또는 그것의 형태 상태의 이웃하는 QAP를 요청할 수 있다. 그런 후에 QSTA는 비디오 데이터의 서비스 제공을 위해 이웃하는 QAP와의 연합을 만드는 것을 결정할 수 있다.

또 다른 알려진 트래픽 유형은 트래픽 스트림이다. 트래픽 스트림의 요구 사항은 TSPEC에서의 QSTA에 의해 송신된다. 알 수 있는 것처럼, QAP는 그러한 요구 사항에 기초한 QSTA를 요청하기 위해 시간 슬롯을 유지할 수 있다. 그러므로, 각 트래픽 스트림에 대한 대기열이 유지된다. 그러한 트래픽 스트림의 지연 또는 대기열의 측정 제공은 추가 송신에 관한 결정에 있어 QSTA에 이득이 된다. 예컨대, 데이터 속도를 변경하기 위해 QAP로부터 추가 시간을 요청하는 것이 유용할 수 있다.

또 다른 알려진 트래픽 유형은 사용자 우선 순위(UP: user priority)에 기초 하여 차별화된 것이다. UP는 보통 MAC 층에서의 액세스 카테고리마다 2개의 UP를 가지고 액세스 카테고리에 맵핑된다. 알려진 것처럼, 각각의 액세스 카테고리는 채널 또는 매체를 액세스하는 상이한 확률을 가진다. 그러한 UP는 더 높은 층에 있고, 액세스 카테고리로 맵핑된다. 알 수 있는 것처럼, 사용자 우선 순위마다의 지연 또는 대기열 길이를 아는 것은 사용자 우선 순위에 기초하여 데이터를 더 효율적으로 송신하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 일정한 평균 지연 값 아래의 특정 UP에 속하는 데이터를 송신하는 것이 바람직할 수 있다. UP에 대해 MAC에서 마주치게 되는 실제 지연을 앎으로써, MAC은 UP 트래픽의 지연을 바람직한 한계치 내로 가져가기 위해 네트워크 파라미터를 변경할 수 있다.

마지막으로, 지연 또는 대기열 길이 또는 둘 다는, 매 스테이션 대신에 트래픽 유형마다 수집될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서는, 더 적은 계산상, 저장 및 측정 자원이 바라는 데이터를 모으기 위해 필요해진다. 이러한 방식으로, 지연 또는 대기열 길이가 앞서 논의된 것처럼 데이터에 기초한 임의의 가능한 교정 행동을 결정하기 위해, QSTA 또는 QAP 또는 둘 다에 의해 사용될 수 있다. 예컨대, QSTA가 받아들일 수 없는 지연을 겪게 되면, QAP로부터 상당한 양의 시간을 요청할 수 있거나, 연관을 만들기 위해 또 다른 QAP를 찾을 수 있다.

도 4a 내지 도 8b는 예시된 실시예에 따른 다양한 측정 요청과 측정 보고에 대한 프레임 포맷(즉, 데이터 프레임에 대한 포맷)을 도시한다. 이들 프레임은 도 1의 실시예의 QAO(101)와 QSTA(102) 사이에서 그리고 이들에 의해서 송신될 수 있다. 예시적으로, 이들 프레임은 802.11 표준과 그것의 부류에서 전개되는 것처럼, 송신 및 수신 프로토콜에 따라 송신된다. 이러한 송신의 많은 세부 사항이 관련 분야의 당업자에게 잘 알려져 있기 때문에, 이러한 예시적인 실시예의 설명을 애매모호하지 않게 하기 위해, 이들 세부 설명은 생략된다.

도 4a는 예시적인 실시예에 따른 보고 요소 포맷이다. 이러한 프레임은 요소 ID(401), 프레임 길이 요소(402) 및 값 요소(403)를 포함한다. 값 요소(403)는 전술한 하나 이상의 트래픽 유형의 측정된 지연 또는 대기열 데이터일 수 있다. 예시적으로, 이러한 프레임은 측정의 자발적인 결과가 QSTA로부터 QAP에 보내질 때 또는 측정 요청에 반응하여 송신된다.

도 4b는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 대안적인 보고 요소 포맷이다. 프레임은 요소 ID(404), 길이 요소(405) 및 측정된 파라미터 요소를 포함한다. 즉, 측정된 QoS 파라미터 평균값 요소(406), 측정된 최대값 요소(407), 측정된 최소값 요소(408), 측정된 표준 편차값 요소(409) 및 측정된 분산값 요소(410)가 그러한 프레임에 포함된다. 알 수 있는 것처럼, 이러한 파라미터는 지연 또는 대기열 중 하나일 수 있고, 전술한 바와 같은 특정 트래픽 유형마다 또는 스테이션마다 존재할 수 있다.

도 5a는 예시적인 일 실시예에 따른 요청 요소 포맷이다. 예시적으로, 이러한 프레임은 특정 유형의 데이터의 히스토그램을 요청하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 프레임은 요소 ID(501), 길이 요소(502), 제 1 오프셋 저장소(bin) 요소(503), 다수의 저장소 요소(504) 및 저장소 간격(505)을 포함한다. 잘 알려져 있는 것처럼, 저장소는 보통 시간과 같은 파라미터의 단위이다. 제 1 오프셋 저장소 는 초기 저장소 값을 제공하고, 다수의 저장소와 저장소 간격은 그러한 측정의 파라미터를 제공한다. 예시의 목적으로, 특정 UP의 지연을 위해 히스토그램이 요망될 수 있다. 제 1 오프셋 저장소는 5㎳의 지연일 수 있고, 저장소 간격은 3㎳일 수 있으며, 저장소의 개수는 5개일 수 있다. 이들 데이터로부터 히스토그램이 만들어질 수 있다.

도 5b는 예시적인 일 실시예에 따른 측정된 QoS 파라미터 요청 요소 포맷이다. 이러한 프레임은 요소 ID(506), 길이 요소(507), 제 1 저장소 오프셋 요소(508), 다수의 저장소 요소(509), 저장소 간격(510), 1번 저장소 값 요소(511), 2번 저장소 값 요소(512) 및 요소(512)와 요소(513) 사이의 (N-2)번 저장소 값 요소를 가진 N번 저장소 값 요소(513)를 포함한다. 도 5b의 프레임은 각각의 프레임 요소 내의 각 저장소에 대한 저장소 값으로 각각의 요망된 저장소에 대한 저장소 값을 제공한다. 이러한 프레임은 요청된 QSTA 또는 QAP로부터, 도 5a의 프레임과 같은 요청 프레임에 반응하여 요청중인 QSTA 또는 QAP로 송신된다. 도 5b의 프레임은 전술한 트래픽 유형마다 또는 스테이션마다 바라는 측정된 지연 데이터나 측정된 대기열 데이터를 제공한다. 유익하게도, 저장소 데이터는 요청중인 QSTA 또는 QAP로 히스토그램을 제공한다.

도 6a는 예시적인 실시예에 따른 측정 요청 프레임 바디 포맷이다. 이러한 프레임은 집합체 유형 프레임 요소(601)와 AS/TS/UP ID 요소(602)를 포함한다. 프레임 요소(601)는 측정될 트래픽 유형(또는 스테이션)을 포함한다. 예컨대, 프레임(601)은 지연/대기열 측정이 액세스 카테고리(AC), 트래픽 스트림(TS) 또는 UP마 다 존재함을 표시하고, ID 요소는 특정 유형의 AC, TS 또는 UP를 제공한다. 그런 후에 프레임(602)은 측정될 특정 AC, TS 또는 UP를 포함한다. 이러한 프레임은 또한 어느 파라미터가 측정될지를 정확하게 나타내는 측정된 Qos 파라미터 요소 맵(603)을 포함한다. 예컨대, 이러한 필드는 측정된 TS마다 대기열 길이의 히스토그램을 요청한다. 물론, 이는 단지 예시적일 것이고, 다른 파라미터가 예시적인 실시예와 일치하여 측정될 수 있다.

도 6b는 예시적인 일 실시예에 다른 대안적인 측정 요청 프레임 바디 포맷이다. 이러한 프레임은 집합체 유형의 요소(604)와 측정될 바라는 트래픽 유형(또는 스테이션)을 나타내는 요소 ID(605)를 포함한다. 이러한 프레임은 또한 도 5b의 예시적인 실시예의 것과 유사한 측정된 QoS 파라미터 요소 맵 요소(606)를 포함한다. 마지막으로, 이러한 프레임은 하나 이상의 측정된 QoS 파라미터 히스토그램 요청 요소를 포함하는 프레임 요소(607)를 포함한다. 그러므로 이러한 프레임 요소(607)는 히스토그램의 형태로 앞서 설명된 특정 파라미터의 데이터를 요청한다. 예컨대, 요소(607)는 히스토그램의 형태로 된 TS의 지연을 요청할 수 있다.

도 7은 예시적인 일 실시예에 따른 측정된 QoS 파라미터 요청 요소 맵 필드이다. 이러한 요청 요소는 집합체 유형과 그것의 연관된 값을 포함한다. 이러한 요청 요소 맵 필드는 STA(701)마다, AC(702)마다, TS(703)마다 및 UP(704)마다 데이터의 요청을 포함할 수 있다. 이러한 필드는 도 6b의 프레임 요소(604)에 대해 사용될 수 있다.

도 8a는 예시적인 일 실시예에 따른 측정된 QoS 파라미터 요청 요소 맵 필드 를 도시한다. 이러한 필드는 지연 및 대기열 유형을 포함한다. 즉, 이러한 필드는 평균 지연 필드(801), 최대 지연 필드(802), 최소 지연 필드(803), 표준 편차 지연 필드(804), 지연 필드의 분산(805) 및 지연 필드의 히스토그램을 포함한다. 이러한 필드는 또한 평균 대기열 길이 필드(807), 최대 대기열 길이 필드(808), 최소 대기열 길이 필드(809), 표준 편차 대기열 길이 필드(810), 대기열 길이 필드(811)의 분산 및 대기열 길이 필드(812)의 히스토그램을 포함한다.

만약 시스템에서 측정될 파라미터가 미리 알려진다면, 도 8a의 QoS 파라미터 요청 요소 맵 필드가 도 6b의 프레임 대신 사용될 수 있다. 예컨대, 그러한 파라미터가 시스템 아키텍처에 의해 한정된다면, 프레임 요소(604, 605)가 생략될 수 있거나 이것의 일부가 합쳐지거나 결합될 수 있다. 예컨대, 도 3a의 프레임이 사용된다면, 비트의 서브세트가 결합하여 단일 비트(예컨대, 도 7에서의 값)로 표현될 수 있다. 측정되지 않은 양이 측정 노드에 의해 반환되면, 이들은 예컨대 0xFF와 같이 미리 결정된 필드 코드에 의해 표시될 수 있다.

도 8b는 예시적인 일 실시예에 따른 측정 보고 프레임이다. 이러한 보고 프레임은 집합체 유형의 프레임 요소(814), AC/TS/UP ID 프레임 요소(815), 측정된 QoS 파라미터 요소 맵(815), 상태 코드(816) 및 측정된 QoS 파라미터(들) 요소 또는 측정된 QoS 파라미터(들) 히스토그램(들)(817)을 포함한다. 요소(813, 814, 815)는 사실상 요청하는 QAP 또는 QSTA(예컨대, 각각 프레임 요소인 604, 605, 606)에 의해 송신되는 것과 동일하다. 상태 코드 요소(816)는 요청을 완료할 때 마주칠 수 있는 상이한 에러 상태에 대응하는 할당된 비트 인코딩인 코드(들)를 포함 한다. 이들은, 지원되지 않는 측정, 지원되지 않는 측정 파라미터 및 유사한 에러를 포함하지만, 거절된 측정에는 제한되지 않는다. 마지막으로, 프레임 요소(817)는 요청된 파라미터의 데이터 또는 히스토그램을 포함한다. 이들은 선택된 트래픽 유형이나 스테이션의 지연 또는 대기열에 일치한다.

이들 개시물에 비추어, 예시된 실시예의 무선 네트워크에서 측정하는 것과 감시하는 것에 관련하여 설명된 다양한 방법, 디바이스 및 네트워크가, 하드웨어와 소프트웨어에서 구현될 수 있음이 주목된다. 더욱이, 다양한 방법, 디바이스 및 파라미터가 오직 예를 통해 포함되고 임의의 제한적인 의미로 사용된 것은 아니다. 이들 개시물에 비추어, 당업자라면 첨부된 청구항의 범주 내에 유지하면서, 그것들 자체의 기술과 이들 기술을 실행하기 위해 필요한 기기를 결정하는 데 있어, 다양한 예시적인 방법, 디바이스 및 네트워크를 구현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 무선 스테이션(QSTA)과 액세스 포인트(QAP)를 포함하는 무선 네트워크와 그러한 네트워크에서의 무선 통신 방법에 이용 가능하다.

Claims

무선 네트워크 시스템으로서,

복수의 무선 스테이션(QSTA)과,

액세스 포인트(QAP)를 포함하고,

상기 QAP 또는 하나 이상의 QSTA 또는 둘 다는, 지연 데이터를 측정하며,

만일 승인(acknowledgement)이 요구되지 않는 경우에는, 상기 지연 데이터는 하나 이상의 트래픽 유형마다 또는 QSTA마다, MAC 서비스 데이터 유닛이 MAC 서비스 액세스 포인트에 들어갈 때 MAC 서비스 액세스 포인트가 물리 층 송신 단 확인(physical layer transmission end confirmation)을 수신하는 시간까지에 기초하고,

만일 승인이 요구되는 경우에는, 상기 지연 데이터는 MAC 서비스 데이터 유닛을 수신하는 QSTA 중 하나로부터 승인 메시지를 수신하기 위한 물리 층으로부터의 물리 층 수신 단 확인(physical layer reception end confirmation)을 MAC 층이 수신하는 시간에 기초하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 트래픽 유형은 액세스 카테고리, 트래픽 스트림 또는 사용자 우선 순위를 포함하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 지연 데이터는 평균 지연, 최대 지연, 최소 지연, 상기 지연의 표준 편차, 상기 지연의 분산 또는 상기 지연의 히스토그램 중 하나 이상인, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, QSTA는 상기 지연 데이터를 요청하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 QAP 또는 하나 이상의 QSTA 또는 둘 다는, 지연 데이터를 측정하고, QSTA는 대기열 데이터를 요청하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, QSTA는 상기 지연 데이터를 보고하는, 무선 네트워크 시스템.
제 5항에 있어서, QSTA는 상기 대기열 데이터를 보고하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 QAP는 상기 지연 데이터를 요청하는, 무선 네트워크 시스템.
제 5항에 있어서, 상기 QAP는 상기 대기열 데이터를 요청하는, 무선 네트워크 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 QAP는 상기 지연 데이터를 보고하는, 무선 네트워크 시스템.
제 5항에 있어서, 상기 QAP는 상기 대기열 데이터를 보고하는, 무선 네트워크 시스템.
제 5항에 있어서, 상기 대기열 데이터는, 평균 대기열 길이, 최대 대기열 길이, 최소 대기열 길이, 대기열 길이의 표준 편차, 대기열 길이의 분산 또는 대기열 길이 데이터의 히스토그램 중 하나 이상인, 무선 네트워크 시스템.
액세스 포인트(QAP)와 복수의 무선 스테이션(QSTA) 사이에서의 무선 통신 방법으로서,

액세스 포인트 또는 적어도 하나의 무선 스테이션이 지연 데이터를 측정하는 단계와,

필요하다면 상기 데이터에 기초하여 행동을 취하는 단계를 포함하고,

만일 승인(acknowledgement)이 요구되지 않는 경우에는, 상기 지연 데이터는 하나 이상의 트래픽 유형마다 또는 무선 스테이션(QSTA)마다, MAC 서비스 데이터 유닛이 MAC 서비스 액세스 포인트에 들어갈 때 MAC 서비스 액세스 포인트가 물리 층 송신 단 확인(physical layer transmission end confirmation)을 수신하는 시간까지에 기초하고,

만일 승인이 요구되는 경우에는, 상기 지연 데이터는 MAC 서비스 데이터 유닛을 수신하는 복수의 무선 스테이션 중 하나로부터 승인 메시지를 수신하기 위한 물리 층으로부터의 물리 층 수신 단 확인(physical layer reception end confirmation)을 MAC 층이 수신하는 시간에 기초하는,

무선 통신 방법.
제 13항에 있어서, 상기 하나 이상의 트래픽 유형은, 액세스 카테고리, 트래픽 스트림 또는 사용자 우선 순위를 포함하는, 무선 통신 방법.
제 13항에 있어서, 상기 지연 데이터는 평균 지연, 최대 지연, 최소 지연, 상기 지연의 표준 편차, 상기 지연의 분산 또는 상기 지연의 히스토그램 중 하나 이상인, 무선 통신 방법.
제 13항에 있어서, 상기 방법은

상기 QAP에 의해 상기 QSTA로부터 지연 데이터를 요청하는 단계를 더

포함하는, 무선 통신 방법.
제 13항에 있어서, 상기 방법은

액세스 포인트 또는 적어도 하나의 무선 스테이션이 대기열 데이터를 측정하는 단계와,

상기 QAP에 의해 상기 QSTA로부터 대기열 데이터를 요청하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
제 13항에 있어서, 상기 방법은

상기 QAP에 의해 상기 QSTA로 지연 데이터를 보고하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
제 17항에 있어서, 상기 방법은

상기 QAP에 의해 상기 QSTA로 상기 대기열 데이터를 보고하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
제 17항에 있어서, 상기 대기열 데이터는, 평균 대기열 길이, 최대 대기열 길이, 최소 대기열 길이, 대기열 길이의 표준 편차, 대기열 길이의 분산 또는 대기열 길이 데이터의 히스토그램 중 하나 이상인, 무선 통신 방법.