KR101348620B1 - 무선 근거리통신망에서 ａ-ｍｐｄｕ 전송 방법 - Google Patents

무선 근거리통신망에서 ａ-ｍｐｄｕ 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)에서 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)을 적응적으로 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하고, A-MPDU를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 LAN에서 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit)를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 A-MPDU 전송 방법은 접근 범주(AC: Access Category)의 트래픽 전송 상황에 기반하여 집성 패킷 카운터(APC: Aggregated Packet Counter)의 최댓값을 설정하는 단계, 전송하고자 하는 복수의 패킷들의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 고려하여 크기 임계치(ST: Size Threshold)를 설정하는 단계, 복수의 패킷들을 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하는 단계 및 A-MPDU를 전송하는 단계를 포함한다. A-MPDU에 포함된 패킷의 수는 집성 패킷 카운터의 최댓값보다 작거나 같고, A-MPDU의 크기는 크기 임계치를 고려하여 결정된다.
본 발명에 따르면, IEEE 802.11n을 지원하는 무선 LAN에서, 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)을 효과적으로 집성(Aggregation)할 수 있다.

Description

무선 근거리통신망에서 Ａ-ＭＰＤＵ 전송 방법{TRANSMITING METHOD FOR AGGREGATE MEDIUM ACCESS CONTROL PROTOCOL DATA UNIT IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}
본 발명은 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)에서 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit)를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)을 적응적으로 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하고, A-MPDU를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)을 사용하는 장치의 보급으로, 기업과 공공기관은 좀 더 나은 서비스를 위해 광범위한 무선 LAN을 구축하고 있으며, 스마트폰의 어플리케이션을 통한 다양한 서비스가 개발/사용되고 있다.
또한, 무선 LAN 표준인 IEEE 802.11n에 기반한 장치가 늘어남에 따라, A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit)를 통해 데이터를 송수신하는 경우가 증가하고 있다. A-MPDU을 통한 데이터 송수신은 IEEE 802.11n 의 대표적인 특징 중의 하나로, A-MPDU는 복수의 MPDU(Medium access control Protocol Data Unit)을 포함하고, 물리 계층(PHY: PHYsical layer)에 의해 하나의 PSDU(Physical layer convergence procedure Service Data Unit)로 전송된다.
하지만, 스마트폰에서와 같이 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)이 발생하는 경우, 서로 다른 QoS로 인해 부하가 높아지는 것에 대응하여, 서로 다른 QoS를 가지는 트래픽을 효율적으로 집성(aggregation)하기 위한 집성 제어(aggregation control) 방법이 요구된다. 즉, 동일한 전송 식별자(TID: Trasmission IDdentifier)를 가지지만 서로 다른 QoS를 가지는 트래픽이 혼재되는 경우, 해당 트래픽을 적응적으로 집성하는 방법이 요구된다.
본 발명은 다양한 QoS를 가지는 트래픽이 발생하는 경우, MAC(Medium Access Control) 계층에서, 해당 트래픽을 적응적으로 집성하여 A-MPDU를 생성하고, A-MPDU를 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)에서 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit)를 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)이 발생하는 경우, MAC(Medium Access Control) 계층에서, 트래픽을 적응적으로 집성(aggregation)하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 지연에 민감한 트래픽과 성능에 민감한 트리픽이 동시에 발생하는 경우, 트래픽이 가지는 다양한 QoS를 만족시키고, 전송 성능을 향상시키는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 근거리통신망에서 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit)를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 A-MPDU 전송 방법은 접근 범주(AC: Access Category)의 트래픽 전송 상황에 기반하여 집성 패킷 카운터(APC: Aggregated Packet Counter)의 최댓값을 설정하는 단계, 전송하고자 하는 복수의 패킷들의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 고려하여 크기 임계치(ST: Size Threshold)를 설정하는 단계, 복수의 패킷들을 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하는 단계 및 A-MPDU를 전송하는 단계를 포함한다. A-MPDU에 포함된 패킷의 수는 집성 패킷 카운터의 최댓값보다 작거나 같고, A-MPDU의 크기는 크기 임계치를 고려하여 결정된다.
본 발명에 따르면, IEEE 802.11n을 지원하는 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)에서, 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)을 효과적으로 집성(Aggregation)할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지연에 민감한 트래픽과 성능에 민감한 트래픽이 동시에 발생하는 경우, 트래픽이 가지는 다양한 QoS를 만족시키고, 전송 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 하나의 접근 범주(AC: Access Category)에서 동시에 발생한 서로 다른 특성의 트래픽을 효과적으로 집성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit) 전송 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 APC 제어를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ST 제어를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 IEEE 802.11n을 지원하는 무선 근거리통신망(LAN: Local Area Network)에서, 사용자 단말이 송수신하는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 가지는 트래픽(traffic)을 효과적으로 집성(aggregation)하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 즉, 다중 클래스(multi-class)로 표현되는 서로 다른 QoS를 가지는 트래픽이 혼재되는 경우, 트래픽을 효율적으로 집성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit) 전송 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 집성 제어 블록(ACB, Aggregation Control Block, 110)은 접근 범주(AC: Access Categoty, 120, 121, 122, 123)별로 A-MPDU에 포함된 패킷의 수를 지시하는 집성 패킷 카운터(APC: Aggregated Packet Counter)의 최솟값(min: minimum)과 최댓값(max: maximum)을 설정하고, 집성을 마무리하는 기준으로 사용되는 크기 임계치(ST: Size Threshold)를 설정한다.
APC의 최솟값과 최댓값은 APC 초기화 과정에서 설정되는데, 플로우 컨트롤 블록(FCB: Flow Control Block, 130)은 일부의 AC에 전송 대기열 풀(TX Queue Full)이 발생하면, ACB로 전송 대기열 풀이 발생하였음을 알려, ACB가 해당 AC의 APC 최솟값 및/또는 최댓값을 조정하게 한다.
한편, 전송 대기열 풀은 일부의 AC에 대해 트래픽 전송의 지연이 발생하였음을 의미한다. 전송 대기열 풀의 원인에는 다음과 같은 종류가 있으며, 전송 대기열 풀의 원인에 따라 대응 방법이 다르다.
1. MAC(Medium Access Control)의 처리 지연으로 인한 전송 대기열 풀 발생
MAC S/W(MAC SoftWare)의 처리 지연, MAC H/W(MAC HardWare)의 처리 지연 및 MAC S/W와 H/W 사이의 인터페이스 지연과 같은 MAC의 처리 지연이 발생하는 경우, ACB는 AGC의 최댓값을 증가시킨다. 즉, ACB는 더 많은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 집성하여 MAC의 시간적 여유를 유도한다. MAC의 처리 지연으로 인한 전송 대기열 풀의 경우에서, AGC의 최댓값을 증가시키는 방법은 특히 저속의 인터페이스로 인해 발생하는 지연을 다루는 것에 효과적이다.
2. 무선 조건(air condition)의 불량으로 인한 전송 대기열 풀 발생
무선 조건의 불량으로 인해 재전송이 자주 발생하는 경우, 상대적으로 크기가 큰 A-MPDU의 재전송은 시스템에 큰 부하를 줄 수 있다. 따라서, 무선 조건의 불량으로 인해 재전송이 자주 발생하는 경우, ACB는 APC 최댓값을 감소시켜 생성되는 A-MPDU의 크기를 줄임으로써, 재전송에 따른 추가적인 부하의 감소를 유도한다. 그러나, 생성되는 A-MPDU의 크기가 줄어들면, MAC H/W에 A-MPDU가 더욱 빈번하게 전달되므로, APC의 최댓값을 감소시키는 방법은 MAC S/W에 비해 상대적으로 작은 내부 메모리를 가지고 운영되는 MAC H/W에 추가적인 부하가 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 전송 대기열 풀의 대응 방법으로 전송 대기열 풀이 발생한 AC의 APC 최댓값을 증가시키는 방법을 사용한다. 단, 본 발명의 따른 전송 대기열 풀의 대응 방법은 APC 최댓값을 증가시키는 방법에 한정되는 것은 아니며, MAC H/W의 상황에 따라 변경될 수 있다. 또한, 소정의 시간, 예를 들어 10초 동안 전송 대기열 풀이 추가로 발생하지 않으면, ACB는 해당 AC의 APC의 초기 설정 값으로 최댓값을 복귀시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 APC 제어를 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, AC 3(123)에서 트래픽 전송의 지연이 발생한 경우, 즉 AC 3(123)에서 전송 대기열 풀이 발생한 경우, FCB(130)는 ACB(110)에 전송 대기열 풀의 발생을 알린다.
ACB(110)는 상술한 바와 같이 APC의 최댓값을 증가시킨다. 예를 들어, AC 3(123)의 APC의 초기 최댓값이 8로 설정된 경우, ACB(110)는 AC 3(123)의 APC의 최댓값을 9로 증가시킨다. 따라서, ACB(110)는 더 많은 MPDU를 집성하여 MAC의 시간적 여유를 유도함으로써, AC 3(123)에서 발생한 전송 대기열 풀을 소멸시킬 수 있다.
한편, 동일한 전송 식별자(TID: Trasmission IDdentifier)를 가지고 동일한 동등(peer)으로 전달되지만 IP(Internet Protocol) 계층(layer)보다 상위 계층에서 서로 다른 QoS를 가지는 패킷이 섞여서 내려오는 상황이 발생할 수 있다. 즉, 높은 처리율(high throughput)을 요구하는 BE(Best Effort) 패킷과 낮은 지연(low delay)을 요구하는 VO(VOice) 패킷과 같이 서로 다른 QoS를 가지는 패킷이 내려올 수 있다. 본 발명은 서로 다른 QoS를 가지는 패킷이 섞여 내려오는 상황을 고려하여, A-MPDU를 생성함에 있어서, 추가적인 제어 수단으로 크기 임계치(ST: Size Threshold)를 사용한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ST 제어를 나타내는 개략도이다.
일반적인 경우, 낮은 지연을 요구하는 패킷은 높은 처리율을 요구하는 패킷에 비해 패킷의 길이가 짧다. 예를 들어, FTP(File Transfer Protocol)로 파일을 업로드(upload)하는 경우는 높은 처리율을 요구하는 경우에 해당하고, 상대적으로 큰 용량의 데이터를 여러 개의 패킷으로 나누어 전송해야한다. 반면에, VoIP(Voice Over Internet Protocol)의 경우는 낮은 지연을 요구하는 경우에 해당하고, 크기가 작은 패킷으로 빠르게 전송해야한다.
한편, 서로 다른 QoS를 가지는 패킷이 하나의 A-MPDU를 구성하는 경우, APC에 의해 A-MPDU에 포함된 패킷의 수가 APC의 최댓값, 표준에서 지정한 값 또는 구현에 의해 설정된 값에 도달할 때까지 전송이 지연되므로, 지연에 민감한 패킷, 즉 낮은 지연을 요구하는 패킷에 대해 QoS를 지원하는 것이 어렵게 된다.
상위 계층에서 하위 계층으로 내려오는 경우, QoS 기준은 각각의 AC에 일대일로 대응되지 않는다. 예를 들어, IP 계층에서 MAC 계층으로 내려오는 경우, QoS 기준은 사용자 우선순위(user priority) 중 특정 값에 대응되지만, 이는 각각의 AC에 일대일로 대응되지 않는다.
따라서, 도 3을 참조하면, AC 3(123)은 2 개의 사용자 우선순위에 매핑될 수 있으므로, 서로 다른 QoS를 가지는 패킷이 섞일 수 있다. 이것은 무선 LAN 표준인 IEEE 802.11에서 AC의 개수를 4개로 규정하고 있기 때문에 발생하는 구조적인 결함이다. 따라서, 이러한 경우 QoS를 보장하면서 A-MPDU를 생성하는 것은 때로는 어려운 문제점을 발생시킬 수 있다.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU 생성 방법에 따르면, 각각의 AC 별로 전송하고자 하는 복수의 패킷들의 QoS를 고려하여 집성을 마무리하는 기준인 ST를 설정하고, ST를 고려하여 A-MPDU의 크기를 결정한다.
다시 도 3을 참조하면, A-MPDU가 MPDU 4와 같은 지연에 민감한 패킷을 포함하는 경우, ACB는 소정의 값으로 AC 3(123)의 ST를 설정한다. ST는 A-MPDU의 크기를 결정하는 기준이 된다. 예를 들어, A-MPDU의 크기가 ST보다 크게 되는 경우, 패킷의 집성이 마무리된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 A-MPDU 전송 방법은 APC 최댓값 설정 단계(S410), ST 설정 단계(S420), A-MPDU 생성 단계(S430) 및 A-MPDU 전송 단계(S440)를 포함한다.
ACB는 APC의 최댓값을 설정한다(S410). 상술한 바와 같이, ACB는 AC의 트래픽 전송 상황에 기반하여 APC의 최댓값을 설정한다.
ACB는 ST를 설정한다(S420). 상술한 바와 같이, 전송하고자 하는 복수의 패킷들의 QoS를 고려하여 ST를 설정한다.
AC는 A-MPDU를 생성한다(S430). 상술한 바와 같이, 복수의 패킷들을 집성하여 A-MPDU를 생성한다. A-MPDU에 포함된 패킷의 수는 APC의 최댓값보다 작거나 같고, A-MPDU의 크기는 ST를 고려하여 결정된다. 예를 들어, A-MPDU의 크기가 ST보다 크게 되는 경우, 패킷의 집성이 마무리된다.
MAC H/W는 A-MPDU를 전송한다(S440).
따라서, 본 발명에 따르면, IEEE 802.11n을 지원하는 무선 LAN에서, 다양한 QoS를 가지는 트래픽을 효과적으로 집성할 수 있다. 지연에 민감한 트래픽과 성능에 민감한 트래픽이 동시에 발생하는 경우, 트래픽이 가지는 다양한 QoS를 만족시킬 수 있다. 트래픽 전송의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 하나의 AC에서 동시에 발생한 서로 다른 특성의 트래픽을 효과적으로 집성할 수 있다.
한편, 상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다.
또한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치와 같은 메모리에 저장되고, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치와 같은 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

Claims (9)

  1. 무선 근거리통신망에서 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit) 전송 방법에 있어서,
    접근 범주(Access Category: AC)의 트래픽 전송 상황에 기반하여 집성 패킷 카운터(Aggregated Packet Counter: APC)의 최댓값을 설정하는 단계;
    복수 개의 패킷들에 관한 서로 다른 서비스 품질(Quality of Service: QoS)에 기반하여 크기 임계치(Size Threshold: ST)를 설정하는 단계;
    복수 개의 패킷들을 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하는 단계; 및
    상기 A-MPDU를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 패킷들의 개수는 상기 집성 패킷 카운터의 최댓값보다 작거나 같고,
    상기 A-MPDU를 생성하는 단계에서 상기 A-MPDU의 크기가 상기 크기 임계치보다 큰 경우, 상기 복수 개의 패킷들의 집성을 마무리하는 것을 특징으로 하는 A-MPDU 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집성 패킷 카운터의 최댓값은 상기 접근 범주에 트래픽 전송의 지연이 발생하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 A-MPDU 전송 방법.
  4. 삭제
  5. 무선 근거리통신망에서의 A-MPDU(Aggregate Medium access control Protocol Data Unit) 전송 장치에 있어서,
    접근 범주(Access Category: AC)의 트래픽 전송 상황을 모니터링하는 플로우 컨트롤 블록(Flow Control Block: FCB); 및
    상기 접근 범주의 복수 개의 패킷들을 집성(aggregation)하여 A-MPDU를 생성하는 집성 제어 블록(Aggregation Control Block: ACB)을 포함하며,
    상기 집성 제어 블록은 상기 플로우 콘트롤 블록에서 모니터링한 상기 접근 범주의 트래픽 전송 상황에 기반하여 결정되는 집성 패킷 카운터(APC: Aggregated Packet Counter)의 최댓값 및 상기 복수 개의 패킷들에 관한 서로 다른 서비스 품질(Quality of Service: QoS)에 기반하여 결정되는 크기 임계치(ST: Size Threshold)를 설정하고,
    상기 패킷들의 개수는 상기 집성 패킷 카운터의 최댓값보다 작거나 같고,
    상기 A-MPDU의 크기가 상기 크기 임계치보다 큰 경우, 상기 집성 제어 블록은 상기 복수 개의 패킷들의 집성을 마무리하는 것을 특징으로 하는 A-MPDU 전송 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 집성 패킷 카운터의 최댓값은 상기 접근 범주에 트래픽 전송의 지연이 발생하는 경우 증가하는 것을 특징으로 하는 A-MPDU 전송 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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