KR101444382B1 - 단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템은, 복수 개의 측정용 패킷들을 기 산출된 송신 시간 간격에 따라 송신하는 PGM(Packet Gap Model) 송신부 및 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 CQI(Channel Quality Indicator)부를 포함하는 제1 단말기, 측정용 패킷들을 수신하고, 수신한 측정용 패킷들의 수신 시간 간격을 통해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정하는 PGM 수신부를 포함하는 제2 단말기, 및 제1 단말기와 무선 통신 채널로 연결되는 무선 액세스 포인트를 포함한다.

Description

단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법{TERMINALS, SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING WIRELESS NETWORK AND USING THE SAME}
본 발명의 실시예는 무선 네트워크 모니터링 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PGM(Packet Gap Model) 방식과 CQI(Channel Quality Indicator) 방식을 통합하여 네트워크 상황을 모니터링하는 단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 네트워크 모니터링 기술은 무선 통신 환경에서 안정적인 서비스를 제공하기 위해 사용되는 기술이다. 예를 들어, 스트리밍 서비스의 경우, 무선 네트워크 모니터링 기술은 네트워크 상황(예를 들어, 네트워크 가용 대역폭 또는 네트워크 속도 등)을 모니터링하여 현재 네트워크 상황에 따라 그에 적절한 미디어 소스를 선택하여 전송하는 데 사용된다.
도 1은 일반적인 무선 네트워크 모니터링 기술을 설명하기 위한 도면이다. 여기서는, 영상 통화 서비스에서 네트워크 상황에 따라 그에 적절한 영상 소스를 선택하여 전송하는 상태를 나타내었다.
도 1을 참조하면, 제1 단말기(10)가 제2 단말기(20)와 영상 통화를 수행한다고 할 때, 제1 단말기(10)는 네트워크 모니터링에 의한 네트워크 상황에 따라 저화질 영상 또는 고화질 영상을 제2 단말기(20)로 전송한다. 여기서, 저화질 영상은 1초당 700K bit가 전송되어야 정상적으로 재생되는 영상 소스일 수 있고, 고화질 영상은 1초당 1.2 M bit가 전송되어야 정상적으로 재생되는 영상 소스일 수 있다. 제1 단말기(10)에서는 인코딩(Encoding) 옵션에 따라 저화질 영상 및 고화질 영상을 생성할 수 있다.
제1 단말기(10)는 네트워크 모니터링 결과에 의해 현재 네트워크 상황(예를 들어, 네트워크의 가용 대역폭)이 고화질 영상을 처리할 수 있는 수준인지 아니면 저화질 영상 밖에는 처리할 수 없는 수준인지를 판단할 수 있으며, 그에 따라 저화질 영상 및 고화질 영상 중 적절한 영상 소스를 선택하여 제2 단말기(20)로 전송한다.
이때, 기존의 네트워크 모니터링은 제1 단말기(10)에서 네트워크 상황을 측정하기 위한 별도의 패킷(즉, 측정용 패킷)을 제2 단말기(20)로 전송하는 방식을 사용하였다. 즉, 기존의 네트워크 모니터링은 제1 단말기(10)가 제2 단말기(20)로 적어도 두 개의 측정용 패킷들을 전송하면, 제2 단말기(20)가 두 개의 측정용 패킷들의 수신 간격을 계산하여 해당 네트워크의 상황을 모니터링하는 방식을 사용하였다. 이러한 네트워크 모니터링 방식을 PGM(Packet Gap Model) 방식이라고 한다.
기존의 PGM 방식에 의하면, 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도(현재 네트워크 상태에서 해당 서비스가 제공할 수 있는 최대 속도) 및 최대 보장 증가 속도(현재 서비스의 네트워크 속도를 기준으로 다른 서비스에 영향을 주지 않으면서 증가시킬 수 있는 해당 서비스의 최대 속도)를 모두 측정할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 기존의 PGM 방식은 네트워크 모니터링을 위해 측정용 패킷을 전송하기 때문에, 네트워크 환경(예를 들어, 네트워크의 혼잡도, 병목 지점의 통신 용량, 측정용 패킷의 손실 확률 등)에 따라 지연 시간이 발생할 수 밖에 없다. 그로 인해, 네트워크 모니터링의 측정 소요 시간이 길어지고, 네트워크 모니터링 측정 결과의 정확성 및 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 네트워크 모니터링을 신속하게 수행하고, 네트워크 모니터링 측정 결과의 정확성 및 신뢰성을 높일 수 있는 단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말기는, 무선 액세스 포인트를 통해 다른 단말기와 데이터 통신을 수행하는 단말기에 있어서, 복수 개의 측정용 패킷들을 기 산출된 송신 시간 간격에 따라 상기 다른 단말기로 전송하고, 상기 다른 단말기에서 전송한 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 수신하는 PGM(Packet Gap Model)부; 및 상기 단말기와 상기 무선 액세트 포인트를 연결하는 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 CQI(Channel Quality Indicator)부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템은, 복수 개의 측정용 패킷들을 기 산출된 송신 시간 간격에 따라 송신하는 PGM(Packet Gap Model) 송신부 및 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 CQI(Channel Quality Indicator)부를 포함하는 제1 단말기; 상기 측정용 패킷들을 수신하고, 수신한 측정용 패킷들의 수신 시간 간격을 통해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정하는 PGM 수신부를 포함하는 제2 단말기; 및 상기 제1 단말기와 상기 무선 통신 채널로 연결되는 무선 액세스 포인트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 방법은, PGM 송신부가 디폴트된 α값(해당 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율) 및 CQI부로부터 수신한 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하는 단계; 상기 PGM 송신부가 산출한 송신 시간 간격으로 측정용 패킷들을 PGM 수신부로 전송하는 단계; 및 상기 PGM 수신부가 상기 측정용 패킷들의 수신 간격을 측정하여 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 방법은, CQI부가 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격이 최소인 경우의 수신 속도를 이용하여 α값(해당 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율)을 보정하는 단계; 및 상기 CQI부가 보정된 α값 및 획득한 무선 채널의 채널 품질 정보로 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, PGM 방식 및 CQI 방식의 상호 보완 작용을 통해 네트워크 모니터링을 수행함으로써, 해당 서비스가 제공할 수 있는 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 신속하고 정확하게 알 수 있다. 그리고, 다양한 네트워크 환경 및 상황에서도 서비스의 품질(QoS)을 유지할 수 있으며 유연하게 대처할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 무선 네트워크 모니터링 기술을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템에서, PGM 관련 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템에서, CQI 관련 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능 및 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능을 비교하기 위한 테스트 상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능 및 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능을 비교한 그래프.
도 7은 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도와 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도의 분산값을 비교한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PGM 방식에 의해 최대 비보장 가능 속도를 구하는 방법을 나타낸 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 구하는 방법을 나타낸 순서도.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 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.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
본 발명의 실시예에서는 네트워크 모니터링을 통해 해당 네트워크의 네트워크 속도를 측정하는 것으로 한다. 그러나, 측정된 네트워크 속도는 네트워크 모니터링과 관련된 다른 변수(예를 들어, 네트워크 가용 대역폭 등)로 변환될 수 있음은 물론이다. 이때, 측정되는 네트워크 속도는 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 포함한다. 여기서, 최대 비보장 가능 속도는 현재 네트워크 상태에서 해당 서비스가 제공할 수 있는 최대 속도를 의미한다. 최대 보장 증가 속도는 현재 서비스의 네트워크 속도를 기준으로 다른 서비스에 영향을 주지 않으면서 증가시킬 수 있는 해당 서비스의 최대 속도를 의미한다.
예를 들어, 무선 네트워크 시스템이 IEEE 802.11g인 경우를 살펴보면, 해당 네트워크의 이상적인 최대 속도는 54 Mbps이다. 그러나, 이는 이상적인 네트워크 최대 속도일 뿐, 실제 서비스가 사용되는 네트워크 환경에서는 이에 미치지 못하며, 현재 네트워크 상태에서 해당 서비스가 제공할 수 있는 최대 속도인 최대 비보장 가능 속도는 일반적으로 54 Mbps의 50 ~ 60% 수준에서 나타나게 된다.
그리고, 최대 속도가 54 Mbps인 네트워크(예를 들어, IEEE 802.11g)에서 현재 모든 서비스를 통해 30 Mbps가 사용되고 있는 경우, 현재 서비스의 네트워크 속도를 기준으로 다른 서비스에 영향을 주지 않으면서 증가시킬 수 있는 해당 서비스의 최대 속도(즉, 최대 보장 증가 속도)는 24 Mbps가 된다.
본 발명의 실시예에서는 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 측정하기 위해, PGM(Packet Gap Model) 방식과 CQI(Channel Quality Indicator) 방식을 통합하여 사용한다. 여기서, PGM(Packet Gap Model) 방식은 송신측에서 네트워크 모니터링을 위한 적어도 두 개의 측정용 패킷을 송신하고, 수신측에서 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 측정하여 네트워크 모니터링을 수행하는 방법론의 총칭을 말한다. 그리고, CQI(Channel Quality Indicator) 방식은 해당 단말기가 무선 액세스 포인트(예를 들어, 무선 인터넷 공유기 또는 라우터 등)와 연결되는 무선 채널의 채널 품질에 대한 정보(즉, 채널 품질 정보)를 활용하여 네트워크 모니터링을 수행하는 방법론의 총칭을 말한다.
본 발명의 실시예에서는 PGM 방식을 통해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정하고, CQI 방식을 통해 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 것으로 한다. 즉, PGM 방식을 통해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 모두 측정할 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도는 PGM 방식에 의해 측정하는 것으로 하고, 최대 보장 증가 속도는 CQI 방식에 의해 측정하는 것으로 한다. 이로써, PGM 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정하는 경우보다 신속하고 정확하게 최대 보장 증가 속도를 측정할 수 있게 된다.
PGM 방식은 해당 서비스에서 사용하는 네트워크 계층(또는 어플리케이션 계층)에서 사용하는 프로토콜을 그대로 적용해서 측정용 패킷을 전송하는 것으로, 네트워크 모니터링을 위해 해당 네트워크 시스템(예를 들어, WLAN, 3G, LTE, Wibro 등)에 대한 정보를 따로 얻지 않아도 되며, 그로 인해 네트워크 통신 환경과 무관하게 적용할 수 있다.
반면, CQI 방식은 해당 네트워크 시스템(예를 들어, WLAN, 3G, LTE, Wibro 등)과 무선 통신하는 과정에서 채널 품질 정보를 얻어 네트워크 모니터링을 수행하는 것으로, 네트워크 모니터링을 위해 측정용 패킷을 전송하지 않으므로 그에 따른 지연 시간이 거의 발생하지 않으며, 측정용 패킷을 전송할 수 없는 상황에서도 네트워크 상황을 모니터링 할 수 있다.
이와 같이, PGM 방식과 CQI 방식은 네트워크 모니터링을 수행하는 방식의 특성에 따른 장단점을 각각 가진다. 이에 본 발명의 실시예에서는, PGM 방식과 CQI 방식을 통합하여 각 방식이 갖는 특징을 상호 보완하도록 한다. 예를 들어, PGM 방식을 통해 최대 비보장 가능 속도를 측정하는 과정에서, 측정용 패킷을 어느 정도의 속도로 전송할 것인지(또는 측정용 패킷들 간의 시간 간격을 어떻게 할 것인지)를 CQI에서 제공하는 채널 품질 정보를 활용하여 결정할 수 있다. 그리고, CQI 방식을 통해 최대 보장 증가 속도를 산출하는 과정에서, α(물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율)값을 보정하는데 PGM의 결과값을 활용할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 단말기 및 이를 이용한 무선 네트워크 모니터링 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템에서, PGM 관련 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 모니터링 시스템에서, CQI 관련 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 무선 네트워크 모니터링 시스템(100)은 제1 단말기(102), 무선 액세스 포인트(104), 및 제2 단말기(106)를 포함한다. 여기서, 모니터링하고자 하는 네트워크 구간은 제1 단말기(102)와 제2 단말기(106) 사이의 구간이다.
제1 단말기(102)는 무선 액세스 포인트(104)와 직접 무선 통신을 수행할 수 있다. 즉, 제1 단말기(102)는 무선 액세스 포인트(104)와 1-홉(Hop)의 위치에 있을 수 있다. 제2 단말기(106)는 무선 액세스 포인트(104)와 유선으로 연결될 수 있다. 이때, 제2 단말기(106)는 무선 액세스 포인트(104)와 1-홉(Hop) 이상의 위치에 있을 수 있다.
여기서는 무선 네트워크 모니터링을 수행하는 주체가 제1 단말기(102)인 것으로 설명한다. 이에, 제1 단말기(102) 및 제2 단말기(106)는 제1 단말기(102)가 무선 네트워크 모니터링을 수행하는데 필요한 구성만을 도시하였으며, 그 이외의 구성은 생략하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 단말기(102) 및 제2 단말기(106)는 제2 단말기(106)가 무선 네트워크 모니터링을 수행하는데 필요한 구성들도 구비할 수 있다.
여기서, 제1 단말기(102)는 PGM 송신부(111) 및 CQI부(114)를 포함한다. 제2 단말기(106)는 PGM 수신부(117)를 포함한다. PGM 송신부(111) 및 PGM 수신부(117)는 PGM 방식에 의해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정한다. 이때, PGM 송신부(111)는 패킷 송신부(121) 및 패킷 송신 간격 산출부(123)를 포함하고, PGM 수신부(117)는 패킷 수신부(125) 및 제1 속도 계산부(127)를 포함한다. 한편, CQI부(114)는 CQI 방식에 의해 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정한다.
먼저, 도 3을 참조하여 PGM 방식에 의한 최대 비보장 가능 속도를 측정하는 방법을 살펴보기로 한다.
PGM 송신부(111)의 패킷 송신부(121)는 최대 비보장 가능 속도의 측정을 위한 측정용 패킷을 제2 단말기(106)로 송신한다. 이때, 측정용 패킷은 무선 액세스 포인트(104)를 경유하여 제2 단말기(106)로 전달된다. 측정용 패킷은 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정하기 위해 별도로 생성된 패킷일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 측정용 패킷으로는 해당 서비스의 실제 데이터 패킷을 그대로 사용할 수도 있다.
패킷 송신부(121)는 측정용 패킷을 페어(Pair) 또는 트레인(Train) 형태로 송신할 수 있다. 예를 들어, 패킷 송신부(121)는 두 개의 측정용 패킷을 붙여서 페어 형태로 송신할 수도 있고, 복수 개의 측정용 패킷을 일정 시간 간격을 두고 트레인 형태로 송신할 수도 있다. 이때, 패킷 송신부(121)는 패킷 송신 간격 산출부(123)에서 산출된 패킷 송신 시간 간격에 따라 측정용 패킷들 간에 패킷 송신 시간 간격을 조절하게 된다.
최대 비보장 가능 속도에 대한 정확도 및 신뢰도가 높은 측정 결과를 얻기 위해서는, 패킷 송신부(121)가 측정용 패킷을 송신할 때, 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 어떻게 조절 할 것인지에 대한 정보가 필요하다. 즉, 패킷 송신부(121)에서 송신한 측정용 패킷들의 간격은 해당 네트워크의 병목 지점(Bottleneck Point)의 통신 용량(Capacity)에 따라 벌어지기도 하고, 네트워크 내의 각 홉(Hop)에서 큐(Queue)를 거치면서 좁혀지거나 벌어지기도 하며, 해당 네트워크를 공유하는 다른 서비스들의 크로스 트래픽(Cross Traffic)들에 의해 벌어지기도 하는 등 해당 네트워크의 혼잡도 및 병목 지점의 통신 용량을 반영하게 된다. 따라서, 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도에 대한 정확하고 신뢰성 높은 측정 결과를 얻기 위해서는, 패킷 송신부(121)가 측정용 패킷을 송신할 때, 측정용 패킷들 간의 시간 간격을 어떻게 조절 할 것인지에 대한 정보가 중요하게 된다.
여기서, 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하는 것이 패킷 송신 간격 산출부(123)의 역할이다. 이때, 패킷 송신 간격 산출부(123)는 CQI부(114)로부터 해당 네트워크의 채널 품질 정보 중 일부를 전달받아 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출할 수 있다. 즉, 패킷 송신 간격 산출부(123)는 해당 네트워크의 상황을 반영하여 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하기 위해, CQI부(114)로부터 전달받은 해당 네트워크의 채널 품질 정보 중 일부를 이용하게 된다.
이에 대해 구체적으로 살펴보면, 최대 비보장 가능 속도는 다르게 표현하면 서비스의 수신측 즉, 제2 단말기(106)에서 단위 시간당 수신하는 최대 데이터량을 의미한다. 이때, 제2 단말기(106)에서 단위 시간당 수신하는 데이터량은 제1 단말기(102)에서 데이터를 전송하는 속도에 따라 달라지게 된다.
일반적으로는 제1 단말기(102)에서 보낼 수 있는 최대 전송 속도로 데이터를 전송하면, 제2 단말기(106)에서 단위 시간당 수신하는 데이터량도 최대가 된다. 그러나, 제1 단말기(102)에서 보낼 수 있는 최대 전송 속도로 데이터를 전송할 때, 제1 단말기(102)에서 보낼 수 있는 최대 전송 속도와 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 경험하는 실제 전송 속도가 차이가 나는 경우, 패킷 송신부(121)의 소켓 버퍼에 측정용 패킷이 넘쳐나서 측정용 패킷을 제대로 처리하지 못하는 경우가 발생하게 된다.
따라서, 네트워크 상황을 반영한 측정용 패킷들 간의 최적의 전송 속도(즉, 최적의 송신 시간 간격)을 산출하기 위해서는, 제1 단말기(102)에서 보낼 수 있는 최대 전송 속도와 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 경험하는 실제 전송 속도와의 차이를 반영하여야 한다.
이를 위해, 패킷 송신 간격 산출부(123)는 CQI부(114)로부터 채널 품질 정보 중 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도(Bit Rate)값을 전달받아 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출한다. 여기서, 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 GS라고 하면, 송신 시간 간격(GS)는 하기의 수학식 1을 통해 전송 속도(VS)의 개념으로 변환할 수 있다.
Figure 112012082705863-pat00001
여기서, L은 전송되는 패킷의 크기(사이즈)를 나타내고, VS는 전송 속도를 나타낸다. 이때, 전송 속도(VS)는 하기의 수학식 2를 통해 구할 수 있다.
Figure 112012082705863-pat00002
여기서, C는 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 나타내고, α는 제1 단말기(102)의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타낸다. C는 해당 무선 네트워크 시스템이 IEEE 802.11g의 경우 54 Mbps일 수 있으며, α는 통상적으로 50 ~ 60%에 해당한다.
패킷 송신 간격 산출부(123)는 처음 전송 속도(VS)를 구할 때, 수학식 2에서 α값을 50 ~ 60% 사이의 디폴트된 값을 입력하여 전송 속도(VS)를 구할 수 있다. 그러나, 이후에는 후술하는 바와 같이, CQI부(114)로부터 보정된 α값을 전달받은 후 수학식 2에 보정된 α값을 입력하여 전송 속도(VS)를 구할 수 있다.
이와 같이, 패킷 송신 간격 산출부(123)는 수학식 1 및 수학식 2를 통해 네트워크 상황을 반영한 측정용 패킷들 간의 최적의 송신 시간 간격(GS)을 산출할 수 있다. 패킷 송신 간격 산출부(123)는 수학식 1 및 수학식 2를 통해 산출한 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격값을 패킷 송신부(121)로 전달한다. 그러면, 패킷 송신부(121)는 측정용 패킷들 간의 간격을 상기 산출한 송신 시간 간격(GS)으로 하여 제2 단말기(106)로 전송한다.
제2 단말기(106)의 패킷 수신부(125)는 패킷 송신부(121)가 전송한 측정용 패킷들을 수신한다. 이때, 패킷 수신부(125)는 수신한 측정용 패킷들 간의 수신 시간 간격(GR)을 측정한다.
제1 속도 계산부(127)는 패킷 수신부(125)로부터 수신 시간 간격(GR)을 전달받아 수신 속도(VR)를 계산한다. 수신 속도(VR)는 하기의 수학식 3을 통해 계산할 수 있다. 이때, 제1 속도 계산부(127)가 계산한 수신 속도(VR)가 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도(VPGM)가 된다.
Figure 112012082705863-pat00003
제1 속도 계산부(127)는 수학식 3을 통해 계산한 수신 속도(VR) 즉, 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 패킷 수신부(125)로 전달한다. 그러면, 패킷 수신부(125)는 최대 비보장 가능 속도(VPGM)값을 제1 단말기(102)로 전송할 수 있다. 제1 단말기(102)는 패킷 수신부(125)로부터 전달받은 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 제1 단말기(102) 내부의 미디어 엔진(미도시)으로 전달하여 최대 비보장 가능 속도(VPGM)에 따라 그에 맞는 데이터 소스를 선택하도록 할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도를 측정하는 방법을 살펴보기로 한다.
CQI부(114)의 채널 품질 정보 획득부(131)는 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득한다. 여기서, 무선 액세스 포인트(104)는 예를 들어, 무선 인터넷 공유기 또는 라우터 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
채널 품질 정보 획득부(131)가 획득하는 채널 품질 정보는 예를 들어, 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도(Bit Rate), 채널 액티브 타임(Channel Active Time), 채널 비지 타임(Channel Busy Time), 신호 세기, 노이즈 세기 중 적어도 하나를 포함한다. 채널 품질 정보 획득부(131)는 채널 품질 정보를 직접 획득할 수도 있고, 제1 단말기(102)의 네트워크 드라이버(또는 랜카드) 등을 통해 획득할 수도 있다. 채널 품질 정보 획득부(131)는 획득한 채널 품질 정보를 제2 속도 계산부(134)로 전달한다.
제2 속도 계산부(134)는 채널 품질 정보 획득부(131)로부터 전달받은 채널 품질 정보를 이용하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 계산한다. 여기서, 최대 보장 증가 속도는 현재 서비스의 네트워크 속도를 기준으로 다른 서비스에 영향을 주지 않으면서 증가시킬 수 있는 해당 서비스의 최대 속도를 의미하므로, 최대 보장 증가 속도는 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 현재 전송할 수 있는 최대 전송 속도 및 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널이 통신에 사용되고 있지 않는 시간의 비율(즉, 잉여 시간 비율)을 이용하여 구할 수 있다.
즉, 제2 속도 계산부(134)는 하기의 수학식 4를 통해 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 계산할 수 있다.
Figure 112012082705863-pat00004
여기서, C는 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 나타내고, α는 제1 단말기(102)의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타내므로,
Figure 112012082705863-pat00005
는 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 현재 전송할 수 있는 최대 전송 속도를 나타낸다.
그리고, 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널의 채널 이용률(Channel Utilization)은 하기의 수학식 5를 통해 구할 수 있다.
Figure 112012082705863-pat00006
여기서, 채널 액티브 타임(Channel Active Time)은 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)가 상호 통신 가능한 상태에 있는 시간을 나타내고, 채널 비지 타임(Channel Busy Time)은 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널이 트래픽(Traffic)에 의해 사용되고 있는 시간을 나타낸다. 이에 의하면, 채널 이용률(Channel Utilization)은 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널이 통신을 위해 사용되고 있는 시간의 비율을 나타낸다. 따라서, (1-채널 이용률)은 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널이 통신에 사용되고 있지 않는 시간의 비율 즉, 잉여 시간 비율을 나타내게 된다.
한편, 수학식 4에서 α는 통상 50 ~ 60%의 값을 가지나, 무선 액세스 포인트(104)의 개발 방식이나 컨트롤 옵션 등에 따라 그 값이 달라질 수 있다. 따라서, 최대 보장 증가 속도(VCQI)에 대한 측정 결과의 정확성 및 신뢰성을 높이기 위해서는 α를 보정한 후, 보정된 α값을 사용하여야 한다. 이때, α값을 보정하기 위해 제2 속도 계산부(134)는 PGM 송신부(111) 및 PGM 수신부(117)에 의해 산출되는 결과값을 이용한다.
구체적으로, α값을 보정하기 위해서는 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 실제 경험하는 최대 전송 속도를 구해야 하며, 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 경험하는 최대 전송 속도를 구하기 위해서는 송신측 즉, 제1 단말기(102)에서 측정용 패킷을 해당 네트워크에서 제공할 수 있는 최대 전송 속도로 전송해보아야 한다. 여기서, 측정용 패킷을 해당 네트워크에서 제공할 수 있는 최대 전송 속도로 전송하는 방법으로는 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 최소(일 예로, 송신 시간 간격을 0으로 함)로 하여 송신하는 방법이 있다.
예를 들어, PGM 송신부(111)에서 측정용 패킷을 송신할 때, 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 0으로 하여 제2 단말기(106)로 송신한다. 그러면, PGM 수신부(117)에서 각 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 측정하여 수신 속도(V)를 계산하게 된다. 이때, PGM 수신부(117)는 계산한 수신 속도(V)를 제1 단말기(102)로 전송한다. 여기서, 수신 속도(V)가 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 실제 경험하는 최대 전송 속도가 된다. 이 경우, 제2 속도 계산부(134)는 하기의 수학식 6을 통해 α값을 보정할 수 있다.
Figure 112012082705863-pat00007
제2 속도 계산부(134)는 수학식 6을 통해 보정된 α값을 수학식 4에 적용하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 계산한다. PGM 송신부(111)는 주기적으로 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 0으로 하여 제2 단말기(106)로 송신할 수 있으며, 이를 통해 α값을 주기적으로 갱신할 수 있게 된다. 이때, 패킷 송신 간격 산출부(123)는 α값이 보정될 때마다 보정된 α값을 수학식 2에 입력하여 전송 속도(VS)를 구할 수 있다. 한편, 제1 단말기(102)는 제2 속도 계산부(134)가 계산한 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 제1 단말기(102) 내부의 미디어 엔진(미도시)으로 전달하여 최대 보장 증가 속도(VCQI)에 따라 그에 맞는 데이터 소스를 선택하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, PGM 방식에 의해 최대 비보장 가능 속도를 산출할 때, CQI부(114)에서 제공하는 채널 품질 정보를 이용하여 네트워크 상황을 반영한 측정용 패킷들 간의 최적의 송신 시간 간격을 계산하고 그에 따라 측정용 패킷들을 전송함으로써, 네트워크 상황을 반영하는 정확하고 신뢰성 있는 최대 비보장 가능 속도를 산출할 수 있게 된다.
그리고, CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 산출할 때, PGM 송신부(102)로부터 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 최소로 하여 전송한 경우의 수신 속도를 전달받아 α값을 보정함으로써, 네트워크 상황을 반영하는 정확하고 신뢰성 있는 최대 보장 증가 속도를 산출할 수 있게 된다.
이와 같이, PGM 방식 및 CQI 방식의 상호 보완 작용을 통해 네트워크 모니터링을 수행함으로써, 해당 서비스가 제공할 수 있는 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 신속하고 정확하게 알 수 있다. 그리고, 다양한 네트워크 환경 및 상황에서도 서비스의 품질(QoS)을 유지할 수 있으며 유연하게 대처할 수 있게 된다.
예를 들어, 영상 통화 서비스에서 PGM 방식 및 CQI 방식의 상호 보완 작용을 통해 최대 비보장 가능 속도 및 최대 보장 증가 속도를 산출한 경우, 이는 저화질 영상(예를 들어, 700Kbps) 및 고화질 영상(예를 들어, 1,200Kbps) 중 어떤 영상을 선택하여 전송할 것인지에 대한 가이드를 제공해주게 된다. 현재 저화질의 영상(700Kbps)을 전송하고 있는 시점에서, 최대 비보장 가능 속도와 최대 보장 증가 속도가 각각 1,300Kbps와 200Kbps로 산출되었다면, 900Kbps(700Kbps+200Kbps) 정도의 영상은 다른 서비스에 영향을 미치지 않고 안정적으로 전송할 수 있으며, 최대 1,300Kbps의 영상도 전송을 시도해 볼 수 있게 된다. 이때, 영상 제공자가 해당 서비스의 안정성을 추구한다면 700Kbps의 저화질 영상을 계속 전송하면 되고, 보다 높은 화질의 영상을 제공하고자 한다면 1,200Kbps의 고화질 영상을 전송하면 된다.
도 5는 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능 및 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능을 비교하기 위한 테스트 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능 및 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도 측정 성능을 비교한 그래프이다. 도 6에서, 가로축은 일정 시간 간격으로 전송한 패킷의 시퀀스를 나타내고, 세로축은 최대 보장 증가 속도(bps)를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제1 노트북(252) 및 제2 노트북(254)은 동일한 무선 액세스 포인트(256)에 접속한다. 제1 노트북(252)은 컨텐딩 트래픽(Contending Traffic)을 발생시키는 장비이고, 제2 노트북(254)은 측정용 패킷을 발생시키는 장비이다. 이때, 무선 액세스 포인트(256)의 네트워크 계층의 최대 대역폭은 6Mbps이다.
여기서, 처음 20초 동안에는 제2 노트북(254)만을 구동시킨 상태(즉, 컨텐딩 트래픽을 발생시키지 않은 상태)에서 최대 보장 증가 속도를 측정하였고, 이후 20초 동안에는 제1 노트북(252)을 함께 구동시켜 컨텐딩 트래픽(Contending Traffic)을 발생시킨 상태에서 최대 보장 증가 속도를 측정하였다. 따라서, 초기 20초 동안의 최대 보장 증가 속도는 6Mbps로 측정되고, 이후 20초 동안의 최대 보장 증가 속도는 3Mbps로 측정될 것을 예측할 수 있다.
도 6을 참조하면, 1) 기존의 PGM 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우, 측정한 최대 보장 증가 속도가 처음 컨텐딩 트래픽을 발생시키지 않은 동안의 예상치(즉, 6Mbps)와 그 후 컨텐딩 트래픽을 발생시킨 동안의 예상치(즉, 3Mbps) 보다 각각 낮게 나타난 것을 볼 수 있다. 이는 PGM 방식의 경우 측정용 패킷을 전송하는 것에 기인하는 것으로, PGM 방식의 특성 상 송신측에서 측정용 패킷을 전송한 후 수신측에 도달할 때까지는 지연 시간이 발생할 수 밖에 없는 것이 원인이 된다.
반면, CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우, 측정한 최대 보장 증가 속도가 처음 컨텐딩 트래픽을 발생시키지 않은 동안의 예상치(6Mbps)와 그 후 컨텐딩 트래 픽을 발생시킨 동안의 예상치(3Mbps)에 각각 근접하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, CQI 방식이 PGM 방식보다 더 정확한 측정 결과를 나타내는 것을 볼 수 있다. 이는 CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정하는 경우에는 별도의 측정용 패킷을 전송하지 않으므로 PGM 방식과 같은 지연 시간이 거의 발생하지 않기 때문이다.
2) 기존의 PGM 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우, 측정한 최대 보장 증가 속도의 변동폭이 크게 나타나는 반면, CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우, 측정한 최대 보장 증가 속도의 변동폭이 PGM에 의한 경우보다 작게 나타나는 것을 볼 수 있다. 이를 도 7을 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다. 도 7은 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도와 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도의 분산값을 비교한 도면이다. 도 7을 참조하면, 크로스 트래픽(Cross Traffic)이 없을 때와 있을 때 모두 기존의 PGM 방식에 의한 최대 보장 증가 속도의 분산값이 본 발명의 CQI 방식에 의한 최대 보장 증가 속도의 분산값보다 크게 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 기존의 PGM 방식의 경우, 측정용 패킷들을 전송할 때마다 랜덤 시간을 기다렸다가 전송하는 무선 통신 시스템의 특성에 기인한 것으로, 측정용 패킷들을 전송할 때 전송 속도의 변동폭이 클 수 밖에 없으므로 최대 보장 증가 속도의 변동폭도 크게 나타나게 된다.
3) 기존의 PGM에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우, CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정한 경우 보다 반응 시간이 늦게 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, 처음 20초 동안은 컨텐딩 트래픽을 발생시키지 않은 상태에서 측정하고, 그 후 20초 동안은 컨텐딩 트래픽을 발생시킨 상태에서 측정할 때, PGM 방식은 컨텐딩 트래픽을 발생시킨 후 일정 시간(약 7 시퀀스)이 지나서야 최대 보장 증가 속도가 3Mbps 이하로 나타나는 반면, CQI 방식은 컨텐딩 트래픽을 발생시키자 마자 최대 보장 증가 속도가 3Mbps 이하로 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서, CQI 방식이 기존의 PGM 방식보다 네트워크 환경에 보다 민감하고 빠르게 반응하는 것을 볼 수 있다.
여기서, 기존의 PGM에 의해 최대 보장 증가 속도를 측정하였을 때 반응 시간이 늦게 나타나는 이유는, 수신측에서 최대 보장 증가 속도를 산출할 때 그 오차를 줄이기 위해서는 페어 또는 트레인 형태로 전송되는 측정용 패킷들의 기설정된 세트 개수가 필요하기 때문이다. 즉, 수신측에서 최대 보장 증가 속도를 산출하려면, 측정용 패킷들이 기설정된 세트 개수만큼 모이기를 기다려야 한다. 이때, 추가적인 지연 시간이 발생하므로 PGM 방식에 의한 네트워크 모니터링의 반응 시간이 느려지게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예는 기존의 PGM 방식과는 달리 PGM 방식과 CQI 방식을 상호 보완하여 네트워크 모니터링을 수행함으로써, 기존의 PGM 방식에 비해 보다 정확하고 신속하며 신뢰성있는 네트워크 모니터링 결과를 산출할 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PGM 방식에 의해 최대 비보장 가능 속도를 구하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, PGM 송신부(111)는 디폴트된 α값 및 CQI부(114)로부터 채널 품질 정보 중 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도(Bit Rate)값을 전달받아 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출한다(S 101). PGM 송신부(111)는 상술한 수학식 1 및 수학식 2를 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출할 수 있다. 이때, PGM 송신부(111)는 수학식 2에서, 디폴트된 α값으로 60%를 입력할 수 있다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 산출된 송신 시간 간격으로 측정용 패킷들을 PGM 수신부(117)로 전송한다(S 103). 이때, PGM 송신부(111)는 측정용 패킷들을 패킷 페어 형태로 전송할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 측정용 패킷들을 패킷 트레인 형태로 전송할 수도 있다.
다음으로, PGM 수신부(111)는 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 측정하여 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 산출한다(S 105). 이때, PGM 수신부(111)는 상술한 수학식 3을 통해 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 산출할 수 있다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 PGM 수신부(117)로부터 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 수신한다(S 107). 이때, PGM 송신부(111)는 수신한 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 제1 단말기(102)의 미디어 엔진(미도시)으로 전달하여 최대 비보장 가능 속도(VPGM)에 따라 데이터 소스를 선택하도록 할 수 있다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 송신 시간 간격을 최소로 하여 측정용 패킷들을 PGM 수신부(117)로 전송한다(S 109). 이때, PGM 수신부(117)는 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 통해 수신 속도(V)를 산출한 후, 수신 속도(V)를 제1 단말기(102)로 전송한다. 여기서, 수신 속도(V)는 제1 단말기(102)의 네트워크 계층에서 실제 경험하는 최대 전송 속도가 되며, 이를 통해 α값을 현재 네트워크 상황에 맞게 보정할 수 있게 된다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 CQI부(114)로부터 보정된 α값(즉, 갱신된 α값)이 전달되는지 여부를 확인한다(S 111). 즉, CQI부(114)는 PGM 수신부(117)로부터 전송되는 수신 속도(V)(즉, 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 최소로 하여 전송한 경우의 수신 속도)를 수신하여 α값을 보정하며, 보정된 α값을 PGM 송신부(111)로 전달한다. 이때, CQI부(114)는 상술한 수학식 6을 통해 α값을 보정할 수 있다.
단계 S 111의 확인 결과, CQI부(114)로부터 보정된 α값이 전달되는 경우, PGM 송신부(111)는 보정된 α값을 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 갱신한다(S 113). 즉, PGM 송신부(111)는 보정된 α값을 상술한 수학식 2에 입력하여 측정용 패킷들 간의 갱신된 송신 시간 간격을 산출한다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 갱신된 송신 시간 간격으로 측정용 패킷들을 PGM 수신부(117)로 전송한다(S 115).
다음으로, PGM 수신부(117)는 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 측정하여 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 갱신한다(S 117).
다음으로, PGM 송신부(111)는 PGM 수신부(117)로부터 갱신된 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 수신한다(S 119). 이때, PGM 송신부(111)는 갱신된 최대 비보장 가능 속도(VPGM)를 제1 단말기(102)의 미디어 엔진(미도시)으로 전달하여 갱신된 최대 비보장 가능 속도(VPGM)에 따라 데이터 소스를 선택하도록 할 수 있다.
다음으로, PGM 송신부(111)는 데이터 전송이 완료되었는지 여부를 확인하여(S 121), 데이터 전송이 완료되지 않은 경우, 단계 S 109로 되돌아가서 그 이후의 과정을 반복하여 수행한다.
여기서는 설명의 편의상, 단계 S 107 이후에 단계 S 109를 수행하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 단계 S 109는 단계 S 103 이후에 수행될 수도 있다.
이와 같이, PGM 방식에 의해 최대 비보장 가능 속도를 구하는 과정에서, CQI부(114)에 의해 보정된 α값을 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 주기적으로 갱신함으로써, 네트워크 상황을 주기적으로 반영하여 정확하고 신뢰성 있는 네트워크 모니터링 결과를 얻을 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 구하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, CQI부(114)는 제1 단말기(102)와 무선 액세스 포인트(104)를 연결하는 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득한다(S 201). 이때, CQI부(114)는 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도(Bit Rate), 채널 액티브 타임(Channel Active Time), 및 채널 비지 타임(Channel Busy Time)을 포함하는 채널 품질 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, CQI부(114)는 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격이 최소인 경우의 수신 속도(V)를 이용하여 α값을 보정한다(S 203). 즉, PGM 송신부(111)가 송신 시간 간격을 최소로 하여 측정용 패킷들을 전송한 경우, PGM 수신부(117)는 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 통해 수신 속도(V)를 산출한 후, 제1 단말기(102)로 전송한다. 이때, CQI부(114)는 PGM 수신부(117)가 산출한 수신 속도(V)를 이용하여 α값을 보정하게 된다. CQI부(114)는 상술한 수학식 6을 통해 α값을 보정할 수 있다. CQI부(114)는 보정된 α값을 PGM 송신부(111)로 전달할 수 있다.
다음으로, CQI부(114)는 보정된 α값 및 채널 품질 정보(즉, 네트워크의 최대 전송 속도, 채널 액티브 타임, 채널 비지 타임)을 이용하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 산출한다(S 205). 이때, CQI부(114)는 상술한 수학식 4 및 수학식 5를 통해 네트워크의 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 산출할 수 있다. CQI부(114)는 산출된 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 제1 단말기(102)의 미디어 엔진(미도시)으로 전달하여 산출된 최대 보장 증가 속도(VCQI)에 따라 데이터 소스를 선택하도록 할 수 있다.
다음으로, CQI부(114)는 데이터 전송이 완료되었는지 여부를 확인하여(S 207), 데이터 전송이 완료되지 않은 경우, 단계 S 201로 되돌아가서 그 이후의 과정을 반복하여 수행한다. 여기서, 송신 시간 간격이 최소인 경우의 수신 속도(V)는 네트워크 상황에 따라 달라질 것이므로, CQI부(114)는 네트워크 상황에 따라 α값을 보정하여 최대 보장 증가 속도(VCQI)를 갱신하게 된다.
여기서는, 설명의 편의상 단계 S 201에서 채널 품질 정보를 획득하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 채널 품질 정보는 단계 S 205 이전 어느 때나 수행될 수 있다.
이와 같이, CQI 방식에 의해 최대 보장 증가 속도를 구하는 과정에서, PGM 송신부(111)가 송신 시간 간격을 최소로 하여 측정용 패킷들을 전송한 경우의 수신 속도(V)를 PGM 수신부(117)로부터 주기적으로 수신하여 α값을 보정(갱신)함으로써, 네트워크 상황을 주기적으로 반영하여 정확하고 신뢰성 있는 네트워크 모니터링 결과를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 무선 네트워크 모니터링 시스템 102 : 제1 단말기
104 : 무선 액세스 포인트 106 : 제2 단말기
111 : PGM 송신부 114 : CQI부
117 : PGM 수신부 121 : 패킷 송신부
123 : 패킷 송신 간격 산출부 125 : 패킷 수신부
127 : 제1 속도 계산부 131 : 채널 품질 정보 획득부
134 : 제2 속도 계산부

Claims (17)

  1. 무선 액세스 포인트를 통해 다른 단말기와 데이터 통신을 수행하는 단말기에 있어서,
    상기 단말기와 상기 무선 액세스 포인트를 연결하는 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 CQI(Channel Quality Indicator)부; 및
    상기 CQI부로부터 상기 채널 품질 정보 중 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 전달받아 복수 개의 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하며, 상기 측정용 패킷들을 상기 송신 시간 간격에 따라 상기 다른 단말기로 전송하고, 상기 다른 단말기에서 전송한 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 수신하는 PGM(Packet Gap Model) 송신부를 포함하는, 단말기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PGM 송신부는,
    하기 수학식을 통해 상기 송신 시간 간격을 산출하는, 단말기.
    (수학식)
    Figure 112014044167696-pat00008

    여기서, GS는 송신 시간 간격, L은 측정용 패킷의 크기, C는 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도, 및 α는 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 단말기의 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CQI부는,
    하기 수학식을 통해 상기 최대 보장 증가 속도를 산출하는, 단말기.
    (수학식)
    Figure 112012082705863-pat00009

    여기서, VCQI는 최대 보장 증가 속도, C는 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도, α는 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 단말기의 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 CQI부는,
    상기 PGM 송신부가 상기 측정용 패킷들의 간격을 최소로 전송한 경우의 수신 속도를 이용하여 상기 α값을 보정하는, 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PGM 송신부는,
    상기 CQI부로부터 상기 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도 및 보정된 α값을 전달받아 상기 송신 시간 간격을 산출하는, 단말기.
  7. 무선 통신 채널의 채널 품질 정보를 획득하여 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 측정하는 CQI(Channel Quality Indicator)부, 및 상기 CQI부로부터 상기 채널 품질 정보 중 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 전달받아 복수 개의 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하며 상기 측정용 패킷들을 상기 송신 시간 간격에 따라 송신하는 PGM(Packet Gap Model) 송신부를 포함하는 제1 단말기;
    상기 측정용 패킷들을 수신하고, 수신한 측정용 패킷들의 수신 시간 간격을 통해 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 측정하는 PGM 수신부를 포함하는 제2 단말기; 및
    상기 제1 단말기와 상기 무선 통신 채널로 연결되는 무선 액세스 포인트를 포함하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 PGM 송신부는,
    하기 수학식을 통해 상기 송신 시간 간격을 산출하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
    (수학식)
    Figure 112014044167696-pat00010

    여기서, GS는 송신 시간 간격, L은 측정용 패킷의 크기, C는 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도, 및α는 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 단말기의 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타낸다.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 CQI부는,
    하기 수학식을 통해 상기 최대 보장 증가 속도를 산출하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
    (수학식)
    Figure 112012082705863-pat00011

    여기서, VCQI는 최대 보장 증가 속도, C는 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도, α는 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 단말기의 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율을 나타낸다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 CQI부는,
    상기 PGM 송신부가 상기 측정용 패킷들의 간격을 최소로 전송한 경우의 수신 속도를 이용하여 상기 α값을 보정하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 PGM 송신부는,
    상기 CQI부로부터 상기 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도 및 보정된 α값을 전달받아 상기 송신 시간 간격을 산출하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 PGM 수신부는,
    상기 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 상기 PGM 송신부로 전송하는, 무선 네트워크 모니터링 시스템.
  14. PGM 송신부가 디폴트된 α값(해당 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율) 및 CQI부로부터 수신한 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 산출하는 단계;
    상기 PGM 송신부가 산출한 송신 시간 간격으로 측정용 패킷들을 PGM 수신부로 전송하는 단계; 및
    상기 PGM 수신부가 상기 측정용 패킷들의 수신 간격을 측정하여 해당 네트워크의 최대 비보장 가능 속도를 산출하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 모니터링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 측정용 패킷들을 PGM 수신부로 전송하는 단계 이후에,
    상기 PGM 송신부가 패킷들 간의 송신 시간 간격을 최소로 하여 측정용 패킷들을 상기 PGM 수신부로 전송하는 단계;
    상기 PGM 송신부가 상기 CQI부로부터 보정된 α값이 전달되는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 CQI부로부터 보정된 α값이 전달되는 경우, 상기 PGM 송신부가 상기 보정된 α값 및 상기 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도를 통해 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격을 갱신하는 단계;
    상기 PGM 송신부가 갱신된 송신 시간 간격으로 측정용 패킷들을 PGM 수신부로 전송하는 단계; 및
    상기 PGM 수신부가 상기 측정용 패킷들 간의 수신 간격을 측정하여 상기 최대 비보장 가능 속도를 갱신하는 단계를 더 포함하는, 무선 네트워크 모니터링 방법.
  16. CQI부가 측정용 패킷들 간의 송신 시간 간격이 최소인 경우의 수신 속도를 이용하여 α값(해당 단말기의 물리 계층에서 지원하는 최대 전송 속도와 네트워크 계층에서 경험하는 전송 속도와의 차이의 비율)을 보정하는 단계; 및
    상기 CQI부가 보정된 α값 및 획득한 무선 채널의 채널 품질 정보로 해당 네트워크의 최대 보장 증가 속도를 산출하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 모니터링 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 최대 보장 증가 속도를 산출하는 단계는,
    상기 CQI부가 상기 무선 채널의 채널 품질 정보 중 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도(Bit Rate), 채널 액티브 타임(Channel Active Time), 및 채널 비지 타임(Channel Busy Time)을 획득하는 단계; 및
    상기 CQI부가 상기 보정된 α값, 해당 네트워크의 물리 계층의 최대 전송 속도, 채널 액티브 타임, 및 채널 비지 타임을 통해 상기 최대 보장 증가 속도를 산출하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 모니터링 방법.
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