KR101211771B1

KR101211771B1 - 무선 망에서의 상태관리방법

Info

Publication number: KR101211771B1
Application number: KR1020060021348A
Authority: KR
Inventors: 장태호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2012-12-12
Also published as: KR20070091786A; US20070288620A1; US8219732B2

Abstract

본 발명은 무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의상태를 관리하기 위해, 다수의 상태들 각각 별로 물리적 인터럽트 및 타이머 인터럽트 중 하나가 발생하였는지 여부를 판단하고, 상기 물리적 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 다음에 링크된 상태로 천이하고, 상기 타이머 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 초기 상태로 천이한다.

매체 접근 제어 계층 (Media Access Control), 상태관리기능 (State-Machine), 시간 이벤트 (Time Event), 물리적 이벤트 (Physical Event)

Description

무선 망에서의 상태관리방법{METHOD FOR MANEGEMENTING STATE IN AN WIRELEES NETWORK}

도 1은 종래 무선 망에서 매체접근제어계층에서 이루어지는 상태 천이를 보이고 있는 도면.

도 2는 종래 무선 망에서 발생하는 이벤트에 따른 동작 상태 전환을 보이고 있는 도면.

도 3은 본 발명에서 제안하고자 하는 상태관리방법에 따른 상태 천이를 개념적으로 보이고 있는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 매체접근제어계층에서의 상태관리기능에 의한 상태 천이 예를 보이고 있는 도면.

도 5는 본 발명을 적용하기 위한 무선 망에서의 기본적인 접근 방법을 보이고 있는 도면.

도 6은 본 발명을 적용하기 위한 무선 망에서 이루어지는 신호 처리 타이밍을 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예를 적용한 무선 망에서 발생하는 이벤트에 따른 동작 상태 전환을 보이고 있는 도면.

본 발명은 무선 망에서의 상태관리방법에 관한 것으로, 특히 무선 매체접근제어 프로토콜을 구현하기 위한 상태관리기능을 소프트웨어로 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선 망에서는 매체접근제어계층 (Media Access Control; MAC)에 의해 상태 관리가 이루어진다. 이때 상태관리기능 (State-machine)에 기반한 SDM (Software Defined MAC) 설계에서 실질적인 이벤트에는 인터럽트를 고려하지 않은 다양한 형태의 이벤트들이 존재한다. 이러한 이벤트들은 이벤트 루틴, 즉 ISR (Interrupt Service Routine)을 복잡하게 하므로, MAC 계층의 성능에 영향을 미친다.

일반적으로 MAC 프로토콜에서 상태관리기능은 FSM (Finite State Machine)으로 표현된다. 그리고 상기 상태관리기능에 의해 상태 변화에 관여하는 이벤트는 인터럽트이다. 상기 MAC 프로토콜과 관련된 인터럽트는 물리계층 (Physical Layer)와 타이머 (Timer)에서 발생한다.

도 1은 종래 무선 망에서 매체접근제어계층에서 이루어지는 상태 천이를 보이고 있는 도면이다.

상기 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 MAC 계층에서 수행하는 상태관리기능에 의해 관리되는 상태는 다양하다. 상기 상태관리기능에 의해 관리되는 상태들은 하 기 <표 1>로 정리할 수 있다.

상기 <표 1>에서 보여지는 바와 같이 동작에 대응한 상태관리는 MAC 계층에서 이루어지나 발생하는 이벤트에 대응한 인터럽트는 물리계층과 타이머이 동작에 의해 이루어진다. 즉 기존에는 MAC 계층에서 이루어지는 상태관리기능과 물리계층과 타이머에 의해 이루어지는 인터럽트 간의 관계가 고려되고 있지 않았다.

도 2는 종래 무선 망에서 발생하는 이벤트에 따른 동작 상태 전환을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, MAC 계층에서의 상태관리기능에 의해 동작 상태가 전환되는 것과, 각 이벤트에 대응한 인터럽트를 발생시키는 것이 분리되어 있음을 보다 명확하게 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이 기존에 무선 망에서 이루어지던 상태관리기능은 이벤트 관리자가 인터럽트 및 내부 이벤트를 취합하여 전달함으로써, 이벤트 루틴이 복잡하였다. 그리고 이벤트 관리자가 인터럽트 및 내부 이벤트를 취합하여 전달함으로, 시스템 타이머에 의존적일 뿐만 아니라 인터럽트 외의 내부 이벤트가 관여하도록 하여 그 구성은 더욱 복잡해 질 수 밖에 없었다. 또한 ISR 내에서 상태관리기능을 관리하는 경우 Fsmlnstance에서 처리 시 다수의 비교 분기문이 존재하여 관리에 어려움이 있었다.

전술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 MAC 계층의 성능을 향상시키기 위해 상태 변화를 인터럽트로 표현할 수 있는 상태관리기능의 형태와 처리 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 MAC 프로토콜을 그룹화하여 구성할 수 있는 상태관리기능에 기반한 MAC 설계를 제공한다.

또한 본 발명은 MAC 프로토콜 구현의 정형적인 구조로써 물리계층과 타이머 이벤트에 기반한 MAC 설계 방안을 제공한다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 방법에 있어서, 다수의 상태들 각각 별로 물리적 인터럽트 및 타이머 인터럽트 중 하나가 발생하였는지 여부를 판단하는 과정과, 상기 물리적 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 다음에 링크된 상태로 천이하는 과정과, 상기 타이머 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 초기 상태로 천이하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 방법에 있어서, 다수의 상태들 중 초기 상태에서 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 다수의 상태들 중 상기 초기 상태의 다음 상태로 링크된 제1상태로 천이하는 과정과, 상기 제1상태에서 타이머 인터럽트가 발생하면, 상기 초기 상태로 천이하는 과정과, 상기 제1상태가 상기 다수의 상태들 중 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제1상태에서 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 장치에 있어서, 다수의 상태들 각각 별로 물리적 인터럽트 및 타이머 인터럽트 중 하나가 발생하였는지 여부를 판단하고, 상기 물리적 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 다음에 링크된 상태로 천이하고, 상기 타이머 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 초기 상태로 천이하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 장치에 있어서, 다수의 상태들 중 초기 상태에서 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 다수의 상태들 중 상기 초기 상태의 다음 상태로 링크된 제1상태로 천이하고, 상기 제1상태에서 타이머 인터럽트가 발생하면, 상기 초기 상태로 천이하고, 상기 제1상태가 상기 다수의 상태들 중 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제1상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이하는 제어부를 포함한다.

삭제

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에서 제안하고자 하는 상태관리방법에 따른 상태 천이를 개념적으로 보이고 있는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, N개의 상태들 (STATE #1 내지 STATE #N)이 존재하며, 각 상태에서 이벤트가 발생할 시 다음 상태로 천이될 수 있도록 한다. 즉 특정 상태에서 물리적인 이벤트 (PHY Event)가 발생하면 다음 상태로 이동한다. 하지만 특정 상태에서 타임 이벤트 (Time Event)가 발생하면 이전 상태로 이동한다. 그리고 특정 상태에서 카운트 이벤트 (Count Event)가 발생하면, 현재 상태를 리셋함으로써, 초기 상태로 이동한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 상태관리기능에서 발생할 수 있는 인터럽트를 타이머에 의해 발생하는 인터럽트 (Time Interrupt)와 물리적인 이벤트 (PHY Interrupt)로 구분한다. 상기 타이머에 의해 발생하는 인터럽트는 설정된 시간이 종료로 인해 발생한다. 상기 물리적인 이벤트는 시간 임계 경로 (Time critical path)로 인해 발생한다.

상기 타이머에 의해 발생하는 인터럽트에 대해서는 현재 상태에서 초기 상태로 천이가 이루어지도록 한다. 하지만 물리적 인터럽트에 대해서는 현재 상태에서 다음 상태로의 천이가 이루어질 수 있도록 한다. 만약 상태 링크의 마지막 상태에서 물리적 인터럽트가 발생하는 경우에만 초기 상태로 천이될 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 매체접근제어계층에서의 상태관리기능에 의한 상태 천이 예를 보이고 있는 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, Idle 상태에서 'DISF + B ack off'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'RTS TX 상태'로 천이한다. 상기 RTS TX 상태에서 'RTX Tx End'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'Wait for CTS 상태'로 천이한다. 하지만 상기 RTS TX 상태에서 'DIFS + Contention Window'라는 이벤트가 발생하면, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다.

상기 Wait for CTS 상태에서 'CTS Rx Start'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'CTS RX 상태'로 천이한다. 하지만 상기 Wait for CTS 상태에서 'SIFS'라는 이벤트가 발생하면, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 Idle 상태로 천이한다.

상기 CTS RX 상태에서 'CTS Rx End'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'Data Tx 상태'로 천이한다. 하지만 상기 CTS RX 상태에서 'NAV (RTS)'라는 이벤트가 발생하면, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다.

상기 Data Tx 상태에서 'Data Tx End'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'Wait for ACK 상태'로 천이한다. 하지만 상기 Data Tx 상태에서 'NAV (CTS)'라는 이벤트가 발생하면, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다.

상기 Wait for ACK 상태에서 'ACK Rx Start'라는 이벤트가 발생하면, 물리적 인터럽트에 의해 다음 상태인 'ACK Rx 상태'로 천이한다. 하지만 상기 Wait for ACK 상태에서 'SIFS'라는 이벤트가 발생하면, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다.

상기 ACK Rx 상태에서 'ACK Rx End'라는 이벤트가 발생하면, 다음 상태가 존재하지 않으므로 물리적 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다. 그리고 상기 ACK Rx 상태에서 'NAV (CTS)'라는 이벤트가 발생하더라도, 타이머 인터럽트에 의해 초기 상태인 'Idle 상태'로 천이한다.

도 5는 본 발명을 적용하기 위한 무선 망에서의 기본적인 접근 방법을 보이고 있는 도면이며, 도 6은 본 발명을 적용하기 위한 무선 망에서 이루어지는 신호 처리 타이밍을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 5와 상기 도 6에서 보이고 있는 신호 처리 타이밍은 상기 도 4에서의 다양한 이벤트 발생을 보여주고 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예를 적용한 무선 망에서 발생하는 이벤트에 따른 동작 상태 전환을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 7을 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 제안하는 상태관리기능을 적용할 시 천이되는 이벤트들간의 루틴이 간소화되었음을 확인할 수 있다. 또한 타이머에 의한 인터럽트도 그 루틴이 간소화되었다.

한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 상태관리기능으로 설계된 MAC 프로토콜을 직접적으로 소프트웨어 기술에 반영하고, 물리계층과 타이머 이벤트로 상태관리기능을 구성함으로써, ISR 내에서의 상태관리기능에 대한 관리가 용이해졌다. 또한 비교 분기문을 최적화함으로써, ISR이 단순해지는 장점이 있다.

Claims

무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 방법에 있어서,

다수의 상태들 각각 별로 물리적 인터럽트 및 타이머 인터럽트 중 하나가 발생하였는지 여부를 판단하는 과정과,

상기 물리적 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 다음에 링크된 상태로 천이하는 과정과,

상기 타이머 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 초기 상태로 천이하는 과정을 포함하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 다수의 상태들이 서로 직렬로 링크된 경우, 상기 직렬로 링크된 다수의 상태들 중 가장 마지막에 링크된 상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 가장 마지막에 링크된 상태에서 상기 초기 상태로 천이하는 과정을 더 포함하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 물리적 이벤트에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 타이머 인터럽트는 타이머로 인한 이벤트에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 상기 다수의 상태들 각각 별로 상기 다수의 상태들 각각에 따라 수행되는 동작에 대응하여 발생되며, 상기 타이머 인터럽트는 미리 설정된 시간이 만료된 후 수행되는 동작에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 다수의 상태들 중 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간과 상기 다수의 상태들 중 다른 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간은 서로 동일하거나 각각 상이함을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트 및 상기 타이머 인터럽트 중 하나는 상기 초기 상태에서 최초로 발생함을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 방법에 있어서,

다수의 상태들 중 초기 상태에서 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 다수의 상태들 중 상기 초기 상태의 다음 상태로 링크된 제1상태로 천이하는 과정과,

상기 제1상태에서 타이머 인터럽트가 발생하면, 상기 초기 상태로 천이하는 과정과,

상기 제1상태가 상기 다수의 상태들 중 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제1상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이하는 과정을 포함하는 상태 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 제1상태가 상기 마지막으로 링크된 상태가 아닌 경우, 상기 제1상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 제1상태의 다음 상태로 링크된 제2상태로 천이하는 과정과,

상기 제2상태가 상기 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제2상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이하는 과정을 더 포함하는 상태 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 다수의 상태들 중 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간과 상기 다수의 상태들 중 다른 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간은 서로 동일하거나 각각 상이함을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트 및 상기 타이머 인터럽트 중 하나는 상기 초기 상태에서 최초로 발생함을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 상기 다수의 상태들 각각 별로 상기 다수의 상태들 각각에 따라 수행되는 동작에 대응하여 발생되며, 상기 타이머 인터럽트는 미리 설정된 시간이 만료된 후 수행되는 동작에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 방법.
무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 장치에 있어서,

다수의 상태들 각각 별로 물리적 인터럽트 및 타이머 인터럽트 중 하나가 발생하였는지 여부를 판단하고, 상기 물리적 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 다음에 링크된 상태로 천이하고, 상기 타이머 인터럽트가 발생한 경우, 해당 상태에서 초기 상태로 천이하는 제어부를 포함하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 제어부는 상기 다수의 상태들이 서로 직렬로 링크된 경우, 상기 직렬로 링크된 다수의 상태들 중 가장 마지막에 링크된 상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 가장 마지막에 링크된 상태에서 상기 초기 상태로 천이함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 물리적 이벤트에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 타이머 인터럽트는 타이머로 인한 이벤트에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 상기 다수의 상태들 각각 별로 상기 다수의 상태들 각각에 따라 수행되는 동작에 대응하여 발생되며, 상기 타이머 인터럽트는 미리 설정된 시간이 만료된 후 수행되는 동작에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 다수의 상태들 중 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간과 상기 다수의 상태들 중 다른 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간은 서로 동일하거나 각각 상이함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제13항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트 및 상기 타이머 인터럽트 중 하나는 상기 초기 상태에서 최초로 발생함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
무선 망에서 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC) 계층의 상태를 관리하는 장치에 있어서,

다수의 상태들 중 초기 상태에서 물리적 인터럽트가 발생하면, 상기 다수의 상태들 중 상기 초기 상태의 다음 상태로 링크된 제1상태로 천이하고, 상기 제1상태에서 타이머 인터럽트가 발생하면, 상기 초기 상태로 천이하고, 상기 제1상태가 상기 다수의 상태들 중 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제1상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이하는 제어부를 포함하는 상태 관리 장치.
제20항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제1상태가 상기 마지막으로 링크된 상태가 아닌 경우, 상기 제1상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 제1상태의 다음 상태로 링크된 제2상태로 천이하고, 상기 제2상태가 상기 마지막으로 링크된 상태인 경우, 상기 제2상태에서 상기 물리적 인터럽트가 발생하면 상기 초기 상태로 천이함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제20항에 있어서,

상기 다수의 상태들 중 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간과 상기 다수의 상태들 중 다른 하나에서 발생하는 타이머 인터럽트를 위한 시간은 서로 동일하거나 각각 상이함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제20항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트 및 상기 타이머 인터럽트 중 하나는 상기 초기 상태에서 최초로 발생함을 특징으로 하는 상태 관리 장치.
제20항에 있어서,

상기 물리적 인터럽트는 상기 다수의 상태들 각각 별로 상기 다수의 상태들 각각에 따라 수행되는 동작에 대응하여 발생되며, 상기 타이머 인터럽트는 미리 설정된 시간이 만료된 후 수행되는 동작에 대응하여 발생됨을 특징으로 하는 상태 관리 장치.