KR101472922B1

KR101472922B1 - 무선 송신 비율 제어 방법

Info

Publication number: KR101472922B1
Application number: KR1020107010201A
Authority: KR
Inventors: 파트리스 미뇨; 프랑크 고이; 가이야드 파스칼 르
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2014-12-24
Also published as: EP2206298A1; CN101855873A; US8472462B2; US20100296466A1; BRPI0818729B1; EP2058989A1; JP2011503986A; CN101855873B; JP5238037B2; ATE516646T1; WO2009059958A1; KR20100096082A; EP2206298B1

Abstract

본 발명의 목적은 액세스 포인트에서뿐만 아니라 국에서 통합될 수 있는 EDCA 모드에서 802.11 WMM에 적응된 특정 물리적 비율을 제공하는 방법이다. 이 방법의 목표는 트래픽 요구 사항의 각각의 WMM AC(Access category)에 대해 대부분 적응된 802.11 물리적 비율(phycical rate)을 선택하는 것인데, 즉 각각의 AC에 대해 IPLR(IP packet Lost ratio) 특정 물리적 비율을 보장하고 수송된 콘텐츠의 성질에 적응된다. BK(Background)와 BE(Best Effort)에 대해서는, 최대 대역폭을 제공하기 위해 사용된 CUE(Channel Usage Estimation)를 최적화하고, VI(Video)와 VO(Voice) AC에 대해서는, 처음에 지연 경계(IPDT: max IP Delay transmission)를 보장하고, 이러한 조건이 만족되면 사용된 CUE를 최적화한다.

Description

무선 송신 비율 제어 방법{WIRELESS TRANSMISSION RATE CONTROL METHOD}

본 발명은 통신에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 물리 층 송신 비율 또는 물리적 비율을 선택하는 방법에 관한 것이다.

무선 네트워크는 가정 환경을 위해 바람직한 네트워크로서 간주된다. 무선 네트워크들을 통한 멀티미디어 애플리케이션들은, 비디오 및 오디오의 서비스 품질(QoS: quality of service)이 충족되는 네트워크 대역폭과 계산 자원의 효율적인 이용을 네트워크화하는데 있어서 새로운 도전을 부가하고 있다.

무선 네트워크는, 예컨대 액세스 포인트(AP: access Point)와, 전화기, 라디오, 비지오 폰(Visio phone), 텔레비전, 컴퓨터, 영화 재생기(movie player)와 같은 많은 국(STA: station)으로 구성된다. 이러한 통신 시스템에서, 신호들은 국 또는 액세스 포인트로부터 국 또는 액세스 포인트로의 채널을 통해 결부된다.

WMM(WiFi Multimedia)라고도 알려진 무선 멀티미디어 확장(WME: Wireless Multimedia Extensions)은 IEEE 802.11e 초안 표준에 기초한 WiFi 제휴 상호 운용성 보증(certification)이다. 이는 기본적인 서비스의 품질(QoS) 특징들을 IEEE 802.11 네트워크들에 제공한다. 트래픽 규격(specification)은 802.11e 표준에서 한정된다. 이는 트래픽 흐름의 특징과 QoS 예상을 한정하는 파라미터들을 담고 있다.

WiFi 네트워크의 제 1 세대인 802.11b는 최상의 수고(effort) 트래픽의 수송, 즉 주로 TCP 수송을 위해 방향이 정해져 있었다.

국(STA) 또는 액세스 포인트(AP) 내에서 구현된 비율 제어 알고리즘(RCA: rate control algorithm)의 목적은 최대 대역폭을 제공하는 것이고, 이는 각각의 AP(액세스 포인트)나 STA(국)에 의해 사용된 채널 사용 추정(CUE:Channel Usage Estimation)를 최소화하는 것을 암시한다.

가장 높은 물리적 비율 사용은 송신 시간을 감소시키지만 재송신 횟수 또한 증가시키므로, 알고리즘의 발생은 각 알고리즘에 특정된 방법들에 의한 물리적 비율 값과 "재시도 비율(Retry Rate)" 사이의 최상의 절충안을 찾으려고 시도한다. "재시도 비율"는 재송신을 측정하는 방식인데, 이는 N개의 패킷의 모집단(population)에 대한 비로서 한정된다: (재송신의 총 횟수/N).

어려운 점은 재송신 어려움의 원인에는 2가지 있다는 사실로부터 생긴다.

- 비트 에러율(BER: Bit Error Rate)을 증가시키는 무선 상태의 악화(degradation).

- 다른 AP들과 STA들로부터 나오는 패킷과의 충돌. 실험은 그 충돌비가 주로 무선 채널 검출의 성능과 반응 시간으로 인해, 시뮬레이션 비보다 훨씬 더 높음을 보여준다.

불행하게도, 하드웨어 레벨(HW: Hardware level)에서는 재송신 어려움의 원인을 식별하는 실용적인 방식이 존재하지 않는다.

따라서, 충돌로 인한 재시도 비율(충돌 재시도 비율이라고 함)과 BER로 인한 재시도율(BER 재시도 비율이라고 함)과는 독립적으로 측정하는 방식도 존재하지 않는다.

또한, 충돌 검출은 WiFi NW들에 대해서는 가능하지 않다.

음성, 인터랙티브(interactive) 또는 비-인터랙티브(non-interactive) 비디오, 및 연관된 시그널링(signaling)과 같은 실시간 매체의 RTP(수송 프토토콜)를 통한 수송을 최적화하기 위해서, IEEE/WiFi 제휴가 액세스 AC(Access Category)에 기초한 회선 쟁탈(contention) 채널 액세스를 한정하는 WMM(WiFi manufacturer mode) 내의 우선 순위화 메커니즘을 한정하였다. 무선 링크에서 QoS를 향상시키기 위해 4개의 AC, 즉 BK(Back ground) 카테고리, BE(Best Effort) 카테고리, VI(Video) 카테고리, VO(Voice) 카테고리를 도입하였다.

WMM 우선 순위화 메커니즘은 QoS 성능 파라미터들의 임의의 값을 보장하지 않지만, 실험은 WMM 우선 순위화를 고려하는 것이 사실상 많은 글로벌 행동을 향상시킨다는 것을 보여준다.

실제로, 표준에 의해 제공된 충돌 회피 우선순위화가 제한된다.

AC 사이의 우선순위는 절대적이지 않고 상대적인데, 즉 각각의 트래픽 흐름의 충돌비는 WMM 충돌 회피 메커니즘에 의해 제공된 충돌의 충돌 확률에 의해 감소된 모든 다른 트래픽 흐름과의 충돌 확률{즉, 곱하기(multiply)}의 결과이다.

- 충돌 회피 메커니즘은 수 개의 STA들 또는 AP들이 자유 채널을 기다릴 때에만 작용한다. 그 채널이 이미 자유롭다면, 동시 발생 액세스 사이에는 어떠한 충돌 회피 메커니즘도 존재하지 않는다.

- 송신 기회(TXOP: Transmit Opportunity) 메커니즘은 동일한 매체 액세스 동안 수 개의 패킷들을 송신함으로써 대역폭 성능을 증가시켜, 동시 발생 액세스 확률을 감소시키지만, 또한 자유로운 매체에 대한 지연 대기를 증가시킨다.

따라서, 충돌 회피 메커니즘은 음성이나 비디오 매체와 같은 산발적이거나 주기적인 송신보다 연속적인 송신{통상적으로 벌크 전송(bulk transfer)}에 대해 더 잘 작용한다.

J.C. Bicket의 제목이 "Bit-rate selection in wireless networks"라는 문서에서는, 무선 링크를 통한 처리량을 최대화하기 위한 비트-비율 선택 기술들의 평가가 설명된다. 하지만 이러한 선택은 WMM 우선순위화 메커니즘을 고려하지 않는다.

공통 물리적 비율을 모든 AC들에 제공하는 기존의 대역폭 지향(oriented) RCA 알고리즘들은 WMM 환경에서는 기능을 하지만, 이러한 환경에서는 적응하지 못한다.

본 발명의 목적은 몇몇 충돌 회피 메커니즘을 제공하는 것이다.

본 발명은 적어도 하나의 국(STA) 또는 액세스 포인트(AP)로부터 적어도 하나의 국(STA) 또는 액세스 포인트(AP)로의 송신 트래픽의 우선 순위를 정하는 무선 멀티미디어(WMM) 환경에서 최대 대역폭을 제공하기 위한 물리적 비율을 선택하는 방법으로 구성되고, 이 경우 상이한 패킷 크기들이 국(STA) 또는 액세스 포인트(AP)의 수송된 콘텐츠의 성질에 대응하며, 각각의 액세스 포인트(AP)는 그것 자체의 액세스 카테고리(AC)로 인해 서로 상이하다. 본 발명은 각각의 액세스 카테고리(AC)에 대해 특정되고 각각의 패킷 크기 범위에 대한 액세스 카테고리(AC) 내에 있는 파라미터들을 결정하는 것과, 이들 파라미터들을 사용하고 액세스 카테고리(AC)에 대응하는 물리적 비율을 선택하는 것을 특징으로 한다.

우선적으로, 각각의 액세스 카테고리(AC)에 특정되고 액세스 카테고리(AC) 내에 있는 파라미터들은 특정 값들 다중-비율 재시도 횟수(MRN: Multi-rate Retry Number)와 각 AC의 과도한 재시도 횟수(ERN: Excessive Retry Number)이다.

우선적으로, 각각의 액세스 카테고리(AC)에 특정된 파라미터들은 패킷 손실 비 기준(IPLR: Packet Loss Ratio criteria)과 지연 송신 기준(IPDT: delay transmission criteria)와 같은 QoS 기준이다.

이 방법은 더 나아가

처음에 IPLR을 추정하고, 두 번째로 각각의 물리적 비율와 각각의 액세스 카테고리에 대한 IPDT를 추정한 다음, 각각의 물리적 비율에 대해 각각의 AP 또는 STA에 의해 사용된 CUE를 추정하는 단계와,

상이한 패킷 크기들에 대한 AC 요구 조건을 충족시키는 최대 IPLR에 대한 추정된 IPDT와 추정된 CU의 최적화에 대응하는 물리적 비율을 선택하는 단계를

포함한다.

우선적으로, 그러한 선택은 QoS 기준이 변할 때 하나의 물리적 비율로부터 또 다른 물리적 비율로 변경하기 위해 동적이다.

IPLR의 추정은, 우선적으로는 얼랑(Erlang)의 수학적 특성 또는 동일한 AC 내의 패킷의 송신을 위해 필요한 시도 횟수의 지수 분포 모델에 기초한다.

우선적으로, 각 패킷의 송신 지연(IPDT)의 측정은 시작 상태와 종료 상태로 한정되고, 그러한 시작 상태는 송신될 새로운 패킷을 갖는 대응하는 액세스 카테고리(AC) 또는 국(STA)의 송신 버퍼 채우기(filling up)의 끝에 대응하며, 종료 상태는 송신의 수신확인에 대응한다.

우선적으로, 각각의 액세스 카테고리(AC)에 대한 품질 기준(QoS)은 측정된백분위 수이다.

우선적으로, 주 입력들이 각 패킷의 IP 패킷 지연 송신(IPDT: IP packet Delay Transmission) 평균과, 패킷 지연 송신(IPDT) 분산인 IPDT의 감마(Gamma) 분포 모델의 수학적 성질인 IPDT의 백분위 수가 사용된다.

우선적으로, IPDT 백분위 수의 추정은, 범위를 벗어나고, 품질 기준(QoS)에 미치지 못하거나, 어려운 송신 상황에 있는 사용자 애플리케이션들에 대한 경고로서 사용된다.

우선적으로, IPLR 추정은 범위를 벗어나고, 품질 기준(QoS)에 미치지 못하거나, 어려운 송신 상황에 있는 사용자 또는 애플리케이션들에 대한 경고로서 사용된다.

우선적으로, 이 방법은 액세스 포인트나 국에서 구현될 수 있다.

전술한 본 발명의 특징과 장점들과 다른 것들은, 후속하는 설명과 특히 관련된 단락을 읽음으로써 더 명확히 드러난다.

본 발명을 이용함으로써, 무선 통신 시스템에서 물리 층 송신 비율 또는 물리적 비율을 효율적으로 선택할 수 있다.

- PER, 재시도 비율, 초과 재시도 횟수, 및 IPRL과 상대적인 문제들 사이의 관계.

- 재시도 비율은 AC에 의해 관리되어야 한다.

- 다수 비율 파라미터들은 각 AC에 대해 특정되어야 한다

- RCA WMM 설계에서 직면할 문제들.

- CUE와 IPDT 사이의 상호작용에 관한 주장들.

- 시도 횟수 분포 모델에 관한 주장과 IPRL 추정에 관한 영향들.

- 평균 순간 측정과 평균 순간 추정 도구 상자.

- IPDT 백분위 수와 IPRL 성능들 사이의 관계.

- IPLR, IPDT 백분위 수의 추정과 평균 CUE 측정에 대한 패킷 크기 변동의 영향.

- IPRL 측정, 추정 및 비교.

- IPDT 백분위 수의 측정, 추정 및 비교.

- 송신 성능에 대한 물리적 비율 샘플링의 영향.

- 글로벌 IPLR(GIPLR)과 글로벌 IPDT(GIPDT)의 추정 및 측정.

- 물리적 비율 선택에 관한 글로벌 IPLR과 글로벌 IPDT 상태들의 상태 및 상대적 영향을 미친다.

- 글로벌 평가와 물리적 비율 성능 평가 사이의 관계와, 통계치 시간 윈도와 샘플링 비에 대한 영향.

- 느리거나 빠른 적응 샘플링 관리.

- 샘플링된 물리적 비율의 선택.

- 측정, 평가 및 성능 결과들에 대한 다수-비율 메커니즘의 영향에 관한 주장.

- 연속적인 패킷 손실(SPL: Successive Packet Lost) 관리.

- RCA 순간의 RCA 순간 학습 국면의 시작 국면.

- RCA 순간의 빠르거나 느린 적응 국면.

- RCA WMM에 의해 사용된 WiFi 데이터와 다양한 정보의 요약.

- 다양한 디바이스에 대한 RCA WMM 구현 프로필 예들.

또한 용어풀이가 설명에 덧붙여진다.

WMM에서, 각각의 AC는 그것 자체의 파라미터들의 세트(AIFS,CWMIN,CWMAX,TXOP)를 가진다. 따라서, 좀더 현실적인 CUE 평가를 이루기 위해, 이러한 파라미터 세트가 CUE 계산과, 상이한 물리적 비율 사이의 비교에 도입되어야 한다. 만약 그렇지 않다면, CUE 평가 결과들은 RCA를 현재 물리적 비율의 최적화되지 않은 선택으로 이끌 수 있다.

이들 추가 개선예를 가지고도, 대역폭 지향 RCA 알고리즘들은 AC 기반의 수송 모델에 대해 적응되지 않은 채로 있게 되는데, 이는 WMM AC 모델의 첫 번째 목표가 최상의 대역폭을 제공하는 것이 아니라 수송된 콘텐츠에 따라 QoS 성능을 개선하는 것이기 때문이고, 이는 패킷 손실비와 지연 송신에 관한 몇몇 종류의 보장을 제공한다는 것을 의미한다.

대역폭 지향 RCA들의 원리는 각각의 트래픽 흐름에 의해 소비된 CUE를 최소화하는 것이다.

이들 접근에 의해 제공된 다양한 문제들을 이해하는 것을 돕기 위해, 공통 길이를 지닌 초를 통해 N개의 프레임의 트래픽 흐름에 대한 CUE 계산의 단순화된 공식

CUE%=N(1+충돌 재시도%+BER 재시도%)(AIFS(AC)+평균 CW(AC,재시도%)+PHO+8(MacHeader+L)/물리적 비율+SIFS+ACK)이

제공되고, 여기서

- CUE%는 초당 N개의 패킷들의 패킷 흐름에 의해 사용된 CUE의 백분율.

- N은 초당 패킷들의 개수.

- 충돌 재시도%는 충돌로 인한 패킷 재시도 비율.

- BER 재시도%는 BER로 인한 패킷 재시도 비율.

- DIFS는 DIFS 지연.

- AIFS는 이러한 AC의 AIFS 지연.

- 평균 CW(AC,재시도%)는 평균 회선 쟁탈(Contention) 윈도. 이 값은 AC에 의존적이고 또한 현재 재시도 비율에 의존적이다.

- 재시도%는 총 패킷 재시도 비율로서, 재시도% = 충돌 재시도% + BER 재시도%.

- POH는 PHY 오버헤드 지연.

- MacHeader는 MAC 헤더 바이트 개수.

- L은 패킷 길이.

- 물리적 비율은 bps가 단위인 현재 물리적 비율.

- SIFS는 SIFS 지연.

- ACK는 ACK 지연.

대역폭 지향 알고리즘은 각 AC들의 특이성들을 효율적으로 관리해야 한다.

패킷 크기들은 거의 AC에 결부된다.

VO 또는 VI AC를 사용하는 패킷 크기는, 보통 상당히 균일하고 통상적인 값들은, 예컨대

·50fps에서의 G711 코덱에 대한 음성 매체의 경우 172바이트.

·비디오 전화의 경우 768바이트.

·표준 TV의 경우 1328바이트.

패킷 크기 BE와 BK AC 패킷 크기는 균일하지 않은데, 이는 파일 전송, HTML 페이지들, VoIP, V21P, IPTV, 다양한 시그널링(signaling) 프로토콜 등을 포함하는 모든 타입의 트래픽이 발견될 수 있기 때문이다.

외부 혼란(perturbation)이 BER(따라서 현재 물리적 비율)을 증가시키고, 증가하는 BER은 재시도 비율에 영향을 미치게 된다. 가우스(Gaussian) 모델에서, PER(Packet Error rate)은 Pb가 작은 한

로 주어지고, 여기서

- Pb는 채널 BER이다.

- L은 패킷 길이이다.

따라서, 동일한 BER이 큰 패킷보다는 작은 패킷에 대해 더 낮은 재시도 비율을 제공한다. 대역폭 지향된 RCA는 상이한 패킷 범위(예컨대, 250B,1600B,3000B)에 대해 상이한 RCA 실례를 사용한다. 하지만 동일한 패킷 크기라도, WMM 충돌 회피 메커니즘으로 인해, 충돌 재시도 비율은 각각의 AC에 대해 일정하다. 따라서, 이전 CUE 공식에 따라, 상이한 재시도 비율이 RCA로 하여금 상이한 AC에 관한 동일한 패킷 크기에 대해 상이한 물리적 비율을 선택하도록 이끌어야 한다.

AIFS와 백오프(Backoff) 시간들은 또한 각각의 AC에 대해 특정된다. VoIP와 같은 작은 프레임의 경우 이러한 시간은 물리적 비율에 독립적이지만 송신 지연의 중요한 부분을 나타낸다. 예컨대, 54Mbps의 경우에서는 VO AC에 대해 CUE의 29%가, BE AC에 대해서는 CUE의 43%가 그러하다. 따라서, 동일한 패킷 크기의 경우 재시도 비율에 따라, AIFS와 백오프 시간이 또한 RCA로 하여금 상이한 AC에서 동일한 패킷 크기에 대해 상이한 물리적 비율을 선택하도록 이끌어야 한다.

이는

- 2개의 다른 액세스 카테고리(AC: Access Category)에 속하는 패킷들 사이의 충돌 확률은, 동일한 AC에 속하는 2개의 패킷의 충돌 확률보다 훨씬 더 낮다.

- AC 내에서, 충돌 확률은 주로 그 매체로의 동시 접근의 횟수에 결부된다.

그리고, 각각의 AC에 연관된 WMM 파라미터 값들(즉, AIFS,CWMIN,CWMAX,TXOP)은 사용된 CUE 등에 결부된다.

VoIP 애플리케이션에서, G711 코덱에 대한 대역폭 필요량은 약 80Kbps(G729는 44Kbps이다)이고, 수송 프로토콜은 VO AC를 초과하고, 프레임 크기는 IP 레벨에서 172바이트이며, 프레임 주기는 20㎳, VO 트래픽이다.

음성 매체에 대한 ITU 권고안 G.1010 요구 사항을 따르면, 음성에 대한 단-대-단(end-to-end) 지연은 400㎳를 초과할 수 없고, 그 목표 값은 150㎳이어야 한다. 400㎳(그리고 심지어 150㎳보다 많은)의 목표가 이미 도달하고 보장하기 어렵기 때문에, WiFi 링크는 이러한 단-대-단 지연의 중요한 저하(degradation) 인자가 되어서는 안 된다.

코덱 적응 지터(jitter) 버퍼는, 일부 지연 변동(통상적으로 VoIP의 경우 약 60㎳)을 허용한다. 지연 변동이 지터 버퍼 시간을 초과한다면, 잃어버린 패킷과 너무 늦은 패킷 사이의 음성 디코더에 있어서 어떠한 실제 차이도 존재하지 않는다. 결론은, VO AC에 대한 20㎳의 최대 지연 한계는 음성 단-대-단 지연의 상당한 저하를 회피하기 위한 알맞은 목표인 것으로 생각된다.

다른 G.1010 단 대 단 음성 매체 요구 사항은, 코덱과 연관된 1% 내지 5%(코덱 타입과 패킷 손실 상쇄 연관 메커니즘에 의존하는)이어야 하는 허용 가능한 패킷 손실비이다. 결론은, IPLR 성능 목표는 VO AC의 경우 0.5% 미만이어야 한다.

비디오 전화의 경우, 비디오를 위한 통상적인 대역폭 필요량은 이용 가능한 대역폭에 따라 64Kbps와 512Kbps 사이이고, 통상적인 패킷 크기는 700B이며, 상대적인 패킷 주기는 87㎳와 10㎳ 사이이다. ITU 권고안에 따르면, 단 대 단 지연은 80㎳의 추가 립 싱크(lip sink) 요구 사항과 1% 미만인 패킷 손실을 갖는 상태로 150㎳로부터 근접해야 한다. 따라서, WM 세그먼트에 대한 알맞은 성능 목표는 최대 지연 한계가 80㎳이고, 패킷 손실비가 0.5% 미만이다.

IP TV 애플리케이션에서는, 통상적인 대역폭이 6Mbps이고, 통상적인 패킷 크기는 1356B이며, 패킷 주기는 1.77㎳이다. IYU 권고안을 따라, 단 대 단 지연은 10초 미만이고(이 지연은 TV 채널이 변경될 때의 사용자 피드백에 관해 너무 긴 것으로 보인다), 그 패킷 손실비는 0.1% 미만이다.

VI AC가 비디오 전화기와 IP-TV 애플리케이션에 의해 공유될 때, VI AC에 대한 QoS 성능 요구 사항은

- VI AC 최대 지연 한계:80㎳,

- VI AC 최대 IPLR:0.05%이다.

HTML, 전자 우편, 데이터 벌크(bulk) 등과 같은 BE와 BK 트래픽의 경우, 어떠한 통상적인 대역폭도 존재하지 않고, 그 패킷 크기는 가변적이며, 사용된 프로토콜들은 TCP 또는 UDP 기반의 것일 수 있다. 또한, 각각의 호스트(예컨대, PC)는 여러 개의 IP 연결들을 개방할 수 있다(통상적으로 웹 브라우징 애플리케이션에서). HTML 브라우징을 위한 ITU G.1010 요구 사항을 따라, 단 대 단 지연은 페이지당 2초 내지 4초 사이이고, 패킷 손실비는 0이다. 따라서,

- BE와 BK AC의 경우 WiFi 세그먼트에 대한 어떠한 실제 지연 한계 성능도 존재하지 않는다.

- UDP 패킷뿐만 아니라 TCP 패킷에 대해서도 PLR에 관한 강한 요구 사항이 존재하는데, 이는 WiFi 재송신 지연이 TCP나 UDP 재송신에 비해 훨씬 더 효율적이기 때문이다. PLR은 가능한 낮아야 하고, 그 요구 사항 제안은 PLR을 0.01% 아래로 낮추는 것이다.

- 또한 BE와 BK CA는 BE와 BK CA에 대한 최상의 대역폭을 제공하는 WiFi NW를 가지기 위해, CUE 사용을 최소화해야 한다.

본 명세서의 나머지에서는, AC의 최대 지연 한계 요구 사항을 Max IPDT라고 부르고, AC의 최대 허용된 패킷 손실을 Max IPLR이라고 부른다.

음성이나 비디오와 같은 연속적인 매체의 경우, 최대 지연 한계는 오직 그것이 패킷 모집단(population)에 보고되는 경우에만 의미를 갖는다. 따라서 최대 지연 한계 요구 조건은, 음성에 대해서는 상위 99%, 비디오에 대해서는 99.9 등과 같이 패킷 모집단의 매우 높은 백분율에 대한 IPDT 백분위 수의 요구 사항으로 변경되었다.

WiFi NW에 대한 패킷의 최소 송신 지연 송신이 첫 번째 시도에 대한 물리적인 송신 시간과 같기 때문에(통상적인 구성에서 1㎳미만), IPDV 백분율 값(예컨대, 99%,99.5%,99.9와 같은 모집단의 백분율에 대한 IP 지연 변화)은 항상 IPDT 백분위 수의 값(모집단의 동일한 백분율) 아래에 그리고 이 값에 근접해 있다. 따라서, 첫 번째 접근법에서는, IPDV 백분위 수와 \iFi 노드의 IPDT 백분위 수가 등가인 것으로 간주될 수 있다. 그러므로, \iFi NW에 대한 IPDV 백분위 수에 첨부된 특정 요구 사항을 가질 어떠한 필요성이나 어떠한 실제 혜택도 존재하지 않는다.

IPLR과 IPDT 백분위 수 IPDV 외에, 실시간 매체는 층 2 허용 및 제어(DDTS와 TSPEC 절차를 사용하는)의 경우, 고려될 필요가 있는 대역폭 요구 사항을 가진다. 상이한 송신 대기열에서 혼잡 상황을 회피하기 위해, 평균 송신 지연(또는 평균 IPDT)은 항상 실시간의 패킷 주기 미만이어야 한다. 예컨대,

- 음성 매체에 대해 코덱 패킷 주기는 통상적으로 20㎳와 40㎳ 사이에 있고, IPDT 백분위 수는 20㎳이다. 이는 IPDT 백분위 수는 평균 IPDT 요구 사항보다 높은 우선권을 가진다는 것을 의미한다.

- 표준 IPTV 매체의 경우, 비디오 패킷 주기는 통상적으로 약 1.75㎳이고, IPDT 백분율 요구 사항은 80㎳이다. 이는 평균 IPDT 요구 사항이 IPDT 백분위 수의 요구 사항에 비해 높은 우선권을 가진다는 것을 의미한다.

PER , 재시도 비율, 초과 재시도 횟수, 및 IPLR 사이의 관계와 상대적인 문제들:

패킷 에러 확률은 패킷 에러율(PER: Packet Error Rate)과 등가이다. PER의 일 부분은 BER로 인한 것이고, 각각의 시도에 대해 일정하며, 일 부분은 충돌로 인한 것이고, 매 시도마다 동일하지 않다. 하지만, 실험은 특정 환경에 대한 첫 번째 접근에서, PER이 모든 시도에 대해 일정한 것으로 간주될 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 접근은 CW(Contention Window)가 AC의 CW 최대에 의해 제한될 때(즉, VI와 VO AC에 대해서는 두 번째 시도 그리고 BE AC에 대해서는 8번째 시도), 잘 맞는다. PER과 재시도 비율 사이의 관계가 다음과 같다는 것을 고려하면:

PER이 1미만이어야 하므로, 재시도 비율은 PER의 통상적인 값들에 대해 최대 재시도 비율 값을 제공하는 빠르게 수렴하는 급수이다.

실제 구현예에서, 시도 횟수는 패킷을 누락하기 전에 재시도 횟수(예컨대, 8)를 한정하는 초과 재시도 횟수(ERN: Excessive Retry Number)의 값에 의해 제한된다. 현재의 RCA 구현예에서는, 이러한 개수가 모든 AC와 모든 패킷 크기에 대해 동일하다.

이는 특정 ERN 값에 대해, 그리고 최대 IPLR AC 요구 사항을 만족시키기 위해, 재시도 비율이 다음 조건, 즉

을 만족시켜야 한다는 것을 의미한다. 이러한 재시도 비율 값을 초과 재시도 비율(ERR: Excessive Retry Rate)이라고 부르는데, 예컨대 ERN이 8이고 VO max IPLR이 0.5%인 경우, 재시도 비율은 100%를 넘어서는 안 된다. 이러한 재시도 비율 레벨은 매우 높은 것으로 보이지만, 예컨대 긴 범위 또는 빠른 저하 또는 환경 상황에서는 쉽게 도달될 수 있다.

그러므로, 그러한 상황에서는 max 재시도 비율을 제어하지 않는 대역폭 지향 RCA가 더 나은 CUE를 제공하는 물리적 비율을 선택할 수 있지만, IPLR의 경우에는 수송된 콘텐츠에 적합하지 않다.

PER 값이 직접적으로 패킷 크기에 결부되므로, 즉

이므로(이전 단락을 참조하라), 모든 패킷 크기에 대한 한 방향에 대해 균일한 거동을 가지기 위해서는 ERN이 모든 패킷 크기 범위에 대해 상이하게 구성될 수 있는데, 즉 더 작은 패킷이 더 작은 ERN 값들을 가질 수 있다.

그러므로, ERN은 AC마다 그리고, 패킷 크기 범위마다 AC 내에서 구성 가능해야 한다.

그리고, AC와 연관된 각각의 ERN 값에 대해, RCA는 AC IPLR 요구 사항에 적합한 재시도 비율을 지닌 물리적 비율을 선택해야 한다.

그리고, 원칙적으로 대역폭 지향 RCA가 재시도 비율을 제어하지 않으므로, 본 발명의 주된 목적들 중 하나인 임의의 IPLR 요구 사항을 보장할 수 없다.

대역폭 지향 RCA 는 VoIP 또는 V2IP 이동도에 대해 적응되지 않는다:

VoIP 또는 V2IP 애플리케이션에 대해 사용된 몇몇 디바이스는 이동 디바이스이다. 또한, 이전 성능 요구 사항들 중에서, 이들 이동 WiFi 디바이스의 한 가지 중요한 성능은 범위이다. 그 범위는 HW 성능에만 결부되는 것이 아니라, 물리적 비율에도 결부되는데, 즉 더 낮은 물리적 비율이 더 양호한 범위를 제공한다.

대역폭 지향 RCA는, 더 낮은 물리적 비율로 인한 CUE 증가가 더 낮은 재시도 비율로 인한 CUE 사용 감소에 의해 보상되는 경우에만 더 낮은 물리적 비율을 선택하게 된다. CUE 계산은 9MBps VoIP 스트림에 대해, 6Mbps까지의 물리적 비율을 선택하기 위해 35%의 재시도 비율의 개선을 RCA가 필요로 한다는 것을 보여준다.

충돌 재시도 비율이 예컨대 약 15%라고 간주되면, 총 재시도 비율은 약 50%이다. 재시도 비율이 50%인 경우, 계산은 패킷들의 99.9%보다 많이 송신하기 위해 필요로 하는 시도 횟수는 6번의 시도라는 것을 보여준다. 실험은 대응하는 IPDT 99.9(즉, 패킷들의 99.9%에 대한 최대 송신 지연)가 자유 채널에 대한 충돌 재시도 비율과 대기 시간으로 인해 20㎳의 목표보다 훨씬 더 클 수 있다는 것을 보여준다. 그러한 IPDT 99.9와, 동일한 값을 가지는 연관된 IPDV 99.9(트래픽의 99.9%에 대한 IP 지연 변동)는 WiFi를 통한 음성의 송신 기능을 행할 수 없다.

결론은,

- 원칙적으로 대역폭-지향된 RCA는 임의의 IPDT 및 IPDV 요구 사항을 보장하지 않을 수 있다.

- WiFi를 통한 음성을 사용하는 고정 이동성 집중과 같은 서비스의 경우, 이러한 문제는 본 발명의 주된 목적인 블로킹(blocking) 문제로서 간주되어야 한다.

재시도 비율은 AC 에 의해 관리되어야 한다:

기존의 대역폭 지향 RCA 알고리즘이 WMM AC로 사용될 수 있다면, 심지어 물리적 비율 선택이 WMM 파라미터와 패킷 크기를 취하는 경우에도, 이들 알고리즘이 최상의 대역폭 최적화를 제공하지 않는다.

실제 실험과 같은 시뮬레이션은 통상적인 시나리오에서, 충돌로 인한 재시도 비율이 각각의 방향에 대해, 각 패킷 크기에 대한 방향 내에서, 및 각 AC에 대한 패킷 크기 내에서 특정되는데, 이는 충돌 확률 값이 각 AC의 WMM 파라미터들 값에 결부되기 때문이다.

동일한 크기를 지닌 패킷의 충돌 재시도 비율이 각각의 AC에 대해 특정되고, 재시도 비율이 물리적 비율 비교 및 선택에서 사용된 CUE 측정에서의 한 가지 중요한 인자이기 때문에, 대역폭 지향 RCA는 패킷 크기 범위뿐만 아니라 AC에 의해서도 물리적 비율을 관리하는 몇몇 혜택을 취하게 된다.

다수-비율 파라미터들은 각각의 AC 에 대해 특정되어야 한다:

대역폭을 최적화하기 위한 기회를 가지기 위해, RCA들은 샘플링 또는 조사 메커니즘을 사용하여 상이한 패킷 크기와 상이한 물리적 비율에 대한 CUE 통계치를 만들어낸다. 이들 통계치가 신뢰할 수 있기 전의 많은 수의 패킷을 요구하므로, 통계치 결과 산출은 무선 조건의 잠재적인 변화에 비해 사실상 높은 지연 시간(latency)이다.

패킷 누락을 초래할 수 있는 무선 조건이나 불규칙한 패킷 크기의 급격한 저하에 대항하기 위해, RCA는 보통 다수-비율이라고 하는 메커니즘을 구현할 수 있다. 이러한 메커니즘은 다수 비율 재시도 횟수(MRN: Multirate Retry Number)의 초과량(overrun)에 기초한 한 패킷의 시간적(temporary) 물리 비율 변화를 강요하고, 초과 재시도 횟수(ERN: Excessive Retry Number)의 초과량에 관한 패킷 누락을 허용한다.

- 다수-비율 재시도 횟수는 물리적 비율을 감소시키기 전에, 동일한 속도로 연속적인 재시도의 최대 개수(예컨대, 4)를 한정한다.

- 초과 재시도 횟수는 패킷을 누락하기 전의 재시도 횟수(예컨대, 12)를 한정한다.

RCA의 현재 존재하는 구현예에서는, 이러한 2개의 숫자가 모든 AC에 대해 동일하다.

다수-비율 메커니즘은, 재시도의 주된 요인이 BER일 때, IPLR을 감소시키기 위한 실제 효율을 가진다. 재시도의 주된 요인이 충돌일 때에는, 다수-비율 메커니즘이 몇몇 소용 없는 지연 시간을 추가하고, 상황의 저하를 확대하는 중대한 추가 CUE 소비를 추가하게 된다. 다수-비율 메커니즘이 블라인드(blind) 메커니즘이기 때문에, 그러한 메커니즘의 실제 혜택은, 더 낮은 물리적 비율을 사용하는 것이 CUE를 사용한 백분율 글로벌에 큰 영향을 미치는 비디오 스트림에 대해 특별히 논의될 수 있다.

실험은 몇몇 효율성을 가지기 위해서는, 물리적 비율 감소가 강렬해야 한다는 것, 즉 현재 물리적 비율보다 2만큼 또는 훨씬 더 적어야 함을 보여주고, 실험을 통해 그러한 상황에서는 실제 개선은 11Mbps, 5.5Mbps와 같은 OFDM의 물리적 비율에 부속되지 않고, 12Mbps, 9Mbps, 6Mbps의 OFDM 물리적 비율은 생략될 수 있음을 알게 된다.

하지만, RCA가 이러한 메커니즘을 구현한다면, 예컨대 각각의 AC의 MRN과 ERN에 대한 특정 값들을 가진다는 몇몇 혜택이 존재한다.

- IPDT 99.5가 20㎳ 아래의 것이어야 하고, 패킷 손실이 0.5% 미만인 것을 고려하는 음성 매체의 경우, 무선 변화 조건에 더 반응이 있는 기회를 가지기 위해서는 RCA가 작은 MRN을 가져야 하고, 사용 가능한 음성 패킷을 더 이상 보내는 것을 회피하기 위해서는 ERN을 감소시켜야 한다.

- IPDT 99.9가 80㎳ 아래의 것이어야 하고, 패킷 손실이 0.1% 미만인 것을 고려하고, 수 개의 비디오 동시 발생 스트림들(예컨대, 업스트림과 다운스트림)이 존재하는 것을 고려하는 비디오 매체의 경우, 충돌 확률은 높고, MRN과 ERN은 VO 부류보다는 VI AC에 대해 더 높을 수 있다.

- IPDT 99.9가 200㎳ 미만이고, 패킷 손실비가 0.01% 미만이어야 하는 것을 고려하는 BE 부류의 BK의 경우, MRN과 ERN은 VI AC에 대한 것보다는 BE와 BK AC에 대해 더 높을 수 있다.

이러한 수 개의 예는 다음의 사실을 보여준다.

- 대역폭 지향 알고리즘이 IPLR, IPDV 백분율 및 IPDT 백분위 수에 관한 몇몇 보장을 필요로 하는 상이한 AC들을 통한 실시간 매체 수송을 위해 적응되지 않는다.

- 각각의 특별히 다음 사항을 고려하는 AC에 대해 물리적 비율을 관리한다는 수 개의 성능 혜택이 존재한다.

- 주로 WMM 파라미터들이지만, 충돌 재시도 비율도 해당되는 AC의 특이성.

- 이러한 AC 내의 수송되고, QoS 요구 사항과 연관된 콘텐츠 타입.

이는 본 발명의 주된 목적이다.

RCA4WMM 설계에서 직면할 문제들:

RCA4WMM에 대한 첫 번째 어려움은 다음 사실로부터 온다.

- WiFi 송신은 안정적이지 않고, BERR은 매우 갑자기 그리고 상당히 자주 변경될 수 있다.

- IP 트래픽이 집중적인데, 이는 충돌비가 매우 빠르게 변할 수 있기 때문이다. 예외는 주기적이며, 영구적이거나 준 영구적인 처리량을 요청하는 실시간 매체 트래픽이다.

- WiFi IPLR 백분율 또는 IPDT 백분위 수의 측정 기준은 높은 지연 시간 기준이고, 신뢰할 수 있는 결과를 제공하기 전에 많은 패킷(2000과 20000 사이의)을 필요로 한다.

하지만, 또한

- 일부 중간 지연 시간 기준: 평균 재시도 비율, 평균 CUE, 평균 IPDT, 더 많이 제한된 개수의 패킷을 요구할 수 있고, IPLR 및 IPDT 백분위 수의 추정에 대한 입력으로서 사용될 수 있는 IPDT 분산.

- 몇몇 낮은 지연 시간 기준 또는 경보:

·연속적인 실패한 시도들(다수-비율 메커니즘에서 사용된).

·연속적인 손실된 패킷들.

따라서 RCA에서는 낮은 지연 시간 기준이 시스템의 형태 성능을 한정한다. 현재 성능들은, 예컨대 IPDT를 개선하거나 CUE를 개선하는 것과 같은 수행할 목표들을 한정한다. 중간 지연 시간 기준은 그러한 목표에 도달하기 위해 수행할 행동들을 선택한 필요성을 측정에 부여한다. 그리고 경보는 소방관으로서의 역할을 한다.

임의의 적응 RCA의 두 번째 어려움은 동작 가능하기 전에 무선 환경을 먼저 평가하고 측정할 필요성이다. 이를 위해, 각각의 RCA 경우는 수 개의 국면을 사용한다.

- 시작 국면: 이 국면은 기본 조건(default condition)과, 통계치 메커니즘의 초기화를 한정하는 것에 대응한다.

- 학습 국면: 이 국면은 그러한 환경의 몇몇 측정값, 예컨대 평균 재시도 비율, 평균 IPDT, IPDT 분산 또는 다양한 물리적 비율의 평균 CUE를 얻기 위해 필요한 기간에 대응한다. 학습 국면 지속 기간은 유효 통계치의 첫 번째 군(bunch)을 만들기 위해 필요로 한 샘플의 개수에 의존한다.

- 적응 국면: 이 국면은 물리적 비율 선택이 낮은, 높은, 및 중간인 지연 시간 기준에 의해 안내되는 안정한 기간에 대응한다.

CUE 과 IPDT 사이의 상호작용에 관한 주장들:

다음 단락들을 이해하기 위해서는, IPDT(IP 송신 지연)와 CUE 최적화 메커니즘 사이의 관계에 관한 몇몇 주장이 제공될 필요가 있다.

CUE는 하나의 프레임의 송신을 위해 필요한 중간 시간 비이다. CUE 최적화 메커니즘은 더 낮은 평균 CUE를 제공하는 물리적 비율의 선택과 사용으로 이루어진다. RCA는 그것이 송신율과 재시도 비율 사이의 더 나은 절충점을 찾았을 때 물리적 비율을 변경하고, 이러한 상황에서,

- RCA가 물리적 비율을 증가시킬 때:

·BER로 인한 평균 재시도 비율이 증가하게 된다.

·패킷당 평균 송신 지연이 감소하게 된다(CUE 개선 값의)

·평균 대기 지연으로서의 충돌로 인한 평균 재시도 비율이 보통은 감소하게 되는데, 이는 다른 STA 또는 AP가 자유 CUE의 혜택을 취하기 때문이다. 하지만 CUE의 수 %의 이러한 이득이 모든 NW 국과 액세스 포인트 사이에서 공유되기 때문에, 충돌 재시도 비율 또는 평균 대기 시간에 대해 어떠한 중대한 영향도 미치지 않는다.

- RCA가 물리적 비율을 감소시킬 때:

·BER로 인한 평균 재시도 비율이 감소하게 된다.

·패킷당 송신 지연이 감소하게 된다(CUE 개선 값의)

·충돌과 평균 대기 지연으로 인한 평균 재시도 비율이 보통은 감소하게 되는데, 이는 다른 STA 또는 AP가 자유 CUE의 혜택을 취하기 때문이다. 하지만 CUE의 수 %의 이러한 이득이 모든 참여자 사이에서 공유되기 때문에, 충돌 재시도 비율 또는 평균 대기 시간에 대해 어떠한 중대한 영향도 미치지 않는다.

IP 패킷의 송신 지연(IPDT)은

이다. 이 공식에서 WaitingTimeForFreeMedium은 이러한 WiFi Nw의 다른 국또는 액세스 포인트의 전반적인 트래픽에 전적으로 의존적이고, 이웃하는 WiFi Nw들에 의존한다. 다양한 실험이 실제 환경에서 다음과 같은 사실을 보여준다.

- WaitingTimeForFreeMedium 값은 명백한 트래픽이 존재하지 않을지라도 교란된 환경에서 송신 값{CUE(물리적 비율, 시도)}을 극복할 수 있다.

- WaitingTimeForFreeMedium 값은 AC와, 연관된 WMM 파라미터들 값들에 결부된다.

- WaitingTimeForFreeMedium의 변동은 max IPDT 값의 80%까지 기여할 수 있다.

- IPDT 값에 대한 평균 WaitingTimeForFreeMedium의 영향은 심지어 개별 대기 시간이 평균 WaitingTimeForFreeMedium의 수 배를 초과할지라도, 실험 횟수에 다소 비례한다.

- 송신 실패(또는 성공) 확률은, 이전에 설명된 것과 같이 첫 번째 접근에서 준 상수로 간주될 수 있다.

RCA가 활동중이라는 점을 고려하면, 물리적 비율은 새로운 물리적 비율이 이러한 AC에 대한 더 낮은(또는 같은) CUE를 제공하게 되는 경우에만 변하는데, 즉 각각의 개별 시도에 대한 WaitingTimeForFreeMedium은 이전에 설명한 것과 같은 물리적 비율 변화에 관해 상당히 발전하지는 않는다.

따라서, 더 나은 CUE에 대한 물리적 비율 변화시, IPDT 공식 값에 미치는 영향은 다음과 같게 된다.

- CUE 항(물리적 비율, CW)은 CUE의 전개를 따르게 되고, 더 낮게 된다.

- 물리적 비율이 더 낮다면, 항

은 더 낮게 되는데, 이는 BER로 인한 재시도 횟수가 더 낮고, 따라서 IPDT 백분위 수(예컨대, 99%)가 또한 개선되기 때문이다.

- 물리적 비율이 더 높다면, 항

은 더 높게 되는데, 이는 BER로 인한 재시도 횟수가 더 높게 되고, 따라서 CUE 개선이

의 증가의 전개를 보상하거나 보상하지 않을 수 있기 때문에 IPDT 백분위 수의 전개가 실제로 예측 가능하지 않기 때문이다.

또한 CUE를 저하시키는(BER로 인한 재시도 횟수가 상당히 더 낮아지지 않기 때문에) 더 낮은 물리적 비율의 선택이 항

의 전개에 의존하여 IPDT를 저하시키거나 저하시키지 않을 수 있다는 점이 설명될 수 있다.

결론은, CUE가 개선될 때에도, IPDT에 대한 물리적 비율 변화의 영향은 항상 예측 가능하지 않아, IPDT에 대한 물리적 비율의 영향을 아는 유일한 신뢰할 수 있는 해결책은 그것을 측정하는 것이다.

시도 횟수 분포 모델에 관한 주장과, IPLR 추정에 관한 영향들:

실험은 시도 횟수 분포 모델이 얼랑 분포 또는 지수 분포 모델에 동화될 수 있다는 점을 보여준다. 지수 분포 모델의 경우,

- 람다는 평균 시도율에 의해 주어진다.

- 누적 분포는

에 의해 주어진다.

시도의 최대 횟수에 대한 지식은 RCA의 ERN(예컨대, 8)과 최대 IPLR(예컨대, 0.5%)에 의해 주어지고, ERN은 다음 요구 사항을 만족해야 한다.

측정 및 제어 또는 평균 시도 비율(또는 평균 재시도 비율)에 의한 RCA는 또한 송신의 IPLR을 제어할 수 있다.

지수 분포에 기초한 IPRL 추정을 위해 사용된 주 입력은 평균 재시도 비율 측정이다. 신뢰할 수 있는 결과를 제공하기 위해, 이 평균 재시도 비율 측정은 IPLR의 직접적인 측정(예컨대, 1%의 IPLR의 측정은 적어도 5000개의 샘플을 요구할 수 있다)에 비해 훨씬 더 적은 샘플(예컨대, 1%의 IPLR에 대해 약 200개의 샘플)을 필요로 한다.

지수 분포 모델 성질들에 기초한 IPLR 추정을 사용함으로써, RCA가 IPLR 변동에 대해 훨씬 더 반응적이 되는 것이 허용된다.

IPDT 분포 모델에 관한 주장과 RCA 에 대한 영향:

실험은 IPDT 분포 모델이 감마(Gamma) 분포에 동화될 수 있다는 것을 보여준다.

감마 분포 모델의 경우:

- 감마 분포:

이고, 여기서

는 감마 함수(

)이다.

- k와 람다는 지연 패킷의 평균과 분산에 의해 주어진다.

과

- 누적 분포는

에 의해 주어지고, 여기서

는 상부 불완전(upper incomplete) 감마 함수(

)이다.

IPDT가 x값보다 높은 패킷들의 %를 제공하는 함수 F(x)는 다음과 같이 표현될 수 있다.

많은 단순화 후, 이 수학식은 아래와 같이 된다.

·0<k<1인 경우:

·k>1인 경우:

이들 수학식에 따르면, IPDT_percent의 값은 IPDT 백분위 수를 나타내고, %(Percent)는 백분위 수(예컨대, 99% 또는 99.9%)를 나타낸다. IPDT_percent는 다음 급수를 사용하여 추정될 수 있다.

·0<k<1인 경우:

·k>1인 경우:

감마 분포에 기초한 IPDT 백분위 수의 추정을 위해 사용된 주 입력은 평균 IPDT와 IPDT 분산 측정이다. 신뢰할 수 있는 결과를 제공하기 위해, 이러한 평균 재시도 비율 추정은 IPDT의 직접적인 측정(예컨대, IPDT 99의 측정은 적어도 5000개의 샘플을 요구할 수 있다)에 비해 훨씬 더 적은 수의 샘플(예컨대, 99%의 IPDT의 경우 약 200개의 샘플)을 요구한다.

감마 분포 모델 성질들에 기초한 IPDT 백분위 수의 추정을 사용하는 것은 RCA가 IPDT 백분위 수의 변화에 훨씬 더 잘 반응하는 것을 허용한다.

평균 순간 측정 및 평균 순간 추정 도구 상자:

먼저 본 명세서에서 송신 파라미터 측정, 추정, 평가, 값 사이의 차가 명료하게 될 필요가 있다.

- "측정값(measurement)"이라는 용어는 물리적 송신 파라미터 값이 실제 치수일 때 사용되는데, 예컨대 평균 IPDT, 평균 CUE, 시도 횟수, IPDT 백분위 수, IPLR이 측정될 수 있다. 송신 파라미터의 유효 측정값을 얻기 위해서는, 평균 IPDT 또는 평균 CUE와 같이 그러한 물리적 송신 파라미터 값 중 일부가 제한된 개수의 샘플을 요구하고, IPLR 또는 IPDT 백분위 수와 같은 일부 다른 것이 많은 샘플을 요구한다.

- "추정"이라는 용어는, 제한된 개수의 샘플을 사용하는 송신 파라미터 값을 추정하기 위해 수학적 분포 성질들이 사용될 때 사용된다. 즉 통상적으로 IPDT 백분위 수와 IPLR 백분위 수가 추정된다. 동등한 개수의 샘플의 경우, 추정 결과는 샘플 모집단이 분포 모델을 따르지만 반대 상황에서는 신뢰가 덜 갈 때, 실제 측정의 것보다는 사실상 더 정확하다.

- "평가"라는 용어는 측정값 또는 평가의 사용이 RCA 설명의 이러한 레벨에서 구별될 필요가 없을 때 사용된다.

- "값"이라는 용어는 송신 파라미터 측정 또는 추정의 결과를 식별하기 위해 사용된다.

RCA4WMM에 의해 사용된 도구 상자는 수 개의 하위 시스템을 포함한다.

- IPLR 추정(또는 측정)

- IPDT 백분위 수의 추정(또는 측정)

- IPLR 추정과 CUE 추정을 위해 사용된 시도 횟수 및 평균 시도 횟수 측정값

- IPDT, 평균 IPDT 및 IPDT 백분위 수의 추정을 위해 사용된 IPDT 분산 측정

모든 이러한 평균 측정 또는 추정은 다음을 포함하는 수 개의 방법을 가질 수 있다.

- 슬라이딩 이동 평균(SMA: Sliding Moving Average). 이 방법의 주된 결점은 슬라이딩 윈도의 각 샘플을 저장해야 한다는 점이다.

- 연속적인 누적 평균 방법. 윈도 크기는 SMA의 경우와 동일하다. 이 방법의 주된 결점은 새로운 평균값을 제공할 수 있기 전에 윈도 크기와 동일한 개수의 샘플을 요청하는 것이다.

- 지수 이동 평균(EMA: Exponential Moving Average)와 MEMA(다수 EMA) 방법.

EMA 공식 EMA(n)=(S(n)*a)+(EMA(n-1)*(1-a)이고, 여기서

- S(n)은 마지막 샘플 값.

- 평활(smoothing) 인자는 a=2/(1+N)이고, 여기서 N은 샘플 기간의 개수이다.

SMA에 비해, 주된 혜택은 EMA가 모든 샘플을 저장할 필요가 없다는 점이고, 주된 단점은 지수 부하를 가져야 한다는 점으로, 이는 대부분의 최근 데이터에 많은 부하를 준다. 이러한 영향을 정정하고 부하를 분산시키기 위해, 다수의 EMA(MEMA)가 사용될 수 있다. 그 원리는 제 2 EMA의 입력으로서 제 1 EMA의 출력을 사용하고, 그 다음 이러한 제 2 EMA의 출력을 제 3 EMA에서의 입력으로서 사용하는 식이다. 모든 이들 EMA는 동일한 평활 인자를 가진다. 본 명세서의 나머지 부분에서는 측정 또는 추정 값을 만들기 위해 사용된 연속적인 MEMA의 개수를 MEMA 인자라고 부른다.

시종 일관되게, IPLR, IPDT 백분위 수 또는 평균 CUE를 등가 시간 윈도에 대해 비교하기 위해, 평활 인자와 MEMA 인자(즉, 연속적인 EMA의 개수)가, 예컨대 평균 재시도 비율, 평균 IPDT 또는 IPDT 분산에 대해 공통이어야 한다.

중간 EMA 결과와 최종 EMA 결과에서의 너무 많은 왜곡을 회피하기 위해서, 현재 값(알려져 있다면) 또는 실제 값을 반영하는 값으로 EMA 또는 MEMA를 초기화할 몇몇 중요성이 존재한다.

IPDT 백분위 수와 IPLR 성능 사이의 관계:

IPDT 백분위 수와 IPLR은 초과 재시도 횟수를 통해 결부되는데, 즉 이러한 수의 너무 낮은 값은 IPDT 백분위 수(너무 제한된 개수의 시도들로 인한)의 우수한 값을 제공하게 되지만, 동일한 이유로 인해 너무 높은 IPLR이다.

그러므로, 개념은 항상 IPLR 백분위 수와 IPDT 백분위 수의 측정 또는 추정을 함께 고려하는 것이다. AC와 패킷 범위에 대응하는 RCA 경우에는, 연관된 IPLR 성능이 AC IPLR 요구 사항을 충족시킬 경우에만 IPDT 백분위 수의 성능 값이 유효하다. 이는 AC 체계 요구 사항에서, IPLR 요구 사항이 IPDT 백분위 수의 요구사항보다 선행하는 이유를 설명한다.

IPLR , IPDT 백분위 수 추정 및 평균 CUE 측정에 대한 패킷 크기 변동 영향:

RCA 복잡성 중 하나는 모든 패킷이 전에 설명한 것과 동일한 크기를 가지지 않는다는 사실로부터 온다.

- 패킷 크기는 PER에 직접적인 영향을 미치고, 그에 따라 평균 재시도 비율에도 영향을 미친다.

- 평균 재시도 비율은, ERN에 대해 IPLR의 추정을 위해 사용된 주 입력들이다.

- 패킷 크기와 평균 재시도 비율은 평균 CUE의 측정을 위해 사용된 주 입력들이다.

- IPDT 백분의 수 또한 영향을 받는데, 이는 각각의 패킷의 IPDT 값이 패킷 크기와 시도 횟수에 결부되기 때문이다.

평균 IPLR, IPDT 백분위 수와 상이한 물리적 비율의 CUE 사이의 비교는, 패킷 크기 분포(AC나 패킷 크기 카테고리 내에 있는)가 샘플링된 공칭 물리적 비율에 대해 유사하다는 주장에 기초한다.

따라서, SMA의 패킷 개수 또는 EMA 또는 MEMA의 평활 인자는 정확히 크기가 조정되어야 한다. 이 값은 각 AC의 트래픽의 특수한 성질로 인해 AC마다 변할 수 있다.

IPLR 측정, 추정 및 비교:

최상의 물리적 비율을 선택하기 위해서는, RCA가 IPLR에 대한 물리적 비율 후보의 평가를 수행할 필요가 있다. IPLR을 비교하기 위해, 수 개의 가능한 구현예가 다양한 신뢰성과 반응성을 제공하는 상이한 개수의 샘플을 요구하는 복잡도의 상이한 레벨로 사용될 수 있다.

- IPLR 측정. 전술한 바와 같이, 이 방법은 신뢰할 수 있지만, 유효한 측정을 제공하기 위해 많은 수의 패킷을 요구하고, 따라서 VoIP와 같은 낮은 대역폭 트래픽의 경우에는 충분한 반응성을 제공하지 않는다.

- 지수 분포 성질들에 기초한 IPLR 추정. 전술한 바와 같이, 이전의 것보다 덜 신뢰적이라면, 이러한 추정은 VoIP와 같은 낮은 대역폭 매체에 대해 필요로 하는 반응성 포함을 제공한다. 이 외에, 이 방법은 RCA가 AC 요구 사항 밖의 IPLR 백분율을 지닌 임의의 물리적 비율을 버리는 것을 허용한다.

이전 단락에서 이미 설명한 바와 같이, 지수 분포 모델의 성질들은, max IPLR 요구 사항과 평균 재시도 비율 사이의 직접적인 관계, 즉

을 제공한다.

이는

- 특정 물리적 비율의 경우나 글로벌하게, 평균 재시도 비율은 이러한 AC의 max IPLR 요구 사항을 충족시키기 위해 알려진 값을 초과할 수 없다.

- 다양한 물리적 비율의 IPLR은 그것들의 평균 재시도 비율을 사용하여 비교될 수 있다.

IPDT 백분위 수 측정, 추정 및 비교:

최상의 물리적 비율을 선택하기 위해, RCA는 IPDT 백분위 수에 대한 물리적 비율 후보의 영향을 알 필요가 있다. IPDT 백분위 수를 비교하기 위해, 상이한 신뢰성과 반응성을 지닌 상이한 개수의 샘플을 요구하는 상이한 레벨의 복잡도를 지닌 수 개의 가능한 구현예가 사용될 수 있다.

- IPDT 측정. 전술한 바와 같이, 이러한 방법은 신뢰할 수 있지만, 유효한 측정을 제공하기 위해 많은 패킷을 요구하고 따라서 충분한 반응성을 제공하지 않는다.

- 평균 IPDT. 분포 모델과 결부되어, 평균 IPDT 변동은 평균 CUE 변동을 따르고(하지만 확대하고), 이러한 사실로 인해 IPDT 백분위 수의 양호한 표시기로서 간주되어서는 안 된다.

- 평균 IPDT + IPDT 표준 편차: 이 표시기는 이전의 것보다 훨씬 더 적절하지만, 99.9%와 같은 패킷들의 높은 백분위 수의 변동을 반영할 수 없다.

- 감마 분포의 성질들에 기초한 IPDT 백분위 수의 추정. 전술한 바와 같이 이러한 추정은 실제 측정보다는 신뢰가 덜 가지만 VoIP와 같은 낮은 대역폭 매체에 대해 필요로 하는 반응성을 제공한다. 이 외에, 이 방법은 RCA가 AC 요구 사항 밖의 IPLR 백분율을 지닌 임의의 물리적 비율을 버리는 것을 허용한다.

송신 성능들에 대한 물리적 비율 샘플링의 영향:

IPLR, IPDT 또는 CUE와 IPDT를 개선할 기회를 가지기 위해, 현재 물리적 비율 외의 다른 비율이 IPLR, IPDT 및 CUE 성능 추정 또는 측정을 위해 샘플링되어야 한다.

물리적 비율 샘플링 방법에 대한 대안예는 물리적 비율 조사 방법이다. 다양한 물리적 비율의 IPLR, IPDT 및 CUE 성능을 측정하기 위해, 이 조사 방법은 샘플링 방법으로서 대역 외(out of band) 가짜 패킷들과 대역 내에 있지 않은(not in band) 실제 패킷들을 사용하는 것이다. 물리적 비율 조사가 실제 트래픽에서 임의의 추가적인 혼란을 가져오는 것을 회피한다면, 물리적 비율-조사 패킷들은 각 흐름의 사용된 CUE를 충분히 증가시킬 수 있다(예컨대, 거의 10%). CUE에 대한 조사 영향은 WiFi NW 내부에 VoIP와 같은 많은 낮은 대역폭 스트림이 존재할 때 정말 큰 실패일 수 있는데, 이는 예컨대 실제 스트림의 66%에 도달할 수 있는 조사를 요구한다. 조사 방법이 다양한 물리적 비율을 비교하기 위해 본 발명과 충분히 호환 가능하다면, 나머지 RCA4WMM 설명은 샘플링 방법만을 사용하게 되고, 이는 이러한 RCA의 CUE 성능 목표에 더 적절한 것으로 보인다.

기존의 RCA 구현예에서는 물리적 비율 샘플링 비에 대한 통상적인 값은 패킷 모집단의 10% 또는 2개의 물리적 비율이 함께 샘플링되었다면 5%의 2배이다. 패킷들의 이러한 10%는 공칭 물리적 비율보다 가장 나쁜(또는 더 나은) IPLR과 IPDT 백분위 수의 성능을 가질 수 있는 물리적 비율을 사용한다. IPLR과 IPDT 백분위 수의 성능은 패킷 모집단의 1% 미만의 손실 또는 초과 IPDT에 의해 한정되고, 물리적 비율 샘플링은 글로벌 송신 성능에 극적인 영향을 미칠 수 있다.

따라서:

- RCA 경우는 샘플링되거나 공칭인 물리적 비율을 사용하는 모든 송신된 패킷이 AC 성능 요구 사항을 충족시킨다는 점을 입증해야 한다. 이들 글로벌 성능 추정은 글로벌 IPLR(GIPLR)과 글로벌 IPDT(GIPDT) 추정(또는 측정)이라고 부른다.

- RCA 경우는 물리적 비율 성능을 비교하기 위해 각각의 공칭인 또는 샘플링된 물리적 비율에 IPLR, IPDT 백분위 수와 평균 CUE 평가를 제공하고, 글로벌 성능을 개선하기 위해 잠재적으로 새로운 공칭 물리적 비율을 선택해야 한다.

GIPLR 과 GIPDT 의 추정과 측정:

글로벌 IPLR 평가에 관해서는 추정 방법이 선택되어야 한다. 하지만, 모든 송신된 패킷이 평가를 위해 사용되므로, 그 측정 방법은 IPTV와 같은 적어도 높은 대역폭 애플리케이션을 위해 고려될 수 있다.

GIPLR의 추정은

에 의해 주어지고, 여기서

- 현재의 RCA 경우를 위해 사용중인 샘플링된 공칭 물리적 비율 각각을 식별하는 1 내지 n.

- 이 물리적 비율에 의해 송신된 트래픽의 백분율을 나타내는

.

- 이전 단락에서 설명된

.

글로벌 IPDT 백분위 수의 평가에 관해서는, 추정 방법이 선택되어야 한다. 하지만, 모든 패킷이 평가를 위해 사용되므로, 그 측정 방법은 IPTV와 같은 적어도 높은 대역폭 애플리케이션을 위해 고려될 수 있다.

GIPDT의 추정은

에 의해 주어진다. 여기서

.

- 물리적 비율 n의 GIPDT_Percent인 IPDT_n. 이전 단락에서 설명한 바와 같이, GIPDT_Percent는 다음과 같은 급수

- 0<k<1인 경우:

에 의해,

- k>1인 경우:

에 의해, 주어진다.

GIPLR과 GIPDT 요구 사항을 보장하는 또 다른 방법은, 각각의 샘플링되거나 공칭의 물리적 비율이 max IPLR과 Max IPDT 요구 사항을 충족하는지를 입증하는 것이다. 이 상황에서:

- 샘플링된 물리적 비율의 IPLR 또는 IPDT가 성능 요구 사항 아래에 있다면, 글로벌 성능을 더 떨어뜨리지 않기 위해 이러한 물리적 비율의 샘플링이 중지될 수 있다.

- 공칭 물리적 비율의 IPLR 및/또는 IPDT가 성능 요구 사항 아래에 있다면, 글로벌 IPLR 및/또는 IPDT 성능 평가가 Max IPLR 및/또는 Max IPDT 성능을 넘어가기 전에 물리적 비율 변동이 예상될 수 있다.

이 모드에서는, GIPLR이 글로벌 요구 사항인

을 만족하는 한, 너무 보수적인 IPLR 성능을 회피하기 위해, 최대 IPLR 목표가 샘플링되고 공칭인 물리적 비율에 대해 상이할 수 있는데, 예컨대 가장 높은 샘플링된 물리적 비율의 max IPLR이 max GIPLR보다 높을 수 있고, 공칭 물리적 비율 IPLR의 Max IPLR이 max IPLR보다 낮을 수 있다.

이 모드에서는, GIPLR이 글로벌 요구 사항인

을 만족하는 한, 너무 보수적인 IPLR 성능을 회피하기 위해, 최대 IPDT 목표가 샘플링되고 공칭인 물리적 비율에 대해 상이할 수 있는데, 예컨대 가장 높은 샘플링된 물리적 비율의 max IPDT가 max GIPDT보다 높을 수 있고, 공칭 물리적 비율 IPDT의 Max IPDT가 max IPDT보다 낮을 수 있다.

글로벌 IPLR 과 글로벌 IPDT 상태와, 물리적 비율 선택에 대한 상대적인 영향들:

이미 설명한 바와 같이, 모든 송신된 패킷들 데이터는 GIPLR과 GIPDT를 제공하기 위해 사용된다. 따라서, 각각의 RCA 경우는 글로벌 IPLR과 IPDT 평가가 송신의 신뢰할 수 있는 상태를 제공한다는 점을 고려해야 한다.

RCA는 후속하는 GIPLR 및 GIPDT 상태를 식별해야 한다.

- 나쁜 IPLR 상태: GIPLR 값은 max IPLR 위에 있다.

- 나쁜 IPDT 상태: GIPLR은 max IPLR 아래에 있지만, GIPDT는 Max IPDT 위에 있다.

- 양호한 IPDT 상태: GIPLR과 GIPDT는 모두 max IPLR과 max IPDT 아래에 있다.

RCA는 GIPLR과 GIPDT 현재 상태에 관해 그리고 성능 기준 우선 순위, 즉 IPLR,IPDT 백분위 수 및 CUE에 따라서 물리적 비율 선택을 관리해야 한다.

- 나쁜 IPLR 상태에서는, RCA가 IPLR을 개선할 공칭 및 샘플링된 물리적 비율, 즉 더 낮은 물리적 비율을 선택하게 된다.

- 나쁜 IPDT 상태에서는, RCA가 IPDT를 개선하지만 max IPLR 요구 사항과 호환성 있는 IPLR 추정을 지닌 공칭 및 샘플링된 물리적 비율을 선택하게 된다.

- 양호한 IPDT 상태에서는, RCA가 CUE를 개선하지만 max IPLR 및 max IPDT 요구 사항과 호환성 있는 IPLR 및 IPDT 추정을 지닌 공칭 및 샘플링된 물리적 비율을 선택하게 된다.

글로벌 및 물리적 비율 성능 평가와, 통계치 시간 윈도 및 샘플링 비에 대한 영향 사이의 관계:

IPLR, IPDT 백분위 수와, 샘플링되고 공칭인 물리적 비율의 CUE 성능 사이의 일관되고 유효한 비교를 행하기 위해서, IPLR, IPDT 및 CUE 평가를 위해 사용된 다양한 SMA, EMA(또는 MEMA)가 동일한 가중치(weighting)를 지닌 동일한 시간 윈도에 모두 속하는 동일한 개수의 패킷들 데이터에 의해 이상적으로 공급되어야 한다. EMA와 MEMA의 경우, 이는 동일한 평활 인자와 동일한 EMA 인자를 사용한다는 것을 의미한다.

또한, 일관되지 않은 평가를 회피하고 일관된 결정을 취하기 위해, 글로벌 성능 평가와 물리적 비율 성능 평가를 위해 사용된 시간 윈도가 이상적으로는 동일해야 한다. EMA와 MEMA의 경우, 이는 샘플링 비에 관련하여 상이한 평활 인자 글로벌 평균과 물리적 비율 평가를 사용하였음을 의미하는데, 예컨대 샘플링 비가 1/20이고 글로벌 평활 인자가 1%라면, 샘플링 평활 인자는 17.2이다. 이상적인 샘플링 평활 인자의 개략적 근사값(rough approximation)은 다음 공식을 사용하여 제공될 수 있다.

- 샘플링 평활 인자 = 글로벌 평활 인자/샘플링 비

하지만, 모든 이들 예방책을 가지고도, 샘플링 평가가 송신된 패킷의 작은 부분(예컨대, 5%)을 사용하기 때문에, 샘플링 평가는 모든 송신된 패킷 측정을 사용하는 글로벌 IPLR 또는 IPDT 백분위 수의 평가보다 사실상 훨씬 더 덜 신뢰가 간다. 이러한 사실로 인해, 글로벌 레벨에서 이루어진 평가 결과들과 물리적 비율 샘플링 레벨 사이에는 일부 불일치와 모순이 나타날 수 있다. 이들 모든 상황에서, RCA는 첫 번째 글로벌 평가를 고려해야 한다. 이들 에러를 감소시키는 한 가지 방법은, 공칭 물리적 성능을 평가하기 위해, 공칭 물리적 비율로 송신된 모든 패킷의 측정을 사용하는 것이지만, 샘플링된 물리적 비율과 동일한 시간 윈도를 커버하기 위해 특수한 샘플링 평활 인자(거의 글로벌 평활 인자보다 10% 더 높은)를 가지고 행한다.

- 공칭 평활 인자 = 글로벌 평활 인자)/(1-샘플링된 물리적 비율의 수 ×샘플링 비)

또한, 무선 환경이나 이동도가 변하는 경우 반응성을 개선하기 위해, 글로벌 IPLR과 IPDT 백분위 수의 평가를 위해 더 짧은 시간 윈도를 가지는 것이 더 편리할 수 있다.

느린 적응성 샘플링 관리와 빠른 적응성 샘플링 관리:

물리적 비율 샘플링 비율(PSR: Phyrate Sampling Rate)은, 공칭 및 샘플링된 물리적 비율의 성능(예컨대, CUE, 평균 IPDT, 재시도 비율...)을 측정하기 위해 사용된 비율이다. 샘플링 비율 선택은 한 쪽에서의 빠른 적응 지연과 다른 쪽에서의 IPLR IPDT 및 CUE 평가에 있어서의 신뢰성 사이의 절충안이다.

- 높은 샘플링 비율은 환경의 다양한 전개에 따라 신속하게 측정 결과를 얻고, 물리적 비율을 신속하게 적응시키기 위해 사용된다. 빠른 적응은 이동 중인 경우나 송신을 시작할 때 필수적이다.

- 공칭 물리적 비율을 많이 사용하는 낮은 샘플링 비율은, 송신 성능(IPRL, IPDT, 및 CUE)을 최적화하기 위해 사용되고, 이 모드에서는 RCA 적응은 이전 모드에서보다 덜 반응적이다.

어려운 절충안을 회피하기 위하여, 이 개념은 적응의 2가지 모드를 한정하는 것이다.

- 트래픽이 시작 또는 재시작할 때 또는 나쁜 상황의 경우 빠른 적응 모드가 사용된다. 빠른 적응 모드에서는 RCA 목표가 가능한 빨리 최상의 성능을 제공하는 물리적 비율을 식별하는 것이다.

- RCA가 사용하기 위한 최상의 물리적 비율을 알 때 느린 적응 모드가 사용된다. 느린 적응 모드에서는, RCA 목표가 최적의 IPLR, IPDT 또는/및 CUE 글로벌 성능을 제공하는 것이다.

빠른 또는 느린 적응 모드 동안의 거동의 일관적인 접근을 행하기 위하여, 생각은, 각각의 물리적 비율 적응 요구 사항에 대해 다음을 명시하는 것이다.

- 정상 모드의 각 AC에서 물리적 비율 느린 적응 기간(PSAP: Phyrate Slow Adaptation Period) 요구 사항을 명시하는 것(예컨대, V0에 대해서는 1.5초, VI 클래스에 대해서는 1.5초, BE 또는 BK 클래스에 대해서는 3초). PSAP는 물리적 비율 잠재적 변화로, 결과적으로 물리적 비율 적응 속도에 대한 목표로 정해진 지연을 한정한다.

- 이전 요구 사항을 만족시키는 물리적 비율 적응 샘플링 기간(PASP: Phyrate Adaptive Sampling Period)을 가지는 것. 공칭적이고 샘플링된 물리적 비율을 측정하기 위해 샘플링 기간이 사용되기 때문이다. PSAP는 사실상 최대 이용 가능한 샘플링 기간을 한정하는 현재 평균 출발 패킷 기간(MIPP: Mean Inter-departure packet Period)보다 낮을 수 있다.

- 물리적 비율 빠른 적응 반복(PFAI: Phyrate Fast Adaptation Iteration)을 명시하는 것으로, 이값은 RCA가 최적의 적응에 가깝도록 하기 위해 수행할 물리적 비율 변경의 나머지 반복 횟수를 한정한다. PFAI 카운터는 이러한 AC에 대해 각각의 트래픽 시작시 시작되거나 다시 시작되고, 각각의 물리적 비율 변경마다 감소된다. PFAI가 0과 같지 않은 한, 시스템은 빠른 적응 모드에 남아 있고, 현재의 MIPP를 PASP로서 사용한다.

- PSAP와 PFAI 초기값들은 각각의 AC에 특정된다.

PSAP는 다음과 같이 주어진다.

- 물리적 비율 빠른 적응 모드 동안(즉, PFAI≠0)에는 PASP=MIPP.

·PASP=MIPP

- 물리적 비율 느린 적응 모드 동안(즉, PFAI=0)에는

에 의해 주어진다.

여기서,

·공칭 물리적 비율과 샘플링된 물리적 비율의 측정을 위한 PSAP 물리적 비율 변경 기간.

·n은 측정된 물리적 비율의 개수(예컨대, 2개의 샘플링된 것과 1개의 공칭의 총 3개).

·N은 유효한 측정 또는 추정을 제공하기 위해 다양한 EMA 또는 MEMA에 대해 필요로 하는 것마다의 패킷의 개수를 한정한다. EMA 또는 MEMA의 경우, 이는 누적 가중치>80%를 제공하기 위해 필요한 샘플의 개수이고, 예컨대 평활 인자가 0.217인 3중(triple) EMA의 경우 17개의 샘플이다.

·빠른 적응 기간에서처럼 PASP=MIPP라면, PAPSP는 현재 평균 출발 간 패킷 기간(MIPP)보다 높아서는 안 된다.

·VO에 대한 예의 경우 PSAP=1.5초, N=25, n=3, PASP=20㎳.

통상적인 느린 적응 모드에서는, 동일한 PSAP와 동일한 N개의 모집단일 경우 PASP 값은 매체와는 독립적이 되는데, 이는 매체에 의존적인 대응하는 적응 샘플링 비(ASR: Adaptive Sampling Ratio)와는 반대의 경우이다. ASR은 ASR=(MIPP/PASP)*(n-1)/n)로 주어진다. 아래에 PSAP가 1.5초인 경우의 몇몇 예가 존재한다.

·20㎳의 MIPP의 경우 64kbps G711 코덱에 대해 ASR=66%.

·1.77㎳의 MIPP의 경우 6mps IPTV에 대해 ASR=6%.

·12㎳의 MIPP의 경우 512kbps 비디오 전화기에 대해 ASR=40%.

따라서, 물리적 비율 느린 적응 모드에서 샘플링은 더 나은 IPDT와 CUE 성능들을 위해 최적화된다.

RCA는

- MIPP의 계산과 측정,

- 트래픽 시작 또는 트래픽 재개(resume)의 검출을

위해 인터(Inter) 패킷 기간 측정을 사용한다.

·트래픽 재개는 트래픽이 수 초(예컨대, 5초 보다는 많지만 20초다 적은) 동안 중지되었음을 의미한다. 이러한 상황에서, 시스템은 각 AC에 특정된 반복 횟수 동안 PFAI 카운터를 다시 시작함으로써 물리적 비율 빠른 적응 모드로 복귀하게 된다.

·트래픽 시작은 그 트래픽에서 20초보다 많은 기간 동안 트래픽이 존재하지 않고, PFAI가 존재함을 의미한다.

·Min과 max 트래픽 재개 지연 값들과 트래픽 시작 지연 값은 각각의 AC에 특정된다. 최상의 수고 트래픽.

MIPP 측정은 EMA나 MEMA 방법에 기초한다.

- MIPP가 PASP보다 낮거나 PASP보다 낮지 않은지를 식별하기 위해, MIPP EMA 값은 이러한 AC에 대한 현재의 PASP 값으로 시작되어야 한다.

- 모든 측정에 대해 동일한 시간 윈도를 가지기 위해서, 평활 인자와 MEMA 인자가 샘플링된 물리적 비율 평가를 위해 사용된 것과 동일하다.

샘플링된 물리적 비율의 선택:

물리적 비율 샘플링의 목표는 RCA에 더 나은 IPLR, 더 나은 IPDT 또는 더 나은 CUE 사용을 제공하는 물리적 비율을 선택할 기회를 제공하는 것이다. 이 단락은 샘플링할 물리적 비율을 어떻게 선택하는지에 대한 물음에 대해 답하려고 한다.

첫 번째, RCA는 다음과 같은 현재 목표로 된 성능들을 개선할 수 없는 물리적 비율을 버려야 한다.

- IPLR:

더 낮은 물리적 비율은 더 낮은 재시도 비율을 제공하고, 따라서 더 나은 IPLR 성능을 제공한다. 하지만, OFDM과 비(non)-OFDM 사이의 경계에서의 일부 물리적 비율에서는 건너 생략되어야 한다.

- 5.5MB는 항상 6MB보다 낮은 재시도 비율을 제공한다(6Mbps는 5.5가 이용 가능하다면 생략될 필요가 있다).

- 11MB는 항상 9MB와 12Mbs보다 낮은 재시도 비율을 제공한다(9MB와 12MB는 11Mbs가 이용 가능하다면 생략되어져야 한다).

- IPDT 백분위 수:

전술한 바와 같이, IPDT 백분위 수의 경향을 알 방법이 존재하지 않고, 측정 또는 평가만이 실제 답을 제공한다.

하지만, RCA는 나쁜 GIPLR 성능 또는 GIPDT 성능을 회피하기 위해 샘플링 물리적 비율 선택에서 동일한 IPLR 예외를 적용해야 한다.

- CUE:

전술한 바와 같이, CUE 경향을 알 방법이 존재하지 않고, 측정 또는 평가만이 실제 답을 제공한다.

하지만, RCA는 심지어 어떠한 재시도도 더 이상 없이 현재 물리적 속도의 CUE를 소비하는 더 낮은 물리적 비율을 선택해서는 안 된다(이는 더 높은 물리적 비율에 대해서는 가능하지 않다).

RCA는 나쁜 GIPLR 성능 또는 GIPDT 성능을 회피하기 위해 샘플링 물리적 비율 선택에서 동일한 IPLR 예외를 적용해야 한다.

샘플링된 물리적 비율을 선택하는 가장 간단한 방법은, 공칭 물리적 비율에 인접한 물리적 비율을 선택하는 것인데, 즉

- 매번 1개의 상부 인접 물리적 비율과 1개의 하부 인접 물리적 비율이 가능하다.

- 공칭 물리적 비율보다 높은 비율이 존재하지 않는다면 1개의 인접한 더 낮은 물리적 비율.

- 공칭 물리적 비율보다 낮은 비율이 존재하지 않는다면, 1개의 인접한 높은 물리적 비율.

물리적 비율 전개 경향의 혜택을 취하기 위해, 더 정교한 방법이 샘플링된 물리적 변화의 선택을 위해 사용될 수 있다. 예컨대,

- 경향 반전의 경우 더 빠른 적응 하지만 더 낮은 반응성을 제공하는 방법:

·마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 감소시키게 하였다면 2개의 인접한 더 낮은 물리적 비율.

·마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 증가시키게 하였다면 2개의 인접한 더 높은 물리적 비율.

·마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 유지하게 하였다면, 1개의 더 높은 인접한 물리적 비율과 1개의 더 낮은 인접한 물리적 비율.

·공칭 물리적 비율보다 높은 이용 가능한 비율이 존재하지 않는다면, 1개의 인접한 더 낮은 물리적 비율.

·공칭 물리적 비율보다 낮은 이용 가능한 비율이 존재하지 않는다면, 1개의 인접한 더 높은 물리적 비율.

- 경향 반전의 경우 더 빠른 적응 하지만 더 낮은 반응성을 제공하지만, 더 나은 물리적 비율의 더 쉬운 검출을 허용하는 방법:

·2개의 인접한 더 낮은 물리적 비율들:

■마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 감소시키거나,

■샘플링된 물리적 비율 중 2개가 2개의 더 높은 인접한 물리적 비율일 때, 마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 유지하도록 하였거나,

■공칭 물리적 비율보다 높은 이용 가능한 물리적 비율(예컨대, 54Mbps)이 1개만 존재하는 경우.

·2개의 인접한 더 높은 물리적 비율:

■마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 증가시키거나,

■샘플링된 물리적 비율 중 2개가 2개의 더 낮은 인접한 물리적 비율일 때, 마지막 물리적 비율 선택이 공칭 물리적 비율을 유지하도록 하였거나,

■공칭 물리적 비율보다 낮은 이용 가능한 물리적 비율(예컨대, 1Mbps)이 1개만 존재하는 경우.

- 경향 반전의 경우 더 빠른 적응과 더 높은 반응성을 제공하지만, 추가 물리적 비율 샘플링으로 인해, CUE과 IPDT에 대한 더 낮은 성능을 제공하는 방법:

·인접한 2개의 더 낮은 물리적 비율과 더 높은 1개의 물리적 비율:

·인접한 2개의 더 낮은 물리적 비율과 1개의 더 낮은 물리적 비율:

·공칭 물리적 비율(예컨대, 54Mbps)보다 높은 비율이 존재하지 않는다면, 2개의 인접한 더 낮은 물리적 비율.

·공칭 물리적 비율(예컨대, 1Mbps)보다 낮은 비율이 존재하지 않는다면, 2개의 인접한 더 높은 물리적 비율.

■기타 등등..

이들 모든 방법은 혜택과 결점을 가지는데, 즉 RCA가 각각의 AC에 대해 상이한 방법 또는 상이한 혼합을 사용할 수 있다.

- 더 빠른 적응을 가져오는 일부 방법들은 VoIP에 대해 필요한 이동성을 위해 좀더 적응된다.

- 일부 방법들은 다음 인접한 물리적 비율로 샘플링을 제한함으로써, 패킷 손실의 위험을 감소시킨다.

- CUE 사용을 최적화하는 일부 다른 방법들은 BE와 BK를 위해 좀더 적응된다.

하지만, 본 명세서의 나머지 설명부에서는, 이해를 돕기 위해 가장 간단한 방법만이 사용된다.

측정, 평가, 및 성능 결과들에 대한 다수-비율 메커니즘의 영향에 관한 주장:

앞에서 설명된 바와 같이, 다수-비율 메커니즘의 원리는, RCA가 더 낮은 물리적 비율을 사용하여 나쁜 상황을 좀더 효율적으로 복구하게 된다는 가정에 기초하여, 동일한 비율로 수 차례의 시도 후, 물리적 비율을 감소시키는 것이다.

평균 CUE와 평균 IPDT 측정에 관해, 본 발명의 원리는 CUE와 IPDT 측정에 대한 다수-비율 영향이 연관된 패킷의 통계치에 포함되어야 한다는 점을 고려하는 것이다. 따라서, 다수-비율의 사용은

- 재시도 비율 측정에 어떠한 영향도 미치지 않는다. 하지만, IPLR을 평가하기 위해 사용된 지수 분포 모델은 덜 관련될 수 있다.

- IPDT 측정에 대해 어떠한 영향도 미치지 않는다. 하지만, IPDT 백분위 수를 평가하기 위해 사용된 감마 분포 모델은 덜 관련될 수 있다.

평균 CUE를 계산하기 위한 방법에 영향을 미친다. 즉, 하나의 패킷을 송신하기 위해 사용된 CUE 시간은 시도의 개별 물리적 비율을 고려하는 매 시도마다의 CUE 시간의 합이다.

성능에 관해, 다수-비율 메커니즘의 사용은 성능 측면에서 일부 영향을 미친다. 이러한 메커니즘은 IPLR과 IPDT 백분위 수에 관한 몇몇 품질 개선을 가져오지만, 치루어야 할 대가는 로딩된(loaded) 환경에서 특별히 더 낮은 물리적 비율의 더 빈번한 사용으로 인해 상당한 추가 CUE가 소비된다는 점이다.

연속적인 패킷 손실( SLP : Successive Packet Lost ) 관리:

SLP는 송신이 이러한 물리적 비율을 사용하여 현재 가능하지 않다는 것을 표시하는 매우 낮은 지연 시간 이벤트이다. 다수의 가능한 일시적인 또는 영구적인 이유가 존재한다.

- 사용자 이동성(즉, 범위를 벗어난 국).

- 더 큰 패킷 크기.

- 움직이는 장애물.

- 일시적으로 교란된 환경(예컨대, 마이크로웨이브 오븐, 다른 WiFi NW들, 블루투스 송신).

- 액세스 포인트 실패(예컨대, 전원의 결여로 인한).

- 기타 등등..

하지만, 이유들을 식별한 방법이 없기 때문에, 얼마나 오래 상황이 지속할지와, 무선 송신을 어떻게 적절히 그리고 효율적으로 복구할지를 알 방법 역시 없다.

SLP 상태는 공칭 물리적 비율이나 모든 물리적 비율에 관한 더 높은 샘플링된 물리적 비율과 같은 하나의 특수한 물리적 비율 사용으로 발생할 수 있고, 따라서 SLP 상태는 물리적 비율에 의해 검출되어야 한다.

일부 대기를 포함하는 몇 가지 전략이 가능하고, 그러한 전략을 보자. 하지만, 글로벌한 객관적인 RCA45WMM이 QoS이고, QoS의 주된 요구 사항이 패킷 손실을 피하는 것이기 때문에, 이러한 RCA 경우의 단기 목표는 작용하는 물리적 비율을 찾는 것이다. 검출된 혼란이 모든 물리적 비율에 영향을 미치지만, SLP 상태를 제공하는 물리적 비율 아래의 물리적 비율에는 영향을 덜 미치는 가정에 기초하여, SLP에 제공되는 행위들은

- SLP 상태의 물리적 비율 발생기가 더 높은 샘플링된 물리적 비율이라면,

■더 높은 물리적 비율에 관한 현재 샘플링 처리를 중단한다.

- SLP 상태의 물리적 비율 발생기가 공칭 물리적 비율 또는 더 낮은 샘플링된 물리적 비율이라면,

■SLP 상태를 제공하는 물리적 비율 아래의 샘플링되고 공칭인 물리적 비율을 선택한다.

RCA 경우의 시작 국면:

RCA 경우의 시작 국면은 이 방향과 이 AC, 및 이 패킷 범위에 대해 이전에 확립된 어떠한 트래픽도 존재하지 않을 때 시작되어야 한다.

선호도 순서로, RCA 경우에 대한 초기 공칭 물리적 비율을 선택하는 수 개의 방법이 존재한다.

- 동일한 크기의 패킷 범위를 지닌 다른 AC들의 현재 공칭 물리적 비율을 사용하는 것.

- 임의의 AC의 패킷 크기의 또 다른 범위의 현재 공칭 물리적 비율을 사용하는 것(더 큰 패킷 크기 범위가 더 작은 패킷 크기 범위보다 선호된다).

- RSSI 값 측정을 사용하고, STA와 AP에 의해 지원된 기본적이고 조작상의 물리적 비율 중에서 하나를 선택한다.

초기 물리적 값에 기초하여, 샘플링할 2개의 물리적 비율이 선택된다(예컨대, 인접한 1개의 더 낮은 물리적 비율과 인접한 1개의 더 높은 물리적 비율).

물리적 비율 선택 외에,

- 샘플링 모드가 시작된다:

물리적 비율 빠른 적응 반복(PFAI: Phyrate Fast Adaptation Iteration) 카운터들.

PASP.

- 측정 및 추정이 시작된다:

·글로벌.

■평균 시도 비율 측정에 기초한 GIPLR 추정.

■평균 IPDT, IPDT 분산에 기초한 GIPDT 백분위 수의 추정.

■MIPP.

■SPC(샘플링 패킷 카운터).

·각각의 물리적 비율에 특정된 것(샘플링된 물리적 비율을 포함하는).

■평균 시도 비율 측정에 기초한 IPLR 추정.

■평균 IPDT, IPDT 분산 PLR에 기초한 IPDT 백분위 수의 추정.

■평균 CUE.

■SLP(연속적인 패킷 손실).

RCA 경우의 학습 국면:

이 국면은

- 공칭 및 샘플링된 물리적 비율의 IPLR, IPDT, 및 CUE와,

- GIPLR과 GIPDT

의 첫 번째 유효한 추정을 행하기 위해 공칭 및 샘플링된 물리적 비율을 사용하여 충분한 패킷들(예컨대, N=25)을 보내는데 필요한 시간에 대응한다.

이 국면 동안:

- SLP 상태가 발생하면, RCA는 본 명세서의 앞에서 설명한 것처럼 SLP 상태를 관리한다.

- 패킷 송신 재개 또는 재시작 상태가 발생하면, 영향을 미치지 않는다.

다양한 EMA 또는 MEMA 측정이 유효할 때(즉, N개의 패킷들로부터의 데이터에 의해 시작될 때), RCA 경우가 적응 국면에서 나온다.

RCA 국면의 빠르고 느린 적응 국면:

이 적응 국면은 RCA에 관한 정상 작용 국면이다. 이 국면에서, 사용중인 샘플링 방법(빠른 적응 또는 느린 적응에 대해)은 FPAI 카운터에 의해 표시되고 MIPP의 방법이다.

이 국면 동안, 공칭 물리적 비율 변화가 다음의 경우들에서 발생할 수 있다.

- SLP(Successive packet lost) 상태(본 명세서에서 앞에서 설명한 것처럼).

- 모든 GIPDT 상태들에서 양호한 상태로부터 나쁜 상태로의 GIPLR 상태 변화.

- GIPRL이 양호한 상태에 있을 때 양호한 상태로부터 나쁜 상태로의 GIPDT 상태 변화.

- 재시작 상태(본 명세서에서 앞에서 설명한 바와 같이).

- RCA가 송신할 새로운 패킷을 가지고, 샘플링된 공칭 물리적 비율들의 모든 IPLR, IPDT, 및 CUE 추정이 유효한 상태(SPC에 의해 표시된)에 있을 때, 즉 사용된 다양한 MEMA가 충분한 개수의 샘플에 의해 공급되었을 때.

IPLR, IPDT 백분위 수와 CUE 추정이 유효하고, RCA가 송신할 새로운 패킷을 가진다면, 현재의 GIPL과 GIPDT 상태에 관련한 관리시 공칭 물리적 비율 변화가 발생할 수 있다.

- GIPLR이 나쁜 상태(즉, GIPLR>maxIPLR)라면, RCA가 어느 것이 각각의 물리적 비율의 개별 IPLR 성능이 될 수 있든지 간에, 공칭 및 샘플링된 물리적 비율에 대한 더 낮은 물리적 비율을 선택하게 된다. 더 낮은 어떠한 물리적 비율도 이용 가능하지 않는다면, RCA는 더 나은 상태만을 기다릴 수 있다.

- 가장 낮은 물리적 비율이 새로운 공칭 물리적 비율이 된다.

- 가장 높은 샘플링된 물리적 비율이 선택 해제된다.

- RCA는 샘플링할 새로운 물리적 비율을 선택한다(예컨대, 새로운 현재 물리적 비율보다 낮은 물리적 비율). 샘플링하기 위해 더 낮은 어떠한 물리적 비율도 이용 가능하지 않는다면, RCA는 오직 물리적 비율에 관해 샘플링한다.

- 새로운 샘플링된 물리적 비율들의 EMA들은 새로운 현재 물리적 비율의 EMAS 값들로 시작된다.

- GILPR이 양호한 상태(즉, GIPLR<masIPLR)에 있지만, GIPDT가 나쁜 상태(즉, GIPDT 백분위 수>maxIPDT)에 있다면, RCA는 최상의 IPDT를 제공하는 물리적 비율을 선택하게 된다.

·그것이 이미 공칭 물리적 비율이라면, RCA는 더 나은 IPDT 성능만을 기다릴 수 있다.

·그것이 샘플링된 물리적 비율 중 하나라면, RCA는 이러한 IPLR 평가가 max IPLR 요구 사항을 충족시키는지를 입증한다.

·만약 그렇지 않다면, RCA는 더 나은 성능만을 기다릴 수 있다.

·만약 그렇다면, 최상의 샘플링된 물리적 비율(예컨대, 가장 낮은 물리적 비율)이 새로운 공칭 물리적 비율이 된다.

·이전에 샘플링된 물리적 비율 중 하나(예컨대, 가장 높은 물리적 비율)가 선택 해제된다.

·RCA는 샘플링할 새로운 물리적 비율을 선택한다(예컨대, 새로운 현재 물리적 비율보다 낮은 물리적 비율). 새로운 샘플링된 물리적 비율의 EMA들은 새로운 현재 물리적 비율의 EMAS 값들로 시작된다.

- GILPR이 양호한 상태(즉, GILPR<maxIPLR)에 있고, 또한 GIPDT가 양호한 상태(즉, GIPDT 백분위 수<maxIPDT)에 있다면, RCA가 최상의 CUE를 제공하는 물리적 비율을 선택하게 된다.

·그것이 이미 공칭 물리적 비율이라면, RCA는 더 나은 상태만을 기다릴 수 있다.

·그것이 샘플링된 물리적 비율 중 하나라면(예컨대, 가장 높은 물리적 비율);

■RCA는 IPLR과 IPDT 백분위 수의 평가가 이러한 AC의 Max IPLR과 IPDT 백분위 수의 요구 사항 아래에 있다는 것을 입증하게 된다.

■만약 그렇지 않다면, RCA가 더 나은 상태만을 기다릴 수 있다.

■만약 그렇다면, 이러한 물리적 비율이 새로운 공칭 물리적 비율이 된다.

·이전에 샘플링된 물리적 비율 중 하나(예컨대, 가장 낮은 물리적 비율)가 선택 해제된다.

·RCA는 샘플링할 새로운 물리적 비율을 선택한다(예컨대, 새로운 현재 물리적 비율보다 가장 높은 물리적 비율). 새로운 샘플링된 물리적 비율들의 EMA들은 새로운 현재 물리적 비율의 EMAS 값들로 시작된다.

- 다양한 MEMA의 수렴 시간을 개선하기 위해, 모든 EMA가 시작 국면에서 일관된 값(즉, 가능한 값)까지 시작되어야 하고, 학습 국면 후, 다양한 EMA가 사용중에 샘플링되거나 공칭 물리적 비율에 의해 제공된 물려받은 값들로 시작되어야 한다.

- AC 요구 사항에 따라, 가장 어려운 요구 사항은 max IPLR과 max IPDT 요구 사항일 수 있고, 이는 그러한 요고 사항들이 WiFi NW에 대해 현실적이 아니라면, RCA가 그들 전부를 만족시킬 수는 없다는 것을 함축적으로 의미한다.

- 너무 작은 초과 재시도 횟수는 도달 불가능한 max IPLR을 초래할 수 있다.

- IPLR에 대한 지수 분포 모델과 감마 분포 모델은, 물리적 비율 성능을 비교하는데 신뢰할 수 있지만, 제공된 IPLR과 IPDT 추정에 관해서는 신뢰가 덜 간다. 너무 작은 max IPLR 요구 사항(예컨대, 0.05% 아래의) 또는 max IPDT 요구 사항에 대한 너무 높은 백분율(예컨대, 99.9%를 넘는)은 실현 가능하지 않은 추정을 초래할 수 있고, MEMA에 대한 매우 작은 평활 인자와 그에 따라 변하는 상태에 관한 매우 나쁜 반응성을 부가하게 된다.

RCA4WMM 에 의해 사용된 WiFi 데이터와 다양한 정보의 요약:

RCA는 무선 구현예로부터 제공하는 구성과 입력을 반영하는 수 개의 데이터를 사용한다:

- 이러한 방향에 대한 RSSI 신호 레벨, 이 값은 초기 물리적 비율을 결정하기 위해, RCA에 의해 사용된다.

- 길거나 짧은 프리앰블(preamble) 모드(CUE 계산을 위해 사용된).

- 길거나 짧은 슬롯 시간(CUE 계산을 위해 사용된).

- 기본적이고 조작상의 물리적 비율(CUE 계산을 위해 사용되고, 어느 물리적 비율이 샘플링할 필요가 있는지를 결정하기 위해 사용된)

- 현재 AC 정보.

·현재 AC(VI,VO,BI BK).

·WMM 파라미터들(AIFS, CW MIN, CWMAX, TXOP) 값들.

·목표가 된 Max IPLR 값.

·목표가 된 Max IPDT 값.

·PSAP 값.

·트래픽 시작에 관한 PFAI 횟수.

·트래픽 재개에 관한 PFAI 횟수들.

·Max 연속적인 패킷 손실 횟수.

·낮은 그리고 빠른 샘플링 측정과 글로벌 측정을 위한 일관된 평활 인자와 MEMA 인자.

·MRN(Multi-rate Retry Number)과 ERN(Excessive Retry Number).

·트래픽 시작 기간 값.

·Min 트래픽 재개 기간 값과, max 트래픽 재개 기간 값.

- 물리적 비율 샘플링 모드에 연관된 특정 데이터와 파라미터(각 패킷 범위, 경우에 연관된):

·MIPP.

·PFAI 카운터들.

·PASP와, 연관된 샘플링 타이머.

·공칭 및 샘플링된 물리적 비율들.

- 포함하는 마지막으로 보내는 프레임 정보(각 패킷 범위 경우에 연관된)/

·보낸/보내지 않은:(GIPLR 통계치를 위해 사용된).

·현재 물리적 비율(평균 CUE 계산을 위해 사용된).

·시도 횟수들(IPLR과 평균 CUE 계산을 위해 사용된).

·패킷 크기(평균 CUE 계산을 위해 사용된).

·모든 시도, 백 오프 시간, 및 자유 채널 대기 시간을 포함하는 송신 지연(샘플링된 물리적 비율 IPDT와 GIPDT 추정을 위해 사용된).

- 글로벌 측정과 추정을 위한 특정 데이터(각각의 패킷 범위 경우에 연관된).

·평균 GIPDT와, GIPDT 분산, GIPDT 백분위 수의 추정.

·글로벌 평균 시도 비율과 GIPLR 추정.

·측정과 추정의 유효 상태를 표시하는 샘플의 카운터.

- 각각의 샘플링되거나 공칭의 물리적 비율에 대해 특정된 데이터(각각의 패킷 범위 경우에 연관된):

·물리적 비율 값/

·평균 IPDT, IPDT 분산, IPDT 백분위 수의 추정.

·평균 재시도 비율과 IPLR 추정.

·평균 CUE 측정.

·IPLR, IPDT 백분위 수, 및 CUE의 측정과 추정이 유효한 것으로 간주될 충분한 패킷 데이터에 의해 공급된 시기를 표시하는 샘플링 패킷 카운터(SPC: Sampling Packet Counter).

·현재 연속적인 패킷 손실(SLP: Successive Packet Lost) 카운터.

다양한 디바이스에 대한 RCA4WMM 구현 프로파일 예들:

디바이스에 따라, 본 발명의 수 개의 구현예 프로파일이 고려되어야 한다:

- 일반적인 WiFi 액세스 포인트.

- WiFi 전화기(고정 모바일 수렴 상황에서 사용하는 것을 포함하는).

- WiFi 비디오 전화기(고정 모바일 수렴 상황에서 사용하는 것을 포함하는).

- WiFi IPSTB.

- PC/PDA.

일반적인 액세스 포인트는 임의의 타입의 애플리케이션을 커버해야 하고, 따라서 AP는 다양한 타입의 애플리케이션을 커버하라는 명령에 따라 RC4WMM 알고리즘의 완전한 구현예를 구현해야 한다. 또한, WMM 모드가 비활성화되는 상황을 커버하기 위해 특정 구성이 제안될 필요가 있다. 그럴 경우, AP가 그것의 구성에서 하나는 대역폭 지향이고 나머지 하나는 실시간 매체 지향되는 것과 같이, 사용자 인터페이스 대안 프로파일을 제안할 수 있다:

- 대역폭 지향된 프로파일의 경우, BE/BK 클래스(class) AC의 RCA4WMM 파라미터 세트가 최적인 것으로 간주되어야 한다.

- 실시간 지향된 프로파일의 경우, VI 클래스 AC의 RCA4WMM 파라미터 세트가 약 100㎳까지 확장된 max IPDT 값일 수 있고, AC는 실시간 매체와 대역폭 지향된 목표 사이의 일종의 절충안으로서 간주되어야 한다.

WiFi 전화기는 메모리 지문(footpring)과 CPU 사용에 관한 강제 사항(constraints)을 지닌 디바이스이고, 따라서 음성 매체를 위해 적응된 IPLR과 IPDT 백분위 수, 시그널링을 위한 양호한 IPLR, 긴 범위, 이동성, 및 신속한 적응을 목표로 하는 간단한 RCA를 제공할 필요성이 존재한다. WiFi 전화기는 다음의 2가지 AC를 사용한다:

- BE AC: 본질적으로 시그널링을 위해 그리고 때때로 데이터 전송을 위해 사용된 DHCP, SIP, DNS, HTPP 등과 같은 TCP 또는 UDP 기반의 프로토콜.

- VO AC: VoIP와 다양한 고정(또는 가변적인 비트율) 코덱을 위한 것.

따라서, WiFi 전화기를 위한 RCA는 다음을 지원해야 한다.

- BE와 하나의 VO AC를 위한 하나의 RCA 경우.

- 이동성 목적을 위한 선택적으로 다수-비율 지원(support).

- 물리적 비율 빠른 적응 모드, 대역폭 사용이 상당히 낮고, 느린 적응 모드 지원이 선택적인 것으로 간주될 수 있다.

- 글로벌하고 물리적 비율 IPLR과 IPDT 백분위 수의 추정.

- 연속적인 패킷 손실 관리.

WiFi 비디오 전화기는 RCA에 이전 VoIP 강제 사항에 구속되는 인터랙티브(interactive) 비디오를 추가하는 디바이스이다.

- VI AC: RTP와 RTCP를 위한 것. 비디오 스트림은 64kbps과 512kbps 사이에 있다. RTCP 패킷은 비디오 패킷에 비해 상당히 작다.

따라서, WiFi 비디오 전화기를 위한 RCA는 다음의 것들을 지원해야 한다:

- BE AC와 하나의 VO AC를 위한 하나의 RCA 경우.

- VI AC를 위한 2개의 RCA 경우(RTP와 RTCP).

- 이동성 목적을 위한 선택적인 다수-비율 지원.

- 물리적 비율 빠른 및 느린 적응 모드, 대역폭 사용이 상당이 낮기 때문에, 느린 적응 모드가 인터랙티브 비디오를 위해 요구된다.

- VI,VO, 및 BE AC를 위한 평균 IPDT 최적화.

- 연속적인 패킷 손실 관리.

저장 능력을 지닌 WiFi STB는 네트워크가 이루어진 집에서의 AV 플레이어와 콘텐츠 서버 2가지 모두의 역할을 하는 것으로 간주되어야 하는 디바이스이다. 콘텐츠는 A/V 콘텐츠를 포함할 수 있지만, 영상들과 HTML 페이지도 포함할 수 있다. 또한 V2IP와 비디오 전화기를 제공할 수 있다. 이러한 타입의 환경에서, 직접 링크 모드의 지원은 의무적인 것으로 또는 적어도 특징을 가지는 좋은 것으로서 간주되어야 한다.

IPTV나 VOD와 같은 A/V 서버 애플리케이션이 많은 비율의 이용 가능한 CUE를 필요로 하기 때문에, 다른 애플리케이션을 위해 CUE를 저장하는 실제 혜택이 존재한다. 이러한 타입의 애플리케이션의 경우, 적응 샘플링을 사용하는 것은 샘플링을 위한 CUE 사용 필요성을 감소시키는 것을 허용한다.

IP, STB, 및 AP는 이동성 디바이스가 아니기 때문에 수요가 없고, 심지어 다수-비율 메커니즘을 활성화하는데 권고되지 않는다. 따라서, 이러한 타입의 디바이스의 경우, 알고리즘의 완전한 구현이 필요하다.

PC들 또는 PDA들 모두 일반적이고 다목적 디바이스이므로, 이러한 타입의 디바이스에 대해서는, RC4의 완전한 구현을 회피하는 것이 어렵다.

사용자 레벨에서의 본 발명의 주된 혜택은, WiFi NW를 사용하여 인터랙티브 또는 비-인터랙티브 실시간 매체뿐만 아니라 최상의 수고 트래픽의 특정 QoS 요구 사항을 목표로 하는 물리적 비율 선택을 VoIP, V21P, IP TV, 및 VOD와 같은 애플리케이션에 제공하는 것이다.

QoS 요구 사항이 각각의 AC에 대해 특정될 수 있기 때문에, 물리적 비율 선택 기준은 또한 각각의 AC에 대해 특정된다. QoS 요구 사항들이 만족될 수 있는 한, RCA4WMM이 대역폭 지향된 RCA보다 동일한 거동을 가지게 된다. 따라서 WiFi NW의 글로벌 성능은 최적이 되며, 각 타입의 실시간 및 비실시간 콘텐츠에 적응된다.

또한, VO 또는 VI 매체에 적응된 AC마다 특정 관리를 제공함으로써, RCA4WMM은 모든 어려운 절충안을 회피하고, 성능을 개선한다. 대역폭 지향된 RCA, RCA4WMM에 비해, BE와 BK AC에 대한 물리적 비율 선택이 HTML 브라우징이나 데이터 벌트 전송에 의해 필요로 하는 적응 샘플링 메커니즘으로 인해 더 많은 대역폭 성능을 제공하게 되고, VoIP 또는 IPTV와 같은 QoS를 요청하는 다른 콘텐츠들에 의해 품질이 떨어지지 않게 되며, 그 역도 성립한다.

다양한 환경과 사용에 대한 적응에 관해 추가적인 혜택이 발견될 수 있다:

- 본 발명은 WMM이 아닌 구성에서 사용될 수 있다. 이러한 상황에서는, 선택된 RCA 파라미터 구성이 BE AC 구성 중 하나일 수 있다.

- 본 발명은 WiFi 국에서뿐만 아니라 WiFi 액세스 포인트에서 구현될 수 있다. AP와 국들 모두에서 구현될 때 최대의 혜택이 제공된다. 본 발명은 기존의 IEEE 802.11 표준과 호환성 있고, 802.11a,b,g,및 이후의 표준에 대한 WMM의 모든 구현예에도 적용할 수 있다.

- 본 발명은 HW 독립적이다. 본 발명은 임의의 HW 구현예를 통해 구축될 수 있고, 이러한 HW 구현예는 또한 SW에 필요로 하는 정보를 제공할 수 있다.

- 본 발명은 HW의 성능에 독립적이지만, 범위나 대역폭과 같은 것에 대한 글로벌한 결과 성능들은 동일한 NW에 속하는 모든 다른 WiFi 구현예와 HW에 명백히 의존적이다.

- 본 발명은 짧은 프리앰블, 긴 프리앰블, 짧은 슬롯 시간, 긴 슬롯 시간, 기본적이고 조작상의 데이터 속도 등과 같은 다양한 WiFi 파라미터와 구성에도 독립적인데, 심지어 이들 모든 파라미터가 CUE와 IPDT 성능과 선택된 속도에 대해 영향을 미치더라도 그러하다.

- 본 발명은 WMM 파라미터 세트(AIFS, CWMIN, CWMAX, TXOP)에 독립적인데, 심지어 모든 이들 파라미터가 CUE 및 IPDT 성능과 선택된 속도에 대해 영향을 미치더라도 그러하다.

- 본 발명은 또한 PSD 및 APSD 메커니즘과도 호환성이 있다.

AC: 액세스 카테고리(Access Category)
AIFS: 중재 프레임간 공간(arbitration inter-frame space)
AP: 액세스 포인트(Access Point)
BE: 최상의 수고(Best Effort)
BER: 비트 에러 비율(Bit error Ratio)
BERR: BERR 재시도율(BERR retry rate)
BK: 배경(Background)
CRR: 충돌 재시도율(Collision retry rate)
CUE: 채널 사용 추정(Channel Usage Estimation)
CW: 회선 쟁탈 윈도(Contention Window)
EDCA: 강화된 분산 채널 액세스(Enhanced distributed channel access)
EIFS: 확장된 프레임간 공간(extended inter-frame space)
EMA: 지수 이동 평균(Exponential moving average)
ERN: 초과 재시도 횟수(Excessive retry number)
GIPDT: 글로벌 IPDT(Global IPDT)
GIPLR: 글로벌 IPLR(Global IPLR)
HW 레벨: 하드웨어 레벨(Hardware level)
IP: 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)
IPDT: IP 지연 송신(IP delay Transmission)
ITU: 국제 전기통신연합(International Telecommunication Union)
IPLR: IP 패킷 손실 비(IP packet lost ratio)
MAC: 매체 접근 제어(Medium Access Control)
MEMA: 다수 EMA(Multiple EMA)
MIPP: 평균 출발간 패킷 기간(Mean interdeparture packet period)
NW: 네트워크 레벨(Network level)
PFAI: 물리적 비율 빠른 적응 반복(Phyrate fast adaptation iteration)
POH: (Phy overlead delay)
PASP: (Phyrate slow adaptation iteration)
QOS: 서비스 품질(Quality of service)
RCA: 비율 제어 알고리즘(Rate control algorithm)
RR: 재시도 비율(Retry-Rate)
RTCP: 실시간 수송 제어 프로토콜(Real-time Transport Control Protocol)
RTP: 수신기 수송 프로토콜(Receiver transport protocol)
SLP: 연속적인 패킷 손실(Successive packet loss)
SMA: 슬라이딩 이동 평균(Sliding moving average)
STA: 국(Station)
TCP: 송신 제어 프로토콜(Transmission control protokoll)
TXOP: 송신 기회(Transmit Opportunity)
UDP: 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)
VI: 비디오(Video)
VO: 음성(Voice)
WMM: WiFi 멀티미디어(WiFi Multimedia)
WME: 무선 멀티미디어 확장(Wireless Multimedia extension)

Claims

무선 멀티미디어(WMM: Wireless Multimedia) 환경에서 물리 층 송신 비율을 선택하는 방법으로서,
상기 무선 멀티미디어 환경은 상이한 액세스 카테고리(AC: access category)들을 사용하여 적어도 하나의 국(STA: station) 또는 액세스 포인트(AP)로부터 적어도 하나의 국(STA) 또는 액세스 포인트(AP)로의 송신 트래픽의 우선 순위를 정하는, 물리 층 송신 비율을 선택하는 방법에 있어서,
상이한 패킷 크기들은 국(STA) 또는 액세스 포인트(AP)로부터의 송신 트래픽 타입에 대응하고, 상기 방법은
- 각각의 액세스 카테고리(AC)에 관해 특정되고, 각각의 패킷 크기에 관한 액세스 카테고리(AC) 내에 있는 파라미터들을 결정하는 단계와,
- 상기 액세스 카테고리(AC)와 패킷 크기 중 각각의 것에 관한 상기 파라미터들을 사용하여 물리 층 송신 비율을 선택하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 물리 층 송신 비율을 선택하는 방법.
제 1항에 있어서,
각각의 액세스 카테고리(AC)에 관해 특정되고, 액세스 카테고리(AC) 내에 있는 파라미터들은 각 AC의 특정 값들인 다중-비율 재시도 횟수(MRN: Multi-rate Retry Number)와, 과도한 재시도 횟수(ERN: Excessive Retry Number)인 것을 특징으로 하는, 물리 층 송신 비율을 선택하는 방법.
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